JPH11308691A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピーカの振動板で生ずる作用力に対する反
作用力を有効に利用して電気−音響変換効率を向上させ
ると共に歪を減少させたスピーカ装置を得る。 【解決手段】 スピーカユニット２３を構成する第１の
振動板７を含む振動系に対し磁気回路２７の背面に第２
の振動板３０を設け、この磁気回路２７を含む第２の振
動板３０を第１の振動板７を含む振動系に対して揺動自
在になる様にスピーカボックス２１に枢着したスピーカ
装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は小型軽量なスピーカ
装置に係わり、特にスピーカユニットの電気−音響変換
効率を高め、スピーカボックスの反作用力の影響を低減
したスピーカ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からスピーカユニットの取り付けら
れたスピーカボックスのバッフルボードの振動を抑制す
るために、振動板により加振されたスピーカの加振方向
に対し、逆方向に加振させる加振器或いはトランスデュ
ーサを有するスピーカ装置は例えば、特開昭６３−２１
２０００号公報、特開平１−３０７３９８号公報等に詳
記されて公知である。

【０００３】上述の特開昭６２−２１２０００号公報に
は図４に示す様なスピーカ装置が示されている。図４で
１はリング状のマグネットを示し、２及び３はこのマグ
ネット１を挟むように取付けられ、その一部に磁気空隙
４を形成したプレートおよびヨークを示す。プレート２
にはスピーカユニットＡのフレーム５が取付けられてお
り、このフレーム５の外周部にはエッジ６が設けられ、
このエッジ６によってコーン型の振動板７の外周部が保
持されている。

【０００４】一方、振動板７の内周部にボイスコイルボ
ビン８が取付られており、このボイスコイルボビン８に
はボイスコイル９が巻装され、このボイスコイル９はプ
レート２およびヨーク３によって形成された磁気空隙４
内に挿入されている。以上符号１〜９で示した構成は周
知の動電型スピーカユニットＡの基本構造である。

【０００５】上記スピーカユニットＡのヨーク３の裏面
側中央にはビス１０の一端がねじ込まれており、このビ
ス１０の他端には上記したスピーカユニットＡにおける
マグネット１、プレート２及びヨーク３と全く同一構成
のマグネット１１、プレート１２およびヨーク１３から
成る磁気回路が取付けられている。

【０００６】そしてプレート１２にはフレーム１４が取
付けられており、さらにこのフレーム１４には２枚のダ
ンパー１５，１６が取付けられていて、このダンパー１
５，１６によって駆動コイルボビン１７が保持されてい
る。

【０００７】この駆動コイルボビン１７の一方端には駆
動コイル１８が巻装され、この駆動コイル１８は上記プ
レート１２およびヨーク１３より形成された磁気空隙１
９内に挿入されている。又上記駆動コイルボビン１７の
他方端にはウエイト２０が取付けられており、このウエ
イト２０を含む振動系は上記スピーカユニットＡにおけ
るコーン型の振動板７等を含む振動系の等価質量にはほ
ぼ等しいものに成されている。以上符号１１〜２０で示
した構成は電気・振動トランスデューサＢを示す。

【０００８】上述の構成においてスピーカユニットＡ及
び電気・振動トランスデューサＢはスピーカボックス２
１のバッフルボード２２に取付けられている。今、スピ
ーカユニットＡのボイスコイル９に電気信号を通電すれ
ば周知の作用によりボイスコイル９は図中左右方向に振
動し駆動力Ｆ₁ を生じ、コーン型の振動板７を駆動して
音響再生を行う。

【０００９】この時上記電気・振動トランスデューサＢ
における駆動コイル１８にも同一の電気信号を印加する
と、駆動コイル１８も図中左右方向に振動し駆動力Ｆ₂
を生じ、ウエイト２０を同方向に駆動する。ここでスピ
ーカユニットＡにおける振動板７等を含む振動系と、電
気・振動トランスデューサＢにおけるウエイト２０等を
含む振動系の等価質量がほぼ等しければ、スピーカユニ
ットＡが振動系によって受ける反作用力−Ｆ₁ と電気・
振動トランスデューサＢにおける振動系の反作用力−Ｆ
₂ とがほぼ等しくなる。

【００１０】従ってスピーカユニットＡが振動板７の駆
動によって受ける反作用は上記電気・振動トランスデュ
ーサＢによって打ち消されてスピーカボックス２１のバ
ッフルボード２２の振動及びスピーカボックス２１の揺
動が抑制されることになる。

