JPH1127779A

JPH1127779A - スピーカ装置

Info

Publication number: JPH1127779A
Application number: JP18017597A
Authority: JP
Inventors: Masao Fujihira; 正男藤平; Akira Yamagishi; 亮山岸; Ikuo Shinohara; 幾夫篠原; Akihiro Akiyama; 明広秋山; Naoki Watanabe; 直樹渡辺; Kenji Tokushige; 賢二徳重
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】スピーカユニットが前面側に音響を放出する
ときに発生する背面側への振動力を抑制し、前面側から
放出される音響の音質を向上させることができるスピー
カ装置を提供する。【解決手段】電気信号に応じて振動して音響を発生さ
せる振動板１８を備えたスピーカユニット３と、このス
ピーカユニット３の背面側に開口し筒状に形成されたダ
クト４とを備え、このダクト４内の空気の質量をｍ_Dと
し、ダクト４内の空気が動く加速度をα_Dとし、振動板
１８の質量をｍ₀とし、振動板１８が振動するときの加
速度をα₀としたとき、ｍ₀α₀＝Ａｍ_Dα_D（Ａは０．５
〜１．５の範囲内である。）を満たすようになされてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を音響に
変換するために用いられるスピーカ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すように構成されたスピ
ーカ装置５０が公知となっている。このスピーカ装置５
０は、筐体５２内に入力された電気信号を音響として出
力するスピーカユニット５１を備える。

【０００３】このスピーカユニット５１は、振動系５４
と、この振動系５４を駆動する磁気回路部５５と、振動
系５４を支持するフレーム５６とを備えている。

【０００４】磁気回路部５５は、センターポール５７を
有するヨーク５８と、このヨーク５８に磁束を付与する
マグネット５９と、このマグネット５９上に配設され、
ヨーク５８のセンターポール５７との間に磁気ギャップ
Ｇを構成するトッププレート６０とを有している。

【０００５】ヨーク５８は、磁性材料によって円板状に
形成されており、中央部に円柱状のセンターポール５７
が突設されている。このセンターポール５７は、振動系
５４のボイスコイルボビン６１の内周部に挿通されてい
る。そして、ヨーク５８上に、マグネット５９が配置さ
れている。

【０００６】マグネット５９は、中心穴５９ａを有する
円環状に形成されており、中心穴５９ａにセンターポー
ル５７が挿通されてヨーク５８上に設けられている。こ
のマグネット５９は、例えばヨーク５８側がＳ極に帯磁
されており、トッププレート６０側がＮ極に帯磁されて
いる。そして、ヨーク５８は、マグネット５９のＳ極側
がＳ極に帯磁される。

【０００７】トッププレート６０は、磁性材料によって
中心穴６０ａを有する円環状に形成されており、中心穴
６０ａにセンターポール５７が挿通されてマグネット５
９上に設けられている。そして、このトッププレート６
０は、マグネット５９のＮ極側がＮ極に帯磁される。

【０００８】また、このトッププレート６０の中心穴６
０ａにセンターポール５７が挿通されることにより、セ
ンターポール５７の外周部との間に磁気ギャップＧが構
成される。そして、この磁気ギャップＧ内に、振動系５
４のボイスコイルボビン６５のボイスコイル６２が配設
された基端部側が挿通される。

【０００９】振動系５４は、中央部に透孔６３ａを有す
る略円錐状の振動板６３と、この振動板６３上に透孔６
３ａを閉塞するように設けられたドーム形状のキャップ
６４と、振動板６３の外周部に配設されたエッジ６５
と、先端部側が振動板６３の透孔６３ａに連結され、基
端部側にボイスコイル６２が配設された円筒状のボイス
コイルボビン６１と、ボイスコイルボビン６１とフレー
ム６６間に配設されたダンパー６７とを有している。

【００１０】フレーム６６は、金属材料によって、後端
部側から前端部側に向かって拡径された略円筒状に形成
されている。フレーム６６には、前端部側に、振動系５
４を保持する保持部７０が形成されており、この保持部
７０に振動系５４のエッジ６５の外周部が円環状のガス
ケット７１を介して固定されている。また、このフレー
ム６６には、外周部に、錦糸線７２を介してボイスコイ
ル６２と電気的に接続された接続部７３が設けられてい
る。この接続部７３は、接続線７４を介して外部から入
力される入力端子７５から電気信号を入力する。

