(57)【要約】【課題】  一台のスピーカユニットで、低音での再生帯域の拡大が図れるスピーカユニット及びスピーカシステムを提供する。【解決手段】  大小２つの磁気ギャップＸ，Ｙを同心状に配置し、小径の磁気ギャップＸ内に配置した第１のボイスコイルボビン１６に、振動板１７を固着し第１の振動系とし、大径の磁気ギャップＹ内に配置した第２のボイスコイルボビン２０を、外周部をフレームに固着したダンパー又はカップラーに固着し第２の振動系とし、第２のボイスコイルボビンの下部をダンパー２２に固着し、第１と第２のボイスコイルボビン１６，２０とを、連結材２３によって相互に連結し、第１の振動系と第２の振動系との機械インピーダンスを整合させるか、第１および第２のボイスコイルボビンの上下動する速度を実質的に同一とし、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え低音帯域を拡大する。【選択図】      図１
2006013571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径の異なる２つの磁気ギャップを同心状に配置し、
小径の磁気ギャップ内に配置した第１のボイスコイルボビンの上部に、エッジを介して外周部をフレームに固着した振動板の中心部を固着して第１の振動系とし、
大径の磁気ギャップ内に配置した第２のボイスコイルボビンの上部に、外周部をフレームに固着したダンパーまたはカップラーの内周部を固着して第２の振動系とし、
前記第２のボイスコイルボビンの下部は、外周部を前記フレームに固着したダンパーの内周部に固着されるとともに、前記第１と第２のボイスコイルボビンとを、連結材によって相互に連繋させたもので、
第１の振動系と、第２の振動系との機械インピーダンスを整合させることによって、あるいは第１および第２のボイスコイルボビンの上下動する速度を実質的に同一とすることによって、
最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え低音帯域を拡大するよう構成したこと
を特徴とするスピーカユニット。
【請求項２】
前記小径の磁気ギャップは、
所要の径を有するボトムヨーク上面に設けられる円筒状のセンターポールと、前記センターポール内に配置される円柱状のマグネットと、このマグネット上に配置されるポールピースで形成される第１の磁気回路の、前記ポールピースの外周とセンターポールの内周との間に形成されること
を特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
【請求項３】
前記大径の磁気ギャップは、
所要の径を有するボトムヨーク上面に設けられた円筒状のセンターポールと、前記センターポールの外周のボトムヨーク上に配置されるリング状のマグネットと、このマグネット上に配置されるトッププレートで形成される第２の磁気回路の、前記トッププレートの内周とセンターポールの外周との間に形成されること
を特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
【請求項４】
前記連結材は、
前記第１のボイスコイルボビンと前記第２のボイスコイルボビンとを、共通に保持する可撓性を有する１枚のダンパーであること
を特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
【請求項５】
前記連結材は、
剛性を有する材質から形成されていること
を特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれに記載のスピーカユニットを、
密閉方式のキャビネットに取付けたこと
を特徴とするスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の音響機器に使用されるスピーカユニットと、このユニットを使用したスピーカシステムに関するもので、より具体的には、１台のスピーカで低音再生帯域の拡大を図ることができるスピーカユニットと、このスピーカユニットを使用したスピーカシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカシステムにおいて、低音再生方式の一つである密閉方式は、スピーカの振動板背面にかかる空気の圧力が、等価的に空気バネとして作用するスティフネスとして加わるために、スピーカシステムの最低共振周波数が、使用するスピーカユニット自体の最低共振周波数よりかなり上昇し、低音での再生帯域の拡大を図ることが困難であった。