【００１１】一方、スピーカボックス２１の容積を小さ
くし、小型化を図ることで、廉価なスピーカシステムを
得ようとする要求があるが、一般的にはスピーカボック
ス２１の容積を小さくしてゆくにしたがって、スピーカ
ユニットＡの振幅を増す様にして、低域再生限界の上昇
を抑える様に成している。

【００１２】然し、小型のスピーカの振幅を増すことで
スピーカボックス２１内の音圧が上昇し、周波数特性に
山谷が生ずる。この様な問題を解決する方法として、位
相反転型のバスレフレックススピーカボックスを用いて
振動板の背面から出る音波を有効に利用して低音域を歪
なく放射させる様に成したスピーカ装置も広く利用され
ている。

【００１３】更に、上述した特開平１−３０７３９８号
公報では二つのスピーカユニットＡの振動板７のコーン
開口部を反対方向に向けて第１のスピーカユニットＡの
振動板７の作用力Ｆ₁ によって生ずる反作用力−Ｆ₁ を
第２のスピーカユニットＡの振動板７の作用力Ｆ₂ の反
作用力−Ｆ₂ でキャンセルさせるスピーカ装置も開示さ
れている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成のスピ
ーカ装置によれば第１のスピーカユニットＡの振動板に
与えられる作用力Ｆ₁ ＝ｍａ（ここでｍは振動系の等価
質量、ａは振動板の加速度）は磁気回路、スピーカユニ
ットのフレーム並びにスピーカボックスを一つの剛体と
仮定した場合に、この剛体に生ずる反作用力は−Ｆ₁ ＝
ＭＡ（ここでＭは上述剛体の等価質量、Ａは反作用で与
えられる加速度）として与えられる。

【００１５】従って、反作用力で与えられる加速度Ａは
上記した各式から Ａ＝−（ｍ／Ｍ）ａ‥‥（１） で定まる反作用力−Ｆの変位を受けるが、Ｍ＝∞であれ
ば反作用力の影響はなく、ボイスコイルに与えられる加
速度にのみで振動板は変化するが、実際にはＭは有限で
あり、特に上記した様にスピーカボックスを含むスピー
カ装置全体が軽量化、且つ小型化され、振動板は重くな
り、質量比ｍ／Ｍは増大する傾向にあり、この振動板の
作用力Ｆ₁ に対する反作用力−Ｆ₁ の為に低域の再生効
率は大幅に低下する。

【００１６】更に実際には、磁気回路、スピーカフレー
ム、スピーカボックスは一つの剛体ではなく、それぞれ
が、共振点を持ち、反作用により与えられたエネルギー
により、再生音以外の音響エネルギーを歪として出力す
ることとなりこれが、再生音の入力された信号に対する
出力の忠実性を低下させる原因となっている。この様な
弊害を上述した様に二つのスピーカユニット或いはスピ
ーカユニットと電気振動トランスデューサでキャンセル
させることが出来るがこれら構成では二つの磁気回路及
び二つのボイスコイルを必要とし、二つの駆動回路を要
するため電力消費が大きくなるだけでなく、スピーカボ
ックスのバッフルボードと背面板間の間隔も大となって
小型化のスピーカ装置を得にくくなる問題があった。

【００１７】本発明は叙上の問題点を解消したスピーカ
装置を提供しようとするものであり、発明が解消しよう
とする課題はスピーカボックスの奥行方向を狭くするこ
とが出来ると共に電気−音響変換効率を向上させ、振動
板の作用力に対する反作用力を有効に利用することが出
来て、低域再生が拡大され歪の少ない小型軽量なスピー
カ装置を得ようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のスピーカ
装置はフレームに揺動自在に懸架させたボイスコイルを
含む第１の振動板と、フレームに揺動自在に懸架し、ボ
イスコイルが磁気空隙内に挿入された磁気回路と、磁気
回路に内径側が枢着され外径側がフリーと成され、第１
の振動板と対向する反対位置に設けた第２の振動板から
なるスピーカユニットを具備し、スピーカユニットの第
２の振動板の外周部及びフレームをスピーカボックスの
相対向する両側面に穿った放音孔位置に固定させて成る
ものである。

【００１９】本発明の第２のスピーカ装置はフレームに
揺動自在に懸架されたボイスコイルと、このボイスコイ
ルに内径を枢着し、外径をフリーとした第１の振動板
と、フレームに固定され、ボイスコイルが磁気空隙内に
挿入された磁気回路と、磁気回路に内径部が枢着され、
外径部がフリーと成され、第１の振動板と対向する反対
位置に設けた第２の振動板からなるスピーカユニットを
具備し、第１の振動板及び第２の振動板の外周部をスピ
ーカキャビネットの相対向する両側面に穿った放音孔位
置に固定させて成るものである。

