JP4413119B2 - スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、音響装置に用いられるスピーカに係り、詳しくは、同心的に配置される異径の２つのボイスコイルを備えたスピーカに関する。

従来、２つのボイスコイルを備えた、所謂、ダブルボイスコイルスピーカが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種のスピーカでは、小径のボイスコイルと、大径のボイスコイルとが紙、布等で形成された振動板に同心的に装着されている。そして、オーディオ信号が供給される前記小径のボイスコイル及び前記大径のボイスコイルの双方により振動板が振動させられて、前記オーディオ信号に応じた音が発生する。このようなスピーカによれば、小径のボイスコイルが比較的高い周波数帯の音、大径のボイスコイルが比較的低い周波数帯の音をそれぞれ受け持つことにより、広い周波数帯域の音を出すことが可能となる。
実開昭５３−１６３１２０号公報

しかしながら、前述したような構造のスピーカでは、小径のボイスコイルよる振動と大径のボイスコイルによる振動とが共通の振動板に与えられるので、それぞれの振動が相互に干渉しあって、ある特定の周波数帯域の音が歪んだり、またある周波数帯域で共振が発生して、例えば、図４に示す破線部分のように、ある周波数帯域での音圧レベルが突出してしまう現象が生じたりしてしまう。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、小径のボイスコイルによる振動と大径のボイスコイルによる振動の相互干渉を極力小さくすることのできるスピーカを提供するものである。

本発明に係るスピーカは、リング状の主振動部と、該主振動部の径方向内側を支持する内側支持部と、前記主振動部の径方向外側を支持する外側支持部とを有する振動板と、前記振動板における前記主振動部の外縁に装着された大径ボイスコイルユニットと、前記主振動部の内縁に装着された小径ボイスコイルユニットとを備えたスピーカであって、前記内側支持部のスティフネスを前記外側支持部のスティフネスより高くした構成となる。

このような構成により、主振動部の径方向内側の内側支持部のスティフネスが前記主振動部の径方向外側の外側支持部のスティフネスより高く、前記内側支持部の剛性が前記外側支持部の剛性より高い。このため、この剛性の高い内側支持部に近い小径ボイスコイルユニットによる振動を大径ボイスコイルユニットによる振動より小さくすることができ、大径ボイスコイルユニットによる振動に対する小径ボイスコイルユニットによる振動の影響を小さくすることができる。また、小径ボイスコイルユニットに近い内側支持部の剛性が比較的高いので、小径ボイスコイルユニットによる振動が大径ボイスコイルユニットによる振動の影響を受け難くすることができる。

前記内側支持部及び前記外側支持部それぞれの形状を変えることにより、それらのスティフネスを変えることができ、また、それらの材質を変えることによってもそれらのスティフネスを変えることができる。

前者の場合、本発明に係るスピーカは、前記内側支持部及び前記外側支持部のそれぞれの断面が湾曲形状となり、前記内側支持部の湾曲径を前記外側支持部の湾曲径より小さくすることにより、前記内側支持部のスティフネスを前記外側支持部のスティフネスより高くした構成とすることができる。

このような構成により、主振動部、内側支持部及び外側支持部が同一の材質で一体的に形成された振動板であっても、前記内側支持部のスティフネスを前記外側支持部のスティフネスより高くすることができる。

本発明に係るスピーカによれば、大径ボイスコイルユニットによる振動に対する小径ボイスコイルユニットによる振動の影響を小さくすることができると共に、小径ボイスコイルユニットによる振動が大径ボイスコイルユニットによる振動の影響を受け難くすることができるので、小径のボイスコイルユニットによる振動と大径のボイスコイルユニットによる振動との相互干渉を極力小さくすることができる。その結果、出力される音の周波数特性の歪等を極力低下させることができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るスピーカは、図１及び図２に示すように構成される。図１は、スピーカの平面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１及び図２において、このスピーカは、ヨーク２０とヨーク２０に合体する振動板１０とを有する。合成樹脂や紙あるいは布等で形成された振動板１０は、リング状の主振動部１１と、主振動部１１の径方向内側を支持するリング状の内側支持部１２と、主振動部１１の径方向外側を支持するリング状の外側支持部１４とを備えており、リング状の内側支持部１２の内側に平坦部１３が形成されている。主振動部１１、内側支持部１２及び外側支持部１４のそれぞれの断面（図２参照）は、当該スピーカの前方側に突出する湾曲形状となっている。