【０００３】
そこで、スピーカシステムの最低共振周波数の上昇を抑え、低音再生帯域の拡大を図る方策の一つとして、たとえば、特開平８−７９８８６号公報（特許文献１）等においては、スピーカユニットのバネに相当するダンパーを削除することで、スティフネスを小さくして最低共振周波数の上昇を抑え、低音再生帯域の拡大を図る、ダンパーを有しないスピーカ（所謂ダンパーレス・スピーカ）が開示されている。
【０００４】
また、“新版・スピーカ＆エンクロージャー百科”（非特許文献１）等においては、外部に音を放射するために使用される第１のスピーカと、キャビネット内部に設けた仕切り板に、第１のスピーカの動きを制御するために第２のスピーカを設けて、低音再生帯域の拡大を図る、所謂ダブル駆動方式スピーカシステムが開示されている。
【０００５】
このダブル駆動方式スピーカシステムをより具体的に説明すると、例えば、図９に示すように、スピーカシステム１のキャビネットＤ内に形成された空気室Ａ部に、外部へ音を放射するために使用する前面放射用の第1のスピーカ２を設け、この第1のスピーカ２の背面側に仕切り板３によって形成された空気室Ｂに、第1のスピーカの振動板背面にかかる空気の圧力の影響を排除するように、第２のスピーカ４を設けたものである。
すなわち、第1のスピーカ２の動きを妨げる空気の圧力をほぼ零とするように、第２のスピーカ４が制御される構成とし、見掛け上、第1のスピーカ２を無限大バッフルに設けているように動作させ、低音での再生帯域の拡大を図ることができるようにしたものである。
【０００６】
この図９に示すダブル駆動方式スピーカシステムにおいて、スピーカの振動速度を、
１）空気室Ａに設けた前面放射用である第1のスピーカでＶ１、
２）空気室Ｂに設けた補助用である第２のスピーカでＶ２とし、
さらに、
３）第１のスピーカと第２のスピーカの振動面積比をｎ（但しｎ＝Ｓｑ２／Ｓｑ１）
とし、第1のスピーカの振動板背面にかかる空気の圧力が零になるように、両者の体積速度を等しくした場合は、
Ｖ１＝ｎＶ２
であるので、両者の機械系のインピーダンスＺ１，Ｚ２の関係は、
Ｚ２＝ｎ（Ｆ２／Ｆ１）*Ｚ1
と求めることができる。
【０００７】
この条件下においては、機械系簡易等価回路における第1のスピーカの振動板背面にかかる空気の圧力と等価であるスティフネスを示すインピーダンスＺ３が、上記の式の中で消去される形になるので、Ｚ３は回路に無関係になり、回路はＺ３を取り外した直列回路と同等とみなすことができるので、一般的な密閉方式のキャビネットと等価になる。（図１０参照）
【０００８】
したがって、上記の条件
“Ｚ２＝ｎ（Ｆ２／Ｆ１）*Ｚ1”
を満たすように、２個のスピーカを設定し、使用することで、音を放射する側のスピーカが、振動板背面のスティフネスの影響を受けないスピーカシステムが構成され、最低共振周波数は上昇することがなくなり、低音帯域の拡大が図られている。
【特許文献１】特開平  ８-７９８８６号公報（図１、段落番号００３３）
【非特許文献１】佐伯多門監修「新版  スピーカ＆エンクロージャー百科」    （誠文堂新光社）１９９９年発行  ｐ．１１８およびｐ．１０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１に記載のダンパーレス・スピーカは、スティフネスの影響を小さくするために、ダンパーを削除し、最低共振周波数の上昇を抑え、低音再生帯域の拡大を実現したものである。しかしながら、ボイスコイルを空隙内に正確に保持するためのダンパーを削除した構造であるために、ボイスコイルが正確に空隙内に保持されず、振動時にボイスコイルがローリング（横揺れ現象）を起こし、ボイスコイルボビンやボイスコイルが磁気回路の構成部品に接触し、異音の発生やボイスコイルの断線など不良の原因になり易いという欠点を有する。
【００１０】
また、ボイスコイルのローリングを防ぐには、エッジを硬くする方策があるが、最低共振周波数や共振の先鋭度が上昇するという欠点を有する。さらに、磁気回路の空隙を広げることで、ボイスコイルボビンやボイスコイルのワイヤが磁気回路の構成部品に接触するのを防ぐ方法もある。しかしながら、空隙を広げることにより磁束密度が低下して、音圧低下を免れないという欠点がある。さらにまた、ポールの側面に樹脂皮膜を形成し、プレートの内径、ポールの外形、ボイスコイルの内径およびボイスコイルの外形の寸法関係を規制し、かつ、磁気空隙に磁性流体を充填させるという、通常のダンパー付きスピーカにはない作業が付加されるので、スピーカ製作上解決すべき課題もある。