【００２０】本発明のスピーカ装置によればスピーカユ
ニットの小型化が図られて電気−音響変換能率が向上
し、１つの磁気回路と１つのボイスコイル及び１つの駆
動源で振動板の作用力の反作用力を有効利用出来て、ス
ピーカボックスのバッフルボードと背面板間の奥行を狭
くして小型化出来るものが得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスピーカ装置の１
形態例を図１乃至図３によって説明する。尚、図４で示
したスピーカ装置との対応部分には同一符号を付して示
している。

【００２２】図１（Ａ）は本例のスピーカ装置の正面
図、図１（Ｂ）は側断面図を示し、２３は全体として本
例の小型スピーカユニットを示し、ヨーク３は純鉄等の
板材から成る側断面が有底円筒状と成され、底部が軽量
化するため中心孔を有し上方に凸状とされたセンタポー
ル２４を有し、このセンタポール２４上に軽量化された
リング状で板状の厚み方向にＮ極及びＳ極と着磁された
マグネット１を接着剤等を介して接合し、更にマグネッ
ト１の上にリング板状のポールピース２５を接着剤等を
介して接合する。このポールピース２５の外径部とヨー
ク３を形成する円筒内径との間に磁気空隙４を形成す
る。

【００２３】フレーム５はバッフルボード２２に穿った
放音孔２６の直径と略同一内径を有する開口部を有し、
スピーカボックス２１の奥行方向に３個の段部２８ａ，
２８ｂ，２８ｃを形成し、段部の開口部を順次小径とす
る様に略漏斗状に鋼材等で構成されている。

【００２４】マグネット１及びヨーク３とセンタポール
２４並びにポールピース２５で形成された磁気回路２７
は２枚の波形のリング状の第２及び第３のダンパ１５及
び１６によってフレーム５に懸架されている。即ち、フ
レーム５の底部と第３の段部２８ｃにダンパ１６及び１
５の外径部を接合し、磁気回路２７のヨーク３の円筒部
の上下にダンパ１６及び１５の内径部を接合する。

【００２５】更に磁気回路２７の磁気空隙４内にボイス
コイルボビン８に巻回したボイスコイル９を挿入し、ボ
イスコイルボビン８の上部に接合した波形のリング状の
第１のダンパ２９でフレーム５に懸架する様に成されて
いる。

【００２６】即ち、第１のダンパ２９の内径部をボイス
コイルボビン８の上端外径部に接合すると共に外径部を
フレーム５の第２の段部２８ｂに接合させてボイスコイ
ル９を含むボイスコイルボビン８を磁気空隙内でボイス
コイルボビン８の長手方向に揺動自在と成す。

【００２７】ボイスコイルボビン８の上端部外径には漏
斗状の第１の振動板７の内径部を接着剤等で接合し、第
１の振動板７の外周部にはリング状のエッジ６が接合さ
れ、このエッジ６の外周部は矢紙を介してフレーム５の
第１の段部２８ａに接合される。

【００２８】更に、第１の振動板７の傾斜部にボイスコ
イルボビン８の上部を覆う様に凹状のダストキャップ３
２が接合される。

【００２９】又、磁気回路２７の底面には第１の振動板
７と対向する様に、漏斗状の開口部が互に逆方向を向く
様に第２の振動板３０を固定する。

【００３０】図１（Ｂ）では漏斗状の振動板３０の底部
を円盤３３を介してビス３４でヨーク３の底面に固定し
ている。

【００３１】上述の様に第１及び第２の振動板７及び３
０の開口部が反対方向を向く様に取り付けられた１つの
磁気回路と１つのボイスコイルで構成されたスピーカユ
ニット２３をスピーカボックス２１のバッフルボード２
２に穿った放音孔２６と対向して固定させる。

【００３２】本例ではスピーカユニット２３のフレーム
５の第１の段部２８ａをビス３６を介してバッフルボー
ド２２の内側に固定させる。

【００３３】更に、背面板３５に放音孔２６と対向する
位置に穿った放音孔３７にビス３６で固定したリング状
の固定板３８の外側に第２の振動板３０のエッジ３１の
フリー状態の外周部が接合されてスピーカ装置４０が構
成される。

【００３４】本発明は上述の様に構成されているのでボ
イスコイル９に音響信号を供給すれば第１の振動板７に
Ｆ₁ ＝ｍａの作用力が働いた時に受ける反作用力−Ｆ₁
＝ＭＡの分だけ磁気回路２７を含む第２の振動板３０が
逆向きに変位することになる。

