JP2005130032A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共振周波数を可変して所望の共振周波数を設定できるスピーカ装置を提供する。
【解決手段】 スピーカ２と、スピーカ２を取り付ける音響容積部４と、音響容積部４に取り付けられる音響管５を備えるスピーカ装置１において、音響管５の放音側開口部に共振周波数変更用の音響管長可変装置６を備えることにより、音響管の長さを変更して共振周波数を変更できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明はスピーカ装置に関し、特に低音再生を担うスピーカ装置に関する。

低音あるいは重低音の帯域を再生するスピーカ装置として、例えばサブウーハ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなスピーカ装置は音響管を備えており、スピーカ装置の共振周波数はこの音響管の長さによって決定される。
特開平９−２７５５９５号公報

しかし、音響管の長さが固定されているため、共振周波数が固定される。このため、再生される低音域周波数が固定され、所望の再生周波数を変更することができない。本発明の課題は、共振周波数を可変して所望の共振周波数を設定できるスピーカ装置を提供することが一例として挙げられる。

請求項１に記載のスピーカ装置は、スピーカと、スピーカを取り付ける音響容積部と、前記音響容積部に取り付けられる音響管を備えるスピーカ装置において、音響管の放音側開口部に音響管の長さを変更するための共振周波数変更用の音響管長可変装置を備えたことを特徴とする。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に本件発明の第１実施形態に関するスピーカ装置の構成を示す。
図示のように、スピーカ装置１は、駆動スピーカ２（スピーカ）と、駆動スピーカ２を取り付ける筐体３により定まる音響容積部４と、音響容積部４に取り付けられる音響管（第１音響管）５と、音響管５の放音側開口部に取り付けられる第２音響管（音響管長可変装置）６を備える。音響容積部４、音響管（第１音響管）５および第２音響管６によりヘルムホルツの共鳴器を構成する。

図１において、第２音響管６を取り付けずに音響容積部４と音響管５によるスピーカ装置１のヘルムホルツの共振周波数ｆｏは、音響容積部４の音響容積をＢ、音響管５の断面積をＳ、音響管５の長さをＬ１、音速をＣとすると、式（１）により設定される。
ｆｏ＝（Ｃ／２π）×√Ｓ／Ｌ１・Ｂ （１）

また、音響管５に第２音響管６を接続した、スピーカ装置１のヘルムホルツの共振周波数ｆｏｏは、第２音響管６の断面積を音響管５と同じとし、その長さをＬ２とした場合、式（２）により設定される。
ｆｏｏ＝（Ｃ／２π）×√Ｓ／（Ｌ１＋Ｌ２）・Ｂ （２）
従って、所定長あるいは所定断面積の第２音響管６を取り付けることにより、スピーカ装置１の共振周波数を所望の値に設定できる。

次に、音響管５と第２音響管６の取り付け例について、図２、図３により具体例を説明する。
図２において、音響管５の放音側開口部に鍔７を設け、第２音響管６の放音側開口部と反対側の開口部にも同形状の鍔８を設ける。鍔７、８にはネジ孔が形成される。第２音響管６の長さは所望の長さに設定し、断面積は音響管５と同一にする。そして、鍔７、８をネジ孔を介してネジ止めすることにより両音響管５、６が固定される。音響管５と第２音響管６は同じ材料を用いるのが好ましい。

図３において、第２音響管６は、その外径が音響管５の内径より若干小さく設定され、音響管５に対して収納可能で且つ引き出し可能となっている。そして、第２音響管６と音響管５との接触面は、両音響管５、６が所定の位置で係止できるように、所定の摩擦係数を有する面で構成される。あるいは両音響管５、６に微小の凹凸面が形成されている。なお、第２音響管６の材料は、極力、音響管５の断面積と等しくなるように、管の厚みを薄くするために、剛性の高い金属あるいは硬質の合成樹脂により構成するのが望ましい。
以上のように、第２音響管６を設けることにより低域再生帯域の周波数を対象として、リスナーの所望するさらに低い周波数を可変選択することができる。