【００１１】
一方、前記の非特許文献１に記載のダブル駆動方式スピーカシステムは、図９で明らかなように、前面放射用のスピーカユニット（第１のスピーカ）と、低音増強用の補助スピーカユニット（第２のスピーカ）の、２個のスピーカユニットが不可欠なシステムであって、さらに、夫々のスピーカユニットの空気室を必要するため、構造が複雑になり、低価格化あるいは小型化及び／又は薄型化を図ることは困難である。
【００１２】
また、ダブル駆動方式スピーカシステムの動作条件として、第1のスピーカユニットである前面放射用スのピーカの体積速度と、第２のスピーカユニットである補助用スピーカの体積速度を同一にする必要がある。しかしながら、スピーカユニットは、構成部品の寸法精度、材料の初期物性のバラツキ、振動時の疲労による物性の経時変化や振動の非直線性など様々な不安定要素を有している。したがって、機械インピーダンスの変化を無視することはできず、第１のスピーカと第２のスピーカの機械インピーダンスを整合させて、体積速度を同一にすることは極めて困難で、理想的な低域特性を得るのは難しいのが現状である。
【００１３】
上記欠点を解決する方法として、非特許文献１に開示されているように、背面の第２のスピーカを制御用として利用するＭＦＢ（モーショナルフィードバック）方式で、第１のスピーカのボイスコイルに流れる電流から速度成分を検出し、制御回路を経由して第２のスピーカを駆動する構造として、２つのスピーカが同位相、同体積速度で動作するようにした技術があるが、速度検出用回路、制御回路など特殊な電気回路が必要で、コストダウンを図ることは困難である。
【００１４】
この発明はかかる現状に鑑み、補助用のスピーカユニットを使用することなく、また、キャビネット内に複数の空気室や新たな電気回路を設けることなく、ダンパーを使用しながらも、スピーカユニット1台で低音での再生帯域の拡大を図ることができるスピーカユニットおよびスピーカシステムを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の発明は、
径の異なる２つの磁気ギャップを同心状に配置し、
小径の磁気ギャップ内に配置した第１のボイスコイルボビンの上部に、エッジを介して外周部をフレームに固着した振動板の中心部を固着して第１の振動系とし、
大径の磁気ギャップ内に配置した第２のボイスコイルボビンの上部に、外周部をフレームに固着したダンパーまたはカップラーの内周部を固着して第２の振動系とし、
前記第２のボイスコイルボビンの下部は、外周部を前記フレームに固着したダンパーの内周部に固着されるとともに、前記第１と第２のボイスコイルボビンとを、連結材によって相互に連繋させたもので、
第１の振動系と、第２の振動系との機械インピーダンスを整合させることによって、あるいは第１および第２のボイスコイルボビンの上下動する速度を実質的に同一とすることによって、
最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え低音帯域を拡大するよう構成したこと
を特徴とするスピーカユニットである。
【００１６】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカユニットにおいて、
前記小径の磁気ギャップは、
所要の径を有するボトムヨーク上面に設けられる円筒状のセンターポールと、前記センターポール内に配置される円柱状のマグネットと、このマグネット上に配置されるポールピースで形成される第１の磁気回路の、前記ポールピースの外周とセンターポールの内周との間に形成されること
を特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカユニットにおいて、
前記大径の磁気ギャップは、
所要の径を有するボトムヨーク上面に設けられた円筒状のセンターポールと、前記センターポールの外周のボトムヨーク上に配置されるリング状のマグネットと、このマグネット上に配置されるトッププレートで形成される第２の磁気回路の、前記トッププレートの内周とセンターポールの外周との間に形成されること
を特徴とするものである。
