JP2735291B2 - スピーカ - Google Patents
スピーカInfo
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- JP2735291B2 JP2735291B2 JP15580989A JP15580989A JP2735291B2 JP 2735291 B2 JP2735291 B2 JP 2735291B2 JP 15580989 A JP15580989 A JP 15580989A JP 15580989 A JP15580989 A JP 15580989A JP 2735291 B2 JP2735291 B2 JP 2735291B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- speaker
- mass
- voice coil
- power consumption
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はスピーカに関する。
（従来の技術） オーディオ製品は近年、小型化，コンパクト化が進
み、ポータブルタイプのステレオなども多種見られるよ
うになっている。また、こういった小型化，コンパクト
化と同時に、消費電力の低減化も進められている状況に
ある。
み、ポータブルタイプのステレオなども多種見られるよ
うになっている。また、こういった小型化，コンパクト
化と同時に、消費電力の低減化も進められている状況に
ある。
電気信号エネルギを音響エネルギに変換するスピーカ
は、こういったオーディオ製品の一部として広く利用さ
れているものである。一般にスピーカは、内部に設けら
れた磁気回路と、この磁気回路を構成する永久磁石から
磁場を得て直線運動するコイルとを有するボイスコイル
モータを備え、このコイルを振動板に接続して音波を発
生させるものである。
は、こういったオーディオ製品の一部として広く利用さ
れているものである。一般にスピーカは、内部に設けら
れた磁気回路と、この磁気回路を構成する永久磁石から
磁場を得て直線運動するコイルとを有するボイスコイル
モータを備え、このコイルを振動板に接続して音波を発
生させるものである。
上記スピーカにおいても、小型化，コンパクト化が行
われていることは知られているが、消費電力の低減化を
考えた場合、磁力の大きな永久磁石を用いるとか、ある
いは磁気回路の漏れ磁束を少なくするといった、ボイス
コイルモータの特性の向上を目指すことが行われている
だけであった。
われていることは知られているが、消費電力の低減化を
考えた場合、磁力の大きな永久磁石を用いるとか、ある
いは磁気回路の漏れ磁束を少なくするといった、ボイス
コイルモータの特性の向上を目指すことが行われている
だけであった。
（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来は、スピーカの消費電力を低減化す
るために、ボイスコイルモータの特性を向上させること
が行われているだけであった。本発明においては従来と
異なる手段にて消費電力の低減化を図ったスピーカの提
供を目的とする。
るために、ボイスコイルモータの特性を向上させること
が行われているだけであった。本発明においては従来と
異なる手段にて消費電力の低減化を図ったスピーカの提
供を目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明においては、ボイ
スコイルモータを有してこのボイスコイルモータの可動
部の運動により音波を放射するスピーカにおいて、ボイ
スコイルモータのコイル質量と、このコイルを除いた可
動体の質量とを略等しくした。
スコイルモータを有してこのボイスコイルモータの可動
部の運動により音波を放射するスピーカにおいて、ボイ
スコイルモータのコイル質量と、このコイルを除いた可
動体の質量とを略等しくした。
（作 用） 一般に、コイルに発生する力Fcは次式で表される。
Fc＝Ｇ・ｌ・Ｉ・Ｐ ……（１） G;磁束密度〔Ｔ〕 l;コイル長さ〔ｍ〕 I;コイルに流れる電流〔Ａ〕 P;コイル利用効率（磁界中にあるコイルの場合） また、コイルの消費電力Wcは次式で表される。
Wc＝Ｒ・I2 ……（２） R;コイル抵抗〔Ω〕 また、コイル抵抗Ｒは次式で表される。
k;コイル素材抵抗率〔Ω・ｍ〕 S;コイル断面積〔m2〕 ここで、コイル質量、コイル長さ及びコイル断面積の
間には次式の関係がある。
間には次式の関係がある。
m;コイル質量〔kg〕 q;コイル素材密度〔kg/m3〕 e;コイル体積効率 V;コイル体積〔m3〕 よって式（２），（３），（４）より次式が導き出さ
れる。
れる。
式（１），（５）より結果として次式が得られる。
Ｍ〔kg〕の負荷質量をｍ〔kg〕のコイルにて駆動した
場合に得られる加速度al〔m/S2〕は次式で表される。
場合に得られる加速度al〔m/S2〕は次式で表される。
よって消費電力を一定とした場合、最大加速度はコイ
ル質量を負荷質量と等しくした場合に得られ、いかなる
