JPH11331976A - スピーカ - Google Patents

スピーカ

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JPH11331976A
JPH11331976A JP13681398A JP13681398A JPH11331976A JP H11331976 A JPH11331976 A JP H11331976A JP 13681398 A JP13681398 A JP 13681398A JP 13681398 A JP13681398 A JP 13681398A JP H11331976 A JPH11331976 A JP H11331976A
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JP
Japan
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acoustic diaphragm
speaker
piezoelectric
woofer
diaphragm
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JP13681398A
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English (en)
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Sei Tsutsumi
▲菁▼ 堤
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Shinsei KK
Shinsei Co Ltd
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Shinsei KK
Shinsei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電式スピーカを備えたスピーカの音色を改
善すること。 【解決手段】 バッフル12aに有底状の凹所を形成
し、該凹所の前方領域に音響振動板42を配設し、該音
響振動板42に圧電振動体44を取り付けたことを特徴
とするスピーカ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスピーカに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、スピーカ等の音響装置の音源
として圧電振動板、例えば、バイモルフを用いることが
知られており、圧電振動体を用いたスピーカ(以下、圧
電式スピーカ)について種々の構成のスピーカが考案さ
れ、また、実用化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、圧電振動
板は特に高音特性に優れているが、特定の周波数につい
て圧電振動板内で共振が発生しピーク振動数を持つこと
が知られている。そして、このピーク振動数が圧電振動
体を用いたスピーカ(以下、圧電式スピーカ)の所謂
「音色」を悪くしていると考えられる。
【0004】また、圧電式スピーカは、発生する音が音
圧特性的にはフラットで良好なものであっても、人の耳
で聞いたときに「冷たい」とか「金属的である」とい
た、音色に関する特性がよくないと言われる。
【0005】本発明は、こうした従来技術の問題を解決
することを技術課題としており、圧電式スピーカを備え
たスピーカの音色を改善することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はバッフルの前方
領域に音響振動板を配設し、該音響振動板に圧電振動体
を取り付けたことを特徴とするスピーカを要旨とする。
【0007】更に、本発明は、バッフルに有底状の凹所
を形成し、該凹所の前方領域に音響振動板を配設し、該
音響振動板に圧電振動体を取り付けたことを特徴とする
スピーカを要旨とする。
【0008】本発明の他の特徴によれば、バッフルにダ
イナミックスピーカを取付け、該ダイナミックスピーカ
の前方領域に音響振動板を配設し、該音響振動板に圧電
振動体を取り付けたことを特徴とするスピーカが提供さ
れる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず、図1から図4を参照する
と、本発明第1の実施形態によるスピーカ10は、エン
クロージャまたは筐体12の前面またはバッフル12a
に取り付けられた低音再生用スピーカとしてのウーファ
ー20と、ウーファー20の前方領域に配設された高音
再生用圧電式スピーカ40を具備している。ウーファー
20は、ボルト22aにより筐体12の前面12aに固
定されたフレーム22を具備し、フレーム22には発砲
ウレタン等の柔軟な材料から成る断面半円弧状のエッジ
26を介してウーファーコーン24が連結されている。
ウーファーコーン24は、その背面に配設されたボイス
コイル30の形成する変動磁界と、永久磁石28、ポー
ル28a、ヨーク28の形成する磁界との相互作用によ
り駆動される。つまり、ウーファー20はダイナミック
スピーカを構成している。図1において、エンクロージ
ャまたは筐体12は前面12aにダクト12bを有する
バスフレックス型の筐体であるが、解放型、密閉型、バ
ックロード型等種々のものを用いることができる。
【0010】圧電式スピーカ40は、円形の音響振動板
42と、該音響振動板42を加振、駆動するための圧電
振動体44とを具備している。音響振動板42はウーフ
ァコーン24の直径よりも小さな直径を有する薄板状の
