JPS631000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電気音響伝達装置用振動板に関する。
又、特に振動板が電気機械的伝達装置、例えばム
ービングコイル形拡声器に結合されている伝達装
置に関する。 拡声器によるプログラムの再生の質は軸方向レ
スポンス／周波数特性及び指向特性の関数及び就
中カラレーシヨンとして知られる因子の関数であ
る。得るべき最良の再生のためには必ずしも完全
には独立してないこれら因子の夫々を訂正するこ
とが必要である。かくして或る程度、軸方向レス
ポンス／周波数特性を変化せしめることによりカ
ラレーシヨンの効果を減少せしめることが可能で
ある。軸方向レスポンス／周波数特性の変化によ
り指向特性の欠点を軽減せしめることも可能であ
る。どちらの場合も軸方向レスポンス／周波数特
性の該変更はこの特性自体が不満足となるように
過度になされてはならない。 更に１つの形式のプログラムに対する前記諸特
性の適当なバランスは他のプログラム形式には必
ずしも最適でない。これらの理由で最高質の拡声
器に於て、周波数帯域は各異なる帯域用の異なる
ユニツトを使用し且つ適当な分周ネツトワークが
各ユニツトに亘る状態として、２つ或は３つ部分
に分割される。かくして低周波数ユニツトをもつ
朝顔形状の拡声器振動板が使用される。該形状は
円錐から双曲線断面形状を含む。これらは一般に
「コーン」と呼ばれている。高周波数帯域につい
てはいわゆるトウイタードームが使用される。こ
のようにして、各ユニツトはその最適帯域部域に
亘り作動し得られ相応する全体の音質の改善をも
たらす。 そのような設計は、しかし乍ら相当の費用と製
造労力をともなう。なぜならば２つ又はそれ以上
の拡声器ユニツトのコストに加え、必要な分周ネ
ツトワークのコストとこれらユニツトの各々の感
度が特定の計設形状に相当することを保証するに
伴なう作業とが加わる必要があるからである。 これらの理由で全周波数帯域をカバーする単一
のユニツトを使用することが一般に好ましい。こ
れは勿論音が変化すること、拡声器は過度に指向
性となること及び軸方向レスポンス／周波数特性
は過度に制限されるという比較的大きい危険を伴
う。 これまで、電気音響伝達装置用振動板は色々異
なる物理的特性をもつ広範囲の各種材料でつくら
れてきた。 かくして例えば英国特許明細書第1384716号に
於て、ポリスチレン、ポリビニルクロライド、ポ
リメタクリルアミド、セルロースアセテート、ア
クリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリア
クリルアミド、フエノール樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリオキシ樹脂及びポリウレタン樹脂
が知られている。 英国特許明細書第1271539号は布に発泡合成樹
脂を融着せしめた構成の拡声器用振動板を開示し
ている。英国特許明細書第1186722号は、平坦な
板状型拡声器を開示して居りその振動板は前記英
国特許明細書第1384716号の場合のような樹脂を
発泡せしめたポリスチレン、ポリビニルクロライ
ド、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂か
ら形成される。更に、英国特許明細書第1174911
号は、金属、特にチタニウムから形成された拡声
器振動板を開示している。 しかし乍ら、前記のプラスチツク及び金属材料
は前記のように特に全周波数帯域に亘るプログラ
ムの望ましい再生の質を提供しない。 本発明の目的は、全周波数帯域に亘り満足して
使用し得られる電気音響伝達装置の振動板を提供
するにある。 本発明の他の目的は、拡声器が全周波数帯域に
亘り満足して使用し得られることを保証するべく
ムービングコイル形拡声器の構造物、その振動板
及びその他部分に使用される合成樹脂材を提供す
ることにある。 本発明の１つの特徴面によれば、振動板形成用
材は７から12までの機械的Ｑ値と、8.5から15.5
×10⁵KN／M²のヤング率と、0.85から1.05ｇ／c.c.