【００１８】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカユニットにおいて、
前記連結材は、
前記第１のボイスコイルボビンと前記第２のボイスコイルボビンとを、共通に保持する可撓性を有する１枚のダンパーであること
を特徴とするものである。
【００１９】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカユニットにおいて、
前記連結材は、
剛性を有する材質から形成されていること
を特徴とするものである。
【００２０】
さらに、この発明の請求項６に記載の発明は、
前記請求項１〜５のいずれに記載のスピーカユニットを、
密閉方式のキャビネットに取付けたこと
を特徴とするスピーカシステムである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明にかかるスピーカユニットは、径の異なる２つの磁気ギャップを同心状に配置し、小径の磁気ギャップ内に第１の振動系を、また、大径の磁気ギャップ内に第２の振動系をそれぞれ配置し、第１の振動系を構成する第１のボイスコイルボビンと、第２の振動系を構成する第２のボイスコイルボビンとを相互に連結材によって連繋させて構成したので、第１の振動系と、第２の振動系との機械インピーダンスを整合させることによって、もしくは第１および第２のボイスコイルボビンの上下動する速度を実質的に同一とすることによって、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え低音帯域を拡大することができる。
【００２２】
また、この発明のスピーカシステムでは、前記の構成を有する１台のスピーカユニットをキャビネットに装着するというきわめて簡単かつ容易な手段によって、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え低音帯域を拡大できるという効果が得られ、しかもシステムの構造が簡単で、小型化が可能で、製品コストも下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明にかかるスピーカユニットの実施形態を具体的に説明するに、図１はこの発明にかかるスピーカユニットの一例を示す断面図、図２は図1の機械系等価回路を示す回路図、図３はこの発明にかかるスピーカユニットを使用したスピーカシステムの一例を示す概略説明図、図４は図３に示すスピーカシステムの機械系等価回路を示す回路図、図５はこの発明にかかるスピーカユニットの他の例を示す断面図、図６は図５の機械系等価回路を示す回路図、図７は従来のダンパーレス・スピーカシステムの説明図、図８は図７の機械系等価回路を示す回路図である。また、図９はダブル駆動方式のスピーカシステムの概略説明図、図１０は図９の機械系等価回路を示す。
【００２４】
この発明にかかるスピーカユニットは、径の異なる２つの磁気ギャップを同心状に配置し、一方の小径の磁気ギャップ内に、振動板と接合する第１のボイスコイルボビンを配して第１の振動系とし、他方の大径の磁気ギャップ内に、振動板と接合しない第２のボイスコイルボビンを配して第２の振動系とするとともに、前記ボイスコイルボビン間を連結材で相互に連繋させることを要旨とするもので、この要旨を変更しない範囲内において種々変更を加えることができ、後述する実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１に示すスピーカユニット１０は、上面中央部に所要の径を有する円筒状のセンターポール１１が設けられた所要径のボトムヨーク１２上に、径の異なる２つの磁気ギャップＸとＹを同心状に配置したもので、具体的には、前記ボトムヨーク１２の底部上に固着された円柱状のマグネット１３と、このマグネット１３上に固着されたポールピース１４とで内磁型の第１の磁気回路を構成し、この第１の磁気回路における、ポールピース１４の外周部と前記円筒状のポールピース１１の内周部との間に形成される空隙を磁気ギャップＸとしたものである。
【００２６】
また、前記磁気ギャップＹは、前記ボトムヨーク１２上にリング状のマグネット１４を固着するとともに、その上部にリング状のトッププレート１５を固着して外磁型の第２の磁気回路を構成し、この第２の磁気回路における、センターポール１１の外周部と前記トッププレート１５の内周部との間に形成されたものである。
【００２７】
