JPS61184094A - スピ−カ - Google Patents
スピ−カInfo
- Publication number
- JPS61184094A JPS61184094A JP60021653A JP2165385A JPS61184094A JP S61184094 A JPS61184094 A JP S61184094A JP 60021653 A JP60021653 A JP 60021653A JP 2165385 A JP2165385 A JP 2165385A JP S61184094 A JPS61184094 A JP S61184094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voice coil
- speaker
- sound pressure
- diaphragm
- voice
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/02—Details
- H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
- H04R9/046—Construction
- H04R9/047—Construction in which the windings of the moving coil lay in the same plane
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、樹脂フィルムに薄膜および箔をエツチングし
たボイスコイルを形成した振動板（又は振動膜）を有し
たスピーカに係り、複数及び複層（多層）のボイスコイ
ルを形成する構成及び構造に関する。第１図は、本発明
の１実施例を示す構成図である。
たボイスコイルを形成した振動板（又は振動膜）を有し
たスピーカに係り、複数及び複層（多層）のボイスコイ
ルを形成する構成及び構造に関する。第１図は、本発明
の１実施例を示す構成図である。
樹脂フィルムを振動膜としたスピーカや複数のボイスコ
イルを有したスピーカは後述の従来例のようなものがあ
る。それぞれ利点もあるが、使用帯域（再生帯域）が限
定されるなどの欠点があった〇 以下、本発明に至った理由と、本発明の利点について記
述する。
イルを有したスピーカは後述の従来例のようなものがあ
る。それぞれ利点もあるが、使用帯域（再生帯域）が限
定されるなどの欠点があった〇 以下、本発明に至った理由と、本発明の利点について記
述する。
〔従来例１〕 近年、耐熱性の合成樹脂フィルム（以後
、単にフィルムという）が入手できるようになり、この
フィルムに例えばアルミニウム箔を接合し、ボイス；・
イルのパターンをエツチングにより形成し、振動膜（振
動板）としたスピーカが製造されるようになった。この
スピーカの利点は、振動系が軽く、又電気インピーダン
ス特性が平坦に構成できるので、従来のコーン形やドー
ム形に比べ過渡特性が大幅に改善される。
、単にフィルムという）が入手できるようになり、この
フィルムに例えばアルミニウム箔を接合し、ボイス；・
イルのパターンをエツチングにより形成し、振動膜（振
動板）としたスピーカが製造されるようになった。この
スピーカの利点は、振動系が軽く、又電気インピーダン
ス特性が平坦に構成できるので、従来のコーン形やドー
ム形に比べ過渡特性が大幅に改善される。
その反面、振動系が軽量になったために文献（Ｔｗｅｎ
ｔｙτＵｚｉｎ、ｑ Ｎｇｗ ８ｔｒｔＬｃｔＴＬτｅ
ａｎｄ ＮｇＷＭａｔｔｒｔ、ａｌｆｏｒ Ｄｉａｐ
ｈｒａｇｍ、 ： Ａｕ、ｄｉｏ Ｅｎ、ｑ、Ｓｏｃ、
、 Ｖｏｌ 、２９． Ｎｏ。
ｔｙτＵｚｉｎ、ｑ Ｎｇｗ ８ｔｒｔＬｃｔＴＬτｅ
ａｎｄ ＮｇＷＭａｔｔｒｔ、ａｌｆｏｒ Ｄｉａｐ
ｈｒａｇｍ、 ： Ａｕ、ｄｉｏ Ｅｎ、ｑ、Ｓｏｃ、
、 Ｖｏｌ 、２９． Ｎｏ。
１０、 ’８１ Ｏｃｔ 、）にも記述されているよう
に、音圧周波数特性が、平坦にならなく周波数が高くな
るに従って、第２図に示すように増大（段差。
に、音圧周波数特性が、平坦にならなく周波数が高くな
るに従って、第２図に示すように増大（段差。
ｈが生じる）する欠点がある。
この原因は、第５図に示すようにスピーカの放射インピ
ーダンス７、ｒ％性が周波数によって変化するためであ
る。
ーダンス７、ｒ％性が周波数によって変化するためであ
る。
放射インピーダンスＺｒは
Ｚｒ ＝ Ｒｒ ＋ ）’ Ｘｒ
−（ｔ）である。Ｒｒは放射抵抗、Ｘｒは放射
リアクタンスと呼ばれ、近似的に欠のようになる。
−（ｔ）である。Ｒｒは放射抵抗、Ｘｒは放射
リアクタンスと呼ばれ、近似的に欠のようになる。
となる。こ＼で、ＺＯ：特性インピーダンス（Ｚ）＝
ＰｏＣ） ＰＯ：空気の密度 Ｃ：音速 ２π に：波定数（、に：で又は＆＝ｒ） λ：波長 ａ：振動板の半径 ｌＩＩ：２πｆ ｆ二層波数 たゾし、フィルムを用いた振動膜は角形のものが多いが
説明を簡単にするため、ピストン円板として記述してい
る。
ＰｏＣ） ＰＯ：空気の密度 Ｃ：音速 ２π に：波定数（、に：で又は＆＝ｒ） λ：波長 ａ：振動板の半径 ｌＩＩ：２πｆ ｆ二層波数 たゾし、フィルムを用いた振動膜は角形のものが多いが
説明を簡単にするため、ピストン円板として記述してい
る。
おくと、Ｍｄは周波数に無関係な１つの質量である。こ
の質量Ｍαは振動板の片面に付加する質量で空気の付加
質量と呼ばれ、スピーカではこの２倍の値となる。この
関係はｋａ＜＋で表わす低い帯域でははゾ成立つが、ｋ
ａ＞＋で表わす高い帯域では、Ｘｒが第６図に示すよう
に漸次減少するのでＭｄも減少することが分る。
の質量Ｍαは振動板の片面に付加する質量で空気の付加
質量と呼ばれ、スピーカではこの２倍の値となる。この
関係はｋａ＜＋で表わす低い帯域でははゾ成立つが、ｋ
ａ＞＋で表わす高い帯域では、Ｘｒが第６図に示すよう
に漸次減少するのでＭｄも減少することが分る。
一方、質量制御領域（ｆ＞ｆｏ、）でｋａ＜１の帯域ノ
音圧レベル（ＳＰＬ）は次式で計算できる。
音圧レベル（ＳＰＬ）は次式で計算できる。
こ＼で、Ｃ：定数
Ｂ：磁束密度
ｔ：ボイスコイルの長さ
ａ：振動系の実効半径
ＭＯ＝振動系の実効質量。
Ｍｏ ＝ Ｍｄ ＋ Ｍｖ ＋ Ｍａ
ＺＪＰ：ボイスコイルの電気インピー
ダンス
である。実効質量Ｍｏは、振動系の振動板の質量Ｍｄ、
ボイスコイルの質量Ｍｖ、空気の付加質量Ｍαからなる
。第３図からも分るようＩＩＣ，ｋａ旧の周波数では前
述したように、空気の付加質量Ｍαが漸次減少するので
前述の文献でも示されているように第２図の音圧周波数
特性となる。この特性のスピーカは振動板の寸法は、１
．３０×５ｃｒＩｔの角形で、空気の付加質量２Ｍα中
１５■、振動板の質量Ｍｄ＝７ｍｇで、ボイスコイルの
質量Ｍｖ＝２ｔ■の場合とＭυ＝７■の場合ニついて計
算されている。ボイスコイルノ質量Ｍνが小さい方が段
差んが大きくなっている。
ボイスコイルの質量Ｍｖ、空気の付加質量Ｍαからなる
。第３図からも分るようＩＩＣ，ｋａ旧の周波数では前
述したように、空気の付加質量Ｍαが漸次減少するので
前述の文献でも示されているように第２図の音圧周波数
特性となる。この特性のスピーカは振動板の寸法は、１
．３０×５ｃｒＩｔの角形で、空気の付加質量２Ｍα中
１５■、振動板の質量Ｍｄ＝７ｍｇで、ボイスコイルの
質量Ｍｖ＝２ｔ■の場合とＭυ＝７■の場合ニついて計
算されている。ボイスコイルノ質量Ｍνが小さい方が段
差んが大きくなっている。
これは振動系の質量Ｍｏが小さいと段差ルが太きくなる
ことを示している。この段差ルをなくす一方法として同
文献では、第４図に示すように、振動膜１の前部にホー
ン２を配置して音圧周波数特性を平坦にしている。しか
しＭｄは振動板の実効半径αの三乗に比例するので、振
動板が大きくなるに従ってこの段位ルが大きくなる。
ことを示している。この段差ルをなくす一方法として同
文献では、第４図に示すように、振動膜１の前部にホー
ン２を配置して音圧周波数特性を平坦にしている。しか
しＭｄは振動板の実効半径αの三乗に比例するので、振
動板が大きくなるに従ってこの段位ルが大きくなる。
例えば、口径３０α相当の全帯域形スピーカ（α＝１２
の１Ｍα＝ ＋＋ ｙ 、 Ｍｄ＝ｏ、ｓ ｔ・・・フ
ィルム厚すｔ 、＝ １２μｍ 、 Ｍｚ＋＝２．６ｒ
・・・アルミニウム箔厚さ２０μｍ 、 Ｍｏ中１４．
４ ｆ ）とすると、段位Ａ ハ第５図に示すように約
１２７７Ｂも生じ、文献のように振動板にホーンを配置
して音圧周波数特性を平坦にするには、ホーンの開口部
の長さが１．５ｍ以上となり実用的ではない。
の１Ｍα＝ ＋＋ ｙ 、 Ｍｄ＝ｏ、ｓ ｔ・・・フ
ィルム厚すｔ 、＝ １２μｍ 、 Ｍｚ＋＝２．６ｒ
・・・アルミニウム箔厚さ２０μｍ 、 Ｍｏ中１４．
４ ｆ ）とすると、段位Ａ ハ第５図に示すように約
１２７７Ｂも生じ、文献のように振動板にホーンを配置
して音圧周波数特性を平坦にするには、ホーンの開口部
の長さが１．５ｍ以上となり実用的ではない。
このように、上記した振動膜は主に高音用スピーカに使
用されている。
用されている。
〔従来例２〕 複数のボイスコイルを有したスピーカと
して、特開昭５５−２５２６５号に記載のように、１つ
のボビンに複数のボイスコイルを捲回した、第６図に示
す構成がある。このスピーカ３は、全帯域を再生するボ
イスコイル４と、ローパスフィルタ５によって、２００
Ｈｚ１ｇ下を再生するボイスコイル６からなっている。
して、特開昭５５−２５２６５号に記載のように、１つ
のボビンに複数のボイスコイルを捲回した、第６図に示
す構成がある。このスピーカ３は、全帯域を再生するボ
イスコイル４と、ローパスフィルタ５によって、２００
Ｈｚ１ｇ下を再生するボイスコイル６からなっている。
そして、その音圧周波数特性は、第７図に示すようにボ
イスコイル４によって特性ハ、ボイスコイル６によって
特性二のように再生され、２つのボイスコイル４，６に
よって合成特性ホのように２００Ｈｚ以下の特性が強強
された再生音となる。
イスコイル４によって特性ハ、ボイスコイル６によって
特性二のように再生され、２つのボイスコイル４，６に
よって合成特性ホのように２００Ｈｚ以下の特性が強強
された再生音となる。
また、このスピーカ３の電気インピーダンス特性は特性
へのようになる。この理由は、２００Ｈｚ以下の帯域で
は、ボイスコイル４，６が並列に駆動したことになるの
で所定の電気インピーダンスＺ、ｒ（例えば８Ω）より
小さくなる。さらに、ボイスコイルを捲回しているので
インダクタンスを生じ、高音域になるに従って電気イン
ピーダンスＺ、が増加し、特性へのようにうねった電気
インピーダンス特性となる。このために、スピーカを駆
動する電力増幅器の動作が不安定になり易い欠点があっ
た。
へのようになる。この理由は、２００Ｈｚ以下の帯域で
は、ボイスコイル４，６が並列に駆動したことになるの