までの密度とを有するポリプロピレン或はプロピ
レンと小量のエチレンとの共重合体であることを
特徴とする電気音響伝達装置用振動板が提供され
る。 ここで機械的「Ｑ」値とは、下記関係式で表わ
され、あらゆる振動系のフアクターを示すもので
ある。 Ｑ＝2π×エネルギー／１周期中のエネルギー
損失 また振動板の厚さは電気音響伝達装置用振動板
としての通常の範囲の厚さで使用され、前記振動
板成形用材の物理的特性の数値に何ら影響を与え
るものではない。 本発明の第２の特徴面によれば、前記の諸特性
を有する材料から形成された振動板を有するムー
ビングコイル拡声器が提供される。 前記の３つのパラメータ中最とも重要なパラメ
ータである機械的Ｑ値については、これが７未満
の場合は、音波がボイスコイルから外方に進行す
るとき、音波の大きな損失を引起こす。それはま
た過度の分散を引起こす。この分散は、音波が振
動板を介して進行するときの音波の群遅れの変化
である。 この音波の過度の吸収は、電気音響伝達装置の
維持されるべき重要な特性である高い音響感度を
減少させる。他方機械的Ｑ値が12を越える場合
は、ボイスコイルからの励起によつて振動を開始
して、次で振動し続けて最初の励起が除去された
後も音響出力を生成する振動板を与える。これは
音響出力のカラーレーシヨン、従つて質の悪い音
響出力を導く。 ヤング率については、これが8.5×10⁵KN／M²
未満の場合は、振動板はピストン作用をせず、そ
の結果、音響出力の損失をもたらす。即ち振動板
の中心部がボイスコイルによつて前方に駆動され
るとき、振動板のステイフネスがピストン運動を
同時に支持するに不充分であるので、振動板の外
周部は同時に前方に駆動されない。他方ヤング率
が15.5×10⁵KN／M²を越える場合は、振動板の
外周部で音波を終端せしめることが非常に困難で
ある。これは、言い換えれば、ボイスコイルから
外方に進行する高速波はその外周部で反射されて
音響カラーレーシヨンをもたらす。 また、密度については、これが0.85ｇ／c.c.未満
の場合は、材料に不充分な衝撃強さと引張率を与
え、それゆえボイスコイル力から生成される高加
速により損傷をもたらされる。他方密度が1.05
ｇ／c.c.を越える場合は、所定の電気入力に対して
電気音響伝達装置の音響感度の低下をもたらす。 従つて、振動板成形用材を前記のように７から
12までの機械的Ｑ値と、8.5から15.5×10⁵KN／
M²のヤング率と、0.85から1.05ｇ／c.c.までの密度
とするポリプロピレン或はプロピレンと小量のエ
チレンとの共重合体で構成すれば、全周波数帯域
に亘りカラーレシヨンを生ずることなく良好な音
質の再生を行なえる。これまで、拡声器の振動板
の構成に使用されてきた材料はこれらの要求を満
たすことが出来なかつた。 電気音響伝達装置用振動板の製造の使用に適す
る前記諸物理的特性を与える特に好ましい材料は
ポリプロピレンである。プロピレンはそれだけで
或はエチレンの小さい比率での共重合体で、しか
し該共重合体の諸物理的特性が前記の範囲外にな
らないような共重合体で使用することが出来る。 そのようなプラスチツク材の振動板の形成に加
え、該プラスチツク材は前記の諸物理的特性がそ
のための特定範囲内に存する限り或るプラスチツ
ク、金属又はセラミツク材でその１側面又は両側
面に塗膜形成されてもよい。このようにしてプロ
グラムの再生の質の変化が成就される。かくし
て、ポリプロピレン共重合体は低密度ポリエチレ
ンの或は高アタクチツクポリプロピレンの肉薄の
塗膜（例えば38ミクロン）を与えられ而して拡声
器に使用して申し分ないことが可能である。プロ
ピレン単独重合体及び共重合体振動板は又、例え
ばアルミニウム、チタニウム或はベリリウム等の
軽金属の或は例えばポリスチレン、ポリビニルク
ロライド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レンターポリマー、ポリエチレン等の他のプラス
チツク材の或はチタン酸バリウム群から成るセラ
ミツク等のセラミツク材でさえの肉薄被覆層間の
サンドイツチ充填物を構成することも出来る。 何故、例えばポリプロピレンが所要の音響特性
をもつ振動板を提供し、類似の諸物理的特性をも
つ他のプラスチツク材が満足でないかの理由は明
らかにあげることは出来ない。ポリプロピレン中
の微結晶はランダムに配向しているが、例えばポ
リエチレンの場合はボイスコイルにより生成され
る高加速度下で加えられるストレスに従つて分子
相互のスライドをもたらす構造を有しこれにより
音響歪を生ずることがたしかではないことがおそ
らく考えられる。 塗膜を施され且つサンドイツチ形状のコーンは
その関与する材料に応じて各種の技術により製造
され得る。かくして、金属被覆コーンを製造する
とき、金属は予定形成の箔として或は蒸着法によ
