JP2003299193A - スピーカおよびそれを用いたスピーカ装置 - Google Patents
スピーカおよびそれを用いたスピーカ装置Info
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- JP2003299193A JP2003299193A JP2002103287A JP2002103287A JP2003299193A JP 2003299193 A JP2003299193 A JP 2003299193A JP 2002103287 A JP2002103287 A JP 2002103287A JP 2002103287 A JP2002103287 A JP 2002103287A JP 2003299193 A JP2003299193 A JP 2003299193A
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Abstract
カを提供することを目的とする。 【解決手段】 磁気回路4の磁気ギャップ5にはまり込
むボイスコイル3に内周部を結合し外周部を前記磁気回
路4に結合したフレーム7に取付けた振動板2を備えた
ドライバーユニット1と、このドライバーユニット1の
背面側に発生する音圧を中央部に導く音圧遮蔽体13を
ドライバーユニット1の背面側に設け、この音圧遮蔽体
13の中央部に設けた開口部に配置し、ドライバーユニ
ット1の発生する音圧に基づいて上下動する音圧受体1
0と、この音圧受体10と結合される振動板9の周縁部
を保持するフレーム12からなるパッシブラジエータ8
とからなる。
Description
うために低域から高域までの広い周波数範囲を低歪みで
再生可能にするためのスピーカおよびそれを用いたスピ
ーカ装置に関するものである。
従来以上に重低音や超高音が歪みなく録音され、これら
を高品位に再生することが求められている。一方、音響
機器の全体の大きさはより小さなものが要求され、小さ
な口径のスピーカで広い周波数範囲の再生が求められて
いる。
されているが、重低音再生に関して有利な通称ケルトン
型スピーカ装置に関して、スピーカの構造の中でこれを
実現する方法として特開2000−253480号公報
による方法がある。これはパッシブラジエータとスピー
カユニットをスピーカ構造の中で密閉空間で連結し、重
低音のみを再生するためのケルトン構造をキャビネット
に仕切板を設けることなく実現できる方法として提案さ
れているもので、キャビネットを含めたスピーカ装置全
体の構造が非常に簡単になるというメリットがある。
ては、上記特開2000−253480号公報に提案の
方法は非常にメリットがあるが、あくまで低域再生専用
ということであり、一つのユニットで低域から高域まで
再生できるスピーカ装置にはなっていない。
00−253480号公報に提案された方法において低
域再生については非常に有利であるが、中高域について
は再生不可能である。このため全帯域を再生するために
は、上記ユニットのほかに中高域の別のユニットが必要
となり、全体構成の複雑化による全体サイズの増加とコ
ストのアップがあった。
1つのスピーカで重低音から高音まで再生可能なスピー
カおよびそれを用いたスピーカ装置を提供することを目
的とする。
に本発明のスピーカは、磁気回路の磁気ギャップにはま
り込むボイスコイルに内周部を結合し外周部を前記磁気
回路に結合したフレームに取付けた振動板を備えたドラ
イバーユニットと、このドライバーユニットの背面側に
発生する音圧を中央部に導く音圧遮蔽体をドライバーユ
ニットの背面側に設け、この音圧遮蔽体の中央部に設け
た開口部に配置しドライバーユニットの発生する音圧に
基づいて上下動する音圧受体と、この音圧受体と結合さ
れる振動板の周縁部を保持するフレームからなるパッシ
ブラジエータとからなる構造とすることにより、このス
ピーカをスピーカボックスに取付けたときにはドライバ
ーユニットからの中高音の音響放射とパッシブラジエー
タからの低域音響放射が加わり、重低音から高音までの
全帯域の再生を簡単な構造で実現することが可能にな
る。
を形成した磁気回路の磁気ギャップにはまり込むボイス
コイルに内周部を結合し外周部を前記磁気回路に結合し
たフレームに結合した振動板を備えたドライバーユニッ
トと、このドライバーユニットの磁気回路の音道と連続
し側方に音波を放射する放射孔を設けた結合器と、この
結合器に内周部を結合したフレームの周縁部に周縁部を
結合し中央部に前記結合器の放射孔から放射される音圧
によって上下動する音圧受体を設けた振動板を備えたパ
ッシブラジエータとからなる構造とすることにより、こ
のスピーカをスピーカボックスに取付けたときにはドラ
イバーユニットからの中高音の音響放射とパッシブラジ
エータからの低域音響放射が加わり、重低音から高音ま
での全帯域の再生を簡単な構造で実現することが可能に
なる。
気ギャップにはまり込むボイスコイルに内周部を結合し
外周部を前記磁気回路に結合したフレームに取付けた振
