JP2009071361A - ホーンスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】過渡特性を良くした音質の良いホーンスピーカを提供する。
【解決手段】中央部に位相等化器10を配設し、振動板17を振動させる環状のボイスコイル16を有するホーンスピーカに於て、ボイスコイル16の始端と終端を短絡させ、ボイスコイル16の背後側に、音声電気信号を受けて電磁誘導を発生させる電磁コイル21を配設して、電磁コイル21の電磁誘導により、短絡させたボイスコイル16を振動させ、ボイスコイル16が振動板17へ振動を伝達して、位相等化器10から音声を放射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホーンスピーカに関する。

従来のホーンスーピーカは、特許文献１記載のように、振動板を振動させるボイスコイルの両端に、音声電気信号を入力することにより、ボイスコイルが振動して、振動板に振動を伝達して空気中へ音声を放射するものが知られている。
特開平７−９５６８８号公報

しかし、振動するボイスコイルに、慣性の法則が働き、入力される音声電気信号に適合した振動を完全に行うことは困難であった。また、慣性による振動によってボイスコイルに発生する逆起電力が、ホーンスピーカを駆動するアンプのＮＦＢ回路（負帰還回路）機能へ影響を及ぼしてアンプからの出力波形を複雑に変化させるという問題、及び、スピーカの音質（再生音質波形）を複雑化させるという問題があった。

そこで、本発明は、過渡特性の良いホーンスピーカの提供を目的とする。

そこで、上記目的を達成させるために本発明に係るホーンスピーカは、中央部に位相等化器を配設し、振動板を振動させる環状のボイスコイルを有するホーンスピーカに於て、上記ボイスコイルの始端と終端を短絡させ、該ボイスコイルの背後側に、音声電気信号を受けて電磁誘導を発生させる電磁コイルを配設して、上記電磁コイルの電磁誘導により、短絡させた上記ボイスコイルを振動させ、該ボイスコイルが上記振動板へ振動を伝達して、上記位相等化器から音声を放射するものである。

また、上記電磁コイルは、上記ボイスコイルのラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられているものである。

また、上記電磁コイルは、複数個の電磁コアに分割され、各々の該電磁コアはＵ字型であるものである。

また、上記電磁コイルは、環状の凹周溝部を形成した円盤型電磁コアを有するものである。

また、上記円盤型電磁コアは、中心に貫通孔を有するものである。

本発明のホーンスピーカによれば、ボイスコイルの余分な振動を低減して過渡特性が良好となって、音質を向上できる。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１は本発明のホーンスピーカの第１の実施の形態を示す側面断面図である。図３は、その要部分解斜視図である。
図１に二点鎖線で示す60は、金属製又はプラスチック製等のホーンである。ホーン60のホーンスロート60Ａ側に、音声を放射可能な（振動により生じる音の位相を合わせて集音して出力させる）円形状の位相等化器10を中央部に内装した円柱型スピーカ本体１を取着している。ここで、位相等化器10から発生する音声を、空気中に放射させる方向を前方とする。つまり、ホーン60は、位相等化器10の前方側に取着されている。

また、スピーカ本体１の内部の位相等化器10の軸心Ｌと同軸心状に、音声の通路となるスロート部１Ａの一部を形成する前方拡径状の中心孔14ａを有する円筒形状のセンターポール14を、位相等化器10の前方側に配設している。センターポール14は、軟質磁性材（軟鉄等）から成る。また、センターポール14の位相等化器10側の端部にセンターポール14と同様の材質から成るポールピース11を取着している。ポールピース11は、中心に貫通した貫孔12ａを有する円環状の軟質磁性材（軟鉄等）から成るプレート12に、所定の間隔を有する円環状の空隔部13を形成するように挿入乃至挿通されている。

また、本体１の内部には、スロート部１Ａの軸心Ｌ（センターポール14の軸心）と同軸心状に、略短円筒状の磁石59が配設されている。また、磁石59は、プレート12の前方側の面（前方面）に当接して設けられている。

また、本体１の内部には、磁石59の前方側の面に当接すると共に、センターポール14の前方側の端部に当接して磁力を伝達可能なヨークプレート15を設けている。ヨークプレート15は、軟質磁性材から成り、軸心Ｌに同心状に配設される円盤型である。また、中心部にスロート部１Ａの一部を形成する前方拡径状の孔15ａを有している。

つまり、ポールピース11と、センターポール14と、ヨークプレート15と、磁石59と、プレート12とで、空隙部13を有する磁気回路を形成している。

また、位相等化器10の後方側となる背後側に、振動することで、位相等化器10を介して音声を放射可能なドーム状の金属製振動板17を配設している。振動板17には、環状のボイスコイル16が一体状に取着されている。

