JP2004221887A

JP2004221887A - スピーカ

Info

Publication number: JP2004221887A
Application number: JP2003006220A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Suzuki; 克俊鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】マイクロホンが一体に設けられている場合に、マイクロホンの振動板が不用意に動作させられることのないスピーカを提供する。
【解決手段】ベース２のＺ１側には、振動板５が弾性部材６を介して支持されて、ベース２の内側には、補正振動板１１が弾性支持部材１２を介して支持されている。前記振動板５と補正振動板１１は互いに同じ質量の部材で形成され、弾性部材６と弾性支持部材１２は互いに同じ弾性係数の部材で形成されている。前記振動板５が磁気回路により駆動させられたときには、それと同時に前記補正振動板１１を補正磁気回路により前記振動板５とは逆向きに動作させる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば振動板を振動させて音を発生させたときに生じるスピーカ自体の振動を低減できるスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なスピーカは、振動板と、この振動板に固定されるボイスコイルを有しており、前記振動板に対向して設けられた磁気駆動部を駆動して前記ボイスコイルを前記振動板の振動面に直交する方向に振動させることで音が発せられる。この駆動時に、振動板の振動によって音が発せられると同時に、振動板を支持するベースにも振動が伝達される。その結果、マイクロホンがスピーカと一体に形成されていたり、またはマイクロホンがスピーカに近接して設置されているものでは、前記ベースから伝達される振動がマイクロホンの振動板を不用意に動作させてしまい、ハウリングを引き起こしたり、マイクロホンの音質を低下させる原因となる。
【０００３】
このベースに生じる振動を抑える手段としては、下記特許文献１に示すものがある。この特許文献１に記載の発明は、マイクロホンをマイクホルダで保持するものであり、このマイクホルダの内壁に複数個の突起を形成して前記マイクロホンを支持する構成が記載されている。この突起を設けたことによりスピーカを駆動させたときの振動がマイクロホンに伝達され難くなっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６５７７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のスピーカとマイクロホンが一体に形成されたものでは、マイクロホンをマイクホルダによって点で支持する構造のものであるため、マイクロホンの形状に合わせてマイクホルダを個別に設計しなければならない問題がある。
【０００６】
また、前記振動を低減させるその他の手段としては、例えば音楽鑑賞用のスピーカでは、木製の箱型のケースに前記ベースを支持させて、そしてケース内に錘を搭載して質量を重くすることでケースの振動を抑えるようにしているものがある。しかし、全体の質量が大きくなるため、移動しにくくなるなど取扱いが煩雑になる。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、マイクロホンが一体に設けられ、またはマイクロホンが近接して設置されるものにおいて、マイクロホンの形状に合わせた設計にする必要がなく、しかもマイクロホンの振動板を不用意に動作させることのないスピーカを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースと、前記ベースに弾性支持された振動体と、前記振動体を駆動する磁気駆動手段が設けられたスピーカにおいて、
前記磁気駆動手段が駆動させられて前記振動体が動作させられたときに前記ベースに作用する動作力を緩和しまたは打ち消す補正駆動手段が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
例えば、前記補正駆動手段には、前記ベースに弾性支持された補正振動体と、この補正振動体を駆動する補正駆動手段が設けられ、前記補正振動体は前記振動体の動作方向と逆向きに動作させられる。
【００１０】
上記本発明では、振動体が振動させられて音が発せられたときに、それと同時に補正振動体を前記振動体とは逆向きに動作させることにより、前記ベースに作用する振動が低減され、または相殺される。よって、マイクロホンがスピーカと一体に設けられているもの、またはマイクロホンがスピーカに近接して設けられているものにおいて、スピーカ自身の振動によってマイクロホンがハウリングを起したり、またはマイクロホンの振動板が不用意に振動させられてしまうことがない。
【００１１】
また上記発明では、前記振動体が前記ベースに弾性部材を介して支持されて、前記補正振動体が前記ベースに弾性支持部材を介して支持されており、前記弾性部材と前記弾性支持部材が互いに同じ弾性係数の部材で形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記振動体の質量と前記補正振動体の質量が互いに同じに設定されていることが好ましい。
【００１３】
例えば、前記振動体と前記補正振動体とが、前記磁気駆動手段と前記補正磁気駆動手段を間に挟んで対向して設けられている構成にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態のスピーカを正面から見たときの平面図、図２は図１の２−２線で切断したときの断面図、図３はスピーカの動作原理図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態のスピーカ１は、正面から平面視したときの形状が円形である。ただし、円形のものに限られるものではない。
【００１６】
図２に示すように、前記スピーカ１は、ベース２を有している。前記ベース２は、合成樹脂材料を使用したインジェクション成型や、アルミニウム合金や亜鉛合金などを使用したダイキャスト成型などにより形成されている。
【００１７】
本実施の形態では、前記ベース２は、Ｚ方向に平行な面で切断したときの断面が略凹状に形成されており、中央部には円形の開口部２ａが形成されている。また前記開口部２ａは、Ｚ方向に一定の径寸法Ｒ１の貫通孔２ｂがＺ方向に延びて形成され、さらに奥側（Ｚ２側）には前記径寸法Ｒ１よりも大きい径寸法の空間２ｃが形成されている。
【００１８】
前記貫通孔２ｂの壁部２ｂ１には、Ｚ方向に切断したときの断面がＨ型のヨーク３が固定されている。このヨーク３は、前記貫通孔２ｂのＺ方向の中間の高さ位置にＺ方向に直交するＸ−Ｙ平面と平行な円形の共通ヨーク３ａを有し、さらに前記共通ヨーク３ａの外周縁からＺ１方向とＺ２方向に前記壁部２ｂ１に沿ってそれぞれ延びる円筒状の対向ヨーク３ｂ１，３ｂ２がそれぞれ一体に形成されている。なお、前記共通ヨーク３ａ及び対向ヨーク３ｂ１，３ｂ２は、鉄やフェライトなどの磁性材料で形成されている。
【００１９】
前記対向ヨーク３ｂ１では、その先部が前記ベース２の前面２ｄよりもＺ１側に突出し、前記対向ヨーク３ｂ２では、その先部が前記貫通孔２ｂよりもＺ２側の前記空間２ｃ内に突出している。これにより、共通ヨーク３ａのＺ１側では、Ｚ１側に開口を有する凹部３ｃ１が形成され、共通ヨーク３ａのＺ２側では、Ｚ２側に開口を有する凹部３ｃ２が形成されている。
【００２０】
図２に示すように、前記凹部３ｃ１の内底中央部には、永久磁石で形成された円柱状のマグネット４ａが固定され、また前記凹部３ｃ２の内底中央部には、前記マグネット４ａと対向する位置に永久磁石で形成された円柱状のマグネット４ｂが固定されている。この場合に前記各マグネット４ａ，４ｂの先端面が、前記対向ヨーク３ｂ１，３ｂ２の先端面と一致またはほぼ一致するように設定されている。なお、前記マグネット４ａでは、Ｚ１側がＮ極にそしてＺ２側がＳ極に着磁され、また前記マグネット４ｂでは、Ｚ２側がＮ極にそしてＺ１側がＳ極に着磁されている。ただし、Ｎ極とＳ極が前記とは逆に着磁されていてもよい。
【００２１】
前記マグネット４ａ，４ｂは、いずれも前記対向ヨーク３ｂ１，３ｂ２の内径寸法Ｒ２よりも小さい直径寸法で形成されている。前記マグネット４ａの外周面４ａ１と前記対向ヨーク３ｂ１の内周面３ｃとの間には所定寸法のギャップＧ１が形成され、同様に前記マグネット４ｂの外周面４ｂ１と前記対向ヨーク３ｂ２との間には所定寸法のギャップＧ２が形成されている。
【００２２】
図２に示すように、前記ベース２のＺ１側の前方には振動板（振動体）５が設けられている。この振動板５は、紙材、紙材と樹脂フィルムとのラミネート材、または樹脂を含浸した紙材、あるいは合成樹脂で形成されたフィルム状のものなどで形成されている。なお、図２に示す振動板５は平板状のもので図示しているが、平板状のものに限られず、コーン形状のものであってもよい。
【００２３】
前記振動板５の外周縁５ａには、リング状に形成された弾性部材６の一面側が接着剤などで固定されており、他面側が前記ベース２の前面２ｄの外周縁に接着剤等によって固定されている。なお、前記弾性部材６は、ゴム材、板ばね、あるいは波状に折り曲げ形成されたダンパーなどであってもよい。
【００２４】
前記振動板５のＺ２側の面の中央には、円筒状のボビン７が固定され、ボビン７の外周に所定回数巻回された駆動コイルＣ１が設けられている。そして、この駆動コイルＣ１が設けられたボビン７は、前記ギャップＧ１内に位置するように挿入されている。
【００２５】
また前記対向ヨーク３ｂ２及びマグネット４ｂのＺ２側の前記空間２ｃには、補正振動板（補正振動体）１１が設けられている。この補正振動板１１は円盤状に形成され、その外周縁に円筒状に形成された弾性支持部材１２のＺ２側の一面側が接着剤などで固定され、他面側が前記ベース２に接着剤等により固定されている。なお、この補正振動板１１は、前記振動板５と同じように紙、紙材と樹脂フィルムとのラミネート材、または樹脂を含浸した紙材などで形成されていてもよい。また、弾性支持部材１２は、前記と同様にゴム材、板ばねまたはダンパーなどで構成できる。
【００２６】
前記補正振動板１１のＺ１側の面には、前記と同様に円筒状のボビン１３が固定され、このボビン１３の外周面に導線を所定回数巻回して形成された補正コイルＣ０が設けられている。また補正コイルＣ０が設けられたボビン１３は、前記ギャップＧ２内に位置するように挿入されている。
【００２７】
このように形成された本実施の形態のスピーカでは、マグネット４ａのＮ極、ギャップＧ１、駆動コイルＣ１、対向ヨーク３ｂ１、共通ヨーク３ａおよびマグネット４ａのＳ極を順番に通る経路からなる磁気回路が形成されている。この磁気回路が本実施の形態の磁気駆動手段として構成されている。
【００２８】
また、マグネット４ｂのＮ極、ギャップＧ２、補正コイルＣ０、対向ヨーク３ｂ２、共通ヨーク３ａおよびマグネット４ｂのＳ極を順番に通る経路からなる補正磁気回路が形成されている。この補正磁気回路が本実施の形態の補正磁気駆動手段として構成されている。
【００２９】
本実施の形態では、前記磁気回路と前記補正磁気回路が、前記共通ヨーク３ａを境にしてＺ１側とＺ２側に対称に形成されている。また、前記振動板５の質量と前記補正振動板１１の質量は同じである。さらに、前記振動板５を支持する弾性部材６の弾性係数をｋ１とし、前記補正振動板１１を支持する弾性支持部材１２の弾性係数をｋ２としたときに、弾性係数ｋ１と弾性係数ｋ２とは互いに同じに設定されている。
【００３０】
汎用的な形状のスピーカでは、振動板が振動させられて音が発せられるときに同時に振動板を支持しているベースも振動させられる。この場合にマイクロホンがスピーカと一体に形成されていたり、またはマイクロホンがスピーカに接近して設置されていると、前記ベースに作用した振動によって、マイクロホンの振動板が振動させられて、ハウリング現象を引き起したり、あるいはマイクロホンで音声を入力している際に前記振動が前記音声と重ねて入力されて、その結果音質の低下を引き起こすものとなる。
【００３１】
そこで本実施の形態では、音声等に基づいた電気信号が前記駆動コイルＣ１に対して電流となって与えられると、前記振動板５がＺ１−Ｚ２方向に振動させられて音が発せられる。それと同時に振動板５を支持する弾性部材６を介してベース２が振動させられる。このとき同時に前記補正コイルＣ０に対して前記電気信号に基づいて前記駆動コイルＣ１とは逆向きの電流が与えられて、前記補正振動板１１が前記振動板５とはＺ方向に対して互いに逆向きに振動させられる。これにより前記振動板５を振動させたときとは逆の振動がベース２に作用する。よって前記ベース２の振動は打ち消されまたは低減されて、ハウリングの発生や音質の低下を防止できる。
【００３２】
例えば、図２に示す駆動コイルＣ１において、紙面に対して右側に図示されている駆動コイルＣ１に紙面手前側から奥側に電流が流されたときには、紙面に対して右側に示す補正コイルＣ０には紙面奥側から手前側へ前記とは逆向きに電流が流される。このように駆動コイルＣ１と補正コイルＣ０に対する電流の流れを制御することにより、前記振動板５がＺ１方向に変形させられたときには、前記補正振動板１１は前記とは反対のＺ２方向へ変形させられる。このように振動板５と補正振動板１１を互いに相反する方向へ動作させることで、前記ベース２に作用する振動を互いに相殺または低減できるようになる。
【００３３】
