JPH0127357Y2 - - Google Patents
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- JPH0127357Y2 JPH0127357Y2 JP2655980U JP2655980U JPH0127357Y2 JP H0127357 Y2 JPH0127357 Y2 JP H0127357Y2 JP 2655980 U JP2655980 U JP 2655980U JP 2655980 U JP2655980 U JP 2655980U JP H0127357 Y2 JPH0127357 Y2 JP H0127357Y2
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- diaphragm
- diameter
- ratio
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- disk
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Landscapes
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
Description
本考案は音響放射面が平面であるスピーカ用振
動板に関するものであり、特に分割共振周波数を
高くできるスピーカ用振動板を提供するものであ
る。 音響対射面が平面である従来のスピーカ用振動
板（以下単に振動板とよぶ）は第１図ａ，ｂおよ
び第２図ａ，ｂに示すように、円板形状、または
円錐台形状をしている。第１図ａ，ｂに示す円板
形状の振動板においては、その分割共振周波数
100は次式で与えられる。 ここでＥは振動板のヤング率、ρは振動板の密
度、σはポアソン比、ａは振動板の半径、ｔは振
動板の厚さ、a10は周波数定数でポアソン比σに
よつて異なるが通常はa10＝3.018である。このよ
うに、振動板においては寸法と材料が決まれば分
割共振周波数100が決まることになる。 また、第２図に示す円錐台形状の振動板の共振
周波数′100は、第１図に示す円板形状の振動板の
共振周波数100と比較して、約1.27倍（′100＝
1.27100）高くできる（ただし円板部分の厚さを
dp全体の厚さをdiとしてdi／dp＝4.0であり、かつ円 錐台形状の振動板と円板形状の振動板が等重量の
場合である）。 すなわち、スピーカの振動板は材料が決定すれ
ばその形状によつて、その分割共振周波数が変化
することがわかる。 本考案は上記の点を考慮してなされたものであ
り、半径の大きい円板上にこの円板と同軸の関係
に半径の小さい円板が配置された形状を有する振
動板を提供するものであり、このような形状にす
ることにより分割共振周波数を従来の振動板のも
のより高め、スピーカの音圧再生帯域を拡大する
ものである。 以下図面をもとにして本考案の実施例を詳細に
説明する。 第３図は本考案の一実施例におけるスピーカの
振動板の分解斜視図、第４図は同振動板の斜視図
である。このスピーカの振動板１の構成は直径rp
の２枚の薄い表面材２と３によつて、直径rpの厚
い心材４の両面をサンドウイツチ状にはさみ込ん
で大口径（直径rp）の円板５を形成し、次に、こ
の大口径の円板５の一平面上に直径ri（ri＜rp）の
表面材６と直径riの心材７より形成した小口径の
円板８を貼り合わせたものであり、大口径の円板
５と小口径の円板８とは同軸の関係に配置されて
おり、その径比ri／rpは0.7〜0.85の範囲にある。 心材４と７はアルミニウムなどの軽量・剛性の
金属、紙、高分子フイルム等により多数の６角筒
体を連続形成して作つてハニカム形状（密蜂の巣
の形状）のものか、あるいは発泡樹脂、発泡金属
を円板形状にしたものを用いる。また、表面材
２，３，６はアルミニウムなどの軽量・剛性の金
属、紙、フイルム等で作られている。振動板１に
ハニカム形状体を用いると空間部分の占有率が高
くなるため振動板が軽量になる長所がある。 また、発泡樹脂や発泡金属を用いると振動板を
安価に製造できる長所がある。 上記実施例のスピーカの振動板の特性を理論計
算した結果を第５図に示す。同図は、振動板１の
全体の厚さdiと大直径の円板５の厚さdpとの厚さ
比di／dpをパラメータとして、径比ri／rp対分割共振周 波数比10／100の関係、および径比ri／rp対重量比M
D／MDO の関係を計算したものである。 ここで径比ri／rp対分割共振周波数比10／100の
関係 は、振動板の振動方程式を導き、境界条件として
次の２つを入れることにより求めたものである。 (i) ２つの円板５と８の接合部で段差、変位、慣
性モーメント、せん断力を等しいとする。 (ii) 周辺部は自由端とする。 また、径比ri／rp対重量比MD／MDOの関係は、振動板 １の密度が均一であるとして、簡単な幾可学的計
算により求めたものである。 なお、100，MDOは第１図に示す厚さdp、直径
rpの円板形状の振動板の第１次共振周波数と重量
を示しており、10，MDは第４図に示す本実施例
における振動板１（大直径の円板５の直径と厚さ
がそれぞれrpおよびdp、小直径の円板８の直径が
ri、振動板１の厚さがdi）の第１次共振周波数と
重量をそれぞれ示す。 第５図において厚さ比di／dp＝3.0の場合について 見てみると、径比ri／rpを0.4→0.6→0.8→1.0と増加 させてゆくと重量比MD／MDOはそれに伴つて1.3→1.7 →2.3→3.0と増加してゆく（曲線９）。一方、分
割共振周波数比10／100は1.3→2.2→3.3→3.0と径
比 ri／rpが0.8付近に達するまで増加し（曲線１０）、 径比ri／rpが0.5〜1.0の範囲では分割共振周波数比10 ／100が重量比MD／MDOを上回ることになる。 この範囲では、本実施例の振動板１は、第１図
に示す等重量の円板形状の振動板と比較して、共
振周波数10を高めることができ、特に径比ri／rpを 0.7〜0.85にした場合が重量に対して最も共振周
波数10を高めることができることがわかる。た
とえば、厚さ比di／dp＝3.0で径比ri／rp＝0.8のとき第 ５図より重量比MD／MDO＝2.3、分割共振周波数比10 ／100＝3.3となり、等重量の円板形状の振動板と 比較して（10／100）／（MD／MDO）＝3.3／2.3＝1.
