JPH067710B2

JPH067710B2 - スピ−カ

Info

Publication number: JPH067710B2
Application number: JP21542985A
Authority: JP
Inventors: 敏高山; 弘行武輪; 満裕長谷川; 耕作村田; 満家城
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS6276394A

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(P_r)と振幅(X)は次式で与え
られる。

但しρ_０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、Ｒ_Ｅはスピーカの電気抵抗、Ｍ_ｓはスピーカ
の振動系質量、Ｍ_ａは空気の負荷質量、Ｑ_０は共振の尖
鋭度、ｆ_０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、ｆ_０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５１−１
９８２６号公報に示されるように、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４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４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を挾持して、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、その上端には、レバー６の支点
ａからｌ_１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ｌ_２（但しｌ_２＞ｌ
_１）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ｌ_２／ｌ_１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、この固着された振動
板１０はボイスコイル７の変位に対してｌ_２／ｌ_１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ｌ_１（１−cosθ），ｌ_２（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。

本発明は前記問題点に鑑み、低音域を能率良く、高忠実
度に再生することができ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、ボイス
コイルボビンが中央の穴に挿入固着された正多角形の中
央支持部と、この中央支持部の各外周辺に第１の屈曲部
を介して連結された複数の屈伸可能な第１の四角筒体
と、この第１の四角筒体の内周側の連結部およびこの連
結部より伸びた２辺の一部を共通部とした屈伸可能な第
２の四角筒体とを有し、この第２の四角筒体を前記第１
の四角筒体の内部に形成し、前記第１の四角筒体はその
外周部を第２の屈曲部を介して外周支持体と連結されて
おり、この外周支持体の外周端部と振動板とを駆動棒に
より連結し、さらに第２の四角筒体の外周部を第３の屈
曲部を介して固定され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の四角筒
体の内周部に加えられると、固定された第２の四角筒体
の外周部を中心として回転運動が起こり、テコの原理に
より、第１の四角筒体の外周部の変位が拡大され、それ
とともに駆動棒に固着された振動板の変位もボイスコイ
ルの変位にくらべ拡大されるため、特に低音域の再生が
良好となるものである。またこの時第１の四角筒体の内
周部および外周部はともに上下方向のみに移動できる構
成となっているため、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。さらに第１の四角
筒体および第２の四角筒体がボイスコイルの位置を保持
するダンパーとしての役割りを兼ねることができるた
め、ダンパーを必要とせずスピーカとしての構成が簡略
化できる利点があるものである。

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、第２図はそのさらに主要部の平面図、第３図
はその動作を示す概略断面図である。

第１図，第２図，第３図において、１１はフレーム、１
２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１４ａを巻回したボイスコイルボビン、１５は中
央の穴にボイスコイルボビン１４を挿入固着し各外周辺
に屈曲部ａを有した中央支持部、１６は内周辺を屈曲部
ａに連結し外周辺を屈曲部ｂに連結した第１の四角筒
体、１７は内周辺を屈曲部ｂに連結した外周支持部、１
８は下端部を外周支持部１７に上端部を振動板１２に固
着した駆動棒、１９は下端部をフレーム１１の底部に固
着した固定台、２０は第１の四角筒体１６の内周側の２
辺の一部を共通とし、外周端を屈曲部ｃを介して固定台
１９に固着した第２の四角筒体である。尚、第１図にお
いて、第１，第２の四角筒体１６，２０のハッチングは
省略している。また、第３図はハッチングは省略してい
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下端部が挿入されたボイスコイル
ボビン１４のボイスコイル１４ａに再生信号電流を流す
と、フレミングの左手の法則により駆動力が発生しボイ
スコイルボビン１４が上下方向に振動する。この振動が
中央支持部１５，屈曲部ａに伝達され第１の四角筒体１
６の内周端部も上下に振動する。その時第２の四角筒体
２０の外周端部を中心として、第１の四角筒体１６およ
び第２の四角筒体２０はその対角線長が変化するように
屈伸運動をしながら回転往復運動し、第１の四角筒体１
６の外周端に屈曲部ｂを介して連結した外周支持部１７
が上下に振動し、これに固着した駆動棒１８を介して振
動板１２が上下に振動し音を発生するものである。

