JP2000308177A

JP2000308177A - スピーカー

Info

Publication number: JP2000308177A
Application number: JP11109063A
Authority: JP
Inventors: Kozo Hara; 宏造原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、従来の３ウエイスピーカー装置で２
０ＫＨｚ以上の超高音域を出力させる場合は、上記３ウ
エイスピーカー装置と超高音域出力用のリボン型スピー
カーとを組み合わせて出力させていた。しかし、上記リ
ボン型スピーカーは入力インピーダンスが低く、入力す
べき音声信号をマッチングトランスで減衰させなければ
ならなかった。また、リボン型スピーカーを配置する場
合はツイータが出力する高音域の位相と影響しあわない
ように注意を払う必要があった。【解決手段】筒状のボビン３の上に断面Ｖ字形状のリ
ング形振動板２を配置し、このリング型振動板２先端を
自由端とした。リング形振動板２を使用した図１のスピ
ーカーは、高音域はピストン振動、超高音域は分割振動
で再生可能となる。これにより、３ウエイスピーカー装
置に配備されたツイータ（図示せず）の代わりにこのス
ピーカーを使用すれば、リボン型スピーカーを使用せず
に済み、上記マッチングトランスが不要となるととも
に、スピーカー配置に注意を払う必要が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スピーカーに係
わり、特に１００ＫＨｚ程度の超高音域まで出力できる
スピーカーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超高音域を再生するスピーカー
として、リボン型スピーカーが知られている。図７は
「強くなる！スピーカー＆エンクロージャー百科」（１
９８１年１２月１７日、誠文堂新光社発行）の７４頁に
示された従来のリボン型スピーカーを示す斜視図であ
り、図において、１はリボン型スピーカー、２は磁気回
路（２ａがヨーク、２ｂがマグネット、２ｃがプレー
ト）、３はリボン振動板、５は給電板、６はショートホ
ーン、７は磁極空隙を示す。

【０００３】次に動作について説明する。リボン振動板
３は磁極空隙７の中に配置され、給電板５によって支持
される。また、給電板５に音声信号を印加するとプレー
ト２ｃを流れる磁界と反応して振動し、音波を発生す
る。つまり、リボン振動板３は例えば後述の図８に示す
コーン型スピーカーが有するボイスコイル（図示せず）
の機能も兼ねている。また、リボン振動板３自体はアル
ミニウムやベリリウムなどの導電体を薄膜として、平板
または剛性を向上させるため四角錘、六角錘などの集合
形態に成形されている。

【０００４】また、図８は図７に示すリボン型スピーカ
ー１を３ウエイスピーカー装置と組み合わせた場合の説
明図であり、図において、１０が３ウエイスピーカー装
置、１１がツイータ、１２がスコーカ、１３がウーフ
ァ、１４が筐体である。尚、ツイータ１１〜ウーファ１
３は全てコーン型スピーカーとする。また、リボン型ス
ピーカー１は、図８では筐体１４の上に配置して使用す
るものとする。

【０００５】一般に、リボン振動板３は、ツイータ１１
〜ウーファ１３に使用しているボイスコイル（図示せ
ず）と比べて断面積が大きく、長さも短いため、直流抵
抗が０．０１Ω程度と非常に低く、給電板５にアンプ
（図示せず）からの音声信号を直接印加できない。この
ため、単独に使用する場合及び図８のように３ウエイス
ピーカー装置１０と組み合わせて使用する場合におい
て、リボン型スピーカーのみかけのインピーダンスをア
ンプの側からみて適正になる値にまで上昇させるマッチ
ングトランス（図示せず）を介在させて接続し、音声信
号を入力する必要がある。

【０００６】また、リボン振動板３は、図７に示すよう
に長辺側で給電板５によって支持固定されている。つま
り、音声信号が入力されると、リボン振動板２は長辺側
の端部を支点として振動する。このため、比較的低音域
の音声信号を入力するとリボン振動板３の中心部が大き
く伸びたり、ねじれたり異常振動を発生して磁極に当た
るなどの不具合を発生しやすい。つまり、リボン型スピ
ーカー１には低音域の音声信号を入力しにくい。

