JPS62172900A - スピ−カ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、振幅増幅手段により、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小型化、高性能化が求められて
おり、スピーカシステムも小型化が進んでいるが低音酸
再生に問題がある。スピーカの軸上音圧（Ｐｒ　）と振
幅（ｘ）は次式で表わされる。

・・・・・・・・・（２） ここで ρ。：空気の密度、ω：振動角周波数、ａ：振動板の有
効半径、ｒ：スピーカとマイクの距離、Ｖ：振動板の速
度、Ｘ：振動板の振幅、Ａ：力係数、Ｅ：信号の入力電
圧、ＲＥ　：スピーカの電気抵抗、Ｍｌｌ：スピーカの
振動系質量、Ｍａ　：空気の負荷質量、Ｑｏ　：共振の
尖鋭度、ｆｏ：最低共振周波数、ｆ：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
。まだ振動板の振幅は（２）式により、ｆ０以上では周
波数の２乗に反比例するため低音酸では大きくなる。

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酸
で歪成分を発生する。そのため大振幅可能な方法として
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
イルの利用率が悪くなり能率が低くなる欠点があった。

そこで能率向上と低歪率化をはかるためには、ボイスコ
イルの小さな振幅を増幅して振動板に伝達する必要があ
る。

従来の技術としては例えば特公昭５６−１３１２９８号
公報に示されるようにシリンダとピストンを用いた液体
圧伝動装置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ような従来のスピーカ
について説明する。

第２図は液体圧伝動装置による振幅増幅機構を用いた従
来のスピーカの断面概略図である。第２図において、１
はセンターポール、２はプレート、３はマグネット、４
は下端部をセンターポール１゜プレート礼　マグネット
３で構成される磁気回路のギャップに挿入したボイスコ
イル、５はボイスコイル上端部に形成した断面積Ｓ１　
のピストン、６は振動板９の下端部に形成した断面積Ｓ
２のピストン、７は入力側にピストン６、出力側にピス
トン６を配設したシリンダ、８ばこのシリンダ７とピス
トン５，６で構成された流体圧伝動装置、１０は振動板
９の外周端に内周端を接着し外周端をフレーム（図示せ
ず）に固着したエツジである。

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。

センターポール１．プレート２．およびマグネット３で
形成された磁気ギャップ中にあるボイスコイル４に信号
電流が流れると、フレミングの左手の法則によりボイス
コイル４に力が働き上下に振動する。この時ボイスコイ
ル４に形成されたピストン５も振動し、流体圧伝動装置
８によりピストン６は、ピストン５に比べＳ１／Ｓ２倍
に振動が増幅される。従ってピストン６に固着された振
動板９もボイスコイル４の変位にくらべ、Ｓ１／Ｓ２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、流体圧伝動装置の
流体（普通は空気）を介して振動を伝達するため振動数
の高い高音域は、伝達しにくい欠点があり、低音域から
高音域まで再生するフルレンジ型スピーカとしては不適
当である。またシリンダーとピストンのギャップから空
気がもれるため能率の低下を生ずる欠点もある。さらに
高域特性を改善するためシリンダ内の流体を空気にくら
べ密度（ρ）、音速（Ｃ）の大きい油を用いると、負荷
質量が増大し能率が低下する等の問題点を有しており振
幅増幅機構を有したスピーカとしては適当ではなかった
。

本発明は前記問題点に鑑み低音域から高音域壕で能率良
く、高忠実度再生する振幅増幅機構を備えたスピーカを
提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明のスピーカは、第１の
フレームと第１のエツジ、第１の振動板および磁気回路
で囲まれた第１の空気室と、前記磁気回路の略中央部に
空気の流出入が可能な穴を設け、かつこの穴より大きな
径を有する伸縮自在なベローズの端部を前記磁気回路背
面に固着するとともに他端部を第２の振動板に固着する
ことにより第２の空気室を構成し、この第２の振動板は
第２のエツジを介して第２のフレームに固着され、第２
のフレームは第１のフレームとの間に空隙を有しながら
外周を囲んだ構造とした振幅増幅機構から構成されてい
る。

作　　用 この構成によって、ボイスコイルが移動すると第１の空
気室の容積が変化するとともに磁気回路中央の穴を通し
て第２の空気室から空気が移動し第２の空気室の容積が
変化（ベローズが伸縮することにより対応する）し第２
の振動板も移動する。

