JPH067711B2 - スピ−カ - Google Patents

スピ−カ

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JPH067711B2
JPH067711B2 JP19243085A JP19243085A JPH067711B2 JP H067711 B2 JPH067711 B2 JP H067711B2 JP 19243085 A JP19243085 A JP 19243085A JP 19243085 A JP19243085 A JP 19243085A JP H067711 B2 JPH067711 B2 JP H067711B2
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JP
Japan
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voice coil
diaphragm
fixed
speaker
bellows
Prior art date
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JP19243085A
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JPS6251900A (ja
Inventor
満裕 長谷川
弘行 武輪
敏 高山
耕作 村田
周二 佐伯
満 家城
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はボイスコイルの振幅を増幅して低音域での能率
向上と低歪化を図ったフルレンジ形のスピーカに関す
る。
従来の技術 近年のオーディオ機器は、半導体技術の進歩と高性能小
形回路部品の出現により著しく小形化が進んでいる。ス
ピーカシステムもホームユースや車載用システムを問わ
ず小形化が進んでいるが、低音域の音響特性に問題があ
る。即ちスピーカの軸上音圧(Pr)と振幅(X)は次式で与
えられる。
但し、ρは空気の密度、ωは振動角周波数、aは振動
板の有効半径、rはスピーカとマイク間の距離、Vは振
動板の速度、Xは振動板の振幅、Aは力係数、Eは信号
の入力電圧、Rはスピーカの電圧抵抗、Mはスピー
カの振動系質量、Mは空気の負荷質量、Qは共振の
尖鋭度、は最低共振周波数、は周波数である。
従って振動板の有効半径が小さくなると能率が低下す
る。また、振動板の振幅は2式より、以上では周波
数の2乗の反比例するため、低音域では大きくなる。し
かし能率向上を図るためにボイスコイル巻幅を小さくす
ると、ボイスコイルの振幅が狭くなるために、低音域で
歪成分を発生する。大振幅可能な駆動方法として、コン
グボイスコイルを用いたスピーカがあるが、ボイスコイ
ル線輪長の利用率が悪くなり能率向上が図れなかった。
そこで能率向上と低歪化を図るためには、小さなボイス
コイルの振幅を増幅して振動板に伝達する必要があり従
来の技術としては、例えば特開昭56−131298号
公報に示されるようにシリンダー音響変成器を用いたも
のがあった。
以下図面を参照しながら、上述した従来のスピーカにつ
いて説明する。
第3図は振幅増幅機構を用いた従来のスピーカの断面を
示すものである。第3図において、1はセンターポール
2を有するボトムプレート、3は環状のマグネット、4
はトッププレートであり、ボトムプレート1とトッププ
レート4は、マグネット3を狭持して環状の磁気空隙5
を形成する。6はボイスコイルボビン7に巻回されたボ
イスコイルで、磁気空隙中5に振動可能なようにサスペ
ンション(図示せず)で保持されている。ボイスコイル
ボビン7の上端は閉じられ、断面積SのピストンA8
を形成している。9は固定されたシリンダーで、一端は
ピストンA8が振動し、他端はピストンAより断面積が
小面積SのピストンB10が振動するようになってい
る。これにより音響変成器を形成している11は外周を
エッジ12を介してフレーム(図示せず)に固着された
振動板で、その内周は前記ピストンBの上端面に固着さ
れている。
第4図は第3図の構成のスピーカの機械系等価回路を示
したもので、以下その説明をする。駆動力F(N)は、磁
気空隙5中の磁束密度B(Wb/m2)と、ボイスコイル6の
有効線輪長l(m)と、ボイスコイル6に流れる電流i(A)
の積で与えられる。ZMEは、電磁制動抵抗でA2/REであ
る。Mは、ボイスコイル6及びボイスコイルボビン7
等の駆動系の振動質量である。Sはサスペンションの
スチフネスである。Sはシリンダー9内の容積をW
(m3)とすると、 で与えられる。Mは、ピストンB10や振動板11等
の放音系の振動質量であり、Sはエッジのスチフネス
を示す。MMa,RMaは振動板11による空気の負荷質量と
