JP2000197186A - スピ―カ及びスピ―カ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピーカの振動板の音放射力に対する反作用
力を気密室と第２の振動板を用いて相殺させる。 【解決手段】 スピーカＡの振動系を構成する第１の振
動板７のボイスコイルボビン８の内径内を気密なキャッ
プ２４で覆うと共にセンターポール３ａの中心に透孔３
ｃを穿ち、この透孔３ｃと対向して第２の振動板２６を
可動可能に気密室２９内に枢着して、第１の空間部４ａ
を形成し、磁気空隙部４を介して、第２の空間部４ｂと
第１の空間部４ａ間で空気を流入出させて第１の振動板
７の移動方向と逆方向に第２の振動板２の放射力が発生
する様にしたスピーカ及びスピーカ装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は小型軽量なスピーカ
をスピーカボックスに内蔵させて好適なスピーカ及びス
ピーカ装置に係わり、特にスピーカに第２の振動板を配
置し、スピーカ振動板の音放射力の反作用力を相殺或い
は減衰させる様に成したスピーカ及びスピーカ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来からスピーカの取り付けられたスピ
ーカボックスのバッフルボードの振動を抑制するため
に、振動板により加振されたスピーカの加振方向に対
し、逆方向に加振させる加振器或いはトランスデューサ
を有するスピーカ装置は例えば、特開昭６３−２１２０
００号公報、特開平１−３０７３９８号公報等に詳記さ
れて公知である。

【０００３】上述の特開昭６２−２１２０００号公報に
は図５に示す様なスピーカ装置が示されている。図５で
１はリング状のマグネットを示し、２及び３はこのマグ
ネット１を挟むように取付けられ、その一部に磁気空隙
部４を形成したプレート及びヨークを示す。プレート２
にはスピーカＡのフレーム５が取付けられている。振動
板７の外周部にはエッジ６が設けられ、このエッジ６に
よってコーン型の振動板７の外周部がフレーム５に保持
されている。

【０００４】一方、振動板７の内周部にボイスコイルボ
ビン８が取付けられ、このボイスコイルボビン８にはボ
イスコイル９が巻装され、このボイスコイル９はプレー
ト２およびヨーク３によって形成された磁気空隙部４内
に挿入されている。以上符号１〜９で示した構成は周知
の動電型スピーカＡの基本構造である。

【０００５】上記スピーカＡのヨーク３の裏面側中央に
はビス１０の一端がねじ込まれ、このビス１０の他端に
は上述したスピーカＡに於けるマグネット１、プレート
２及びヨーク３と全く同一構成のマグネット１１、プレ
ート１２及びヨーク１３から成る磁気回路が取付けられ
ている。

【０００６】更に、プレート１２にはフレーム１４が取
付けられ、このフレーム１４には２枚のダンパー１５，
１６が取付けられている。これらダンパー１５，１６に
よって駆動コイルボビン１７が保持されている。

【０００７】駆動コイルボビン１７の一方端には駆動コ
イル１８が巻装され、この駆動コイル１８はプレート１
２及びヨーク１３より形成された磁気空隙部１９内に挿
入されている。又、駆動コイルボビン１７の他端側には
ウエイト２０が取付けられており、このウエイト２０を
含む振動系はスピーカＡにおけるコーン型の振動板７を
含む振動系の等価質量にほぼ等しいものに成されてい
る。以上符号１１〜２０で示した構成は電気・振動トラ
ンスデューサＢを示す。

【０００８】上述の構成においてスピーカＡ及び電気・
振動トランスデューサＢはスピーカボックス２１のバッ
フルボード２２に取付けられている。今、スピーカＡの
ボイスコイル９に電気信号を通電すれば周知の作用によ
りボイスコイル９は図中左右方向に振動し駆動力Ｆ₁ を
生じ、コーン型の振動板７を駆動して音響再生を行う。

【０００９】この時、上記電気・振動トランスデューサ
Ｂにおける駆動コイル１８にも同一の電気信号を印加す
ると、駆動コイル１８も図中左右方向に振動し駆動力Ｆ
₂ を生じ、ウエイト２０を同方向に駆動する。ここでス
ピーカＡにおける振動板７等を含む振動系と、電気・振
動トランスデューサＢにおけるウエイト２０等を含む振
動系の等価質量がほぼ等しければ、スピーカＡが振動系
によって受ける反作用力−Ｆ₁ と電気・振動トランスデ
ューサＢにおける振動系の反作用力−Ｆ₂ とがほぼ等し
くなる。

