JP2000032588A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円弧状の板バネ部を有するダンパーがねじれ
等による応力によって破壊するのを極力防止する。 【解決手段】ダンパー１は、フレームの上辺又は下辺及
びその両端部に亘って配置され、フレームに固定される
フレーム取付部２と、このフレーム取付部２の内側で振
動板の上辺又は下辺及びその両端部に亘って配置され、
振動板を支持する振動板支持部３と、この振動板支持部
３とフレーム取付部２との両端部でそれぞれ連結する一
対の板バネ部４とから構成され、この各板バネ部４は前
記フレーム取付部２に両端が支持された円弧状の第１板
バネ部５と、振動板支持部３に両端が支持された円弧状
の第２板バネ部６と、この第２板バネ部６と第１板バネ
部５の略中央部の間を連結する連結部７とから成る電気
音響変換器であって、各第１板バネ部５は、連結部７と
の支持部分５ａ近辺における内周側の厚みを外周側より
厚く設定し、且つ、連結部７との支持部分５ａの幅より
フレーム取付部２との支持部分５ｂの幅を広く設定し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に全面駆動型平
面スピーカである電気音響変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ）はこの種の従来の電気音響変
換器の正面図、図７（ｂ）はその断面図である。図７
（ａ），（ｂ）において、フレーム３０は長方形の枠体
であり、このフレーム３０内には略平板状の振動板３１
が配置されている。この振動板３１の全外周縁部には方
形枠状のエッジ部３２が接着され、このエッジ部３２の
全外周縁部がフレーム３０に固定されている。振動板３
１はエッジ部３２を介してフレーム３０内に振動自在に
支持されている。

【０００３】振動板３１には表面側に突出し、且つ、一
定方向（図では上下方向）に延設された主振動部３１ａ
が一定間隔で複数設けられている。この各主振動部３１
ａには被覆導線であるボイルコイル３３（図７（ｂ）に
示す）が巻回されており、このボイルコイル３３に駆動
電流が通電できるよう構成されている。振動板３１はボ
イルコイル３３の発熱に耐え、かつ、振動板３１として
の機械的特性に優れたポリイミド（ＰＩ）フィルムにて
構成されている。

【０００４】また、フレーム３０内の裏面側にはリアプ
レート３４が固定され、このリアプレート３４は鉄等の
金属板にて構成される。リアプレート３４の振動板側
で、且つ、各主振動部３１ａの対応位置にはマグネット
３５がそれぞれ固定され、この各マグネット３５の上面
にはポールピース３６がそれぞれ固定されている。この
ポールピース３６は鉄等にて構成され、マグネット３５
の磁束を集中させるためのものである。つまり、リアプ
レート３４、マグネット３５、ボイルコイル３３等にて
磁気回路が構成されている。

【０００５】又、振動板３１の各主振動部３１ａの上面
は、外側に突出する形状の略半円筒面３９ａと内側に窪
む形状の略半円筒面３９ｂとが長手方向に交互に配置さ
れる形状となっている。このような形状とすることで長
手方向に直交する方向の力に対して機械的強度（剛性）
が強くなり、互いの境界部分が揃って振動せずに、一方
が他方よりも大きく又は小さく振動をし始めようとする
際に、相補的にこの振動成分の発生が未然に防止され
る。

【０００６】フレーム３０の内周の４隅で、且つ、エッ
ジ部３２の表面側にはダンパー３７がそれぞれ配置さ
れ、この各ダンパー３７はフレーム取付部３７ａとこの
内周側の振動板支持部３７ｂとこれらを連結する板バネ
部３７ｃとから構成されている。フレーム取付部３７ａ
はフレーム３０に固定されており、振動板支持部３７ｂ
は振動板３１の左右両端に位置する主振動部３１ａの上
下端部に当接している。

【０００７】つまり、ダンパー３７は振動板支持部３７
ｂで振動板３１を支持しているが、振動板３１の振動自
体は板バネ部３７ｃのバネ力で許容する。ダンパー３７
はバネ性、耐衝撃性耐熱性がそれぞれ高い物質であるポ
リカーボネート等の熱可塑性の樹脂にて構成されてい
る。