主振動部１１、内側支持部１２及び外側支持部１４それぞれの湾曲径は、所望の音声出力特性が得られるように設定されており、特に、本実施の形態では、主振動部１１、内側支持部１２及び外側支持部１４が同一材質で一体形成され、内側支持部１２の湾曲径が外側支持部１４の湾曲径より小さく設定されることにより、内側支持部１２のスティフネスが外側支持部１４のスティフネスより大きくなっている。また、主振動部１１の湾曲径は、内側支持部１２及び外側支持部１４と比べて数倍大きく設定されており、このスピーカで発生し得るほとんどの音声は主振動部１１から出力される。

振動板１０の中央に位置する平坦部１３の裏面には合成樹脂等で形成された内側スペーサ６１が接着固定されている。内側スペーサ６１の振動板１０（平坦部１３）に対する接着面と逆側の面には凸部６１ａが形成されている。振動板１０における外側支持部１４の更に外側に続く最外周縁部の裏面には合成樹脂等で形成されたリング状の外側スペーサ６２が接着固定されている。また、振動板１０における主振動部１１の裏側外縁には大径ボイスコイルユニット５５が装着されると共に、主振動部１１の裏側内縁には小径ボイスコイルユニット５０が装着されている。小径ボイスコイルユニット５０は、主振動部１１の内縁の径と略等しい径となる小径ボビン５２の所定位置に小径ボイスコイル５１が巻かれた構造となっており、小径ボビン５２の一端部が主振動部１１の裏側内縁に接着固定されている。また、大径ボイスコイルユニット５５は、主振動部１１の外縁の径と略等しい径となる大径ボビン５７の所定位置に大径ボイスコイル５６が巻かれた構造となっており、大径ボビン５７の一端部が主振動部１１の裏側外縁に接着固定されている。

磁性体材料で形成されたヨーク２０は、円盤状の底部２１と、底部２１の外縁端部に立設するリング状の外周壁部２２と、底部２１の中央に立設する中央円柱部２３とを備えており、中央円柱部２３と外周壁部２２との間にリング状の溝２４が形成されている。中央円柱部２３の端面には凹部２３ａが形成されている。また、ヨーク２０における溝２４には、リング状の磁石３１が底部２１に固定されるように設けられており、磁石３１の端面に磁性体材料で形成されたリング状のプレート３２が固定されている。そして、それぞれ対向する外周壁部２２の内周面とプレート３２の外周面との間に磁気ギャップが形成されると共に、それぞれ対向する中央円柱部２３の外周面とプレート３２の内周面との間に磁気ギャップが形成される。ヨーク２０における外周壁部２２の前方外側エッジ部分にリング状の振動板支持体４０が装着されている。振動板支持体４０における支持端面の径方向内側にリング状の突起４１が形成されている。

振動板１０に接着固定された内側スペーサ６１の凸部６１ａをヨーク２０における中央円柱部２３の端面に形成された凹部２３ａに嵌合させると共に、振動板１０に接着固定された外側スペーサ６２の内縁を突起４１に当接させた状態で、内側スペーサ６１がヨーク２０の中央円柱部２３に、外側スペーサ６２が振動板支持体４０の支持端面に、それぞれ接着固定される。内側スペーサ６１の凸部６１ａと中央円柱部２３の凹部２３ａとの嵌合及び外側スペーサ６２の内縁と振動支持体４０の突起４１との当接によって、ヨーク２０に対する振動板１０の径方向（図面左右方向）位置の規制がなされる。また、内側スペーサ６１の厚さと、外側スペーサ６２及び振動板支持体４０のトータル的な厚さとが一致するように設定され、これらの厚さによってヨーク２０に対する振動板１０の前後方向（図面上下方向）位置の規制がなされる。

ヨーク２０に対する振動板１０の前述したような位置規制により、小径ボイスコイルユニット５０の小径ボイスコイル５１がヨーク２０の中央円柱部２３の外周面とプレート３２の内周面との間の磁気ギャップ内に適正に配置されると共に、大径ボイスコイルユニット５５の大径ボイスコイル５６がヨーク２０の外側壁部２２の内周面とプレート３２の外周面との間の磁気ギャップ内に適正に配置される。

