JP2021118526A - Speaker system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスピーカシステムに関し,例えば,ツイーターに用いられるスピーカシステムに関する。 The present invention relates to a speaker system, for example, a speaker system used for a tweeter.
広い周波数帯域の音を出すことが可能なスピーカとして,2つのボイスコイルを備えた,ダブルボイスコイルスピーカがある。ダブルボイスコイルスピーカは,小径のボイスコイルが比較的高い周波数帯の音,大径のボイスコイルが比較的低い周波数帯の音を発生させることにより,広い周波数帯域の音を出す。 As a speaker capable of producing sound in a wide frequency band, there is a double voice coil speaker equipped with two voice coils. In a double voice coil speaker, a small-diameter voice coil produces sound in a relatively high frequency band, and a large-diameter voice coil produces sound in a relatively low frequency band, thereby producing sound in a wide frequency band.
特許文献1には,主振動部の外縁に装着された大径ボイスコイルユニットと,主振動部の内縁に装着された小径ボイスコイルユニットとを備えたスピーカが記載されている。
しかしながら,従来のダブルボイスコイルスピーカでは,2つのボイスコイルに所望の周波数帯域を担わせることと,音圧を揃えることを両立させることができないという問題があった。また,従来のダブルボイスコイルスピーカでは,ピストンモーションさせたい場合,2つのボイスコイルの周波数帯域を揃えることと,振幅量を揃えることとを両立させることができないという問題もあった。 However, in the conventional double voice coil speaker, there is a problem that it is not possible to make the two voice coils bear a desired frequency band and to make the sound pressure uniform. Further, in the conventional double voice coil speaker, when piston motion is desired, there is a problem that it is not possible to make the frequency bands of the two voice coils uniform and the amplitude amount to be the same.
一実施形態のスピーカシステムは,環状の振動体と,筒形状を有し,前記振動体に物理的に接続する第1ボビンと,前記第1ボビンに巻回された第1ボイスコイルと,前記第1ボビンより開口部分が大きい筒形状を有し,前記振動体に物理的に接続する第2ボビンと,前記第2ボビンに巻回された第2ボイスコイルと,前記第1ボイスコイル及び前記第2ボイスコイルに電気的に接続し,前記第1ボイスコイル及び前記第2ボイスコイルに,周波数特性が互いに異なる電気信号を出力する出力部と,を備えるようにした。 The speaker system of one embodiment includes an annular vibrating body, a first bobbin having a tubular shape and physically connected to the vibrating body, a first voice coil wound around the first bobbin, and the above-mentioned. A second bobbin having a tubular shape with an opening portion larger than that of the first bobbin and physically connected to the vibrating body, a second voice coil wound around the second bobbin, the first voice coil, and the above. It is electrically connected to the second voice coil, and the first voice coil and the second voice coil are provided with an output unit that outputs electric signals having different frequency characteristics.
本発明によれば,2つのボイスコイルに所望の周波数帯域を担わせることと,音圧を揃えることを両立させるスピーカシステムを提供することができる。また,本発明によれば,2つのボイスコイルの周波数帯域を揃えることと,振幅量を揃えることとを両立させるスピーカシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a speaker system in which two voice coils are provided with a desired frequency band and the sound pressures are made uniform. Further, according to the present invention, it is possible to provide a speaker system in which the frequency bands of the two voice coils are aligned and the amplitude amounts are aligned at the same time.