【０００８】上記構成において、マグネット３５によっ
てボイルコイル３３周囲に磁界が発生し、ボイルコイル
３３に駆動電流が流れるとボイルコイル３３に駆動電流
に応じた電磁力が作用し、この電磁力で主振動部３１ａ
を主体として振動板３１が振動するものである。

【０００９】ところで、前記ダンパー３７は振動板３１
の４隅を支持する構成であるため、振動板３１の上辺及
び下辺の支持が確実にできないという問題があり、本出
願人は図８に示すダンパー１を先に提案した（特願平９
−２８４５２８号出願書類参照）。図８において、この
ダンパー１は上下一対で振動板３１を振動自在に支持す
るものであり、次のような構成となっている。ダンパー
１は、前記フレーム３０の上辺又は下辺及びその両端部
に亘って配置され、前記フレーム３０に固定されるフレ
ーム取付部２と、このフレーム取付部２の内側で前記振
動板３１の上辺又は下辺及びその両端部に亘って配置さ
れ、前記振動板３１を支持する振動板支持部３と、この
振動板支持部３と前記フレーム取付部２との両端部でそ
れぞれ連結する一対の板バネ部４，４とから樹脂にて構
成されている。

【００１０】フレーム取付部２と振動板支持部３の双方
の両端部はフレーム３０の両端形状にならって円弧状に
構成されており、又、振動板支持部３の内周側は５つの
主振動部３１ａの上端面又は下端面を保持するように５
つの円弧面３ａとして構成されている。

【００１１】各板バネ部４は前記フレーム取付部２に両
端が支持された円弧状の第１板バネ部５と、前記振動板
支持部３に両端が支持された円弧状の第２板バネ部６
と、この第２板バネ部６と第１板バネ部５の略中央部の
間を連結する連結部７とから構成されている。

【００１２】このダンパー１によれば、振動板３１の上
辺とその両端部、及び、下辺とその両端部を共に確実に
支持することができる。又、振動板３１の上下方向の引
っ張り荷重が確実に保持される。

【００１３】ところで、このダンパー１のように円弧状
の板バネ部５，６を用いることによって板バネ長が長い
「低バネ定数」のものでも狭いスペースに効率的にダン
パー１を配置できる、又、樹脂製とすることにより形状
の自由度が増し安価に大量生産が可能である、いう利点
がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダンパ
ー１を樹脂製とした場合には、金属製と較べて破壊強度
が低いために、特に応力集中を防ぐ必要があるが、前記
ダンパー１にはこれの対応が何等施されていなかった。
具体的には、振動板３１の振動で振動板支持部３が共に
振動するが、この際に円弧状の第１板バネ部５がねじれ
等の変位をし、このねじれ変位等による応力が問題とな
る。

【００１５】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、円弧状の板バネ部がねじれ等
による応力によって破壊するおそれのないダンパーを有
する電気音響変換器を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、フレ
ーム内に略平板状の振動板を振動自在に支持すると共
に、前記フレームの上部と下部には上下一対の樹脂製の
ダンパーを配置し、この各ダンパーは、前記フレームの
上辺又は下辺及びその両端部に亘って配置され、前記フ
レームに固定されるフレーム取付部と、このフレーム取
付部の内側で前記振動板の上辺又は下辺及びその両端部
に亘って配置され、前記振動板を支持する振動板支持部
と、この振動板支持部と前記フレーム取付部との両端部
でそれぞれ連結する一対の板バネ部とから構成され、こ
の各板バネ部は前記フレーム取付部に両端が支持された
円弧状の第１板バネ部と、前記振動板支持部に両端が支
持された円弧状の第２板バネ部と、この第２板バネ部と
第１板バネ部の略中央部の間を連結する連結部とから成
る電気音響変換器であって、前記各第１板バネ部は、前
記振動板の振動に伴う変位による最大応力が低くなるよ
う幅及び／又は厚みを設定したことを特徴とする。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１記載の電気音
響変換器であって、前記各第１板バネ部は、前記連結部
との支持部分近辺における内周側の厚みを外周側より厚
く設定したことを特徴とする。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１記載の電気音
響変換器であって、前記各第１板バネ部は、前記連結部
との支持部分の幅より前記フレーム取付部との支持部分
の幅を広く設定したことを特徴とする。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１記載の電気音
響変換器であって、前記各第１板バネ部は、前記連結部
との支持部分の幅より前記フレーム取付部との支持部分
の幅を広く、及び、前記連結部との支持部分近辺におけ
る内周側の厚みを外周側より厚く設定したことを特徴と
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施形態に係る電気音響
変換器のダンパーの平面図、図２はそのダンパーの要部
平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ
−Ｂ線矢視図である。