円形部材であり、例えばアラミド繊維から成るハニカム
体の両側に炭素繊維を張り合わせた繊維強化プラスチッ
ク等の複合材料から形成することができる。圧電振動体
44は円形の金属板44aの両面の概ね全面にわたって
圧電素子層またはバイモルフ層44bを設けて形成され
ている。圧電振動体44は、円柱状または円盤状の部材
より成る振動伝達部材48を介して音響振動板42の背
面に取り付けられている。好ましくは、圧電振動体4
4、振動伝達部材48、音響振動板42は、各々の中心
が合致するように相対的に位置決めされる。
【0011】圧電振動体44の片面にはゴム材料より成
る一対のダンパ46が取り付けられている。詳細には図
示されていないが、ダンパ46は台形または概ね三角形
状を呈しており、好ましくは圧電振動体44の中心に対
して点対称となるように配設されている。このようにダ
ンパ46を設けることにより、圧電振動体44の加振力
が振動伝達部材48を介して効率的に音響振動板42に
伝達される。
【0012】このように構成された圧電式スピーカ40
が複数の薄板状の取付部材50を介してウーファコーン
24とエッジ26の継ぎ目部分に取り付けられる。音響
振動板42はウーファコーン24よりも小さな直径を有
しているために、音響振動板42とウーファコーン24
の間には取付部材50により区切られた円弧状の複数の
放音孔52が形成される。但し、取付部材50の個数に
関しては、図示するように4つに限定されず、4よりも
多数の例えば6つや8つそれ以上の取付部材を配設して
もよい。更には、偶数ではなく、例えば5、7、9等の
奇数の取付部材を配設してもよい。
【0013】次に、本実施形態によるスピーカ10の作
用を説明する。ウーファ20のボイスコイル30および
圧電振動体44にアンプ60から音声信号が印加される
と、ウーファーコーン24および圧電始動体44の各々
がその音声信号に応答して振動する。このとき、ダイナ
ミックスピーカであるウーファ20はボイスコイル30
を有しているためにアンプ60に対してL回路を構成
し、圧電式スピーカ40は圧電素子を有しているために
アンプ60に対してはC回路を構成する。従って、音声
信号の相対的に周波数の低い信号は主としてウーファー
20へ供給され、周波数の高い信号は主として圧電式ス
ピーカ40へ供給され、特にブリッジ回路等を設けなく
とも自然に音声信号がウーファー20と圧電式スピーカ
40に分配される。実験によれば、概ね2000Hz近
傍にクロスオーバ点が形成される。
【0014】ウーファーコーン24からの周波数の低い
振動は、ウーファーコーン24と音響振動板42の間の
空気に伝播され放音孔52から周囲の空気に直接放出さ
れると共に、取付部材50を介して音響振動体42の周
辺領域からその中心方向に伝達され、それが音響振動板
42から周囲の空気に伝播される。このとき、ウーファ
ーコーン24から音響振動板42へ伝達され、再び音響
振動板42かから放出される音波は、更に、音響振動板
42の前面から放出される部分と音響振動板42の背面
から放出される部分とに分けられる。音響振動板42の
前面からの振動は周囲空気に伝播される。音響振動板4
2の背面からの振動は、音響振動板42とウーファーコ
ーン24の間の空気に伝播され、放音孔52から周囲空
気に伝播される。
【0015】圧電振動体44からの振動は振動伝達部材
48を介して音響振動板42の中心部に伝達され、それ
が音響振動板42の全体に伝播して周囲の空気に伝播さ
れる。より詳細には、ウーファー20からの振動に関し
て上述したように、音響振動板42の前面から放射され
る音波は周囲の空気に直接伝播され、音響振動板42の
背面から放射される音波は、音響振動板42とウーファ
ーコーン24の間の空気に伝播され、ウーファーコーン
24に反射され放音孔52から前方に放出される。
【0016】本実施形態の如く、ウーファ20の前方領
域に圧電式スピーカ40を組み合わせる、つまり、筐体
12に主として低音用のダイナミックスピーカとしての
ウーファ20を取付け、該ウーファ20の前方領域に音
響振動板42を配設し、該音響振動板42に圧電振動体
44を取り付けると共に、取付部材50を介して音響振
動板42をウーファー20のエッジ部分に取り付けるこ
とにより以下のような現象が生じていると考ることがで
きる。 (1)圧電式スピーカ40の音響振動板42の背面から
放出される音波が、ウーファコーン24により反射され
て前方へ伝播する。従って、主として高音領域の音圧が
高くなる。 (2)ウーファー20からの振動は放音孔52から直接
周囲空気に伝播される部分と、音響振動板42から前方
の空気に伝播される部分と、音響振動板42から音響振
動板42からウーファーコーン24へ伝播され放音孔5
2から前方に伝播する部分とに分かれ、各々が僅かずづ
時間差を置いて周囲空気に伝播される。圧電式スピーカ
40からの振動も同様に音響振動板42から音響振動板
42からウーファーコーン24へ伝播され放音孔52か
ら前方に伝播する部分とに分かれ、また各々が僅かずつ
時間差または位相差を置いて周囲空気に伝播される。従
って、本実施形態によるスピーカ10から再生される音
は、低音領域から高音領域に至る全域において、僅かず
つに時間差を有した成分を含んでおり、再生音に所謂
「深み」や「温かみ」といった音色に関する表情が付与
される。 (3)圧電式スピーカ40の音響振動板42は周囲を複
数の取付部材50により支持されており、その周縁部は
実質的に自由端支持されていると言える。そのために、
圧電振動板44から音響振動板42の中心部に伝達され
た音響振動板42の外周方向に伝播した振動の、音響振
動板42の周縁部での反射が生じない。従来、音響振動