前述したような構造のスピーカでは、小径ボイスコイル５１及び大径ボイスコイル５６にオーディオ信号が印加すると、小径ボイスコイル５１及び大径ボイスコイル５６とヨーク２０、磁石３１及びプレート３２で形成される磁気回路との磁気的作用によって、大径ボイスコイルユニット５０及び小径ボイスコイルユニット５５が前記オーディオ信号の信号波形に応じて前後方向（各ボイスコイルユニットの軸方向）に振動する。この振動が振動板１０の主振動部１１に与えられることにより、主振動部１１がそれと一体となる内側支持部１２及び外側支持部１４と共に振動する。このような振動板１０（主振動部１１、内側振動部１２及び外側振動部１４）の振動によって、前記オーディオ信号に応じた楽曲等の音が当該スピーカから出力される。そして、小径ボイスコイルユニット５０により発生し得る比較的高い周波数帯域の振動と大径ボイスコイルユニット５５により発生し得る比較的低い周波数帯域の振動とが重ね合わされた比較的広い周波数帯域にて所望の音圧が得られる音響特性となる。

前述したような振動板１０の振動について更に詳細にみる。

内側支持部１２のスティフネスが外側支持部１４のスティフネスより高く設定されることにより内側支持部１２の剛性が外側支持部１４の剛性より高い。このため、その剛性が高い内側支持部１２に近い小径ボイスコイルユニット５０による振動が、内側支持部１２の剛性より低い剛性の外側支持部１４に近い大径ボイスコイルユニット５５による振動より小さくなり、大径ボイスコイルユニット５５による振動に対する小径ボイスコイルユニット５０による振動の影響を小さくすることができる。また、小径ボイスコイルユニット５０に近い内側支持部１２の剛性が比較的高いので、小径ボイスコイルユニット５０による振動が大径ボイスコイルユニット５５による振動の影響を受け難くなる。

このように、大径ボイスコイルユニット５５による振動に対する小径ボイスコイルユニット５０による振動の影響が小さくなると共に、小径ボイスコイルユニット５０による振動が大径ボイスコイルユニット５５による振動を受け難くなるので、小径ボイスコイルユニット５０による振動と大径ボイスコイルユニット５５による振動との相互干渉が小さくなる。その結果、それらの振動の相互干渉に起因した共振や歪を抑制することができ、図３に示すように、比較的広い範囲の周波数帯域において安定した音響特性を得ることができるようになる。

なお、比較的高い周波数帯域では、比較的低い周波数帯域に比べて、振動振幅が低下しても音圧レベルが低下し難い。このため、小径ボイスコイルユニット５０による比較的高い周波数帯域での振動が比較的小さくても、その周波数帯域での必要な音圧レベルを得ることができる。

前述した実施の形態では、内側支持部１２の湾曲径を外側支持部１４の湾曲径より小さくすることにより、内側支持部１２のスティフネスを外側支持部１４のスティフネスより高くしているが、湾曲径以外の形状を変えることにより、また、材質を変えることにより、内側支持部１２のスティフネスを外側支持部１４のスティフネスを高くすることもできる。

以上、説明したように、本発明に係るスピーカは、小径のボイスコイルによる振動と大径のボイスコイルによる振動の相互干渉を極力小さくすることのできるという効果を有し、同心的に配置される異径の２つのボイスコイルを備えたスピーカとして有用である。

本発明の実施の形態に係るスピーカの平面図 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１及び図２に示す構造のスピーカの音圧−周波数特性を示す図である。 従来のスピーカの音圧−周波数特性の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 振動板
１１ 主振動部
１２ 内側支持部
１３ 平坦部
１４ 外側支持部
２０ ヨーク
２１ 底部
２２ 外周壁部
２３ 中央円柱部
２３ａ 凹部
３１ 磁石
３２ プレート
４０ 振動板支持体
４１ 突起
５０ 小径ボイスコイルユニット
５１ 小径ボイスコイル
５２ 小径ボビン
５５ 大径ボイスコイルユニット
５６ 大径ボイスコイル
５７ 大径ボビン
６１ 内側スペーサ
６１ａ 凸部
６２ 外側スペーサ

Claims (2)

1. リング状の主振動部と、該主振動部の径方向内側を支持する内側支持部と、前記主振動部の径方向外側を支持する外側支持部とを有する振動板と、
   前記振動板における前記主振動部の外縁に装着された大径ボイスコイルユニットと、前記主振動部の内縁に装着された小径ボイスコイルユニットとを備えたスピーカであって、
   前記内側支持部のスティフネスを前記外側支持部のスティフネスより高くしたことを特徴とするスピーカ。
2. 前記内側支持部及び前記外側支持部のそれぞれの断面が湾曲形状となり、
   前記内側支持部の湾曲径を前記外側支持部の湾曲径より小さくすることにより、前記内側支持部のスティフネスを前記外側支持部のスティフネスより高くしたことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
   
   
   

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