(57)【要約】本発明はハイファイスピーカに関する。その振動板は骨格部材と、骨格部材の間を充填する充填部材とで構成される。骨格部材は平らな板であって、その総ては振動方向と平行に、振動板の中心から外周に向かって放射状に配置され、放射状の中心で互いに固着され、駆動部に固着される。この骨格部材は高い剛性を有する。充填部材は発泡体等で構成される。この振動板はスキンを有さず、従ってその共振の問題も無い。音は充填部材から放射される。サスペンションは、第一の板バネの両端に棒状部材が一列に固着され、棒状部材の両端に第二の板バネが棒状部材に直角に固着され、第二の板バネの端はスピーカの動かない部分に固着される。このサスペンションの内部で発生する固有共振は微小で、振動方向以外の方向への変位も少ない。本発明を用いて、固有共振の影響の無い、高い忠実度で音を再生するエッジレス平板スピーカシステムを構成できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を放射する振動板（１）と、前記振動板を駆動する駆動部（６）とを備えるスピーカにおいて、
前記振動板は、
複数の平板部材（２）が、各々振動方向と平行になりかつ前記振動板の中心から外周に向かって放射状になるように配置され、かつ放射状配置の中心位置で各々の縁部が互いに固着されて形成された骨格部材（２）と、
隣り合う２つの前記平板部材の間に形成された空間に充填配置され、前記平板部材の面にその両側面が固着され、かつ表面から音を放射する充填部材（３）とにより構成される、
ことを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動板（１）の外周が円形であり、前記複数の平板部材（２）の各々は同一形状であって、円周方向に関して略等しい角度間隔で放射状に配置され、前記充填部材（３）の形状が扇形であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記充填部材（３）は発泡体であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記骨格部材（２）の外周端は、前記充填部材（３）の外周面で決まる前記振動板（１）の外周面よりも内側に位置することを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記駆動部（６）は、前記骨格部材（２）を形成する複数の前記平板部材（２）の各々の同一側の辺部に結合され、前記骨格部材を介して前記充填部材（３）に対して振動を伝えることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記充填部材（３）および前記駆動部（６）の少なくとも一方の、前記充填部材と前記駆動部とが相対している部分に、通気用切り欠き（８，９）を設けたことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記振動板（１）と前記駆動部（６）の少なくとも一方はサスペンション（７）によって支持され、前記サスペンションは、第一の板バネ（１１）の両端に棒状部材（１２）が一列に固着され、前記棒状部材（１２）の両端に第二の板バネ（１３）が前記棒状部材に直角に固着され、前記第二の板バネ（１３）の端部はスピーカの動かない部分に固着され、前記第一の板バネ（１１）が接続片（１４）を介して、前記振動板と前記駆動部の少なくとも一方に固着される構造になっていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項８】
スピーカに使用され音を放射するための振動板（１）であって、
複数の平板部材（２）が、各々振動方向と平行になりかつ前記振動板の中心から外周に向かって放射状になるように配置され、かつ放射状配置の中心位置で各々の縁部が互いに固着されて形成された骨格部材（２）と、
隣り合う２つの前記平板部材の間に形成された空間に充填配置され、前記平板部材の面にその両側面が固着され、かつ表面から音を放射する充填部材（３）と、
からなることを特徴とするスピーカ用の振動板。
【請求項９】
前記振動板（１）の外周が円形であり、前記複数の平板部材（２）の各々は同一形状であって、円周方向に関して略等しい角度間隔で放射状に配置され、前記充填部材（３）の形状が扇形であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のスピーカ用の振動板。
【請求項１０】
前記充填部材（３）は発泡体であることを特徴とする請求の範囲第８項または第９項に記載のスピーカ用の振動板。
【請求項１１】