ここで前記構成における動作での第１の四角筒体１６お
よび第２の四角筒体の動きを第３図によりさらに詳しく
説明する。

第３図において実線は静止状態を、破線は変位した状態
を示している。ボイスコイルボビン１４が下方にＸだけ
変位すると第１の四角筒体１６の各点ｄ，ｅ，ｆ，ｇは
変形し各点がｄ′，ｅ′，ｆ′，ｇ′点となり、第２の
四角筒体２０の各点ｄ，ｉ，ｊ，ｈも変形し各点が
ｄ′，ｉ′，ｊ′，ｈ′点となり、駆動棒１８はＹだけ
変位する。この時、第１の四角筒体１６および第２の四
角筒体２０は常に相似形であるため、ボイスコイルボビ
ンの変位Ｘと駆動棒の変位Ｙの関係はテコの原理にした
がい次式で表わされる。

したがって駆動棒１８に連結された振動板１２の変位は
第２の四角筒体２０の対角線長（ｄｊ）と第１の四角筒
体１６の対角線長から第２の四角筒体の対角線長を引い
たもの（ｊｆ）の比だけ、ボイスコイルボビン１４の変
位にくらべ拡大されるものである。

以上のように本実施例によれば、テコの原理により振動
板の変位を拡大する機械的増幅機構を備えたスピーカに
おいて棒状のレバーのかわりに、屈伸可能な第１の四角
筒体１６と、この第１の四角筒体１６の内周側の２辺の
一部を共通とし、外周端を回動可能に固定した第２の四
角筒体２０から構成された増幅機構を用いることによ
り、第３図で示した動作のように第１の四角筒体１６、
第２の四角筒体２０は屈伸しながら平行四辺形を保持し
てパンタグラフのように動き、ボイスコイルボビン１４
と駆動棒１８、および振動板１２は横方向に移動せず、
上下方向のみに移動できるため、従来例のようにレバー
６端部の位置が回転運動により中心方向にずれ、ボイス
コイルボビン８と振動板１０に曲げの力が加わり、ボイ
スコイル７がポールピース３やツボヨーク１に接触し異
常音を発生することがないものである。さらに第１の四
角筒体１６および第２の四角筒体２０はボイスコイルボ
ビン１４の位置を保持しながら移動する、ダンパーとし
ての機能を有するため、ダンパーを省略することができ
スピーカとしての構成が簡略化できる利点があるもので
ある。

なお、本実施例では第１の四角筒体１６，第２の四角筒
体２０を構成する４つの面は平面状としたが、これに補
強用リブを設けることにより面の剛性が高くなり共振が
おさえられスピーカの音響特性が向上するものである。
また振動板１２は平板状としたが、コーン形でもよく、
その形状も円形にかぎらず四角形，三角形など用途に応
じて自由に変えることができるものである。

発明の効果本発明は、レバーのかわりに屈伸可能な第１の四角筒体
とこの第１の四角筒体の内周側の２辺の一部を共通とし
外周端を回動可能に固定した第２の四角筒体から構成さ
れた増幅機構を用いることにより、ボイスコイルボビン
および振動板を上下方向のみに振動させることができ、
さらにテコの原理にしたがいボイスコイルボビンの変位
を増幅して振動板に伝達し、良好な低音再生が可能とな
るものである。

また本発明の増幅機構は、ボイスコイルボビンを中心位
置に支持する機能をも有しており、従来の動電型スピー
カにおけるダンパーの役割りを果すためスピーカの構成
が簡略化できるという効果を得ることができ、優れたス
ピーカを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図はそのさらに主要部の平面図、第３図はその
動作を示す概略断面図、第４図は従来のスピーカの断面
図である。１１……フレーム、１２……振動板、１３……エッジ、
１５……中央支持部、１６……第１の四角筒体、１７…
…外周支持部、１８……駆動棒、１９……固定台、２０
……第２の四角筒体、ａ，ｂ，ｃ……屈曲部。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイスコイルボビンが中央の穴に挿入固着
された正多角形の中央支持部と、この中央支持部の各外
周辺に第１の屈曲部を介して連結された複数の屈伸可能
な第１の四角筒体と、この第１の四角筒体の内周側の連
結部およびこの連結部より伸びた２辺の一部を共通部と
し、第１の四角筒体の対角線長の半分より短かい対角線
長を有した屈伸可能な第２の四角筒体とを有し、この第
２の四角筒体を前記第１の四角筒体の内部に形成し、前
記第１の四角筒体はその外周部を第２の屈曲部を介して
外周支持体と連結されており、この外周支持体の外周端
部と振動板とを駆動棒により連結し、さらに第２の四角
筒体の外周部を第３の屈曲部を介して固定した機械的増
幅機構を備えたスピーカ。