このとき第２の振動板の移動量は、第１の振動板の断面
積をＡ４．ベローズの断面積をＡ２とすると、第１の振
動板の移動量にくらべＡ１／Ａ２倍に拡大されることに
なり、低音域の再生が良好となるものである。また第１
の振動板の振動を空気を介して第２の振動板に伝達して
おり、振動数の高い高音域が伝達されにくいことがある
が、高音域は第１の振動板により直接放射することが可
能であり振幅増幅機構を備えたフルレンジスピーカが実
現できるものである。さらに第１．第２の空気室は、第
１の振動板、第１のエツジ、第１のフレーム、ベローズ
および第２の振動板で囲むことにより構成しており、ピ
ストンとシリンダーを用いた従来の振幅増幅機構のよう
にギャップがなく密閉度が高く、空気がもれることがな
いため能率良く振動伝達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断
面図を示すものである。第１図において、１１はセンタ
ーポール、１２はプレート、１３はマグネット、１４は
下端部をセンターポール１１．プレート１礼　マグネッ
ト１３で構成された磁気ギャップ中に挿入したボイスコ
イル（図示せず）を先端に設けたボイスコイルボビン、
１５は第１のフレーム、１６は外周端を第１のフレーム
１５に固着し、内周端をボイスコイルボビン１４に固着
した空気の流通が自由なダンパー、１７は第１の振動板
、１８は内周端を第１の振動板１７の外周端に固着し、
外周端を第１のフレーム１６に固着した第１のエツジ、
１９は磁気回路の略中夫に設けた空気穴、２０は空気穴
１９の径より大きく上端部をセンターポール１１の背面
に固着し下端部を第２の振動板２１に固着した伸縮自在
なベローズ、２２は第１のフレーム１１：第１のエツジ
１８．第１の振動板１７および磁気回路で囲まれた第１
の空気室、２３はベローズ２ｏと第２の振動板２１と磁
気回路により囲まれた第２の空気室、２４は第１のフレ
ーム１６との間に空隙を有して外周を囲み連結棒２６に
より第１の７レーム１６に固定されスリット２７より空
気が自由に出入できるようにした第２のフレーム、２６
は内周端を第２の振動板２１の外周端に固着し外周端を
第２のフレーム２４に固着した第２のエツジである。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に信号電
流を流すと、フレミングの左手の法則により駆動力が発
生しボイルコイルボビン１４が上下に振動するとともに
第１の振動板１７が振動し音を発生する。まだこの時第
１の空気室２２の容積が変化するため空気穴１９により
連結された第２の空気室２３の容積も変化し、この容積
変化に応じてベローズ２ｏが伸縮振動することにより第
２の振動板２１が振動し、このため発生した音波（第１
の振動板により発生した音波と同相の音波）がスリット
２７を通して放射され音を発生する。

以上のように本実施例によれば第１の振動板１７と第２
の振動板２１はピストンとシリンダからなる流体圧伝動
装置により結合されていることになり第１の振動板面積
をＡ１．ベローズ２０の断面積をＡ２とした時、第２の
振動板２１の変位量は第１の振動板１７の変位量のＡ１
／Ａ２倍に拡大されることになる。また空気を介して振
動を伝達する機構のため振動数が高ａと伝達しにくくな
り、高音域では第２の振動板２１が振動しなくなるが、
第１の振動板１７が音を放射できる構造となっているた
め、従来の流体圧伝動装置による振幅増幅機構を有した
スピーカのように高音域が再生できないという欠点を改
善できるものである。さらに従来はピストンとシリンダ
間のギャップから空気がもれるため能率が悪くなる欠点
があったが、本実施例によれば第１の空気室２２．およ
び第２の空気室２３は密閉系となっており、空気もれか
ないため能率良く音が再生されるものである。

なお、本実施例において第１の振動板１７をコーン型、
第２の振動板２１を平板状としたが、どちらもコーン型
平板状でも他の形状でもよく自由に変えられるものであ
る。

発明の効果 本発明の第１のフレームと第１のエツジ、第１の振動板
および磁気回路により囲まれた第１の空気室と、伸縮自
在なベローズと第２の振動板および磁気回路により囲ま
れた第２の空気室とを空気穴により連結し、第１の振動
板の面積とベローズの断面積の比で増幅されるような密
閉系を有した振幅増幅機構により、従来のピストンとシ
リンダからなる振幅増幅機構を有したスピーカのように
シリンダとピストンのギャップから空気もれをおこすこ
とがないために高能率な再生が可能となるものである。

また従来のように空気等の流体を介して振動を伝達させ
振幅増幅を行なうスピーカでは、高域振動が伝達できな
いため、高音域の再生が不可能であったが、本発明では
第１の振動板はボイスコイルにより直接駆動するため高
音域まで再生可能であり、空気を介して振幅増幅した第
２の振動板により低音域が再生できるため、１つのスピ
ーカユニットで、低音から高音までのフルレンジにわた
り再生可能な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断面図、
第２図は従来のスピーカの蝦喝断面図である。 １１・・・・・・センターポール、１２・・・・・・プ
レート、１３・・・・・・マグネット、１４・・・・・
・ボイスコイルボビン１５・・・・・・第１のフレーム
、１６・・・・・・ダンパー、１７・・・・・・第１の
振動板、１８・・・・・・第１のエツジ、１９・・・・
・・空気穴、２０・・・・・・ベローズ、２１・・・・
・・第２の振動板、２２・・・・・・第１の空気室、２
３・・・・・・第２の空気室、２４・・・・・・第２の
フレーム、２６・・・・・・第２のエツジ、２６・・・
・・・連結棒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名イ仕
−でプク一本０−ル　　′ ｔ２−−−ブＬ−ト ｆ３−−−マブ°孕ブト ｆ４−一一ポイスゴイＩｌ、イζピッ ｆ５一番ＩＱルー４ ｆ６−−−ダ′ンへ′− ｆ９−一一空カー噛こ ２０−−−−、−ローズ ２１−一算２の子履皇カ不ス ２２−−−ｙ）ζ１つ空気／ド ２３＋−一第２リ　　〃 ２４−一瓦２す７Ｌ−４ ２５−一一鳶２４エッリ ２６一連結棒 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のフレームと第１のエッジ、第１の振動板および磁
   気回路で囲まれた第１の空気室と、前記磁気回路の略中
   央部に空気の流出入が可能な穴を設け、かつこの穴より
   大きな径を有する伸縮自在なベローズの端部を前記磁気
   回路背面に固着するとともに他端部を第２の振動板に固
   着することにより形成された第２の空気室とを前記穴を
   介して密閉に構成し、前記第２の振動板は第２のエッジ
   を介して第２のフレームに固着され、前記第２のフレー
   ムは前記第１のフレームとの間に空隙を有しながら外周
   を囲み、前記第２のフレームは前記第１のフレームに固
   定された構成とした振幅増幅機構を備えてなるスピーカ
   。