説明の明確化のため,以下の記載及び図面は,適宜,省略,及び簡略化がなされている。また,各図面において,同一の要素には同一の符号が付されており,必要に応じて重複説明は省略されている。 In order to clarify the explanation, the following descriptions and drawings have been omitted or simplified as appropriate. Further, in each drawing, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
実施の形態1
以下,図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は,実施の形態1にかかるスピーカの断面図である。図1においてスピーカ100は,振動体101と,第1ボビン102と,第1ボイスコイル103と,第2ボビン104と,第2ボイスコイル105と,磁石106と,プレート107と,キャップ108と,ヨーク109と,フレーム110と,仕切体111と,を備える。また,図2は,実施の形態1にかかるスピーカの上面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the speaker according to the first embodiment. In FIG. 1, the
振動体101は,主振動板121と,外側支持部122とを備える。振動体101は,環状の形状を有する。振動体101は,断面形状は任意の形状を取り得るが,図1に示すように当該スピーカの前方側に突出する湾曲形状を有してもよい。また,振動体101は合成樹脂,紙あるいは布等で形成されることが好適である。
The vibrating
第1ボビン102は,筒形状を有する。そして第1ボビン102は振動体101に物理的に接続している。
The
第1ボイスコイル103は,第1ボビン102に巻回され,第1ボビン102を振動させるコイルである。
The
第2ボビン104は,筒形状を有し、第1ボビン102よりも開口部が大きい。例えば第1ボビン102および第2ボビン104が円筒状である場合、第2ボビン104は第1ボビン102よりも直径が大きい。そして第2ボビン104は振動体101に接続している。
The
第2ボイスコイル105は,第2ボビン104に巻回され,第2ボビン104を振動させるコイルである。
The
第1ボイスコイル103及び第2ボイスコイル105の振動により振動体101が振動する。そしてこの振動体101の振動により,空気を振動させ,音波を放つことができる。
The vibrating
第2ボイスコイル105は,第1ボイスコイル103の外側に位置する。また,第2ボイスコイル105は,第1ボイスコイル103よりサイズが大きい。ここでサイズとは,内径,外径,周方向の長さ,上面から見た面積,体積のいずれかを意味する。
The
また,第2ボイスコイル105及び第1ボイスコイル103は電磁石を構成可能な材質であればいずれであってもよい。したがって,第2ボイスコイル105及び第1ボイスコイル103は1巻き以上の導電体を含む。
Further, the
第2ボビン104が主振動板121に物理的に接続される位置は,第1ボビン102が主振動板121に物理的に接続される位置より外側である。例えば,第2ボビン104が主振動板121の外縁に物理的に接続し,第1ボビン102が主振動板121の内縁に物理的に接続する。ここで主振動板121の外縁は,主振動板121と外側支持部122との境界部分である。また主振動板121の内縁は振動体101の開口端である。
The position where the
磁石106は,例えば永久磁石である。
The
プレート107は,磁石106に接続される環状の平板である。例えば,プレート107は,強磁性体材料で形成される。
The
キャップ108は,第1ボビン102に物理的に接続され、第1ボビン102の頂部を覆う。図1の例では,キャップ108の頂部の高さ(Z軸方向)は,振動体101の主振動板121の頂部よりも低い。
The
磁気回路は内周に第1の磁気ギャップと外周に第2の磁気ギャップを構成し,第1のギャップには第1ボイスコイル103が,第2のギャップには第2ボイスコイル105が,それぞれ磁束を受けるように配置される。
The magnetic circuit constitutes a first magnetic gap on the inner circumference and a second magnetic gap on the outer circumference, and the
ヨーク109は,磁石106に接続され、磁石106、プレート107とともに磁気回路を形成する。磁気回路は、第2ボイスコイル105,第1ボイスコイル103が配置される2つの磁気ギャップに磁気エネルギーを供給する。例えば,ヨーク109は,強磁性体材料で形成される。
The
フレーム110は,側面でヨーク109の外周と嵌合し,上面で振動体101の外側支持部122を固定する部材である。
The
仕切体111は,第2ボビン104,第1ボビン102,主振動板121及びヨーク109で形成された空間と,第1ボビン102,キャップ108及びヨーク109で形成された空間とを仕切る構造体である。仕切体111は,第1ボビン102及びヨーク109に接続し,且つ第1ボビン102の振動に応じて変形可能な可撓性を有する構造体である。例えば,仕切体111は接着剤である。
The
次に電気回路部分について説明する。図3は,実施の形態1にかかるスピーカシステムの電気回路の一例を示す回路図である。図3において,スピーカシステム300は,スピーカ100と,出力部301とを備える。
Next, the electric circuit part will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of an electric circuit of the speaker system according to the first embodiment. In FIG. 3, the
出力部301は,コンデンサC302と,コンデンサC303と,入力端子311と,入力端子312と,出力端子321と,出力端子322と,出力端子331と,出力端子332とを備える。出力部301は,コンデンサC302およびコンデンサC303の代わりに、図示しないフィルタF302およびフィルタF303を備える構成であってもよい。また,出力部301は,スピーカ100と別体であってもよい。
The
入力端子311及び入力端子312は,電気信号を入力する端子である。例えば,入力端子311及び入力端子312は,オーディオ機器の出力端子と接続される。
The
出力端子321及び出力端子322は,第2ボイスコイル105と接続する端子である。また,出力端子331及び出力端子332は,第1ボイスコイル103と接続する端子である。したがって,出力部301は,スピーカ100と4本の信号線で接続されている。