【００１１】以上のように構成されるスピーカ装置５１
は、磁気ギャップＧ内に挿通されたボイスコイル６２に
電流が供給されることによって、ボイスコイル６２に電
磁力が作用し、ボイスコイルボビン６１が磁気ギャップ
Ｇ内を上下方向に移動する。そして、このスピーカユニ
ット５１は、ボイスコイルボビン７６１の移動に伴って
振動板６３が振動して前面５０ａ側に音波を発生させる
とともに、背面側に音波と位相が約１８０゜ずれた振動
波を発生させる。また、このスピーカユニット５１は、
内壁により上記の振動波を約１８０゜だけ位相をずらし
て反射させるようにしている。

【００１２】このスピーカユニット５１を内部に備える
筐体内には、内壁により反射された振動波を前面側に放
出するダクト５３が形成されている。このダクト５３
は、穴状に形成されることにより、内壁により反射され
た振動波を前面５０ａ側に放出する。このように、スピ
ーカユニット５１は、前面５０ａ側にダクト５３を備え
ているので、より大きな音響を出力することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型の
スピーカ装置においては、筐体が小型化されており、し
かも軽量化されているので、音響をスピーカユニット５
１で前面５０ａ側に放出すると振動が発生してしまう。
これは、スピーカユニット５１の振動板６３の質量と加
速度との積で表される振動力が発生し、振動板６３が前
面側に動けば反作用で同等の振動力がスピーカユニット
５１の背面側に発生することによる。このように、小型
のスピーカ装置においては、反作用の振動力を筐体５２
に受けると、この振動力を抑制するほどの重量がないの
で前面から放射する音響に損失を生じてしまう。

【００１４】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、スピーカユニットが前面側に音
響を放出するときに発生する背面側への振動力を抑制
し、前面側から放出される音響の音質を向上させること
ができるスピーカ装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、スピーカ装置が
放出する音響の強さは、上記のスピーカユニットの背面
から放出される振動波とスピーカ装置の質量とが重大な
要素を占めることに着目し、スピーカユニットとこのス
ピーカユニットの背面側にダクトを配し、スピーカユニ
ットの振動板とダクトとの関係を調整すれば、スピーカ
ユニットの背面から放出される振動波を抑制できること
を見いだした。

【００１６】本発明に係るスピーカ装置は、このような
知見に基づいて完成されたものであり、電気信号に応じ
て振動して音響を発生させる振動板を備えたスピーカユ
ニットと、このスピーカユニットの背面側に開口し筒状
に形成されたダクトとを備え、このダクト内の空気の質
量をｍ_Dとし、ダクト内の空気が動く加速度をα_Dとし、
振動板の質量をｍ₀とし、振動板が振動するときの加速
度をα₀としたとき、ｍ₀α₀＝Ａｍ_Dα_D（Ａは０．５〜
１．５の範囲内である。）を満たすようになされてい
る。

【００１７】このように構成されたスピーカ装置は、ダ
クト内の空気の質量をｍ_Dとし、ダクト内の空気が動く
加速度をα_Dとし、振動板の質量をｍ₀とし、振動板が振
動するときの加速度をα₀としたとき、ｍ₀α₀＝Ａｍ_Dα
_D（Ａは０．５〜１．５の範囲内である。）を満たすよ
うになされているので、スピーカユニットの背面から放
出される振動波を外部へ放出することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピーカ装置
について図面を参照しながら説明する。

【００１９】このスピーカ装置１は、図１に示すよう
に、筐体２と、この筐体２内に備えられるスピーカユニ
ット３とを備える。また、このスピーカ装置１は、この
スピーカユニット３の背面側に配されたダクト４とを備
える。

【００２０】スピーカユニット３は、図２に示すよう
に、音響を発生する振動系１０と、この振動系１０を駆
動する磁気回路部１１と、振動系１０を支持するフレー
ム１２とを備えている。

【００２１】磁気回路部１１は、スピーカユニット３の
背面側に配設され、磁性材料により形成されたヨーク１
３を備えている。ヨーク１３は、円板状に形成された平
板部１４の中央部にセンターポール１５が突設されてな
る。センターポール１５は、基端から先端にかけて同径
の円柱状に形成され、平板部１４からスピーカ装置１の
前面側に向けて突設されている。

【００２２】このヨーク１３上には、マグネット１６が
配設されている。マグネット１６は、中心穴１６ａを有
して円環状に形成されており、中心穴１６ａにヨーク１
３のセンターポール１５が挿入されている。また、ヨー
ク１３の平板部１４の中央部には、センターポール１５
の基端側の外周を囲むように、環状に段部１４ａが形成
されており、この段部１４ａにマグネット１６の中心穴
１６ａが嵌合されることにより、マグネット１６の位置
決めがなされている。