【０００７】このため、リボン型スピーカー１の再生周
波数帯域の下限は少なくとも１０〜１８ＫＨｚ以上とな
り、ツイータ１１の再生周波数帯域（ツイータ１１の再
生周波数帯域は８〜２０ＫＨｚ程度）と交差して設定さ
れる。このため、リボン型スピーカー１と３ウエイスピ
ーカー装置１０とを組み合わせる場合には、リボン型ス
ピーカー１のための新たなネットワーク回路（図示せ
ず）が必要になる。また、リボン型スピーカー１とツイ
ーター１１とは互いの位相が影響しやすい高音域と超高
音域との組み合わせとなり、互いの位相が影響し合わな
いようにリボン型スピーカー１の配置には細心の注意が
必要になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】超高音域再生用として
使用される従来のリボン型スピーカーは以上のような構
成をしており、以下のような課題があった。（１）図７のようなリボン型スピーカーにおいては、リ
ボン振動板２をおさめる磁極空隙７を幅広くしなければ
ならず、必要な磁気エネルギーを得るために非常に大型
のマグネット２ｂが要求されコストがかかる。

【０００９】（２）例えば、図８のようにリボン型スピ
ーカー１と３ウエイスピーカー１０とを組み合わせて使
用する場合は、リボン型スピーカー１のためのマッチン
グトランス及びネットワーク回路が必要となり、全体の
コストが増大する。

【００１０】（３）また、リボン型スピーカー１とツイ
ータ１１とを組み合わせて使用する場合は、音声の位相
が互いに影響しあわないように配置に細心の注意を払う
必要があり、配置設定が難しい。

【００１１】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は従来のツイータと
リボン型スピーカーの周波数帯域を出力できるスピーカ
ーを提供するものである。また、第２の目的は、従来の
コーン型スピーカーの磁気回路を利用することで従来の
コーン型スピーカー用の音声信号をそのまま入力できる
スピーカーを提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスピーカ
ーは、ボイスコイルを巻回した円筒状のボビンと、上記
ボイスコイルを流れる音声信号によりボビンを駆動する
磁気回路と、上記ボビンの端部の周方向に断面Ｖ字形状
に配置される円環状の振動板とを備え、上記断面Ｖ字形
状の振動板の両端を自由端にしたものである。

【００１３】また、次の発明に係るスピーカーは、断面
Ｖ字形状の振動板の内周側寸法を外周側寸法より短くし
たものである。

【００１４】更に、次の発明に係るスピーカーは、断面
Ｖ字形状の振動板の内周側の開き角度を外周側より広く
したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に示すスピーカーの断面図であり、図にお
いて、１は磁気回路（１ａがポールピース、１ｂがマグ
ネット、１ｃがプレート、１ｄが反発マグネット、１ｅ
がバックカバー）、２は断面形状をＶ字形状とした円環
状の振動板（２ａが内側振動板、２ｂが外側振動板）、
３はボビン（３ａがボイスコイル）、４はダンパー、５
は給電板、６ａはフレーム、６ｂはポールピース１ａ上
のサブフレーム、７は磁極空隙を示す。

【００１６】また、図２は図１に示す振動板２の振動状
態の説明図であり、図２（１）が内側振動板２ａが分割
振動している状態を示し、図２（２）が外側振動板２ｂ
が分割振動している状態を示す。また、図３は実施の形
態１で使用する振動板の形状と該振動板を使用した場合
に発生する共振点分布図であり、図３（１）が実施の形
態１で使用する振動板２の形状、図３（２）が図３
（１）の振動板２を使用した場合の共振点分布図であ
る。また、図４は図１に示すスピーカーが図３（１）の
振動板２を使用した場合に出力される周波数特性図であ
る。