The
コンデンサC302は,一端が入力端子311に接続され,他端が出力端子321に接続されている。また,コンデンサC303は,一端が入力端子311に接続され,他端が出力端子331に接続されている。
入力端子312は,出力端子322及び出力端子332に接続されている。
One end of the capacitor C302 is connected to the
The
以上の構成により,出力部301に入力された電気信号は,コンデンサC302の容量と第2ボイスコイル105が有する直流抵抗値によって定まる周波数特性、または、フィルタF302の周波数特性に対応するカットオフ周波数で減衰された後,第2ボイスコイル105に出力される。そして,出力部301に入力された電気信号は,コンデンサC303の容量と第1ボイスコイル103が有する直流抵抗値によって定まる周波数特性、または、またはフィルタF302の特性に対応するカットオフ周波数で減衰された後,第1ボイスコイル103に出力される。出力部301は、フィルタF302およびフィルタF303により、第2ボイスコイル105に出力する電気信号の電圧と第1ボイスコイル103に出力する電圧とを相異なる電圧として出力してもよく、カットオフ周波数および出力電圧を共に相異なる周波数特性および出力電圧としてもよい。
With the above configuration, the electric signal input to the
そして,これらの第2ボイスコイル105,第1ボイスコイル103及び(図示しない)ウーファーは,互いに異なる周波数帯域を分担する。
The
図4は,スピーカシステムの周波数帯域の一例を示すグラフである。図4において,横軸は周波数を示す。また縦軸は音圧レベル(SPL: Sound Pressure Level)を示す。 FIG. 4 is a graph showing an example of the frequency band of the speaker system. In FIG. 4, the horizontal axis represents the frequency. The vertical axis indicates the sound pressure level (SPL).
図4において,周波数特性401は,ウーファーの周波数帯域を示す。また,周波数特性402は,外側の第2ボイスコイルの周波数帯域を示す。そして,周波数特性403は,内側の第1ボイスコイルの周波数帯域を示す。 In FIG. 4, the frequency characteristic 401 indicates the frequency band of the woofer. Further, the frequency characteristic 402 indicates the frequency band of the outer second voice coil. The frequency characteristic 403 indicates the frequency band of the inner first voice coil.
図4に示すように,第1ボイスコイル103及び第2ボイスコイル105は,互いに異なる周波数帯域を分担する。実施の形態1のスピーカシステムでは,出力部301は,第1ボイスコイル103及び第2ボイスコイル105に,周波数特性が互いに異なる電気信号を出力する。
As shown in FIG. 4, the
具体的には,コンデンサC302の容量とコンデンサC303の容量は互いに独立しており,異なる容量とすることができるので,出力部301から第1ボイスコイル103及び第2ボイスコイル105に出力される電気信号は,周波数特性が互いに異なる。
Specifically, since the capacitance of the capacitor C302 and the capacitance of the capacitor C303 are independent of each other and can be different, the electricity output from the
例えば,コンデンサC302の容量はコンデンサC303の容量より大きい。また、第2ボイスコイル105の直流抵抗と第1ボイスコイル103の直流抵抗は一般的に概ね同等である。したがって,コンデンサC302と第2ボイスコイル105により構成されるフィルタのカットオフ周波数は,コンデンサC303と第1ボイスコイル103により構成されるフィルタのカットオフ周波数より低い。すなわち,より外側に配置される第2ボイスコイル105には,より低いカットオフ周波数で減衰された電気信号が入力される。より内側に配置される第1ボイスコイル103には,より高いカットオフ周波数で減衰された電気信号が入力される。
For example, the capacity of the capacitor C302 is larger than the capacity of the capacitor C303. Further, the DC resistance of the
このように,内側の第1ボイスコイル103と外側の第2ボイスコイル105に,周波数特性が互いに異なる電気信号を出力される効果について,従来のダブルボイスコイルスピーカと比較して説明する。
As described above, the effect of outputting electric signals having different frequency characteristics to the inner
図5は,従来のダブルボイスコイルスピーカにおける,音圧と周波数特性の一例を示すグラフである。図5において,横軸は周波数を示す。また縦軸は音圧レベルを示す。
図5の周波数特性501は,フィルタF303を通過させずに電気信号が入力された場合の外周特性(第2ボイスコイル105に起因して発生する音圧の周波数特性)を示す。周波数特性502は,フィルタF302を通過させずに電気信号が入力された場合の内周特性(第1ボイスコイル103に起因して発生する音圧の周波数特性)を示す。周波数特性511は,フィルタF303を通過した電気信号が入力された場合の外周特性を示す。周波数特性512は,フィルタF302を通過した電気信号が入力された場合の内周特性を示す。
FIG. 5 is a graph showing an example of sound pressure and frequency characteristics in a conventional double voice coil speaker. In FIG. 5, the horizontal axis represents the frequency. The vertical axis indicates the sound pressure level.