他の質量比にした場合よりも被駆動体（可動体）を早く
駆動することができる。
ル質量を負荷質量と等しくした場合に得られ、いかなる
他の質量比にした場合よりも被駆動体（可動体）を早く
駆動することができる。
従って、同一の音量を発生させる場合、コイルの質量
と、このコイルを除いた可動体の質量とを等しくすれ
ば、消費電力が最小となる。
と、このコイルを除いた可動体の質量とを等しくすれ
ば、消費電力が最小となる。
（実施例） 以下、図面に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明のスピーカを示す外観図である。同図
のようにスピーカ１はフレーム２に高温再生用スピーカ
３や低温再生用スピーカ４などを具備してなるものであ
る。ここで上記高域再生用スピーカあるいは低温再生用
スピーカ４は、第２図のような断面形状をなしている。
つまり、コーン紙などを用いてなる振動板５は、断面半
円環状のエッジ６を介してフレーム２に支持されてい
る。振動板５の裏面には円錐台形筒体７が固定されてお
り、その筒体７の径小端側にはボイスコイルボビン８が
形成され、外周には紙面と直交するようにボイルコイル
９が巻回されている。ボイスコイル９の近傍には永久磁
石10により結合されたヨーク11a,11bが配置される。
のようにスピーカ１はフレーム２に高温再生用スピーカ
３や低温再生用スピーカ４などを具備してなるものであ
る。ここで上記高域再生用スピーカあるいは低温再生用
スピーカ４は、第２図のような断面形状をなしている。
つまり、コーン紙などを用いてなる振動板５は、断面半
円環状のエッジ６を介してフレーム２に支持されてい
る。振動板５の裏面には円錐台形筒体７が固定されてお
り、その筒体７の径小端側にはボイスコイルボビン８が
形成され、外周には紙面と直交するようにボイルコイル
９が巻回されている。ボイスコイル９の近傍には永久磁
石10により結合されたヨーク11a,11bが配置される。
このような構成において、永久磁石10から発生したヨ
ーク11a,11b内を流れる磁束は、その磁気ギャップ部に
挿通されたボイスコイル９に作用するものであり、該ボ
イスコイル９に印加する電気信号（電流信号）とによっ
て発生するローレンツ力により、矢印の方向へ振動板５
を運動させることができる。この際、振動板５が振動を
音波として放射することになるので、電気信号を変化さ
せることによって振動の速さや大きさを変化させ、任意
の音響を生じさせることが可能となる。
ーク11a,11b内を流れる磁束は、その磁気ギャップ部に
挿通されたボイスコイル９に作用するものであり、該ボ
イスコイル９に印加する電気信号（電流信号）とによっ
て発生するローレンツ力により、矢印の方向へ振動板５
を運動させることができる。この際、振動板５が振動を
音波として放射することになるので、電気信号を変化さ
せることによって振動の速さや大きさを変化させ、任意
の音響を生じさせることが可能となる。
尚、ここでボイスコイル９の質量は、振動板5,筒体7,
ボイスコイルボビン８の質量及びエッジ６の質量の約半
分の質量の和に等しく構成されている。このようにボイ
スコイル９の質量を、ボイスコイル９によって駆動され
る可動体の質量と等しくすることにより、従来に比べて
少ない消費電力で同一の音量を発生させることができ
る。以下、その原理を説明する。
ボイスコイルボビン８の質量及びエッジ６の質量の約半
分の質量の和に等しく構成されている。このようにボイ
スコイル９の質量を、ボイスコイル９によって駆動され
る可動体の質量と等しくすることにより、従来に比べて
少ない消費電力で同一の音量を発生させることができ
る。以下、その原理を説明する。
一般に、コイルに発生する力Fcは次式で表される。
Fc＝Ｇ・ｌ・Ｉ・Ｐ ……（１） G;磁束密度〔Ｔ〕 l;コイル長さ〔ｍ〕 I;コイルに流れる電流〔Ａ〕 P;コイル利用効率（磁界中にあるコイルの割合） また、コイルの消費電力Wcは次式で表される。
Wc＝Ｒ・I2 ……（２） R;コイル抵抗〔Ω〕 また、コイル抵抗Ｒは次式で表される。
k;コイル素材抵抗率〔Ω・ｍ〕 S;コイル断面積〔m2〕 ここで、コイル質量、コイル長さ及びコイル断面積の
間には次式の関係がある。
間には次式の関係がある。
m;コイル質量〔kg〕 q;コイル素材密度〔kg/m3〕 e;コイル体積効率 V;コイル体積〔m3〕 よって式（２），（３），（４）より次式が導き出さ
れる。
れる。
式（１），（５）より結果として次式が得られる。
Ｍ〔kg〕の負荷質量をｍ〔kg〕のコイルにて駆動した
場合に得られる加速度al〔m/S2〕は次式で表される。
場合に得られる加速度al〔m/S2〕は次式で表される。
よって消費電力を一定とした場合、最大加速度はコイ
ル質量を負荷質量と等しくした場合に得られ、いかなる
他の質量比にした場合よりも少ない消費電力で必要な音
量を発生させることができる。
ル質量を負荷質量と等しくした場合に得られ、いかなる
他の質量比にした場合よりも少ない消費電力で必要な音
量を発生させることができる。