放射抵抗である。駆動系と放音系は変成比S:S
音響変成器で結合されている。
以上のように構成された従来のスピーカについて以下そ
の動作を説明する。
センターポール1を有するボトムプレート2と、マグネ
ット3と、トッププレート4で形成された磁気空隙5中
のボイスコイル6に信号電流を流すと、シリンダー9の
一端に振動可能なピストンA(断面積S)8を形成す
るボイスコイルボビンが振動する。前記シリンダの他端
にはピストンAより小さな断面積Sを有するピストン
B10が振動可能なように配され、かつこのピストンB
には振動板11の内周が固着されている。従ってボイス
コイル6がX変位すると、振動板11の変位Xに増幅されることになる。振動速度についても同様に が言える。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記した構成では以下に示す問題点を有し
ていた。以下それを説明する。まず第4図の機械系等価
回路において音響変成器の1次側からみた放音系のイン
ピーダンスZは次式で表わせる。
更に駆動点からみた全インピーダンスZは となり、駆動系のボイスコイル6やピストンA8の振動
速度Vは、駆動力Fにより、V=F/Zで与えられ
る。
従って放音系のピストンB10や振動板11の振動速度
となる。
のとき、即ち より低い周波数では、 が成り立つが、OHより高い周波数では、Vは小さ
くなってしまう。
換言すれば、シリンダー内の容積によるスティフネスS
が、ハイカットフィルタとして作用し、低温域専用の
スピーカになって、フルレンジスピーカとしては不都合
である。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ボイ
スコイルの振幅を増幅して低音域での能率向上と低歪化
を図ったフルレンジ形スピーカを提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のスピーカは、磁気回
路に設けられた環状磁気空隙中に振動可能なように配設
されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻回したボ
イスコイルに固着された第一の振動板と、前記振動板に
固着されたダストキャップと、前記磁気回路のセンター
ポール部に設けた透孔と、この透孔の背面側に設けた、
端面を閉じた伸縮自在な蛇腹状円筒体から音響変成器を
形成し、更に前記蛇腹状円筒体の閉じた端面側に固着さ
れた第2の振動板で構成されたものである。
作用 この構成によるとボイスコイルに信号電流が加えられる
と、ボイスコイルに駆動力が発生し、第一の振動板が振
動するとともに、低音域においては、ボイスコイルボビ
ンと振動板及びダストキャップとセンターポールに孔け
た透孔と伸縮自在な蛇腹状円筒体からなる音響変成器に
おいて密閉空間の断面積の大きいボイスコイル側で変位
すと、断面積の小さい蛇腹状円筒体の変位が増幅されて
第2の振動板が振動する。従って、低音域が増強される
とともに、ロングボイスコイルを使うことなく低歪化が
可能で、フルレンジ形スピーカが実現できる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図は本発明の一実施例におけるスピーカの断
面積を示す。第1図において、13はセンターポール1
4に透孔15を有するボトムプレートである。16はマ
グネットであり、17はトッププレートである。ボトム
プレート13とトッププレート17はマグネット16を
狭持して環状の磁気空隙18を形成する。19はフレー
ムであり、下端面はトッププレート17に固着されてい
る。更にフレーム19は、その上端面がリング状のフレ
ーム平坦部20を有し、その中間部には部分的に透孔2
1を有する。磁気空隙18中に振動可能なように配設さ
れたボイスコイル22を巻回したボイスコイルボビン2
3は、ダンパー24を介してフレーム19に吊られてい
る。更にボイスコイルボビン23の上端側に第1の振動
板25の内周側が固着され、外周側はフレーム平坦部2
0の内周側に第1のエッジ26を介して固着されてい
る。27はダストキャップであり、その外周は第1の振
動板25の内面に固着されている。28はセンターポー
ル14の透孔15の背面側に固着された伸縮自在の蛇腹
状円筒体で自由端側は閉ざされている。この蛇腹状円筒
体28の自由端には第2の振動板29の内周側が固着さ
れ、外周側は第2のエッジ30を介してフレーム19の
最外周に固着されている。
尚ボイスコイルボビン23の内径断面積をS′,蛇腹
状円筒体28の平均内径面積をS′とする。また上記
の構成により、ボイスコイルボビン23と第1の振動板
25と、ダストキャップ27とセンターポール1と蛇腹
状円筒体28は音響変成器を形成し、その容積をW
する。
第2図は第1図の構成のスピーカの機械系等価回路であ
