JP2013138382A - スピーカキャビネット及びスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカユニットからの回折音に起因した音響特性の悪化およびスピーカキャビネット内の定在波の影響による音響特性の悪化を防止することができるスピーカを提供する。
【解決手段】 スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の内側にはスピーカユニット装着孔１３と連通する略卵形状の空洞１４が設けられている。一方、外殻壁１２の外面におけるスピーカユニット装着孔１３の近傍の前方領域は、スピーカユニット装着孔１３から離れるに従って後方に後退する湾曲部１７となっている。また、外殻壁１２の外面において湾曲部１７よりもスピーカユニット装着孔１３から離れた後方領域は、４個の平面部１８〜２１により囲まれた角筒形状をなしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカの周波数特性を好適化する技術に関する。

密閉型スピーカの中には、中空な直方体状の部材をスピーカキャビネットとし、このキャビネットの前面であるバッフル面にスピーカユニットを嵌め込んだ構造を有するものがある。この種のスピーカでは、スピーカユニットから前方に向けて放射された音の回折音がバッフル面の各点で反射し、各点の反射音が前方に向け再放射される。そして、スピーカの前方の各受聴点にはスピーカユニットから放射された直接音とバッフル面上の各点で反射した反射音が届く。このため、スピーカから受聴点までの音響伝達系の周波数応答にディップやピークが発生し、その受聴点での音響特性が悪化する場合がある。また、この種のスピーカでは、スピーカユニットから後方に向けて放射された音がスピーカキャビネット内における平行対面する壁面間を往復反射する。このため、特定の周波数の音がキャビネット内において定在波を発生させて受聴点の音響特性が悪化する場合がある。

図６は、このような回折音のバッフル面での反射波やキャビネット内の定在波を原因とする音響特性の悪化の防止に好適な従来のスピーカ５の構成例を示す図である。図７は、このスピーカ５の縦断面図である。このスピーカ５のスピーカキャビネット５１は中空な略卵状をなしている。スピーカキャビネット５１の外殻壁５２は略均一な厚みを有している。スピーカキャビネット５１の前方には孔５３が設けられている。この孔５３にはスピーカユニット５４が嵌め込まれている。また、スピーカキャビネット５１の外面の下部にはこのスピーカキャビネット５１を支持する役割を果たす脚５５が固定されている。

このスピーカ５において、スピーカユニット５４から前方に向けて放射された音の回折音は、スピーカキャビネット５１の外面におけるスピーカユニット５４の周囲の各点においてスピーカキャビネット５１の側方や後方に向けて反射される。このため、スピーカユニット５４の前方の受聴点における周波数応答に回折音に起因したピークやディップが現れ難くなる。また、このスピーカ５では、スピーカキャビネット５１内において平行対面する内壁面の対が殆どないため、スピーカユニット５４から後方に向けて放射された音は、スピーカキャビネット５１内において往復反射し難く、スピーカキャビネット５１内において定在波が発生し難くなる。図６及び図７に示した構成のスピーカ５に関わる技術を開示した文献として、特許文献１及び２がある。

特開２００２−２４７６７５号公報 特開２００１−７８２８５号公報

しかしながら、従来のスピーカの場合、スピーカキャビネットが均一な肉厚の卵形状の外殻壁により構成されているので、スピーカキャビネットにバスレフポートをとりつけるなどの加工がし難く、デザインの多様化も困難であるという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、スピーカユニットからの回折音に起因した音響特性の悪化およびスピーカキャビネット内の定在波の影響による音響特性の悪化を防止することができるスピーカキャビネットを提供することを目的とする。

この発明は、スピーカユニットを装着するためのスピーカユニット装着孔が前面部に形成され、前記スピーカユニット装着孔と連通する空洞であって対向平行面の少ない空洞が内部に形成された外殻壁を有し、前記外殻壁において前記スピーカユニット装着孔の近傍の前方領域は、前記外殻壁の外面が前記スピーカユニット装着孔から離れるに従って後方に退行しており、前記外殻壁において前記前方領域よりも前記スピーカユニット装着孔から離れた後方領域の外面は、前記外殻壁の内側の前記空洞に臨む内面と非相似形状をなしていることを特徴とするスピーカキャビネットを提供する。