動板を備えたドライバーユニットと、このドライバーユ
ニットの背面に取付けられドライバーユニットの背面側
に発生する音圧を中央部に導く音圧遮蔽フレームと、こ
の音圧遮蔽フレームの中央部に設けた開口部の近傍に配
置され音圧に基づいて上下動する音圧受体と、上記ドラ
イバーユニットと逆向きとなるように音圧遮蔽フレーム
に結合され上記音圧受体に中央部を結合した振動板の周
縁部を保持するフレームからなるパッシブラジエータと
で構成したものであり、このスピーカをスピーカボック
スの前面に設けた取付孔にドライバーユニットを背面の
取付孔にパッシブラジエータを取付けることによって、
ドライバーユニットからの中高音の音響放射とパッシブ
ラジエータからの低域音響放射が加わり、重低音から高
音までの全帯域の再生を簡単な構造で実現することが可
能になる。
実施の形態1について図面を参照しながら説明する。図
1は本発明の実施の形態1におけるスピーカの構成を示
す断面図である。1はドライバーユニットであり、通常
のスピーカの構成をしている。2は振動板であり、3は
ボイスコイル、4はボイスコイル3がはまり込む磁気ギ
ャップ5に磁気エネルギーを供給する磁気回路である。
6はボイスコイル3を正確に磁気ギャップ5で前後に動
かすためにボイスコイル3を保持するサスペンションで
ある。
である。8はパッシブラジエータであり、大きな振動面
積をもつ振動板9、それよりも小さな振動面積をもつ音
圧受体10を備えている。これら振動板9と音圧受体1
0は振動板9の中央部の立上り部11で接合されてい
る。12は振動板9の周縁部を保持するフレームであ
る。13はドライバーユニット1の背面側に発生する音
圧を音圧受体10に導く音圧遮蔽体である。14はドラ
イバーユニット1とパッシブラジエータ8とを連結する
ための支持体であり、パッシブラジエータ8からの音波
がスムーズに前方へ放射されるようにドライバーユニッ
ト1とパッシブラジエータ8のフレーム7の一部がこれ
によって連結されている。
1のスピーカを実際のキャビネット15に装着した状態
を示す。
響等価回路を示す。ここで、この電気音響等価回路を参
照しながらその動作について説明する。
の磁気回路4が振動系に与える駆動力、Mdはドライバ
ーユニット1の振動系の実効質量、Cdはドライバーユ
ニット1の支持系(エッジ部、サスペンション)のコン
プライアンス、Rdmはドライバーユニット1の振動系
の機械抵抗、Rdeはドライバーユニット1のボイスコ
イル3が磁気回路4中を振動することによって生ずる逆
起電力に基づく電磁制動抵抗である。
ジエータ8の音圧受体10が音圧遮蔽体13によって密
閉された空間で結合されているが、この密閉された空間
の空気のコンプライアンス、Rfはこの空間の空気の機
械抵抗である。
質量であり、Cpはパッシブラジエータ8の支持系(振
動板のエッジ部、音圧受体のエッジ部)のコンプライア
ンス、Rpはパッシブラジエータ8の振動系の機械抵抗
である。
イアンスである。
積、Spはパッシブラジエータ8の音圧受体10の実効
振動面積であり、巻線比 Sd:Spの音響変成器を構
成している。
側に流れる電流であり、ドライバーユニット1の振動系
の速度に相当する。Vpは二次側に流れる電流であり、
パッシブラジエータ8の振動系速度に相当する。
d,Vpを求めることによって放射される音圧周波数特
性が次式によって求められる。
ユニット1の実効振動半径、apはパッシブラジエータ
8の振動板9の実効振動半径である。
たスピーカ装置の動作について定性的に説明する。Fd
側より見た図3の電気音響等価回路は図4に示した等価
回路になる。即ち、ドライバーユニット1側の諸定数に
パッシブラジエータ8側の定数が(Sd/Sp)2M
p、(Sd/Sp)2Rp、の(Sd/Sp)2Cp、
(Sd/Sp)2Cbとなって接続されたものになる。
ンプライアンスのインピーダンスが非常に大きくなる低
域においては、Cfの分岐された部分がオープンの状態
になったものと考えられ、実効的にドライバーユニット
1にパッシブラジエータ8の変換後質量(Sd/Sp)
2Mpが加わった形になって振動し難くなり、ドライバ
ーユニット1は振幅が小さく音圧も発生し難くなること
がわかる。一方パッシブラジエータ8の速度は図4に示
されたVpの速度のSd/Sp倍となり、もしSd即ち
ドライバーユニット1の振動系実効面積よりSp即ちパ
ッシブラジエータ8の音圧受体10の実効面積を小さく
選ぶと、非常に低い周波数ではドライバーユニット1の
速度より、パッシブラジエータ8の速度を大きくするこ
とができる。また、パッシブラジエータ8の振動板9の
実効面積をドライバーユニット1の振動板2の面積より
も大きく選ぶことによってパッシブラジエータ8からの
低域の音圧は大きくすることができる。
バーユニット1はほとんど振幅せず、パッシブラジエー
タ8からの音が主体となる。
は図4におけるCfがショートされた状態に相当し、パ
ッシブラジエータ8の定数に相当する部分が除かれた
形、即ちドライバーユニット1のみの時の等価回路と同