【００１０】従ってスピーカＡが振動板７の駆動によっ
て受ける反作用は上記電気・振動トランスデューサＢに
よって打ち消されてスピーカボックス２１のバッフルボ
ード２２の振動及びスピーカボックス２１の揺動が抑制
されることになる。

【００１１】更に、上述した特開平１−３０７３９８号
公報では二つのスピーカの振動板のコーン開口部を反対
方向に向けて第１のスピーカの振動板の作用力Ｆ₁ によ
って生ずる反作用力−Ｆ₁ を第２のスピーカの振動板の
作用力Ｆ₂ の反作用力−Ｆ₂でキャンセルさせるスピー
カ装置も開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した、従来構成の
スピーカ装置ではスピーカボックス２１の容積を小さく
し、小型化を図って廉価なスピーカ装置を得ようとする
要求があるが、スピーカボックス２１の容積を小さくす
ると、低域再生限界が上昇するため、スピーカＡの振幅
を増す様に成している。

【００１３】然し、小型のスピーカＡの振幅を増すこと
でスピーカボックス２１内の音圧が上昇し、周波数特性
に山谷が生ずる。この様な問題を解決する方法として、
位相反転型のスピーカボックス２１を用いて振動板７の
背面から出る音波を有効に利用して低音域を歪なく放射
させる様に成したスピーカ装置も広く利用されている。

【００１４】図５で示したスピーカＡを上述の小型の位
相反転型のスピーカボックス２１に内蔵させるには一対
の略同一構造のスピーカＡと電気振動トランスデューサ
Ｂ或いは特開平１−３０７３９８号公報の様に一対のス
ピーカを互いに背中合わせに配設しなければならず、ス
ピーカボックス２１の奥行方向が大きくなり、小型化が
図り難くなるだけでなく高価になる問題があった。

【００１５】更に、スピーカＡの振動系を等しく作った
２つのスピーカでは振動系の最低共振周波数ｆ₀ の高い
方が共振鋭度Ｑがｆ₀ に比例して大きくなるため、低域
の再生には不向きになる弊害があった。

【００１６】本発明は叙上の問題点を解消したスピーカ
及びスピーカ装置を提供しようとするものであり、発明
が解決しようとする課題はスピーカＡを１個用いてスピ
ーカＡのｆ₀ を低域側に遷移させて、低域の拡大と良質
な低域放射を行なうと共に軽量なスピーカボックス２１
の揺動を防止可能なスピーカ装置を得ようとするもので
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のスピーカは第１
の振動板７の内径部を覆って該内径部後方の空間部の気
密性を保持するキャップ２４と、磁気回路を構成するセ
ンターポール３ａに穿った透孔３ｃと、磁気回路の後方
に気密性を保持して可動可能に枢着された第２の振動板
２６と、この第２の振動板２６を気密に囲繞する気密室
２９とを具備し、第１の振動板７の駆動時に空間部４ａ
内の空気圧を変化させて第１の振動板７の駆動方向と反
対方向に第２の振動板２６を駆動させて成るものであ
る。本発明のスピーカ装置は、第１の振動板７の内径部
を気密性のキャップ２４で覆った空間部４ａに連通する
第２の振動板２６を磁気回路の後方に配設し、第２の振
動板２６を空間部４ａと連通する気密室２９内に配した
スピーカＡをスピーカボックス２１内に装着させて成る
ものである。

【００１８】本発明のスピーカ及びスピーカ装置によれ
ば、スピーカの小型化が図られて電気−音響変換能率が
向上し、１つのスピーカの第１及び第２の振動板で第１
の振動板の音放射力の反作用力を相殺或いは減衰出来
て、スピーカボックスのバッフルボードと背面板間の奥
行を狭くして小型化出来るものが得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスピーカ及びスピ
ーカ装置の１形態例を図１乃至図４によって説明する。
尚、図５で示したスピーカ装置との対応部分には同一符
号を付して示している。

【００２０】図１は本例のスピーカの側断面図を示し、
Ａは全体として本例の小型のスピーカを示し、ヨーク３
は純鉄等の板材から成る円盤状部と、この円盤状部の中
心位置に立設された円柱状のセンターポール３ａと、こ
のセンターポール３ａと同心円状に円盤状部に形成され
た段部から成るマグネットガイド部３ｂが一体に形成さ
れている。

