JPH11289596A - スピーカ装置 - Google Patents
スピーカ装置Info
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- JPH11289596A JPH11289596A JP10091565A JP9156598A JPH11289596A JP H11289596 A JPH11289596 A JP H11289596A JP 10091565 A JP10091565 A JP 10091565A JP 9156598 A JP9156598 A JP 9156598A JP H11289596 A JPH11289596 A JP H11289596A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/02—Details
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２０ｋＨｚ以上の高周波数域で、十分な音響
再生能力を持つスピーカ装置を提供する。 【解決手段】 電磁誘導型のスピーカ装置の構造とす
る。１次コイル１５の直流抵抗値をＲ１、インダクタン
スをＬ１、巻き数をＮとし、２次コイル１８の直流抵抗
値をＲ２とするとともに、１次コイル１５と２次コイル
１８の結合係数をｋとすると、それらの定数の関係が、
以下の（式１）を満足するように、各定数を設定する。 Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／（２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）
1/2 ）≧２００００……（式１）
再生能力を持つスピーカ装置を提供する。 【解決手段】 電磁誘導型のスピーカ装置の構造とす
る。１次コイル１５の直流抵抗値をＲ１、インダクタン
スをＬ１、巻き数をＮとし、２次コイル１８の直流抵抗
値をＲ２とするとともに、１次コイル１５と２次コイル
１８の結合係数をｋとすると、それらの定数の関係が、
以下の（式１）を満足するように、各定数を設定する。 Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／（２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）
1/2 ）≧２００００……（式１）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、周波数が２０ｋ
Ｈｚ以上の帯域の音響信号を再生できるスピーカ装置に
関する。
Ｈｚ以上の帯域の音響信号を再生できるスピーカ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的なスピーカ装置は、図５に
示すような構成とされている。これは、ダイナミック型
スピーカと呼ばれているもので、このスピーカ装置の磁
気回路は、ドーナツ形状のマグネット１と、鉄などの磁
性材料からなる第１および第２の磁気ヨーク２、３と、
空隙（ギャップ）４とを含んで構成される。第１の磁気
ヨーク２は、円柱状のポールピース２ａと、このセンタ
ーポール部２ａに対して直交する円板状のフランジ部２
ｂとからなっている。第２の磁気ヨーク３はプレートと
呼ばれるもので、その内径が、ポールピース２ａの外周
径よりも、空隙４の分だけ大きい径とされたドーナツ形
状とされている。
示すような構成とされている。これは、ダイナミック型
スピーカと呼ばれているもので、このスピーカ装置の磁
気回路は、ドーナツ形状のマグネット１と、鉄などの磁
性材料からなる第１および第２の磁気ヨーク２、３と、
空隙（ギャップ）４とを含んで構成される。第１の磁気
ヨーク２は、円柱状のポールピース２ａと、このセンタ
ーポール部２ａに対して直交する円板状のフランジ部２
ｂとからなっている。第２の磁気ヨーク３はプレートと
呼ばれるもので、その内径が、ポールピース２ａの外周
径よりも、空隙４の分だけ大きい径とされたドーナツ形
状とされている。
【０００３】そして、マグネット１の内周中空部および
プレート３の内周中空部内に、ポールピース２ａが挿入
される状態で、第１の磁気ヨーク２のフランジ部２ｂの
前面と、プレート３とにより、マグネット１が挟まれて
取り付けられている。フランジ部２ｂの前面およびプレ
ート３の面と、マグネット１との接触部は接着されてい
る。
プレート３の内周中空部内に、ポールピース２ａが挿入
される状態で、第１の磁気ヨーク２のフランジ部２ｂの
前面と、プレート３とにより、マグネット１が挟まれて
取り付けられている。フランジ部２ｂの前面およびプレ
ート３の面と、マグネット１との接触部は接着されてい
る。
【０００４】そして、非導電体で構成されるボイスコイ
ルボビン５に巻回されたボイスコイル６が、プレート３