様になり、パッシブラジエータ8からの音の発生はな
く、ドライバーユニット1からの音の発生のみとなる。
ニット1は大きく振幅せず、パッシブラジエータ8のみ
が大きく振幅して音圧を発生し、中高域についてはドラ
イバーユニット1からの音が主体となって全帯域を再生
できることとなる。一般的に1つのスピーカで低域から
高域にわたる広い範囲の再生では、低域の大きな振幅に
よる混変調歪みが課題とされるが、上記の定性的な説明
からもわかるように、本スピーカではドライバーユニッ
ト1の低域での振幅が非常に少なくなり、混変調歪みの
発生が抑えられることがわかる。
ラメータに適当な値を入れ、式(1)によって計算した
音圧周波数特性である。
ラジエータ8よりの放射が主体であり、このときドライ
バーユニット1はほとんど振動しておらず、低域の歪み
は少ない。一方中高域の音はドライバーユニット1から
の放射音であり、低域と中高域の音が複雑に混じりあっ
た実際の音楽の場合にも低域の大きな振幅による混変調
歪みの発生も抑えられ、低域から高域まで高調波歪みや
混変調歪みの少ない高品質の再生が実現できることがわ
かる。
態2におけるスピーカの構成を示す断面図である。1は
ドライバーユニットであり、通常のスピーカの構成をし
ている。2は振動板であり、3はボイスコイル、4はボ
イスコイル3がはまり込む磁気ギャップ5に磁気エネル
ギーを供給し、中央部に音道16が形成された磁気回路
であり、振動板2の後面の音圧を外部に導くことができ
るようになっている。6はボイスコイル3を正確に磁気
ギャップ5で前後に動かすためにセンターを保持するサ
スペンションである。また7は振動板2、磁気回路4な
どを支えるフレームであり、背面は密閉されている。
9、音圧受体10を備える。振動板9と音圧受体10は
振動板9の中央部で接合されている。
保持するフレームである。17は音圧受体10とフレー
ム12とで密閉された密閉空間であり、磁気回路4の音
道16と連続し側方に音波を放射する放射孔18を設け
た結合器19によりドライバーユニット1の背面の音圧
が前記密閉空間17に導かれる構造になっている。
板2の背面の音圧は磁気回路4の中央部の音道16を通
り結合器19の放射孔18を通って密閉された空間17
に通じこのことによって音圧受体10を駆動する。この
ときドライバーユニット1が下方に動けばパッシブラジ
エータ8の振動板9は上方に動くようになっていること
は直感的に理解できる。
取付けた状態の断面図を示す。
設置した時の等価回路は図3に示したものと同一となる
が、ドライバーユニット1の動きとパッシブラジエータ
8の動きが逆方向になるため音圧周波数特性は式(1)
の(ad 2×Vd+ap 2×Vp)を(ad 2×Vd−ap 2×
Vp)に変え、 SPL=94+20Log(π×f×ρo×(ad 2×Vd−ap 2×Vp))…( 2) のようになる。
す実施の形態1での各パラメータと同一のパラメータで
(2)式で計算した音圧周波数特性を示す。図5と同様
に、パッシブラジエータ8からの低音放射とドライバー
ユニット1からの中高音の放射という基本特性は同じで
あるが、パッシブラジエータ8からの音とドライバーユ
ニット1からの音がちょうど交差する付近での総合音圧
特性の乱れが図5に示した実施の形態1の音圧周波数特
性よりも少なくなり、より高品位の再生音が実現でき
る。
態3におけるスピーカの構成を示す断面図である。1は
ドライバーユニットであり、通常のスピーカの構成をし
ている。2は振動板であり、3はボイスコイル、4はボ
イスコイル3がはまり込む磁気ギャップ5に磁気エネル
ギーを供給する磁気回路である。6はボイスコイル3が
正確に磁気ギャップ5内を前後に動くためにセンターを
保持するサスペンションである。また7は振動板2、磁
気回路4などを支えるフレームである。
9、音圧受体10を備える。振動板9と音圧受体10は
振動板9の中央部で接合されている。12は振動板9を
支えるフレームである。13はドライバーユニット1の
背面に発生する音圧を中央部に導く音圧遮蔽フレームで
ある。
態3のスピーカを実際のキャビネット15に装着した状
態を示す。実際の使用ではドライバーユニット1を聴取
する側に向け、パッシブラジエータ8を反対側に向いた
状態にて聴取する。等価回路的には図3で示したものと
同様になり、パッシブラジエータ8が聴取方向と逆方向
を向くことになるが、パッシブラジエータ8からの放射
音が低域のみであるので、ドライバーユニット1側での
音圧周波数特性も式(2)と同一とみなして良い。また
式(2)と同様となる理由は図10においてドライバー
ユニット1がキャビネット15の内部に向かって動くと
きにはパッシブラジエータ8はキャビネット15の外部
方向に動くことから実施の形態2と同等の動作を行うか
らである。
域から高域まで高調波歪みや混変調歪みの少ない高品位
の再生が実現できる。またこの構造のスピーカは通常の
構造を持つスピーカと、通常の構造のスピーカから磁気
回路部分をなくした構造のパッシブラジエータを単純に