図２にボイスコイル16の斜視説明図を示す。ボイスコイル16は、紙等の短円筒状ボビンに絶縁導線を巻設したものである。また、ボイスコイル16は、自らが振動することで、振動板17を振動させるものである。また、円環状の空隙部13に、同軸心状に配設されている。ボイスコイル16は、コイルの巻き始めの端部である始端と、コイルの巻き終わりである終端とを、連結し、電気回路的に短絡させているものである。つまり、短絡導線部16Ａを形成している。

また、ボイスコイル16の背後側に、音声電気信号を受けて電磁誘導を発生させる電磁コイル21を設けている。電磁コイル21は、巻線22ａ，22ｂに接続された第１・２リード線50，51の第１・２リード端子50ａ，51ａに音声電気信号が入力されると、電磁誘導によって、位相等化器10から音声を放射可能に、ボイスコイル16を振動させるものである。

図３と図６に於て、電磁コイル21は、４個に分割された電磁コア20を有し、各々の電磁コア20は、ＮＳ両極開放型のＵ字型である。Ｕ字型電磁コア20は、Ｕ字を形成する双脚部の一方の第１脚部20ａに、巻線22ａを設けている。また、双脚部の他方の第２脚部20ｂに、巻線22ｂを設けている。つまり、Ｕ字型コア両極（第１・２脚部）20ａ，20ｂに巻線22ａ，22ｂを分割して設けて、磁束漏れを減少させ、スピーカ音声変換能率が良くなるようにしている。電磁コイル21の巻導線体積がボイスコイル16の巻導線体積より大きくなるように巻いている。また、交流同相（同位作動）となるように各々の電磁コア20に設けた巻線22ａ，22ｂを結線している。各々の電磁コア20は、本体１の後方側を施蓋する背蓋４に、Ｌ字状の止め具23によってＵ字の開口部を前方側（第１・２脚部20ａ，20ｂの先端を前方側）とし、軸心Ｌ周りに等間隔で配設されて取着されている（図３参照）。また、電磁コイル21は、Ｌ字状の止め具23によって、防振対策され、強固に取着されている。

第１脚部20ａは、ボイスコイル16のラジアル内方側に配設され、振動板17の後方側に所定の間隔を空けて沿うような形状となっている。つまり、位相等化器10の背後側の振動板17との間に、所定の間隔寸法を有する第１間隙部30を形成している。また、第１間隙部30は、振動板17が振動した際に第１脚部20ａと干渉しないように所定の間隔で形成されている。

また、第２脚部20ｂの先端は、ボイスコイル16のラジアル外方側に配設され、プレート12の後方側面（背後面）との間に、所定の間隔を有する第２間隙部40を形成している。つまり、電磁コイル21は、ボイスコイル16の背後側に配設されている。また、ボイスコイル16のラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられている。

また、本体１は、少なくとも３つのケーシング部材２，３，４を有している。一つは、スロート部１Ａの一部を形成する中央孔２ａを有し、磁石59とヨークプレート15とを収納可能な円筒状の前方ケーシング２である。もう一つは、電磁コイル21を収納可能な後方ケーシング３である。そして、残りの一つは、後方側から、後方ケーシング３を施蓋可能な背蓋４である。また、前方ケーシング２の前方面に、本体１を壁等に取り付ける取付ねじ孔や、ホーン60を取り付けるねじ孔を設けても良い。また、３つのケーシング部材２，３，４とは、別に、取付ねじ孔を有するアタッチメント用ケーシング部材を設けるも良い。

次に、本発明のホーンスピーカの第２の実施の形態について説明する。
図４は本発明のホーンスピーカの第２の実施の形態を示す側面断面図である。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ホーン60と、位相等化器10と、振動板17と、ボイスコイル16と、空隙部13を有する磁気回路と、を設けている。

第２の実施の形態のホーンスピーカの電磁コイル21は、巻線22が設けられている。電磁コイル21は、巻線22に接続された第１・２リード線50，51の第１・２リード端子50ａ，51ａに音声電気信号が入力されると、電磁誘導によって、位相等化器10から音声を放射可能に、ボイスコイル16を振動させるものである。また、円環状の凹周溝部20Ｃを形成した円盤型電磁コア20を有するものである。即ち、電磁コア20はつぼ型ということもできる。位相等化器10の軸心Ｌに同軸心状に配設すると共に、凹周溝部の開口側が、前方となるように背蓋４に取着している。また、取付部材によって防振対策され、強固に取着されている。