前記骨格部材（２）の外周端は、前記充填部材（３）の外周面で決まる前記振動板（１）の外周面よりも内側に位置することを特徴とする請求の範囲第８項〜第１０項のいずれか１項に記載のスピーカ用の振動板。
【請求項１２】
前記駆動部（６）は、前記骨格部材（２）を形成する複数の前記平板部材（２）の各々の同一側の辺部に結合され、前記骨格部材を介して前記充填部材（３）に対して振動を伝えることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１１項のいずれか１項に記載のスピーカ用の振動板。
【請求項１３】
前記充填部材（３）および前記駆動部（６）の少なくとも一方の、前記充填部材と前記駆動部とが相対している部分に、通気用切り欠き（８，９）を設けたことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のスピーカ用の振動板。
【請求項１４】
スピーカの振動板と駆動部の少なくとも一方を支持するためのサスペンションであって、
第一の板バネ（１１）の両端に棒状部材（１２）が一列に固着され、前記棒状部材（１２）の両端に第二の板バネ（１３）が前記棒状部材に直角に固着され、
前記第二の板バネ（１３）の端部は前記スピーカの動かない部分に固着され、前記第一の板バネ（１１）は接続片（１４）を介して前記振動板と前記駆動部の少なくとも一方に固着された構造になっていることを特徴とするスピーカ用のサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ、スピーカ用の振動板およびサスペンションに関し、特に、高忠実度再生を行うことができるハイファイスピーカ、かかる特性を有するスピーカを実現するのに好適な振動板およびサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカの代表例はコーン型スピーカと呼ばれるもので、その振動板は円錐形である。そこから放射される音は、放射面が平面でなく円錐形であるために音の周波数特性が乱れたり位相特性が乱れたりする現象がある。これはハイファイスピーカにとっては大きな欠点である。この欠点を解消するために、例えば特許文献１に示されるように、振動板の形状を平板とした平板振動板が提案されている。【０００３】
また従来の振動板の外周はエッジと呼ばれる部材で支持されている。エッジは弾性体であるため固有共振を起こしやすく、その共振はノイズとして再生音に混入して音質を劣化させる。その対策として、例えば特許文献２に示されるように、エッジの使用を排除したエッジレス構造が提案されている。【０００４】
さらに、従来では、上記の２つの考え方を併用したエッジレス平板スピーカが提案されている。以下に図６〜図１３を参照してエッジレス平板スピーカを説明する。各図において、同じ部材、または指摘する個所が多数ある場合は、代表する１つに符号を付している。【０００５】
図９は従来の代表的なエッジレス平板スピーカの断面図である。同図において３１は平板振動板であり、その一部を切欠いた平面図が図１０に示されている。図９および図１０において、３２はコアと呼ばれ、薄い板を折り曲げて六角形に形成したものである。３３と３４はスキンと呼ばれる薄板である。コア３２の両開放端にスキン３３，３４が接着されることにより空洞のセル３５が形成され、多数のセルが平板状に配列されてハニカム構造の平板振動板３１が形成されている。コア３２とスキン３３，３４は金属、硬質プラスチックなど高剛性の材料から成る。また六角形のコアに代えて短冊状のリブを放射状に配置してコアとし、その両側にスキンを接着して構成した振動板の提案（例えば特許文献３）もあり、その平面図を図１１に、正面図を図１３に示す。この考案においても、スキン３３，３４とコア３２に囲まれて空洞のセル３５が形成され、多数のセル３５により平板振動板４１が形成されている。【０００６】
図９においてスキン３４にはボビン４が固着され、ボビン４にはコイル５が巻かれている。ボビン４とコイル５とは一体となって駆動部６を構成している。ボビン４の横腹には開孔３８が数箇所設けられている。これはボビン４内の空気が密閉状態になっていると振動系の自由な動きが妨げられるので、開孔を設けて空気が流通するようにしたものである。【０００７】
ボビン４は二つのサスペンション３７により支持されている。このサスペンション３７は樹脂を含浸した布を同心円状の凹凸を有するように成形したものであり、コルゲーション型ダンパーと呼ばれる。振動板と駆動部とサスペンションとを総称して一般に振動系と呼ぶ。２４は円柱形の内磁極、２３は円形の開孔を有する外磁極であり、両者の間に形成されたギャップ内にコイル５が位置している。２５は円柱形の磁石、２６はコの字形のヨークである。【０００８】
