JPH01311799A - 液圧駆動スピーカ - 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】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、音ｌＩ１機器の一種である電気音響変換器１
通称スピーカに関するものであり、特に、超低周波音の
放射に適するスピーカに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、音響放射用のスピーカとしては、第４図に示す
ような４Ｉ造のダイナミック着スピーカが使用されてい
る。即ち、マグネットＭとヨークＹにより、ボイスコイ
ルＶＣを横切るように強力な磁界を作り、ボイスコイル
ＶＣに交流電流を流すと、ボイスコイルに連結される振
動板ＢはボイスフィルＶＣと運動して矢印の如くピスト
ン運動をし　音波を放射する。可動部はダンパーＤによ
り保持されていて、全体として一つの振動系を形成して
いる。

このダイナミック・スピーカによれば、電気入カ一定の
場合、第５図のような周波数−音圧特性が得られるため
、従来より音響放射用として多用される。この特性は他
の形式のスピーカでも傾向的には同じである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、ヒ記ダイナミックφスピーカは、第５図から分
るように、最低共振周波数ｆｏ以下で急激に電気音響変
換効率が低下するため、５０　Ｈｚ以下の如き超低周波
音の放射には不向きである。この最低共振周波数ｆｏを
下げるために、振動系の屯賃を増大したり、ダンパーの
強度を下げたりすることが考えられるが、電気音響変換
効率が下がったり制動不良となるため、自ずと限度があ
る。また、効率低下の分だけ電気入力を増大してカバー
しようとしても、ボイスコイルが発熱するため、これに
も限界がある。

本発明は、Ｊ：、記スピーカの本質的特性から一般に困
難とされている超低周波の音を放射するのに適したスピ
ーカを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 未発明の液圧駆動スピーカは、液圧駆動装置を用いて振
動板を駆動することにより低周波域の音を放射する構成
のスピーカである。具体的には、可動体によりシェルを
前後に区画し、該可動体の少なくとも後側又は前側を信
号に従って前記可動体を振らせるための液圧室とし、可
動体を音響放射用の振動板と連結して、振動板より低周
波域の音を放射するように構成される。そして、必要に
応じ、液圧室の圧力を検出する液圧センサや、可動体又
は可動体と一体に運動する部分に関する位置センサを設
けることができる。

また１本発明のスピーカ駆動装置は、液圧駆動スピーカ
の液圧室の圧力を検出する液圧センサと、液圧駆動スピ
ーカの液圧室の液圧を制御するため液圧源に接続された
液圧コントローラと、該液圧コントローラを信号に従っ
て制御するコントロールアンプとを有し、液圧センサか
らの検知信号を、制御性の改善と液体源の圧力変動によ
るノイズの発生を防ぐためのフィードバック信号として
、コントロールアンプに入力する構成である。

この構成において、更に、液圧駆動スピーカに可動体又
は可動体と一体に運動する部分に関する位置センサを設
け、応答性の向と及び無信号時の０［動体の中心位置保
持機能向トのため、位置センサからの検知信号をフィー
ドバック信号としてコントロールアンプに入力した構成
とすることができる。

スピーカ駆動装置の液圧源は、脈動の少ないポンプと、
アキュミュレータと、圧力調整器とにより構成すること
が好ましい。

［作用］ 液圧駆動装置を用いて振動板を駆動することにより低周
波域の音を放射する構成のスピーカであり、堅動源を電
磁力でなく液圧としているため、液圧シスチムが未質的
に持つ強力な駆動力と制動力を利用し、超低開音の高出
力放射が可で低音響用スピーカとなる。

シェルを前後に区画する可動体は、その少なくとも後側
又は前側に形成される液圧室の液圧が信号に従って変動
することにより振動し、可動体に連結されている音響放
射用の振動板に伝達され、振動板より低周波域の音が放
射される。この場合、可動体はダイヤプラム、ベローズ
又はピストンのいずれであってもよく、液圧室は可動体
の前後に２つ形成し、差圧式に可動体を振動させること
もできる。