円盤型電磁コア20の短円柱形の中央凸部20Ｅは、ボイスコイル16のラジアル内方側に配設されている。また、中央凸部20Ｅの先端面（前方側面）は、振動板17の後方側に所定の間隔を空けて沿うような形状となっている。また、ボイスコイル16のラジアル内方側に配設され、振動板17の後方側に所定の間隔を空けて沿うような形状となっている。つまり、位相等化器10の背後側の振動板17との間に、所定の間隔寸法を有する第１間隙部30を形成している。また、第１間隙部30は、振動板17が振動した際に中央凸部20Ｅと干渉しないように所定の間隔で形成されている。また、円盤型電磁コア20の円環凸状の外周壁部20Ｆは、ボイスコイル16のラジアル外方側に配設され、プレート12の後方側面（背後面）との間に、所定の間隔を有する第２間隙部40を形成している。つまり、円盤型電磁コア20を有する電磁コイル21は、ボイスコイル16の背後側に配設されている。また、ボイスコイル16のラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられている。また、中央凸部20Ｅの外周面に巻線22を設けている。電磁コイル21の巻導線体積がボイスコイル16の巻導線体積より大きくなるように巻いている。

次に、本発明のホーンスピーカの第３の実施の形態について説明する。
図５は本発明のホーンスピーカの第３の実施の形態を示す側面断面図である。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ホーン60と、位相等化器10と、振動板17と、ボイスコイル16と、空隙部13を有する磁気回路と、を設けている。

第３の実施の形態のホーンスピーカの電磁コイル21は、第２の実施の形態の円環状の凹周溝部20Ｃを形成した円盤型電磁コア20の中心（中央凸部20Ｅ）に貫通した貫通孔20Ｄを形成したものである。そして、第２の実施の形態と同様に、凹周溝部20Ｃの開口側が、前方となるように背蓋４に取着している。また、取付部材によって防振対策され、強固に取着されている。

貫通孔20Ｄを有する中央凸部20Ｅは、ボイスコイル16のラジアル内方側に配設されている。また、中央凸部20Ｅの先端面（前方側面）は、振動板17の後方側との間に所定の間隔を空けて沿うような形状となっている。つまり、位相等化器10の背後側の振動板17との間に、所定の間隔寸法を有する第１間隙部30を形成している。また、第１間隙部30は、振動板17が振動した際に中央凸部20Ｅと干渉しないように所定の間隔で形成されている。また、円盤型電磁コア20の円環凸状の外周壁部20Ｆは、ボイスコイル16のラジアル外方側に配設され、プレート12の後方側の面（背後面）との間に、所定の間隔を有する第２間隙部40を形成している。つまり、円盤型電磁コア20を有する電磁コイル21は、ボイスコイル16の背後側に配設されている。また、ボイスコイル16のラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられている。また、中央凸部20Ｅの外周面に巻線22を設けている。電磁コイル21は、巻線22に接続された第１・２リード線50，51の第１・２リード端子50ａ，51ａに音声電気信号が入力されると、電磁誘導によって、位相等化器10から音声を放射可能に、ボイスコイル16を振動させるものである。また、電磁コイル21の巻導線体積がボイスコイル16の巻導線体積より大きくなるように巻いている。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、磁石59は、永久磁石に限らず電磁石でも良い。
また、ボイスコイル16としては、（帯状の金属箔の始端と終端を短絡して閉環状とした）単巻短絡コイルとしても自由である。
また、ボイスコイル16の短絡導線部16Ａに回路切換装置を付設し、ボイスコイル16が、短絡した状態と、音声電気信号を入力可能な状態と、に切換自在としても良い。
また、電磁コイル21と、プレート12の間に、スペーサ部材を介して第２間隙部40を形成しても良い。
また、電磁コイル21とプレート12の間に第２間隙部40を形成せず、電磁コイル21とプレート12が当接しても良い。
また、実施の形態では、リアドライブ方式のコンプレションドライバーの外磁型であるが、内磁型としても良い。また、図１，図４，図５等に於て、センターポール14とポールピース11とは別体とした場合を示したが、これをセンターポール14とポールピース11を一体化した軟質磁性体とするも良い。

上述した本発明のホーンスピーカの使用方法（作用）について説明する。
電磁コイル21の第１・２リード端子50ａ，51ａに音声電気信号を送信する。音声電気信号を受けた電磁コイル21は、電磁誘導を発生させて、ボイスコイル16を振動させる。つまり、音声電気信号を受けた電磁コイル21は、交流磁束を発生させ、空隙部13を有する磁気回路の直流磁界を、交流磁界に変化させる。空隙部13に配設されているボイスコイル16は、交流磁界によって誘導されて振動する。そして、ボイスコイル16が振動することで、振動板17へ振動が伝達される。位相等化器10を介して音声がスロート部１Ａさらにホーンスロート60Ａへと通過して、空気中に放射される。また、電磁コイル21は、強固に取着されている。