【００２３】マグネット１６上には、ヨーク１３のセン
ターポール１５との間に磁気ギャップＧを形成するトッ
ププレート１７が配設されている。このトッププレート
１７は、磁性材料により中心穴１７ａを有する円環状に
形成されており、中心穴１７ａにヨーク１３のセンター
ポール１５が挿入されることにより、センターポール１
５との間に磁気ギャップＧを形成している。この磁気ギ
ャップＧは、トッププレート１７とセンターポール１５
間の磁束の損失を最小限に抑えるために、狭間隔に設定
されている。

【００２４】ここで、マグネット１６は、例えばヨーク
１３側がＳ極に、トッププレート１７側がＮ極に帯磁さ
れている。そして、ヨーク１３がＳ極に、トッププレー
ト１７がＮ極に帯磁される。

【００２５】また、トッププレート１７上には、振動系
１０を支持するフレーム１２がネジ止め等により取り付
けられている。フレーム１２は、金属材料によって、基
端部側から前端部側に向かって拡径された略円筒状に形
成されている。

【００２６】フレーム１２に支持される振動系１０は、
略円錐状の振動板１８を備えている。この振動板１８
は、スピーカユニット３の前面側に配設され、中央部に
透孔１８ａが形成されている。この透孔１８ａの前面側
開口部は、ドーム形状のキャップ１９により閉塞され、
振動板１８の前面側からの塵等の侵入が防止されてい
る。また、振動板１８は、透孔１８ａがキャップ１９に
より閉塞されることにより、半径方向の変形が防止され
るようになされている。

【００２７】振動板１８の前面側外周部には、可撓性を
有する円環状のエッジ２０が取り付けられている。この
エッジ２０は、その外周端部が円環状のガスケット２１
を介して、フレーム１２の前面側外周部に形成された保
持部６に固定されており、振動板１８をフレーム１２に
連結するとともに、振動板１８をスピーカユニット３の
前面側から背面側にかけて直線的に振動するように支持
している。

【００２８】振動板１８の背面側には、外周面にボイス
コイル２３が巻装されたボイスコイルボビン２４が取り
付けられている。このボイスコイルボビン２４は、内径
がヨーク１３のセンターポール１５の外径よりもやや大
とされた円筒状に形成され、基端部側が振動板１８から
スピーカ装置１の背面２ｂ側に向けて突設するように、
先端部側が振動板１８の透孔１８ａに連結されされてい
る。このボイスコイルボビン２４の基端部側の外周面
に、ボイスコイル２３が巻装されている。このボイスコ
イル２３の両端部は、錦糸線２５を介して、フレーム１
２の外周部に設けられた外部信号が入力される接続部２
６に半田付けされて、電気的に接続される。

【００２９】また、このスピーカ装置１においては、ダ
クト４が筒状に形成され、このダクト４の開口面の中心
位置と、振動板１８の中心位置とが同一線上に位置する
ように配設されている。すなわち、このスピーカ装置１
においては、振動板１８の中心位置とダクト４の開口面
の中心位置とが中心線Ａ−Ａ線上に位置するように配設
されている。

【００３０】このように構成されたスピーカユニット３
は、磁気ギャップＧ内に挿通されたボイスコイル２３に
電流が供給されることによって、ボイスコイル２３に電
磁力が作用し、ボイスコイルボビン２４を磁気ギャップ
Ｇ内で上下方向に移動させる。そして、このボイスコイ
ルボビン２４の上下運動にともなって振動板１８が振動
し、前面２ａ側へ音響を放出する。

【００３１】なお、このスピーカユニット３としては、
磁気回路部１１を覆うように磁気シールドを設けた、い
わゆる磁気シールド型のものであっても良い。また、こ
のスピーカユニット３は、ヨーク１３の背面側に磁気回
路部１１を構成するマグネット１６から背面側に漏洩す
る磁界を打ち消すキャンセルマグネット２８を備えてい
ても良い。

【００３２】このように構成されたスピーカ装置１の組
立方法を以下説明する。このスピーカ装置を製造すると
きには、先ずヨーク１３の平板部１４上に接着剤が塗布
されて、マグネット１６が接着剤を介して固定されて取
り付けられる。このマグネット１６は、中心穴１６ａに
ヨーク１３の平板部１４に形成された段部１４ａが挿入
されて位置決めされることによってセンターポール１５
の中心軸と一致されて設けられる。そして、マグネット
１６は、中心穴１６ａにヨーク１３のセンターポール１
５が挿入され、センターポール１５の外周側に配設され
る。このマグネット１６は、接着剤が乾燥固化した後、
所望の磁極方向に帯磁される。