液圧室の圧力（２室式の場合は差圧）を検出する液圧セ
ンサを設けたスピーカ駆動装置の構成においては、液圧
センサの検出信号がコントロールアンプにフィードバッ
ク信号として９遺されるため　使用制御性の改善と液体
源の圧力変動によるノイズの発生の抑制がなされる。

更に位置センサを設けたスピーカ駆動装置の構成におい
ては、位置センサの検出信号がコントロールアンプにフ
ィード゛パ・ツク信号として帰還されるため、その変位
、速度、加速度等より応答性が向トされ　また無信号時
の可動体の中心位置保持機能や液圧（差圧）センサのド
リフト補償ができる。

また、これらスピーカ駆動装置において、液圧源のポン
プとして例えばスクリューポンプのような脈動の少ない
ものを使用し、併せてアキュミュレータや絞り機構を用
いることで、脈動、特に周波数の高い成分を除去するこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図に示す液圧駆動スピーカ及びスピーカ駆動装置は
、次の４つの部分から構成されている。

第１は、振動板ｌ及びその低周波域の音を効率良く放射
するためのキャビネット２の部分である。

第２は、液圧駆動装置（液圧ドライバ）３及び付層のセ
ンサ１０，１１を含む部分である。第３は、コントロー
ルアンプ１３を含む電気回路の部分であり、第４は流圧
コントローラ１４を含む液圧回路である。

キャビネット２の前面に取付けである振動板ｌは、目的
とする音響出力に対して全体が一体として動く軽量にし
て十分な強度を持った材質及び構造を有し、ここではカ
ーボンｉａＭ成型品から成る。第１図では、平板として
示しであるが、振動板ｌの形状は、コーン状等、任意の
形状に選ぶことができる。

キャビネット２の背面に取付けである液圧ドライバ３は
、強固なシェル４内を、その中心部に配置した可動体と
してのダイアフラム５で前後に区画し、その−側ここで
は後側を液圧室６とした構成であり、他側の前室７内に
は液圧室６の液圧に対抗するスプリング８が配設されて
いる。液圧室６には、液圧がない不使用時におけるダイ
アフラム５の変形を防ぐ目的で、スｈツバ−１９が付い
ている。

）二記振動板ｌと液圧ドライバ３のダイアフラム５とは
、キャビネット２内を横切る連結棒９により、連結され
ている。

液圧駆動スピーカには、液圧室６の圧力を検出する液圧
センサｌＯと、連結棒９の動きを検出する位置センサ１
１が附属している０位置センサ１１の取付位置は、連結
棒９がダイアフラム５及び振動板ｌと一体となって動く
ため、必ずしも連結棒９の箇所に設ける必要はなく、ダ
イアフラム５或いは振動板１の箇所等に配設することも
できる。液圧センサ１０と位置センサ１１からの検出信
号はコントロールアンプ１３に送られる。

コントロールアンプ１３は、信号源１２からの信号入力
に応じ液圧コントローラ１２を制御しており、液圧コン
トローラ１２は液圧室６の圧力を調整すべく出力信号を
液圧ドライバ３に送る。上記センサ１０，１１からの検
出信号は、付加的にコントロールアンプ１３に入力され
、これを受けてコントロールアンプ１３は、液圧室６の
圧力を微調整すべく、液圧コントローラ１２に対する出
力信号の大きさを変える。

液圧源を構成するポンプ１８は、液圧源のリップルが音
にならぬようにするため、極力圧力変動の少ない形式の
ポンプ、例えばスクリューポンプから成り、圧力調節器
１６とアキュミュレータ１５との協（動により、圧力変
動の少ない液圧を。

