JP2961176B2 - Speaker - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はスピーカに関するものである。 「従来の技術および問題点」 第３図はコーン型スピーカの従来例を示すものであっ
て、符号Ａはフレーム、Ｂはエッジ、Ｃはダンパ、Ｄは
コーン（振動板）、Ｅはボイスコイル、Ｆは永久磁石、
Ｇはボール、Ｈはダンパである。 上記スピーカにおいては、ボイスコイルＥに電気信号
を供給することにより、該電気信号のエネルギーをコー
ンＤの運動エネルギーに変換するようになっている。 またスピーカの究極の目標は、入力された信号のすべ
てを運動エネルギーに変換することにあり、したがって
理想的には、無限に剛性が高く、かつ無限に軽いことが
要求されるが、この要求を満たすことは当然に不可能で
あり、またコストの面から、パルプを所定のコーン状に
抄き上げた構造、あるいは、シート状のパルプを加熱し
て可塑状態にして変形させることにより所定のコーン状
に成形した構造のものが一般的である。 ところで、ボイスコイルＥに供給される電気エネルギ
ーをすべて運動エネルギーに変換するには、ボイスコイ
ルＥの運動がそのままコーンＤに伝達されること、すな
わち、コーンＤがボイスコイルＥに対して良好な機械的
レスンポンスをもつのが理想であるが、従来のスピーカ
に振動板として適用されているコーンには、上記レスポ
ンスを悪化させる種々の要因が存在していた。 すなわち、レスポンス低下の原因を推定すれば、 ボイスコイルＥに急激な大電流が流れた場合、コー
ン４に大きな加速度が生じることになり、この場合、コ
ーンＤは、まず、第５図に鎖線で示すように変形し、そ
の後、元の形状に復帰しつつ、前記ボイスコイルＥの運
動に対応して同一方向へ変位するといった挙動を取る。
したがって、上記変形により、ボイスコイルＥからコー
ンＤへの運動の伝達に時間遅れが生じ、あるいは、ボイ
スコイルＥの運動エネルギーの一部がコーンＤの変形に
よって熱エネルギーとして消費されてしまい、空気へ十
分に運動エネルギーが伝達されないこととなってレスポ
ンス低下の原因となる。 抄造されたパルプは、繊維が複雑にからみあって種
々の方向に向かい、かつ、ポーラスな（気孔率の高い）
性状であるため、コーンＤが振動する際に、前記ボイス
コイルＥの運動方向と異なる方向へ拡散された振動の干
渉により、あるいは、ボイスコイルＥの軸線方向への運
動により、コーンＤの内部で素材の密度を高めるような
（繊維間の隙間を縮めるような）変形が生じて運動エネ
ルギーが吸収される傾向がある。 そこで、上記レスポンス低下の要因を幾分でも取り除
こうとして、例えば、プラスチック、金属、あるいは、
カーボンファイバー等の材料を混合してパルプの密度を
高めることが行われているが、これらを混入すると、コ
ーンＤの単位面積当たりの重量が大きくなって能率（ボ
イスコイルＥに所定の電流を流した場合にスピーカ正面
の所定距離離れた位置で測定される音圧）が低下し、あ
るいは最低共振周波数f₀が減少するという問題がある。
なお、f₀の減少は、低音用スピーカについては再生周波
数が低くなるため、必ずしも欠点とは言えないが、中高
音用スピーカにおいては中高音域の再生能力を損なう要
因となるから好ましい傾向ではない。 本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、コーン
の材質に格別な変更を加えることなく、スピーカのレス
ポンスを向上させることを目的とするものである。 「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明は、板材を弾性的に
曲げ変形させることにより振動板を曲面とし、この振動
板の圧縮変形側の面を前方に向けて取り付けるように、
さらに、前記圧縮変形側の面にリブを設けて弾性変形状
態に維持するようにしたものである。 「作用」 上記構成であると、弾性変形により、振動板が応力を
持った状態となり、直接的に空気に運動エネルギーを付
与する面の密度が高まるとともに、コーンを構成する組
織に一方向への応力が生じることにより、ランダムな方
向へ伝播していた振動が、前記応力の方向へ一定の方向
性をもって伝播される。 「実施例」 以下、第１図および第２図を参照して本発明の一実施
例を説明する。 このスピーカは、本出願人が先に出願した特願昭62−
184238号に記載された平面スピーカと同一の構成であっ
て、図中符号１で示すものは振動板である。この振動板
１は、第２図に示すように、湾曲板２と、その両側部に
それぞれ設けられた平面板３とから構成されている。 前記湾曲板２は、両側部がほぼ円筒（楕円筒）面の一
部をなす如く湾曲するとともに、中央部がほぼ平面状を
なして全体として一方向に湾曲した板状をなしている。
また、前記平面板３は、前記湾曲板２の軸線に対してほ
ぼ平行な平面の一部をなすもので、前記湾曲板２の両側
縁部にそれぞれ固着されている。 また、前記湾曲板２の両端部および中間部には、該湾
曲板２の前記軸線と直交する断面の形状とほぼ等しい平
面形状を持った横リブ4A〜4Dが固着されている。これら
の横リブ4A〜4Dの間には、これと直交する方向に向かう
縦リブ5A〜5Fが設けられてそれぞれの部分で横リブ4A〜
4Dを相互に連結し、さらに、前記縦リブ5A〜5Fは湾曲板
２の表面にも固着されている。さらに、縦リブ5A・5Bと
湾曲板２との間、縦リブ5C・5Dと湾曲板２との間、およ
び、縦リブ5E・5Fと湾曲板２の断面形状に対応する平面
形状を有する横リブ6A・6B、6C・6D、および6E・5Fがそ
れぞれ固着されて、全体として格子状をなすようになっ
