JPH0440198A - スピーカ用音響レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は音響装置におけるスピーカに用いる音響レン
ズの改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の音響レンズとして第１図に示すものが知ら
れており、図において（１）が音響レンズである。

次に動作について説明する。すなわち音響レンズにおけ
る開放端に装着したドライバーユニットに入力信号が加
わると、磁界中に位置するボイスコイルに駆動力が発生
し、その駆動力が前記振動系に伝播し、振動系が振動さ
れ、この振動により振動板から音が放射される。

振動板から放射された音は音響レンズ（１）を伝わり、
この音響レンズ（１）で制御され表面から音として放射
される。通常音響レンズ（１）の材料としてはアルミニ
ウム等の比較的剛性が高く、内部損失の小さい金属や、
成形容易であるが剛性が低く固有音の出やすいプラスチ
ック等が用いられている。また木製のものは内部損失も
大きく、剛性も比較的高いが重量、肉厚も大きくなり大
型になりやすく、作業性も悪い。

以上のように振動板から直接放射された音は、音響レン
ズ（１）により制御され意図した音放射になる。したが
って設計する上では機械的強度を考慮しながら、音響レ
ンズ（１）自体の振動による不要幅対を抑えるべく、内
部損失の大きい材料を張りつけたりする工夫を施す必要
があった。

ところで音放射に際しては振動板のみで他の部分は振動
しないことが理想と考えられるので、ドライバーに装着
される音響レンズ（１）は高剛性で内部損失の大きい材
料の使用が必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 音響レンズ（１）の不要振動による輻射を抑えるため固
定方法を強固にしたり、肉厚を大にする従来例では機械
的強度は増しても、大型重量化が進み作業性の悪化を招
く。また前記のように内部損失の大きい材料を貼り付け
る従来例では作業性の悪化、厚さや形状の変化による効
果のバラツキによる品質の不安定を招くという問題点が
あるにの発明は上記のような従来の問題点を解消するた
めになされたもので、音質劣化がなく、作業性も従来と
変わらず、しかも安価で忠実な再生音が得られる音響レ
ンズを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明のスピーカ用音響レンズは、減衰能（Ｑ−’　
Ｘ　１０−３）が８〜１ｏに設定されたＡｌ−５ｉ系の
防振アルミニウム合金または減衰能（ＱＸ　１０−：ｌ
）が８〜９に設定されたＡ　Ｉ　−Ｎ　ｉ系の防振性ア
ルミニウム合金より成る材料で構成している。

［作　用コ この発明に成る音響レンズは上記特定のＡｌ−５Ｌ系ま
たはＡｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合金をその構成
材料としているので、音響レンズ自体の剛性を維持しな
がら内部損失を増大させ、その不要振動による輻射が抑
えられる。

［実施例コ 以下この発明の一実施例について説明する。すなわち第
１図において、（１）はこの発明に成る上記Ａｌ−５ｉ
系またはＡ　ｌ　−Ｎ　ｉ系の防振性アルミニウム合金
を用いた音響レンズである。

次にこの発明の音響レンズに使用される合金の実施例を
示す。

実施例ｌ ５ｉ−１０％、Ｆｅ−０，０５％、Ｚｒ−０，０５％、
ＭＭ＊−０，１％、Ｎａ−０，００２％、Ａ１−残り 実施例２ Ｓｉ−１０％、Ｆｅ−０，０５％、Ｚｒ−０，０５％、
ＭＭ＊−０，１％、５ｎ−０，０８％、Ａ１−残り。

実施例３ Ｎｉ−６％、Ｆｅ−０，０５％、Ｚｒ−０，０５％、Ｍ
Ｍ＊−０，１％、Ａｌ−残り。

実施例４ Ｎ　ｉ　−６％、Ｆｅ−０，０５％、Ｚｒ−０，０５％
、ＭＭ＊−０，１％、５ｎ−０，０８％、Ａｌ−残り。

ＭＭ＊：ミツシュメタル （組成：Ｌａ３５％、Ｃｅ４３％、Ｎａ１５％、Ｐｒ４
％、５Ｉ１１１％、他２％） 実施例１及び２はＡｌ−３ｉ系、実施例３及び４はＡＩ
　　Ｎｉ系を示す。

一般にアルミニウム合金の中で内部摩擦（減衰）を生ず
るメカニズムとして第２相粒子と、マトリックスの境界
、結晶粒界及び粒界での粘性流動並びに転位、空孔及び
積層欠陥等の結晶中の微小欠陥による振動エネルギーの
吸収が考えられる。減衰能Ｑ−’は、外部から与えられ
た振動エネルギーを熱エネルギーに変換する尺度を示し
、２　π　　　Ｅ （Ｅ：振動の１サイクルの最初において振動系の有する
振動エネルギー） （ΔＥ：振動の１サイクル中に熱エネルギーに変換する
エネルギー） この発明のＡ　ｌ　−Ｓ　ｉ系の防振性アルミニウム合
金は、Ａ、ｌ中にＳｉを添加すると、マトリックスであ
るＡｌ中にＳｉ粒子が析出し、共晶結晶を形成する。そ
して第２相である８１粒子の界面が振動を吸収し、減衰
能Ｑ−１を向上させる。