The
図6は,実施の形態1のスピーカシステムにおける,音圧と周波数特性の一例を示すグラフである。図6において,横軸は周波数を示す。また縦軸は音圧レベルを示す。 FIG. 6 is a graph showing an example of sound pressure and frequency characteristics in the speaker system of the first embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis represents the frequency. The vertical axis indicates the sound pressure level.
図6の周波数特性601は,フィルタF303を通過させずに電気信号が入力された場合の外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性602は,フィルタF302を通過させずに電気信号が入力された場合の内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性611は,フィルタF303を通過した電気信号が入力された場合の外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性612は,フィルタF302を通過した電気信号が入力された場合の内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。
The
図5と図6を比較すると,従来のダブルボイスコイルスピーカでは,内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性512が外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性511より音圧が高くなっているが,実施の形態1では,内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性612と外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性611で,音圧に段差がない周波数特性が形成されている。
Comparing FIGS. 5 and 6, in the conventional double voice coil speaker, the
具体的に説明すると,従来のダブルボイスコイルスピーカでは共通する電気信号を外側のボイスコイルと内側のボイスコイルに出力する回路構成であった。言い換えると、共通するコンデンサC302に第1ボイスコイル103と第2ボイスコイル105が共に接続されていた。したがって,外側のボイスコイルを内側のボイスコイルより低い周波数で振動させるには,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイル側の直流抵抗より大きくする必要があった。しかしながら,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイルの直流抵抗より大きくすると,各ボイスコイルに供給される磁気エネルギーが同じ場合には、音響変換の能率はボイスコイルの直流抵抗に反比例するので、外側のボビンには内側のボビンより小さい駆動力が加えられる。そして,外側のボイスコイルは内側のボイスコイルより有効質量が大きいので,外側の音圧が小さく,内側の音圧が大きいことになってしまう。
Specifically, the conventional double voice coil speaker has a circuit configuration that outputs a common electric signal to the outer voice coil and the inner voice coil. In other words, the
仮に従来のダブルボイスコイルスピーカで外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイル側の直流抵抗より小さくすると,共通するコンデンサを用い,コンデンサの容量が同じことから,外側のボイスコイルに高い周波数,内側のボイスコイルに低い周波数の電気信号が入力されることになる。この結果,各スピーカに向いていない周波数の電気信号が入力されることになってしまう。 If the DC resistance of the outer voice coil is made smaller than the DC resistance of the inner voice coil in the conventional double voice coil speaker, a common capacitor is used and the capacitance of the capacitor is the same, so the outer voice coil has a higher frequency. A low frequency electrical signal will be input to the inner voice coil. As a result, an electric signal having a frequency unsuitable for each speaker is input.
このように,従来のダブルボイスコイルスピーカは,共通するコンデンサを介した電気信号を外側のボイスコイルと内側のボイスコイルに出力する回路構成であったので,上述したように,音圧を揃えることと所望の周波数帯域の電気信号を入力させることを両立させることができなかった。 In this way, the conventional double voice coil speaker has a circuit configuration that outputs an electric signal through a common capacitor to the outer voice coil and the inner voice coil. Therefore, as described above, the sound pressures are made uniform. And the input of an electric signal in a desired frequency band could not be achieved at the same time.
一方,実施の形態1のスピーカシステムでは,ダブルボイスコイルスピーカの外側のボイスコイルと内側のボイスコイルに入力される電気信号の周波数特性が異なるので,周波数特性の制約を受けずに,音圧を揃えるために外側のボイスコイルと内側のボイスコイルの直流抵抗を設定できる。具体的には,実施の形態1のスピーカシステムでは,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイルの直流抵抗より小さく設定できる。この結果,実施の形態1のスピーカシステムでは,音圧を揃えることと所望の周波数帯域の信号を入力させることを両立させることができる。 On the other hand, in the speaker system of the first embodiment, since the frequency characteristics of the electric signals input to the outer voice coil and the inner voice coil of the double voice coil speaker are different, the sound pressure is not limited by the frequency characteristics. The DC resistance of the outer voice coil and the inner voice coil can be set to align. Specifically, in the speaker system of the first embodiment, the DC resistance of the outer voice coil can be set to be smaller than the DC resistance of the inner voice coil. As a result, in the speaker system of the first embodiment, it is possible to make the sound pressure uniform and to input a signal in a desired frequency band at the same time.