また本実施の形態では、振動板５の質量と補正振動板１１の質量とが同じ質量に設定され、弾性部材６の弾性係数と弾性支持部材１２の弾性係数（バネ係数）とが同じに設定され、さらに磁気回路と補正磁気回路とが同じまたはほぼ同じ形状とされて発生する磁界の大きさが同じに設定されているため、前記ベース２に作用する振動エネルギーによる動作力は互いに逆向きで同じになる。
【００３４】
図３は、図２の動作原理を簡略化して示したものである。このように、振動板５と補正振動板１１の質量をそれぞれｍ１，ｍ２とし、弾性部材６と弾性支持部材１２の弾性係数をそれぞれｋ１，ｋ２とすると、振動板５の角振動数ω１は√（ｋ１／ｍ１）となり、補正振動板１１の角振動数ω２は√（ｋ２／ｍ２）となる。ただし、各単位は、前記質量をｋｇとし、前記弾性係数をＮ／ｍとし、前記角振動数を（ｒａｄ／ｓ）とする。
【００３５】
よって、前記式より質量ｍ１とｍ２は同じに設定され、さらに弾性係数ｋ１とｋ２は同じに設定されているので、得られる角振動数ω１とω２は同じになる。このように振動板５と補正振動板１１の双方が同じ角振動数で動作させられることにより、双方が互いに逆向きに動作すれば、前記ベース２に作用する力は互いに打ち消され、または低減される。
【００３６】
したがって、前記スピーカ１とマイクロホンがひとつの筐体内に一体に組み込まれたもの、あるいは例えば歌詞がディスプレイに表示されてメロディーだけが音として出力されるカラオケシステムのようなスピーカ１とマイクロホンとが別個に形成されてはいるもののスピーカ１とマイクロホンが互いに近接して設置されるものであっても、前記スピーカ１が駆動したときにマイクロホンの振動板が不用意に振動させられてハウリングを引き起こすことがない。またマイクロホンに音声を入力している際に音声以外の振動がマイクロホンの振動板に重畳して、音質が劣化することもない。
【００３７】
なお、駆動コイルＣ１と補正コイルＣ０が同じ電流回路内に位置して駆動コイルＣ１と補正コイルＣ０とが直列に接続される構成では、図２に示す断面右側の駆動コイルＣ１において電流が紙面手前側から裏側へ流れるように巻かれていた場合には、断面右側の補正コイルＣ０では電流が紙面裏側から手前側へ流れるように巻かれていることになる。ただし、駆動コイルＣ１と補正コイルＣ０とが並列に接続される回路構成であってもよい。
【００３８】
なお、本実施の形態では、振動板５及び磁気回路と、補正振動板１１及び補正磁気回路とを若干異なる形状のものを図示して説明したが、これに限られるものではなく、双方が共通ヨーク３ａを挟んで対称に形成されたものでもよい。また、振動板５や補正振動板１１を支持するベース２の形状は適宜変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、マイクロホンがケースに一体に組み込まれているものやマイクロホンが近くに設置されるものにおいて、ハウリングや音質の低下を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカを正面から見たときの平面図、
【図２】図１の２−２線で切断したときの断面図、
【図３】スピーカの原理を示す概念図、
【符号の説明】
Ｃ０補正コイル
Ｃ１駆動コイル
Ｇ１，Ｇ２ギャップ
２ベース
３ヨーク
３ａ共通ヨーク
３ｂａ，３ｂ２対向ヨーク
４マグネット
５振動板
６弾性部材
７ボビン
１１補正振動板
１２弾性支持部材
１３ボビン

Claims

ベースと、前記ベースに弾性支持された振動体と、前記振動体を駆動する磁気駆動手段が設けられたスピーカにおいて、
前記磁気駆動手段が駆動させられて前記振動体が動作させられたときに前記ベースに作用する動作力を緩和しまたは打ち消す補正駆動手段が設けられていることを特徴とするスピーカ。
前記補正駆動手段には、前記ベースに弾性支持された補正振動体と、この補正振動体を駆動する補正磁気駆動手段が設けられ、前記補正振動体は前記振動体の動作方向と逆向きに動作させられる請求項１記載のスピーカ。
前記振動体が前記ベースに弾性部材を介して支持されて、前記補正振動体が前記ベースに弾性支持部材を介して支持されており、前記弾性部材と前記弾性支持部材が互いに同じ弾性係数の部材で形成されている請求項２記載のスピーカ。
前記振動体の質量と前記補正振動体の質量が互いに同じに設定されている請求項２または３記載のスピーカ。
前記振動体と前記補正振動体とが、前記磁気駆動手段と前記補正磁気駆動手段を間に挟んで対向して設けられている請求項２ないし４のいずれかに記載のスピーカ。