一方、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔｉ及び希土類元素は、結晶を
微細化して粒界を増加させる働きがあり、Ｎａ、Ｓｒは
、Ｓｉ粒子を微細化する働きがある。

又、前記実施例２のようにＳｎを含有させると、結晶粒
界に微細に析出し、粒界の粘性を増大させ、減衰能を向
上させる。

ところで上記Ａｌ−５ｉ系の防振性アルミニウム合金の
重量百分率は下記の通りであり、それより、多くても少
なくても下記の様な問題を生ずる。

［１］Ｓｉ８〜２０％、より好ましくは９〜１８％で、
８％以下であると形成される粒子が少ないため充分な減
衰能が得られず、２０％以上であると粗大なＳｉ粒子生
成のため減衰能が向上しない。

［２］（ｉ）Ｆｅ，Ｚ　ｒ、　Ｖ及びＴｉからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素が合計で０．０５〜０
．８％、より好ましくは０．０６〜０．６％で、０．０
５以下であると結晶の微細化効果が充分でなく、０．８
％以上であると粗大な金属化合物が生成して減衰能及び
機械的性質を損なう。

（ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種が合計で０．０５
−２％、より好まＬ＜は０．０６〜１．５％で、０．０
５以下であると結晶の微細化効果が充分でなく、２％以
上であると粗大な金属化合物を生成して減衰能及び機械
的性質を損なう。

［３］Ｎａ及び又はＳｒを合計で０．１％以下、より好
ましくは０．０５％以下で、０．１％以上であると微細
化効果が認められなく鋳造性が損なわれる。

■Ｓｎが０．００５〜０．１％、より好ましくは０．０
０８〜０．０８％で、０．００５％以下テすると粒界の
粘性を増大させるのに充分でなく、０．１％以上である
と、ミクロ偏析が増大し、減衰能が改善されないうえに
、機械的性質及び耐食性を劣化させる。

また、この発明のＡｌ−３ｉ系の防振性アルミニウム合
金においては、その結晶組織について第２相粒子（Ｓｉ
粒子）の平均粒径が１０μｍ以下であることが必要であ
り、１０μｍ以下とすることにより、第２相粒子の界面
を増大させ、大きい減衰能を得ることができる。上記平
均粒子径が７μｍ以下であることがより好ましく、５μ
ｍ以下であることがさらに好ましい。

また、この発明のＡｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合
金は、Ａｌ中にＮｉを添加すると、マトリックスである
Ａｌ中にＮｉ粒子が析出し、共晶組織を形成する。そし
て第２相であるＡ　１３　Ｎ　ｘ粒子の界面が振動を吸
収し、減衰能Ｑ−１を向上させる。

また前記実施例４の様に、Ｓｎを含有させると、結晶粒
界に微細に析出し、粒界の粘性を増大させ減衰能Ｑ−’
を向上させる。

ところで上記Ａｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合金の
重量百分率は下記の通りであり、これより多くても少な
くても下記の様な問題を生ずる。

［１］Ｎｉ４〜１０％、より好ましくは４．５〜８％で
、４％以下であると形成される粒子が少ないため充分な
減衰能が得られず、１０％以上であると粗大な粒子生成
のため減衰能が向上せず、機械的性質が劣化する。

［２］（ｉ）Ｆｅ，　Ｚ　ｒ、Ｖ及びＴｉからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素が合計で０．０５〜０
．８％、より好ましくは０．０６〜０．６％で。

０．０５以下であると結晶の微細化効果が充分でなく、
０．８％以上であると粗大な金属化合物が生成して減衰
能及び機械的性質を損なう。

（ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種が合計で０．０５
〜２％、より好ましくは０．０６−１．５％で、０．０
５以下であると結晶の微細化効果が充分でなく、２％以
上であると粗大な金属化合物が生成して減衰能及び機械
的性質を損なう。

■Ｓｎが０．００５〜０．１％、より好ましくは０．０
０８〜０．０８％で、０．００５％以下であると粒界の
粘性を増大させるのに充分でなく、０．１％以上である
と、ミクロ偏析が増大し、減衰能が改善されないうえに
、機械的性質及び耐蝕性を劣化する。