【００３５】従って、従来の構成では歪の発生原因であ
った磁気回路２７に与えられる反作用力−Ｆ₁ の影響を
回避出来るだけでなく反作用力−Ｆ₁ として働く音響エ
ネルギーを第２の振動板３０を介して放音させることが
出来るため電気−音響変換能率を向上させることが可能
となる。又、スピーカボックス２１は第１の振動板７の
反作用力−Ｆ₁ の影響を受けないので、スピーカボック
ス２１を含むスピーカ装置２０の等価質量を増大させる
必要がなく、奥行方向も薄くなる為にブックシエルタイ
プのスピーカ装置の様に小型軽量化が図れる。

【００３６】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は本発明の他の
形態例を示すものであり、図２（Ａ）は側断面図、図２
（Ｂ）は背面図を示すものであり、本例では磁気回路を
図１の様に内磁型とせずに外磁型とすると共に第１の振
動板７の外周をバッフルボード２２に固定し、ボイスコ
イル９を含むボイスコイルボビン８をフレーム５に懸架
し、フレーム５に外磁型の磁気回路２７を固定させ、こ
の磁気回路２７の底部に固定した第２の振動板の外周を
背面板３５に固定させたものである。

【００３７】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に於いて、図１
（Ａ）及び図１（Ｂ）との対応部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。

【００３８】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）で、磁気回路２
７を構成する鉄等の金属性のヨーク３は中心部に円筒状
のセンタポール２４を有する円盤状部とより成り、円盤
状部はセンタポール２４の底面を残して上方に折り曲げ
られている。この円盤状のヨークの上面にフェライト等
の厚み方向にＮ極及びＳ極と着磁させたリング状のマグ
ネット１を接合し、このマグネット１の上面にリング状
の金属性のプレート２を接合し、プレート２の内径とセ
ンタポール２４の外径間に磁気空隙４を形成する。

【００３９】プレート２の上面にフレーム５を接合す
る。このフレーム５は軽量化するため合成樹脂等で作成
するを可とし、有底円筒状で上部はフランジ部３９を有
し、中央部には透孔が穿たれている。

【００４０】ボイスコイルボビン８に巻回したボイスコ
イル９は磁気空隙４内に挿入され、２枚の第１のダンパ
２９及び第２のダンパ４１でフレーム５のフランジ３９
に懸架されている。

【００４１】即ち、ボイスコイルボビン８の上端部の外
径部に第１及び第２のダンパ２９及び４１の内径部を接
合し、外径部をフレーム５のフランジ部３９に接合して
いる。

【００４２】ボイスコイルボビン８の上端には漏斗状の
第１の振動板７の内径部が接合され、外周部にはエッジ
６が接合されて、エッジ６の外周部はスピーカボックス
２１のバッフルボード２２に穿った放音孔２６と対向す
る位置に矢紙を介してビス３６等で固定する。

【００４３】一方、磁気回路２７のヨーク３の底面には
略円盤状の第２の振動板３０をビス３４で固定する。第
２の振動板３０はエッジ３１と一体化して形成したフィ
クスドエッジとされ、磁気回路２７及びフレーム５を保
持可能なハイコンプライアンスの振動板とするが、振動
板の前面に沿って十字状の金属スプリング等を介在させ
て、保持させる様にしてもよい。

【００４４】第２の振動板３０のエッジ３１の外周はス
ピーカボックス２１の背面板３５に穿った放音孔３７と
対向して背面板３５にビス３６を介して固定されてい
る。

【００４５】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）での形態例では
第２の振動板３０のロール状のエッジ３１は円周に沿っ
て複数の切欠溝４２を形成し、空気が流入しない様に切
欠溝４２上にエアシール４３を貼着して適当なスチフネ
スを得る様に成されている。

【００４６】上述の構成のスピーカ装置に於いても第１
の振動板７の作用力に対する反作用力の悪影響を回避す
ることが出来る。

【００４７】図３は本発明の更に他の形態例を示すもの
である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の側断面図及び背面
図では図２（Ａ）及び図２（Ｂ）で詳記したと同様構成
の複数のスピーカユニット２３，２３‥‥が用いられ
る。

【００４８】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）ではスピーカボ
ックス２１内に４個のスピーカユニット２３を配設した
場合であり、第２の振動板３０を４個のスピーカユニッ
ト２３，２３‥‥について共通化したものである。第２
の振動板３０は図３（Ｂ）に示される様に略矩形状と成
され、スピーカボックス２１の内側方向にロール状に凸
としたエッジ３１を一体化したフィックスエッジ型と成
される。