フレーム２１は、その内側部分に円筒面２２を有する。従来型のスピーカにおいては振動板３１の外周部とフレーム２１の内周部とを繋ぐエッジと呼ばれる部材が存在した。しかしエッジレススピーカにおいては、振動板３１の外周と円筒面２２との間は、周に沿ったリング状の空間になっている。コイル５に入力電流が流れるとボビン４はＺ方向に振動し、その振動はスキン３４を経てコア３２に伝わり、次にスキン３３に伝わり、スキン３３の表面から再生音が放射される。【０００９】
上述したエッジレス平板スピーカは、エッジ付きコーン形スピーカが持つ多くの欠点を解消し、極めて高い忠実度で原音を再生する可能性を持っている。それはハイファイスピーカとしては理想的とも言えるものであるが、これを実用化し目的とする高い性能を得るには、いくつかの未解決の課題がある。それを以下に説明する。【００１０】
スピーカの振動板に固有共振が発生すると、それは音として再生音に混入し、再生音の忠実度を低下させる。固有共振を皆無にすることは不可能と言って良いが、共振周波数が高ければ、スピーカの受け持ち周波数帯域をその共振周波数以下に設定することにより、共振の影響を実質的に回避できる。従って振動板は高剛性で固有共振周波数が高いことが望まれる。しかし従来の平板振動板３１は、剛性が充分に高くなく、低い周波数において共振が発生し、再生音の忠実度を低下させている。その原因を図６〜図８により説明する。各図において、板２がその一端Ｇにおいて固定されており、それに対向する端に力Ｆが加えられている。図６においては、力Ｆは板の表面と直角方向に加えられており、この場合、板は鎖線で示すように容易に撓んでしまう。次に図７に示すように、力Ｆの方向が板の方向と平行である場合は撓み難い。図８においては板の方向は力の方向と平行であるが、板の途中が２箇所折れ曲がっている。この場合は、面Ｊに面と直角な力が作用するので、面Ｊは容易にねじれ、板は鎖線のように撓んでしまう。この考察から、最も撓み難く剛性が高いのは、板が折れ曲がっておらず平らであって、且つ力の方向と平行に配置された図７の場合であることが判る。以上、板に静的な力が加わった場合を説明したが、動的な力、即ち加振力が加わった場合も同様のことが言える。また板の両端が固定され、中央部に力が加わった場合も同様である。【００１１】
さらに他の従来技術として例えば特許文献４に記載された技術が存在する。
【特許文献１】特開昭６１−７０８９８号公報
【特許文献２】特開昭５７−３５４９９号公報
【特許文献３】特開昭６０−２２８９９号公報
【特許文献４】特開昭５８−６３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上の説明に基づいて従来の平板振動板を考察する。図９および図１３に示した平板振動板３１，４１の、１個のセルの拡大図を図１２に示す。ここでＺは加振力またはそれによって生ずる振動の方向である。図から明らかなように、スキン３３，３４と振動方向Ｚとは直交しており、図６に示した板と力の方向関係と同じである。従って加振力が加わるとスキン３３，３４は図１２中の鎖線で示すように容易に撓み、低い周波数で共振してしまう。この現象は、例えば特許文献４にも記載されている。このようにスキン３３，３４が共振して音質を劣化させることは知られていたが、従来の振動板３１，４１においてはスキン３３，３４とコア３２とが一体となって振動板の骨格を形成しており、スキン３３，３４を除去すると振動板３１，４１はその形を成さない。また同時にスキン３３，３４は音の放射面も兼ねているので、スキン３３，３４を除去することは出来なかった。スキン３３，３４が存在する以上、その共振を排除することは困難であり、問題を解決できなかった。【００１３】
またコア３２にも共振の問題がある。図１０に示すように、ハニカム構造のコア３２は板が折れ曲がることにより形成されており、これは図８と同じ状態である。従ってコア３２は容易に撓んで固有共振をしてしまう。またコア３２およびスキン３３，３４には高剛性材料が用いられるが、一般に高剛性材料は内部損失が小さく、そのため一旦固有共振が発生するとなかなか減衰しない。この問題に対する対策は採られていない。以上のごとく従来の平板振動板は、スキンとコアに起因する固有共振の問題を抱えていた。【００１４】