この発明では、スピーカキャビネットの外殻壁において、スピーカユニット装着孔の近傍の前方領域は、外殻壁の外面がスピーカユニット装着孔から離れるに従って後方に退行している。このため、スピーカユニットから放射されて回折した音のうちこの前方領域の各点に到達した回折音の多くはスピーカキャビネットの前方ではなくスピーカキャビネットの側方や後方に向けて再放射される。よって、スピーカユニットの前方の各受聴点における周波数応答にスピーカユニットからの回折音に起因したピークやディップが現れ難くなる。また、本発明において、スピーカキャビネットの外殻壁の内側にはスピーカユニット装着孔と連通する空洞であって対向平行面の少ない空洞が形成されており、その一方、外殻壁において前方領域よりもスピーカユニット装着孔から離れた後方領域の外面は、外殻壁の内側の空洞に臨む内面と非相似形状をなしている。従って、空洞に臨む外殻壁の内面については定在波が発生するのを効果的に防止することができる形状に設計し、そのような空洞に臨む外殻壁の内面の形状の設計とは独立に、例えばスピーカキャビネットを床に配置する際の配置の容易性や安定性、美的外観等を考慮して、外殻壁の外面の形状を設計することができる。

本発明の一実施形態であるスピーカの側面図である。 同スピーカの縦断面図である。 同スピーカを矢印Ａ方向から見た図である。 同スピーカを矢印Ｂ方向から見た図である。 同スピーカの効果の検証のために計測した周波数応答を示す図である。 従来のスピーカの構成例を示す図である。 同スピーカの縦断面図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態であるスピーカ１の右側面図である。図２は、図１のスピーカ１の縦断面図である。図３は、図１のスピーカ１を矢印Ａ方向から見た図である。図４は、図１のスピーカ１を矢印Ｂ方向から見た図である。このスピーカ１は、音の発生源としての役割を果たすスピーカユニット１０と、このスピーカユニット１０を保持する筐体としての役割を果たすスピーカキャビネット１１とを有する。スピーカ１のスピーカキャビネット１１は、左右幅Ｈ（例えば、Ｈ＝６５ｍｍ）、上下幅Ｗ（例えば、Ｗ＝６５ｍｍ）、前後幅Ｌ（例えば、Ｌ＝９０ｍｍ）の寸法を持った中空な直方体における前端側及び後端側の一部分を丸め込んだような外形を有している。

このスピーカキャビネット１１は、スピーカユニット１０を装着するためのスピーカユニット装着孔１３が前面部に形成されるとともにスピーカユニット装着孔１３と連通する空洞１４が内部に形成された外殻壁１２を有している。ここで、外殻壁１２の内部の空洞１４は、スピーカユニット１０の軸方向に沿って長い略卵形状の空洞であり、この空洞１４に臨む外殻壁１２の内面は、反射音を往復させる対向平行面が殆どない。従って、空洞１４内では定在波が発生し難い。

一方、外殻壁１２の外面に着目すると、その構成は次のようになっている。まず、外殻壁１２の前面部におけるスピーカユニット装着孔１３は真円状をなしている。このスピーカユニット装着孔１３にはスピーカユニット１０が放音面を外側に向けて嵌め込まれている。そして、外殻壁１２の外面において、スピーカユニット装着孔１３の近傍の前方領域は、略半球状をなし、スピーカユニット装着孔１３から離れるに従って後方に退行する湾曲部１７となっている。この湾曲部１７では、外殻壁１２の外面と内面とが略等間隔を保っている。

外殻壁１２の外面において、前方領域（湾曲部１７）よりもスピーカユニット装着孔１３から離れた後方領域の外面は、外殻壁１２の内側の空洞１４に臨む内面と非相似形状、典型的には曲率の異なる形状をなしている。より具体的には、図示の例において、後方領域の外殻壁１２の外面は、平面部１８，１９，２０，及び２１により囲まれた角筒形状（あるいは直方体形状）をなしている。ここで、外殻壁１２の平面部１８及び１９は左右方向に対向し、平面部２０及び２１は上下方向に対向している。また、平面部１８および１９は平面部２０および２１と直交している。そして、外殻壁１２の外面をなす平面部１８，１９，２０，及び２１の各々と外殻壁１２の内面との距離、すなわち、外殻壁１２の厚みは後端側に進むに従って肉厚になっている。