液圧ドライバ３の液圧室６に供給する。

上記構成の動作を第１図により説明する。

コントロールアンプ１３は、電気音響変換すべき電気信
号を信号源１２から受け、これを液圧ドライバ３の駆動
に適する電圧又は電流の変化に変換し、液圧コントロー
ラ１４を制御する。液圧コントローラ１４により制御さ
れだ液圧が液圧ドライバ３の液圧室６に供給され、ダイ
アフラム５が信号源１２からの信号に応じて左右に動く
、このダイアフラム５の動きは、連結棒９を介して振動
板ｌに伝えられ、この振動板１の動きで空気の疎密がで
きて音波として放射される。尚、この疎密波はシェル４
により隔離され、ダイアフラム５には、恒彰饗を与えな
い。

コントロールアンプエ３は、電気音響変換すべき電気信
号を信号源１２から受け、これを液圧ドライバ３の駆動
に適する電圧又は電流の変化に変換するが、その際、補
正用信号として、液圧室６の圧力信号と連結棒９の位置
の信号を、夫々のセンサ１０，１１から受信する。液圧
センサ１０からの液圧検出信号は、液圧の電気信号への
追従制御を行なわせるのみでなく、液圧源の有害な変動
が音として放射されないように、液圧ドライバ５の液圧
を制御する。また、連結棒９の動きを検出中る位置セン
サ１１からの信号は、電気信号ゼロ時の原点保持をなす
機能を向上させ、並びに微分して速度及び加速度を求め
追従性を改善する機能を向上させる。

液体タンク１７．ポンプ１８．アキエミュレータ１５．
圧力調節器１６．液圧コントローラ１４については、既
存の技術として確立されているので、特に説明はしない
が、本液圧駆動スピカーの目的に沿うよう、低騒音、低
液圧変動、低温度上昇、高効率なものを選択し使用する
。また、液圧駆動スピーカ及び付帯装置の移動に便利な
ように、小型軽量化と液体の閉回路化とを考慮する。

第２図に本発明の他の実施例を示す。

この第２図の実施例は、ダイアフラム５の両側を共に液
圧室６０．７０とし、差圧式液圧ドライバを構築したも
ので、ドライバの構造としては、第１図のスプリング８
とストッパー１９がなくなり、代りにベローシール２０
を設けて液圧室６０．７０を封止した構成となっている
。また、ｈ＋の液圧センサ１０は差圧センサ２１に置換
えられ、液圧コントローラ１４は液圧室６０，７０を差
圧式に駆動する液圧コントローラ２２に置換えられてい
る。

第３図は、ｔｐＪＺ図又は第３図の液圧駆動スピーカの
周波数−音圧特性を示したもので、実線で示すように、
殆どゼロ＠近から１００Ｈｚ程度までの超低周波域の音
が強力に放射されることが分る０点線は、過大振幅とな
らぬように、極低周波領域、例えば１８Ｈｚ以下を人為
的にカットする場合を示す。

一般のダイナミック中スピーカの周波数−音圧特性がバ
イパス（高域通過、低域減衰）なのに比べ、本液圧駆動
スピーカはローパス（低域通過。

高域減衰）特性を有するため、従来のスピーカと組合せ
ることにより、より広帯域の音響システムが構成可能と
なる。特に、屋外のロックコンサート等では１通常８０
Ｈｚ位から下の低域は減衰させているが、本液圧駆動ス
ピーカは身体に風圧を感するような超低音を放射するも
のであるから、屋外のロックコンサート等に使用した場
合、より迫力ある音響効果を得ることができる。

液体ドライブで音を出す場合、液圧源の圧力変動がノイ
ズとなって音を汚してしまうが、Ｌ記実施例の液圧駆動
スピーカでは、ポンプ１８に脈動の殆ど出ない低速のス
クリューポンプ等を使用する他、アキュミュレータ１５
の充実を図り、更には液圧ドライバ３の液圧室６の圧力
又は液圧室６０と液圧室７０の差圧をフィードバックす
るので、ノイズを除去し澄んだ音とすることができる。