【００２１】センターポール３ａの中心位置には上側か
らヨーク３部分を貫通して、透孔３ｃが穿たれている。

【００２２】上述のヨーク３の円盤状部上にフェライト
等の厚み方向に着磁されたリング状の駆動用のマグネッ
ト１を接着剤を介して接着させる。リング状の駆動用の
マグネット１の内径はヨーク３の円盤状部に形成された
マグネットガイド部３ｂの段部に嵌合されて、位置決め
される。

【００２３】この駆動用のマグネット１上にプレート２
を接合する。この場合はギャップガイドをセンターポー
ル３ａに差し込んだままにして置き、駆動用のマグネッ
ト１の上面に接着剤を塗布し、プレート２の内径をギャ
ップガイドの外径に挿入して接着固定する。プレート２
は純鉄等を円盤状となし、中心部に透孔が穿たれた打抜
板材で透孔の内径周縁とセンターポール３ａの外径間に
形成される磁気空隙部４内にボイスコイルボビン８が配
設される。

【００２４】プレート２には鋼材等で漏斗状に形成され
たフレーム５を固定することで磁気回路の金物部分が構
成される。

【００２５】上述の磁気回路の磁気空隙部４内には円筒
状のボイスコイルボビン８に巻回したボイスコイル９を
挿入し、上下方向に揺動可能に波形のコルゲーションを
有する通気性のあるダンパ２３を介してボイスコイルボ
ビン８を保持する。

【００２６】ダンパ２３の内径部はボイスコイルボビン
８の中間部に接着剤を介して接合され、外径部はフレー
ム５の底面部の外周に接合されている。更に、紙等から
成るフリー或いはフィックスエッジ６の付いた漏斗状の
第１の振動板７の内径をボイスコイルボビン８の上部外
径部に接合し、第１の振動板７の最大直径部をフレーム
５の上部開口周縁部にガスケット２５を介して固定す
る。尚、３０は錦糸線、３１は入力端子である。

【００２７】更に、本発明ではボイスコイルボビン８の
頂部又は振動板７のコーン内周の傾斜部に気密性のある
キャップ２４を接着剤等を介して接合することでキャッ
プ２４下に形成される第１の空間部４ａを気密に保持す
る。

【００２８】更にヨーク３の底面にセンターポール３ａ
に穿った透孔３ｃと対向する様にホルダ２７を接着剤等
で接合して固定する。

【００２９】ホルダ２７は図１或いは図２（Ａ）のＡ−
Ａ断面矢視図である図２（Ｂ）に示されている様に、略
有底円筒状の合成樹脂の円筒部２７ｃの上面の有底部２
７ａの中心から１２０°の角度で円周方向にＹ字状に突
出して延設した帯状のリブ２７ｂが設けられている。

【００３０】ホルダ２７のリブ２７ｂの周囲には３個の
略三角形状の空隙が形成されることになる。リブ２７ｂ
上面に接着剤を塗布してヨーク３の下面に接合させる。

【００３１】ホルダ２７の円筒部２７ｃの開口部には略
円盤状の振動板２６ｂと断面ドーム状のエッジ２６ａと
で構成した第２の振動板２６が揺動可能に枢着されてい
る。

【００３２】更に、ホルダ２７を含む第２の振動板２６
を囲繞する様に有底円筒状の金属等のケーシング２８を
ヨーク３の外周に嵌合させて固着し、ケーシング２８内
を気密に保持可能な気密室２９とする様に成されてい
る。

【００３３】上述の構成のスピーカＡではセンターポー
ル３ａの外周と、マグネット１の内径間で囲まれる第２
の空間部４ｂと、キャップ２４で覆われたボイスコイル
ボビン８の内径内及びセンターポール３ａに穿った透孔
３ｃを通して連通する第２の振動板２６内の第１の空間
部４ａ間の圧力差がボイスコイルボビン８の内径とセン
ターポール３ａの外径間の極めて小空隙な磁気空隙部４
によって、略々隔離された状態と成されることを利用し
て、第１の振動板７の移動方向に対して第２の振動板２
６を反対方向に動かして、第１の振動板７の駆動方向の
反作用力を相殺させる様にしたものである。

【００３４】このスピーカの動作については図２及び図
３の他の形態例のスピーカＡと同一であるので後述し、
以下図２及び図３のスピーカＡについて図１との構成の
差について詳記する。