また、この発明のＡｌ−Ｓｉ系の防振性アルミニウム合
金においては、その結晶組織について第２相粒子（Ｓｉ
粒子）の平均粒径が１０μｍ以下であることが必要であ
り、１０μｍ以下とすることにより、第２相粒子の界面
を増大させ、大きい減衰能を得ることができる。上記平
均粒子径が７μｍ以下であることがより好ましく、５μ
ｍ以下であることがさらに好ましい。

次に、この発明のＡｌ−Ｓｉ系または、Ａｌ−Ｎｉ系の
防振性アルミニウム合金とＡ　ｌ　（９９，５％）及び
従来のＺ　ｎ　−Ａ　ｌ系合金（商品名：コスマール２
）との比較を示す。

前記表からも明らかなように、減衰能Ｑ−”は、この発
明のＡｌ−５ｉ系または、Ａｌ−Ｎｉ系の防振性アルミ
ニウム合金ともに、Ａ　ｌ　（９９，５％）と比較して
、１桁大きくまた、弾性率及び密度は、はぼ同じ範囲で
あるので、軽量剛性を落すことなく内部損失を従来例よ
り、著しく向上させることができ、音響レンズの材料と
してきわめて良好であることがわかる。また最近では、
Ｚｎ−Ａｌ系合金（商品名：コスマールＺ）が注目され
ているが、この発明のものの方が減衰能も大きくとれ、
伝播速度に比例する比弾性率についても優る。また、２
ｎ−Ａｌ系合金には、耐食性の問題があり、さらに、密
度が２倍近くもありしたがって軽量化に適さない。

［発明の効果コ この発明の音響レンズの材料としては以上述べた特定の
Ａｌ−５ｉ系または、Ａｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウ
ム合金を用いているので、剛性を維持しながら防振効果
を大にすることができ、従来と変わらない作業で不要輻
射の少ない品質の高いものが安定して安価に得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を含めたこの発明の音響レンズの斜視図
、第２図は音響レンズの縦断面図である。 なお図中（１）は音響レンズを示す。 昔イじ人゛

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）減衰能（Ｑ＾−＾１×１０＾−＾３）が８〜９に
   設定されたＡｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合金をそ
   の構成材料として用いたことを特徴とするスピーカ用音
   響レンズ。
2. （２）Ａｌ−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合金として重
   量百分率で ［１］Ｎｉ４〜１０％ ［２］（ｉ）Ｆｅ，Ｚｒ，Ｖ及びＴｉからなる群から選
   ばれた少なくとも１種の元素を合計で０．０５〜０．８
   ％、及び又は （ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種を合計で０．０５
   〜２％含み、残部がアルミニウム及び不純物からなり、
   第２相粒子の平均粒子径が１０μｍ以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピーカ用音響レ
   ンズ。
3. （３）Ａ１−Ｎｉ系の防振性アルミニウム合金として重
   量百分率で ［１］Ｎｉ４〜１０％ ［２］（ｉ）Ｆｅ，Ｚｒ，Ｖ及びＴｉからなる群から選
   ばれた少なくとも１種の元素を合計で０．０５〜０．８
   ％及び又は （ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種を合計で０．０５
   〜２％ ［３］Ｓｎを０．０５〜０．１％ を含み、残部がアルミニウム及び不純物からなり、第２
   相粒子の平均粒径が１０μｍ以下であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスピーカ用音響レンズ。
4. （４）減衰能（Ｑ＾−＾１×１０＾−＾３）が８〜１０
   に設定されたＡｌ−Ｓｉ系の防振アルミニウム合金をそ
   の構成材料として用いたことを特徴とするスピーカ用音
   響レンズ。
5. （５）Ａｌ−Ｓｉ系の防振アルミニウム合金として重量
   百分率で ［１］Ｓｉ８〜２０％ ［２］（ｉ）Ｆｅ，Ｚｒ，Ｖ及びＴｉからなる群から選
   ばれた少なくとも１種の元素を合計で０．０５〜０．８
   ％及び又は （ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種を合計で０．０５
   〜２％ ［３］Ｎａ及び又はＳｒを合計で０．１％以下を含み、
   残部がアルミニウム及び不純物からなり、第２相粒子の
   平均粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載のスピーカ用音響レンズ。
6. （６）Ａｌ−Ｓｉ系の防振性アルミニウム合金として重
   量百分率で ［１］Ｓｉ８〜２０％ ［２］（ｉ）Ｆｅ，Ｚｒ，Ｖ及びＴｉからなる群から選
   ばれた少なくとも１種の元素を合計で０．０５〜０．８
   ％及び又は （ｉｉ）希土類元素の少なくとも１種を合計で０．０５
   〜２％ ［３］Ｓｎを０．００５〜０．１％ Ｎａ及び又はＳｒを合計で０．１％以下 ［４］Ｎａ及び又はＳｒを合計で０．１％以下を含み、
   残部がアルミニウム及び不純物からなり、第２相粒子の
   平均粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載のスピーカ用音響レンズ。