JPS61103394A - 平板スピ−カ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平板スピーカに関する。

〔従来の技術〕

従来、平板スピーカとして第９図に示す如きものが提案
されている。即ち、この第９図において、（１１は周囲
がエツジ（２）を介してフレーム（３）に支持された、
例えば方形の平面振動板であって、例えば上下両面のス
キン材（１ａ）及び（ｌｂ）並びにハニカム構造のコア
材（１ｃ）から成るハニカムサンドウィンチ構造体より
構成されている。この平面振動板（１）の音響放射面と
は反対面側に、略円錐台形状のカップリングコーン（４
）を介してボイスコイルボビン（５）が取り付けられ、
このボイスコイルボビン（５）の遊端部近傍周囲には音
声電流が供給されるボイスコイル（６）が巻装される。

（７）はボイスコイル（６）に対応してフレーム（３）
に取り付けられた磁気回路であり、これは中心ボールを
有するヨーク　（７ａ）と、マグネット（７ｂ）と、プ
レート（７ｃ）と、ヨーク（７ａ）の中心ポール及びプ
レート（７ｃ）間に形成された磁気空隙とから構成され
る。（８）はボイスコイルボビン（５）のボイスコイル
（６）寄りの部分とフレーム（３）との間に設けられた
ダンパである。

ところで、一般に方形の平面振動板（１）を外部より加
振した場合には、多くのモードの分割振動が生じるが、
駆動点が振動板（１）の中心に関して対称であれば、第
１０図に円Ｃ１水平及び垂直の直線Ｈ１゜Ｈ２及びＶｌ
、Ｖ２並びに長円Ｅｌ、Ｅ２で示されるような、分割振
動の節が振動＆（１）の中心を通らないモードだけが現
れることが知られている。

そして、節が円Ｃとなる（　１．３＋３．１　）モード
、直線■１〜Ｈ２となる（３．３　）モード及び長円Ｅ
ｓ。

Ｅ２となる（　１．５＋５．１　）モードの分割振動に
対応して、第１１図に示すように、出力音圧周波数特性
（以下、単に周波数特性という）上に山・谷が生じる。

また、平面振動板（１）を円Ｃにおいて駆動するときは
、上述の各モードの分割振動のうち（１，３＋３．１　
＞モードだけが消えて、周波数特性は第１２図に示され
るようになること、直線Ｈ１１Ｈ２及びＶＬ　、　　Ｖ
２　）４　ツノ交点Ｐａ、　ｐｂ、　ｐＣ，Ｐｄにおい
て駆動するときは、（１，３＋３．１　）モード及び（
３，３）モードが消えて、周波数特性は第１３図に示す
ようになること、更には、上述の長円ＥｌｌＥ２の４つ
の交点Ｐｅ、　Ｐｆ＋　ｐｇ、　ｐｈにおいて駆動する
ときは、（１，５＋５．１　）モードの分割振動が消え
ることも知られている。なお、この場合、振動板（１）
自体、特にコア材（１ｃ）の内部構造、エツジ・’ｔ＋
　　　　ｔｚ）（ＤＦ＃　’＄　＄　Ｋ　、に°７゛“
〜゛０”２２゛°〜゛０“点との相対位置は必ずしも一
定ではない。

上述の第９図の平板スピーカにおいては、構造が簡単な
ために、第１０図の円Ｃに相当する位置でカップリング
コーン（４）の上端部（４ａ）と振動板（１）とが結合
されており、（１，３＋３．１　）モードの分割振動だ
けが消されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のような、撮動板の駆動によっては
、（３，３）モード或いは（１，５＋５．１　＞モード
のような高次モードの分割振動による周波数特性曲線上
の山・谷を消滅させることはできなかった。

殊に、振動板（１１を構成するハニカムサンドウィッチ
構造体は、上下両面のスキン材（ｌａ）　、　　（ｌｂ
）並びにハニカム構造のコア材（１ｃ）に共にアルミニ
ウム箔を使用することが多く、その共振鋭度Ｑが高いた
め、周波数特性曲線上の高次モードの分割振動による山
は２０ｄＢにも及ぶ鋭いものとなる。

