JP2007142874A - スピーカシステムおよびスピーカエンクロージャー - Google Patents
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Abstract
【課題】スピーカエンクロージャーが小型であっても低域を増大させて出力する。
【解決手段】スピーカ10が駆動されると、スピーカ10のコーン紙の振動がスピーカエンクロージャー20内の空気に伝搬され、この空気の振動によって振動板30の振動部位30aが振動する。このとき、エッジ40で気密性を保持された状態で振動する振動板30は、振動したときにスピーカエンクロージャー20内の空気容積を圧縮または伸張させる。したがって、振動板30の弾性に加えてスピーカエンクロージャー20の空気バネも加わったコンプライアンスと振動板30の等価質量との間で新たな共振周波数を持つようになる。この結果、振動板30の共振周波数を中心に再生される音が生じる。
【選択図】図2
Description
バスレフは、ヘルムホルツ共鳴を利用して低音を増強するものであり、ドローンコーンは駆動回路のないスピーカユニットを取り付け、エンクロージャーの容積内の空気との共振を利用して低音を増強するものである。
本発明の別の好ましい態様においては、前記重り取付手段は、前記振動板に設けられたスライドレールであり、前記重りは前記スライドレール上をスライド可能に取り付けられていることを特徴とする。
本発明の別の好ましい態様においては、前記重り取付手段は、前記振動板に設けられた複数のネジ孔であり、前記重りには前記各ネジ孔にねじ込み可能なネジが形成されていることを特徴とする。
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態であるスピーカシステムの外観を示す斜視図であり、図2(a)および(b)は、各々同実施形態の構成を示す側断面図および側面図である。図1において、10は、ボイスコイル、マグネット等を備えたスピーカであり、スピーカエンクロージャー20の前面に取り付けられている。スピーカエンクロージャー20は、直方体状の密閉型のエンクロージャーであり、6面とも板状の部材(例えば、木材、合成樹脂、金属もしくはそれらを張り合わせた合成材等)により形成されている。
上述したバッフル板20aの下端、傾斜部20gおよび前端部20eの上縁によって囲まれた空間は、開口部20bとなっている。上記構成においては、振動板30の上部は、バッフル板20aに固定されているが、振動板30の下部は開口部20bに対向しているため片持ち梁のように自由端になっており、振動板30の弾性によって自由に振動できるようになっている。なお、以下においては、振動板30の下部を振動部位30aという。
また、「弾性」の度合いは、この振動板30の一辺を固定して水平に置いたときに自重を支えてほぼ水平に保つことができる程度である。このような特性を満足させるために、振動板30は、例えば薄い木の板、薄い合成樹脂、金属の板もしくはそれらを張り合わせた合成材等からなる。
また、振動板30の共振周波数は、振動板30の質量を大きくすることで下げることができる。すなわち、振動板30の大きさや材質などによっても調整が可能であり、振動板30に何らかの部材を貼り付けることによっても容易に調整が可能である。
ここで、
Re=ボイスコイル直流抵抗
Le,L2,R2=高域インピーダンス上昇要素
Cmes=スピーカ振動系の等価質量容量
Lces=スピーカ振動系の等価コンプライアンスインダクタンス
Res=スピーカ振動系のメカニカル制動抵抗
である。
図9は、従来のドローンコーンやヒンジ固定フラップなどのパッシブラジエターの等価回路である。図示のように、スピーカからボイスコイルのファクターを無くした回路構成を持つ。質量Cmepは、エッジの持つコンプライアンスLcepと制動抵抗Repで支えられている。
ここで、
Cmep=パッシブラジエターの等価質量容量
Lcep=パッシブラジエターの等価コンプライアンスインダクタンス
Rep=パッシブラジエターのメカニカル制動抵抗
である。図10は従来のパッシブラジエターシステムの等価回路である。信号電圧がスピーカを駆動し、スピーカの音響出力がスピーカエンクロージャー容積を介してパッシブラジエターを駆動する。
図11において、
Cmeb=振動板の等価質量容量
Lceb=振動板の等価コンプライアンスインダクタンス
Lcex=振動板エッジの等価コンプライアンスインダクタンス
Rex=振動板エッジのメカニカル制動抵抗