り該充填材に施され得る。前者の場合、ポリビニ
ルアセテートベースの接着剤等の接着剤が用いら
れて必要な接着を行う。プラスチツク材同志が結
着されるときは、熱熔接法を用いることが出来
る。 茲で、下記表に列挙された種々の機械的Ｑ値、
ヤング率並びに密度を備えた各種プラスチツク材
から成る電気音響伝達装置用振動板のサンプルを
用意し、これらを用いた拡声器の音質を比較し
た。

【表】 上記サンプルのうちサンプルＥ、Ｆ、Ｇ並びに
Ｊは全周波数帯域に亘りカラーレシヨンを生ずる
ことなく良好な音質の再生を行なえることが確認
された。然るにサンプルＡ、Ｃ、D1、D2、D3並
びにＨは前記サンプルＥ、Ｆ、Ｇ並びにＪのよう
な良好な音質の再生を行なえなかつた。 本発明は上記に既に論じた各種形状の電気音響
伝達装置に適用し得る。特にそれはコーン形及び
ドーム形の振動板に適用し得る。拡声器ユニツト
の指向性及び軸方向レスポンス／周波数特性は、
コーンの形状或は輪廓形状の函数であり或はコー
ンが作られる材料も又函数である。単一ユニツト
が全周波数帯域をカバーするべく用いられると
き、双曲線形状に形成された本発明に従つた振動
板を使用することが好ましい。こられの条件下で
波形運動はボイスコイルからコーンに沿い、音源
の有効寸法がコーン全体が放射に参加してさえ周
波数が立上るとき、相当に一層小さくなるように
思える速度で拡がり、而して該材料とその周囲と
の機械的ダンピングの組合せは低定在波比を保証
する。それ故、ボイスコイルにより感知される有
効機械的インピーダンスは又、周波数が立上ると
きより小さくなり而してその結果軸方向レスポン
ス／周波数特性は高周波数までに維持される。 本発明による振動板を含む単一拡声器ユニツト
を有するスピーカーユニツトは、成就されるべき
最良の音響特性のために特に充分良好に作用する
が、それにも拘らず、拡声器は本発明による異な
る周波数帯域をカバーする２つ又は３個のユニツ
トから成ることが好ましい。 これは明らかに一層費用のかゝる作業である
が、その時得られる再生の質は本発明で使用する
ために特定された振動板に従つてない材料から成
る振動板から成る複ユニツト拡声器で得られるも
のよりも優れていることが認められた。 本発明による振動板で得ることが出来る再生の
質は特にその複数板が１つの拡声器内に使用され
るとき、該拡声器構造体の他の特性から生ずる小
さい歪はあるが、該振動板自身を構成する本発明
以外の材料の使用の結果として生ずるカラーレー
シヨンに相対して無視できる程度のものであり、
又比較的重要で且つ熟練した耳には気付き得るも
のである。プラスチツク材は又拡声器ユニツト構
成体に所謂アウターコーン支持リングに（コーン
のみ）及び所謂スパイダー或は中心位置決め用部
材（コーン及びドーム）に通常使用される。本発
明の他の特徴面によれば関連する場合はこれらの
構成部材は前述のような物理的諸特性を有するプ
ラスチツク材から形成される。 本発明のより良い理解のために本発明の実施例
を添付図面につき説明する。 図面に於て、拡声器は低周波数型のもので、単
純な円錐型として截断面図で示されるいるが実際
は双曲線形の截頭円錐形の振動板１から成り、又
それは接着剤の肉薄層４面に取り付けられたボイ
スコイル形成体３に結着された筒形の部分２の終
端を有する。 該振動板１は本発明に従つて前記物理的諸特性
を有するポリプロピレンから形成される。該ボイ
スコイル形成体３は多数の巻線で形成され且つ例
えば軟鋼から形成された２つの磁極片６及び７間
の空隙内に位置されたボイスコイル５を有する。
該磁極片から離れてフエライトから成るマグネツ
ト８が設けられる。図示の構成に於て、該マグネ
ツト８は筒状極片６上にセツトされ且つ該極片７
によりその頂面に被着された厚形である。該ボイ
スコイル５はこれら極片の各々に対し約0.0254cm
の間隙を与えるように該筒状空隙９内にセツトさ
れる。該ボイスコイル形成体３従つて該振動板１
が使用に於て、厳密に垂直方向に振動せしめるよ
うに、これ又前記物理的諸特性を有するポリプロ
ピレンから形成されたスパイダー１０が該ボイス
コイル形成体３を該磁極片６に接続するように用
いられる。その上端で該振動板１は支持バスケツ
ト１１に外側コーン支持リング１２により接続さ
れる。該支持リング１２は該振動板１のように前
記物理的諸特性を有するポリプロピレンから形成
される。該支持リング１２は該振動板１と該バス
ケツト１１とに接着固着される。その下端で金属
枠構造をもつ該支持バスケツト１１は該磁極片６
に固着される。ごみが該空隙９内に侵入すること
を防止するべく、好ましくは前記物理的諸特性を
有するポリプロピレンから成るダストキヤツプ１
３が該振動板の内面にその下域部に於て、中心を
跨いて架設される。好ましく又前記物理的諸特性
を有するポリプロピレンから形成される第２スパ