ている。 なお、上記湾曲板、平面板、および縦横リブは、計量
かつ高剛性であることが望ましく、この実施例ではバル
サ材が適用されている。また、これらの部材は、いずれ
も、繊維の方向が部材の長手方向に向かうように板取り
されて組み合わせられている。さらに、この実施例にお
いては、平面状の板を弾性変形させることにより湾曲板
２を図示の形状に成形し、この弾性変形状態（内部応力
が生じた状態）が維持されるように各リブを湾曲板２に
固着した構造が採用されてる。なお、前記リブの固着手
段としては、接着剤、あるいは、ボルト・ナットのよう
な機械的手段のいずれもが適用可能である。 上記構成の振動板１は、第２図に示すように、枠状の
フレーム材７の内側に配置されており、振動板１の外
周、すなわち、両側部の平面板３・３および上下の横リ
ブ4A・4Dとフレーム材７の内周との間には、これらの間
における空気の流通を阻止するためのエッジ材８がそれ
ぞれ設けられている。例えば、発泡ウレタン樹脂のよう
な弾力性に富みかつ振動減衰性が良好な材料が適用され
て、振動板１とフレーム材７との間の空間を密閉してい
る。 また、前記振動板１には、６個のドライブユニット９
が接続されている。これらのドライブユニット９は、両
平面板３の裏面にそれぞれ３個ずつ配置されており、ボ
イスコイル（ムービングコイル）10の電気信号を供給す
ることにより、該ボイスコイル10とマグネット11との間
に作用する電磁力によって前記振動板１を駆動する駆動
手段としての機能を果たしている。なお、前記マグネッ
ト11は、前記フレーム材７の裏面に設けられた裏板12の
内面に固着されている。さらに前記ボイスコイル10は、
前記マグネット11と一体のフレーム13に弾性変形可能な
ダンパ14を介して連結されている。また前記裏板12に開
口部12aが設けられて、前記振動板１の裏側の空間を開
放状態とし、この空間が密閉室（空気が圧縮されて背圧
が生じる空間）とならないように配慮されている。 さらに、図中符号15で示すものは各ドライブユニット
９の接続部分の近傍で湾曲板２と平面板３との接続部分
を表側から補強する補強材、符号16で示すものは、同じ
く裏側から補強する補強材、符号17は、例えば高音用な
どの補助的な小型スピーカ（図示略）を設けるための開
口部である。なお、前記小型スピーカを使用しない場合
に前記開口部17を省略してもよいのはもちろんである。 以上のように構成された平面スピーカにおいては、ド
ライブユニット９によって電気信号のエネルギーが、ボ
イスコイル10の往復動（平面板３と直交する方向への往
復動）としての機械的エネルギーに変換されて振動板１
の湾曲板２を振動させ、楽音を発生させることができ
る。また、湾曲板２の内側には、図示の如く、湾曲板２
の表側の面と、横リブ4A〜4D、6A〜6F、および縦リブ5A
〜5Fによって囲まれた空間が形成されることになるか
ら、この空間に保有された空気が振動板１の前方へ押し
出される。 また、振動板１が弾性変形により内部応力を持った状
態となっているから、その内側の面（前方に向いた面）
に圧縮応力が生じて組織が稠密になり、組織間の隙間を
狭める如き微小な変形が少なくなり、ボイスコイル10の
運動をそのまま再現して、最小の減衰量にて振動するこ
とができる。さらに、振動板１を構成する木材の繊維に
おける振動の伝播に方向性が生じ、ランダムな方向へ伝
播する振動の干渉による損失が押さえられる。 また、振動板１が一つの軸線を中心とする湾曲した曲
面状とされているため、複数のスピーカを上下方向に一
直線状に並べてなるいわゆるトーンゾイレ（ラインスピ
ーカとも呼ばれる）と同様、第１図における左右方向へ
良好な指向特性を得ることができる。したがって、２チ
ャンネルステレオ再生を行おうとする場合、第１図に示
すような方向に向けられた平面スピーカを第１図左右方
向へ並べて配置することにより、良好なステレオ再生能
力を発揮することができる。 「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、同一
の材質を用いて、すなわち、他の素材を混入することな
くスピーカの振動板の密度を高め、あるいは剛性を高め
ることができるから、他の素材を混入することによる能
率の低下、最低共振周波数の低下を伴なうことなく、入
力信号に対する機械的レスポンスを向上させて、忠実に
楽音を再生することができるという効果を奏する。The present invention relates to a speaker. "Prior Art and Problems" FIG. 3 shows a conventional example of a cone type speaker, wherein reference numeral A denotes a frame, B denotes an edge, C denotes a damper, D denotes a cone (diaphragm), and E denotes a voice coil. , F is a permanent magnet,