【００２２】図１〜図４において、この実施形態の電気
音響変換器にあってダンパー１の構成以外は前記従来例
と同一構成である。また、ダンパー１の構成も図８に示
す従来例のものと略同一であるため同一構成部分は図面
に同一符号を付してその説明を省略し異なる構成部分の
みを説明する。

【００２３】即ち、この実施形態では、各第１板バネ部
５は、振動板３１の振動に伴う変位による最大応力が低
くなるよう幅及び／又は厚みが設定されている。具体的
には、各第１板バネ部５は、連結部７との支持部分５ａ
近辺における内周側の厚みｔ１が外周側の厚みｔ２より
厚く（ｔ１＞ｔ２）設定されている。又、各第１板バネ
部５は、上記連結部７との支持部分５ａの幅ｄ１よりフ
レーム取付部２との支持部分５ｂの幅ｄ２が広く（ｄ１
＜ｄ２）設定されている。

【００２４】上記構成において、マグネット３５によっ
てボイルコイル３３周囲に磁界が発生し、ボイルコイル
３３に駆動電流が流れるとボイルコイル３３に駆動電流
に応じた電磁力が作用し、この電磁力で主振動部３１ａ
を主体として振動板３１が振動する。この振動板３１の
振動に伴って上下一対のダンパー１の各振動板支持部３
が第１及び第２板バネ部５，６のバネ力に抗して変位
（図１，図２において紙面に対して垂直方向）する。

【００２５】ここで、第１板バネ部５については、その
連結部７との支持部分５ａ近辺が最もねじれ角が大きく
なり、且つ、その内側と外側とでは最大応力が異なる
が、連結部７との支持部分５ａ近辺における内周側の厚
みｔ１が外周側の厚みｔ２より厚く（ｔ１＞ｔ２）設定
されているので、最大応力値が低く抑えられ、許容応力
値を越えることがなく破壊が生じない。

【００２６】また、第１板バネ部５は、連結部７との支
持部分５ａの幅ｄ１よりフレーム取付部２との支持部分
５ｂの幅ｄ２が広く（ｄ１＜ｄ２）設定されているの
で、第１板バネ部５のねじれ角が小さく抑えられるた
め、これにより最大応力値が低く抑えられ、許容応力値
を越えることがなく破壊が生じない。

【００２７】前記実施形態では、第１板バネ部５の幅と
厚みを共に制御したが、いずれか一方のみを制御しても
良い。つまり、各第１板バネ部５は、連結部７との支持
部分５ａ近辺における内周側の厚みｔ１を外周側の厚み
ｔ２より厚く（ｔ１＞ｔ２）設定するだけでも良い。こ
のように構成した場合にあって、図５にてａ点からｂ点
を結ぶ線Ｌ上のフォンミーゼスの相当応力を数値解析す
ると、図６にて実線で示す応力特性が得られた。図６に
て破線で示す従来例の応力特性と較べて最大応力値が低
く抑えられており、又、最大応力の位置も変化してい
る。

【００２８】また、各第１板バネ部５は、前記連結部７
との支持部分５ａの幅ｄ１より前記フレーム取付部２と
の支持部分５ｂの幅ｄ２を広く（ｄ１＜ｄ２）設定する
だけでも良い。但し、前記実施形態のように、第１板バ
ネ部５の幅と厚みを共に制御した方がより最大応力を低
く抑えられるため、好ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、フレーム内に略平板状の振動板を振動自在に支
持すると共に、前記フレームの上部と下部には上下一対
の樹脂製のダンパーを配置し、この各ダンパーは、前記
フレームの上辺又は下辺及びその両端部に亘って配置さ
れ、前記フレームに固定されるフレーム取付部と、この
フレーム取付部の内側で前記振動板の上辺又は下辺及び
その両端部に亘って配置され、前記振動板を支持する振
動板支持部と、この振動板支持部と前記フレーム取付部
との両端部でそれぞれ連結する一対の板バネ部とから構
成され、この各板バネ部は前記フレーム取付部に両端が
支持された円弧状の第１板バネ部と、前記振動板支持部
に両端が支持された円弧状の第２板バネ部と、この第２
板バネ部と第１板バネ部の略中央部の間を連結する連結
部とから成る電気音響変換器であって、前記各第１板バ
ネ部は、前記振動板の振動に伴う変位による最大応力が
低くなるよう幅及び／又は厚みを設定したので、第１板
バネ部の応力を許容応力値内とすることができ、第１板
バネ部が許容応力値を越えることによる破壊を極力防止
できる。

