JPH0732516B2 - スピ−カ - Google Patents

スピ−カ

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JPH0732516B2
JPH0732516B2 JP60151590A JP15159085A JPH0732516B2 JP H0732516 B2 JPH0732516 B2 JP H0732516B2 JP 60151590 A JP60151590 A JP 60151590A JP 15159085 A JP15159085 A JP 15159085A JP H0732516 B2 JPH0732516 B2 JP H0732516B2
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JP
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lever
voice coil
drive rod
diaphragm
displacement
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JP60151590A
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敏 高山
弘行 武輪
満裕 長谷川
耕作 村田
満 家城
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスピーカの改良に関し、特に、ボイスコイル等
の振動源の小さな振幅を、レバー等の機械的増幅手段に
より、振幅を増幅して振動板に伝達するようなスピーカ
に関するものである。
従来の技術 近年のオーディオ機器は半導体技術の進歩と高性能小形
回路部品の出現により著しく小形化が進んでいる。スピ
ーカシステムもホームニーズや車載用システムを問わず
小形化が進んでいるが、低音域の音響特性に問題があ
る。
即ち、スピーカの軸上音圧(Pr)と振幅(X)は次式で
与えられる。
但しρは空気の密度、ωは振動角周波数、aは振動板
の有効半径、rはスピーカとマイク間の距離、Vは振動
板の速度、Xは振動板の振幅、Aは力係数、Eは信号の
入力電圧、REはスピーカの電気抵抗、MSはスピーカの振
動系質量、Maは空気の負荷質量、QOは共振の尖鋭度、fO
は最低共振周波数、fは周波数である。
従って振動板の有効半径が小さくなると能率が低下す
る。また、振動板の振幅は(2)式より、fO以上では周波
数の2乗に反比例するため、低音域では大きくなる。し
かし能率向上を図るためにボイスコイルを巻幅を小さく
すると、ボイスコイルの振幅範囲が狭くなるために、低
音域で歪成分を発生する。大振幅可能な駆動方法とし
て、ロングボイスコイルを用いたスピーカがあるが、ボ
イスコイル線輪長の利用率が悪くなり能率向上が図れな
かった。そこで能率向上と低歪率化を図るためには、小
さなボイスコイルの振幅を増幅して振動板に伝達する必
要があり、従来の技術としては、例えば実開昭51−1982
6号に示されるように、レバーを用いたものがあった。
以下、図面を参照しながら、上述した従来のスピーカに
ついて説明する。
第3図は振幅増幅機構を用いた従来のスピーカの断面を
示すものである。第3図において、1はツボヨーク、2
はマグネット、3はポールピースであり、ツボヨーク1
とポールピース3はマグネット2を挟持して、環状の磁
気空隙4を形成する。5はポールピース3の上面に固着
された支持台で、レバー6が回動可能なように支点aの
軸受部を有する。前記の磁気空隙4の中には、信号入力
に応じて往復運動するボイスコイル7を巻回したボイス
コイルボビン8があり、その上端は、前記レバー6の支
点aからl1の距離に回動可能な結合点bでレバー6に保
持されている。更に前記支点aからl2(但しl2>l1)の
距離にも同様に回動可能な結合点cがあり、補強リング
9が取り付けられている。10は底部で前記補強リング9
に固着された略円錐台形状の振動板である。なお、ボイ
スコイルボビン8を支えるダンパー及び振動板10を支え
るエッジは図を省略した。
以上のように構成された従来のスピーカについて、以下
その動作を説明する。
ツボヨーク1、マグネット2及びポールピース3で形成
された磁気空隙4の中にあるボイスコイル7に信号電流
が流れると、ボイスコイル7及びボイスコイルボビン8
の結合点bがxだけ変化する。従ってレバー6は支持台
5に設けた回動自在な支点aを中心に回転する。この
時、レバー6の結合点cの変位Xは、 で与えられ、変位はl2/l1倍に増幅される。従って結合
点cを有する補強リング9と、これに固着された振動板
10はボイスコイル7の変位に対してl2/l1倍増幅された
ことになる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記のような構成では、レバーが支点aを
中心として回転運動するため結合点b,cは各々中心方向
にl1(1−cosθ),l2(1−cosθ)だけ移動するため
ボイスコイルボビンと補強リングに曲げの力が加わりボ