上述した従来のダブルボイスコイルスピーカと,実施の形態1のスピーカシステムにおける外側のボイスコイル(外側VC)と内側のボイスコイル(内側VC)の設計値の大小関係を表1に示す。
なお,図1では,第1ボビン102の頂部を覆うキャップ108を備える例について説明しているが,キャップ108を備えなくても良い。図7は,実施の形態1にかかるスピーカの変形例の断面図である。図7において,スピーカ100の第1ボビン102は,頂部の開口を覆うものがない。
Although FIG. 1 describes an example in which a
また,図1では,第1ボビン102の頂部を覆うキャップ108の高さが,振動体101の主振動板121より低い例について説明しているが,第1ボビン102の頂部を覆うキャップ108の高さが,振動体101の主振動板121より高くしてもよい。図8は,実施の形態1にかかるスピーカの変形例の断面図である。図8において,キャップ108の頂部は,主振動板121の頂部よりも高い。
Further, in FIG. 1, an example in which the height of the
また,図3では,出力部301がスピーカ100と4本の信号線で接続されている例について説明しているが,出力部301がスピーカ100と3本の信号線で接続するようにしてもよい。図9は,実施の形態1にかかるスピーカシステムの電気回路の変形例を示す回路図である。
Further, although FIG. 3 describes an example in which the
入力端子312は,出力部301からスピーカ100に共通する配線で接続されている。そして共通する配線は,スピーカ100内で分岐されて出力端子322及び出力端子332に接続されている。
The
また,図5及び図6の例では,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイルの直流抵抗より小さく設定した例について説明しているが,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイルの直流抵抗と等しくしてもよい。 Further, in the examples of FIGS. 5 and 6, an example in which the DC resistance of the outer voice coil is set to be smaller than the DC resistance of the inner voice coil is described, but the DC resistance of the outer voice coil is set to the inner voice coil. It may be equal to the DC resistance of.
実施の形態1のスピーカシステムにおいて,外側のボイスコイルの直流抵抗を内側のボイスコイルの直流抵抗と等しくした場合の周波数特性について図10に示す。図10は,実施の形態1のスピーカシステムの変形例における,音圧と周波数特性の一例を示すグラフである。図10において,横軸は周波数を示す。また縦軸は音圧レベルを示す。 In the speaker system of the first embodiment, FIG. 10 shows a frequency characteristic when the DC resistance of the outer voice coil is equal to the DC resistance of the inner voice coil. FIG. 10 is a graph showing an example of sound pressure and frequency characteristics in a modified example of the speaker system of the first embodiment. In FIG. 10, the horizontal axis represents the frequency. The vertical axis indicates the sound pressure level.
図10の周波数特性1001は,フィルタF303を通過させずに電気信号が入力された場合の外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性1002は,フィルタF302を通過させずに電気信号が入力された場合の内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性1011は,フィルタF303を通過した電気信号が入力された場合の外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。周波数特性1012は,フィルタF302を通過した電気信号が入力された場合の内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性を示す。
The
図5と図10を比較すると,従来のダブルボイスコイルスピーカでは,内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性512が外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性511より音圧が高くなっているが,実施の形態1では,内側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性1012と外側のボイスコイルに起因して発生する音圧の周波数特性1011で,音圧に段差が小さい周波数特性が形成されている。
Comparing FIGS. 5 and 10, in the conventional double voice coil speaker, the
第2ボイスコイル105の直流抵抗と,第1ボイスコイル103の直流抵抗を同じ抵抗値とした場合でも,第1ボイスコイル103に入力される電気信号のカットオフ周波数を,第2ボイスコイル105に入力される電気信号のカットオフ周波数より高くすることにより,第1ボイスコイル103(内側のボイスコイル)と第2ボイスコイル105(外側のボイスコイル)の音圧の差を小さくすることができる。
Even if the DC resistance of the
例えば,コンデンサC302の容量をコンデンサC303の容量より大きくすることにより,第2ボイスコイル105に入力される電気信号のカットオフ周波数を,第1ボイスコイル103に入力される電気信号のカットオフ周波数より低くすることができる。
For example, by making the capacity of the capacitor C302 larger than the capacity of the capacitor C303, the cutoff frequency of the electric signal input to the
上述した従来のダブルボイスコイルスピーカと,実施の形態1の変形例における外側のボイスコイル(外側VC)と内側のボイスコイル(内側VC)の設計値の大小関係を以下の表2に示す。
このように実施の形態1のスピーカシステムによれば,1つの振動体に2つのボイスコイルが接続されるダブルボイスコイルスピーカにおいて,2つのボイスコイルに互いに異なる電気信号を入力することにより,2つのボイスコイルに所望の周波数帯域を担わせることと,スピーカシステムのトータル音圧を揃えることを両立させることができる。 As described above, according to the speaker system of the first embodiment, in the double voice coil speaker in which two voice coils are connected to one vibrating body, two voice signals are input to the two voice coils to obtain two voice signals. It is possible to make the voice coil bear a desired frequency band and to make the total sound pressure of the speaker system uniform.