【００３０】請求項２の発明によれば、各第１板バネ部
は、前記連結部との支持部分近辺における内周側の厚み
を外周側より厚く設定したので、最大応力値が低く抑え
られ、許容応力値を越えることによる破壊を極力防止で
きる。

【００３１】請求項３の発明は、各第１板バネ部は、前
記連結部との支持部分の幅より前記フレーム取付部との
支持部分の幅を広く設定したので、最大応力値が低く抑
えられ、許容応力値を越えることによる破壊を極力防止
できる。

【００３２】請求項４の発明は、各第１板バネ部は、前
記連結部との支持部分の幅より前記フレーム取付部との
支持部分の幅を広く、及び、前記連結部との支持部分近
辺における内周側の厚みを外周側より厚く設定したの
で、最大応力値が低く抑えられ、許容応力値を越えるこ
とによる破壊を極力防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電気音響変換器のダ
ンパーの平面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る電気音響変換器のダ
ンパーの要部平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る電気音響変換器のダ
ンパーの応力解析のための要部平面図である。

【図６】本実施形態の場合と従来例の場合とにおけるフ
ォンミーゼスの相当応力を数値解析した結果を示す応力
特性線図である。

【図７】（ａ）は従来例の電気音響変換器の平面図、
（ｂ）はその電気音響変換器の断面図である。

【図８】他の従来例のダンパーの平面図である。

【符号の説明】

１ ダンパー ２ フレーム取付部 ３ 振動板支持部 ４，４ 一対の板バネ部 ５ 第１板バネ部 ５ａ，５ｂ 支持部分 ６ 第２板バネ部 ７ 連結部 ３０ フレーム ３１ 振動板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム内に略平板状の振動板を振動自
   在に支持すると共に、前記フレームの上部と下部には上
   下一対の樹脂製のダンパーを配置し、この各ダンパー
   は、前記フレームの上辺又は下辺及びその両端部に亘っ
   て配置され、前記フレームに固定されるフレーム取付部
   と、このフレーム取付部の内側で前記振動板の上辺又は
   下辺及びその両端部に亘って配置され、前記振動板を支
   持する振動板支持部と、この振動板支持部と前記フレー
   ム取付部との両端部でそれぞれ連結する一対の板バネ部
   とから構成され、この各板バネ部は前記フレーム取付部
   に両端が支持された円弧状の第１板バネ部と、前記振動
   板支持部に両端が支持された円弧状の第２板バネ部と、
   この第２板バネ部と第１板バネ部の略中央部の間を連結
   する連結部とから成る電気音響変換器であって、 前記各第１板バネ部は、前記振動板の振動に伴う変位に
   よる最大応力が低くなるよう幅及び／又は厚みを設定し
   たことを特徴とする電気音響変換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気音響変換器であっ
   て、 前記各第１板バネ部は、前記連結部との支持部分近辺に
   おける内周側の厚みを外周側より厚く設定したことを特
   徴とする電気音響変換器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電気音響変換器であっ
   て、 前記各第１板バネ部は、前記連結部との支持部分の幅よ
   り前記フレーム取付部との支持部分の幅を広く設定した
   ことを特徴とする電気音響変換器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電気音響変換器であっ
   て、 前記各第１板バネ部は、前記連結部との支持部分の幅よ
   り前記フレーム取付部との支持部分の幅を広く、及び、
   前記連結部との支持部分近辺における内周側の厚みを外
   周側より厚く設定したことを特徴とする電気音響変換
   器。