板42の周縁部での振動の反射波が音響振動板42の振
動モードに悪影響を与えていると考えられてきたが、本
実施形態では、これが除去されることとなる。図4に示
す実施形態では、この反射除去の作用を強めるために、
音響振動板42の周縁部がテーパ状に薄くなるように形
成されている。 (4)また、本実施形態によれば図5に示すように、音
響振動板42では、圧電振動板44からの高周波成分が
音響振動板42の中心部から外周方向に伝播し、低周波
成分が取付部材50を介してウーファー20から音響振
動板20の中心方向に伝播することとなる。こうした、
高周波成分と低周波成分が対向する方向で対称的に重畳
されることが、音響振動板20における良好な振動モー
ドを形成すると考え得る。
【0017】次に、図6を参照して本発明の第2の実施
形態を説明する。第1の実施形態では、取付部材50は
音響振動板42の周辺部に4つ配設されていたが、図6
に示すように、音響振動板62の直径をウーファーコー
ン24の外径またはエッジ26の内径に等しくし、放音
孔に相当する複数のスロット64を音響振動板62の周
縁部に沿って配設してもよい。
【0018】更に、第1の実施形態では、圧電式スピー
カ40は、実質的にウーファー20のエッジ26が形成
する平面内に配置されていたが、本発明はこれに限定さ
れない。例えば図7に示す本発明第3の実施形態では、
筐体の前面12aから前方へ突き出した複数の取付部材
72により圧電式スピーカ70をウーファー20から離
間した前方領域に配設してもよい。この実施形態におい
ても、やはり既述した(1)から(4)の現象が生じる
と考えられ、第1の実施形態と同様の作用、効果を得る
ことができる。但し、この場合には、ウーファー20か
らの低周波成分は、第1の実施形態のようにウーファー
20から直接伝達されるのではなく、筐体12の前面1
2aを介して音響振動板20に伝達されることとなる。
【0019】更に、既述の実施形態では、圧電式スピー
カはウーファーの前面に取り付けられていたが、図8、
9に示すように圧電式スピーカを筐体の前面に形成され
た凹所の前方領域に配設しても良い。図8、9に示す本
発明第4の実施形態によるスピーカ80は、筐体82の
前面82aにウーファー20が取り付けられると共に、
前面82aに有底状の凹所84が形成されている。圧電
式スピーカ90が複数の、本実施形態では4つの取付部
材92を介して凹所84の前方領域において筐体82に
取り付けられている。
【0020】こうした構成においても既述した(1)か
ら(4)の現象が生じていると考えられ、第1の実施形
態と同様の作用、効果を得ることができる。つまり、第
1の実施形態におけるウーファー20が、第4の実施形
態の有底状の凹所84を兼ねているのである。図8、9
に示す構成においても、ウーファー20からの低周波振
動は筐体82、取付部材92を介して圧電式スピーカ9
0の音響振動板94の周縁部に伝達され、音響振動板9
4の周縁部から中心方向に伝播されていくのである。但
し、図8、9に示す実施形態では、ウーファー20から
直接空気に伝播する振動は、第1の実施形態のように時
間差または位相差を以て伝播することはなく、この点に
関しては、第1の実施形態の方が良好な音響効果を得る
ことができると考え得る。
【0021】更には、上記取付部材50、72、92を
介して圧電式スピーカをウーファーまたは筐体に取り付
けなくとも、圧電式スピーカを単にウーファーまたは筐
体に設けた凹所の前方領域に配設することによって、少
なくとも上述した(1)の効果を得ることができる。更
には、第4の実施形態の如く有底状の凹所84を特に設
けなくとも、筐体の前面またはバッフルの前方領域に圧
電式スピーカを配設することによっても、少なくとも上
述した(1)の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態によるスピーカの部分拡大断面
図である。
【図2】図1のスピーカの全体正面図である。
【図3】図1のスピーカの圧電式スピーカの部分の拡大
平面図である。
【図4】圧電式スピーカの断面図である。
【図5】圧電式スピーカの音響振動板での振動の伝播を
模式敵に示す図である。
【図6】第2の実施形態による音響振動板の平面図であ
る。
【図7】第3の実施形態によるスピーカの部分拡大断面
図である。
【図8】第4の実施形態によるスピーカの正面図であ
る。
【図9】図8のスピーカの断面図である。
【符号の説明】
10…スピーカ 12…筐体またはエンクロージャー 12a…筐体の前面またはバッフル 20…ウーファー 40…圧電式スピーカ 42…音響振動板 44…圧電振動板 84…筐体の前面に形成した有底状の凹所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッフルの前方領域に音響振動板を配設
    し、該音響振動板に圧電振動体を取り付けたことを特徴
    とするスピーカ。
  2. 【請求項2】 バッフルに有底状の凹所を形成し、該凹
    所の前方領域に音響振動板を配設し、該音響振動板に圧
    電振動体を取り付けたことを特徴とするスピーカ。
  3. 【請求項3】 バッフルにダイナミックスピーカを取付
    け、該ダイナミックスピーカの前方領域に音響振動板を
    配設し、該音響振動板に圧電振動体を取り付けたことを
    特徴とするスピーカ。
JP13681398A 1998-05-19 1998-05-19 スピーカ Pending JPH11331976A (ja)

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