イスコイルがポールピースやツボヨークに接触して異常
音を発生する等の問題点を有しており、振幅増幅機構と
して適当ではなかった。
本発明は上記問題点に鑑み低音域を能率良く、高忠実度
再生するスピーカを提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のスピーカは、支点を
中心として回動可能に支持されたレバーの端部とボイス
コイルとを屈曲可能な第1の駆動棒により回動可能に接
合し、前記レバーの他端部と振動板とを屈曲可能な第2
の駆動棒により接合した機械的増幅機構を有しており、
前記レバーの支点から第1の駆動棒との接合部までの長
さと支点から第2の駆動棒との接合部までの長さの比
を、第1の駆動棒と第2の駆動棒の長さの比とほぼ等し
くした構成となっている。
作用 この構成によってボイスコイルの駆動力が第1の駆動
棒、レバー、第2の駆動棒、振動板へと順次伝達される
とともにテコの原理によって駆動部であるボイスコイル
の変位にくらべ振動板の変位が大きく拡大されるため
(レバーの支点から第1の駆動棒との接合部までの長さ
と支点から第2の駆動棒との接合部までの長さの比に増
幅される)低音の再生が良好となるものである。さらに
レバーの両端部に駆動棒を介してボイスコイルおよび振
動板と接合しているために、前記従来例に示したような
レバーの回転運動によるボイスコイルおよび振動板とレ
バーの接合部の位置ずれがなくなりボイスコイルのギャ
ップこすりを防ぐことができるものである。
実 施 例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図は本発明の一実施例におけるスピーカの要
部断面図を示す。
第1図において、11はフレーム、12は振動板、13は振動
板12の外周端に内周端を接着し、外周端をフレーム11に
固着したエッジ、14はレバー、15は下端部を磁気回路の
ギャップ(図示せず)に挿入したボイスコイル、16は内
周端をボイスコイル15に、外周端をフレーム11に固着し
たダンパー、17は上端部をフレーム11に固着し、下端部
にレバー14を固着し、屈曲可能部17aを有した支持部、1
8は上端部をレバー14の一方の端部に固着し、下端部を
ボイスコイル15の上端部に固着し、屈曲可能部18a,18b
を有した第1の駆動棒、19は上端部を振動板12に固着
し、下端部をレバー14の他方の端部に固着し、屈曲可能
部19a,19bを有した第2の駆動棒である。尚、支持棒1
7、第1,第2の駆動棒18,19はゴム状の高分子弾性体の一
つであるポリエステルエラストマー(商品名ハイトレ
ル)を用いて一体形成されており、さらにくびれた形状
として屈曲可能部を構成している。以上のように構成さ
れたスピーカについて以下その動作を説明する。
まず磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイル15に再生
信号を流すと、フレミングの左手の法則により力が発生
しボイスコイル15が上下に振動する。この振動が、第1
の駆動棒18からレバー14に伝達され支持棒17の屈曲部17
aを中心としてレバー14が矢印d,d′方向に往復運動す
る。これがさらに第2の駆動棒19を介して振動板12に伝
達され音を発生する。
ここで上記構成におけるレバー14の支点からの長さの比
と、第1の駆動棒18と第2の駆動棒19の長さの比の関係
について説明する。第2図に説明のために、上記構成の
模式図を示した。第2図において12は振動板、14はレバ
ー、15はボイスコイル、0はレバー14が支持棒17に固着
されている支点、l1はレバー14の支点0から第1の駆動
棒18との固着部までの長さ、l2はレバー14の支点0から
第2の駆動棒19との固着部までの長さ、eは第1の駆動
棒18の長さ、fは第2の駆動棒19の長さ、Yはボイスコ
イル15が矢印g方向へ移動したときの変位、Xはボイス
コイル15の変位がYのときの振動板の変位、δ1はレバ
ー14と第1の駆動棒18との固着部P1の変位、δ2はレバ
ー14と第2の駆動棒19との固着部P2の変位である。
レバー14が支点0を中心に回転運動した時、テコの原理
によりレバー14の端部P1の変位δ1はレバー比l2/l1
に拡大されδ2の変位を他端P2に与えることができる。
ここでボイスコイル15が上方にYだけ変位した時、P1
δ1上方に変位し、他端P2はδ2下方に変位し、振動板12
はX下方に変位する。レバー14が変位したとき、第1の
駆動棒18とボイスコイル15の振動軸とのなす角をα,第
2の駆動棒19と振動板の振動軸とのなす角をβとし、レ
バー14の回転角をθとすると次式がなりたつ。
δ1=Y−e(1−cosα) …………(3) δ2=(l2/l1)δ1 …………(4) δ2=X−f(1−cosβ) …………(5) (3),(4),(5),(6),(7)式より となる。(8)式はボイスコイル15の変位Yと、振動板12
の変位Xの関係を表わしているが、右辺の第2項が0で
ないときはXとYの関係で直線性が悪くなり歪を発生す
ることになる。またl2/l1=f/eとする(レバー比と第