【００４９】エッジ３１はスピーカボックス２１の内側
方向に山型に凸とされ、適当なスチフネスを得るために
方形方向に複数の切欠溝４２を形成し、空気の流入を防
止するためにエアシール４３が切欠溝４２上に貼着され
ている。

【００５０】上述の４つのスピーカユニット２３，２３
‥‥の磁気回路２７のヨーク３の底面への第２の振動板
３０の取付位置は第２の振動板３０が分割振動をおこし
た時の節にあたる位置を駆動する様にする。図３（Ｂ）
では４次の分割振動の節にスピーカユニット２３，２３
‥‥の駆動点を配置してピストン運動を行う様に成され
ている。

【００５１】上述では第１及び第２の振動板を抄紙等で
構成した場合を説明したが特に第２の振動板３０を比弾
性率の高いベリリウム或いはハニカムサンドイッチ構造
等の平面型振動板としてもよい。

【００５２】上記した図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の構成
によれば第２の振動板３０の変形を防止して、より正確
な低音再生が可能なスピーカ装置を得ることが出来る。

【００５３】上記した様に本発明では磁気回路の背面に
第２の振動板を固定し、第２の振動板を介して磁気回路
を片持支持し、一方ボイスコイルを含む第１の振動板を
フレーム又はスピーカボックスに片持支持させて、第１
の振動板の作用力Ｆ₁ に対する反作用力−Ｆ₁ 分だけ磁
気回路を含む第２の振動板が反作用力−Ｆ₁ 方向に移動
する様に成せばよく、図３で示すスピーカユニットの数
や第１の振動板を共通の平面振動板とする等の変更は本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得るものであ
る。

【００５４】

【発明の効果】本発明のスピーカ装置によれば、従来、
歪として散逸させてきた、第１の振動板駆動時の磁気回
路が受ける反作用によって、磁気回路自体も揺動できる
構造とし、それに第２の振動板を取り付けることで、以
下の効果が得られる。１．発生する力すべてを第２の振
動板に伝達できる為、電気エネルギーから音響エネルギ
ーへの変換効率が上がる。２．第１の振動板で駆動時に
生ずる作用力Ｆ₁ に対する反作用−Ｆ₁ をスピーカボッ
クスに伝えない為、歪が減少し、低域拡大が図れる。
３．従来、スピーカボックスの重量を増加させること
で、第１の振動板の駆動で生ずる反作用の影響を低減し
てきたが、この反作用をスピーカボックスに伝えない構
造の為、スピーカボックスの軽量化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピーカ装置の正面及び側断面図であ
る。

【図２】本発明の他のスピーカ装置の側断面図及び背面
図である。

【図３】本発明の更に他のスピーカ装置の側断面図及び
背面図である。

【図４】従来のスピーカ装置の一部側断面図である。

【符号の説明】

７‥‥第１の振動板、９‥‥ボイスコイル、２１‥‥ス
ピーカボックス、２２‥‥バッフルボード、２３‥‥ス
ピーカユニット、２７‥‥磁気回路、３０‥‥第２の振
動板、３５‥‥背面板、４０‥‥スピーカ装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに揺動自在に懸架されたボイス
   コイルを含む第１の振動板と、 上記フレームに揺動自在に懸架し、上記ボイスコイルが
   磁気空隙内に挿入された磁気回路と、 上記磁気回路に内径側が枢着され外径側がフリーと成さ
   れ上記第１の振動板と対向する反対位置に設けた第２の
   振動板からなるスピーカユニットを具備し、 上記スピーカユニットの上記第２の振動板の上記外周部
   及び上記フレームをスピーカボックスの相対向する両側
   面に穿った放音孔位置に固定させて成ることを特徴とす
   るスピーカ装置。
2. 【請求項２】 フレームに揺動自在に懸架されたボイス
   コイルと、該ボイスコイルに内径を枢着し、外径をフリ
   ーとした第１の振動板と、 上記フレームに固定され、上記ボイスコイルが磁気空隙
   内に挿入された磁気回路と、 上記磁気回路に内径部が枢着され、外径部がフリーと成
   され、上記第１の振動板と対向する反対位置に設けた第
   ２の振動板からなるスピーカユニットを具備し、 上記第１の振動板及び第２の振動板の外周部をスピーカ
   キャビネットの相対向する両側面に穿った放音孔位置に
   固定させて成ることを特徴とするスピーカ装置。
3. 【請求項３】 前記第１又／及び第２の振動板を共通化
   した複数のスピーカユニットを前記スピーカボックスの
   相対向する両側板間に配設して成ることを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載のスピーカ装置。
4. 【請求項４】 前記磁気回路が内磁型又は外磁型である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれか
   １項記載のスピーカ装置。