また従来は見過ごされていた事であるが、サスペンション３７にも固有共振の問題がある。スピーカが駆動されると、振動系はサスペンション３７のバネ定数と振動系の質量とによって決まる、ある振動数で振動する。これは振動系の最低共振と呼ばれ、低音の再生には有用なものである。しかしそれ以外に、サスペンション３７の内部において固有共振が発生する。この共振は振動板に伝達されてノイズとして放射され、聴取者が感知するところとなる有害なものである。従って真の高忠実度再生を実現するには、振動板の他に、サスペンション内部の固有共振も排除する必要がある。しかし従来から多用されてきたコルゲーション型ダンパーは樹脂を含浸した布であって柔らかい。そのためダンパーは低い周波数で共振することが避けられず、再生音の質を劣化させていた。【００１５】
またエッジレススピーカにおいては、それに固有の課題があるので、以下に述べる。【００１６】
図９に示したように、振動板３１の外周とフレーム２１の円筒面２２との間には、リング状の空間が存在する。この空間を経由してスピーカの前後が音響的に短絡し、低音域の音圧が低下する。この弊害を防ぐにはスピーカの前後を音響的に遮断する必要があり、それには前記空間の幅を狭く（望ましくは０．５ｍｍ以下）、且つ振動方向に長く（望ましくは１０ｍｍ以上）することが有効である。このような狭く長い隙間を形成するには、フレームの円筒面と振動板の外周部とが正確に成形されており、且つ振動板は厚い必要がある。フレームの円筒面はそのような成形が可能であるが、振動板はコアとスキンという薄い板により構成されているため精密な成形は困難であった。また従来の振動板は比重が比較的大きいので厚さを増すと重くなり、スピーカの能率が低下したり、下に記すローリング現象が起こるなどの問題が生じていた。【００１７】
外周部をエッジで支持されていない振動板は、振動方向とは直角の方向にも変位して、首振り現象（ローリング）を起こし易い。振動板３１とフレーム２１の円筒面２２との隙間が狭い場合には、僅かなローリングによっても振動板３１はフレームに接触し、異常音を発し、スピーカとして用を為さなくなる。元来サスペンション３７は振動系をスピーカの中心に保持する機能を果たすものであり、振動方向以外には変位しないことが要求される。エッジレススピーカにおいては上記した理由からこの要求は特に厳しい。しかし従来のダンパーは前記のような構造と材質であるため、振動方向と直角方向にも若干変位し得るし、また経年変化が避けられず、振動系をスピーカ中心に高い精度で恒常的に保持することは困難であった。【００１８】
以上述べた課題が解決されないため、エッジレス平板スピーカは殆ど実用化されず、欠点はあるがエッジを有するコーン形スピーカが多用されているのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明はスキンを使用することなく平板振動板を構成することを可能にし、スキンの共振の問題を根本的に解決する。サスペンションは硬質の材料のみで構成され、そのため内部における固有共振は大幅に抑制されている。また本発明は上述した他の課題も併せて解決する。本発明を実施できるスピーカはエッジレス平板スピーカに限定されないが、同スピーカにおいて実施すると本発明の特長が最も発揮される。【００２０】
本発明による振動板は、振動板の剛性を高く保つための骨格部材と、骨格部材の間に充填配置される充填部材とにより構成されている。骨格部材は複数の平らな板（以後「平板部材」と呼ぶ）であって、その総てが振動方向と平行に、振動板の中心から外周に向かって放射状に配置され、放射状の中心で各々の縁部が互いに固着され、駆動部に固着されている。従来技術におけるスキンのような振動方向と直交する板や、ハニカムコアのような折れ曲がった板は存在しない。つまり骨格部材の総ては、前述した図７の状態で配置されており、従って撓み難く、剛性が高い。また従来の振動板においては駆動部の振動はスキンを介してコアに伝えられたが、本発明では駆動部から骨格部材に直接伝えられるので、伝達効率は高く、共振の発生も無い。骨格部材は専ら振動を伝達する役割を果たし、音の放射は殆ど行わない。一方、前記充填部材は、その側面が骨格部材に固着されており、骨格部材から振動を伝えられて表面から音を放射する役割を果たす。このように構成された振動板の固有共振の周波数は高く、共振の再生音への影響は実質的に排除できる。【００２１】
またサスペンションにおいては、第一の板バネの両端に棒状部材が一列に固着され、棒状部材の両端に第二の板バネが棒状部材に直角に固着され、第二の板バネの両端はスピーカの動かない部分に固着されている。その材料は硬質のものが使用できるので、内部で発生する固有共振は極めて少ない。以上述べた振動板とサスペンションとを用いて振動系を構成すると、振動系の総ての部分から固有共振の影響を実質的に排除する事が出来る。【００２２】