で所定の電気インピーダンスＺ、ｒ（例えば８Ω）より
小さくなる。さらに、ボイスコイルを捲回しているので
インダクタンスを生じ、高音域になるに従って電気イン
ピーダンスＺ、が増加し、特性へのようにうねった電気
インピーダンス特性となる。このために、スピーカを駆
動する電力増幅器の動作が不安定になり易い欠点があっ
た。
本発明の目的は、か５る事情を鑑みて、一枚の振動板（
膜）において全帯域を再生し、音圧周波数特性および電
気インピーダンス特性が平坦でかつ音像定位が良好で、
過渡特性の良いスピーカを提供するにある。
膜）において全帯域を再生し、音圧周波数特性および電
気インピーダンス特性が平坦でかつ音像定位が良好で、
過渡特性の良いスピーカを提供するにある。
振動板（膜）に複数のボイスコイルを振動板の表、裏の
片面もしくは両面に多層に設ける。
片面もしくは両面に多層に設ける。
そして、第８図の点線イで示すように低音側の音圧レベ
ルを上昇させるか、又は鎖線口で示すように高音側の音
圧レベルを低下させるように、かつ各帯域を駆動するボ
イスコイルに分割ネットワークを接続すると共Ｋ、駆動
力に重み付けをして多重駆動を行い音圧周波数特性を平
坦にする。さらに、電気インピーダンス特性も平坦にす
る。
ルを上昇させるか、又は鎖線口で示すように高音側の音
圧レベルを低下させるように、かつ各帯域を駆動するボ
イスコイルに分割ネットワークを接続すると共Ｋ、駆動
力に重み付けをして多重駆動を行い音圧周波数特性を平
坦にする。さらに、電気インピーダンス特性も平坦にす
る。
以下、実施例を図を用いて説明する。
〔実施例１〕 本実施例は、音圧レベルの低い低音側り
のレベルを上昇させる手段である。そのときのスピーカ
の構造の１例を第９図に示す。
のレベルを上昇させる手段である。そのときのスピーカ
の構造の１例を第９図に示す。
こ＼で、７は振動膜（板）、８は複数および、又は複層
のボイスコイル（導電膜）で振動膜（板）７０片面もし
くは両面に形成している。９は着磁された柱状の磁石、
１０はヨークプレート、１１はヨークプレート１０に設
けた音波の放射孔、１２はこれらを支えるフレームであ
る。
のボイスコイル（導電膜）で振動膜（板）７０片面もし
くは両面に形成している。９は着磁された柱状の磁石、
１０はヨークプレート、１１はヨークプレート１０に設
けた音波の放射孔、１２はこれらを支えるフレームであ
る。
第１図は、複数（複層）のボイスコイルとそれに付随す
る分割ネットワーク等の結線図である。こ＼で、＋２．
１５．１４はボイスコイル、１５はローハスフィルタ（
ＬＰＦ）＋６とバイパスフィルタ（ＨＰＦ）＋７からな
る分割ネットワーク（ＤＮＷ）、１８は減衰器（ＡＴＴ
）である。こ＼で、発明の詳細な説明しやすくするた
めに、前述の段差が６ｄＢであると仮定して、低音側り
の音圧レベル（８ＰＬ）を６ｄＢさせるには、スピーカ
の端子から見た電気インピーダンスｚｓ＝８Ωとすると
、第１図において、高音側Ｈ再生用ボイスコイル１４は
８Ωで、ｔｉ）ｌ）、 ホイスコイル１２．＋５は、低
音側り再主用でそれぞれボイスコイル１４０倍の線長ｔ
にしてその電気インピーダンスは１６Ωとする。スピー
カの端子Ｋｉなる電流の信号が印加されたとすると、ボ
イスコイル１４には駆動力Ｆ＝ＢＬｉが生じる。一方、
ボイスコイル１２ 、１５にはそれぞれ’／２の電流が
流れるので、２つのコイルの合成の駆動力Ｆ ＝ ２
ｘ （Ｂｘ２ｔｘ ７り＝２ＢＬｉとなり、低音側りの
駆動力は６ｄＢだけ高い。その結果、爾１０図に示すよ
うに、ローパスフィルタ１６を通した低音側りは音圧周
波数特性トとなる（フィルタ１６を通さない場合、点線
で示す特性チである）。また、バイパスフィルタ１７を
通した高音側Ｈは音圧周波数特性すとなる（フィルタ１
７を通さない場合、点線で示す特性ヌである）。特性ト
とりを合成すると全帯域にわたり平坦な音圧周波数特性
となる。同様Ｋ、スピーカの入力端子から見た電気イン
ピーダンスＺｊも平坦になる。
る分割ネットワーク等の結線図である。こ＼で、＋２．
１５．１４はボイスコイル、１５はローハスフィルタ（
ＬＰＦ）＋６とバイパスフィルタ（ＨＰＦ）＋７からな
る分割ネットワーク（ＤＮＷ）、１８は減衰器（ＡＴＴ
）である。こ＼で、発明の詳細な説明しやすくするた
めに、前述の段差が６ｄＢであると仮定して、低音側り
の音圧レベル（８ＰＬ）を６ｄＢさせるには、スピーカ
の端子から見た電気インピーダンスｚｓ＝８Ωとすると
、第１図において、高音側Ｈ再生用ボイスコイル１４は
８Ωで、ｔｉ）ｌ）、 ホイスコイル１２．＋５は、低
音側り再主用でそれぞれボイスコイル１４０倍の線長ｔ
にしてその電気インピーダンスは１６Ωとする。スピー
カの端子Ｋｉなる電流の信号が印加されたとすると、ボ
イスコイル１４には駆動力Ｆ＝ＢＬｉが生じる。一方、
ボイスコイル１２ 、１５にはそれぞれ’／２の電流が
流れるので、２つのコイルの合成の駆動力Ｆ ＝ ２
ｘ （Ｂｘ２ｔｘ ７り＝２ＢＬｉとなり、低音側りの
駆動力は６ｄＢだけ高い。その結果、爾１０図に示すよ
うに、ローパスフィルタ１６を通した低音側りは音圧周
波数特性トとなる（フィルタ１６を通さない場合、点線
で示す特性チである）。また、バイパスフィルタ１７を
通した高音側Ｈは音圧周波数特性すとなる（フィルタ１
７を通さない場合、点線で示す特性ヌである）。特性ト
とりを合成すると全帯域にわたり平坦な音圧周波数特性
となる。同様Ｋ、スピーカの入力端子から見た電気イン
ピーダンスＺｊも平坦になる。
段差ルが６ｄＢ以上の場合は、低音側りのボイスコイル
の数を遂次増加するか、減衰器１日で高音側Ｈの音圧レ
ベル（ＳＰＬ）を低下させれば良い。
の数を遂次増加するか、減衰器１日で高音側Ｈの音圧レ
ベル（ＳＰＬ）を低下させれば良い。
また１段差んが６ｄＢ以下の場合は、ボイスコイル１２
．１５の電、気インピーダンスはそれぞれ１６Ωとして
、ボイスコイルの線長を短かくして（導電膜の断面積を
小さくして電気インピーダンスを合せる）、高音側Ｈの
音圧レベル（ＳＰＬ）に合せれば良い。
．１５の電、気インピーダンスはそれぞれ１６Ωとして
、ボイスコイルの線長を短かくして（導電膜の断面積を
小さくして電気インピーダンスを合せる）、高音側Ｈの
音圧レベル（ＳＰＬ）に合せれば良い。
スピーカの端子から見た電気インピーダンスが８Ω以外
の場合、これに準じてボイスコイルを変えれば良い。ま
た分割ネットワーク１５０分割周波数ｆ。はｋａ ＝
１．５〜２．５の間の周波数を選択すれば良い。
の場合、これに準じてボイスコイルを変えれば良い。ま
た分割ネットワーク１５０分割周波数ｆ。はｋａ ＝
１．５〜２．５の間の周波数を選択すれば良い。
従来例２では、２００ＨｚｌＪ下の限られた帯域の音圧
レベルの増大しか図れなく、さらに電気インピーダンス
の低下を生じているが、本発明では広帯域にわたり音圧
レベルを平坦に増大させることができる。その結果、全
帯域にわたって平坦な音圧周波数特性と電気インピーダ
ンス特性が得られる。
レベルの増大しか図れなく、さらに電気インピーダンス
の低下を生じているが、本発明では広帯域にわたり音圧
レベルを平坦に増大させることができる。その結果、全
帯域にわたって平坦な音圧周波数特性と電気インピーダ
ンス特性が得られる。
〔実施例２〕 本実施例は、音圧レベルの高い高音側Ｈ
のレベルを低下させる手段である。第１１図は複数（複
Ｒ）のボイスコイルとｙ（ｈニ付随する分割ネットワー
クの結線図である。こ＼テ、１９．２０ハホイスコイル
、２１ハローパスフイルタ（ＬＰＦ）２２およびバイパ
スフィルタ（ＨＰ Ｆ ） ２５からなる分割ネットワ
ーク（ＤＮＷ）、２４は減衰器（ＡＴＴ）、２５は、ボ
イスコイル１９との合計で電気インピーダンスＺ、？
＝ ８とするための抵抗器（Ｒ，）である。
のレベルを低下させる手段である。第１１図は複数（複
Ｒ）のボイスコイルとｙ（ｈニ付随する分割ネットワー
クの結線図である。こ＼テ、１９．２０ハホイスコイル
、２１ハローパスフイルタ（ＬＰＦ）２２およびバイパ
スフィルタ（ＨＰ Ｆ ） ２５からなる分割ネットワ
ーク（ＤＮＷ）、２４は減衰器（ＡＴＴ）、２５は、ボ
イスコイル１９との合計で電気インピーダンスＺ、？
＝ ８とするための抵抗器（Ｒ，）である。
こ＼で、本発明の詳細な説明しやすくするために前述の
段差んが６ｄＢであると仮定して、高音側Ｈの音圧レベ
ル（ＳＰＬ）を６ｄＢ低下させるには、スピーカの端子
から見た電気インピーダンスＺ！ ＝ ８Ωとすると、
ボイスコイル１９．２０はそれぞれ同じ線長ｔで直列接
続となっている。
段差んが６ｄＢであると仮定して、高音側Ｈの音圧レベ
ル（ＳＰＬ）を６ｄＢ低下させるには、スピーカの端子
から見た電気インピーダンスＺ！ ＝ ８Ωとすると、
ボイスコイル１９．２０はそれぞれ同じ線長ｔで直列接
続となっている。
また電気インピーダンスはそれぞれ４Ωとし、抵抗器２
５は４Ωとする。低音側りの信号は、ボイスコイル１９
、２０の両方に流れるので、駆動力Ｆ＝Ｂ×２Ｌｘｉ
＝２Ｂｔｉである。一方、高音側Ｈはボイスコイル１９
のみに流れるので駆動力Ｆ＝ＢＬｉとなり、高音側Ｈの
駆動力Ｆは６ｄｆ３低下することになる。その結果、第
１２図に示すように、ローパスフィルタ２２を通した低
音側りは音圧周波数特性ルとなる（フィルタ２２を通さ
ない場合、点線で示す特性ヲである）。またバイパスフ
ィルタ２５を通した高音側Ｈは音圧周波数特性ワとなる
（フィルタ２３を通さない場合、点線で示す特性力であ
る）。特性ルとワを合成すると全帯域にわたり平坦な音
圧周波数特性となり、ボイスコイル１９の電気インピー
ダンスは４Ωであるので抵抗器２５との和で８０とする
ことによって同様にスピーカの入力端子から見た電気イ
ンピーダンスＺｙも平坦になる。
５は４Ωとする。低音側りの信号は、ボイスコイル１９
、２０の両方に流れるので、駆動力Ｆ＝Ｂ×２Ｌｘｉ
＝２Ｂｔｉである。一方、高音側Ｈはボイスコイル１９
のみに流れるので駆動力Ｆ＝ＢＬｉとなり、高音側Ｈの
駆動力Ｆは６ｄｆ３低下することになる。その結果、第
１２図に示すように、ローパスフィルタ２２を通した低
音側りは音圧周波数特性ルとなる（フィルタ２２を通さ
ない場合、点線で示す特性ヲである）。またバイパスフ
ィルタ２５を通した高音側Ｈは音圧周波数特性ワとなる
（フィルタ２３を通さない場合、点線で示す特性力であ
る）。特性ルとワを合成すると全帯域にわたり平坦な音
圧周波数特性となり、ボイスコイル１９の電気インピー
ダンスは４Ωであるので抵抗器２５との和で８０とする
ことによって同様にスピーカの入力端子から見た電気イ
ンピーダンスＺｙも平坦になる。
このよろに、ボイスコイル１９ 、２０を車に直列接続
して電気インピーダンスＺ、ｒ＝８０で構成した全帯域
形のスピーカの音圧周波数特性の段差が６ｄＢの場合、
本実施例のように全帯域に亘って、平坦な音圧周波数特
性が得られる。
して電気インピーダンスＺ、ｒ＝８０で構成した全帯域
形のスピーカの音圧周波数特性の段差が６ｄＢの場合、
本実施例のように全帯域に亘って、平坦な音圧周波数特
性が得られる。
段差りが６ｄ、８以上の場合は、ボイスコイル２０の長
さを長く（〉４Ω）、ボイスコイル１９の長さを短かく
して（〈４Ω）、合成インピーダンスを８Ωになるよう
に、抵抗器２５の抵抗値を大きく（几〉４Ω）する方法
と、減衰器（ＡＴＴ）２４で高域側のレベルを下げる方
法が考えられる。
さを長く（〉４Ω）、ボイスコイル１９の長さを短かく
して（〈４Ω）、合成インピーダンスを８Ωになるよう
に、抵抗器２５の抵抗値を大きく（几〉４Ω）する方法
と、減衰器（ＡＴＴ）２４で高域側のレベルを下げる方
法が考えられる。
次に段差んが６ｄＢ以下の場合は、前述と逆にボイスコ
イル２０の長さを短く（く４Ω）、ボイスコイル１９の
長さを長く−（〉４Ω）して、合成インピーダンスを８
Ωになるように、抵抗器２５の抵抗値を小さく（几く４
Ω）すれば良い。
イル２０の長さを短く（く４Ω）、ボイスコイル１９の
長さを長く−（〉４Ω）して、合成インピーダンスを８
Ωになるように、抵抗器２５の抵抗値を小さく（几く４
Ω）すれば良い。
このように、本発明によれば、平坦な音圧周波数特性お
よび電気インピーダンス特性が得られる。
よび電気インピーダンス特性が得られる。
以上により明らかなように本発明によれば、一枚の振動
板（振動膜）で全帯域を平坦な音圧周波数特性で再生で
き、かつ電気インピーダンス特性も平坦になるので、音
像定位が良く、過渡特性が良いスピーカを得られる。さ
らに、電気インピーダンス特性が平坦なので、スピーカ
を駆動する電力増幅器の動作を安定にする効果がある。
板（振動膜）で全帯域を平坦な音圧周波数特性で再生で
き、かつ電気インピーダンス特性も平坦になるので、音
像定位が良く、過渡特性が良いスピーカを得られる。さ
らに、電気インピーダンス特性が平坦なので、スピーカ
を駆動する電力増幅器の動作を安定にする効果がある。
第１図は本発明の１実施例のスピーカのボイ第６図はピ
ストン円板の放射インピーダンス東ノ性、第４図は第２
図の特性のスピーカの改良を示す構造断面図、第５図は
、音圧周波数特性の計算例、第６図および第７図は従来
のスピーカの構成結線図とその特性図、第８図は本発明
の目的の主旨を示す音圧周波数特性の模式図、第９図は
本発明のスピーカの構造断面図、第１０図は本発明のス
ピーカの低音側と高音側の音圧レベルをそろえ、音圧周
波数特性を平坦にするだめの模式図、第１１図は本発明
の他の実施例の結線図、第１２図は第１１図における第
１０図対応の模式図である。 ７・・・振動膜、８・・・複層のボイスコイル、９・・
・柱状磁石、１０・・・ヨークプレート、１１・・・音
波放射孔、１２・・・フレーム、＋２．１５．１４．１
９．２０・・・複数のボイスコイル、１５ 、２１・・
・分割ネットワーク、１６．２２・・・ローパスフィル
タ、１７．２５・・・バイパスフィルタ、１８．２４・
・・減衰器、２５・・・抵抗器。 第 １圓 ａイ” ’ Ｋ４７ＭｔＬ／
２ＡＴＴ、７Ｆ 第２図 第４ｚ 第３ に 、／ 、２ 、ｊ ／
２ ６ ／θノｌ 第５の 第６図 一 十 第７０ ２θＯ同及良 昂８図 周仮数−− 第り記 第１Ｏ固 ／ 、２ ．５ ／ ２
ｊｆ； ／。 第１／に 第７２図 ｔ 明細書第３頁第１３行「欠のようになる。」を手続
補正書（自発） □、 ｂｏ、 ５ Ａ２０ 。 補正をする者 π件と１係 特許出願人 名 称 （５１０１株式会−Ｅ 日 立
製 作 所代 理 人 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面第
１図、第４図。 ３、 明細書第４頁第１８行 ［（ｆ＞ｆ、、Ｂ を「
（ｆ＞ｆｏ）」に訂正する。 ４、 明細書第４頁第２０行 ５、 明細書第５頁第９行 「である。」を削除する。 ６、 明細書第１３頁第１３行 「車」を「単」に訂正
する。 ｌ 図面第１図、第４図を別紙の通り訂正する。 以上 篤 １ 固 イＩ！、 缶４月弓 ト へ丁丁）２ 手続補正書（自発） 事ｒトの表示 昭和６０ 年特許願第 ２Ｌ６５３ 号発明の名
称スピーカ 補正をする者 １ｍと１件 特許出願人 名 称 ′５１０）株式会叶 日 立 製
作所式 理 人 補正の対象 明細書全文及び図面全図 間 細 書 １、発明の名称 スピーカ ２、特許請求の範囲 を作用する磁気回路を具備してなるスピーカにおいて、
入力電気音響信号を受は低域周波数成分のみを通すロー
パスフィルタ、入力醒気音響信号を受は高域周波数成分
のみを通すバイパスフィルタ、ボイスコイルを構成する
直列接続された第１と第２のボイスコイル及びバイパス
フィルタの出力に接続されたインピーダンスマツチング
用の抵抗器を備え、前記ローパスフィルタの出力は前記
第１．第２のボイスコイルに供給され、前記バイパスフ
ィルタの出力は前記抵抗器を通して第２ボイスコイルに
供給するように構成したことを特徴とするスピーカ。 （２、特許請求の範囲第１項のスピーカにおいて、前記
撮＠膜の少な（とも片面に複数のボイスコイルを担持し
、それぞれのボイスコイルが前記第１．第２のボイスコ
イルを構成し、前記第１と第２のボイスコイルは低音域
と高音域で駆動力に重み付けをするように長さの比を有
するスピーカ。 （３） 特許請求の範囲第２項のスピーカにおいて、
前記撮動膜はジグザク状のボイスコ・イル導体を有し、
該ボイスコイル導体は前記第１．第２のボイスコイルを
構成し、低音域では第１と第２のボイスコイルにより全
振動膜が振動し、高音域では第２のボイスコイルにより
振動膜の一部が振動するように振動膜の放射面積に重み
付けをしたスピーカ。 （４）特許請求の範囲第１項のスピーカにおいて、前記
第１と第２のボイスコイルの長さの比ははソ１：１から
４＝１であるスピーカ。 （５） 導体パターンでなるボイスコイルを配置した
平面状の振動膜と該ボイスコイルに交差して直流磁束を
与える交互磁気ボールとを振動膜に平行に交互に整列さ
せたスピーカの構造において、前記導体パターンは電気
的に直列に結合され、物理的に並％ｆ ２れた第１．第
２のジグザクノ（ターン乞そなえ、前記第１のジグザク
ノくターンの一端に接続された入力電気音響信号の低域
成分を受ける第１の端子と、前記第２のジグザグノくタ
ーンの一端に接続され、該パターンに入力された信号の
通路を与える第２の端子と、前記第１と第２のジグザク
パターンの接続点で入力電気信号の高域成分を受ける第
３端子を持ったことを特徴とするスピーカ。 （６） 特許請求の範囲第５項のスピーカ構造におい
て、前記第１．第２のジグザク導体ノくターンは振動膜
を構成する平面状の振動膜上のはソ全面にそれぞれ並列
配置されているスピーカ。 （７）特許請求の範囲第５項のスピーカ構造において、
前記第１．第２のジグザグ導体パターンは撮ａ膜のはソ
全面上にそれぞれ半分ずつに配置されているスピーカ。 （８） 特許請求の範囲第５項のスピーカ構造におい
て、前記第１．第２のジグザク導体パターンは、振動膜
のはソ全面に配置され、第２のジグザク導体パターンの
撮動膜上の占有面積は低音域と高音域の音圧レベル差に
応じて小さくしたスピーカ。 （９） 導体パターンでなるボイスコイルを配置した
平面状の振動膜と該ボイスコイルに交差して直流磁束を
与える交互磁気ボールを振動膜の面に平行に交互に整列
させたスピーカにおいて、前記導体パターンは、前記振
動膜のはソ全面に形成された第１と第２のジグザク状パ
ターンをそなえ、前記第１のジグザク状パターンは、多
１層構造を有し、各層は電気的に並列接続され共通の両
端に入力電気音響信号の低音域成分信号が加えられる。 端子に接続され、前記第２のジグザク状パターンは入力
電気音響信号の高音域成分信号が加えられる端子に接続
され、前記第１第２のジグザク状パターンは低音域と筒
音域の音圧レベル差に応じて一定断面積の導体長の比を
有することを特徴とするスピーカ。 （１０）ａｆ！ｊ許請求の範囲第９項のスピーカにおい
て、第１のジグザク状パターンは、低音域と高音域の音
圧レベル差に応じて、第２のジグザク状ノ（ターンと電
気インピーダンスを同じ＜シ、導体の断面積を増減した
スピーカ０ ３、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は、樹脂フィルムに薄膜および箔をエツチング又
は、蒸着などによってボイスコイルを形成した振動膜（
又は感動板）を有したスピーカに係り、複数個及び複層
のボイスコイルを形成する振動膜及び構成・構造ならび
にそれらに付属する分割ネットワーク（デバイディング
ネットワーク）をそなえたスピーカシステムに関する。 〔発明の背景〕 樹脂フィルムを振動膜としたスピーカや複数のボイスコ
イルを有したスピーカは後述の従来例のようなものが知
られている。それぞれ利点もあるが、使用帯域すなわち
再生帯域が限定されるという欠点があった。 以下、不発明に至る迄の背景を例示によって説明する。 〔従来例１〕 近年、耐熱性の合成樹脂フィルム（以後
、単にフィルムという）が入手できるようになり、この
フィルムに例えばアルミニウム箔を接合し、ボイスコイ
ルのパターンをエツチングにより形成し、感動膜（振動
板）としたスピーカが製造されるようになった。このス
ピーカの利点は、振動系が軽く、又電気インピーダンス
特性が平坦に構成できるので、従来のコーン形やドーム
形にＴｗｅｅｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｎｅｗ ５ｔｒｕｃ
ｔ、ｕｒｅ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ
Ｄｉａｐｈｒａｇｍ ； Ａｕｄｉｏ Ｅｎｇ ８ｏ
ｃ、、 Ｖｏｌ、２９１ ＮＣＬ １０゜’８１０ｃｔ
、）にも記述されているように、音圧周波数特性が、平
坦にならなく周波数が高くなるに従って、第２図に示す
ように増大すなわち段差りが生じるという欠点がある。 この原因は、第３図に示すようにスピーカの放射インピ
ーダンスＺｒ荷性のＸｒ分が周波数によって変化するた
めである。 放射インピーダンスＺｒは、 ｗ Ｈ，ｒ ＋ｊＸｒ ・・・（２）である。た
だし、 ここで、Ｊ、はベッセル関数、Ｓ、はストルブ関数であ
る。また、Ｒｒは放射抵抗、Ｘｒは放射リアクタンスと
呼ばれ、Ｋａ（１の周波数帯域では近似的に、となる。 ここで、 ａ；振動板の実効半径 ｚｏ；特性インピーダンス（４＝Ｒρ。Ｃ）ρ０；空気
の密度 Ｃ；空気中の音速 λ；波長 ω；角周波数（ω−２πｆ） ｆ；周波数 ただし、樹脂フィルムな撮動膜に用いたスピーカは角形
のものが多いが、ここでは説明を簡単にするために無限
大バクフル中のピストン円板として記述している。 また、Ｘｒ−ω珈 ・・・＋７）ただし、Ｍａ
ｗ−！−！′ａ” ｍ上ｐＯａ” ・［８）３ｃ
３ とお（と、当は周波数に無関係な１つの質量である。こ
の質−］Ｍａは振動板の片面に付加する質量で空気の付
加質量と呼ばれ、空気を振動させるときの慣性を表わす
。また無限大バクフル中のスピーカではこの２倍の値と
なる。しかし、この関係はＫ ａ （１の低い周波数帯
域ではほぼ成立つが、Ｋａ〉１の高い周波数では、Ｘｒ
が第３図に示すように漸次減少するので、鵬も減少する
ことが分る。 一方、質量制御領域（ｔ ＞ ｔｏ −ｆｏ；最低共振
周波数）でのＫａ〈１の帯域での出力音圧レベル（ＳＰ
Ｌ）は次式で求まる。 ここで、Ｃ；定数 Ｂ；磁気空隙の磁束密度 ｔ；ボイスコイルの長さ ａ；振動板の実効半径 為；振動系の実効質量（Ｍｏ ＝ Ｍ ｄ ＋Ｍ ｖ＋
Ｍａ＋ −・・・・・） ｚＳ；、ボイスコイルの′イ気インピーダンスである。 振動系の実効質量部は、振動板の質Ｈａ、ボイスコイル
の質量Ｍｖ１ 空気の付加質量Ｍａなどからなる。空
気の付加質量ＭａはＫ ａ （１の低い周波数帯域では
（８）式で表わしたようにほぼ一定であるが、Ｋ ａ
）１０筒い周波数帯域では、前述したように次式に従っ
て漸次減少する。 また、Ｋ ａ ） ５の高い周波数帯域では、Ｒｒ′＝
ｑｉａ’ Ｚｏ −（１１）Ｘｒ−ｖｏ
−（１２）となり、空気
の付加質量Ｍ ａ ”−ａ Ｏとなる。そのために、第
２図に示すように出力音圧周波数特性に段差りが発生し
、聴感上好ましくない音質となる。 また、段差りは（９１式より、次式で求まる。 その結果、前述の文献でも示されているように第２図の
晋、互層波数特性となる この特性のスピーカは振動板
の寸法は、 ｔｘｃａｔｘｓ国の角形で、空気の付加
質量２Ｍａ＋１５ｍｇ、振動板の質量Ｍｄ−７ｍｇで、
ボイスコイルの質量Ｍｖｗ２１ｍｇの場合とＭｖ−７ｍ
ｇの場合について計算されている。ボイスコイルの質量
Ｍｙが小さい方が段差りが大きくなっている。 これは振動系の質ｔＭｏが小さいと段差りが太き（なる
ことを示している。この段差りをなくす一方法として同
文献では、第４図に示すように、振動膜１の前部にホー
ン２を配置して音圧周波数特性を平坦にしている。しか
し鳩は振動板の実効半径ａの三乗に比例するので、振動
板が大きくなるに従ってこの段位りが大きくなる。 例えば、口径３０１相当の全帯域形スピーカ（ａ＝ １
２” 、 Ｍａ ＝ １１ｇ 、 Ｍｄ ＝ ０．８
ｇ−・・フィルム厚さｔ＝ １２１Ｘｎ、 Ｍｖ −２
，６ｇ−アルミニウム箔厚さ２０穐Ｍｏ＋１４．４ｇ）
とすると、段ｇ、ｈは第５図に示すように約１２ｄＢも
生じ、文献のようにＳ動板にホーンを配電して音圧周波
数％曲を平坦にするには、ホーンの開口部の長さが１５
ｍ以上となり実用的ではない。 このように、上記した撮動膜は主に高音用スピーカに使
用されている。 ここで、重要なことは、空気の付加質量Ｍａは、振動板
の実効半径ａの三乗に比例するので、振動板が太き（な
るに従ってこの段差りは大きくなることが分る。 一方、前述したがＫ）５の高い周波数帯域ではＲｒ、
Ｘｒはそれぞれ（１１）式、 （１２）式のようにな
る。 これは指向性が鋭くなって、振動板の前方にしか音が放
射されなく平面波に近くなることを示してσ・る。 また、指向特性は、次式によって求まる。 Ｂ ２Ｊ、 （Ｋａ ｓｉｎθ）−（１４）θ″′］
στＴ「−一 である。ここで、 Ｒθ；軸上の音圧と角度θでの音圧の比Ｊ１；ベッセル
関数 Ｋ ；波定数（Ｋ−２π／λ） θ ；振動板の軸と測定点の中心を結ぶ直線のなす角度 θ−３０°、θ−６０°での音圧周波数特性を第６図に
それぞれ口、ハに会せ示している。 同様に、振動板が大きくなるほど低い周波数から指向性
が鋭と（なることを示している。 〔従来例２〕 複数のボイスコイルを有したスピーカ
として、特開昭５５−２５２６５号に記載のように、１
つのボビンに複数のボイスコイルを捲回した、第７図に
示す構成がある。このスピーカ３は、全帯域を再生する
ボイスコイル４と、ローノくスフイルタ５によって、２
００Ｈｚ以下を再生するボイスコイル６からなっている
。そして、その音圧周波数特性は、第８図に示すように
ボイスコイル４によって特注二、ボイスコイル６によっ
て特性ホのように再生され、２つのボイスコイル４．６
によって合成褥性へのように２００）Ｊｚ以下の特性が
強強された再生音となる。 また、このスピーカ３の電気インピーダンス特性は特性
トのようになる。この理由は、２００Ｈｚ以下の帯域で
は、ボイスコイル４，６が並列に駆動したことになるの
で所定の電気インピーダンスＺｓ（例えば８Ω）より小
さくなる。さらに、ボイスコイルな捲回しているのでイ
ンダクタンスを生じ、高音域になるに従って電気インピ
ーダンスＺｓが増力口し、特性トのようにうねった電気
インピーダンス特性となる。このために、スピーカを１
駆動する電力増幅器の動作が不安定になり易い欠点があ
った。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、かかる問題点を解決するために、一枚
の撮動膜（板）において全帯域を再生し、音圧周波数特
性が平坦でかつ音像定位が良好で、口かも指向特性（広
指向性）および過渡特性が良好なスピーカを提供するこ
とにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明の特徴においては、
撮動膜（板）に複数のボイスコイルを振動膜の表、裏の
片面もしくは両面に多数に設ける。 そして、第９図の点線チで示すように従来スピーカの音
圧周波数特性の低音側の晋圧し々ルを上昇させるか、又
は鎮護すで示すように高音側の音圧レベルを低下させる
ように、かつ各帯域を駆動するボイスコイルに分割ネッ
トワークを接続すると共に、駆・助力に重み付けて多重
駆動を行い音圧周波数特性を平坦にする。 また、指向特性を改善するために高音側を再生するため
のボイスコイルは、全撮動膜（板）に対して駆動力を伝
達しないで、例えば全体の１／２゜１／３・・・の面積
に当る振動膜に対して伝達するように構成する。その結
果、等価な実効半径（等価な放射面積）が小さくなり広
指向特性が得られる。 〔実施例〕 以下、実施例ビ添付図を参照して説明する。 〔実施例１〕 第１０図は、音圧レベルの低い低音側り
のレベルを上昇させる手段を備えたスピーカ構造の本発
明の実施例を示す。 第１０図において、７は撮勅膜（板）、８は複数および
、又は複層のボイスコイ／Ｉ／（導電度）で振＠膜（板
）７０片面もしくは両面に形成されている。９は着磁さ
れた柱状の磁石、１０はヨークプレート、１１はヨーク
グレート１０に設けた音波の放射孔、１２はこれらを支
えるフレームである。 第１図は、複数（複４ ）のボイスコイルとそれに付随
する分割ネットワーク等の結線図である。 ここで、第１図のボイスコイル８は３個のボイスコイル
１３．ｌ、１５ で構成されている１８はローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）１６とバイパスフィルタ（ＨＰＦ）１
７からなる分割ネットワーク（Ｄ Ｎ Ｗ ）、１９は
減衰器（ＡＴＴ）である。入力端子は、ＬＰＦ１６を介
してボイスコイル１３．１４の並列接続に接続され、又
ＨＰＦ１７．ＡＴＴ１９を介してボイスコイル１５に接
続されている。ここで、発明の詳細な説明しやすくする
ために、前述の段差が６ｄＢであると仮定して、低音側
Ｌ １７）音圧レベル（ＳＰＬ、）を６ｄＢ ｇせるに
は、スピーカの端子から見た／゛這気インピーダンスＺ
ｓ＝８Ωとすると、第１図において、高音側Ｈ再生用ボ
イスコイル１５は８Ωであり、ボイスコイル１５．１４
は、低音側り再生用でそれぞれボイスコイル１５０倍の
線長ｔにしてその電気インピーダンスは１６Ωとする。 それぞれのボイスコイル１３，１４．１５ は伍束蓄
度Ｂなるミス空隙に位置され、スピーカの端子にｉなる
電流の信号が印加されたとすると、ボイスコイ／Ｌ／
１５には駆動力Ｆ−Ｂｔｉが生じる。一方、ボイスコイ
ル１瓜１４にはそれぞれｉ／２の′１流が流れるので、
２つのコイルの合成の駆動力Ｆ−２ｘ（Ｂｘ２ｔｘ ｉ
、／２ ）−２Ｂｔｉとなり、低音側りの駆動力は６ｄ
Ｂだけ高い。その結果、第１１図に示すように、ローパ
スフィルタ１６を通した低音側りは音圧周波数特性ヌと
なる（フィルタ１６を通さない場合、点線で示す特性ル
である）。また、バイパスフィルタ１７を通した高音側
Ｈは背圧周波数特性ヲとなる（フィルタ１７を通さない
場合、点線で示す特性ワである）。特性ヌとヲを甘酸す
ると全帯域にわたり平坦な晋圧闇波数特性力となる。七
の結果、スピーカの入力端子からみた′電気インピーダ
ンスＺｓは８Ωより低下することはない。 段差りが６ｄＢ以上の場合は、低音側りのボイスコイル
の数ヲ逐次増加するか、ボイスコイル１３゜１４の断面
積を大きくして、長さｔが長くなるようにする。又は減
衰器１８で高音側Ｈの音圧レベル（ＳＰＬ）を低下させ
れば良い。 また、段差１１が６ｄＢ以下の場合は、ボイスコイル１
３．１４の電気インピーダンスはそれぞれ１６Ωとして
、ボイスコイルの線長を短かくして（導電度の断面積を
小さくして電気インピーダンスを合せる）、高音側Ｈの
音圧レベル（ＳＰＬ）に合せれば良い。 スピーカの端子から見た電気インピーダンスが８Ω以外
の場合、これに準じてボイスコイルを変えれば良い。ま
た分割ネットワーク（Ｄ、Ｎ、Ｗ ）１ｓの分割周波数
ｆｏはＫ ａ ＝ １５〜２．５ の間の周波数を選択
すれば良い。 従来列２では、２００Ｈｚ以下の限られた帯域の音圧レ
ベルの増大しか図れなく、さらに電気インピーダンスの
低下を生じているが、本発明では広帯域にわたり音圧レ
ベルを平坦に増大させることができる。その結果、全帯
域にわたって平坦な音圧周波数特性と電気インピーダン
ス特性が得られる。 〔実施例２〕 本実施例は、音圧レベルの高い高音側Ｈ
のレベルを低下させる手段である。第１２図は複数（複
層）のボイスコイルとそれに付随する分割ネットワーク
の結線図である。こ−で第１０図におけるボイスコイル
８はこＮでは２つのボイスコイル２０．２１で形成され
ている。２４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２％よび
バイパスフィルタ（ＨＰＦ）２５からなる分割ネットワ
ーク（ＤＮＷ）、２５は減衰器（ＡＴＴ）、２６は、ボ
イスコイル２０との合計で電気インピーダンスＺｓ−８
Ωとするための抵抗器（Ｒ）である。こ〜で入力端子は
Ｉ、ＰＦ’２２を介してボイスコイル２０．２１の直列
接続に接続され、又ＨＰＦ２瓜Ａ Ｔ Ｔ ２５．抵抗
２６を介してボイヌコイル２０．２１の接続点Ｔに接続
されている。 この場合の撮動＠７におけるボイスコイル２０．２１の
パターンの１例を第１３Ａ１３Ｂ図に示す。このボイス
コイル２０．２１は第１０図の撮動膜７にジグザク状に
かつ並列的に配設されている。このボイスコイル２ａ、
２１は第１０図の撮動膜７０両面にジグザグ状に配設し
てもよい。 ここで、本発明の詳細な説明しやすくするために前述の
段差りが６ｄＢであると仮定して、高音側Ｈの音圧レベ
ル（ＳＰＬ）を６ｄＢ低下させるには、スピーカの端子
から見た４気インピーダンスＺｓ−８Ωとすると、ボイ
スコイル２０．２１はそれぞれ同じ線長ｔで直列接続と
なっている。また電気インピーダンスはそれぞれ４Ωと
し、抵抗器２６は４Ωとする。それぞれのボイスコイル
２０．２１は磁束密度Ｂなる磁気空隙に位置し、スピー
カの端子にｉなる電流の信号が印刀口されると低音側り
の信号は、ボイスコイル２０．２１の両方に流れるので
、駆動力Ｆ−Ｂｘ２ｚｘｉ−２Ｂｔｉ である。一方
、高音側Ｈはボイスコイル２０のみに流れるので駆動力
ＦりＢｔｉとなり、高音側Ｈの駆動力Ｆは６ｄＢ低下す
ることになる。その結果、第１４図に示すように、ロー
パスフィルタ２２を通した低音側りは音圧周波数特性ヨ
となる（フィルタ２２を通さない場合、点線で示す特性
夕である）。またバイパスフィルタ２６ヲ通した高音側
Ｈは音圧周波数特性しとなる（フィルタ２３を通さない
場合、点線で示す特性ソである）。 特性ヨとしを合成すると全帯域にわたり平坦な高圧周波
数特性ツとなる。ボイスコイル２０の電気インピーダン
スは４Ωであるので抵抗器２５との和で８Ωとすること
によって同様にスピーカの入力端子から見た電気インピ
ーダンスＺｓは８Ωより低下することはない。 このように、ボイスコイル２０．２１を車に直列接続し
て１気インピーダンスＺｓ ｗ ８Ωで構成した全帯域
形のスピーカの音圧周波数特性の段差が６ｄＢの場合、
本実施例のように全帯域に亘って、平坦な音圧周波数特
性が得られる。 段差りが６ｄＢ以上の場合は、ボイスコイル２１の長さ
を長く（〉４Ω）、ボイスコイル２０の長さを短か（し
て（〈４Ω）、合計のインピーダンスを８Ωになるよう
に、抵抗器２６の抵抗値を大きく（Ｒ）４Ω）する方法
と、減衰器（ＡＴＴ）２５で高域側のレベルを下げる方
法が考えられる。 次に段差りが６ｄＢ以下の場合は、前述と逆にボイスコ
イル２１の長さを短＜（＜４Ω）、ボイスコイル２０の
長さを長（（〉４Ω）して、合成インピーダンスを８Ω
になるように、抵抗器２６の抵抗値を小さく（几〈４Ω
）すれば良い。 このように、本発明によれば、平坦な音圧周波数特性が
得られる。 〔実施例３〕二本実施例は、実施例２で述べたスピーカ
２に２いて、指回荷性乞合せ改善する方法である。実施
例２では、高音側Ｈを再生するボイスコイル２０は低音
側りを再生するボイスコイルを兼ねているので振動膜７
全体に駆動力Ｆを伝達するように、振動膜７全体に（第
１３Ａ、１３Ｂ図）ボイスコイル２０．２１は同じ線長
ｌ（゛を気インピーダンスも同じ）で平行又は並列的に
ｍ底しているので、その場合の指向特性音圧周波数特性
が平坦になってもは振動板７０ロ径によってきまり第１
５図に示すようになる。軸上からずれた例えば３０°、
６０゜−ではＫ ａ ）２の高い周波数帯域で大幅に劣
化する。 そのために、スピーカ２の正面軸上（ＡＸＩＳ）からず
れた場合、高音成分が足りない音質となる。 そこで、指向特性を改善するには、振動板１（又は７）
の放射面積Ｓ（実効半径ａ）を小さくすれば良い。 Ｍｉ勅模膜７おけるボイスコイル２０のパターンヲ第１
３Ａ、１３Ｂ図に示すように撮動膜７全面に配置するの
ではなく、第１６Ａ、１６Ｂ図に示すように高音側のポ
イスコイル２０振動膜７０半分の面積に配置するように
構成する。またボイスコイル２００反対側にはボイスコ
イル２１が構成されている。 そして、ボイスコイル２１０巻終りＴ’とボイスコイル
２００巻始めＴｌｌはジャンパ線で接続するか、ボイス
コイルの裏面で接続する。又、このときのスピーカの断
面図は第１７図のようになる。ここで、Ｇ−１，０−２
，０−３は振動膜７を均一に張り、１’ＦｔｌｃＧ−２
はボイスコイル２０で生じた撮動をポイスコイル２１を
形成している振、動膜に伝達しないよう避断する役目も
はたしている。Ｇ−１，Ｇ−２、Ｇ−３はグラスウール
、発泡樹脂などで構成されている。 ボイスコイルと分割ネットワークなどの接続は第１２図
と同一として以下を記述する。又前述の段差は６ｄＢと
仮定して同様に説明する。 高音側）１ ｔ７）音圧レベル（ＳＰＩ、）を６ｄＢ低
下させるには、スピーカの端子から見た電気インピーダ
ンスＺｓ−ｓ８Ωとすると、ボイスコイル２０．２１は
それぞれ同じ線長ｔで第１２図に、ボしたように振動膜
７に配置し、ボイスコイル２へ２１は直列接続とする。 また、ボイスコイＡ／２０，２１の電気インピーダンス
はそれぞれ４Ωとし、抵抗器１４は４Ωとする。それぞ
れのボイスコイル２０．２１は磁束ＭｉＢなる磁気空隙
に位置している。 スピーカの端子にｉなる醒流の信号が印加されると、低
音側りの１ｇ号は、ボイスコイＡ／２０．２１の両ボイ
スコイルに流れるので、駆動力Ｅｌ’−ＢＸ２／Ｘ１−
２Ｂｚｉである。一方、高音側Ｈはボイスコイル２０だ
けに流れるので駆動力Ｐ＝Ｂｚｉとなり、高音側Ｈの駆
動力Ｆは６ｄＢ低い。その反面、振動板１および積であ
るので（９）式を参照すれば、低音側りに比べ高音側Ｈ
の音圧レベルは６ｄＢ低くなることが分る。 その結果、第１７図に示すように、ボイスコイル２、へ
２１によった低音側りは音圧周波数特性ネとなる（ＬＰ
Ｆ２２を通さない場合、点線で示す特性すである）。ま
たボイスコイル２０によった高音側Ｈは音圧周波数特性
うとなる（ ＨＰ Ｆ２５を通さない場合、点線で示す
特性ムである）。このとき、高音側Ｈの音圧周波数特性
うは、第１４図に示した高音側Ｈの音圧周波数特性し、
ンに比べ同波数特性の形が音圧レベルが６ｄＢ低下する
だけでな（，１オクターブだけ高周波数域にシフトし【
いる。また低域では振動膜の面積が半分であるので空気
の付加質量論がｉとなり、音圧レベルは約２．５ｄＢ下
がっている。特性ネとうな合成すると全帯域にわたり平
坦な音圧周波数特性つとなる。クロスオーバ周波数ｆｃ
はＫ ａ ＝ｓ ２〜７の間の周波数を選択すれば良い
。そのとぎの指向特性は第１９図に示すように、６０°
特性、６０°特性共に第１５図に示した実施例２に比べ
、振動膜７０反射面積か丁であるので１オクターブ高音
域まで改善される。また、ボイスコイル２０によって生
じる高音側Ｈの駆動力Ｆが振動膜７の全体に伝達しない
ように、第１７図に示すように振動膜７の中心部にグラ
スクールマットＧ−２を配置すると良い。ボイスコイル
２０．２１は互いに逆に構成しても同様である。 また、ボイスコイル２００屯気インピーダンスは４Ωで
あるので抵抗器１４との和で８Ωとすることによって遊
猟インピーダンスＺｓは所定堰を低下することはない。 段差りが６ｄＢ以上の場合、実施例２と同様にボイスコ
イル２１の長さｌを長（（〉４Ω）、ボイスコイル２０
の長さｔを短かく（く４Ω）合成の電気インピーダンス
を８Ωになるように抵抗器２６の抵抗値を大ぎ＜ （ｒ
＞４Ω）する方法と、ボイスコイル２０を配置する振動
膜７の面積を減らし、等価な放射面積を減らせば良く、
このとき指向特性は更に改善される。 次に段差が６ｄＢ以下の場合は、実施例２と同様に、前
述とは逆にボイスコイル２１の長さｊを短か（（く４Ω
）、ボイスコイル２０の長く（〉４Ω）する方法と、ボ
イスコイル２０を配置する振動膜の面積を段差りに合わ
せ増減（放射面積を増減）する。また、クロスオーバ周
波数ｆｃもそれに仕せ変化させることはいうまでもない
。 このように、ボイスコイル２０．２１を単に直列接続し
て（ボイスコイル１１１ｉ！ｉｌと４１１ｆｌｌｉ）這
気インビーｆンｘ７，５＝ａＢΩで構成した全帯域形の
スピーカの音圧周波数特性の段差りが６ｄＢの場合、本
実施例のように全帯域にわたって平坦な音圧周波数特性
が得られ、かつ指向特性を改善できる。 上記したスピーカは、１個のスピーカでメカニカルにか
つ電気的に２ ｗａｙの構成になっているが、３ ｗａ
ｙ以上の構成にすることも可能である。そして高音側Ｈ
の放射面積Ｓを小さくすればさらに指向特性を改善でき
る。 本発明では、最も簡素な２個のボイスコイルを用いて説
明したが、さらに多くのボイスコイルを用いることも可
能である０ 〔発明の効果〕 以上により明らかなように本発明によれば、一枚の撮動
膜によって、全帯域をメカニカル力１つ゛戚気的に複＠
杉（マルチウェイ形）のスピーカｆＪ−構成でき、平坦
な音圧周波数特性か得られ、指向特性の改善ができる。 さらに、１気インピーダンス特性は所定値Ｚｓ（例えば
８Ω）を低下することもない。 その結果、音像定位が良（しかも過渡特性の良い自然な
音質のスピーカが得られる。ざらにスピーカを駆動する
成力増幅器の動作を安定にする効果がある。 また、不発明の技術は、例えば他の方式の動電形スピー
カにも応用できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の１実施例のスピーカのボイスコイル、
分割ネット７などの構成を表す結線図である。第２図か
ら第８図は従来技術を説明する図であり、第２図は従来
のスピーカの音圧周波数特性図、−第３図はピストン円
板の放射インピーダンス特性、第４図は第２図の特注の
スピーカの改良を示す構造断面図、第５図は、音圧周波
数特性の計算例、第６図は従来の音圧周波数特性図、第
７図および第８図は従来のスピーカの構成結線図とその
特性図である。第９図は不発明の目的の主旨を示す音圧
周波数特性の模式図、第１０図は本発明のスピーカの１
実施例の構造断面図、第１１図は不発明のスピーカの低
音側と高音側の音圧レベルをそろえ、音圧周波数特性を
平坦にするための模式図、Ｋ１２図は本発明の他の実施
例２および３の結線図、第１３図は第１２図の振動膜に
おけるボイスコイルのパターンのｊ １５１Ｊを示す図
、第１４図は第１２図における第１１図対応の模式図、
第１５図は第１５図の撮動膜の指向特性図、第１６図本
発明のさらに他の実施例３で、ボイスコイルのパターン
の他の例を示す図、第１７図は実施例２および６のスピ
ーカの断面図Ｊｔ８図は、実施例６における第１１図対
応の周波数特性の模式図、第１９図は指向特性図である
。 符号の説明 １７・・・撮動膜、２・・・ホーン、３・・・スピーカ
、４，６・・・ホイスコイル、５，１６．２２・・・ロ
ーパスフィルタ、１乙、１２２・−・バイパスフィルタ
、Ｔ 、 Ｔ’、 Ｔ”・・・２つのボイスコイルの接
続部、８．１４１４．１５．２０．２１・・・ボイスコ
イル、９・・・マグネット、１０・・・ヨークプレート
、１１・・・音波放射孔、１２・・・サスペンション、
Ｇ−１゜Ｇ−２，Ｇ−３・・・テンシラ／グラスウール
、イ〜つ・・・音圧周波数特性曲巌。 第 １ 図 互 第 ２ 口 第 ４ 図 第、３図 ＋ ２ ５ １ １
：＋ １１．１にα 第 ７２ 一十 第 ｇ 図 用五（（ 第 ｑ 図 第 ｌＯ図 第 １１ 図 第 １２図 旦 ｍ−−−−−−−−−一−”−−コ 〕四 ノ３Ａ ６乙 第 １３８閉 第 １４ 図 第１５ 図 に己 第１６Ａ図 第１６８ 図 第 ｌｑ 図 ｎ
ストン円板の放射インピーダンス東ノ性、第４図は第２
図の特性のスピーカの改良を示す構造断面図、第５図は
、音圧周波数特性の計算例、第６図および第７図は従来
のスピーカの構成結線図とその特性図、第８図は本発明
の目的の主旨を示す音圧周波数特性の模式図、第９図は
本発明のスピーカの構造断面図、第１０図は本発明のス
ピーカの低音側と高音側の音圧レベルをそろえ、音圧周
波数特性を平坦にするだめの模式図、第１１図は本発明
の他の実施例の結線図、第１２図は第１１図における第
１０図対応の模式図である。 ７・・・振動膜、８・・・複層のボイスコイル、９・・
・柱状磁石、１０・・・ヨークプレート、１１・・・音
波放射孔、１２・・・フレーム、＋２．１５．１４．１
９．２０・・・複数のボイスコイル、１５ 、２１・・
・分割ネットワーク、１６．２２・・・ローパスフィル
タ、１７．２５・・・バイパスフィルタ、１８．２４・
・・減衰器、２５・・・抵抗器。 第 １圓 ａイ” ’ Ｋ４７ＭｔＬ／
２ＡＴＴ、７Ｆ 第２図 第４ｚ 第３ に 、／ 、２ 、ｊ ／
２ ６ ／θノｌ 第５の 第６図 一 十 第７０ ２θＯ同及良 昂８図 周仮数−− 第り記 第１Ｏ固 ／ 、２ ．５ ／ ２
ｊｆ； ／。 第１／に 第７２図 ｔ 明細書第３頁第１３行「欠のようになる。」を手続
補正書（自発） □、 ｂｏ、 ５ Ａ２０ 。 補正をする者 π件と１係 特許出願人 名 称 （５１０１株式会−Ｅ 日 立
製 作 所代 理 人 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面第
１図、第４図。 ３、 明細書第４頁第１８行 ［（ｆ＞ｆ、、Ｂ を「
（ｆ＞ｆｏ）」に訂正する。 ４、 明細書第４頁第２０行 ５、 明細書第５頁第９行 「である。」を削除する。 ６、 明細書第１３頁第１３行 「車」を「単」に訂正
する。 ｌ 図面第１図、第４図を別紙の通り訂正する。 以上 篤 １ 固 イＩ！、 缶４月弓 ト へ丁丁）２ 手続補正書（自発） 事ｒトの表示 昭和６０ 年特許願第 ２Ｌ６５３ 号発明の名
称スピーカ 補正をする者 １ｍと１件 特許出願人 名 称 ′５１０）株式会叶 日 立 製
作所式 理 人 補正の対象 明細書全文及び図面全図 間 細 書 １、発明の名称 スピーカ ２、特許請求の範囲 を作用する磁気回路を具備してなるスピーカにおいて、
入力電気音響信号を受は低域周波数成分のみを通すロー
パスフィルタ、入力醒気音響信号を受は高域周波数成分
のみを通すバイパスフィルタ、ボイスコイルを構成する
直列接続された第１と第２のボイスコイル及びバイパス
フィルタの出力に接続されたインピーダンスマツチング
用の抵抗器を備え、前記ローパスフィルタの出力は前記
第１．第２のボイスコイルに供給され、前記バイパスフ
ィルタの出力は前記抵抗器を通して第２ボイスコイルに
供給するように構成したことを特徴とするスピーカ。 （２、特許請求の範囲第１項のスピーカにおいて、前記
撮＠膜の少な（とも片面に複数のボイスコイルを担持し
、それぞれのボイスコイルが前記第１．第２のボイスコ
イルを構成し、前記第１と第２のボイスコイルは低音域
と高音域で駆動力に重み付けをするように長さの比を有
するスピーカ。 （３） 特許請求の範囲第２項のスピーカにおいて、
前記撮動膜はジグザク状のボイスコ・イル導体を有し、
該ボイスコイル導体は前記第１．第２のボイスコイルを
構成し、低音域では第１と第２のボイスコイルにより全
振動膜が振動し、高音域では第２のボイスコイルにより
振動膜の一部が振動するように振動膜の放射面積に重み
付けをしたスピーカ。 （４）特許請求の範囲第１項のスピーカにおいて、前記
第１と第２のボイスコイルの長さの比ははソ１：１から
４＝１であるスピーカ。 （５） 導体パターンでなるボイスコイルを配置した
平面状の振動膜と該ボイスコイルに交差して直流磁束を
与える交互磁気ボールとを振動膜に平行に交互に整列さ
せたスピーカの構造において、前記導体パターンは電気
的に直列に結合され、物理的に並％ｆ ２れた第１．第
２のジグザクノ（ターン乞そなえ、前記第１のジグザク
ノくターンの一端に接続された入力電気音響信号の低域
成分を受ける第１の端子と、前記第２のジグザグノくタ
ーンの一端に接続され、該パターンに入力された信号の
通路を与える第２の端子と、前記第１と第２のジグザク
パターンの接続点で入力電気信号の高域成分を受ける第
３端子を持ったことを特徴とするスピーカ。 （６） 特許請求の範囲第５項のスピーカ構造におい
て、前記第１．第２のジグザク導体ノくターンは振動膜
を構成する平面状の振動膜上のはソ全面にそれぞれ並列
配置されているスピーカ。 （７）特許請求の範囲第５項のスピーカ構造において、
前記第１．第２のジグザグ導体パターンは撮ａ膜のはソ
全面上にそれぞれ半分ずつに配置されているスピーカ。 （８） 特許請求の範囲第５項のスピーカ構造におい
て、前記第１．第２のジグザク導体パターンは、振動膜
のはソ全面に配置され、第２のジグザク導体パターンの
撮動膜上の占有面積は低音域と高音域の音圧レベル差に
応じて小さくしたスピーカ。 （９） 導体パターンでなるボイスコイルを配置した
平面状の振動膜と該ボイスコイルに交差して直流磁束を
与える交互磁気ボールを振動膜の面に平行に交互に整列
させたスピーカにおいて、前記導体パターンは、前記振
動膜のはソ全面に形成された第１と第２のジグザク状パ
ターンをそなえ、前記第１のジグザク状パターンは、多
１層構造を有し、各層は電気的に並列接続され共通の両
端に入力電気音響信号の低音域成分信号が加えられる。 端子に接続され、前記第２のジグザク状パターンは入力
電気音響信号の高音域成分信号が加えられる端子に接続
され、前記第１第２のジグザク状パターンは低音域と筒
音域の音圧レベル差に応じて一定断面積の導体長の比を
有することを特徴とするスピーカ。 （１０）ａｆ！ｊ許請求の範囲第９項のスピーカにおい
て、第１のジグザク状パターンは、低音域と高音域の音
圧レベル差に応じて、第２のジグザク状ノ（ターンと電
気インピーダンスを同じ＜シ、導体の断面積を増減した
スピーカ０ ３、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は、樹脂フィルムに薄膜および箔をエツチング又
は、蒸着などによってボイスコイルを形成した振動膜（
又は感動板）を有したスピーカに係り、複数個及び複層
のボイスコイルを形成する振動膜及び構成・構造ならび
にそれらに付属する分割ネットワーク（デバイディング
ネットワーク）をそなえたスピーカシステムに関する。 〔発明の背景〕 樹脂フィルムを振動膜としたスピーカや複数のボイスコ
イルを有したスピーカは後述の従来例のようなものが知
られている。それぞれ利点もあるが、使用帯域すなわち
再生帯域が限定されるという欠点があった。 以下、不発明に至る迄の背景を例示によって説明する。 〔従来例１〕 近年、耐熱性の合成樹脂フィルム（以後
、単にフィルムという）が入手できるようになり、この
フィルムに例えばアルミニウム箔を接合し、ボイスコイ
ルのパターンをエツチングにより形成し、感動膜（振動
板）としたスピーカが製造されるようになった。このス
ピーカの利点は、振動系が軽く、又電気インピーダンス
特性が平坦に構成できるので、従来のコーン形やドーム
形にＴｗｅｅｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｎｅｗ ５ｔｒｕｃ
ｔ、ｕｒｅ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ
Ｄｉａｐｈｒａｇｍ ； Ａｕｄｉｏ Ｅｎｇ ８ｏ
ｃ、、 Ｖｏｌ、２９１ ＮＣＬ １０゜’８１０ｃｔ
、）にも記述されているように、音圧周波数特性が、平
坦にならなく周波数が高くなるに従って、第２図に示す
ように増大すなわち段差りが生じるという欠点がある。 この原因は、第３図に示すようにスピーカの放射インピ
ーダンスＺｒ荷性のＸｒ分が周波数によって変化するた
めである。 放射インピーダンスＺｒは、 ｗ Ｈ，ｒ ＋ｊＸｒ ・・・（２）である。た
だし、 ここで、Ｊ、はベッセル関数、Ｓ、はストルブ関数であ
る。また、Ｒｒは放射抵抗、Ｘｒは放射リアクタンスと
呼ばれ、Ｋａ（１の周波数帯域では近似的に、となる。 ここで、 ａ；振動板の実効半径 ｚｏ；特性インピーダンス（４＝Ｒρ。Ｃ）ρ０；空気
の密度 Ｃ；空気中の音速 λ；波長 ω；角周波数（ω−２πｆ） ｆ；周波数 ただし、樹脂フィルムな撮動膜に用いたスピーカは角形
のものが多いが、ここでは説明を簡単にするために無限
大バクフル中のピストン円板として記述している。 また、Ｘｒ−ω珈 ・・・＋７）ただし、Ｍａ
ｗ−！−！′ａ” ｍ上ｐＯａ” ・［８）３ｃ
３ とお（と、当は周波数に無関係な１つの質量である。こ
の質−］Ｍａは振動板の片面に付加する質量で空気の付
加質量と呼ばれ、空気を振動させるときの慣性を表わす
。また無限大バクフル中のスピーカではこの２倍の値と
なる。しかし、この関係はＫ ａ （１の低い周波数帯
域ではほぼ成立つが、Ｋａ〉１の高い周波数では、Ｘｒ
が第３図に示すように漸次減少するので、鵬も減少する
ことが分る。 一方、質量制御領域（ｔ ＞ ｔｏ −ｆｏ；最低共振
周波数）でのＫａ〈１の帯域での出力音圧レベル（ＳＰ
Ｌ）は次式で求まる。 ここで、Ｃ；定数 Ｂ；磁気空隙の磁束密度 ｔ；ボイスコイルの長さ ａ；振動板の実効半径 為；振動系の実効質量（Ｍｏ ＝ Ｍ ｄ ＋Ｍ ｖ＋
Ｍａ＋ −・・・・・） ｚＳ；、ボイスコイルの′イ気インピーダンスである。 振動系の実効質量部は、振動板の質Ｈａ、ボイスコイル
の質量Ｍｖ１ 空気の付加質量Ｍａなどからなる。空
気の付加質量ＭａはＫ ａ （１の低い周波数帯域では
（８）式で表わしたようにほぼ一定であるが、Ｋ ａ
）１０筒い周波数帯域では、前述したように次式に従っ
て漸次減少する。 また、Ｋ ａ ） ５の高い周波数帯域では、Ｒｒ′＝
ｑｉａ’ Ｚｏ −（１１）Ｘｒ−ｖｏ
−（１２）となり、空気
の付加質量Ｍ ａ ”−ａ Ｏとなる。そのために、第
２図に示すように出力音圧周波数特性に段差りが発生し
、聴感上好ましくない音質となる。 また、段差りは（９１式より、次式で求まる。 その結果、前述の文献でも示されているように第２図の
晋、互層波数特性となる この特性のスピーカは振動板
の寸法は、 ｔｘｃａｔｘｓ国の角形で、空気の付加
質量２Ｍａ＋１５ｍｇ、振動板の質量Ｍｄ−７ｍｇで、
ボイスコイルの質量Ｍｖｗ２１ｍｇの場合とＭｖ−７ｍ
ｇの場合について計算されている。ボイスコイルの質量
Ｍｙが小さい方が段差りが大きくなっている。 これは振動系の質ｔＭｏが小さいと段差りが太き（なる
ことを示している。この段差りをなくす一方法として同
文献では、第４図に示すように、振動膜１の前部にホー
ン２を配置して音圧周波数特性を平坦にしている。しか
し鳩は振動板の実効半径ａの三乗に比例するので、振動
板が大きくなるに従ってこの段位りが大きくなる。 例えば、口径３０１相当の全帯域形スピーカ（ａ＝ １