とポールピース２ａとの間の空隙４内に位置するよう
に、配される。また、ボイスコイルボビン５には、音響
振動板７、例えばコーン紙が接着されて取り付けられて
いる。音響振動板７は、そのエッジ部において、スピー
カフレーム８に、取り付けられて固定されている。ボイ
スコイル６からは、信号入力線（リード線）９が導出さ
れる。
ルボビン５に巻回されたボイスコイル６が、プレート３
とポールピース２ａとの間の空隙４内に位置するよう
に、配される。また、ボイスコイルボビン５には、音響
振動板７、例えばコーン紙が接着されて取り付けられて
いる。音響振動板７は、そのエッジ部において、スピー
カフレーム８に、取り付けられて固定されている。ボイ
スコイル６からは、信号入力線（リード線）９が導出さ
れる。
【０００５】この図５のスピーカ装置においては、ボイ
スコイル６に音響信号による電流Ｉが流れることによ
り、磁気空隙４の磁束Ｂとの相互作用によって、音響振
動板７を振動させる駆動力Ｆが生じる。この駆動力Ｆ
は、 Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｄ …（式３） と表すことができる。ここで、Ｄは、磁界中のボイスコ
イル６の長さである。
スコイル６に音響信号による電流Ｉが流れることによ
り、磁気空隙４の磁束Ｂとの相互作用によって、音響振
動板７を振動させる駆動力Ｆが生じる。この駆動力Ｆ
は、 Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｄ …（式３） と表すことができる。ここで、Ｄは、磁界中のボイスコ
イル６の長さである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、レコ
ーディング技術や、記録媒体の進歩も相俟って、今ま
で、あまり問題にされなかった人間の耳の可聴周波数帯
域以上である２０ｋＨｚ以上の音響成分により、聴感上
の再生音響出力に影響が生じることが判明し、収音特性
が、１００ｋＨｚもの広帯域のマイクロホンも登場して
きている。
ーディング技術や、記録媒体の進歩も相俟って、今ま
で、あまり問題にされなかった人間の耳の可聴周波数帯
域以上である２０ｋＨｚ以上の音響成分により、聴感上
の再生音響出力に影響が生じることが判明し、収音特性
が、１００ｋＨｚもの広帯域のマイクロホンも登場して
きている。
【０００７】そこで、これに対応して、スピーカ装置
も、可聴周波数帯域以上である２０ｋＨｚ以上の音響成
分も、良好に再生するようにするものが要望されてい
る。
も、可聴周波数帯域以上である２０ｋＨｚ以上の音響成
分も、良好に再生するようにするものが要望されてい
る。
【０００８】ところで、上述した図５の従来の代表的な
スピーカ装置の場合、ボイスコイル６は、直流抵抗Ｒ１
とともにインダクタンス成分Ｌ１を持つために、スピー
カ装置の入力インピーダンスＺinは、共振周波数ｆ０以
上では、 Ｚin＝Ｒ１＋ｊ・２・π・ｆ・Ｌ１ …（式４） と表すことができる。
スピーカ装置の場合、ボイスコイル６は、直流抵抗Ｒ１
とともにインダクタンス成分Ｌ１を持つために、スピー
カ装置の入力インピーダンスＺinは、共振周波数ｆ０以
上では、 Ｚin＝Ｒ１＋ｊ・２・π・ｆ・Ｌ１ …（式４） と表すことができる。
【０００９】この（式４）からは、周波数ｆの増加とと
もに、入力インピーダンスＺinが大きくなることが分か
る。このことから、周波数が高くなるとボイスコイル６
を流れる電流Ｉが減少し、図５の構成のスピーカ装置で
は、駆動力Ｆが減少することになる。このため、図５の
構成のスピーカ装置は、可聴周波数帯域以上である２０
ｋＨｚ以上の音響成分の再生には不適であった。
もに、入力インピーダンスＺinが大きくなることが分か
る。このことから、周波数が高くなるとボイスコイル６
を流れる電流Ｉが減少し、図５の構成のスピーカ装置で
は、駆動力Ｆが減少することになる。このため、図５の
構成のスピーカ装置は、可聴周波数帯域以上である２０
ｋＨｚ以上の音響成分の再生には不適であった。
【００１０】この発明は、以上の点にかんがみ、周波数
が２０ｋＨｚ以上の音響成分を、良好に再生可能なスピ
ーカ装置を提供することを目的とする。
が２０ｋＨｚ以上の音響成分を、良好に再生可能なスピ
ーカ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明によるスピーカ装置は、磁気回路中の空隙
の近傍に設けられ、入力音声信号に応じた電流が供給さ
れる１次コイルと、前記空隙内に配されて、前記１次コ
イルに流れる電流に応じた電流が誘起される２次コイル
と、前記２次コイルに誘起される電流と前記空隙内の磁
束との相互作用により前記２次コイルが振動することに
より振動する振動板と、を備え、前記１次コイルの直流
抵抗値をＲ１、インダクタンスをＬ１、巻き数をＮと
し、前記２次コイルの直流抵抗値をＲ２とするととも