また本発明においては骨格部材の外周端が振動板の外周面の内側にある。つまり振動板の外周部は充填部材のみで構成されており、この部分を加工して、高い真円度と直径精度を持った振動板を得ることができる。またこの振動板は、質量が過大になることなく厚くすることが可能である。またサスペンションは、振動方向だけに自由度を持ち、それ以外の方向に変位することは無い。この振動板とサスペンションとを用いれば、前記した振動板とフレームとの隙間を狭く長くすることが可能であり、その結果エッジレススピーカの前後を音響的に遮断し、低音を充分な音圧で再生することができる。【００２３】
また本発明においては、充填部材および駆動部の少なくとも一方に通気用切り欠きが設けられており、この切り欠きにより開孔が形成され、開孔を通じて空気は駆動部内外を自由に出入りできる。その結果、振動系はその動きを妨げられる事が無く、低音の再生にとって有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を図１〜図３により説明する。図１はスピーカの振動系の斜視図であり、振動板１と駆動部６とサスペンション７とにより構成される。Ｚは振動方向であり、図の左側を前方、右側を後方とする。理解を容易にするために、充填部材３のうちの一つ及び駆動部６は、固着されるべき相手から離れた状態で図示されている。【００２５】
図１において、１は円板状の振動板であり、その直径は例えば１２０ｍｍ、厚さは例えば２０ｍｍに選定される。この振動板１は比重が小さいので、このように厚くしても質量が過大になることはない。【００２６】
２は骨格部材であり、複数の同一形状の平板部材により構成され、当該平板部材の数は本実施形態では６個である。平板部材の総ては振動方向Ｚと平行に、円周方向に関して略等しい角度間隔で放射状に配置され、各々の縁部が放射状の中心Ｄにおいて互いに固着されている。骨格部材２のＺ方向の幅は振動板１の厚さと略等しく選定するのが望ましい。骨格部材２は軽く剛性が高いことが望ましく、そのため材質はアルミニウム、チタニウム、ベリリウム、カーボン等が好適であり、その厚さは０．１ｍｍ以下が好適である。【００２７】
３は厚い扇形の充填部材であり、その数は本実施形態では６個である。充填部材３は隣り合う２つの平板部材２の間に形成された空間に充填配置され、その両側面は骨格部材２に接着、粘着等の手段により固着される。その材料は低密度のもの、例えばプラスチック、金属、カーボン等の発泡体で構成するのが好適である。充填部材３は厚いブロック状の形状であり、内部損失の大きい材質であるので、それ自体が固有共振を起こし難いのみならず、骨格部材２の共振を抑制する作用も持っている。また図示したように、骨格部材２の外周端は振動板１の外周にまで達しておらず、その内側に位置している。つまり振動板１の外周は充填部材（発泡体）３のみで構成されているので、この部分を加工して必要な真円度と直径精度を達成できる。【００２８】
駆動部６は、巻き枠であるボビン４と、それに巻かれたコイル５により構成されている。駆動部６は、骨格部材２の各々の同一側の辺部に、６つの箇所Ｆにおいて結合される。（図１において黒丸は結合する個所を表す。）なおここでボビン４は必ずしも必要ない。例えばコイルを巻き枠を使用せずに巻き、接着剤で固めて円筒状に成形し、これを駆動部として、骨格部材２に固着しても良い。【００２９】
本実施形態では、サスペンション７を４個使用している。うち２個のサスペンション７は骨格部材２の後方端に固着され、他の２個は駆動部６の後方端に固着されている。サスペンション７の取り付け位置は、本例に限定されるものではなく、例えば４個共に振動板１または駆動部６のどちらか一方に取り付けても良い。またその数も４個に限定されない。【００３０】
コイル５に入力電流が流れると、駆動部６はＺ方向に振動し、その振動は骨格部材２に伝わり、充填部材３に伝わり、振動板１から音が放射される。【００３１】
図１には、充填部材３の表面の一部を半球状に陥没させた通気用切り欠き８と、駆動部６の端の一部を半円状に切り欠いた通気用切り欠き９が示されている。この切り欠きは、充填部材３と駆動部６とが相対している６箇所において設けられている。骨格部材２と駆動部６とが固着されると、充填部材３と駆動部６に設けられた切り欠きにより開孔が形成され、この開孔を通じて空気は駆動部内外を自由に出入りでき、振動系はその動きを妨げられる事が無い。この開孔は図３においても示されている。切り欠きの形状は上記のものに限らず、例えば直方体と矩形であっても良い。また切り欠きは充填部材３と駆動部６のどちらか一方だけに設けても良く、通気の目的は達成される。【００３２】