イダー１４は該支持バスケツト１１の周面に該振
動板１を接続するようにし而してスパイダー１０
と共に該振動板１と該ボイスコイル形成体３の安
定性を助成する平行四辺形の力を与えるように使
用される。 第２図に於て、トウイター形の拡声器が示され
ている。該拡声器は前記物理的諸特性を有するポ
リプロピレンから形成され且つボイスコイル形成
体２１に結着された筒状の部分２０を有するドー
ム形振動板１９から成る。該ボイスコイル形成体
２１と振動板１９の該部分２０とは２つの磁極片
２３及び２４間の空隙２２内に位置せしめられ、
これら磁極片間にリングマグネツト２５が配置さ
れる。之に代え、該磁気回路は第１図示の形をと
ることが出来る。該ボイスコイル形成体２１は環
状容室２６内に下垂して延び而してリングマグネ
ツト２５に、前記物理的諸特性を有するポリプロ
ピレンから形成されたスパイダー２７により接続
される。その上端で該ボイスコイル形成体２１
は、前記物理的諸特性を有するポリプロピレンか
ら形成された別のスパイダー２８により該磁極片
２３に接続される。 該添付図面に於て、多くの特徴が断面で示され
て居ることが分ると共に図示寸法の容易化のため
にいくらか実際寸法とは異なり表わされているこ
とが分るであろう。このことは該空隙の寸法及び
該振動板と該ボイスコイル形成体間の空隙の寸法
に特に当てはまる。 本発明の実施の態様は次の通りである。 態様の１ プラスチツク材は低或は中密度ポリエチレン或
はアタクチツクプロピレンである特許請求の範囲
第２項記載の電気音響伝達装置用振動板。 態様の２ 金属はアルミニウム、チタニウム或はベリリウ
ムである特許請求の範囲第３項に記載の電気音響
伝達装置用振動板。 態様の３ プラスチツクはポリスチレン、ポリビニルクロ
ライド、アクリロニトル−ブタジエン−スチレン
ターポリマー、或はポリエチレンである特許請求
の範囲第３項記載の電気音響伝達装置用振動板。 態様の４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項及び態様の１
乃至３のいづれかの記載に於て、それは双曲線形
コーンである電気音響伝達装置用振動板。 態様の５ 特許請求の範囲第１項乃至第３項及び態様の１
乃至３のいづれかの記載に於て、それはトウイタ
ードームである電気音響伝達装置用振動板。 態様の６ いづれかの特許請求の範囲の項域は前記いずれ
かの態様に於ける振動板を含む拡声器。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の１例のムービングコイ
ル拡声器の断面図、第２図は変形例の断面図を示
す。 １……ポリプロピレン製振動板、５……ボイス
コイル、６……磁極片、７……磁極片、８……磁
石、１０……ポリプロピレン製スパイダー、１２
……ポリプロピレン製外側コーン支持リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 振動板形成用材は７から12までの機械的Ｑ値
   と、8.5から15.5×10⁵KN／M²のヤング率と、
   0.85から1.05ｇ／c.c.までの密度とを有するポリプ
   ロピレン或はプロピレンと小量のエチレンとの共
   重合体であることを特徴とする電気音響伝達装置
   用振動板。 ２ 振動板形成用材は７から12までの機械的Ｑ値
   と、8.5から15.5×10⁵KN／M²のヤング率と、
   0.85から1.05ｇ／c.c.までの密度とを有するポリプ
   ロピレン或はプロピレンと小量のエチレンとの共
   重合体であり、プラスチツク材により塗膜されて
   いることを特徴とする電気音響伝達装置用振動
   板。 ３ 振動板形成用材は７から12までの機械的Ｑ値
   と、8.5から15.5×10⁵KN／M²のヤング率と、
   0.85から1.05ｇ／c.c.までの密度とを有するポリプ
   ロピレン或はプロピレンと小量のエチレンとの共
   重合体であり、金属、プラスチツク或はセラミツ
   ク層で両側面を被覆してサンドイツチ構成体にし
   たことを特徴とする電気音響伝達装置用振動板。 ４ 振動板形成用材は７から12までの機械的Ｑ値
   と、8.5から15.5×10⁵KN／M²のヤング率と、
   0.85から1.05ｇ／c.c.までの密度とを有するポリプ
   ロピレン或はプロピレンと小量のエチレンとの共
   重合体であり、これに具備せられるスパイダーと
   支持リングとを含み、該スパイダと支持リングの
   少くともいずれか１方のものは、振動板のため
   に、７から12までの機械的Ｑ値と、8.5から15.5
   ×10⁵KN／M²のヤング率と、0.85から1.05ｇ／c.c.
   での密度とを有するポリプロピレン或はプロピレ
   ンと小量のエチレンとの共重合体である材料から
   なる拡声器。