【００３５】図２（Ａ）の図１との相違点は防磁型のス
ピーカＡとする為にヨーク３の底面に同心円状のキャン
セルマグネット３３を接着剤等を介して接合させる。
尚、キャンセルマグネット３３の厚み方向の極性はマグ
ネット１と逆極性に成されている。更に、このキャンセ
ルマグネット３３及び図１と同様の磁気回路のマグネッ
ト１等を含む磁気回路を囲繞する有底円筒状の遮蔽金具
３２は金属性と成され、キャンセルマグネット３３の底
部のＮ極とプレート２のＮ極間を磁束が通る磁路を構成
する様にして漏洩磁束が外部に生じない様に成されてい
る以外は図１と同一の構成と成されている。

【００３６】従って、図２（Ａ）の構成のスピーカＡで
は第１の空間部４ａの空気容積はヨーク３の底面とキャ
ンセルマグネット３３の内径で囲まれる空間部分だけ図
１の構成のスピーカＡに比べて増加している。

【００３７】図３の形態例は図２（Ａ）と同様の防磁型
スピーカＡを構成したもので第２の振動板２６の形状を
変えた以外は図２と全く同一構造である。

【００３８】図３（Ａ）のスピーカＡの第２の振動板２
６は遮蔽金具３２の有底部の中心に円盤部３２ｂを遮蔽
金具３２の底部３２ａに保持するために支持片３２ｄを
放射方向に延設させ、円盤部３２ｂと遮蔽金具３２の底
部３２ａ間に円弧状の開口溝３２ｃを形成させている。
この円盤部３２ｂの下側に円筒形状のホルダ２７を固定
し、このホルダ２７の開口端に第２の振動板２６を揺動
可能に枢着し、更に、開口溝３２ｃの外周より大きな直
径を有する有底円筒状のケーシング２８を遮蔽金具３２
の底部３２ｄに気密に固定し、気密室２９を構成させた
ものである。

【００３９】上述の図１乃至図３で詳記した構成のスピ
ーカＡの動作を図１乃至図３について、同時に説明を進
める。

【００４０】今、図１乃至図３のスピーカＡに於いて、
ボイスコイル９に所定の電力を供給して第１の振動板７
が駆動されてＦで示す音放射力によって前方方向に動い
たとすると、ボイスコイルボビン８内の第１の空間部４
ａの空間内容積は大きくなる。

【００４１】従って、この第１の空間部４ａの空気の圧
力が減少し、第１の空間部４ａ内の圧力は図１乃至図３
の矢印Ｃで示す空気の流れに示される様に第２の空間部
４ｂ→センターポール３ａの外周とボイスコイルボビン
８間の磁気空隙部４を通って、センターポール３ａに穿
った透孔３ｃとヨーク３とホルダ２７間のリブ２７ｂ間
に形成された三角形状の隙間を通して気密室２９内に流
入し、定常の空気圧（１気圧）状態と成るが、この際に
気密室２９内の第２の振動板２６の前面（図１では下
側）の気圧が減圧されることで第２の振動板２６は矢印
Ｆ₁ で示す後方向に移動することになる。従って、第１
の振動板７の動く方向と第２の振動板２６の動く方向が
逆となって第１の振動板７の音放射力Ｆの反作用力−Ｆ
をＦ＝Ｆ₁とすれば相殺することが出来る様に成る。

【００４２】同様に、第１の振動板７が後方に駆動され
た場合には第１の空間部４ａ内の空気の容積は減少する
ため、第１の空間部４ａ内の圧力は上昇する。即ち、第
１の空間部４ａ内の空気は図１乃至図３の矢印Ｄで示さ
れる空気の流れに示される様に第１の空間部４ａ→セン
ターポール３ａの外周とボイスコイルボビン８間の磁気
空隙部４を通して第２の空間部４ｂに流入し定常の空気
圧より圧縮された状態と成る。依って、第１の空間部４
ａに連通する透孔３ｃ及び第２の振動板２６の前面の気
密室２９内の容積は減少し、圧力が増加することで第２
の振動板２６は矢印Ｆ₁ で示す方向と反対方向の前方に
押圧されるために、第１の音放射力Ｆの反対方向の音放
射力−Ｆを第２の音放射力Ｆ₁ の反対方向の音放射力−
Ｆ₁ が相殺されることになる。