（第２実施形態）
図４、図５は本発明にかかるスピーカ装置の他の実施形態と、これを自動車のドライバーシート又は助手席シート（車両の座席）に設けた実施形態を示す。
図４において、円筒９内の両端部には一対のスピーカ２ａ、２ｂが取り付けられる。この両端部にはスピーカ２ａ、２ｂの振動板の径に応じた開口部１０ａ、１０ｂが形成されている。開口部１０ａ、１０ｂの直径は円筒９の直径の例えば約１／２に設定する。円筒９の中央には両スピーカ２ａ、２ｂの相互干渉を防止するため密閉円板１１を設ける。円筒９の両側にはそれぞれ外円筒１２ａ，１２ｂが装着される。外円筒１２ａ，１２ｂの内径は円筒２４の外径と略等しく、円筒９を外円筒１２ａ，１２ｂに挿入し、円筒９の外周面に設けられた突起１３ａ、１３ｂにより係止する。外円筒１２ａ，１２ｂの両先端面部にはそれぞれ音響管５ａ、５ｂが接続される。円筒９と外円筒１２ａ，１２ｂで形成される音響空間が音響容積部となる。また、このスピーカ装置は左右対称であり、スピーカ２ａ、２ｂ、外円筒１２ａ、１２ｂ、音響管５ａ、５ｂは全くそれぞれ同一の形状と特性を有する。

ここで使用されるスピーカ２ａ、２ｂは振動板の有効振動面が小さくなるので、振幅幅が大きくとれるダブルダンパー、エッジレス（但し、エッジ部分は振動板の前面と背面をシールドする柔軟性の高いシールド材料が用いられる）の構成とすることにより音圧レベルを上げるようにする。

図５において、シート１４は座席１５、背もたれ部１６、ヘッドレスト１７により構成される。この背もたれ部１６の内部に図４に示すスピーカ装置の円筒９、外円筒１２ａ，１２ｂを収納する。これらは背もたれ部１６の下部（座席１５側）に配置している。図６に示すように、両音響管５ａ、５ｂは背もたれ部１６の内部を通り、ヘッドレスト１７左右両側に近接する箇所から露出する。両音響管５ａ、５ｂは背もたれ部１６の内部において、まず外円筒１２ａ，１２ｂから水平方向に導出した後、湾曲して上側（ヘッドレスト１７側）に延び、さらに水平方向に湾曲した後、再び上側に延びてその両開口部が背もたれ部１６の上面から露出する。この露出した音響管５ａ、５ｂの先端開口部に第２音響管６ａ、６ｂを取り付ける。

図６に第２音響管６ａ、６ｂを取り付けた構造の実施形態を示す。
この取り付け例は、図２のように音響管５ａ、５ｂに鍔部７ａ、７ｂを設け、第２音響管６ａ、６ｂに鍔部８ａ、８ｂを設ける。そして、鍔部７ａ、７ｂと８ａ、８ｂを例えばネジ等により固定する。この結果、音響管の長さは音響管５ａ、５ｂの長さと第２音響管６ａ、６ｂの長さを合わせたものになり、へルムホルツの共振周波数は第２音響管６ａ、６ｂを取り付けないものに比して更に低くなる。

スピーカ２ａ、２ｂにはそれぞれ左右ステレオ信号Ｌ、Ｒを印加してもよいし、和信号Ｌ＋Ｒを印加してもよい。スピーカ２ａ、２ｂに信号が印加されると、
振動板が駆動して、円筒９と外円筒１２ａ、１２ｂで定まる音響容積部の容積と音響管５ａ、５ｂと第２音響管６ａ、６ｂの断面積と長さで決まる共振周波数を含む低音域が、ヘッドレスト１７の左右近接部分に設けられた第２音響管６ａ、６ｂの開口端より放音される。

なお、図６において、第２音響管６ａ、６ｂを音響管５ａ、５ｂの内部に摺動可能に装着して所望の共振周波数の位置で係止するようにしてもよい。また、第２音響管６ａ、６ｂ自体を蛇腹構成などの長さが可変できるような構成として共振周波数を可変できるようにしてもよい。また、本実施形態はスピーカ装置を車両の前部座席に収納した例を説明したが、後部座席にも適用できる。