G is a ball and H is a damper. In the speaker, by supplying an electric signal to the voice coil E, the energy of the electric signal is converted into kinetic energy of the cone D. Also, the ultimate goal of the speaker is to convert all of the input signals into kinetic energy, and ideally, it is required to be infinitely stiff and infinitely light. Naturally, it is impossible to fill the pulp with a structure in which pulp is formed into a predetermined cone shape, or a predetermined corn is formed by heating a sheet-like pulp into a plastic state and deforming it. It is common to have a structure molded into a shape. By the way, in order to convert all the electric energy supplied to the voice coil E into kinetic energy, the motion of the voice coil E is transmitted to the cone D as it is, that is, the cone D Although it is ideal to have a proper response, there are various factors that deteriorate the response in a cone applied to a conventional speaker as a diaphragm. That is, if the cause of the response decrease is estimated, when a sudden large current flows through the voice coil E, a large acceleration is generated in the cone 4, and in this case, the cone D is firstly indicated by a chain line in FIG. The voice coil E deforms as shown in the figure, and then returns to its original shape, and moves in the same direction in response to the movement of the voice coil E.
Therefore, due to the above deformation, a time delay occurs in the transmission of the motion from the voice coil E to the cone D, or a part of the kinetic energy of the voice coil E is consumed as heat energy by the deformation of the cone D, and the energy is reduced to the air. Insufficient kinetic energy is transmitted, which causes a decrease in response. The paper pulp is porous (high porosity) with various fibers entangled in a complex direction.
Due to the properties, when the cone D vibrates, the vibration is diffused in a direction different from the movement direction of the voice coil E, or the voice coil E moves in the axial direction inside the cone D. Kinetic energy tends to be absorbed by deformation that increases the density of the material (such as shrinking the gap between fibers). Therefore, in order to remove any of the above factors of the response decrease, for example, plastic, metal, or,
It has been practiced to increase the density of the pulp by mixing materials such as carbon fiber. However, if these materials are mixed, the weight per unit area of the cone D increases and the efficiency (a predetermined current flows through the voice coil E). and sound pressure is measured at a position at a predetermined distance of the speaker front) is reduced when the, or the lowest resonance frequency f ₀ is a problem of decrease.