に、前記１次コイルと前記２次コイルの結合係数ｋとし
たとき、それらの定数の関係が、前記（式１）を満足す
るようにしたことを特徴とする。
め、この発明によるスピーカ装置は、磁気回路中の空隙
の近傍に設けられ、入力音声信号に応じた電流が供給さ
れる１次コイルと、前記空隙内に配されて、前記１次コ
イルに流れる電流に応じた電流が誘起される２次コイル
と、前記２次コイルに誘起される電流と前記空隙内の磁
束との相互作用により前記２次コイルが振動することに
より振動する振動板と、を備え、前記１次コイルの直流
抵抗値をＲ１、インダクタンスをＬ１、巻き数をＮと
し、前記２次コイルの直流抵抗値をＲ２とするととも
に、前記１次コイルと前記２次コイルの結合係数ｋとし
たとき、それらの定数の関係が、前記（式１）を満足す
るようにしたことを特徴とする。
【００１２】この請求項１の発明によれば、音響振動板
の駆動方法として、電磁誘導方式が用いられ、前記（式
１）を満足するように、前記各定数の関係が定められる
ことにより、入力インピーダンスのインダクタンス成分
は低下し、高い周波数域まで所定の電流を流すことが可
能となり、２０ｋＨｚ以上の高周波数帯域においても所
定の駆動力を得ることができる。
の駆動方法として、電磁誘導方式が用いられ、前記（式
１）を満足するように、前記各定数の関係が定められる
ことにより、入力インピーダンスのインダクタンス成分
は低下し、高い周波数域まで所定の電流を流すことが可
能となり、２０ｋＨｚ以上の高周波数帯域においても所
定の駆動力を得ることができる。
【００１３】また、請求項２の発明は、請求項１のスピ
ーカ装置において、再生希望帯域の高域側の周波数ｆに
おいて、前記各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｎ，Ｒ２，ｋが、前記
（式２）を満足することを特徴とする。
ーカ装置において、再生希望帯域の高域側の周波数ｆに
おいて、前記各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｎ，Ｒ２，ｋが、前記
（式２）を満足することを特徴とする。
【００１４】この請求項２の発明においては、前記（式
２）を満足するように各定数が定められることにより、
再生希望周波数ｆにおける誘導電流の大きさが、最大電
流の−１０ｄＢ以内にすることができ、２０ｋＨｚ以上
の高周波数帯域においても所定の必要な駆動力を得るこ
とができる。
２）を満足するように各定数が定められることにより、
再生希望周波数ｆにおける誘導電流の大きさが、最大電
流の−１０ｄＢ以内にすることができ、２０ｋＨｚ以上
の高周波数帯域においても所定の必要な駆動力を得るこ
とができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明によるスピーカ装
置の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
この発明においては、音響振動板の駆動方式として電磁
誘導方式を用いる。
置の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
この発明においては、音響振動板の駆動方式として電磁
誘導方式を用いる。
【００１６】図１は、この実施の形態の電磁誘導方式の
スピーカ装置の構造を示すものである。この例のスピー
カ装置においても、磁気回路は、図５の例のスピーカ装
置と同様に構成され、円柱状のポールピース１２ａと円
板状のフランジ部１２ｂとを備える第１のヨーク１２
と、第２のヨークを構成するドーナツ形状のプレート１
３と、第１のヨーク１２のフランジ部１２ｂとプレート
１３との間に配されるドーナツ形状のマグネット１１
と、プレート１３とポールピース１２ａとの間の空隙１
４により磁気回路が構成される。
スピーカ装置の構造を示すものである。この例のスピー
カ装置においても、磁気回路は、図５の例のスピーカ装
置と同様に構成され、円柱状のポールピース１２ａと円
板状のフランジ部１２ｂとを備える第１のヨーク１２
と、第２のヨークを構成するドーナツ形状のプレート１
３と、第１のヨーク１２のフランジ部１２ｂとプレート
１３との間に配されるドーナツ形状のマグネット１１
と、プレート１３とポールピース１２ａとの間の空隙１
４により磁気回路が構成される。
【００１７】そして、空隙１４を挟んで互いに対向する
ポールピース１２ａの外周面部と、プレート１３の内周
面部との、どちらか一方あるいは双方に、励磁用１次コ
イルとしての駆動コイルを配する。この実施例では、ポ
ールピース１２ａの外周面部に励磁用１次コイル１５を
配する。この１次コイル１５を配するため、ポールピー
ス１２ａの頂部近傍に、１次コイル１５の巻幅分の長さ
の小径部を設けるようにしても良い。
ポールピース１２ａの外周面部と、プレート１３の内周