外殻壁１２における後端よりも僅かに前方には括れ部２２が設けられている。この括れ部２２はスピーカキャビネット１１自体の幅Ｈ及びＷよりも小さな直径を持った円筒状をなしている。この括れ部２２には当該括れ部２２の周面２３から中心付近に至る溝２４が設けられている。また、外殻壁１２の略卵形状の内面においてスピーカキャビネット１１の中心軸との交差点付近（すなわち、卵の先端に相当する位置）に孔２５が設けられており、この孔２５が溝２４と連通している。そして、この溝２４および孔２５を介してオーディオ信号の伝送路をなすケーブル２６が空洞１４内に挿通され、スピーカユニット１０に接続されている。

以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態によると、次の効果が得られる。第１に、本実施形態では、スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の外面におけるスピーカユニット装着孔１３の近傍の前方領域がスピーカユニット１０から離れるに従って後方に退行している。このため、この前方領域の各点に到達した回折音の多くはスピーカキャビネット１１の前方ではなくスピーカキャビネット１１の側方や後方に向けて再放射される。よって、スピーカユニット１０の前方の各受聴点における周波数応答にスピーカユニット１０からの回折音に起因したピークやディップが現れ難くなる。

第２に、本実施形態では、スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の外面においてスピーカユニット１０からの回折音が届き得る前方領域のみを湾曲部１７として回折音による悪影響の発生を回避し、外面の後方領域についてはスピーカキャビネット１１を床に置くのに適した形状とした。従って、配置の容易性・安定性を損なうことなくスピーカユニット１０からの回折音が音響特性に及ぼす悪影響を防止することができる。なお、上述した従来の卵形状のスピーカキャビネット（図６及び図７）は、外形全体が卵形状であり、床への配置のために脚を設ける必要があった。このようなスピーカキャビネットを有するスピーカは、スピーカユニットの振動が脚により支持されたスピーカキャビネットを振動させるため、音響特性が悪化するという問題がある。しかしながら、本実施形態では、スピーカキャビネット１１の外形が平面部を有しており、この平面部を下にして床に配置することができる。従って、本実施形態によれば、床への配置のために脚をスピーカキャビネットに設ける必要がなく、脚を設けることによる不具合を回避することができる。

第３に、本実施形態では、スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の内側に略卵形状の空洞１４が形成されており、この空洞１４に臨む外殻壁１２の内面は対向平行面を殆ど有していない。このため、内面に伝わった音の多くは往復反射されることがなく、スピーカキャビネット１１内の空洞１４において定在波が発生し難くなる。

第４に、本実施形態において、スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の内側に略卵形状の空洞１４が形成されており、その一方、外殻壁１２においてスピーカユニット装着孔１３から離れた後方領域の外面（平面部１８〜２１）は、外殻壁１２の内側の空洞１４に臨む内面と非相似形状をなしている。従って、空洞１４に臨む外殻壁１２の内面については定在波が発生するのを効果的に防止することができる形状に設計し、そのような空洞１４に臨む外殻壁１２の内面の形状の設計とは独立に、例えばスピーカキャビネット１１を床に配置する際の配置の容易性や安定性等を考慮して、外殻壁１２の外面の形状を設計することができる。

第５に、本実施形態では、外殻壁１２におけるスピーカユニット１０が嵌め込まれたスピーカユニット装着孔１３の反対側に別の孔２５が設けられている。このため、このスピーカ１では、孔２５をネックとし、空洞１４をキャビティとするヘルムホルツ共鳴器が形成される。よって、本実施形態によると、低音域の再生能力を高めることができる。