この鋭い山が平面振動板（１）の高域限界周波数を決定
してしまう０例えば１辺が１００ｍの正方形の平　　　
　　　１面振動板では約４ＫＨｚとなる。

このような周波数にこのような鋭い山がある状態では、
再生音質が著しく劣化して、そのま−使用することはで
きない。そこで、平面振動板（１）とカップリングコー
ン（４）との間に粘弾性材を介在させ、高域限界周波数
の鋭い山を抑制したものが提案されている。

か＼るスピーカについて、第１４図を参照しながら説明
する。同図において、（９）は例えばクロロプレンゴム
のような粘弾性材のリングであって、その上面が平面振
動板（１）の下面の円Ｃ（第１０図参照）上に接着され
ると共に、リング（９）の下面はカップリングコーン（
４）の大径端部（４ａ）に接着される。

カップリングコーン（４）の他端には、ボイスコイル（
６）を巻装したボビン（５）が取付けられる。その余の
構成は第９図と同様であるので図示を省略する。

次に、第９図及び第１４図のスピーカの振動系について
説明する。ボビン（５）及びボイスコイル（６）全体の
質量をＭＶ、カップリングコーン（４）の質量をＭＣ，
ボビン（５）とカップリングコーン（４）の接合部にお
けるステイフネスをＳｎｓ粘弾性材リング（９）のステ
ィフネス及び抵抗を夫々Ｓｄ及びＲｄとし、簡単のため
に振動板（１３の振動要素を質量ＭＤのみで表すものと
すれば、第９図及び第１４図に示したスピーカの振動系
の等価回路はそれぞれ第１５図及び第１６図のように表
される。この第１６図から明らかなように、粘弾性材リ
ング（９）の抵抗Ｒｄが前述のような振動板（１）の分
割振動のダンピングを行い、リンク（９）のスティフネ
スＳｄは、カップリングコーン（４）の質量Ｍｃと共に
低域フィルタを構成する。従って、リング（９）のステ
ィフネスＳｄを所定の値に設定して、ボイスコイル（６
）の駆動力Ｆｖ中の高域限界周波数成分を遮断するよう
にすれば、第１２図に破線で示すように、高域限界周波
数より僅か低い周波数に小さな山があるような、良好な
周波数特性を有する平板スピーカが得られる。

ところが、第１４図に示した振動系を有するスピーカに
あっては、粘弾性材リング（９）を振動板（１）に接着
しているため、振動板（１）の質量にリング（９）の質
量が付加されることによって、振動系の高域限界周波数
が一層低下し、再生周波数帯域が一層狭くなるという問
題があった。

更に、か−るスピーカを低周波数領域で使用する場合、
高出力レベル時には振動板（１）のピストン振動の振幅
が著しく大きくなる。そのため、振動板（１）が横揺れ
を起し、音質を損なう虞があった。

この横揺れを防ぐために、カップリングコーン（４）の
中間部とフレーム（３）との間にダンパを設けることが
考えられるが、カップリングコーン（４）との接合の位
置決め精度１．変形等のため、組立てが困難であるとい
う問題が生じる。

か＼る点に鑑み、本発明の目的は比較的簡単な構造で容
易に組立ることができて、広い再生周波数帯域を有する
と共に、横揺れに強い平板スピーカを提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、平面振動板（１）と、ボイスコイル（６）を
巻装したボビン（５）と、このボビン（５）と平面振動
板（１）とを結合するカプラ（１４）　、　　（２０）
と、フレームα〔とを具備する平板スピーカにおいて、
カプラ”’　　　　　　　（１４）　、　　（２０）　
（７）中間部、所定、）ユヶイ７２．　ｘを有する段部
（１７）　、　　（２３）を設けると共に、この段部（
１７）　、　　（２３）とフレーム叫との間にダンパ（
１３）を取付けた平板スピーカである。

〔作用〕

か−る構成によれば、カプラ（１４）　、　　（２０）
の質量とカプラ（１４）　、　　（２０）の中間部に設
けた段部（１７）　、　　（２３）の所定のスティフネ
スとによる機械的低域フィルタが駆動力中の高域限界周
波数成分を遮断すると共に、この段部（１７）　、　　
（２３）とフレームａのとの間に設けられたダンパ（１
３）が振動系を安定に保持する。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第３図を参照しながら、本発明による
平板スピーカの一実施例について説明する。