面部との、どちらか一方あるいは双方に、励磁用１次コ
イルとしての駆動コイルを配する。この実施例では、ポ
ールピース１２ａの外周面部に励磁用１次コイル１５を
配する。この１次コイル１５を配するため、ポールピー
ス１２ａの頂部近傍に、１次コイル１５の巻幅分の長さ
の小径部を設けるようにしても良い。
【００１８】１次コイル１５から導出された信号入力線
（リード線）１６は、第１の磁気ヨーク１２のフランジ
部１２ｂに設けられた貫通孔１７を通って、フランジ部
１２ｂの裏側にまで延長される。
（リード線）１６は、第１の磁気ヨーク１２のフランジ
部１２ｂに設けられた貫通孔１７を通って、フランジ部
１２ｂの裏側にまで延長される。
【００１９】そして、この実施の形態においては、空隙
１４の中に、１次コイル１５と電磁結合するショートコ
イルからなる２次コイル１８が挿入される。この例の場
合、２次コイル１８は、非磁性で、かつ導電性の材料、
例えばアルミニウムの筒状リングにより、１ターンのシ
ョートコイルとして構成される。そして、この２次コイ
ル１８を構成するアルミニウムからなる導電性１ターン
リングは、ボビン１９に接着固定される。ボビン１９
は、非磁性、かつ非導電性の材料、例えば厚紙により構
成される。
１４の中に、１次コイル１５と電磁結合するショートコ
イルからなる２次コイル１８が挿入される。この例の場
合、２次コイル１８は、非磁性で、かつ導電性の材料、
例えばアルミニウムの筒状リングにより、１ターンのシ
ョートコイルとして構成される。そして、この２次コイ
ル１８を構成するアルミニウムからなる導電性１ターン
リングは、ボビン１９に接着固定される。ボビン１９
は、非磁性、かつ非導電性の材料、例えば厚紙により構
成される。
【００２０】２次コイル１８の幅（１ターンリングの高
さに相当）は、空隙１４の振動方向の長さよりも、この
２次コイル１８の振動の振幅分だけ長くしただけの長さ
として、必要最小限の長さにされる。
さに相当）は、空隙１４の振動方向の長さよりも、この
２次コイル１８の振動の振幅分だけ長くしただけの長さ
として、必要最小限の長さにされる。
【００２１】そして、ボビン１９には、音響振動板２
０、例えばコーン紙が取り付けられる。音響振動板２０
は、可撓性のエッジ（図示せず）を介して、スピーカフ
レーム２１に取り付けられている。
０、例えばコーン紙が取り付けられる。音響振動板２０
は、可撓性のエッジ（図示せず）を介して、スピーカフ
レーム２１に取り付けられている。
【００２２】以上のような構成の電磁誘導方式のスピー
カ装置において、励磁用１次コイル１５に信号電流を流
すと、この１次コイルに対向して配置された２次コイル
１８の１ターンリングに誘導電流が流れる。この２次コ
イル１８に流れる誘導電流Ｉと、空隙１４中の磁束密度
Ｂとから、２次コイル１８をそのリングの高さ方向に駆
動する駆動力Ｆが生じ、これにより、音響振動板２０が
信号電流に応じて振動する。
カ装置において、励磁用１次コイル１５に信号電流を流
すと、この１次コイルに対向して配置された２次コイル
１８の１ターンリングに誘導電流が流れる。この２次コ
イル１８に流れる誘導電流Ｉと、空隙１４中の磁束密度
Ｂとから、２次コイル１８をそのリングの高さ方向に駆
動する駆動力Ｆが生じ、これにより、音響振動板２０が
信号電流に応じて振動する。
【００２３】この場合に、２次コイル１８としての１タ
ーンリングの長さ（リングの円周の長さ）をＬとする
と、駆動力Ｆは、 Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｌ …（式５） と表される。
ーンリングの長さ（リングの円周の長さ）をＬとする
と、駆動力Ｆは、 Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｌ …（式５） と表される。
【００２４】そして、この実施の形態では、１次コイル
１５の、直流抵抗値をＲ１、インダクタンスをＬ１、巻
き数をＮとし、２次コイル１８の直流抵抗値をＲ２と
し、また、１次コイル１５と２次コイル１８の結合係数
をｋとすると、以下の（式６）の関係を満足するよう
に、各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｒ２，ｋが選定される。
１５の、直流抵抗値をＲ１、インダクタンスをＬ１、巻
き数をＮとし、２次コイル１８の直流抵抗値をＲ２と
し、また、１次コイル１５と２次コイル１８の結合係数
をｋとすると、以下の（式６）の関係を満足するよう
に、各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｒ２，ｋが選定される。
【００２５】 Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／（２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）1/2 ）≧２００００ ……（式６） また、次の（式７）を満足するように、各定数Ｒ１，Ｌ
