JPH0736638B2 - スピ−カ - Google Patents

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ρ₀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、Q₀は共振の尖鋭度、f₀
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、f₀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51-19826
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２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２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、その上端は、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はそれぞれ中心
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。さらに支点a,結合点b,cは穴とシャ
フト、あるいはベアリングとシャフトのはめあいにより
回動可能とした構造となっているため必ず結合部にすき
まが存在している。このためスピーカを動作させると、
ボイスコイルの振動がレバーにより伝達されるとき前述
したすきまのガタツキにより異常音を発生する等の問題
点を有しており、振動増幅機構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、ポリエ
ステルエラストマーから成る支持棒により支持され、支
点を中心として回動可能なレバーの端部とボイスコイル
とをポリエステルエラストマーから成る第１の駆動棒に
より回動可能に接合し、他端部と振動板とをポリエステ
ルエラストマーから成る第２の駆動棒により回動可能に
接合し、各接合部はすきまのない構造にした機械的増幅
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の駆動力が第１の駆動棒
からレバー、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ボイスコイルの変位にくら
べ振動板の変位が拡大されるため（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。また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。さらにレバーの支点に接合した支持棒
および、第１の駆動棒、第２の駆動棒はゴム弾性を有す
る熱可塑性プラスチックであるポリエステルエラストマ
ーから成り、その接合部にはすきまがなく、支持棒およ
び第1,第２の駆動棒自身が屈曲することによりレバーを
回動可能とした構造となっているため、従来例のように
接合部のすきまのガタツキによる異常音が発生しないも
のであり、またポリエステルエラストマーは適当な内部
損失を有しているため不要な振動を吸収することがで
き、高忠実度再生が可能となるものである。

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
したポリエステルエラストマーから成る支持棒、18は上
端部をレバー14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を有したポリエステ
ルエラストマーから成る第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に固着し、屈曲可能
部19a,19bを有したポリエステルエラストマーから成る
第２の駆動棒である。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15に再生
信号を流すと、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。

以上のように本実施例によれば、レバー14に固着した支
持棒17、第１の駆動棒18、第２の駆動棒19はそれぞれゴ
ム弾性を有したポリエステルエラストマーにより構成さ
れ、さらにスピーカ動作中にレバー14の往復運動は屈曲
部17a,18a,18b,19a,19bが曲がることにより行なわれる
ため、従来例のようにレバーの支点ａ、駆動点b,cがベ
アリングとシャフトで構成された軸受部を有しているス
ピーカのように軸受部のガタツキによる異常音が発生し
ない利点を有するものである。またここで使用したポリ
エステルエラストマーはポリテトラメチレンテレフタレ
ートの剛直性を持つハードセグメントとポリ（テトラメ
チレンオキサイド）グリコールのゴム弾性を持つソフト
セグメントとのポリエステル・ポリエーテルブロック共
重合体である。このため共重合体中のハードセグメント
とソフトセグメントの割合を変えることにより弾性率や
内部損失等の物性を自由にコントロールすることができ
る。本実施例でのポリエステルエラストマーは弾性率6.
8×10⁸dyn/cm²内部損失0.12であり、一般のエンジニア
リングプラスチックたとえばポリエチレンテレフタレー
トの内部損失0.01にくらべ非常に大きく、支持棒17、あ
るいは駆動棒18,19として使用した時、レバーおよび駆
動力伝達系で発生する不要な振動を吸収する働きがあ
り、高忠実度再生が可能となるものである。さらに機械
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、本発明によればレバー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が矢印d,d′
方向に移動した時にも、屈曲部18a,18b,19a,19bが回動
可能であるためレバー14の端部の横方向の位置ずれは吸
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前記のような異常音の発生
を防止することができるものである。

なお本実施例におけるポリエステルエラストマーは弾性
率6.8×10⁸dyn/cm²、内部損失0.12の物性を有している
が、目的に応じてハードセグメントとソフトセグメント
の割合を変え、やわらかくしたり硬くしたりすることが
可能で、これにより音響特性をコントロールすることが
できる。また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スピーカの薄
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ポリエステルエラス
トマーから成る第１の駆動棒、レバーと振動板をポリエ
ステルエラストマーから成る第２の駆動棒、レバーの支
点をポリエステルエラストマーから成る支持棒により、
空隙がないよう接合した構成になっておりレバーが往復
運動する時に、従来例とは異なり軸受部のガタツキがな
く異常音が発生しないとともに、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
再生ができるものである。さらにゴム弾性を有するポリ
エステルエラストマーを介して駆動力を伝達するためレ
バーの共振等で発生する不要な振動を吸収することがで
き、優れた音響特性を有する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 特開 昭58−133097（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−19826（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルエラストマーからなる支持
   棒、第１の駆動棒及び第２の駆動棒を有し、前記支持棒
   により空隙がないよう支持され、支点を中心として回動
   可能なレバーの一端部とボイスコイルとを前記第１の駆
   動棒により回動可能に空隙がないよう接合するととも
   に、前記レバーの他端部と振動板とを前記第２の駆動棒
   により回動可能に空隙がないよう接合して機械的増幅機
   構を構成してなるスピーカ。