上述の説明では,2つのボイスコイルに異なる周波数帯域を担う場合について説明しているが,2つのボイスコイルに同じ周波数帯域を担うようにさせてもよい。この場合,2つのボイスコイルが同じ周波数帯域で同じ位相で振動することにより、環状の振動体101の内縁と外縁を同等に振動させ、振動体101をピストンモーションさせることができる。
In the above description, the case where the two voice coils bear different frequency bands is described, but the two voice coils may be made to bear the same frequency band. In this case, by vibrating the two voice coils in the same frequency band and in the same phase, the inner edge and the outer edge of the annular vibrating
具体的には、2つのボイスコイルの有効質量、支持部のスティフネス、供給される磁気エネルギーの違いによる振幅量の差を補正するように各ボイスコイルの直流抵抗値を設定する。そして、設定された2つのボイスコイルの直流抵抗で、広い周波数帯域で位相を揃えるため、2つのボイスコイルの(フィルタによる)カットオフ周波数を揃えるように各コンデンサの容量を設定することができる。 Specifically, the DC resistance value of each voice coil is set so as to correct the difference in the amount of amplitude due to the difference in the effective mass of the two voice coils, the stiffness of the support portion, and the magnetic energy supplied. Then, in order to align the phases in a wide frequency band with the DC resistance of the two voice coils set, the capacitance of each capacitor can be set so as to align the cutoff frequencies (by the filter) of the two voice coils.
実施の形態2
実施の形態2では,第1ボビン102の頂部がキャップ108で覆われている場合の詳細について説明する。図11は,実施の形態2にかかるスピーカの一例を示す断面図である。図11では,ダブルボイスコイルスピーカの断面の半分を表したものである。したがって,図11において,断面図の全体像は,一点破線で示した対称軸で線対称となっている。また実際のダブルボイスコイルスピーカでは,図11の一点破線で示した対称軸を中心軸とした筒状の立体形状を有する。
Embodiment 2
In the second embodiment, the details when the top of the
図11に示すように,リング状の主振動板121の内周側に第1ボイスコイル103が巻回された第1ボビン102が接続されている。またリング状の主振動板121の外周側に第2ボイスコイル105が巻回された第2ボビン104が接続されている。
As shown in FIG. 11, the
リング状の主振動板121の外周は,外側支持部122によってフレーム110に固定されている。
The outer circumference of the ring-shaped
筒状の第1ボビン102の一端にキャップ108が接続され,第1ボビン102の他端には第1ボイスコイル103が接続されている。そして,第1ボイスコイル103と第1ボビン102の一端との間に主振動板121が接続されている。
A
筒状の第2ボビン104の一端に主振動板121の外周側の裏が接続され,第2ボビン104の他端には第2ボイスコイル105が接続されている。
The back of the
第1ボビン102の内壁と,ヨーク109との間は,可撓性を有する仕切体111(例えばシリコン接着剤など)によって接続され,キャップ108の裏空間が気密になる。
The inner wall of the
次に動作について説明する。
第1ボイスコイル103と,第2ボイスコイル105には,それぞれ電気信号が入力される。ここで,第1ボビン102に巻回された第1ボイスコイル103と第2ボビン104に巻回された第2ボイスコイル105は,それぞれ径・質量・磁気ギャップで受ける磁束が異なる。したがって,同一の電気信号を第1ボイスコイル103及び第2ボイスコイル105に入力しても,発生するローレンツ力は第1ボイスコイル103と第2ボイスコイル105で異なっている。
Next, the operation will be described.