である。図12は本件発明におけるスピーカシステムの等価回路である。図10と比較した場合、スピーカとスピーカエンクロージャー容積を同じとすると、
Cmep=Cmeb
とすれば、低域の共振周波数も同じになる。この重量を支えるコンプライアンスも同等のものが必要になるが、図10ではLcepであり、図12ではLcex>>Lcebであるから、ほとんどLcebとなり、適切な設計をすればほぼ
Lcep=Lceb
となる。ここまでのファクターに大きな差異はない。しかし、ここまでの説明で明らかなように、
Rex>>Rep
となることが、本願発明の重要な特徴であり、これにより従来方式に較べてロスが大幅に少なくなり、低音再生が有利になることが分かる。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図13(a)は、この発明の第2の実施形態の外観を示す斜視図である。この実施形態が上述した第1の実施形態と異なる点は、金属板31と磁石32とに代えて、レール34と重り35(図13(a)に図示)とを備えている点であり、他の構成要素については上述した第1実施形態に示したそれと同様である。そのため、以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して適宜その説明を省略する。
レール34は、図示のように、振動板30の振動部位30aに取り付けられている。このレール34は、振動板30の曲げ振動を妨げないような、柔らかい樹脂等の部材で構成されている。図13(b)は、レール34の断面図である。重り35は所定の質量を備えており、ワッシャ付きのボルトで形成されている。重り35の先端はナット36にねじ込まれており、重り35を回転させてナット36をゆるめることにより、重り35はレール34上で移動可能となり、逆に、重り35を回してナット36を締めることにより、重り35はレール34の任意の箇所で固定される。このようにレール34上で重り35の位置を調節することによって、振動板30の等価質量が変わるので、共振周波数を調節できるようになっている。
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。図14(a)は、この発明の第3の実施形態の外観を示す斜視図である。この実施形態が上述した第1の実施形態と異なる点は、金属板31と磁石32とに代えて、複数のネジ孔37(図14(a)に図示)を備えている点である。そのため、上述した第1実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して適宜その説明を省略する。
ネジ孔37は、図示のように、振動板30の振動部位30aに複数取り付けられている。38はネジであり、ネジ孔37に装着されるようになっている。ネジ38を装着する位置やネジ38の数を調節することによって、振動板30の共振周波数を調節できるようになっている。図14(b)は、ネジ孔37の断面図である。なお、図14(b)に示すように、ネジ孔37は振動板30を貫通していないから、スピーカエンクロージャー20の気密性が損なわれることはない。
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。図15は、この発明の第4の実施形態の外観を示す斜視図である。図15に示す50は、直方体状のスピーカエンクロージャーであり、前面のバッフル板50aの上部にスピーカ10が取り付けられている。バッフル板50aの中央部から下部にかけてU字状に細長く切り欠かれた開口部60が設けられている。
図示のように、エッジ70は、開口部60および振動板51の下部を覆って設けられている。図17でハッチングを示した部分には接着剤が付着されており、エッジ70は振動板51およびバッフル板51aに接着剤によって固定されている。図において、52は共振周波数を調整するために振動板51に設けられた重りである。この重り52は、図示のように、エッジ70によって振動板51に定着固定されている。
これに対し、本実施形態においては、開口部60に加えて振動板51をも覆う形状のエッジ70を用いるので、エッジ70の取付時に重り52を振動板51に同時に取り付けることができ、簡単な構成で重りを取り付けることができる。また、エッジ70は重り52を覆って振動板51に粘着固定されるので、重り52が振動板51から外れてしまうのを防止することができる。