Incidentally, reduction of f _0, since the reproducing frequency is low for the woofer, but not always a drawback, not a preferred tendency because a factor impairing the reproduction capacity of the mid-high range in the middle tweeter . The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and has as its object to improve the response of a speaker without making a special change to the material of a cone. "Means for Solving the Problems" In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a diaphragm having a curved surface by elastically bending and deforming a plate material, and a surface on a compression deformation side of the diaphragm is directed forward. To attach
Further, a rib is provided on the surface on the compression deformation side to maintain an elastic deformation state. [Operation] With the above configuration, the diaphragm becomes in a state of stress due to elastic deformation, the density of the surface that directly imparts kinetic energy to air increases, and the tissue constituting the cone becomes unidirectional. Due to the generation of the stress, the vibration propagating in a random direction is propagated in the direction of the stress with a certain direction. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. This speaker is based on Japanese Patent Application No.
The diaphragm having the same configuration as that of the flat speaker described in Japanese Patent No. 184238 is denoted by reference numeral 1 in the drawing. As shown in FIG. 2, the diaphragm 1 includes a curved plate 2 and flat plates 3 provided on both sides thereof. The curved plate 2 has both sides curved so as to form a part of a substantially cylindrical (elliptical cylinder) surface, and a central part having a substantially planar shape and a curved shape in one direction as a whole.
The flat plate 3 forms a part of a plane substantially parallel to the axis of the curved plate 2, and is fixed to both side edges of the curved plate 2. Further, transverse ribs 4A to 4D having a plane shape substantially equal to the cross-sectional shape orthogonal to the axis of the curved plate 2 are fixed to both ends and an intermediate portion of the curved plate 2. Between these horizontal ribs 4A to 4D, vertical ribs 5A to 5F directed in a direction perpendicular to this are provided, and the horizontal ribs 4A to
4D are connected to each other, and the vertical ribs 5A to 5F are also fixed to the surface of the curved plate 2. Further, a horizontal plane having a planar shape corresponding to the cross-sectional shape between the vertical ribs 5A and 5B and the curved plate 2, between the vertical ribs 5C and 5D and the curved plate 2, and between the vertical ribs 5E and 5F and the curved plate 2. The ribs 6A and 6B, 6C and 6D, and 6E and 5F are fixed to each other so as to form a lattice as a whole. The curved plate, the flat plate, and the vertical and horizontal ribs are desirably measured and have high rigidity. In this embodiment, a balsa material is used. In addition, all of these members are cut and combined so that the direction of the fiber is directed to the longitudinal direction of the member. Further, in this embodiment, the curved plate 2 is formed into the shape shown in the figure by elastically deforming the flat plate, and each rib is so formed as to maintain this elastically deformed state (a state in which internal stress is generated). The structure fixed to the curved plate 2 is adopted. As the means for fixing the rib, any of an adhesive and a mechanical means such as a bolt and a nut can be applied. As shown in FIG. 2, the diaphragm 1 having the above-described configuration is disposed inside a frame member 7 having a frame shape, and the outer periphery of the diaphragm 1, that is, the flat plates 3.3 on both sides and the upper and lower horizontal plates. Edge members 8 are provided between the ribs 4A and 4D and the inner periphery of the frame member 7 to prevent air from flowing therebetween. For example, a material having high elasticity and good vibration damping properties, such as urethane foam resin, is applied to seal the space between the diaphragm 1 and the frame member 7. The diaphragm 1 has six drive units 9.