4 倍と分割共振周波数10を高めることができる。 なおdi／dp＝2.0の場合もdi／dp＝3.0の場合と同様の ことが言える。 表１は形状効果比（10／100）／（MD／MDO）
を算出したものを示している。
動板に関するものであり、特に分割共振周波数を
高くできるスピーカ用振動板を提供するものであ
る。 音響対射面が平面である従来のスピーカ用振動
板（以下単に振動板とよぶ）は第１図ａ，ｂおよ
び第２図ａ，ｂに示すように、円板形状、または
円錐台形状をしている。第１図ａ，ｂに示す円板
形状の振動板においては、その分割共振周波数
100は次式で与えられる。 ここでＥは振動板のヤング率、ρは振動板の密
度、σはポアソン比、ａは振動板の半径、ｔは振
動板の厚さ、a10は周波数定数でポアソン比σに
よつて異なるが通常はa10＝3.018である。このよ
うに、振動板においては寸法と材料が決まれば分
割共振周波数100が決まることになる。 また、第２図に示す円錐台形状の振動板の共振
周波数′100は、第１図に示す円板形状の振動板の
共振周波数100と比較して、約1.27倍（′100＝
1.27100）高くできる（ただし円板部分の厚さを
dp全体の厚さをdiとしてdi／dp＝4.0であり、かつ円 錐台形状の振動板と円板形状の振動板が等重量の
場合である）。 すなわち、スピーカの振動板は材料が決定すれ
ばその形状によつて、その分割共振周波数が変化
することがわかる。 本考案は上記の点を考慮してなされたものであ
り、半径の大きい円板上にこの円板と同軸の関係
に半径の小さい円板が配置された形状を有する振
動板を提供するものであり、このような形状にす
ることにより分割共振周波数を従来の振動板のも
のより高め、スピーカの音圧再生帯域を拡大する
ものである。 以下図面をもとにして本考案の実施例を詳細に
説明する。 第３図は本考案の一実施例におけるスピーカの
振動板の分解斜視図、第４図は同振動板の斜視図
である。このスピーカの振動板１の構成は直径rp
の２枚の薄い表面材２と３によつて、直径rpの厚
い心材４の両面をサンドウイツチ状にはさみ込ん
で大口径（直径rp）の円板５を形成し、次に、こ
の大口径の円板５の一平面上に直径ri（ri＜rp）の
表面材６と直径riの心材７より形成した小口径の
円板８を貼り合わせたものであり、大口径の円板
５と小口径の円板８とは同軸の関係に配置されて
おり、その径比ri／rpは0.7〜0.85の範囲にある。 心材４と７はアルミニウムなどの軽量・剛性の
金属、紙、高分子フイルム等により多数の６角筒
体を連続形成して作つてハニカム形状（密蜂の巣
の形状）のものか、あるいは発泡樹脂、発泡金属
を円板形状にしたものを用いる。また、表面材
２，３，６はアルミニウムなどの軽量・剛性の金
属、紙、フイルム等で作られている。振動板１に
ハニカム形状体を用いると空間部分の占有率が高
くなるため振動板が軽量になる長所がある。 また、発泡樹脂や発泡金属を用いると振動板を
安価に製造できる長所がある。 上記実施例のスピーカの振動板の特性を理論計
算した結果を第５図に示す。同図は、振動板１の
全体の厚さdiと大直径の円板５の厚さdpとの厚さ
比di／dpをパラメータとして、径比ri／rp対分割共振周 波数比10／100の関係、および径比ri／rp対重量比M
D／MDO の関係を計算したものである。 ここで径比ri／rp対分割共振周波数比10／100の
関係 は、振動板の振動方程式を導き、境界条件として
次の２つを入れることにより求めたものである。 (i) ２つの円板５と８の接合部で段差、変位、慣
性モーメント、せん断力を等しいとする。 (ii) 周辺部は自由端とする。 また、径比ri／rp対重量比MD／MDOの関係は、振動板 １の密度が均一であるとして、簡単な幾可学的計
算により求めたものである。 なお、100，MDOは第１図に示す厚さdp、直径
rpの円板形状の振動板の第１次共振周波数と重量
を示しており、10，MDは第４図に示す本実施例
における振動板１（大直径の円板５の直径と厚さ
がそれぞれrpおよびdp、小直径の円板８の直径が
ri、振動板１の厚さがdi）の第１次共振周波数と
重量をそれぞれ示す。 第５図において厚さ比di／dp＝3.0の場合について 見てみると、径比ri／rpを0.4→0.6→0.8→1.0と増加 させてゆくと重量比MD／MDOはそれに伴つて1.3→1.7 →2.3→3.0と増加してゆく（曲線９）。一方、分
割共振周波数比10／100は1.3→2.2→3.3→3.0と径