また、上述した実施形態では、スピーカエンクロージャーのスピーカが設けられている面に開口部を設けて振動板を形成するようにしたが、振動板を形成する(開口部を設ける)位置はこれに限定されるものではなく、スピーカエンクロージャーの壁面であればどのような位置であってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
(1)上述した第1実施形態においては、長方形状の薄い金属板31に磁石32を取り付けるようにし、取り付ける磁石32の数とその取り付け位置とを調節することによって、振動板30の共振周波数を調節するようにした。金属板31の形状と磁石32の取り付け方法はこれに限定されるものではなく、例えば、図19に示すような形状の金属板と磁石とを用いるようにしてもよい。図19(a)において、31Aは振動板31の振動部位31aの下端部に設けられた円形状の金属板である。この金属板31Aには、図19(b)に示すような、異なる質量を有する磁石32a,32b,32cが取り付けられるようになっており、取り付ける磁石によって振動板31の共振周波数を調節できるようになっている。なお、この場合、図19(b)に示すように、それぞれの磁石32a,32b,32cに、それぞれの磁石を取り付けた場合の振動板31の共振周波数を示す数値を付与するようにしてもよい。
また、図19(b)に示す磁石32a〜32cに代えて、図19(c)に示すような、同一質量の複数の磁石32d,32d,32d,32dの端面を合わせて積み上げるように金属板31Aに取り付けるようにしてもよい。この場合には、取り付ける個数によって共振周波数を調整することができる。
なお、図19(a)に示す金属板31Aは磁石32a〜32dとほぼ同一の大きさであり、薄く小型であるため、このような金属板を用いれば、金属板の追加による振動板の質量増加を小さな値とすることができる。
Claims (6)
- 内部が密閉されるスピーカエンクロージャーと、
前記スピーカエンクロージャーに取り付けられたスピーカと、
前記スピーカエンクロージャーの一面において一端が固定された状態で弾性により振動可能な振動板と、
前記振動板が設けられた一面において、前記振動板の振動部位に対応する位置に設けられた開口部と、
前記振動板と前記開口部の縁部との間に形成される空隙を、前記振動板の振動を可能にした状態で塞ぎ、前記スピーカエンクロージャーの気密性を保持する密閉部材と、
前記振動板に設けられ、所定の重りが取り付け可能であり、かつ、その取り付け位置が可変に構成されている重り取付手段と
を具備することを特徴とするスピーカシステム。 - 前記重り取付手段は、前記振動板に設けられた金属板であり、前記重りはマグネットであることを特徴とする請求項1に記載のスピーカシステム。
- 前記重り取付手段は、前記振動板に設けられたスライドレールであり、前記重りは前記スライドレール上をスライド可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のスピーカシステム。
- 前記重り取付手段は、前記振動板に設けられた複数のネジ孔であり、前記重りには前記各ネジ孔にねじ込み可能なネジが形成されていることを特徴とする請求項1に記載のスピーカシステム。
- 内部が密閉されるスピーカエンクロージャーと、
前記スピーカエンクロージャーに取り付けられたスピーカと、
前記スピーカエンクロージャーの一面において一端が固定された状態で弾性により振動可能な振動板と、
前記振動板が設けられた一面において、前記振動板の振動部位に対応する位置に設けられた開口部と、
重り部材と、
前記振動板と前記開口部の縁部との間に形成される空隙を、前記振動板の振動を可能にした状態で塞ぎ、前記スピーカエンクロージャーの気密性を保持するとともに、前記重り部材を前記振動板に定着固定させる密閉部材と
を具備することを特徴とするスピーカシステム。 - スピーカが取り付けられるスピーカ取り付け穴を有した密閉型のスピーカエンクロージャーにおいて、
前記スピーカエンクロージャーの一面に一端が固定された状態で弾性により振動可能な振動板と、
前記振動板が設けられた一面において、前記振動板の振動部位に対応する位置に設けられた開口部と、
前記振動板と前記開口部の縁部との間に形成される空隙を、前記振動板の振動を可能にした状態で塞ぎ、前記スピーカエンクロージャーの気密性を保持する密閉部材と
前記振動板に設けられ、所定の重りが取り付け可能であり、かつ、その取り付け位置が可変に構成されている重り取付手段と
を具備することを特徴とするスピーカエンクロージャー。
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