Electric signals are input to the
図12に示すように,主振動板121には,第1ボイスコイル103の駆動力が第1ボビン102に伝達されて主振動板121の内周に伝達される力と,第2ボイスコイル105の駆動力が第2ボビン104に伝達されて主振動板121の外周に伝達される力(1201)とが重畳されて振動する(1202)。つまり,振動板には異なる2つの力が入力される。図12は,ダブルボイスコイルスピーカの振動伝達の一例を示す模式的な断面図である。
As shown in FIG. 12, in the
このキャップ108での振動の詳細を以下に説明する。
キャップ108の直径は主振動板121外周より小さいため,キャップ108は第2ボイスコイル105(主振動板121外周)よりも高い周波数域で振動しやすい。つまり,キャップ108は主振動板121よりも高い周波数帯域を再生する。また,面積もキャップ108の方が主振動板121よりも小さいので高い周波数を再生しやすい形状である。
The details of the vibration in the
Since the diameter of the
第1ボイスコイル103の駆動力で振動するキャップ108に対して,第2ボイスコイル105に起因する振動は不要な振動となり,キャップ108の振動においては,ノイズとなる。そのノイズの種類は主に2つ分類ができる。ここで、2つのノイズの種類を第1のノイズ源、第2のノイズ源として、それぞれ以下に説明する。
With respect to the
第1のノイズ源は第2ボイスコイル105の同じ帯域の振動である。具体的には,第1のノイズ源は,主振動板121の内周特性と外周特性の重なり合う帯域のものである。キャップ108の第1ボイスコイル103に基づく振動に、第2ボイスコイル105の同じ帯域の音(外乱)が混ざって、本来のキャップ108の振動ができなくなる。
The first noise source is the vibration of the
第2のノイズ源は,第2ボイスコイル105の,キャップ108再生帯域よりも低い帯域の振動である。具体的には,第2のノイズ源は,第2ボイスコイル105のキャップ108の振動帯域よりも低い周波数の振動である。このキャップ108再生帯域よりも低い周波数帯域の振幅が大きい振動であるため,キャップ108再生帯域の振動がドップラー効果によって変調されて本来の振動ができなくなる。これは,全帯域入力時,たとえば,音楽再生時に顕著になる。
The second noise source is the vibration of the
これらのノイズ源からのキャップ108への振動伝達を抑制し,キャップ108をノイズに影響されることなく振動させるため,キャップ108外周は,第1ボイスコイル103が巻回された第1ボビン102の一端(筒状部の端)に接続され,第1ボビン102だけを介するように接合することが望ましい。ここで,第1ボビン102の振動軸方向において少なくともボビンと同等以下程度の歪みが生じる材料をさらに介してもよい。
In order to suppress vibration transmission from these noise sources to the
ここで、仮に,キャップ108を主振動板121に接続すると,第2ボイスコイル105の、キャップ108の振動帯域と同じ帯域の音や、キャップ108の振動帯域よりも低い帯域の音による主振動板121のたわみにより、キャップ108の振動がさらに影響されてしまう。図13は,キャップ108を主振動板121に接続したスピーカの一例を示す断面図である。
Here, if the
第2ボイスコイル105を駆動力とする主振動板121の外周側の振動は,振動板内周にも伝達し,第1ボイスコイル103を駆動力とする主振動板121の内周側の振動に干渉する。
The vibration on the outer peripheral side of the
キャップ108は第1ボビン102の一端(筒状部の先端)に接続されているため,第1ボビン102にとっては不要な振動である第2ボイスコイル105に起因する振動の影響を小さくできる。
Since the
さらに,第1ボビン102は,ヨーク109の天面と可撓性を有する仕切体111(シリコン接着剤など)で接続されているため,図14に示すように,第2ボイスコイル105に起因する振動(1401)のキャップ108への伝達を抑制できる。図14は,実施の形態2のスピーカの振動伝達の一例を示す断面図である。
Further, since the
可撓性を有する仕切体111(シリコン接着剤など)は気密なため,主振動板121の裏側の空間と,キャップ108の裏側の空間の連通を遮断する。これによって,リング状の主振動板121の振動によってリング状の主振動板121の裏側の空間に圧力変動が起こっても,キャップ108裏側の空間に伝達されず,また、主振動板121の振動に影響されずにキャップ108を振動させることができる。
Since the flexible partition 111 (silicon adhesive or the like) is airtight, the space on the back side of the
この圧力変動の影響について図15及び図16を用いて説明する。
図15は,仕切体を備えないスピーカにおける圧力変動を説明するための模式図である。図15において,主振動板121裏の空間1502(第2空間)の圧力変動がキャップ108裏空間1501(第1空間)に伝わり,第2ボイスコイル105による主振動板121の振動の影響をキャップ108が受けて,振幅してしまう。そして,主振動板121の面積の方がキャップ108の面積よりも大きいため,パスカルの原理からキャップ108は主振動板121の振幅よりも大きな振幅になる圧力を受けることになり,影響が大きい。
The influence of this pressure fluctuation will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining pressure fluctuation in a speaker without a partition. In FIG. 15, the pressure fluctuation of the space 1502 (second space) behind the
図16は,実施の形態2のスピーカシステムにおける圧力変動を説明するための模式図である。主振動板121裏の空間1602(第2空間)の圧力変動をキャップ108裏空間1601(第1空間)に伝えないので,キャップ108の振動は,主振動板121の振動の影響を受けない。
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the pressure fluctuation in the speaker system of the second embodiment. Since the pressure fluctuation of the space 1602 (second space) behind the
このように実施の形態2のスピーカシステムによれば,キャップとヨークにより形成される第1空間と,主振動板121とヨークにより形成される第2空間とを仕切る仕切体を備えることにより,第2空間の圧力変動を第1空間に伝わらないので,キャップの振動は,主振動板121の振動の影響を受けない。
As described above, according to the speaker system of the second embodiment, the first space formed by the cap and the yoke and the second space formed by the
なお,本発明は上記実施の形態に限られたものではなく,趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば,環状形状は,円環に限定されず,多角形からなる角環も含む。また,筒形状も円筒に限定されず,開口形状が多角形である角筒であってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, the annular shape is not limited to an annulus, but also includes an angular ring composed of polygons. Further, the cylindrical shape is not limited to a cylinder, and may be a square cylinder having a polygonal opening shape.