【００３３】マグネット１５上には、接着剤が塗布され
て、トッププレート１７が接着剤を介して固定されて取
り付けられる。そして、トッププレート１７は、中心穴
１７ａにヨーク１３のセンターポール１５が挿入され、
センターポール１５の外周側に配設される。この際、ト
ッププレート１７とヨーク１３のセンターポール１５と
の間に形成される磁気ギャップＧを所定間隔にするため
に、図示しないギャップガイド治具がセンターポール１
３の外周部に設けられた状態で、マグネット１６にトッ
ププレート１７が取り付けられる。

【００３４】トッププレート１７上には、フレーム１２
が取り付けられる。このフレーム１２は、トッププレー
ト１７がマグネット１６に取り付けられる前に、あらか
じめカシメ等の方法によりトッププレート１７上に取り
付けられるようにしてもよいし、また、トッププレート
１７がマグネット１６に取り付けられた後に、トッププ
レート１６上にネジ止等により取り付けられるようにし
てもよい。

【００３５】次に、センターポール１５の外周部に、ボ
イスコイル２３を磁気回路部１１の磁気ギャップＧ内に
位置決めするとともに、ボイスコイルボビン２４の内周
部とセンターポール１５の外周部とを同心円状にする図
示しないボイスコイルスペーサが設けられる。ボイスコ
イル２３は、ボイスコイルスペーサが設けられた状態
で、ボイスコイルボビン２４の基端部側の外周面に取り
付けられる。

【００３６】ボイスコイルボビン２４は、ダンパー２７
の内周部が接着剤を介してボイスコイルボビン２４に取
り付けられることにより、ダンパー２７を介してフレー
ム１２に取り付けられる。

【００３７】そして、接着剤が乾燥固化した後、ボイス
コイルボビン２４のボイスコイル２３に接続された錦糸
線２５は、フレーム１２に設けられた接続部２６に半田
付けされる。

【００３８】ボイスコイルボビン２４の先端側の外周部
には、振動板１８の背面側内周部が接着剤を介して取り
付けられる。また、この振動板１８には、ボイスコイル
スペーサが取り除かれた後、透孔１８ａを閉塞するよう
に、キャップ１９が内周部或いはボイスコイルボビン２
４の先端部に接着剤を介して取り付けられる。そして、
振動板１８の前面側外周部には、エッジ２０が取り付け
られる。

【００３９】このエッジ２０は、ガスケット２１を介し
てフレーム１２の前面側に形成された保持部２２に取り
付けられる。

【００４０】以上のように組み立てられるスピーカ装置
１は、ボイスコイル２３に音響信号に応じた駆動電流が
供給されることにより、この駆動電流と磁気回路部１１
の磁界との作用によって振動板１８が振動され、音響再
生が行われる。このとき、スピーカユニット３が音響を
前面２ａに対して放出するとき、振動波が背面２ｂ側に
放出される。この振動波が背面に向かって放出する力
は、スピーカユニット３の振動板１８の質量ｍ₀と、振
動板１８が振動するときの加速度α₀との積で表現され
る。

【００４１】このようなスピーカユニット３の背面２ｂ
側に配設されるダクト４は、筒状に形成され、スピーカ
ユニット３の背面に対して開口して形成されている。こ
のようになダクト４は、スピーカユニット３の背面側か
ら放出される振動波を外部に放出するように成されてい
る。

【００４２】また、このダクト４は、スピーカユニット
３から放出された振動波を外部に放出するとき、質量と
内部の空気の加速度との積で表現される力を要する。こ
のダクト４は、質量をｍ_Dとし、スピーカユニット３の
振動波を放出するときの内部の加速度をα_Dとしたと
き、スピーカユニット３とは下記の式（１）に示すよう
な関係を有するように成されている。

【００４３】ｍ_Dα_D＝Ａｍ₀α₀ （１）ここで、この式（１）においては、Ａを「１」とし、ｍ
_Dα_D＝ｍ₀α₀であることが望ましい。すなわち、この式
（１）によれば、スピーカユニット３から放出される振
動波により生ずる力と、ダクト４が外部に空気を放出す
る力が等しくなることが望ましい。このように、スピー
カ装置１においては、スピーカユニット３から放出され
る振動波により生ずる力と、ダクト４が外部に空気を放
出する力とを等しくすることにより、振動系１０から放
出される振動波をダクト４により吸収することができ
る。