ここで、本願発明者らは、本実施形態の効果を確認するために次のような検証を行った。本願発明者らは、スピーカ１のスピーカユニット１０にテスト音信号を入力し、スピーカユニット１０から前方に１ｍ離れた測定点Ｐで音を測定し、入力信号のスペクトルと測定信号のスペクトルの音圧比（対数の差）である周波数応答Ｒ１（ｄＢ）を計算した。図５は、この周波数応答Ｒ１を示す図である。この周波数応答Ｒ１では、３００Ｈｚ以上の帯域における音圧比が比較的フラットになっている。このことから、本実施形態によると、スピーカ１のスピーカキャビネット１１の外面の各点の反射波やスピーカキャビネット１１の内部における定在波の影響による音響特性の悪化が防止されることが裏付けられる。

以上、この発明の実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば、以下の通りである。

（１）上記実施形態では、外殻壁１２におけるスピーカユニット１０が嵌め込まれたスピーカユニット装着孔１３の反対側に別の孔２５が設けられていた。しかし、この孔２５を平面部１８，１９，２０，２１の何れかに設けてもよい。

（２）括れ部２２を設けないで、外殻壁１２の外面側から孔２５に届く孔を外殻壁１２に設けてもよい。

（３）上記実施形態では、ケーブル２６を通す役割とヘルムホルツ共鳴器のネックとしての役割の両方を果たす孔２５を外殻壁１２に設けた。しかし、外殻壁１２の後方領域の肉厚な部分を貫通し、ヘルムホルツ共鳴器のネックとしての役割のみを果たす孔を設けてもよい。

（４）上記実施形態では、外殻壁１２の外面の後方領域に平面部１８，１９，２０，及び２１が設けられていた。しかし、外殻壁１２の外面の後方領域を必ずしも４個の平面部により構成する必要はない。外殻壁１２の外面の後方領域を１個の平面部のみを有する形状、具体的には円筒形の側面の一部に平面部を設けた形状にしてもよい。

（５）上記実施形態では、スピーカキャビネット１１の後端部が平面部となっているので、例えばこの後端部を下にしてスピーカキャビネット１１を床の上に置くことも可能である。あるいはスピーカキャビネット１１の後端部に吸盤を設け、スピーカキャビネット１１をこの吸盤により壁などに固定する態様も考えられる。このような態様では、スピーカキャビネット１１の外殻壁１２の後方領域を平面部のない円筒形状としてもよい。

（６）上記実施形態において、スピーカキャビネット１１を複数枚の外殻壁を組み合わせて構成してもよい。あるいは外殻壁１２の後方領域を肉厚にするのではなく、その後方領域に空洞を設け、この空洞内に吸音材を収容してもよい。

１…スピーカ、１０…スピーカユニット、１１…スピーカキャビネット、１２…外殻壁、１３…スピーカユニット装着孔、２５…孔、１４…空洞、１７…湾曲部、１８，１９，２０，２１…平面部、２２…括れ部、２３…周面、２４…溝。

Claims (6)

1. スピーカユニットを装着するためのスピーカユニット装着孔が前面部に形成され、前記スピーカユニット装着孔と連通する空洞であって対向平行面の少ない空洞が内部に形成された外殻壁を有し、
   前記外殻壁において前記スピーカユニット装着孔の近傍の前方領域は、前記外殻壁の外面が前記スピーカユニット装着孔から離れるに従って後方に退行しており、前記外殻壁において前記前方領域よりも前記スピーカユニット装着孔から離れた後方領域の外面は、前記外殻壁の内側の前記空洞に臨む内面と非相似形状をなしていることを特徴とするスピーカキャビネット。
2. 前記外殻壁の後方領域の外面は、前記外殻壁の後端側に進むに従って前記外殻壁の内側の前記空洞に臨む内面との距離が広がる形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカキャビネット。
3. 前記外殻壁の後方領域は、前記外殻壁の後端側に進むに従って肉厚になっていることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカキャビネット。
4. 前記外殻壁の後方領域の外面は、少なくとも一部が平面部となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のスピーカキャビネット。
5. 前記外殻壁の後方領域に、前記空洞に連通し、ヘルムホルツ共鳴器のネックとなる孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のスピーカキャビネット。
6. 請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のスピーカキャビネットのスピーカユニット装着孔にスピーカユニットを装着してなることを特徴とするスピーカ。

Images