【００１７】次に、動作について説明する。磁気回路１
の形状は従来のコーン型スピーカーで使用される磁気回
路と同様であり、特に図１は防磁形の磁気回路を示して
いる。また、図１のスピーカーでは、ボイスコイル３ａ
を巻回したボビン３がダンパー４にて懸架されるととも
に振動板２と結着して振動板２を支持する構成となって
いる。また、フレーム６ａはプレート１ｃの上部に、サ
ブフレーム６ｂはポールピース１ａの上部に配置され
る。

【００１８】また、フレーム６ａの内周およびサブフレ
ーム６ｂの外周は円環状の振動板２の内外周と極めて少
ないクリアランスを持つように寸法決定され、位置決め
されている。この状態でボイスコイル３ａに音声信号を
印加するとボビン３が上下に振動することで音響再生が
おこなわれる。尚、図１に示す磁気回路１は図８に示す
コーン型スピーカーと同じ形状であり、同程度の入力イ
ンピーダンスを有するので、図８に示す３ウエイスピー
カーと組み合わせて使用する場合も、マッチングトラン
スを介して音声信号を減衰する必要はない。

【００１９】また、振動板２はボビン３により駆動さ
れ、内外周の先端が自由端となっていることで共振によ
る分割振動が図２のように発生する。図２では、図２
（１）が内側振動板２ａの分割振動状態、図２（２）が
外側振動板２ｂの分割振動状態を示し、分割振動の状態
をより見やすいものとしている。しかし、実際には、内
側振動板２ａと外側振動板２ｂとが同時に振動する場合
も発生する。

【００２０】また、図３（１）の振動板２を用いた場合
の共振点は図３（２）のように分布する。尚、振動板２
に求められる特性は比弾性率が大きいことであり、具体
的にはプラズマ溶射で成形した炭化ホウ素が用いられて
いる。また、図３（１）に示す振動板２の板厚を０．０
５ｍｍに設定している。図３（２）によれば共振点が１
００Ｋｚまで分布しているのが分かる。

【００２１】また、図３（１）に示す振動板２を使用し
たスピーカーの再生周波数特性は図４のようになる。こ
こで、４〜２５ＫＨｚ程度までがピストン振動域であ
り、２５ＫＨｚ以上が分割振動域となる。つまり、図１
に示すスピーカーの再生周波数帯域は、図８に示すツイ
ータ１１の再生周波数帯域から図７に示すリボン型スピ
ーカーの再生周波数帯域までカバーする。つまり、図８
のツイータ１１の代わりに図１のスピーカーを配置すれ
ばリボン型スピーカー３が不要となり、スピーカーユニ
ットの配置に細心の注意を払わなくてすむようになる。

【００２２】実施の形態２．図５は実施の形態２で使用
する振動板の形状と該振動板を使用した場合に発生する
共振点分布図であり、図５（１）が実施の形態２で使用
する振動板２の形状、図５（２）が図５（１）の振動板
を使用した場合の共振点分布図である。尚、実施の形態
２では、図１のスピーカーに図５（１）の振動板２を使
用して音声を出力するものとする。

【００２３】図５（１）に示す振動板２では、内側振動
板２ａの寸法が外側振動板２ｂの８０％程度に短くなっ
ている。これにより、共振点分布は図５（２）のように
なり図３（２）よりも共振点が増えていることがわか
る。特に、５０ＫＨｚ以上において共振点が増えている
ことがわかる。これにより、実施の形態２のスピーカー
は実施の形態１のスピーカーよりも更に周波数特性の凹
凸が減って平坦になる。尚、上記効果は内側振動板２ａ
の寸法が外側振動板２ｂの８０〜９５％程度にした範囲
で顕著に発生する。

【００２４】実施の形態３．図６は実施の形態３で使用
する振動板の形状と該振動板を使用した場合に発生する
共振点分布図であり、図６（１）が実施の形態３で使用
する振動板２の形状、図６（２）が図６（１）の振動板
を使用した場合の共振点分布図である。尚、実施の形態
３では、実施の形態２と同様に図１のスピーカーに図６
（１）の振動板２を使用して音声を出力するものとす
る。