【００４４】また、スピーカユニット３またはダクト４
は、設計段階における誤差等を考慮して、スピーカユニ
ット３から放出される振動波により生ずる力とダクト４
が外部に空気を放出する力との関係を示す式（１）のＡ
を０．５〜１．５の範囲内であれば良い。このように、
式（１）のＡを０．５〜１．５の範囲内とすることによ
り、スピーカ装置１は、スピーカユニット３から放出さ
れる振動波を抑制することができ、装置を小型としても
この振動波の影響により筐体２が振動してしまうような
ことを防止することができる。

【００４５】したがって、このように構成されたスピー
カ装置１は、振動波の影響により筐体２が振動してスピ
ーカユニット３から前面に放出される音響に影響を与え
るようなことがなく、良好な音質の音響を放出すること
ができる。

【００４６】以下、上述した式（１）をスピーカ装置に
適用した一例について説明する。なお、以下の計算にお
いては、振動板１８の中止位置と、ダクト４の開口面の
中心位置とが中心線Ａ−Ａ上に位置して配設されている
スピーカ装置１について計算を行った一例について述べ
る。このスピーカ装置１は、図２に示すように、筐体２
の横方向の幅ｔ₁を約８０ｍｍとし、筐体２の縦方向の
長さｔ₂を約３００ｍｍとし、スピーカユニット３の振
動系１０の直径ｔ₃を約６５ｍｍとし、スピーカユニッ
ト３の有効口径ｔ₄を約４９ｍｍとし、振動板１８の直
径ｔ₅を約４０ｍｍとし、スピーカユニット３の縦方向
における長さｔ₆を約６５ｍｍとして設計されている。
また、スピーカユニット３の背面側に配設されているダ
クト４は、開口径ｔ₇を約２６ｍｍとし、縦方向の長さ
ｔ₈を約２２０ｍｍとして設計されている。

【００４７】

【数１】

【００４８】この数１によれば、スピーカユニットのｍ
₀α₀が約１．４Ｎであるのに対してダクト４のｍ_Dα_Dが
約１．６Ｎであることから、上記の式（１）におけるＡ
が０．５〜１．５の範囲内であることがわかる。

【００４９】したがって、このようにスピーカユニット
３及びダクト４が設計されて構成されたスピーカ装置１
によれば、スピーカユニット３が背面側に放出する振動
波の力をダクト４で吸収することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るスピーカ装置は、電気信号に応じて振動して音響を発
生させる振動板を備えたスピーカユニットと、スピーカ
ユニットの背面側に開口し筒状に形成されたダクトとを
備え、ダクト内の空気の質量をｍ_Dとし、上記ダクト内
の空気が動く加速度をα_Dとし、上記振動板の質量をｍ₀
とし、振動板が振動するときの加速度をα₀としたと
き、ｍ_Dα_D＝Ａｍ₀α₀（Ａは０．５〜１．５の範囲内で
ある。）を満たすようになされているので、スピーカユ
ニットが背面側に放出する振動波の力をダクトで吸収す
ることができる。したがって、このスピーカ装置によれ
ば、上記の式のＡを０．５〜１．５の範囲内とすること
により、スピーカユニットから放出される振動波を抑制
することができ、装置を小型としてもこの振動波の影響
により筐体が振動してしまうようなことを防止すること
ができる。したがって、このように構成されたスピーカ
装置は、振動波の影響により筐体が振動してスピーカユ
ニットの前面から放出される音波に影響を与えるような
ことがなく、良好な音質の音響を放出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したスピーカ装置の一例を示す断
面図である。

【図２】本発明を適用したスピーカ装置の他の一例を示
す断面図である。

【図３】従来のスピーカ装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１スピーカ装置、２筐体、４ダクト、１０振動
系、１１磁気回路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山明広東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者渡辺直樹東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者徳重賢二東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気信号に応じて振動して音響を発生さ
せる振動板を備えたスピーカユニットと、上記スピーカユニットの背面側に開口し筒状に形成され
たダクトとを備え、上記ダクト内の空気の質量をｍ_Dとし、上記ダクト内の
空気が動く加速度をα_Dとし、上記振動板の質量をｍ₀と
し、上記振動板が振動するときの加速度をα₀としたと
き、ｍ_Dα_D＝Ａｍ₀α₀（Ａは０．５〜１．５の範囲内であ
る。）を満たすようになされたスピーカ装置。
【請求項２】上記ダクトが筒状に形成され前記ダクト
の開口面の中心位置と、上記振動板の中心位置とが同一
線上に位置するように配設されていることを特徴とする
請求項１記載のスピーカ装置。