Ｌ記２つの実施例においては、液圧駆動式スピーカの液
圧１ライバをダイヤフラム式の構造としたが、ダイヤフ
ラム式に限らず、ピストン式。

ベロー式等、類似の原理のものを用いて液圧ドライバを
構築することができ１所期の作用効果を得ることができ
る。

し発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので、下記の効果
を奏する。

請求項１〜４の液圧駆動スピーカは、駆動源を’、ｔ　
磁力でなく液圧としているため、液圧システムが／を質
的に持つ強力な駆動力と制動力により、殆どゼロ付近か
ら１ｏＯＨｚ程度までの超低周波域の音を強力に放射で
きるスピーカが得られる。また、その周波数−音圧特性
はローパス特性であるため、従来のスピーカと組合せる
ことにより、より広帯域の音響システムが構成可能とな
る。

請求項５のスピーカ駆動装置においては、液圧センサの
検出信号としてコントロールアンプにフィードバックさ
れるため、低周波域の脈動が除去される。

更に請求項６のスピーカ駆動装置の構成においては、位
置センサの検出信号がコントロールアンプにフィードバ
ックされるため、応答性や無信号時の可動体の中心位置
保持機能の向上が図れる。

また、請求項７のスピーカ駆動装置においては、脈動の
少ないポンプの使用等により、脈動がなくなり周波数の
高い成分が除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液圧駆動スピーカ及びスピーカ駆動装
置の一実施例を示す図、第２図は液圧駆動スピーカの液
圧ドライバーの他の実施例を示す図、第３図は本発明の
液圧駆動スピーカの周波数−音圧特性を示す図、第４図
は従来のダイナミックスピーカの構成を示す図、第５図
はその周波数−音圧特性を示す図である。 図中、１は振動板、２はキャビネット、３は液圧ドライ
バ、５はダイアフラム、６は液圧室、８はスプリング、
９は連結棒、１０は液圧センサ、１１は位置センサ、１
２は信号源、１３はコントロールアンプ、１４は液圧コ
ントローラ、１５はアキュミュレータ、１６は圧力調節
器！、１７はタンク、１８はポンプ、２０はベローシー
ルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液圧駆動装置を用いて振動板を駆動することにより
   低周波域の音を放射する液圧駆動スピーカ。 ２、可動体によりシェルを前後に区画し、該可動体の少
   なくとも後側又は前側を信号に従って前記可動体を振ら
   せるための液圧室とし、可動体を音響放射用の振動板と
   連結して、振動板より低周波域の音を放射するように構
   成したことを特徴とする液圧駆動スピーカ。３、液圧室
   の圧力を検出する液圧センサを設けた請求項２記載の液
   圧駆動スピーカ。 ４、可動体又は可動体と一体に運動する部分に関する位
   置センサを設けた請求項２記載の液圧駆動スピーカ。 ５、請求項３の液圧駆動スピーカの液圧室の液圧を制御
   するため液圧源に接続された液圧コントローラと、該液
   圧コントローラを信号に従って制御するコントロールア
   ンプとを有し、液圧センサからの検知信号を、制御性の
   改善と液体源の圧力変動によるノイズの発生を防ぐため
   のフィードバック信号として、コントロールアンプに入
   力したことを特徴とするスピーカ駆動装置。 ６、液圧駆動スピーカに可動体又は可動体と一体に運動
   する部分に関する位置センサを設け、応答性の向上及び
   無信号時の可動体の中心位置保持機能向上のため、位置
   センサからの検知信号をフィードバック信号としてコン
   トロールアンプに入力したことを特徴とする請求項５記
   載のスピーカ駆動装置。 ７、液圧源が、脈動の少ないポンプと、アキュミュレー
   タと、圧力調整器とにより構成されていることを特徴と
   する請求項５又は６記載のスピーカ駆動装置。