平板部材２の数は上記に限定されず、振動板１の大きさ、求める性能によって適切に決めれば良い。それに従って充填部材３の数も決まる。また充填部材３の各々は完全に分離していなくとも、振動板１の前面側の表層において繋がっていて、骨格部材２は振動板１の前面から少し引っ込んで配置されていても良い。この場合でも充填部材３は実質的には複数の扇形の部材と見なすことが出来る。なお、上述した実施形態では振動板１は円板形であるが、振動板は、この形状に限定されない。即ち、振動板１の前面および後面を、平らではなく凸型、凹型、その他の形状にする事も可能である。ただし少なくとも前面を平面とすると、そこから放射される音の位相が揃うという利点が生ずるので望ましい。また振動板の外周を円ではなく楕円、矩形等の形状に構成する事も可能であり、その場合は平板部材２の一部、充填部材３の一部は互いに異なった形状になる。また、平板部材２を円周方向に関して異なる角度間隔で配置することも可能である. この場合も充填部材３の一部は互いに異なった形状になる。また振動板１の表面または内部を切り欠いて、剛性は維持しながら更に軽くする等、いろいろな形状変更が可能である。いずれの場合も、骨格部材２と充填部材３の形状と寸法を、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更すれば良い。【００３３】
振動板１を形成する手法は上記のものに限らない。先ず骨格部材２を配置し、そこに発泡体原料を注入し、発泡させることにより、充填部材３を形成する工程を採っても良い。また他に、扇形の充填部材３の側面を互いにセラミック接着剤などで接着し、その後その接着剤が硬化して高硬度の平板部材になり、骨格部材が形成されるという手法も可能である。【００３４】
次にサスペンション７の詳細構造を図２により説明する。１１は第一の板バネである。１４はサスペンション７を振動板１または駆動部６に接続するための接続片であり、一端は板バネ１１の中央に固着されており、他端Ｂは振動板１または駆動部６に固着される。板バネ１１の両端には棒状部材１２が一列に固着されている。ここで棒状部材とは中身が詰まったものの他、軽量化するために肉の一部を削除したもの、即ちパイプ、更には断面形状が丁字または十字の形をしたものなども含むものとする。棒状部材の両端に第二の板バネ１３が棒状部材に直角に固着され、第二の板バネの両端Ｃはスピーカの動かない部分に固着される。上述したサスペンション７の各部材の材料としては金属、カーボン、硬質プラスチックなど硬質のものが適当である。【００３５】
板バネ１１と接続片１４とは、このバネが撓むことによりＺ方向に動くことが出来る。その際に棒状部材１２が傾くことが必要であるが、これは板バネ１３が撓むことで実現される。このサスペンションは、その構造から明らかなように、Ｙ方向には自由度を持たない。Ｘ方向の変位は、２つの板バネ１３が共に同じＸ方向に撓むことにより起こり得るが、板バネ１３をこのように撓ませる力は通常は発生しない。それが懸念される場合は、２個の板バネ１３の外側にこれらと接触する固定壁を設けて、それによる力で板バネ１３が外側に撓むことを阻止すると、Ｘ方向の自由度は無くなる。図において固定壁は示されていないが、壁による力がＥで示されている。以上の如く構成された本サスペンションはＺ方向にのみ自由度を持ち、それ以外の方向に対しては非常に硬く、変位しない。【００３６】
またこのサスペンション７は硬質の材料を用いており、内部の固有共振は発生し難いが、板バネ１１は僅かながら高次の固有共振を起こすことがある。これを防ぐには接続片の数を２個とし、板バネ１１の両端、棒状部材１２と接している付近に取り付けて使用すると、この固有共振は無くなる。【００３７】
以上説明した振動板１と駆動部６とサスペンション７とを用いて構成したエッジレス平板スピーカを以下に説明する。図３はそのエッジレス平板スピーカの正面図である。ただしフレ−ム２１だけは、断面図であり、その内部が示されている。既に説明済みの構成要素が本図において再び使用されている場合は、同じ符号を付けて、説明は省略する。【００３８】
図３において平板振動板１は、例えば１２０ｍｍの直径と２０ｍｍの厚さを有している。その外周部の発泡体すなわち充填部材３は、その直径が円筒面２２の直径より例えば１ｍｍ小さくなるように精密に加工されている。そして振動板１と円筒面２２との中心軸が一致するように振動系は組み立てられる。その結果、振動板１の外周と円筒面２２との間には幅０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍの均等な隙間が形成される。また前述した、通気用切り欠き８と９とで形成される開孔が、本図に示されている。【００３９】