1の駆動棒18の長さと第2の駆動棒19の長さの比を等し
くする)とα=βとなり(8)式右辺の第2項は0となり
振動板12の変位Xはボイスコイル15の変位Yのレバー比
(l2/l1)だけ増幅され歪も発生しない。したがって本
実施例ではレバー比(l2/l1)と第1,第2の駆動棒の長
さの比(f/e)を等しくした。
以上のように本実施例によれば、レバーを用いテコの原
理により振動板の変位を増幅する機械的増幅機構を備え
た従来のスピーカではレバー端部の位置が回転運動によ
り中心方向にずれるためボイスコイルボビンと振動板に
曲げの力が加わりボイスコイルがポールピースやツボヨ
ークに接触し異常音を発生することがあるが、本実施例
によればレバー14とボイスコイル15の間を2か所で屈曲
可能な第1の駆動棒18により接合し、レバー14と振動板
12の間を2か所で屈曲可能な第2の駆動棒19により接合
することにより、レバー14が回転往復運動し矢印d,d′
方向に移動した時にも第1の駆動棒18の屈曲部18a,18b
および第2の駆動棒19の屈曲部19a,19bが回動可能であ
るためレバー14端部の横方向の位置のずれは吸収されボ
イスコイル15,および振動板12は横方向に移動せず、上
下方向にだけ運動でき上記のような異常音の発生を防止
することができる利点を有するものである。さらにレバ
ー比(l2/l1)と第1の駆動棒18および第2の駆動棒19
の長さの比(f/e)を等しくすることにより、ボイスコ
イル15の変位と振動板12の変位は直線関係となり、駆動
系による歪をなくすことができるものである。
なお本実施例において振動板12はボイスコイル15の対向
方向に設けた構成となっているが、振動板12はボイスコ
イル15、磁気回路側に配置してもよい。この場合第1の
駆動棒18と第2の駆動棒19が同じ側に配置できるためス
ピーカ全体として薄型化が可能である。
また振動板12の形状も平板に限らずコーン形でもよい。
発明の効果 本発明は、レバーとボイスコイルを屈曲可能な第1の駆
動棒により回動可能に接合し、前記レバーの他端部と振
動板とを屈曲可能な第2の駆動棒により接合した構成に
より、レバーの回転往復運動によるレバー端部の水平方
向への位置ずれを吸収しボイスコイルおよび振動板を上
下方向だけに振動させることができる。このためボイス
コイルに横曲げの力が加わることがなくボイスコイルが
磁気ギャップに接触して発生する異常音をなくすことが
できるとともに、テコの原理によりボイスコイルの変位
を増幅して振動板に伝達し良好な低音再生ができる。さ
らにレバー比(l2/l1)と第1および第2の駆動棒の長
さの比(f/e)を等しくすることによりボイスコイルの
変位と振動板の変位は直線関係となり駆動力伝達系で歪
が発生せず、音響特性の優れたスピーカが実現できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるスピーカの要部断面
図、第2図は同実施例におけるスピーカの構成を示す模
式図、第3図は従来のスピーカの断面図である。 14……レバー、17……支持棒、18……第1の駆動棒、19
……第2の駆動棒、17a,18a,18b,19a,19b……屈曲可能
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 耕作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 家城 満 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭51−19826(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支点を中心として回動可能に支持されたレ
    バーの一端部とボイスコイルとを屈曲可能な第1の駆動
    棒により回動可能に接合し、 前記レバーの他端部と振動板とを屈曲可能な第2の駆動
    棒により回動可能に接合し、 前記レバーの支点から前記第1の駆動棒との接合部まで
    の長さと、前記支点から前記第2の駆動棒との接合部ま
    での長さの比が、前記第1の駆動棒と第2の駆動棒の長
    さの比にほぼ等しいことを特徴とする機械的増幅機構を
    備えたスピーカ。
JP60151590A 1985-07-10 1985-07-10 スピ−カ Expired - Lifetime JPH0732516B2 (ja)

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JP60151590A JPH0732516B2 (ja) 1985-07-10 1985-07-10 スピ−カ

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Publication Number Publication Date
JPS6212300A JPS6212300A (ja) 1987-01-21
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