１，Ｒ２，ｋが選定される。
１，Ｒ２，ｋが選定される。
【００２６】 ２π×ｆ×Ｌ１2 ×（Ｎ2 ×Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｎ2 ×Ｘ1/2 ）≧０．３ ただし、 Ｘ＝（２π×ｆ）2 ×（Ｌ１×Ｒ２＋Ｌ１×Ｒ１／Ｎ2 ）2 ＋｛−Ｒ１×Ｒ２＋（２π×ｆ）2 ×Ｌ１2 ×（１−ｋ2 ）／Ｎ2 ｝2 ……（式７） このように各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｒ２，ｋを選定したこと
により、２０ｋＨｚ以上の高周波数帯域においても、一
定の電流を流すことが可能となり、必要な駆動力を得る
ことが可能となる。特に、式７を満足するように、各定
数Ｒ１，Ｌ１，Ｒ２，ｋを設定することにより、希望す
る高周波数における誘導電流の減少値を最大誘導電流の
値に対して、１０ｄＢ以内に抑えることができる。以
下、このことについて、さらに説明する。
により、２０ｋＨｚ以上の高周波数帯域においても、一
定の電流を流すことが可能となり、必要な駆動力を得る
ことが可能となる。特に、式７を満足するように、各定
数Ｒ１，Ｌ１，Ｒ２，ｋを設定することにより、希望す
る高周波数における誘導電流の減少値を最大誘導電流の
値に対して、１０ｄＢ以内に抑えることができる。以
下、このことについて、さらに説明する。
【００２７】上述した電磁誘導方式のスピーカ装置の電
磁誘導部の電気的等価回路は、図２に示すように表すこ
とができる。この図２において、前述したように、Ｒ
１，Ｌ１は、それぞれ励磁用１次コイル１５の直流抵抗
値、インダクタンスであり、また、Ｒ２，Ｌ２は、それ
ぞれ２次コイル１８の直流抵抗値、インダクタンスであ
る。そして、Ｍは相互誘導インダクタンス、Ｚinはスピ
ーカ装置の入力インピーダンスである。
磁誘導部の電気的等価回路は、図２に示すように表すこ
とができる。この図２において、前述したように、Ｒ
１，Ｌ１は、それぞれ励磁用１次コイル１５の直流抵抗
値、インダクタンスであり、また、Ｒ２，Ｌ２は、それ
ぞれ２次コイル１８の直流抵抗値、インダクタンスであ
る。そして、Ｍは相互誘導インダクタンス、Ｚinはスピ
ーカ装置の入力インピーダンスである。
【００２８】この図２の等価回路から、スピーカ装置の
入力インピーダンスＺinを求めると、 Ｚin＝（Ｒ１＋Ａ2 ×Ｒ２）＋ｊω（Ｌ１−Ａ2 ×Ｌ２） ……（式８） ただし、 Ａ2 ＝ω2 ×Ｍ2 ／（ω2 ×Ｌ２2 ＋Ｒ２2 ） Ｍ2 ＝ｋ2 ×Ｌ１×Ｌ２ となる。なお、ωは角周波数である。
入力インピーダンスＺinを求めると、 Ｚin＝（Ｒ１＋Ａ2 ×Ｒ２）＋ｊω（Ｌ１−Ａ2 ×Ｌ２） ……（式８） ただし、 Ａ2 ＝ω2 ×Ｍ2 ／（ω2 ×Ｌ２2 ＋Ｒ２2 ） Ｍ2 ＝ｋ2 ×Ｌ１×Ｌ２ となる。なお、ωは角周波数である。
【００２９】周波数ｆが高い場合を考えると、 Ａ2 ＝Ｍ2 ／Ｌ２2 ＝ｋ2 ×Ｌ１／Ｌ２ となるので、前記（式８）は、 Ｚin＝（Ｒ１＋ｋ2 ×Ｒ２×Ｌ１／Ｌ２）＋ｊωＬ１（１−ｋ2 ） …（式９） と表される。
【００３０】また、励磁用１次コイル１５のみの場合の
入力インピーダンスＺinは、 Ｚin＝Ｒ１＋ｊωＬ１ …（式１０） となる。
入力インピーダンスＺinは、 Ｚin＝Ｒ１＋ｊωＬ１ …（式１０） となる。
【００３１】上記（式９）と、（式１０）とを比較する
と、高周波数域においては、２次コイル１８を取り付け
ることにより、インダクタンス成分が結合係数ｋによっ
て低下することが分かる。特に、結合係数ｋがｋ＝１で
は、高周波数域ではインダクタンス成分が非常に小さく
なり、入力インピーダンスが周波数に対して一定となる
ことが分かる。
と、高周波数域においては、２次コイル１８を取り付け
ることにより、インダクタンス成分が結合係数ｋによっ
て低下することが分かる。特に、結合係数ｋがｋ＝１で
は、高周波数域ではインダクタンス成分が非常に小さく
なり、入力インピーダンスが周波数に対して一定となる
ことが分かる。
【００３２】このように、励磁用１次コイル１５のイン
ダクタンス成分を小さくしなくても、入力インピーダン
スＺinのインダクタンス成分が小さくなることから、２
０ｋＨｚ以上の高周波数域において、一定の電流を流す
ことが可能であり、一定の駆動力を得ることが可能とな
る。
ダクタンス成分を小さくしなくても、入力インピーダン
スＺinのインダクタンス成分が小さくなることから、２
０ｋＨｚ以上の高周波数域において、一定の電流を流す
ことが可能であり、一定の駆動力を得ることが可能とな
る。
【００３３】今、この電磁誘導方式のスピーカ装置を定
電圧駆動した場合、駆動力として働く２次コイル１８と