接合したような形となっており比較的間単に製造可能と
いうメリットも有する。
ーカによれば、小口径のドライバーユニットでの中高域
の再生とパッシブラジエータ部による低域再生を同一ス
ピーカ構造のなかで実現し、低域から高域まで高調波歪
みや混変調歪みの少ない再生を複雑なキャビネット構造
にすることなく実現することが可能となる。
図
ビネットに装着した状態を示す断面図
ビネットに装着したシステムの電気音響等価回路図
ビネットに装着したシステムの電気音響等価回路をドラ
イバーユニット側から見た時の電気音響等価回路図
周波数特性図
図
ビネットに装着した状態を示す断面図
周波数特性図
図
ャビネットに装着した状態を示す断面図
するための支持体 15 キャビネット 16 音道 17 密閉空間 18 放射孔 19 結合器
Claims (7)
- 【請求項1】 磁気回路の磁気ギャップにはまり込むボ
イスコイルに内周部を結合し外周部を前記磁気回路に結
合したフレームに取付けた振動板を備えたドライバーユ
ニットと、このドライバーユニットの背面側に発生する
音圧を中央部に導く音圧遮蔽体をドライバーユニットの
背面側に設け、この音圧遮蔽体の中央部に設けた開口部
に配置しドライバーユニットの発生する音圧に基づいて
上下動する音圧受体と、この音圧受体と結合される振動
板の周縁部を保持するフレームからなるパッシブラジエ
ータとからなるスピーカ。 - 【請求項2】 ドライバーユニットとパッシブラジエー
タとをそれぞれのフレームの周縁部間に結合される支持
体で一体とした請求項1に記載のスピーカ。 - 【請求項3】 スピーカボックスの前面に設けた取付孔
に請求項1に記載のスピーカを取付けたスピーカ装置。 - 【請求項4】 中央部に音道を形成した磁気回路の磁気
ギャップにはまり込むボイスコイルに内周部を結合し外
周部を前記磁気回路に結合したフレームに結合した振動
板を備えたドライバーユニットと、このドライバーユニ
ットの磁気回路の音道と連続し側方に音波を放射する放
射孔を設けた結合器と、この結合器に内周部を結合した
フレームの周縁部に周縁部を結合し中央部に前記結合器
の放射孔から放射される音圧によって上下動する音圧受
体を設けた振動板を備えたパッシブラジエータとで構成
されるスピーカ。 - 【請求項5】 スピーカボックスの前面に設けた取付孔
に請求項4に記載のスピーカを取付けたスピーカ装置。 - 【請求項6】 磁気回路の磁気ギャップにはまり込むボ
イスコイルに内周部を結合し外周部を前記磁気回路に結
合したフレームに取付けた振動板を備えたドライバーユ
ニットと、このドライバーユニットの背面に取付けられ
ドライバーユニットの背面側に発生する音圧を中央部に
導く音圧遮蔽フレームと、この音圧遮蔽フレームの中央
部に設けた開口部の近傍に配置され音圧に基づいて上下
動する音圧受体と、上記ドライバーユニットと逆向きと
なるように音圧遮蔽フレームに結合され上記音圧受体に
中央部を結合した振動板の周縁部を保持するフレームか
らなるパッシブラジエータとで構成したスピーカ。 - 【請求項7】 スピーカボックスの前面に設けた取付孔
に請求項6に記載のスピーカのドライバーユニットを、
背面の取付孔に請求項6に記載のスピーカのパッシブラ
ジエータを取付けたスピーカ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002103287A JP3906728B2 (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | スピーカ |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002103287A Expired - Fee Related JP3906728B2 (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | スピーカ |
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Cited By (2)
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JP2016134836A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 寶トク科技股フン有限公司 | スピーカ及びスピーカユニット |
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KR102352365B1 (ko) * | 2015-11-17 | 2022-01-18 | 삼성전자주식회사 | 스피커 장치 및 그를 포함하는 전자 장치 |
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2002
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