JPS584397Y2 - 平面型スピ−カ用振動板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は平面型スピーカ用振動板に関する。

現存するスピーカは殆ど第１図に示す如きコーン型の振
動板を図示していない界磁部に組込んで成るコーン型ス
ピーカである。

このコーン型のスピーカは図から明らかな如く振動板の
前面が凹状になっている為に、キャビティ現象が生じて
周波数特性を乱すと云う欠点を有している。

この欠点を克服するスピーカとして平面型スピーカが脚
光を浴びて来ている。

この平面型スピーカは上記の欠点の解消すると共にスピ
ーカそのものを薄型に出来ると云う優れた特長を持って
いるものの、このスピーカに用いる振動板はコーン型の
それに比べて曲げ剛性の大きな材料が要求される。

第２図は第１図で示したコーン型振動板に於いて、振動
板の半頂角α及び厚みｔと第１節円モードを発生する共
振周波数ｆ１との関、係を示す曲線図で、この関係は実
効半径Ｒ＝ １０ ｃｒｎ、比弾性率Ｅ／ ’￥） ＝
４（Ｋｍ／５ｅｃ）２（ただし、Ｅ：ヤング率、ｐ：密
度）の振動板に質量が無視出来る程度のボイスコイルを
実装したスピーカを用いて調べられた。

上記共振周波数ｆ工は振動板のピストン運動領域の限界
と考えられ、このｆｌが高い程スピーカは忠実な振動を
すると云える。

尚、実際のスピーカに於いてはボイスコイルやエッヂそ
の他の影響で上記共振周波数ｆ１は第２図の値の７０〜
９０％程度となる。

ここで第２図を考察すると、半頂角αが小さい場合には
振動板自体が薄くて曲げ剛性Ｄ（ＤｏＣｔ３）が小さく
ても頂角に依る形状から来る剛性が加わる為に、共振周
波数ｆ１も高くなるが、半頂角αが大きくなり平面型に
近づくにつれ振動板に大きい曲げ剛性が要求される事が
わかる。

従って、平面型スピーカに於いては極めて大きな曲げ剛
性りが要求されるが、この曲げ剛性りを大きく出来る構
造としては厚みｔを増す他に従来よりよく知られている
ように数枚の材料を重ね合せた多層構造が存在する。

本考案は斬る多層構造から戊る平面型スピーカ用振動板
を提供するものである。

先ず第３図を用いて多層構造について説明する。

同図ａの如く多層構造梁１に荷重Ｗを加えた時の鉄梁１
の撓みδは曲げ変形δ１と剪断変形δ２との和で表わさ
れる。

上記曲げ変形δ１に対しては表皮材２，２が、剪断変形
δ２に対してはコア材３が主として作用する。

表皮材２の曲げ変形δ１は図示の如く単純支持の場合、 ただし、 ｌ：梁１の長さ ｔｌ：表皮材２の厚み ｔ：梁１の厚み Ｅｌ：表皮材２のヤング率 ｂ：梁１の幅 で、求められる。

一方、コア材３の剪断変形δ２は ただし、 ｔ２：コア材３の厚み Ｇ２：コア材３の剪断弾性率 で、与えられる。

即ち、多層構造梁１の撓みδは曲げ変形δ１と剪断変形
δ２との和であるから上記（１）式及び（２）式から求
められる。

一方、一層構造の梁の撓みδ。

はで求めることが出来る。

上記多層構造梁１のコア材３の厚みｔ２と表皮材２の厚
み°ｔ１との間には通常ｔ□〈〈ｔ２の関係が成り立っ
ているので、上記多層構造梁１の撓みδと一層構造梁の
撓みδ。

とは近似的に等しい。従って、曲げ剛性りは（１）、（
２）、（３）式からとなる。

コア材３の剪断弾性率Ｇ２が大きい場合、上記曲げ剛性
りは となる。

この（５）式は多層構造梁１の表皮材２の曲げ剛性と一
致する。

一方、コア材３の剪断弾性率Ｇ２が小さくなるにつれ曲
げ剛性りも減小する。

第４図に、厚みｔｌ＝５０μｍのアルミニウムから成る
表皮材２でコア材３を挟持した長さｌ＝１０ｃｍの多層
構造梁１を用いてコア材３の厚みｔ２を変化させた場合
の曲げ剛性りとコア材３の剪断弾性率Ｇ２との関係を調
べた結果を示す。

同図から明らかな如く多層構造に於いては、コア材３の
厚みｔ２が出来るだけ厚く且つ大きな剛性が望まれる。

また、コア材３の剪断弾性率Ｇ２が同じであってもコア
材３の厚みｔ２が小さい場合には表皮材２自体の曲げ剛
性だけで多層構造の曲げ剛性りは決定されるが、コア材
３の厚みｔ２を大きくして更に曲げ剛性りを大きくしよ
うとする場合には表皮材２自体の曲げ剛性に比べてコア
材３の剪断剛性に不足が生じて該多層構造の曲げ剛性り
は表皮材２自体の曲げ剛性よりもかなり低下する。