しての１ターンリングに流れる誘導電流の周波数特性は
次のようになる。
電圧駆動した場合、駆動力として働く２次コイル１８と
しての１ターンリングに流れる誘導電流の周波数特性は
次のようになる。
【００３４】すなわち、駆動電圧をＶ１、２次コイル１
８の誘導電流をＩ２とすると、駆動電圧Ｖ１に対する誘
導電流Ｉ２の周波数特性は、 Ｉ２／Ｖ１＝ω・ｋ（Ｌ１×Ｌ２）1/2 ／Ｙ1/2 ただし、 Ｙ＝ω2 ×（Ｌ１×Ｒ２＋Ｌ２×Ｒ１）2 ＋｛−Ｒ１×Ｒ２＋ω2 ×Ｌ１×Ｌ２×（１−ｋ2 ）｝2 ……（式１１） と表すことができる。
８の誘導電流をＩ２とすると、駆動電圧Ｖ１に対する誘
導電流Ｉ２の周波数特性は、 Ｉ２／Ｖ１＝ω・ｋ（Ｌ１×Ｌ２）1/2 ／Ｙ1/2 ただし、 Ｙ＝ω2 ×（Ｌ１×Ｒ２＋Ｌ２×Ｒ１）2 ＋｛−Ｒ１×Ｒ２＋ω2 ×Ｌ１×Ｌ２×（１−ｋ2 ）｝2 ……（式１１） と表すことができる。
【００３５】（式１１）から、誘導電流Ｉ２が最大にな
る周波数ｆ０は、 ｆ０＝Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／｛２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）1/2 ｝ ……（式１２） となる。前記（式６）を満足することは、 ｆ０≧２００００ となり、２０ｋＨｚ以上の高周波数域において、誘導電
流を最大にすることができることを意味している。
る周波数ｆ０は、 ｆ０＝Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／｛２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）1/2 ｝ ……（式１２） となる。前記（式６）を満足することは、 ｆ０≧２００００ となり、２０ｋＨｚ以上の高周波数域において、誘導電
流を最大にすることができることを意味している。
【００３６】そして、前記（式７）を満足することによ
り、２０ｋＨｚ以上の高周波数域の希望の周波数ｆにお
ける誘導電流の減少値を、最大電流の値に対して１０ｄ
Ｂ以内にすることができる。
り、２０ｋＨｚ以上の高周波数域の希望の周波数ｆにお
ける誘導電流の減少値を、最大電流の値に対して１０ｄ
Ｂ以内にすることができる。
【００３７】［実施例］上述のような構成のスピーカ装
置の励磁用１次コイル１５および２次コイル１８の具体
的な実施例について、説明する。
置の励磁用１次コイル１５および２次コイル１８の具体
的な実施例について、説明する。
【００３８】この実施例では、励磁用１次コイル１５お
よび２次コイル１８としての１ターンリングの寸法およ
び特性は、以下の通りとした。
よび２次コイル１８としての１ターンリングの寸法およ
び特性は、以下の通りとした。
【００３９】励磁用１次コイル１５は、 直径：１３ｍｍ、巻き幅：２．６ｍｍ、巻き層数：２、
総巻き数（Ｎ）：３３、直流抵抗（Ｒ１）：３．２２
Ω、インダクタンス（Ｌ１）：３４．５μＨ とした。
総巻き数（Ｎ）：３３、直流抵抗（Ｒ１）：３．２２
Ω、インダクタンス（Ｌ１）：３４．５μＨ とした。
【００４０】２次コイル１８（１ターンリング）は、 直径（内径）：１３．３６ｍｍ、幅：３．０ｍｍ、厚
さ：０．２ｍｍ、材質：アルミニウム、直流抵抗（Ｒ
２）：０．００２０７Ω、インダクタンス（Ｌ２）：
０．０３２μＨ とした。
さ：０．２ｍｍ、材質：アルミニウム、直流抵抗（Ｒ
２）：０．００２０７Ω、インダクタンス（Ｌ２）：
０．０３２μＨ とした。
【００４１】この場合、インダクタンスＬ２は、ほぼＬ
１／Ｎ2 に等しい値になる。
１／Ｎ2 に等しい値になる。
【００４２】この実施例のスピーカ装置の入力インピー
ダンスの周波数特性の測定結果例を図３に示す。この図
３において、「・」印のポイントは、２次コイル１８が
無い場合の入力インピーダンスの周波数特性の測定例を
示している。また、「＋」印のポイントは、２次コイル
１８を取り付けた場合の入力インピーダンスの周波数特
性の測定例を示している。
ダンスの周波数特性の測定結果例を図３に示す。この図
３において、「・」印のポイントは、２次コイル１８が
無い場合の入力インピーダンスの周波数特性の測定例を
示している。また、「＋」印のポイントは、２次コイル
１８を取り付けた場合の入力インピーダンスの周波数特
性の測定例を示している。
【００４３】この測定値から分かるように、電磁誘導型
スピーカ装置の入力インピーダンスのインダクタンス成
分は顕著に小さくなるものである。上記の各定数Ｒ１，
Ｌ１，Ｎ，Ｒ２の値を、前記（式６）（（式１）と同
じ）の左辺に代入すると、その値は、２２９０７とな
り、（式６）を満足する。なお、結合係数ｋの値は、測
定結果から、ｋ＝０．８４である。
スピーカ装置の入力インピーダンスのインダクタンス成
分は顕著に小さくなるものである。上記の各定数Ｒ１，