第１図に本発明の一実施例の構成をボす。第１図におい
て、第９図に対応する部分には同一の符号を付して重複
説明を省略する。

第１図において、（１０）はフレームであって、これ　
　　　　１には上下２つの段部（１１）　、　　（１２
）が設けられる。

下側の段部（１１）とボビン（５）との間にダンパ（８
）が取付けられ、上側のｂ部（１２）には上側ダンパ（
１３）の外縁が取付けられる。（１４）はカプラであっ
て、平面振動ｋ（１）とボビン（５）とがこのカプラ（
１４）によって結合される。カプラ（１４）は、例えば
厚さ０．３１１ｍのアルミニウム薄板が円錐台状にプレ
ス成形され、下側の小径部（１５）と上側の大径部（１
６）との間に断面がＬ字状の段部（１７）が設けられる
。そして、このＬ字状の段部（１７）の垂直部（１７ｖ
　）に上側ダンパ（１３）の内縁が取付けられて、カプ
ラ（１４）が保持される。その余は第９図に示した構成
と同様である。

段部（１７）を境にして、カプラ（１４）の下部及び上
部の質量をＭＣＬ及びＭｃＵとし、段部（１７）のステ
ィフネスをＳＣとすれば、本実施例の振動系の等価回路
は第２図のように表わすことができる。

この第２図から明らかなように、段部（１７）のスティ
フネスＳｃはカプラ（１４）の質！　（Ｍ（：Ｌ＋ＭＣ
ＩＪ）と共にＴ型低域フィルタを構成する。従って段部
（１７）の寸法、位置等を選定して、このＴ型低域フィ
ルタ、即ちカプラ（１４）がボイスコイル（６）の駆動
力Ｆｖ中の高域限界周波数成分を遮断するようにすれば
、第１２図に破線で示すように、高域限界周波数より僅
かに低い周波数に小さな山があるような、良好な周波数
特性を有する平板スピーカが得られる。

また、上述の構成によれば、広い間隔の２枚のダンパ（
８）及び（１３）によって振動系が安定に保持されるの
で、振動板（１）のローリング（横揺れ）を防止して、
大振幅動作時にも良好な再生音が得られて、エツジ（２
）を用いない、いわゆるエツジレススピーカに好適であ
る。更に、カプラ（１４）の中間部に設けた段部（１７
）の垂直部（１７ｖ）によって、上側ダンパ（１３）が
位置決めされるので、カプラ（１４）とダンパ（１３）
の接合位置を常に一定させて、簡単に組立てることがで
きる。

なお、第１図の実施例では、カプラ（１４）の段部（１
７）の形状を断面がＬ字状となるようにしたが、第３図
Ａ、　Ｈに示すように、垂直部（１７ｖ）のみ、または
水平部（１７ｈ　）のみとして、これらに上側ダンパ（
１３）をそれぞれ接合してもよい。

また、同図Ｃにネオように、１折面がＳ字状を呈する段
部（１７ｆ）を設け、その外側の垂直部（１７ｆｏ）に
ダンパ（１３）を接合してもよい。

次に、第４図乃至第６図を参照しながら、本発明による
平扱スピーカの他の実施例につい゛ζ説明する。

第４図に本発明の他の実施例の構成を示す。この第４図
において、第１図及び第９図に対応する部分には同一の
符号を付して重複説明を省略する。

第、４図において、（２０）はカプラであって、下側の
円錐台状の小径部（２１）と上側の円シ１６台状の大径
部（２２）とが段部＜　２３）において接合される。

（２４）は例えばクロロプレンゴムのような粘弾性材の
リングであって、このリング（２４）の内外両面が小径
部（２１）の上端部（２１ａ　）の内面及び大径部（２
２）の下端部（２２ｂ　）の外面とそれぞれ接着されて
段部（２３）が形成される。この段部（２３）・・’）
）０）ｎ＃ｍＪ′″″゛７部（２１）　Ｏ４″ｍ１ｌｔ
ｌＳ　（２１ａ　）部面に位置決めされて、これとフレ
ームａωの上側段部（１２）との間にダンパ（１３）が
取付けられる。