また、ボイスコイル16は、慣性の法則が働いて慣性振動する。この慣性振動により、ボイスコイル16には、逆起電力が発生する。しかし、ボイスコイル16はアンプに接続していないので、アンプ内のＮＦＢ回路に影響を与えない。

従来スピーカの駆動方式では駆動アンプの出力インピーダンス（スピーカボイスコイルの逆起電力を制動する負荷となる）の差異によってダンピングファクターが異なるが、本発明のボイスコイル16は短絡しているので、ボイスコイル短絡導線部16Ａの電気抵抗値はアンプの出力インピーダンスに関係なく限りなくゼロに近づく、よって、ボイスコイル16の慣性による振動を安定に制動する大きな電磁制動力が起こる。言い換えると、短絡導線部16Ａのインピーダンスが逆起電力に対する負荷になって、アンプ出力インピーダンス及びスピーカ配線長さ等によるインピーダンスにもあまり影響を受けない安定した大きな電磁制動力が発生する。

また、従来の電磁誘導方式コーン型スピーカにある、直流の磁気回路を形成するコア（センターポール等）に巻線を設ける方式（特開平５ー７３９６）と比較して、センターポール14とは別の電磁コア20に巻線22（22ａ，22ｂ）を設けているので、磁束密度は（磁気回路を形成するセンターポール14に巻線22を設けた場合に比べ）低い。つまり、中低音域が良く再生される。

以上のように、本発明は、中央部に位相等化器10を配設し、振動板17を振動させる環状のボイスコイル16を有するホーンスピーカに於て、ボイスコイル16の始端と終端を短絡させ、ボイスコイル16の背後側に、音声電気信号を受けて電磁誘導を発生させる電磁コイル21を配設して、電磁コイル21の電磁誘導により、短絡させたボイスコイル16を振動させ、ボイスコイル16が振動板17へ振動を伝達して、位相等化器10から音声を放射するので、電磁コイル21の巻導線体積をボイスコイル16よりも大きくできる。つまり、入力インピーダンス値の高いものが容易に製作できる。従って電磁コイル21を真空管アンプの出力トランスと兼用した新しいアウトプットトランスレスアンプ（ＯＬＴアンプ）形式によるスピーカ駆動ができる。

また、電磁コイル21は、ボイスコイル16のラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられているので、ボイスコイル16よりも巻導線体積を大きくできる。

また、電磁コイル21は、複数個の電磁コア20に分割され、各々の電磁コア20はＵ字型であるので、複数の電磁コア20に設けてた巻線22ａ，22ｂを並列や直列に接続を変更させることで、入力インピーダンスの変更を容易にできる。

また、電磁コイル21は、環状の凹周溝部20Ｃを形成した円盤型電磁コア20を有するので製作及び、組立が容易にできる。
また、円盤型電磁コア20は、中心に貫通孔20Ｄを有するので、製作及び組立が容易で、軽量化できる。

本発明のホーンスピーカの第１の実施の形態を示す側面断面図である。 本発明のホーンスピーカのボイスコイルの斜視説明図である。 本発明のホーンスピーカの第１の実施の形態の要部分解斜視図である。 本発明のホーンスピーカの第２の実施の形態を示す側面断面図である。 本発明のホーンスピーカの第３の実施の形態を示す側面断面図である。 要部の回路図である。

符号の説明

10 位相等化器
16 ボイスコイル
17 振動板
20 電磁コア
20Ｃ 凹周溝部
20Ｄ 貫通孔
21 電磁コイル

Claims (5)

1. 中央部に位相等化器（10）を配設し、振動板（17）を振動させる環状のボイスコイル（16）を有するホーンスピーカに於て、
   上記ボイスコイル（16）の始端と終端を短絡させ、
   該ボイスコイル（16）の背後側に、音声電気信号を受けて電磁誘導を発生させる電磁コイル（21）を配設して、
   上記電磁コイル（21）の電磁誘導により、短絡させた上記ボイスコイル（16）を振動させ、該ボイスコイル（16）が上記振動板（17）へ振動を伝達して、上記位相等化器（10）から音声を放射することを特徴とするホーンスピーカ。
2. 上記電磁コイル（21）は、上記ボイスコイル（16）のラジアル内方域からラジアル外方域に渡って設けられている請求項１記載のホーンスピーカ。
3. 上記電磁コイル（21）は、複数個の電磁コア（20）に分割され、各々の該電磁コア（20）はＵ字型である請求項１又は２記載のホーンスピーカ。
4. 上記電磁コイル（21）は、環状の凹周溝部（20Ｃ）を形成した円盤型電磁コア（20）を有する請求項１又は２記載のホーンスピーカ。
5. 上記円盤型電磁コア（20）は、中心に貫通孔（20Ｄ）を有する請求項４記載のホーンスピーカ。

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