る。駆動力F及び磁気制動抵抗ZMEは従来例に示したも
のと同じである。M′はボイスコイル22やボイスコ
イルボビン23や第1の振動板25等の振動質量であ
る。S′はダンパー24や第1のエッジ26のスチフ
ネスである。
MMa1′,RMa1′は第1の振動板25による空気の負荷質
量と放射抵抗である。S′は前記の空間Wによるス
チフネスで で与えられる。ボイスコイル23と蛇腹状円筒体28の
各々の断面積S′,S′を変成比とする音響変成器
の2次側には、第2の振動板29と蛇腹状円筒体28等
の振動質量MW′と、第2のエッジのスチフネスSW′と、
第2の振動板による空気の負荷質量MMa2′,放射抵抗R
Ma2′が直列に入る。
以上のように構成されたスピーカについて以下その動作
を説明する。
第2図において、音響変成器の1次側からみた第2の振
動板29側のインピーダンスZW′は次式で与えられる。
これと並列に挿入される前記空間の容積Wによるスチ
フネスS′のインピーダンス は、 の周波数より低い領域では、 は無視しても良い。従って、第1の振動板25の振動速
度V,及び第2の振動板29の振動速度V8式,9
式で与えられる。
ただし、ZXXは、 である。
故に第1の振動板25による音圧|Pr1|及び第2の
振動板29による音圧|Pr2|は各々次式となる。
ここでa1,a2はそれぞれ第1,第2の振動板の有効半径
であり、a2>a1,|V|>|V|であるから、(7)
式で与えられるOH′の周波数以下では、第2の振動
板による音圧が支配的である。OH ′の周波数以上では、スチフネスS′がハイカ
ットの作用をし、変成器の2次側の振動速度Vは微少
となる。
従って、この領域での音圧は|P|は、 但し である。
以上のように本実施例によれば、磁気回路に設けられた
環状磁気空隙18中に振動可能なように配設されたボイ
スコイル22と、ボイスコイル22を巻回したボイスコ
イルボビン23に固着された第1の振動板25と、前記
振動板に固着されたダストキャップ27と、磁気回路の
センターポール14に設けた透孔15と、この透孔15
の背面側に設けた、自由端面を閉じた伸縮自在な蛇腹状
円筒体28から音響変成器を形成し蛇腹状円筒体28の
閉じた自由端側に固着された第2の振動板29からスピ
ーカを構成することにより、低音域の能率向上と低歪下
が図られたフルレンジ形スピーカが実現できる。
発明の効果 本発明は、磁気回路に設けられた環状磁気空隙中で振動
するボイスコイルを巻回したボイスコイルボビンと、そ
れに固着された第1の振動板と、前記第1の振動板に固
着されたダストキャップと、前記磁気回路のセンターポ
ール部に設けた透孔と、この透孔の背面側に固着され
た、自由端面を閉じた伸縮自在な蛇腹状円筒体から音響
変成器を形成し、前記蛇復状円筒体の自由端側に固着さ
れた第2の振動板を設けたスピーカを構成することによ
り、第一の振動板で全帯域再生を行ない、更に第2の振
動板で高能率かつ低歪な低音域再生を実現することがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるスピーカの断面図、
第2図は第1図に示すスピーカの機械系の等価回路図、
第3図は従来のスピーカの断面図、第4図は第3図に示
すスピーカの機械系等価回路図である。 14……センターポール、15……透孔、23……ボイ
スコイルボビン、25……第1の振動板、27……ダス
トキャップ、28……蛇腹状円筒体、29……第2の振
動板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 耕作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐伯 周二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 家城 満 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気回路に設けられた環状磁気空隙中に振
    動可能なように配設されたボイスコイルと、前記ボイス
    コイルを巻回したボイスコイルボビンに固着された第1
    の振動板と、前記第1の振動板に固着されたダストキャ
    ップと、前記磁気回路のセンターポール部に設けた透孔
    と、この透孔の背面側に固着された、自由端面を閉じた
    伸縮自在な蛇腹状円筒体から音響変成器を形成し、更に
    前記蛇復状円筒体の閉じた自由端面側に固着された第2
    の振動板を設けたことを特徴とするスピーカ。
JP19243085A 1985-08-30 1985-08-30 スピ−カ Expired - Lifetime JPH067711B2 (ja)

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