【００２５】図６（１）に示す振動板２では、内側振動
板２ａの開き角度を５０°と外側振動板２ｂより５°程
広くしている。これにより、共振点分布は図６（２）の
ようになり図３（２）よりも共振点が増えていることが
わかる。また、図５（２）と比べると共振点が全体的に
増えていることがわかる。これにより、実施の形態３の
スピーカーは実施の形態１及び実施の形態２のスピーカ
ーよりも更に周波数特性の凹凸が減って平坦になる。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、スピーカーは、円筒
状のボビンがボイスコイルを巻回し、磁気回路が上記ボ
イスコイルを流れる音声信号によりボビンを駆動し、振
動板が上記ボビンの端部の周方向に断面Ｖ字形状に配置
され、上記断面Ｖ字形状の振動板の両端を自由端にした
ので、高音域は振動板のピストン振動により出力可能と
し、超高音域は振動板の端部に波状に発生する分割振動
により出力可能とするので、高域から超高域まで出力可
能となる効果がある。

【００２７】また、次の発明によれば、スピーカーは、
断面Ｖ字形状の振動板の内周側寸法を外周側寸法より短
くしたので、共振点が増加するため、周波数特性が平坦
になる効果がある。

【００２８】更に、次の発明によれば、スピーカーは、
断面Ｖ字形状の振動板の内周側の開き角度を外周側より
広くしたので、共振点が増加するため、周波数特性がよ
り平坦になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に示すスピーカーの
断面図である。

【図２】図１に示す振動板の振動状態の説明図であ
り、図２（１）が内側振動板が分割振動している状態を
示し、図２（２）が外側振動板が分割振動している状態
を示す。

【図３】実施の形態１で使用する振動板の形状と該振
動板を使用した場合に発生する共振点分布図であり、図
３（１）が実施の形態１で使用する振動板の形状、図３
（２）が図３（１）の振動板を使用した場合の共振点分
布図である。

【図４】図１に示すスピーカーが図３の振動板を使用
した場合に出力される周波数特性図である。

【図５】実施の形態２で使用する振動板の形状と該振
動板を使用した場合に発生する共振点分布図であり、図
５（１）が実施の形態２で使用する振動板の形状、図５
（２）が図５（１）の振動板を使用した場合の共振点分
布図である。

【図６】実施の形態３で使用する振動板の形状と該振
動板を使用した場合に発生する共振点分布図であり、図
６（１）が実施の形態３で使用する振動板の形状、図６
（２）が図６（１）の振動板を使用した場合の共振点分
布図である。

【図７】従来のリボン型スピーカーを示す斜視図であ
る。

【図８】図７に示すリボン型スピーカーを３ウエイス
ピーカー装置と組み合わせた場合の説明図である。

【符号の説明】

１磁気回路１ａポールピース１ｂマグネット１ｃプレート１ｄ反発マグネット１ｅバックカバー２リング形振動板２ａ内側振動板２ｂ外側振動板３ボビン３ａボイスコイル４ダンパー５給電板６ａフレーム６ｂサブフレーム７磁極空隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイスコイルを巻回した円筒状のボビン
と、上記ボイスコイルを流れる音声信号によりボビンを駆動
する磁気回路と、上記ボビンの端部の周方向に断面Ｖ字形状に配置される
円環状の振動板とを備え、上記断面Ｖ字形状の振動板の両端を自由端にしたことを
特徴とするスピーカー。
【請求項２】断面Ｖ字形状の振動板の内周側寸法を外
周側寸法より短くしたことを特徴とする請求項第１項に
記載のスピーカー。
【請求項３】断面Ｖ字形状の振動板の内周側の開き角
度を外周側より広くしたことを特徴とする請求項第１項
に記載のスピーカー。