２” 、 Ｍａ ＝ １１ｇ 、 Ｍｄ ＝ ０．８
ｇ−・・フィルム厚さｔ＝ １２１Ｘｎ、 Ｍｖ −２
，６ｇ−アルミニウム箔厚さ２０穐Ｍｏ＋１４．４ｇ）
とすると、段ｇ、ｈは第５図に示すように約１２ｄＢも
生じ、文献のようにＳ動板にホーンを配電して音圧周波
数％曲を平坦にするには、ホーンの開口部の長さが１５
ｍ以上となり実用的ではない。 このように、上記した撮動膜は主に高音用スピーカに使
用されている。 ここで、重要なことは、空気の付加質量Ｍａは、振動板
の実効半径ａの三乗に比例するので、振動板が太き（な
るに従ってこの段差りは大きくなることが分る。 一方、前述したがＫ）５の高い周波数帯域ではＲｒ、
Ｘｒはそれぞれ（１１）式、 （１２）式のようにな
る。 これは指向性が鋭くなって、振動板の前方にしか音が放
射されなく平面波に近くなることを示してσ・る。 また、指向特性は、次式によって求まる。 Ｂ ２Ｊ、 （Ｋａ ｓｉｎθ）−（１４）θ″′］
στＴ「−一 である。ここで、 Ｒθ；軸上の音圧と角度θでの音圧の比Ｊ１；ベッセル
関数 Ｋ ；波定数（Ｋ−２π／λ） θ ；振動板の軸と測定点の中心を結ぶ直線のなす角度 θ−３０°、θ−６０°での音圧周波数特性を第６図に
それぞれ口、ハに会せ示している。 同様に、振動板が大きくなるほど低い周波数から指向性
が鋭と（なることを示している。 〔従来例２〕 複数のボイスコイルを有したスピーカ
として、特開昭５５−２５２６５号に記載のように、１
つのボビンに複数のボイスコイルを捲回した、第７図に
示す構成がある。このスピーカ３は、全帯域を再生する
ボイスコイル４と、ローノくスフイルタ５によって、２
００Ｈｚ以下を再生するボイスコイル６からなっている
。そして、その音圧周波数特性は、第８図に示すように
ボイスコイル４によって特注二、ボイスコイル６によっ
て特性ホのように再生され、２つのボイスコイル４．６
によって合成褥性へのように２００）Ｊｚ以下の特性が
強強された再生音となる。 また、このスピーカ３の電気インピーダンス特性は特性
トのようになる。この理由は、２００Ｈｚ以下の帯域で
は、ボイスコイル４，６が並列に駆動したことになるの
で所定の電気インピーダンスＺｓ（例えば８Ω）より小
さくなる。さらに、ボイスコイルな捲回しているのでイ
ンダクタンスを生じ、高音域になるに従って電気インピ
ーダンスＺｓが増力口し、特性トのようにうねった電気
インピーダンス特性となる。このために、スピーカを１
駆動する電力増幅器の動作が不安定になり易い欠点があ
った。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、かかる問題点を解決するために、一枚
の撮動膜（板）において全帯域を再生し、音圧周波数特
性が平坦でかつ音像定位が良好で、口かも指向特性（広
指向性）および過渡特性が良好なスピーカを提供するこ
とにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明の特徴においては、
撮動膜（板）に複数のボイスコイルを振動膜の表、裏の
片面もしくは両面に多数に設ける。 そして、第９図の点線チで示すように従来スピーカの音
圧周波数特性の低音側の晋圧し々ルを上昇させるか、又
は鎮護すで示すように高音側の音圧レベルを低下させる
ように、かつ各帯域を駆動するボイスコイルに分割ネッ
トワークを接続すると共に、駆・助力に重み付けて多重
駆動を行い音圧周波数特性を平坦にする。 また、指向特性を改善するために高音側を再生するため
のボイスコイルは、全撮動膜（板）に対して駆動力を伝
達しないで、例えば全体の１／２゜１／３・・・の面積
に当る振動膜に対して伝達するように構成する。その結
果、等価な実効半径（等価な放射面積）が小さくなり広
指向特性が得られる。 〔実施例〕 以下、実施例ビ添付図を参照して説明する。 〔実施例１〕 第１０図は、音圧レベルの低い低音側り
のレベルを上昇させる手段を備えたスピーカ構造の本発
明の実施例を示す。 第１０図において、７は撮勅膜（板）、８は複数および
、又は複層のボイスコイ／Ｉ／（導電度）で振＠膜（板
）７０片面もしくは両面に形成されている。９は着磁さ
れた柱状の磁石、１０はヨークプレート、１１はヨーク
グレート１０に設けた音波の放射孔、１２はこれらを支
えるフレームである。 第１図は、複数（複４ ）のボイスコイルとそれに付随
する分割ネットワーク等の結線図である。 ここで、第１図のボイスコイル８は３個のボイスコイル
１３．ｌ、１５ で構成されている１８はローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）１６とバイパスフィルタ（ＨＰＦ）１
７からなる分割ネットワーク（Ｄ Ｎ Ｗ ）、１９は
減衰器（ＡＴＴ）である。入力端子は、ＬＰＦ１６を介
してボイスコイル１３．１４の並列接続に接続され、又
ＨＰＦ１７．ＡＴＴ１９を介してボイスコイル１５に接
続されている。ここで、発明の詳細な説明しやすくする
ために、前述の段差が６ｄＢであると仮定して、低音側
Ｌ １７）音圧レベル（ＳＰＬ、）を６ｄＢ ｇせるに
は、スピーカの端子から見た／゛這気インピーダンスＺ
ｓ＝８Ωとすると、第１図において、高音側Ｈ再生用ボ
イスコイル１５は８Ωであり、ボイスコイル１５．１４
は、低音側り再生用でそれぞれボイスコイル１５０倍の
線長ｔにしてその電気インピーダンスは１６Ωとする。 それぞれのボイスコイル１３，１４．１５ は伍束蓄
度Ｂなるミス空隙に位置され、スピーカの端子にｉなる
電流の信号が印加されたとすると、ボイスコイ／Ｌ／
１５には駆動力Ｆ−Ｂｔｉが生じる。一方、ボイスコイ
ル１瓜１４にはそれぞれｉ／２の′１流が流れるので、
２つのコイルの合成の駆動力Ｆ−２ｘ（Ｂｘ２ｔｘ ｉ
、／２ ）−２Ｂｔｉとなり、低音側りの駆動力は６ｄ
Ｂだけ高い。その結果、第１１図に示すように、ローパ
スフィルタ１６を通した低音側りは音圧周波数特性ヌと
なる（フィルタ１６を通さない場合、点線で示す特性ル
である）。また、バイパスフィルタ１７を通した高音側
Ｈは背圧周波数特性ヲとなる（フィルタ１７を通さない
場合、点線で示す特性ワである）。特性ヌとヲを甘酸す
ると全帯域にわたり平坦な晋圧闇波数特性力となる。七
の結果、スピーカの入力端子からみた′電気インピーダ
ンスＺｓは８Ωより低下することはない。 段差りが６ｄＢ以上の場合は、低音側りのボイスコイル
の数ヲ逐次増加するか、ボイスコイル１３゜１４の断面
積を大きくして、長さｔが長くなるようにする。又は減
衰器１８で高音側Ｈの音圧レベル（ＳＰＬ）を低下させ
れば良い。 また、段差１１が６ｄＢ以下の場合は、ボイスコイル１
３．１４の電気インピーダンスはそれぞれ１６Ωとして
、ボイスコイルの線長を短かくして（導電度の断面積を
小さくして電気インピーダンスを合せる）、高音側Ｈの
音圧レベル（ＳＰＬ）に合せれば良い。 スピーカの端子から見た電気インピーダンスが８Ω以外
の場合、これに準じてボイスコイルを変えれば良い。ま
た分割ネットワーク（Ｄ、Ｎ、Ｗ ）１ｓの分割周波数
ｆｏはＫ ａ ＝ １５〜２．５ の間の周波数を選択
すれば良い。 従来列２では、２００Ｈｚ以下の限られた帯域の音圧レ
ベルの増大しか図れなく、さらに電気インピーダンスの
低下を生じているが、本発明では広帯域にわたり音圧レ
ベルを平坦に増大させることができる。その結果、全帯
域にわたって平坦な音圧周波数特性と電気インピーダン
ス特性が得られる。 〔実施例２〕 本実施例は、音圧レベルの高い高音側Ｈ
のレベルを低下させる手段である。第１２図は複数（複
層）のボイスコイルとそれに付随する分割ネットワーク
の結線図である。こ−で第１０図におけるボイスコイル
８はこＮでは２つのボイスコイル２０．２１で形成され
ている。２４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２％よび
バイパスフィルタ（ＨＰＦ）２５からなる分割ネットワ
ーク（ＤＮＷ）、２５は減衰器（ＡＴＴ）、２６は、ボ
イスコイル２０との合計で電気インピーダンスＺｓ−８
Ωとするための抵抗器（Ｒ）である。こ〜で入力端子は
Ｉ、ＰＦ’２２を介してボイスコイル２０．２１の直列
接続に接続され、又ＨＰＦ２瓜Ａ Ｔ Ｔ ２５．抵抗
２６を介してボイヌコイル２０．２１の接続点Ｔに接続
されている。 この場合の撮動＠７におけるボイスコイル２０．２１の
パターンの１例を第１３Ａ１３Ｂ図に示す。このボイス
コイル２０．２１は第１０図の撮動膜７にジグザク状に
かつ並列的に配設されている。このボイスコイル２ａ、
２１は第１０図の撮動膜７０両面にジグザグ状に配設し
てもよい。 ここで、本発明の詳細な説明しやすくするために前述の
段差りが６ｄＢであると仮定して、高音側Ｈの音圧レベ
ル（ＳＰＬ）を６ｄＢ低下させるには、スピーカの端子
から見た４気インピーダンスＺｓ−８Ωとすると、ボイ
スコイル２０．２１はそれぞれ同じ線長ｔで直列接続と
なっている。また電気インピーダンスはそれぞれ４Ωと
し、抵抗器２６は４Ωとする。それぞれのボイスコイル
２０．２１は磁束密度Ｂなる磁気空隙に位置し、スピー
カの端子にｉなる電流の信号が印刀口されると低音側り
の信号は、ボイスコイル２０．２１の両方に流れるので
、駆動力Ｆ−Ｂｘ２ｚｘｉ−２Ｂｔｉ である。一方
、高音側Ｈはボイスコイル２０のみに流れるので駆動力
ＦりＢｔｉとなり、高音側Ｈの駆動力Ｆは６ｄＢ低下す
ることになる。その結果、第１４図に示すように、ロー
パスフィルタ２２を通した低音側りは音圧周波数特性ヨ
となる（フィルタ２２を通さない場合、点線で示す特性
夕である）。またバイパスフィルタ２６ヲ通した高音側
Ｈは音圧周波数特性しとなる（フィルタ２３を通さない
場合、点線で示す特性ソである）。 特性ヨとしを合成すると全帯域にわたり平坦な高圧周波
数特性ツとなる。ボイスコイル２０の電気インピーダン
スは４Ωであるので抵抗器２５との和で８Ωとすること
によって同様にスピーカの入力端子から見た電気インピ
ーダンスＺｓは８Ωより低下することはない。 このように、ボイスコイル２０．２１を車に直列接続し
て１気インピーダンスＺｓ ｗ ８Ωで構成した全帯域
形のスピーカの音圧周波数特性の段差が６ｄＢの場合、
本実施例のように全帯域に亘って、平坦な音圧周波数特
性が得られる。 段差りが６ｄＢ以上の場合は、ボイスコイル２１の長さ
を長く（〉４Ω）、ボイスコイル２０の長さを短か（し
て（〈４Ω）、合計のインピーダンスを８Ωになるよう
に、抵抗器２６の抵抗値を大きく（Ｒ）４Ω）する方法
と、減衰器（ＡＴＴ）２５で高域側のレベルを下げる方
法が考えられる。 次に段差りが６ｄＢ以下の場合は、前述と逆にボイスコ
イル２１の長さを短＜（＜４Ω）、ボイスコイル２０の
長さを長（（〉４Ω）して、合成インピーダンスを８Ω
になるように、抵抗器２６の抵抗値を小さく（几〈４Ω
）すれば良い。 このように、本発明によれば、平坦な音圧周波数特性が
得られる。 〔実施例３〕二本実施例は、実施例２で述べたスピーカ
２に２いて、指回荷性乞合せ改善する方法である。実施
例２では、高音側Ｈを再生するボイスコイル２０は低音
側りを再生するボイスコイルを兼ねているので振動膜７
全体に駆動力Ｆを伝達するように、振動膜７全体に（第
１３Ａ、１３Ｂ図）ボイスコイル２０．２１は同じ線長
ｌ（゛を気インピーダンスも同じ）で平行又は並列的に
ｍ底しているので、その場合の指向特性音圧周波数特性
が平坦になってもは振動板７０ロ径によってきまり第１
５図に示すようになる。軸上からずれた例えば３０°、
６０゜−ではＫ ａ ）２の高い周波数帯域で大幅に劣
化する。 そのために、スピーカ２の正面軸上（ＡＸＩＳ）からず
れた場合、高音成分が足りない音質となる。 そこで、指向特性を改善するには、振動板１（又は７）
の放射面積Ｓ（実効半径ａ）を小さくすれば良い。 Ｍｉ勅模膜７おけるボイスコイル２０のパターンヲ第１
３Ａ、１３Ｂ図に示すように撮動膜７全面に配置するの
ではなく、第１６Ａ、１６Ｂ図に示すように高音側のポ
イスコイル２０振動膜７０半分の面積に配置するように
構成する。またボイスコイル２００反対側にはボイスコ
イル２１が構成されている。 そして、ボイスコイル２１０巻終りＴ’とボイスコイル
２００巻始めＴｌｌはジャンパ線で接続するか、ボイス
コイルの裏面で接続する。又、このときのスピーカの断
面図は第１７図のようになる。ここで、Ｇ−１，０−２
，０−３は振動膜７を均一に張り、１’ＦｔｌｃＧ−２
はボイスコイル２０で生じた撮動をポイスコイル２１を
形成している振、動膜に伝達しないよう避断する役目も
はたしている。Ｇ−１，Ｇ−２、Ｇ−３はグラスウール
、発泡樹脂などで構成されている。 ボイスコイルと分割ネットワークなどの接続は第１２図
と同一として以下を記述する。又前述の段差は６ｄＢと
仮定して同様に説明する。 高音側）１ ｔ７）音圧レベル（ＳＰＩ、）を６ｄＢ低
下させるには、スピーカの端子から見た電気インピーダ
ンスＺｓ−ｓ８Ωとすると、ボイスコイル２０．２１は
それぞれ同じ線長ｔで第１２図に、ボしたように振動膜
７に配置し、ボイスコイル２へ２１は直列接続とする。 また、ボイスコイＡ／２０，２１の電気インピーダンス
はそれぞれ４Ωとし、抵抗器１４は４Ωとする。それぞ
れのボイスコイル２０．２１は磁束ＭｉＢなる磁気空隙
に位置している。 スピーカの端子にｉなる醒流の信号が印加されると、低
音側りの１ｇ号は、ボイスコイＡ／２０．２１の両ボイ
スコイルに流れるので、駆動力Ｅｌ’−ＢＸ２／Ｘ１−
２Ｂｚｉである。一方、高音側Ｈはボイスコイル２０だ
けに流れるので駆動力Ｐ＝Ｂｚｉとなり、高音側Ｈの駆
動力Ｆは６ｄＢ低い。その反面、振動板１および積であ
るので（９）式を参照すれば、低音側りに比べ高音側Ｈ
の音圧レベルは６ｄＢ低くなることが分る。 その結果、第１７図に示すように、ボイスコイル２、へ
２１によった低音側りは音圧周波数特性ネとなる（ＬＰ
Ｆ２２を通さない場合、点線で示す特性すである）。ま
たボイスコイル２０によった高音側Ｈは音圧周波数特性
うとなる（ ＨＰ Ｆ２５を通さない場合、点線で示す
特性ムである）。このとき、高音側Ｈの音圧周波数特性
うは、第１４図に示した高音側Ｈの音圧周波数特性し、
ンに比べ同波数特性の形が音圧レベルが６ｄＢ低下する
だけでな（，１オクターブだけ高周波数域にシフトし【
いる。また低域では振動膜の面積が半分であるので空気
の付加質量論がｉとなり、音圧レベルは約２．５ｄＢ下
がっている。特性ネとうな合成すると全帯域にわたり平
坦な音圧周波数特性つとなる。クロスオーバ周波数ｆｃ
はＫ ａ ＝ｓ ２〜７の間の周波数を選択すれば良い
。そのとぎの指向特性は第１９図に示すように、６０°
特性、６０°特性共に第１５図に示した実施例２に比べ
、振動膜７０反射面積か丁であるので１オクターブ高音
域まで改善される。また、ボイスコイル２０によって生
じる高音側Ｈの駆動力Ｆが振動膜７の全体に伝達しない
ように、第１７図に示すように振動膜７の中心部にグラ
スクールマットＧ−２を配置すると良い。ボイスコイル
２０．２１は互いに逆に構成しても同様である。 また、ボイスコイル２００屯気インピーダンスは４Ωで
あるので抵抗器１４との和で８Ωとすることによって遊
猟インピーダンスＺｓは所定堰を低下することはない。 段差りが６ｄＢ以上の場合、実施例２と同様にボイスコ
イル２１の長さｌを長（（〉４Ω）、ボイスコイル２０
の長さｔを短かく（く４Ω）合成の電気インピーダンス
を８Ωになるように抵抗器２６の抵抗値を大ぎ＜ （ｒ
＞４Ω）する方法と、ボイスコイル２０を配置する振動
膜７の面積を減らし、等価な放射面積を減らせば良く、
このとき指向特性は更に改善される。 次に段差が６ｄＢ以下の場合は、実施例２と同様に、前
述とは逆にボイスコイル２１の長さｊを短か（（く４Ω
）、ボイスコイル２０の長く（〉４Ω）する方法と、ボ
イスコイル２０を配置する振動膜の面積を段差りに合わ
せ増減（放射面積を増減）する。また、クロスオーバ周
波数ｆｃもそれに仕せ変化させることはいうまでもない
。 このように、ボイスコイル２０．２１を単に直列接続し
て（ボイスコイル１１１ｉ！ｉｌと４１１ｆｌｌｉ）這
気インビーｆンｘ７，５＝ａＢΩで構成した全帯域形の
スピーカの音圧周波数特性の段差りが６ｄＢの場合、本
実施例のように全帯域にわたって平坦な音圧周波数特性
が得られ、かつ指向特性を改善できる。 上記したスピーカは、１個のスピーカでメカニカルにか
つ電気的に２ ｗａｙの構成になっているが、３ ｗａ
ｙ以上の構成にすることも可能である。そして高音側Ｈ
の放射面積Ｓを小さくすればさらに指向特性を改善でき
る。 本発明では、最も簡素な２個のボイスコイルを用いて説
明したが、さらに多くのボイスコイルを用いることも可
能である０ 〔発明の効果〕 以上により明らかなように本発明によれば、一枚の撮動
膜によって、全帯域をメカニカル力１つ゛戚気的に複＠
杉（マルチウェイ形）のスピーカｆＪ−構成でき、平坦
な音圧周波数特性か得られ、指向特性の改善ができる。 さらに、１気インピーダンス特性は所定値Ｚｓ（例えば
８Ω）を低下することもない。 その結果、音像定位が良（しかも過渡特性の良い自然な
音質のスピーカが得られる。ざらにスピーカを駆動する
成力増幅器の動作を安定にする効果がある。 また、不発明の技術は、例えば他の方式の動電形スピー
カにも応用できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の１実施例のスピーカのボイスコイル、
分割ネット７などの構成を表す結線図である。第２図か
ら第８図は従来技術を説明する図であり、第２図は従来
のスピーカの音圧周波数特性図、−第３図はピストン円
板の放射インピーダンス特性、第４図は第２図の特注の
スピーカの改良を示す構造断面図、第５図は、音圧周波
数特性の計算例、第６図は従来の音圧周波数特性図、第
７図および第８図は従来のスピーカの構成結線図とその
特性図である。第９図は不発明の目的の主旨を示す音圧
周波数特性の模式図、第１０図は本発明のスピーカの１
実施例の構造断面図、第１１図は不発明のスピーカの低
音側と高音側の音圧レベルをそろえ、音圧周波数特性を
平坦にするための模式図、Ｋ１２図は本発明の他の実施
例２および３の結線図、第１３図は第１２図の振動膜に
おけるボイスコイルのパターンのｊ １５１Ｊを示す図
、第１４図は第１２図における第１１図対応の模式図、
第１５図は第１５図の撮動膜の指向特性図、第１６図本
発明のさらに他の実施例３で、ボイスコイルのパターン
の他の例を示す図、第１７図は実施例２および６のスピ
ーカの断面図Ｊｔ８図は、実施例６における第１１図対
応の周波数特性の模式図、第１９図は指向特性図である
。 符号の説明 １７・・・撮動膜、２・・・ホーン、３・・・スピーカ
、４，６・・・ホイスコイル、５，１６．２２・・・ロ
ーパスフィルタ、１乙、１２２・−・バイパスフィルタ
、Ｔ 、 Ｔ’、 Ｔ”・・・２つのボイスコイルの接
続部、８．１４１４．１５．２０．２１・・・ボイスコ
イル、９・・・マグネット、１０・・・ヨークプレート
、１１・・・音波放射孔、１２・・・サスペンション、
Ｇ−１゜Ｇ−２，Ｇ−３・・・テンシラ／グラスウール
、イ〜つ・・・音圧周波数特性曲巌。 第 １ 図 互 第 ２ 口 第 ４ 図 第、３図 ＋ ２ ５ １ １
：＋ １１．１にα 第 ７２ 一十 第 ｇ 図 用五（（ 第 ｑ 図 第 ｌＯ図 第 １１ 図 第 １２図 旦 ｍ−−−−−−−−−一−”−−コ 〕四 ノ３Ａ ６乙 第 １３８閉 第 １４ 図 第１５ 図 に己 第１６Ａ図 第１６８ 図 第 ｌｑ 図 ｎ
Claims (1)
- ボイスコイルを配してなる平面状の振動膜または振動板
と、上記ボイスコイルに交差して直流磁束を作用する磁
気回路を具備したスピーカにおいて、上記振動膜または
振動板の片面もしくは両面に複数およびまたは複層のボ
イスコイルを形成し、このボイスコイルを帯域別に分け
、それぞれ分割ネットワークを接続し、駆動力に重み付
けをして多重駆動を行い、平坦な音圧周波数特性と平坦
な電気インピーダンス特性を有したことを特徴とするス
ピーカ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021653A JPS61184094A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | スピ−カ |
| US06/826,249 US4653103A (en) | 1985-02-08 | 1986-02-05 | Loudspeaker structure and system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021653A JPS61184094A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | スピ−カ |
Publications (1)
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|---|---|
| JPS61184094A true JPS61184094A (ja) | 1986-08-16 |
Family
ID=12061006
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP60021653A Pending JPS61184094A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | スピ−カ |
Country Status (2)
| Country | Link |
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