Is connected. Three drive units 9 are arranged on the rear surface of the two flat plates 3, respectively, and supply an electric signal of a voice coil (moving coil) 10 to act between the voice coil 10 and the magnet 11. It functions as driving means for driving the vibration plate 1 by the electromagnetic force generated. The magnet 11 is fixed to an inner surface of a back plate 12 provided on a back surface of the frame member 7. Further, the voice coil 10
It is connected to a frame 13 integral with the magnet 11 via a damper 14 which can be elastically deformed. Further, an opening 12a is provided in the back plate 12 to open a space on the back side of the diaphragm 1 so that this space does not become a closed chamber (a space in which air is compressed and back pressure is generated). ing. Further, in the drawing, reference numeral 15 denotes a reinforcing material for reinforcing the connection portion between the curved plate 2 and the flat plate 3 from the front side in the vicinity of the connection portion of each drive unit 9, and reference numeral 16 denotes a reinforcing material for reinforcing the connection portion from the back side. The reinforcing member 17 is an opening for providing an auxiliary small speaker (not shown) for, for example, a treble. When the small speaker is not used, the opening 17 may be omitted. In the planar speaker configured as described above, the drive unit 9 converts the energy of the electric signal into mechanical energy as reciprocating motion of the voice coil 10 (reciprocating motion in a direction orthogonal to the plane plate 3) and vibrates. Board 1
The vibrating curved plate 2 can generate a musical sound. Also, inside the curved plate 2, as shown in FIG.
Front side, horizontal ribs 4A-4D, 6A-6F, and vertical ribs 5A
5F is formed, so that the air held in this space is pushed forward of the diaphragm 1. Further, since the diaphragm 1 is in a state of having an internal stress due to elastic deformation, an inner surface thereof (a surface facing forward).
As a result, compressive stress is generated, and the tissue becomes dense, and minute deformation such as narrowing the gap between the tissues is reduced. The movement of the voice coil 10 can be reproduced as it is, and the voice coil 10 can vibrate with the minimum attenuation. Furthermore, the direction of propagation of the vibration in the fiber of the wood constituting the diaphragm 1 is generated, and the loss due to the interference of the vibration propagating in a random direction is suppressed. In addition, since the diaphragm 1 has a curved surface with one axis as a center, as in a so-called tone speaker (also called a line speaker) in which a plurality of speakers are arranged in a straight line in the vertical direction, the diaphragm 1 in FIG. Good directional characteristics can be obtained in the left-right direction. Therefore, when two-channel stereo reproduction is to be performed, good stereo reproduction capability can be exhibited by arranging the planar speakers oriented in the directions shown in FIG. 1 in the horizontal direction in FIG. . [Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, the density of the diaphragm of the speaker is increased or the rigidity is increased using the same material, that is, without mixing other materials. It is possible to improve the mechanical response to the input signal and reproduce the music sound faithfully without lowering the efficiency and lowering the minimum resonance frequency by mixing other materials. It works.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
振動板を用いたスピーカの断面図、第３図はコーン型ス
ピーカの一従来例を示す断面図である。 １……振動板、２……湾曲板、３……平面板、4A〜4D、
6A〜6F……横リブ、5A〜5F……縦リブ、７……フレーム
部材、９……ドライブユニット（駆動手段）。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a speaker using the diaphragm shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional example of a cone type speaker. FIG. 1 ... diaphragm, 2 ... curved plate, 3 ... plane plate, 4A-4D,
6A to 6F: horizontal ribs, 5A to 5F: vertical ribs, 7: frame member, 9: drive unit (drive means).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．板状の素材を弾性的に曲げ変形させることにより一
方の面に圧縮応力が与えられた曲面を有する振動板を有
し、 該振動板は、圧縮応力が生じた面の所定箇所とこれ以外
の箇所とを互いに連結するリブによって前記弾性変形状
態が維持されていることを特徴とするスピーカ。 ２．前記曲面は、矩形状の板材を該板材に対して平行な
直線を軸線として湾曲させてなる面の内面の少なくとも
２箇所をリブによって相互に連結することにより形成さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピ
ーカ。(57) [Claims] A vibrating plate having a curved surface on one surface of which a compressive stress is applied by elastically bending and deforming the plate-shaped material, wherein the vibrating plate includes a predetermined portion of the surface on which the compressive stress is generated and other portions The speaker is characterized in that the elastically deformed state is maintained by ribs connecting the portions to each other. 2. The curved surface is formed by connecting at least two portions of an inner surface of a surface formed by bending a rectangular plate material with a straight line parallel to the plate material as an axis by a rib. 2. The speaker according to claim 1, wherein: