JPS61103396A - 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６図に示す如きものが提案
されている。即ち、この第６図において、（１）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（１ｂ）並びにハニカム構造のコア
材（ｌｃ）から成るハニカムサンドウィッチ構造体より
構成されている。この平面振動板（１）の音響放射面（
１ａ）とは反対面（１ｂ）側に、例えば厚さ　０．３ｍ
のアルミニウム、薄板がプレス成型された、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、これは中心ポ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（１１の中心に関して対称であれば、第
７図に円Ｃ１水平及び垂直の直線Ｈ□。

Ｈ２及びＶｌ、Ｖ２並びに長円Ｅｌ　、　Ｅ２　テ示す
れるような、分割振動の節が振動板（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ｖ１〜Ｈ２となる（３．３　）　％−ド及び長円
Ｅ１゜Ｅ２となる（　１．５＋５．１　）モードの分割
振動に対応して、第８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９図に示さ
れるようになること、直線Ｈ１゜Ｈ２及びＶｌ、Ｖ２の
４つの交点Ｐａ、　Ｐｂ、　Ｐｃｔ　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１０図に示すように
なること、更には、上述の長円Ｅ１＋Ｅ２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（２）の影響等
によって、Ｐａ＝Ｐｄの４点とＰｅ−Ｐｈの４点との相
対位置は必ずしも一定ではない。

上述の第６図の平板スピーカにおいては、構造が簡単な
ために、第７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＠（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、振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（１）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（ＩＣ）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　
　　　１定してしまう。例えば１辺が１００ｗの正方形
の平　　　□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１１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７図参照）上に接着される
と共に１、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６図と同様であるので図示を省略する。

次に、第６図及び第１１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Ｍ　ｖ　ｓカップリングコーン（４）の質量をＭ
Ｃ，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（１）の振動要素を質量ＭＤのみで表すも
のとすれば、第６図及び第１１図に示したスピーカの振
動系の等価回路はそれぞれ第１２図及び第１３図のよう
に表される。この第１３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）
の分割振動の一ダンピングを行い、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９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１１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（１１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。

また、第６図及び第１１図に示したような、従来の平板
スピーカでは、プレス成型によって深いカンプリングコ
ーン（４）が作られるため、加工が困難であると共に、
ボビン（５）側、振動板（１）側で異なる周波数伝達特
性が要求されても、これに充分応じ得る効果的設計がで
きないという問題もあった。

か＼る点に鑑み、本発明の目的は、比較的簡単な構造で
容易に製造することができると共に、各部分に対する諸
要求に充分対応して、広い再生周波数帯域を有する平板
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ｉｌｌとを結合するカプラ（２０）とを具備する平板
スピーカにおいて、カプラ（２０）のボビン（５）側の
小径部（２１）と振動板（１１側の大径部（２２）とで
振動１、″、　　　　　伝達特性を異ならせた平板スピ
ーカである。

〔作用〕

か＼る構成によれば、カプラ（２ｏ）の小径部（２１）
及び大径部（２２）のそれぞれに対する諸要求に対応し
て、適宜の材料が効果的に選択使用される。

〔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示す。第１図におい
て、第６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、ａωはフレームであって、これには上
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、上側の段部（１２）には上側ダンパ（
１３）の外縁が取付けられる。　　（２０）はカプラで
あって、平面振動板（１１とボビン（５）とがこのカプ
ラ（２０）によって結合される。カプラ（２０）は、下
側の円錐台状の小径部（２１）と上側の円錐台状の大径
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（２２
）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）の外面、即
ち小径部（２１）の上端部（２１ａ　）の外面に位置決
めされて、これとフレームα〔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６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じて、これ
に適応したヤング率Ｅ１面積密度ρ、損失係数ｔａｎδ
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）よりも高い強度、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一材料が用いられる場合は、大径
部（２２）の肉厚を薄（し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、チタン等の高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大き
い紙が用いられる。或は、小径部（２１）にアラミドフ
ァ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）等の高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ＭｃＬ及びＭｅυ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１
図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、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ＭＣＬ及びＭｃυ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Ｆ
ｖの高域限界周波数成分を遮断するようにすれば、第９
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、同一の振動板（１１に対する（３．３　）モ
ードの分割振動の周波数ｆ　３３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Ｓ２４
と前出第１４図の粘弾性材（９）に求められるスティフ
ネスＳ９とは、カプラ（２０）の質量（Ｍ（：Ｌ＋Ｍｃ
υ）とカップリングコーン（４）の質量Ｍ　ｃとが等し
いときは、略等しいと考えられる。第１図と第１１図と
から明らかなように、粘弾性材リング（２４）は第１１
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１１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、本実施例では、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３
図Ａに示すように、小径部（２１）の上端部（２１ａ）
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（２２）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
ようにしでもよい。

この場合、段部（２３）において外側となる上端部（２
１ａ　）ま″″″下端部（２２ｂ　）力′上徂”１ダ″
゛１（１３）の内縁の位置決めに用いられる。

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）＜（
８）、カプラ（２０）の小径部（２１）及び上側ダンパ
（１３）を予め組立ておいてからフレームαω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）とを適宜の面強度
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（２０）の形状を円錐台に
限って説明したが、この場合、カプラ（２０）の大径部
（２２）の上端部（２２ａ）と平面振動板（１）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４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（２０）の上端部（
２２ａ）を、例えば第４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７図参照）と上端部（２２ａ　）のＱａ＝Ｑｄ及びＱ
ｅ−Ｑｈとがそれぞれ対応するように、振動板（１）と
カプラ（２０）とを結合させる。その余の構成は第１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（１１の高次分割振動モー
ドの節が駆動されるので、カプラ（２０）の機械的低域
フィルタ作用及び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（２０）の上端部（２２ａ）の形状を、第
４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（２０
）の下端部（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１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、一体のカプラの場合に比べて、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５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５図に本発明の更に他の実施例
の要部の構成をボず。この第５図において、第１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５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°
１・　　　　　１ｆｆ１□えあ。透孔ヵ３設。１．わ、
ヵ、・う。２０）。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（図ポを省略
）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（１）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）（７）
一部Ｇ７’　−ｆｌ犬′−″適宜切除６７・ｔ、Ｎ１Ｐ
Ｊ）　　　　　　　、。

る肉を盗むことを行えば、大径部（２２）の軽量化と、
振動板（１１の後面の開放率の増大とによって、再生音
の品質が一段と向上する。この場合、各連結部材（２５
ａ　）　〜（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。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、カプラ（２０）の
小径部（２１）と大径部（２２）のそれぞれに対する諸
要求に充分対応して、適宜の材料を選択使用することが
できて、総合的な振動特性を向上させることができる。

【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ピーカの他の実施例の要部を
示す平面図、第５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６図は従来の平板ス
ピーカの一例を示す断面図、第７図は本発明の説明′徒
供する路線平面図、第８図乃至第１０図は同じく路線図
、第１１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１２図及び第１３図はそれぞれ第６図及び第
１１図のスピーカの等価回路を示す結線図である。 （１）は平面振動＆、（５３はボビン、（６）はボイス
コイル、＋８１　、　　（１３）はダンパ、（２０）は
カプラ、（２３）は段部、（２４）は粘弾性材、（２５
）は連結部材である。 Ｄ　　　　　　　　　　　　Ｅ Ｃ第３図 櫂 第４図 第５図 第６図 第７図 石じぺ１ｘ

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を具備する
   平板スピーカにおいて、上記カプラの上記ボビン側の小
   径部と上記振動板側の大径部とで振動伝達特性を異なら
   せたことを特徴とする平板スピーカ。