【００４３】今、第１の振動板７の音放射力をＦ、第１
の振動板７の質量と空気の付加質量をＭ、第１の振動板
７の加速度をαとし、第２の振動板２６の音放射力をＦ
₁ 、第２の振動板２６の質量と空気の付加質量をＭ₁ 、
第２の振動板２６の加速度をα₁ とすると Ｆ＝Ｍ・α‥‥（１） Ｆ₁ ＝Ｍ₁ ・α₁ ‥‥（２） となり、本例のスピーカによれば第１の振動板７の音放
射力は、第１の振動板７の音放射力Ｆに対する反作用力
−Ｆと第２の振動板２６のに働く反作用力−Ｆ ₁ とはＦ
＝Ｍ・α≒Ｆ₁ ＝Ｍ₁ ・α₁ とすることで互いに相殺或
いは減衰させることが出来る。

【００４４】図４は本発明のスピーカＡを位相反転型の
スピーカボックス２１内に配設した場合であり、図４で
は図３で詳記したスピーカＡをバッフルボード２２に穿
ったスピーカ放音孔３４に第１の振動板７の前面を対向
する様に固着させたものである。

【００４５】このスピーカボックス２１は位相反転型ダ
クトが２重構造と成され、バッフルボード２２の下端に
穿ったダクト開口２１ｃからスピーカボックス２１内に
延設した小径の筒状の第１のダクト２１ａと、スピーカ
ボックス２１の後面板２１Ｂから大径の筒状の第２のダ
クト２１ｂを延設し、第２のダクト開口２１ｄをバッフ
ルボード２２の手前側まで互にオーバラップさせ、長手
方向と直交する方向の切断面が互に同心円状となる様に
することで、第１のダクト開口２１ｃでのダクト２１ａ
からの音放射力Ｆ_D1及びその反作用力−Ｆ_D1は第２のダ
クト開口２１ｄからの音放射力Ｆ_D2及びその反作用力−
Ｆ_D2で互に相殺される様に働くので、本発明のスピーカ
装置では小型軽量なスピーカボックス２１を揺動させな
い様にする為にはスピーカＡで生ずる音放射力Ｆに対す
る反作用力−Ｆを第２の振動板２６で生ずる作用力Ｆ₁
で相殺する様にすればよいことになる。

【００４６】

【発明の効果】本発明のスピーカ及びスピーカ装置によ
れば、第１の振動板の音放射力に加わる音放射力の方向
と逆の方向に、第２の振動板と第１の空間部を通して音
放射力を相殺させる様な力が、スピーカ自身で自動的に
発生出来るので、小型スピーカ及び軽量なスピーカ装置
でもスピーカの音放射力の反作用による揺動が抑えられ
て低音が強力に放射出来て、低域共振周波数を低域側に
拡大出来るものが得られる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピーカの側断面図である。

【図２】本発明のスピーカの他の側断面図である。

【図３】本発明のスピーカの更に他の側断面図である。

【図４】本発明のスピーカ装置の側断面図である。

【図５】従来のスピーカ装置の一部側断面図である。

【符号の説明】

７‥‥第１の振動板、２６‥‥第２の振動板、２７‥‥
ホルダ、２８‥‥ケーシング、２９‥‥気密室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水内 崇行 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D012 BA03 BD04 BD06 DA02 5D016 AA05 AA15 5D017 AD12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の振動板の内径部を覆って該内径部
   後方の空間部の気密性を保持するキャップと、 磁気回路を構成するセンタポールに穿った透孔と、 上記磁気回路の後方に気密性を保持して可動可能に枢着
   された第２の振動板と、 上記第２の振動板を気密に囲繞する気密室とを具備し、 上記第１の振動板の駆動時に上記空間部内の空気圧を変
   化させて上記第１の振動板の駆動方向と反対方向に上記
   第２の振動板を駆動させて成ることを特徴とするスピー
   カ。
2. 【請求項２】 前記磁気回路を防磁型と成し、該防磁型
   とした遮蔽金具に穿った透孔を覆う様に前記第２の振動
   板を枢着して成ることを特徴とする請求項１記載のスピ
   ーカ。
3. 【請求項３】 第１の振動板の内径部を気密性のキャッ
   プで覆った空間部に連通する第２の振動板を磁気回路の
   後方に配設し、該第２の振動板を空間部と連通する気密
   室内に配したスピーカをスピーカボックス内に装着させ
   て成ることを特徴とするスピーカ装置。