なお、上記実施の形態ではボイスコイルはボビンに巻回されているが、ボビンを介さずにボイスコイルが直接振動体と接続してもよい。これに伴って、キャップは第1のボイスコイルに接続され第1のボイスコイルの頂部を覆う。 In the above embodiment, the voice coil is wound around the bobbin, but the voice coil may be directly connected to the vibrating body without passing through the bobbin. Along with this, the cap is connected to the first voice coil and covers the top of the first voice coil.
100 スピーカ
101 振動体
102 第1ボビン
103 第1ボイスコイル
104 第2ボビン
105 第2ボイスコイル
106 磁石
107 プレート
108 キャップ
109 ヨーク
110 フレーム
111 仕切体
121 主振動板
122 外側支持部
300 スピーカシステム
301 出力部
311,312 入力端子
321,322,331,332 出力端子
C302,C303 コンデンサ
100
Claims (4)
筒形状を有し,前記振動体に物理的に接続する第1ボビンと,
前記第1ボビンに巻回された第1ボイスコイルと,
前記第1ボビンより開口部分が大きい筒形状を有し,前記振動体に物理的に接続する第2ボビンと,
前記第2ボビンに巻回された第2ボイスコイルと,
前記第1ボイスコイル及び前記第2ボイスコイルに電気的に接続し,前記第1ボイスコイル及び前記第2ボイスコイルに,周波数特性が互いに異なる電気信号を出力する出力部と,を備えるスピーカシステム。 An annular vibrating body and
The first bobbin, which has a tubular shape and is physically connected to the vibrating body,
The first voice coil wound around the first bobbin and
A second bobbin having a tubular shape with a larger opening than the first bobbin and physically connected to the vibrating body,
The second voice coil wound around the second bobbin and
A speaker system including an output unit that is electrically connected to the first voice coil and the second voice coil and outputs electric signals having different frequency characteristics to the first voice coil and the second voice coil.
前記第1ボイスコイルに出力される電気信号のカットオフ周波数は,前記第2ボイスコイルに出力される電気信号のカットオフ周波数より高い,請求項1に記載のスピーカシステム。 The output unit suppresses the low frequency region with different cutoff frequencies and outputs the input electric signal to the first voice coil and the second voice coil.
The speaker system according to claim 1, wherein the cutoff frequency of the electric signal output to the first voice coil is higher than the cutoff frequency of the electric signal output to the second voice coil.
前記第2ボイスコイルに出力される電気信号の電圧は,前記第1ボイスコイルに出力される電気信号の電圧より高い,請求項1または2に記載のスピーカシステム。 The output unit outputs the input electric signal to the first voice coil and the second voice coil at different voltages.
The speaker system according to claim 1 or 2, wherein the voltage of the electric signal output to the second voice coil is higher than the voltage of the electric signal output to the first voice coil.
前記第1ボビン,前記第1ボイスコイル,前記第2ボビン及び前記第2ボイスコイルを収容する空間を形成するヨークと,
前記キャップと前記ヨークにより形成される第1空間と,前記振動体と前記ヨークにより形成される第2空間とを仕切る仕切体と,を備える請求項1〜3のいずれかに記載のスピーカシステム。 A cap covering the opening of the first bobbin and
A yoke forming a space for accommodating the first bobbin, the first voice coil, the second bobbin, and the second voice coil.
The speaker system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a first space formed by the cap and the yoke, and a partition body that partitions the vibrating body and the second space formed by the yoke.
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