そして、前記径の小さな磁気ギャップＸには、ボイスコイルｘを装着した第１のボイスコイルボビン１６を配置し、その上部外周部に振動板１７の中心部を固着して第１の振動系を構成したもので、前記振動板１７の外周部は、エッジ１８を介して前記トッププレート１５に固着されたフレーム１９の開口部外周に固着されている。
【００２８】
また、径の大きな磁気ギャップＹには、ボイスコイルｙを装着した第２のボイスコイルボビン２０を配置し、その上部外周部をフレーム１９に固着したダンパー２１で、下部外周部をフレーム１９に固着したダンパー２２で保持して、第２の振動系を構成したもので、前記第１のボイスコイルボビン１６と第２のボイスコイルボビン２０とは、連結材２３によって連繋されている。
【００２９】
前記連結材２３は、図１で明らかなように、第１のボイスコイルボビン１６を第１の磁気回路の磁気ギャップＸ内に正確に保持する役目を有するもので、第２のボイスコイルボビン２０の下部外周部を支持するダンパー２２と実質的に同一のもので、綿や化学繊維など密度が低く、軽量な可撓性を有する素材で構成したものである。なお、前記ダンパー２２と一体形成しても、あるいは同質材で個別に形成することも可能である。
【００３０】
なお、図１において、２４はダストキャップ、２５はガスケット、２６は第１のボイスコイルｘと入力端子２７とを連結するリード線、２８は第２のボイスコイルｙと入力端子２９とを繋ぐリード線で、前記入力端子２７，２９には、電気入力が並列に印加される構成としている。
【００３１】
以下、前記構成のスピーカユニット１０の動作を、機械系等価回路で説明する。
このスピーカユニット１０の機械系等価回路は、図２に示す通りで、第１のボイスコイルｘ、第１のボイスコイルボビン１６、振動板１７、エッジ１８、ダストキャップ２４、およびリード線２６で構成の第１の振動系（以下、振動系１とする）と、第２のボイスコイルｙ、第２のボイスコイルボビン２０、ダンパー２１，２２およびリード線２８で構成された第２の振動系（以下、振動系２とする）とを、機械的に結合する連結材２３により与えられるスティフネスＳ３’によって、リアクタンスが振動系１と振動系２の間に並列に挿入される形となる。
【００３２】
上記スピーカユニット１０を、図３に示すように、密閉方式のキャビネットＣに取付けた場合のスピーカシステムの機械的等価回路を図４に示す。スピーカユニット１０を密閉方式のキャビネットＣに入れた場合、キャビネットＣ内部の空気の容積と、振動系１の有効振動面積から定まるスティフネスＳｂ’によるリアクタンスが、振動系１の機械インピーダンスに対し、直列に新たに挿入される形になる。
【００３３】
その理由は、キャビネットＣ内部の空気の弾性による圧力が、振動系1のエッジ１８、振動板１７、ダストキャップ２４の各振動面に加わるので、振動系1のエッジ１８のスティフネスが強くなったのと同じ作用を示すためである。また、振動系２のダンパー２１，２２は、通気性があるので、有効振動面積を無視できることから、スティフネスＳｂ’の影響を受けない。すなわち、機械系等価回路において、振動系２の閉路内にはスティフネスＳｂ’は存在しない。
【００３４】
そこで、従来のダブル駆動方式スピーカシステムと同様に、
振動系１の振動速度をＶ１’、振動系２の振動速度Ｖ２’として、
Ｖ１’＝Ｖ２’
となる条件を求めると、
Ｚ２’＝（Ｆ２’／Ｆ１’）*Ｚ１’
となり、Ｚ３を含まない式となる。
そして、この式があらゆる数値に対して成立するためには、この式をω(角周波数)についての恒等式として、両辺の同じ次数について係数を等しくすればよい。
【００３５】
したがって、等価抵抗、等価スティフネス、等価質量のそれぞれについて関係式を求めると、下記のとおりとなる。
【００３６】
【数１】
2006013571.tif 000003
【００３７】
【数２】
2006013571.tif 000004
【００３８】
【数３】
2006013571.tif 000005
【００３９】
上記式において、各符号は、以下の意味である。
Ｒ１’；          振動系１の等価抵抗
Ｒ２’；          振動系２の等価抵抗
Ｍ１’；          振動系１の等価質量
Ｍ２’；          振動系２の等価質量
Ｓ１’（＝Ｓｅ’）；振動系１の等価スティフネス
Ｓ２’（＝Ｓｂ’）；振動系２の等価スティフネス
Ｓ１”；          エッジとキャビネット内部容積のスティフネスの和
【００４０】
上記の関係式が成立する条件下においては、スティフネスＳ３’は回路に無関係になるので、回路はスティフネスＳ３’を取外した直列回路とみなすことができ、密閉方式のスピーカシステムの機械系等価回路と等価になる。
【００４１】
つぎに、従来のダンパーレス・スピーカシステムと、前記の本願発明（実施例１）のスピーカシステムの最低共振周波数を比較すると、以下の通りになる。
従来のダンパーレス・スピーカ搭載の密閉方式スピーカシステムの場合（図８参照）
【００４２】
【数４】
2006013571.tif 000006
ただし Ｆ0 ;最低共振周波数
Ｓｅ;エッジのスティフネス
Ｓｂ;キャビネット内部容積のスティフネス
Ｍ  ;等価質量
【００４３】
実施例1のスピーカを搭載の密閉方式スピーカシステムの場合（図４参照）
【００４４】
【数５】
2006013571.tif 000007
ただし、Ｆ0’  ;最低共振周波数
Ｓ１”;エッジとキャビネット内部容積のスティフネスの和
Ｓ２’ ;振動系２の２個のダンパースティフネスの和
Ｍ１’ ;振動系１の等価質量
Ｍ２’ ;振動系２の等価質量
【００４５】
そこで、（２）,（３）を（５）に代入して、Ｓ１”,Ｓ２’,Ｍ２’を消去すると、式（４）は、下記の通りに変形できる。
【００４６】
【数６】
2006013571.tif 000008
【００４７】
さらに、従来のダンパーレス・スピーカシステムと、本願発明（実施例１）のスピーカシステムの共振の先鋭度を比較すると、下記の通りになる。
従来のダンパーレス・スピーカ搭載の密閉方式スピーカシステムの場合（図８参照）
【００４８】
【数７】
2006013571.tif 000009
ただし、Ｑo ；共振の先鋭度
Ｓe ；エッジのスティフネス
Ｓｂ；キャビネット内部容積のスティフネス
Ｍ  ；等価質量
Ｒ  ；等価抵抗
【００４９】
実施例1のスピーカを搭載の密閉方式スピーカシステムの場合（図４参照）
【００５０】
【数８】
2006013571.tif 000010
ただし、Ｑo’  ；共振の先鋭度
Ｓ１” ；エッジとキャビネット内部容積のスティフネスの和
Ｓ２’ ；振動系２の２個のダンパースティフネスの和
Ｍ１’ ；振動系１の等価質量
Ｍ２’ ；振動系２の等価質量
Ｒ１’ ；振動系１の等価抵抗
Ｒ２’ ；振動系２の等価抵抗
【００５１】
そこで、（１），（２），（３）を（８）に代入して、Ｒ２’,Ｓ１”,Ｓ２’,Ｍ２’を消去すると、式（８）は、次の通りに変形できる。
【００５２】
【数９】
2006013571.tif 000011
【００５３】
したがって、振動系１と振動系２のそれぞれの振動速度が等しい条件下では、式（６）は式（４）と同じ形となる。かつ、式（９）は式（７）と同じ形となる。ここで、式（６）と式（９）には、ダンパースティフネスが存在しないので、最低共振周波数と共振の先鋭度が（見掛け上）ダンパースティフネスに依存しないことが導き出せる。そこで、実施例１は、見掛け上ダンパーレス・スピーカを密閉方式キャビネットに装着して駆動した場合と同じ動作を有すると言えるので、一般的なダンパーを使用したスピーカシステムに比較して、スティフネスを小さくでき、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え、低音帯域を拡大できるという効果が得られる。
【実施例２】
【００５４】
図５に示すスピーカユニット３０は、この発明にかかるスピーカユニットの他の実施例を示すもので、基本的には、上記した実施例１と同様の構成を有するので、同一部位については同一符号とし、相違する部分についてのみ説明する。
【００５５】
すなわち、スピーカユニット３０においては、第２の振動系を構成する第２のボイスコイルボビン２０の上部外周部を、他端部がエッジ１８を介してフレーム１９に固着されたカップラー３１と連結させるとともに、第１のボイスコイルボビン１６と第２のボイスコイルボビン２０とを相互に連繋する連結材２３を、硬質プラスチックや金属などの剛性を有する素材で構成し、第１の振動系と第２の振動系の振動速度とが強制的に同一となるように構成したものである。
【００５６】
このように、連結材２３の材質を、硬質プラスチックやアルミニウムのような剛体に置き換えることによって、第１の振動系と第２の振動系が一体になって振動して、第１の振動系と第２の振動系の振動速度が同一になる条件が得られるので、実施例1の場合と同様に、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え、低音帯域を拡大できるという効果が得られる。
【００５７】
この場合の機械系簡易等価回路を考えると、第１の振動系と第２の振動系が剛体として同一速度で運動するため、スティフネスＳ３’に無関係となり、並列に入っているリアクタンスが回路から解放されたのと等価とみなすことができ、図６に示す機械系簡易等価回路から分かるように、一般的なスピーカと同一な直列回路となる。
【００５８】
そして、低い周波数帯域においては、回路内の全等価抵抗、全等価質量、全等価スティフネスは、それぞれ1素子の集中定数とみなせるので、振動形態は、実質的に簡単な一自由度系の強制振動になることから、最低共振周波数付近の低域音圧特性は、変曲点の少ない、凹凸の少ない特性が容易に得られることになる。
【００５９】
また、第１の振動系と第２の振動系とは、剛体の連結材２３によって構造的に連繋されているため、振動系１と振動系２を合わせた全等価抵抗、全等価質量、全等価スティフネス、全駆動力が、見掛け上、すなわち仮想上の、振動系１’と振動系２’に対し、それぞれ等比の割合で分配されたものとみなすことができる。逆の表現をすれば、見掛け上の振動系１’と振動系２’の機械インピーダンスを整合させることで、結果的に、それぞれの振動速度が同一になったと言い換えることもできる。
【００６０】
したがって、従来のダブル駆動スピーカのように、振動系1の機械インピーダンスと、振動系２の機械的インピーダンスを整合させる制約を受けることなく、見掛け上の振動系１’と振動系２’の機械インピーダンスを容易に整合させ、振動系1と振動系２の振動速度を同一にすることができるという利点がある。
【００６１】
すなわち、振動系1のエッジと、キャビネット内部容積のスティフネスの和である等価スティフネスＳ１”値が高いスピーカシステム、例えば、小型のスピーカシステムの場合、従来のダブル駆動方式スピーカシステムの考え方では、振動系1と振動系２の機械インピーダンスを整合させる必要上、例えば、Ｆ１’＝Ｆ２’という条件下では、振動系２の、ダンパーの等価スティフネスＳ２’の値を、振動系１のＳ１”値と同値にする必要上、値を大きくしなければならない。
しかしながら、実施例２では、振動系２の等価スティフネスＳ２’を、振動系１の等価スティフネスＳ１”と同値にする制約がないので、等価スティフネスＳ１”の値とは無関係に等価スティフネスＳ２’を自由に設定できるので、Ｓ２’値を低く設定すれば、最低共振周波数と共振の先鋭度の上昇を抑え、低音帯域を拡大できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明にかかるスピーカユニットの一例を示す断面図である。
【図２】図1の機械系等価回路を示す回路図である。
【図３】この発明にかかるスピーカユニットを使用したスピーカシステムの一例を示す概略説明図である。
【図４】図３に示すスピーカシステムの機械系等価回路を示す回路図である。
【図５】この発明にかかるスピーカユニットの他の例を示す断面図である。
【図６】図５の機械系等価回路を示す回路図である。
【図７】従来のダンパーレス・スピーカシステムの説明図である。
【図８】図７の機械系等価回路を示す回路図である。
【図９】従来のダブル駆動方式のスピーカシステムの概略説明図である。
【図１０】図９の機械系等価回路を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１０          スピーカユニット
１１          円筒状のセンターポール
１２          ボトムヨーク
１３          円柱状のマグネット
１４          リング状のマグネット
１５          トッププレート
１６          第１のボイスコイルボビン
１７          振動板
１８          エッジ
１９          フレーム
２０          第２のボイスコイルボビン
２１，２２    ダンパー
２３          連結材
Ｘ            小径の磁気ギャップ
Ｙ            大径の磁気ギャップ
ｘ，ｙ        ボイスコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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