比 ri／rpが0.8付近に達するまで増加し（曲線１０）、 径比ri／rpが0.5〜1.0の範囲では分割共振周波数比10 ／100が重量比MD／MDOを上回ることになる。 この範囲では、本実施例の振動板１は、第１図
に示す等重量の円板形状の振動板と比較して、共
振周波数10を高めることができ、特に径比ri／rpを 0.7〜0.85にした場合が重量に対して最も共振周
波数10を高めることができることがわかる。た
とえば、厚さ比di／dp＝3.0で径比ri／rp＝0.8のとき第 ５図より重量比MD／MDO＝2.3、分割共振周波数比10 ／100＝3.3となり、等重量の円板形状の振動板と 比較して（10／100）／（MD／MDO）＝3.3／2.3＝1.
4 倍と分割共振周波数10を高めることができる。 なおdi／dp＝2.0の場合もdi／dp＝3.0の場合と同様の ことが言える。 表１は形状効果比（10／100）／（MD／MDO）
を算出したものを示している。
【表】
表１より、厚さ比di／dp＝2.0のとき形状効果比は
ri／rp＝0.65〜0.75付近で最も大きくなる。また厚さ
比di／dp＝3.0のとき形状効果比はri／rp＝0.7〜0.85で
最 も大きくなる。尚、厚さ比が3.0より大きくなれ
ば、さらに形状効果比が大きくなるri／rpの範囲は 高い方に移動し、１に近づいてくることになる。
（表１に示す，の範囲は、それぞれの厚み比
に対する形状効果比が最大値の約90％以上の範囲
を示している。）従つて、スピーカの振動板とし
てri／rp＝３以上を使用する場合を考慮すると、ri／rp を0.7〜0.85と規定することは形状効果比が最も
大きくなる範囲を示している。 このように本実施例の振動板は等重量の円板形
状の振動板と比較して、共振周波数を高めること
ができ、スピーカの音圧再生領域を拡大すること
ができる。 第６図は本考案の他の実施例を示すものであ
り、断面が階段状の心材１１の両平面部に表面材
１２，１３，１４を貼り合わせて大口径の円板１
５と小口径の円板１６を形成する。 振動板をこのように形成した場合、心材の個数
を削減できるため製造工数が少なくなる長所があ
る。 第７図は本考案のスピーカ用振動板を用いて、
音響放射面が平面であるスピーカを構成した一実
施例を示している。その構成を説明すると、中空
のセンタポール１７を持つプレート１８上にリン
グ状のマグネツト１９と、同じくリング状のトツ
ププレート２０を配置して磁気回路２１を構成
し、この磁気回路２１上にフレーム２２を配置
し、このフレーム２２の下部にダンパー２３の周
縁部を固定する。さらに、ダンパー２３の中央部
にボイスコイル２４を嵌着してボイスコイル２４
の下部を磁気ギヤツプ２５の中に保持し、周縁部
がフリーエツジ２６を介してフレーム２２の上面
部に固定された振動板２７をボイスコイル２４の
上端に配置している。 本考案による振動板を用いた上記構成のスピー
カは、第５図の計算結果とほぼ等しい高い分割共
振周波数が得られ、スピーカの音圧再生帯域を約
1.4倍まで高めることができた。 以上説明したように本考案は形状、構造を工夫
することにより分割共振周波数の高いスピーカ用
振動板が得られ、スピーカの音圧再生帯域を拡大
できる長所を有する。
最 も大きくなる。尚、厚さ比が3.0より大きくなれ
ば、さらに形状効果比が大きくなるri／rpの範囲は 高い方に移動し、１に近づいてくることになる。
（表１に示す，の範囲は、それぞれの厚み比
に対する形状効果比が最大値の約90％以上の範囲
を示している。）従つて、スピーカの振動板とし
てri／rp＝３以上を使用する場合を考慮すると、ri／rp を0.7〜0.85と規定することは形状効果比が最も
大きくなる範囲を示している。 このように本実施例の振動板は等重量の円板形
状の振動板と比較して、共振周波数を高めること
ができ、スピーカの音圧再生領域を拡大すること
ができる。 第６図は本考案の他の実施例を示すものであ
り、断面が階段状の心材１１の両平面部に表面材
１２，１３，１４を貼り合わせて大口径の円板１
５と小口径の円板１６を形成する。 振動板をこのように形成した場合、心材の個数
を削減できるため製造工数が少なくなる長所があ
る。 第７図は本考案のスピーカ用振動板を用いて、
音響放射面が平面であるスピーカを構成した一実
施例を示している。その構成を説明すると、中空
のセンタポール１７を持つプレート１８上にリン
グ状のマグネツト１９と、同じくリング状のトツ
ププレート２０を配置して磁気回路２１を構成