（第３実施形態）
図７は本発明の他の実施形態にかかるスピーカ装置を示す。
スピーカ２は筐体１８の下方中央部に収納される。筐体１８内にはスピーカ２の放音側部分を仕切るように一対の仕切板１９ａ、１９ｂが形成され、その両端部が所定間隔で対向している。さらに仕切板１９ａ、１９ｂの左右外側に仕切板２０ａ、２０ｂが形成されて前記所定間隔による開口部から音響的に連続した左右一対の音響路が形成される。筐体１８には左右一対の音響管５ａ、５ｂが形成される。この音響管５ａ、５ｂは前記音響路と音響的に連続している。音響管５ａ、５ｂの放音側開口部にはそれぞれ第２音響管６ａ、６ｂが取り付けられている。

仕切板１９ａ、１９ｂに形成された空間が音響容積部を構成し、仕切板２０ａ、２０ｂにより形成された音響路と音響管５ａ、５ｂおよび第２音響管６ａ、６ｂにより音響容積部に取り付けられた左右一対の音響管を構成する。この左右一対の音響管は互いに同じ断面積、長さとなるように構成される。
スピーカ２に信号が印加されると、振動板が駆動し、その振動波は仕切板１９ａ、１９ｂによる音響容積部から所定間隔による開口部を介して、仕切板２０ａ、２０ｂによる一対の音響路から音響管５ａ、５ｂおよび第２音響管６ａ、６ｂを通して外部に放音される。

その際、音響容積部と左右一対の音響管によりそれぞれヘルムホルツの共振が発生する。この共振周波数は両者同じであり、第２音響管６ａ、６ｂによりヘルムホルツの共振周波数は低くなり、低音域を強調する構成となる。このスピーカ装置を例えば図５に示す車両のシートに装着する場合には、第２音響管６ａ、６ｂが背もたれ部１６から突出するようにする。第２音響管６ａ、６ｂは長さが可変となるようにしてもよい。

以上のように、スピーカ１個で２つのヘルムホルツ共振器を構成できる。また
筐体内に音響路を設けることにより音響管の外部に突出する部分を短くすること
が可能となり、スピーカ装置を全体的にコンパクトにできる。
なお、第２音響管６、６ａ、６ｂを別途設けずに、音響管５、５ａ、５ｂの放音側端部を蛇腹構造などの伸縮自在の構成とすることにより音響管の長さを変更して共振周波数を変更するようにしてもよい。
また、本発明にかかるスピーカ装置はリスニングルームに設置したり、車両のシートに限らず椅子やソファに取り付けるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態にかかるスピーカ装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の音響管の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の音響管の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかるスピーカ装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の取り付け例を示す図である。 本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の音響管の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかるスピーカ装置の構成を示す図である。

符号の説明

２、２ａ、２ｂ スピーカ
４ 音響容積部
５、５ａ、５ｂ 音響管
６、６ａ、６ｂ 第２音響管
１４ 車両のシート

Claims (6)

1. スピーカと、前記スピーカを取り付ける音響容積部と、前記音響容積部に取り付けられる音響管を備えるスピーカ装置において、
   前記音響管の放音側開口部に音響管の長さを変更するための共振周波数変更用の音響管長可変装置を備えたことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記音響管は長さ固定の第１音響管を備え、前記音響管長可変装置は第１音響管の放音側開口部に取り付けられた第２音響管を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記音響管長可変装置は音響管長を連続的に可変することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
4. 前記第２音響管は音響管長を連続的に可変すことを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
5. 前記スピーカは筐体内に収納され、前記筐体に前記音響容積部と、該音響容積部と音響的に連続した一対の音響路が形成され、前記一対の音響路に音響的に連続した一対の前記音響管が取り付けられることを特徴とする１乃至４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
6. 前記スピーカ装置を車両の座席内部に設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスピーカ装置。