外磁極２３の上側に図示されたサスペンション７の接続片１４は振動板１の骨格部材２に固着されており（図中の黒丸は固着する個所を示す）、第２の板バネ１３はＣ点において外磁極２３に固着されている。外磁極２３の下側にはもう１つのサスペンションが図示されていて、その接続片はボビン４の下端に固着されており、第２の板バネはヨーク２６に固着されている。なお第２の板バネを固着する相手は外磁極やヨークに限らず、フレームの一部など、動かない部分であれば良い。コイル５に電流が流れると、この振動系はＺ方向に振動し、音を放射する。【００４０】
このように構成されたエッジレス平板スピーカにより得られた音圧周波数特性の例を次に示す。図４は直径１２０ｍｍの振動板を有するスピーカの特性である。図中でＡは人間の可聴帯域２０〜２０Ｋヘルツを示す。同図においては約４Ｋヘルツにおいて高域共振が認められる。３０〜１００ヘルツの低音域において音圧は低下していない。図５は直径２６ｍｍの振動板を有するスピーカの特性であり、約３０Ｋヘルツにおいて高域共振が認められる。これら２つの高域共振周波数は従来のスピーカに比べると大幅に高く、振動板の剛性が高いことを示している。【００４１】
コーン形、平板型とを問わず、従来スピーカの周波数特性においては、高域共振周波数以下の帯域においても多くの特性の山谷が存在した。これは振動板に多くの固有共振モードが有り、それぞれの周波数において共振が発生するとともに、更にサスペンションにも共振が発生し、それらの影響が周波数特性に現れたものである。一方、図４および図５が示すように、本発明によるスピーカは単一の高域共振周波数を有し、それ以下の帯域においては、固有共振は認められず、特性は平坦である。【００４２】
上述した２つのスピーカとデバイディング・ネットワーク（帯域フィルタ）とを用いて、２ウェイのスピーカシステムを構成できる。図４のスピーカをウーハとして用い、ネットワークにより例えば２Ｋヘルツ以上の音圧を減衰させる。また図５のスピーカをツィータとして用い、２Ｋヘルツ以下の音圧を減衰させる。なお約３０Ｋヘルツにおける共振は人間の可聴範囲外なので問題にならない。このように構成した２ウェイスピーカシステムにおいては、音圧周波数特性は可聴帯域において略平坦であり、固有共振は認められず、低音も充分に再生されていて、極めて忠実度の高い再生音を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、従来のスピーカの振動系が持つ多くの課題を解決できるので、その利用価値は大きい。特に本発明をエッジレス平板スピーカに適用すると、可聴範囲の総ての帯域にわたり高い忠実度で原音を再生するハイファイスピーカシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を実施した１つの形態であるスピーカの振動系の斜視図である。
【図２】本発明を実施した１つの形態であるサスペンションの斜視図である。
【図３】本発明を実施した１つの形態であるエッジレス平板スピーカの正面図（一部断面図を含む）である。
【図４】本発明によるエッジレス平板スピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。
【図５】同じく本発明によるエッジレス平板スピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。
【図６】板に力が加わった場合の、板の動作を説明するための図である。
【図７】同じく板の動作を説明するための図である。
【図８】同じく板の動作を説明するための図である。
【図９】従来のエッジレス平板スピーカの断面図である。
【図１０】従来の平板振動板の一部切り欠き部を含む平面図である。
【図１１】他の従来の平板振動板の一部切り欠き部を含む平面図である。
【図１２】従来の平板振動板のセルの断面図である。
【図１３】図１１に示す従来の平板振動板の正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１          振動板
２          骨格部材（平板部材）
３          充填部材
４          ボビン
５          コイル
６          駆動部
７          サスペンション
８          通気用切り欠き
９          通気用切り欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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