し、この磁気回路２１上にフレーム２２を配置
し、このフレーム２２の下部にダンパー２３の周
縁部を固定する。さらに、ダンパー２３の中央部
にボイスコイル２４を嵌着してボイスコイル２４
の下部を磁気ギヤツプ２５の中に保持し、周縁部
がフリーエツジ２６を介してフレーム２２の上面
部に固定された振動板２７をボイスコイル２４の
上端に配置している。 本考案による振動板を用いた上記構成のスピー
カは、第５図の計算結果とほぼ等しい高い分割共
振周波数が得られ、スピーカの音圧再生帯域を約
1.4倍まで高めることができた。 以上説明したように本考案は形状、構造を工夫
することにより分割共振周波数の高いスピーカ用
振動板が得られ、スピーカの音圧再生帯域を拡大
できる長所を有する。
第１図ａ，ｂは従来の円板形状をしたスピーカ
用振動板の平面図および正面図、第２図ａ，ｂは
従来の円錐台形状をしたスピーカ用振動板の平面
図および正面図、第３図は本考案の一実施例にお
ける平板用スピーカの分解斜視図、第４図は同振
動板の斜視図、第５図は同振動板の周波数特性等
を計算により求めた結果を示す図、第６図は本考
案の他の実施例におけるスピーカ用振動板の分解
斜視図、第７図は本考案のスピーカ用振動板を備
えたスピーカの一実施例を示す図である。 ５，１５……大口径の円板、８，１６……小口
径の円板。
用振動板の平面図および正面図、第２図ａ，ｂは
従来の円錐台形状をしたスピーカ用振動板の平面
図および正面図、第３図は本考案の一実施例にお
ける平板用スピーカの分解斜視図、第４図は同振
動板の斜視図、第５図は同振動板の周波数特性等
を計算により求めた結果を示す図、第６図は本考
案の他の実施例におけるスピーカ用振動板の分解
斜視図、第７図は本考案のスピーカ用振動板を備
えたスピーカの一実施例を示す図である。 ５，１５……大口径の円板、８，１６……小口
径の円板。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 大口径の円板の一平面上に、この大口径の円
板と同軸の関係で小口径の円板が貼り合わされ
た形状を有するスピーカ用振動板であつて、上
記小口径の円板の直径と上記大口径の円板の直
径との比が0.7〜0.85であるスピーカ用振動板。 (2) 大口径の円板を構成する心材と小口径の円板
を構成する心材とがハニカム形状体である実用
新案登録請求の範囲第(1)項記載のスピーカ用振
動板。 (3) 大口径の円板を構成する心材と小口径の円板
を構成する心材とが発泡樹脂である実用新案登
録請求の範囲第(1)項記載のスピーカ用振動板。 (4) 大口径の円板を構成する心材と小口径の円板
を構成する心材とが発泡金属である実用新案登
録請求の範囲第(1)項記載のスピーカ用振動板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2655980U JPH0127357Y2 (ja) | 1980-02-29 | 1980-02-29 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2655980U JPH0127357Y2 (ja) | 1980-02-29 | 1980-02-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56128789U JPS56128789U (ja) | 1981-09-30 |
| JPH0127357Y2 true JPH0127357Y2 (ja) | 1989-08-15 |
Family
ID=29622546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2655980U Expired JPH0127357Y2 (ja) | 1980-02-29 | 1980-02-29 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0127357Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-02-29 JP JP2655980U patent/JPH0127357Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56128789U (ja) | 1981-09-30 |
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