一方、スピーカ用の振動板の重量はスピーカの能率に直
接影響を与える為にコア材３としては低密度のものが要
求される。

一般に上記剪断弾性率Ｇ２は密度が小さくなるにつれ低
下する関係にあり、コア材３の厚みｔ２を大きくする為
にコア材３の密度を小さくするとそれだけ剪断弾性率Ｇ
２の低下に依る曲げ剛性りの劣化を招く。

以上の理由から多層構造の平面型スピーカ用振動板に非
常に大きな曲げ剛性りを付与せしめるにはコア材３の特
性が重要な役割を果たす事がわかる。

通常、多層構造のコア材３としてはスチレンやウレタン
等の発泡プラスチックが用いられる。

この発泡プラスチックは低密度の特長を持つが剛性に乏
しく、大きな曲げ剛性りを得る事が困難である。

剛性が大きい材料として金属材料が考えられるが密度が
大きい為にコア材３として直接用いる事は出来ない。

然し、これを多孔質化する事により低密度で高剛性の材
料が得られる。

例えば特公昭４７１０５２４号公報に示される方法に依
って製造される金属多孔質構造体は第５図に示す如く高
空孔率でありながら強度の大きな三元網状構造を威し、
現在これを用いたコーン型スピーカが実用化されている
。

この金属多孔質構造体は燃結多孔体やフェルトメタル等
とは全く異なり、略同−太さの骨格が規則的に三次元的
に結びついている為に、一部に集中応力を受ける事が無
く、かなりの高空孔率に拘らず大きな強度を保つ事が出
来る。

さて、上記の如くコア材３の厚みｔ２を大きくとる為に
密度を小さくすると、コア材の剪断弾性率Ｇ２は低下す
るが、実験による測定に於いては金属多孔質構造体の空
孔率をε及び該多孔質構造体の基材の剪断弾性率をＧ。

とすると、剪断弾性率Ｇ２は、Ｇ２＝Ｋ （１ｅ ）
Ｇｏ””・（５）ただし、Ｋ：製造時の処理条件や材質
に依って異なる係数 ｎ＝２ の関係を満足する。

この（５）式に於いて（１−ε）０くｌである為に剪断
弾性率Ｇ２の低下は著しい。

一方、多層構造に於いては剪断に対する剛性は板の曲げ
方向に対して大きければよい。

金属多孔質構造体に第６図に示す如く透孔４゜４・・・
・・・を穿つと、この透孔４，４・・・・・・の分だけ
コア材３の厚みｔ２を増加させることが出来る。

この場合のコア材３の剪断弾性率Ｇ２は全体的に平均化
していると考えると、透孔４，４・・・・・・の開孔率
をＰとすれば、（１−Ｐ）倍に低下する。

然し、透孔４，４・・・・・・を穿たない場合、上記透
孔４，４・・・・・・を穿ったコア材３と同じ厚みｔ２
及び重量を得るには密度を（１−Ｐ）倍に低下させなけ
ればならない。

従って、剪断弾性率Ｇ２は（５）式から（１−Ｐ）２倍
に激減する。

即ち透孔４，４・・・・・・を多数穿つ事に依ってコア
材３の板の曲げ方向の剪断弾性率Ｇ２を大きくする事が
出来る。

本考案の一実施例を第７図に示す。

同図に於いて、コア材３は空孔率εが９７〜９８％、厚
みｔ２が３ｍｍのニッケル三元網状構造体から成り、該
コア材３の開孔率Ｐを約５０％にする直径ｌＱｍｍφの
透孔４，４・・・・・・が穿たれている。

このコア材３の表裏両面には該コア材３の透孔４，４・
・・・・・を塞ぎ空気の流通を阻止する如く厚みｔ□が
５０μｍのアルミニウム薄板から成る表皮材２，２が貼
着せしめられている。

尚、形状は一辺が２４ｃｍの正方形状を威している。

本考案平面型スピーカ用振動板は以上の説明から明らか
な如く、低密度で剛性の優れた金属多孔性構造体を素材
とし、これに多数の透孔を穿ったものをコア材としたの
で、平面型スピーカ用振動板として要求される条件を満
す事が出来、よリ一層のピストン運動領域の拡大が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はコーン型振動板を示す断面図、第２図はコーン
型スピーカの周波数特性を示す曲線図、第３図ａ、ｌ）
は多層構造を説明する為の模式図及び断面図、第４図は
コア材の剪断弾性率と曲げ剛性との関係を示す曲線図、
第５図はコア材の拡大断面図、第６図はコア材の正面図
、第７図は本考案平面型スピーカ用振動板の一部を示す
断面図で、２は表皮材、３はコア材、４は透孔を夫々示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数の穿孔が穿たれた平面状の金属多孔質構造体をコア
   材とし、該コア材の少くとも一表面に空気の流通を阻止
   する目止層を兼ねた表皮材を固着せしめて成る平面型ス
   ピーカ用振動板。