Ｌ１，Ｎ，Ｒ２の値を、前記（式６）（（式１）と同
じ）の左辺に代入すると、その値は、２２９０７とな
り、（式６）を満足する。なお、結合係数ｋの値は、測
定結果から、ｋ＝０．８４である。
【００４４】そして、これらの各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｎ，
Ｒ２，ｋの値を、前記（式２）の左辺に代入すると、そ
の値は、０．６７となり、（式７）（（式２）と同じ）
の関係も満足するものとなる。
Ｒ２，ｋの値を、前記（式２）の左辺に代入すると、そ
の値は、０．６７となり、（式７）（（式２）と同じ）
の関係も満足するものとなる。
【００４５】次に、前記各定数Ｒ１，Ｌ１，Ｎ，Ｒ２の
値と、前記（式１２）から、誘導電流の相対値の周波数
特性を計算した例を図４に示す。前述したように、結合
係数ｋ＝０．８４であるこの実施例では、１００ｋＨｚ
における誘導電流の減少は２０ｋＨｚでの値に対して
３．５ｄＢの減少になる。
値と、前記（式１２）から、誘導電流の相対値の周波数
特性を計算した例を図４に示す。前述したように、結合
係数ｋ＝０．８４であるこの実施例では、１００ｋＨｚ
における誘導電流の減少は２０ｋＨｚでの値に対して
３．５ｄＢの減少になる。
【００４６】他の例として、結合係数ｋ＝１．０にする
と、２０ｋＨｚから１００ｋＨｚまで一定の駆動電流
（誘導電流）を２次コイルに流すことが可能になる。ま
た、結合係数ｋ＝０．７４の場合には、１００ｋＨｚに
おける誘導電流の減少は２０ｋＨｚでの値に対して６ｄ
Ｂの減少になる。
と、２０ｋＨｚから１００ｋＨｚまで一定の駆動電流
（誘導電流）を２次コイルに流すことが可能になる。ま
た、結合係数ｋ＝０．７４の場合には、１００ｋＨｚに
おける誘導電流の減少は２０ｋＨｚでの値に対して６ｄ
Ｂの減少になる。
【００４７】以上のようにして、各定数Ｒ１，Ｌ１，
Ｎ，Ｒ２，ｋの値を、（式６）（（式１）と同じ）、
（式７）（（式２）と同じ）を満足するように、それぞ
れ設定することにより、２０ｋＨｚ以上の、希望する高
周波数まで誘導電流の減少を１０ｄＢ以内にすることが
可能である。
Ｎ，Ｒ２，ｋの値を、（式６）（（式１）と同じ）、
（式７）（（式２）と同じ）を満足するように、それぞ
れ設定することにより、２０ｋＨｚ以上の、希望する高
周波数まで誘導電流の減少を１０ｄＢ以内にすることが
可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２０ｋＨｚ以上の高周波数域においても、駆動電流
（誘導電流）の減少が非常に小さい、したがって、駆動
力低下が非常に小さいスピーカ装置を実現できるもので
ある。
ば、２０ｋＨｚ以上の高周波数域においても、駆動電流
（誘導電流）の減少が非常に小さい、したがって、駆動
力低下が非常に小さいスピーカ装置を実現できるもので
ある。
【図１】この発明によるスピーカ装置の実施の形態の構
造例を示す図である。
造例を示す図である。
【図２】実施の形態のスピーカ装置の電磁誘導部の電気
的等価回路図である。
的等価回路図である。
【図３】実施の形態のスピーカ装置の入力インピーダン
スの測定例を示す図である。
スの測定例を示す図である。
【図４】実施の形態のスピーカ装置の誘導電流の周波数
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図５】従来のダイナミック型スピーカ装置の構造例を
示す図である。
示す図である。
１１…マグネット、１２…第１のヨーク、１２ａ…ポー
ルピース、１３…プレート、１４…空隙、１５…励磁用
１次コイル、１６…リード線、１８…２次コイル、１９
…ボビン、２０…音響振動板、２１…スピーカフレーム
ルピース、１３…プレート、１４…空隙、１５…励磁用
１次コイル、１６…リード線、１８…２次コイル、１９
…ボビン、２０…音響振動板、２１…スピーカフレーム
Claims (2)
- 【請求項１】磁気回路中の空隙の近傍に設けられ、入力
音声信号に応じた電流が供給される１次コイルと、 前記空隙内に配されて、前記１次コイルに流れる電流に
応じた電流が誘起される２次コイルと、 前記２次コイルに誘起される電流と前記空隙内の磁束と
の相互作用により前記２次コイルが振動することにより
振動する振動板と、 を備え、 前記１次コイルの直流抵抗値をＲ１、インダクタンスを
Ｌ１、巻き数をＮとし、前記２次コイルの直流抵抗値を
Ｒ２とするとともに、前記１次コイルと前記２次コイル
の結合係数をｋとしたとき、それらの定数の関係が、以
下の（式１）を満足するようにしたことを特徴とするス
ピーカ装置。 Ｎ×（Ｒ１×Ｒ２）1/2 ／（２π×Ｌ１×（１−ｋ2 ）1/2 ）≧２００００ ……（式１） - 【請求項２】請求項１に記載のスピーカ装置において、
再生希望帯域の高域側の周波数ｆにおいて、前記各定数
Ｒ１，Ｌ１，Ｎ，Ｒ２，ｋが、以下の（式２）を満足す
ることを特徴とするスピーカ装置。 ２π×ｆ×Ｌ１2 ×（Ｎ2 ×Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｎ2 ×Ｘ1/2 ）≧０．３ ただし、 Ｘ＝（２π×ｆ）2 ×（Ｌ１×Ｒ２＋Ｌ１×Ｒ１／Ｎ2 ）2 ＋｛−Ｒ１×Ｒ２＋（２π×ｆ）2 ×Ｌ１2 ×（１−ｋ2 ）／Ｎ2 ｝2 ……（式２）
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09156598A JP3835649B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | スピーカ装置 |
| KR19997011258A KR20010013266A (ko) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | 스피커장치 |
| US09/445,044 US6904158B1 (en) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | Speaker apparatus |
| PCT/JP1999/001750 WO1999052325A1 (fr) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | Haut-parleur |
| DE19980741T DE19980741T1 (de) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | Lautsprechervorrichtung |
| US10/789,006 US7016515B2 (en) | 1998-04-03 | 2004-02-27 | Speaker apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09156598A JP3835649B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | スピーカ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289596A true JPH11289596A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3835649B2 JP3835649B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=14030048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09156598A Expired - Fee Related JP3835649B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | スピーカ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3835649B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010013266A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030083774A (ko) * | 2002-04-22 | 2003-11-01 | 남언욱 | 자화필름을 이용한 고정형 코일구조를 갖는 단방향/양방향전기-음향 변환기 및 전기-음향 변환 방법 |
| KR100497084B1 (ko) * | 2002-05-10 | 2005-07-01 | (주)에스더블유피신우전자 | 다기능 전자음향변환기 |
| KR101247005B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2013-03-25 | 김관웅 | 보강코일을 구비한 스피커 및 이를 이용한 음향 시스템 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09156598A patent/JP3835649B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-02 KR KR19997011258A patent/KR20010013266A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3835649B2 (ja) | 2006-10-18 |
| KR20010013266A (ko) | 2001-02-26 |
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