その余は第１図のものと同様の構成である。

か＼る構成によれば、カプラ（２０）の小径部（２１）
と大径部（２２）とに要求される諸条件に応して、これ
に適応したヤング率Ｅ、面積密度ρ、損失係数ｊａｎδ
等の振動伝達に関する物理特性を有する材料を選択して
使用することができて、総合的な振動特性が向上する。

例えば、カプラ（２０）の下側の小径部（２１）には、
上側の大径部（２２）よりも商い強度、即ちヤング率Ｅ
が大きいことが要求される。従って、両者ともにアルミ
ニウムや紙のような同−材料が用いられる場合は、大径
部（２２）の肉厚を薄くシて軽量化が図られる。また、
両者に異なる材料が用いられる場合は、小径部（２１）
にベリリウム、チタン等の洒ヤング率の金属が用いられ
ると共に、大径部（２２）にヤング率、密度の小さいア
ルミニウムや、ヤング率、密度が小さく損失係数の太き
い紙が用いられる。或は、小径部（２１）にアラミ　　
　　　　１ドフアイバやカーボンファイバのシート、セ
ラミック（金属薄板上に爆射）、ポリオキシメチレン（
ウィスカー強化シート）等の商ヤング率材料が用いられ
ると共に、大径部（２２）に損失係数の大きい紙、ポリ
プロピレンシート等が用いられる。

カプラ（２０）の小径部（２１）及び大径部（２２）の
質量をＭＣ，Ｌ及びＭＣυとし、粘弾性材リング（２４
）の抵抗及びスティフネスをＲｃ及びＳｃとすれば、第
４図の振動系の等価回路は第５図のように表わすことが
できる。この第５図から明らかなように、粘弾性材リン
グ（２４）の抵抗Ｒｃが大径部（２２）を介して振動板
（１）の分割振動のダンピングを行い、リング（２４）
のスティフネスＳｃはカプラ（２０）の小径部（２１）
及び大径部（２２）の質量ＭＯＬ及びＭｅυと共にＴ型
低域フィルタを構成する。従って、リング（２４）のス
ティフネスＳｃを適宜に設定して、このＴ型低域フィル
タ、即ちカプラ（２０）がボイスコイル（６）の駆動力
ＦＶの高域限界周波数成分を遮断するようにすれば、第
１２図に破線で示すように、高域限界周波数より僅かに
低い周波数に小さな山があるような、良好な周波数特性
を有する平面スピーカが得られる。

この場合、同一の振動＆　（１１に対する（３．３　’
）モードの分割振動の周波数ｆ３３は変わらないから、
粘弾性材リング（２４）に求められるスティフネス３２
４と前出第１４図の粘弾性材（９）に求められるスティ
フネスＳ！１とは、カプラ（２０）の質量（ＭｃＬ＋Ｍ
（Ａ＞とカップリングコーン（４）の質量ＭＣとが等し
いときは、略等しいと考えられる。第４図と第１４図と
から明らかなように、粘弾性材リング（２４）は第１４
図の粘弾性材よりも小さく、従って軽量であるから、本
実施例の振動系の全質量は第１４図の振動系のそれより
も少なく、高域限界周波数の低下もまた少なくなる。

なお、第４図の実施例では、カプラ（２０）の小径部（
２１）の上端部（２１ａ）が大径部（２２）の下端部（
２２ｂ）の外側に位置するようにしたが、これとは逆に
第６図Ａに示すように、小径部（２１）の上端部（２１
ａ）が大径部（２２）の下端部（２２ｂ）の内側に位置
するようにしてもよい。また、同図Ｂ及びＣに示すよう
に、小径部（２１）の上端部（２１ａ　）と大径部（２
２）の下端部（２２ｂ）を共に水平に折曲げて両者を対
向させ、その間に粘弾性材リング（２４）を介在させる
ようにしてもよい。

また、同図Ｄ−Ｇに示すように、小径部（２１）の上端
部（２１ａ　）　、大径部（２２）の下端部（２２ｂ）
のいずれか一方を断面り字状に形成すると共に、他方を
垂直または水平に折曲げて両者を対向させ、その間に粘
弾性材リング（２４）を介在させるようにしてもよい。

この場合、段部（２３）において外側となる上端部（２
１ａ　）または下端部（２２ｂ　’）が上側ダンパ（１
３）の内縁の位置決めに用いられることは、前述の第１
図及び第３図の実施例の場合と同様である。

また、上側ダンパ（１３）が小径部（２１）の上端部（
２１ａ　）に接合されるときは、振動系のうち、ボイス
コイル（６）を巻装したボビン（５）、下側ダンパ（８
）、カプラ（２０）の小径部（２１）及び上側ダンパｉ
、、、　　　　　　　（１３）を予め組立ておいてから
フレームα０）に組付け、しかる後に振動板＋１）と一
体に組立てられたカプラ（２０）の大径部（２２）を粘
弾性材リング（２４）を介して小径部（２１）と結合さ
せることができて、組立工程が簡単になる。

更に、小径部（２１）とボビン（５）とを過賞の面強度
材料で一体成型することも可能であり、この場合、部品
点数と組立工数とが削減されると共に、組立精度が同上
してスピーカの品質が安定する。

ところで、これまではカプラ（１４）及び（２０）の形
状を円錐台に限って説明したが、この場合、カプラ（１
４）　、　　（２０）の大径部（１６）　、　　（２２
）の上端部（１６ａ　）　、　　（２２ａ　）と平面振
動Ｆｊ、ｆｌ）との結合部が円形となって、振動板（１
）の高次モードの分割振動が消えないことは前述したと
おりである。

そこで、次に第７図を参照しながら、高次の分割振動を
消すことができるようにした、本発明による平板スピー
カの更に他の実施例について説明する。

本実施例においては、上述のカプラ（１４）、（２０）
の上端部（１６ａ　）　、　　（２２ａ　）を、例えば
第　　　　　１７図Ａ、Ｂ、Ｃに示すように、方形、８
角形、または糸巻形のような方形をベースとした形状と
して、前述のＰａ”Ｐｄ及びＰｅ−Ｐｈの８点（第１０
図参照）と上端部（１６ａ　）　、　　（２２ａ　）の
Ｑａ−Ｑｄ及びＱｅ”Ｑｈとがそれぞれ対応するように
、振動板（１）とカプラ（１４）または（２０）とを結
合させる。その余の構成は第１図または第４図の実施例
と同様であるので図示を省略する。

か＼る構成によれば、振動板（１）の商人分割振動モー
ドの節が駆動されるので、カプラ（１４）　。

（２０）の機械的低域フィルタ作用、更には、カプラ（
２０）の制動作用と相俟って、周波数特性上で高次モー
ドに対応する山、谷が消え、広帯域にわたって良好な周
波数特性が得られる。

なお、カプラ（１４）　、　　（２０）の上端部（１６
ａ　）　。

（２２ａ　）の形状を、第７図に示したように、方形が
ベースとなる形状とした場合でも、ボビン（５）と結合
するために、カプラ（１４）　、　　（２０）の下端部
（１５ｂ）　、　　（２１ｂ）は円形でなければならな
い。

か＼る形状のカプラを必要とするとき、第４図に示すよ
うに、カプラ（２０）が小径部（２１）と大径部（２２
）とに分割される場合は、第１図の一体のカプラ（１４
）の場合に比べて、成型用金型の形状が簡単になり、カ
プラの成型加工が容易となる。

次に、第８図を参照しながら、上述の実施例と同様な作
用を有する、本発明による平板スピーカの更に他の実施
例について説明する。第８図に本発明の更に他の実施例
の要部の構成を示す。この第８図において、第１図及び
第４図に対応する部分には同一の符号を付して重複説明
を省略する。

第８図において、（２５）　　（（２５ａ　）　〜（２
５ｈ　）　）はカプラ（２０）の大径部（２２）の上端
部（２２ａ　）に一体に設けられた連結部材であって、
そのうち、連結部材（２５ａ　）　〜（２５ｄ　）は前
述のＰａ−＝Ｐｄの４点に対応し、連結部材（２５ｅ　
）　〜（２５ｈ　）はＰｅ〜ｐｈの４点に対応する。

振動板（１）の８つの節点には連結部材（２５）を挿通
するための透孔が設けられ、カプラ（２０）の各連結部
材（２５ａ）〜（２５ｈ）に合成樹脂を円柱状に形成し
たスペーサ（図示を省略）が挿着される。

そして、平面振動板（１）の透孔にカプラ（２０）の連
結部材（２５ａ　）　〜（２５ｈ　）が挿通され、振動
板（１）から突出した部分がＬ字状に折曲げられて接着
剤で固定されて、振動板＋１１とカプラ（２０）が結合
される。外観上、この部分は化粧キャップで被覆するこ
とが好ましい。

か＼る構成によれば、振動板（１）は（１，５＋５．１
　）モードまでの分割振動を消滅させて高域限界周波数
をより高次の分割振動モードまで上昇させることができ
る。また、カプラ（２０）の機械的低域フィルタ作用及
び制動作用と相俟って、高域限界周波数直下までの広い
帯域で良好な周波数特性を得ることができる。

なお、本実施例の連結部材（２５）の形状を凸字状にす
れば、上述のスペーサを必要としない。また、各連結部
材（２５ａ）〜（２５ｈ　）間の大径部（２２）の一部
をアーチ状に適宜切除して、いわゆる肉を盗むことを行
えば、大径部（２２）の軽９化と、振動板（１）の後面
の開放率の増大とによって、喝　　　　　再生音０品質
が一段と向上ず机こ０場合・各連結部材（２５ａ　）　
〜（２５ｈ　）直下の大径部（２２）に、必要に応じて
リブを形成してもよい。

史に、上述の第４の実施例では、前出の第２の実施例の
カプラ（２０）の上端部（２２ａ　）に一体に連結部材
（２５）を設けたが、この他に、第１の実施例のカプラ
（１４）の上端部（１６ａ）に一体に連結部材（２５）
を設は得ることは万うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、平面振動板を駆動
するカプラの中間部に所定スティフネスを有する段部を
設けると共に、この段部とフレームとの間にダンパを取
付けるようにしたので、カプラの機械的低域フィルタ作
用によって、良好な周波数特性を有すると共に、組立て
が容易で横揺れに強い平板スピーカを得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による平板スピーカの一実施例を示す断
面図、第２図は本発明の一実施例の等価回路を示す結線
図、第３図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第
４図は本発明による平板ス　　　　　　ｌビー力の他の
実施例を示す断面図、第５図は本発明の他の実施例の等
価回路を示す結線図、第６図は本発明の他の実施例の要
部を示す断面図、第７図は本発明による平板スピーカの
更に他の実施例の要部を示す平面図、第８図は本発明に
よる平板スピーカの更に他の実施例の要部を示す斜視図
、第９図は従来の平板スピーカの一例を承ず断面図、第
１０図は本発明の説明に供する路線平面図、第１１図乃
至第１３図は同じく路線図、第１４図は従来の平板スピ
ーカの他の例の要部を示す断面図、第１５図及び第１６
図はそれぞれ第９図及び第１４図のスピー“力の等価回
路を示す結線図である。 （１）は平面振動板、（５）はボビン、（６）はボイス
コイル、Ｆ８）　、　　（１３）はダンパ、（１４）　
、　　（２０）はカプラ、（１７）　、　　（２３）は
段部、（２４）は粘弾性材、（２５）は連結部材である
。 第２図 第５図 第６ ０　　　　　　Ｅ 図 Ｆ　　　　　　　　　　Ｇ 第７図 第９図 第１０圀 第１ｚ図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面振動板と、ボイスコイルを巻装したボビンと、該ボ
   ビンと上記平面振動板とを結合するカプラと、フレーム
   とを具備する平板スピーカにおいて、上記カプラの中間
   部に所定のスティフネスを有する段部を設けると共に、
   該段部と上記フレームとの間にダンパを取付けたことを
   特徴とする平板スピーカ。