また、特定の周波数を中心に使用されるスピーカの場
合は、その着目する周波数にて、次式に示すような流体
（スピーカ周囲の音響伝播媒体）による質量増加分MAを
可動体に加えた値をボイスコイル９の質量と等しく構成
するように補正することにより、各スピーカの最も頻度
の高い周波数において、同一の消費電力のもとで発生す
る加速度を最大にすることができ、総消費電力を更に少
なくすることが可能となる。もちろんここでいう音響伝
播媒体は、スピーカの使用環境に応じて、空気や水以外
のものを考慮してもよい。
合は、その着目する周波数にて、次式に示すような流体
（スピーカ周囲の音響伝播媒体）による質量増加分MAを
可動体に加えた値をボイスコイル９の質量と等しく構成
するように補正することにより、各スピーカの最も頻度
の高い周波数において、同一の消費電力のもとで発生す
る加速度を最大にすることができ、総消費電力を更に少
なくすることが可能となる。もちろんここでいう音響伝
播媒体は、スピーカの使用環境に応じて、空気や水以外
のものを考慮してもよい。
MA;流体による付加質量 J1;Bessel関数（１次） S1;Struve関数（１次） ω；振動角周波数〔Hz〕 c;音速〔m/s〕 d;振動板半径〔ｍ〕 ρ；音響伝播媒体の密度〔kgs2/m4〕 Im;複素数の虚部を示す関数 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、消費電力が最小であり
ながら同一の音量を得ることのできるスピーカが提供さ
れる。
ながら同一の音量を得ることのできるスピーカが提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】 第１図並びに第２図は本発明のスピーカを示す外観図及
び断面図である。 １……スピーカ、２……フレーム ３……高音再生用スピーカ ４……低音再生用スピーカ ５……振動板、６……エッジ ７……円錐台形筒体、８……ボイスコイルボビン ９……ボイスコイル、10……永久磁石 11a,11b……ヨーク
び断面図である。 １……スピーカ、２……フレーム ３……高音再生用スピーカ ４……低音再生用スピーカ ５……振動板、６……エッジ ７……円錐台形筒体、８……ボイスコイルボビン ９……ボイスコイル、10……永久磁石 11a,11b……ヨーク
Claims (2)
- 【請求項１】ボイスコイルモータを有し、このボイスコ
イルモータの可動部の運動により音波を放射するスピー
カにおいて、 前記ボイスコイルモータのコイルの質量と、このコイル
を除いた前記可動体の質量とを略等しくしたことを特徴
とするスピーカ。 - 【請求項２】前記可動体の質量が、前記スピーカの音響
伝播媒体に応じて補正されていることを特徴とする請求
項１記載のスピーカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15580989A JP2735291B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スピーカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15580989A JP2735291B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スピーカ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322799A JPH0322799A (ja) | 1991-01-31 |
| JP2735291B2 true JP2735291B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15613935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15580989A Expired - Fee Related JP2735291B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スピーカ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735291B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5321762A (en) * | 1991-08-05 | 1994-06-14 | Aura Systems, Inc. | Voice coil actuator |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP15580989A patent/JP2735291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0322799A (ja) | 1991-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |