JP2013229730A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低音再生能力を損なわずにダクトと外部空間とを連通可能な「スピーカ装置」を提供すること。
【解決手段】スピーカ装置１は、背圧調整用のダクト２が突設されたキャビネット４と、キャビネット４内に収納されたスピーカユニット５と、第１および第２連結部３ａ，３ｂを有する中継空洞部材３とを備えている。キャビネット４が設置される車室内空間Ｓ１は、隔壁２０によって車室外空間Ｓ２と隔てられているが、隔壁２０と対向するサブフレーム３０が存在するため、隔壁２０に設けられた開口部２１にダクト２を直接連結させることができない。そこで、隔壁２０とサブフレーム３０間の狭隘空間Ｓ３に中継空洞部材３を配置させて第２連結部３ｂを開口部２１に連結したうえで、ダクト２を第１連結部３ａに連結させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スペース上の制約が大きい車室内等に設置される動電型のスピーカ装置に係り、特に、低音域の再生に好適なスピーカ装置に関する。

低音域の再生に好適なサブウーファ等のスピーカ装置では、キャビネット内に収納されたスピーカユニットの背圧を調整することが重要なため、キャビネットに背圧調整用のダクトを突設することがある。この種のダクトは、スピーカユニットが再生音を放出する際に、振動板と一緒に振動するキャビネット内の空気の流路となるため、ダクトの付加質量（ダクト内の空気抵抗）がスピーカユニットの背圧に大きく影響する。したがって、ダクトの付加質量を適正に設定することで、所望の低音域の音圧が高まるように背圧を調整することが可能となる。例えば、ダクトを長くまたは細く形成して付加質量を増やすと背圧は高まり、逆にダクトを短くまたは太く形成して付加質量を減らすと背圧は低くなる。

また、従来より、キャビネット内に背圧調整用の部屋を追加したスピーカ装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来のスピーカ装置では、キャビネット内が仕切り壁によって複数に分割されており、スピーカユニットを収納した部屋と何も収納していない別の部屋が仕切り壁に設けたダクトを介して連通されているため、背圧の調整を比較的容易に行えるようになっている。

特表２００３−５２３６７３

ところで、キャビネットに背圧調整用のダクトが突設されているサブウーファ等のスピーカ装置を車室内に設置する場合、このダクトは車室外と連通させておくことが好ましいため、車室内（音響空間）と車室外（外部空間）とを隔てている隔壁に既設または新設された開口部にダクトを連結することがある。しかしながら、車室内はスペース上の制約が大きく、隔壁と隣接する場所にダクト付きキャビネットを配置させることが困難な場合も少なくない。その場合、隔壁の開口部に連結できるようにスピーカ装置のダクトを延長することも考えられるが、ダクトを延長すると付加質量が増大し、振動板の振動時に空気の流れが過度に阻害されてしまうため、低音再生能力が大幅に劣化してしまう。

また、特許文献１に開示された従来例のように、キャビネット内を複数に分割して背圧を調整しているスピーカ装置の場合、必然的にキャビネットが大型化してしまうため、車室内等のスペース上の制約が大きい場所に設置することは一般的に困難である。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、音響空間を外部空間と隔てる隔壁にダクトが直接連結できない場合でも、低音再生能力を損なわずにダクトと外部空間とを連通可能なスピーカ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、背圧調整用のダクトが突設されたキャビネットと、このキャビネットの内部に収納されたスピーカユニットとを備え、前記キャビネットが設置される音響空間を外部空間と隔てている隔壁に開口部が設けられていると共に、この開口部を介して前記ダクトが前記外部空間と連通されているスピーカ装置において、前記ダクトと前記開口部との間に中継空洞部材を介在させ、この中継空洞部材に前記ダクトに連結される第１連結部と前記開口部に連結される第２連結部とを設け、前記中継空洞部材の最小断面積を前記ダクトの断面積よりも大きく設定すると共に、前記中継空洞部材の容積を前記ダクトの容積よりも大きく設定した。

このようにスピーカ装置のキャビネットに突設された背圧調整用のダクトと、音響空間を外部空間と隔てている隔壁に設けられた開口部との間に、ダクトに比して断面積および容積が大きい中継空洞部材を介在させると、振動板の振動に伴いダクト内を流動する空気にとって中継空洞部材の内部空間が擬似的な自由空間となるため、中継空洞部材を追加しても低音再生能力に悪影響が及ぶ可能性は低くなる。それゆえ、音響空間に設置されるスピーカ装置の取付位置にスペース上の制約があり、隔壁と隣接する場所にダクト付きキャビネットを配置させることが困難な場合でも、その場所に中継空洞部材を配置させることにより、ダクト付きキャビネットを別の広い場所に配置させた状態で使用できることになる。

上記のスピーカ装置において、ダクトの断面積をＡ、中継空洞部材の最小断面積をＢとしたとき、（Ｂ／Ａ）≧（４／３）という関係式が成り立つようにしてあると、中継空洞部材の追加による低音再生能力の劣化の程度が実使用上問題とならなくなって好ましい。

また、上記のスピーカ装置において、キャビネットを自動車の車室内空間に設置し、且つ、中継空洞部材を介してダクトを自動車の車室外空間と連通させるようにすれば、隔壁に既設された開口部（例えばベンチレーションホール）を利用してダクトを車室外空間と連通させることが容易なスピーカ装置となるため、後付け可能で適用車種の制約が少ない車載用サブウーファなどとして使用できる。

本発明のスピーカ装置は、キャビネットに突設された背圧調整用のダクトと、音響空間を外部空間と隔てている隔壁に設けられた開口部との間に、ダクトに比して断面積および容積が大きい中継空洞部材を介在させてあるため、音響空間に設置されるスピーカ装置の取付位置にスペース上の制約があり、隔壁と隣接する場所にダクト付きキャビネットを配置させることが困難な場合でも、その場所に中継空洞部材を配置させることにより、ダクト付きキャビネットを別の広い場所に配置させた状態で使用することができる。

本発明の実施形態例に係るスピーカ装置を車室内に取り付けた状態を示す断面図である。 該スピーカ装置の取付手順を示す説明図である。 該スピーカ装置の取付完了状態を示す説明図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図３に示すように、本発明の実施形態例に係るスピーカ装置１は、自動車の車室内空間Ｓ１に設置されるサブウーファであり、背圧調整用のダクト２をトランクルーム等の車室外空間Ｓ２と連通させるために中継空洞部材３が追加されている。すなわち、このスピーカ装置１は、背面側にダクト２が突設されたキャビネット４と、キャビネット４の内部に収納されたスピーカユニット５と、ダクト２に着脱可能に連結された中継空洞部材３とによって主に構成されている。

車室内空間Ｓ１と車室外空間Ｓ２は車体フレームである隔壁２０によって隔てられており、本実施形態例では、スピーカ装置１の設置場所として、隔壁２０に既設された開口部２１を利用してダクト２を車室外空間Ｓ２と連通可能な場所が選定されている。既設の開口部２１としては例えばベンチレーションホールなどが好適であるが、適当な既設開口がない場合には新たに開口部２１を穿設しても良い。ただし、車室内空間Ｓ１には隔壁２０の近傍に開口部２１と対向するサブフレーム３０が延在しており、このサブフレーム３０と隔壁２０との間の狭隘空間Ｓ３にダクト２付きのキャビネット４を配置させることができなくなっている。つまり、このスピーカ装置１は、ダクト２を開口部２１に直接連結させることができない場所に設置する必要がある。そのため、図２に示すように、狭隘空間Ｓ３に中継空洞部材３を配置させた後、この中継空洞部材３にダクト２を連結させるという取付手順で、車室内空間Ｓ１の所望位置にスピーカ装置１を設置している。

スピーカ装置１の構成について詳しく説明すると、キャビネット４とその背面側に突設されている背圧調整用のダクト２は共に合成樹脂材からなり、これらキャビネット４とダクト２はネジ止めなどの手段を用いて予め一体化されている。ダクト２は断面略半円形の筒状体として形成されており、また、キャビネット４の前面側には、車室内空間Ｓ１へ向けて再生音を放出するための第１発音開口部４ａと第２発音開口部４ｂが設けられている。本実施形態例の場合、第１発音開口部４ａにダクトを付けて開口状態としているが、第２発音開口部４ｂには蓋が付けられて閉塞態塞となっているため、第１発音開口部４ａのみから再生音が放出されるようになっている。ただし、これとは逆に第２発音開口部４ｂにダクトを付けて開口状態とすると共に、第１発音開口部４ａに蓋を付けて閉塞状態とすることにより、第２発音開口部４ｂのみから再生音が放出されるようにしても良い。あるいは、第１発音開口部４ａと第２発音開口部４ｂの両方共にダクトを付けず、いずれか一方を開口状態にして他方を塞いだり、両方共に蓋を付けずに開口状態として使用することも可能である。

スピーカユニット５は、図１に示すように、磁気ギャップＧを有する磁気回路６と、磁気ギャップＧに配置されて通電時に電磁相互作用で駆動されるボイスコイル７と、このボイスコイル７に連動して振動する略円錐形状の振動板８と、ボイスコイル７と振動板８を弾性的に支持している円環状のダンパー９とによって概略構成される。磁気回路６は、磁路を形成するマグネット１０と外側ヨーク１１と内側ヨーク１２とからなり、キャビネット４に固定されている。そして、外側ヨーク１１の開口端側の内周面と内側ヨーク１２の外周面との間に磁気ギャップＧが形成されており、磁気回路６の磁路を流れる磁束はこの磁気ギャップＧを横切っている。ボイスコイル７は円筒状のボビン１３に巻装されており、図示せぬリード線を介してボイスコイル７に音声電流を通電できるようになっている。ボビン１３の一端側（反磁気ギャップＧ側）の端部には、振動板８の内周部とダンパー９の内周部がそれぞれ接着固定されており、ボビン１３の該端部は防塵キャップ１４によって蓋閉されている。振動板８はコーン紙等からなり、振動板８の外周部はエッジダンパー１５を介してキャビネット４に保持されている。また、ダンパー９の外周部もキャビネット４に保持されている。

なお、本実施形態例では、振動板８が図１の右側へ向かって末広がりな形状となっており、この振動板８を磁気回路６の周囲に配置させているため、スピーカユニット５が薄型化されている。ただし、振動板８を図１とは逆向きの配置（同図左側へ向かって末広がりな形状）にすることも可能である。また、ボイスコイル７を円筒状に成形してボビン１３を省略することも可能である。

中継空洞部材３は、外形が略直方体で内部が空洞の合成樹脂材からなる箱状体である。中継空洞部材３の前面側の上部には、ダクト２の先端部を嵌入させて連結可能な第１連結部３ａが開設されている。また、中継空洞部材３の背面側の下部には、隔壁２０の開口部２１に嵌入させて連結可能な第２連結部３ｂが開設されている。図１から明らかなように、中継空洞部材３の最小断面積はダクト２の断面積よりも十分に大きく、且つ、中継空洞部材３の容積はダクト２の容積よりも十分に大きくなっている。また、隔壁２０の開口部２１の断面積はダクト２の断面積よりも若干大きくなっている。ただし、開口部２１とダクト２の断面積が同等であっても良い。

このように構成されたスピーカ装置１において、磁気ギャップＧに配置されているボイスコイル７に音声電流が通電されると、公知の電磁相互作用によってボイスコイル７が図１の左右方向に駆動されるため、ボイスコイル７に連動する振動板８によってキャビネット４内の空気が振動し、再生音が第１発音開口部４ａから車室内空間Ｓ１へ放出される。その際、キャビネット４内では振動板８の背面側でも空気が振動するが、振動板８の背面側の空間はダクト２を介して大容量の中継空洞部材３と連通されており、この中継空洞部材３が開口部２１を介して車室外空間Ｓ２と連通されているため、振動板８の振動時に背圧が過度に高まることはない。それゆえ、このスピーカ装置１は、３０〜１００Ｈｚの低音域における音圧を高めたサブウーファとして使用できる。

以上説明したように、本実施形態例に係るスピーカ装置１は、背圧調整用のダクト２と着脱可能な中継空洞部材３を備えているため、車室内空間Ｓ１に設置されるスピーカ装置１の取付位置にスペース上の制約があっても、中継空洞部材３を追加することで柔軟に対応できる。つまり、このスピーカ装置１は、キャビネット４に突設されたダクト２と、車室内空間（音響空間）Ｓ１を車室外空間（外部空間）Ｓ２と隔てている隔壁２０の開口部２１との間に、ダクト２に比して断面積と容積が十分に大きい中継空洞部材３を介在させた状態で使用できるようにしてある。そのため、隔壁２０と隣接する場所にダクト２付きキャビネット４を配置させることが困難な場合でも、その場所に中継空洞部材３を配置させることにより、ダクト２付きキャビネット４を別の広い場所に配置させた状態で使用できることになる。勿論、取付位置にスペース上の余裕があり、隔壁２の開口部２１にダクト２を直接連結できる場合には、中継空洞部材３を省いてスピーカ装置１を設置すれば良い。したがって、このスピーカ装置１は設置場所の自由度が大幅に高まっている。

また、図１に示すように、中継空洞部材３を追加して車室内空間Ｓ１に設置されたスピーカ装置１では、振動板８の振動に伴いダクト２内を流動する空気にとって、中継空洞部材３の内部空間が擬似的な自由空間となる。そのため、中継空洞部材３を追加しても低音再生能力に悪影響が及ぶ可能性は低くなっている。つまり、ダクト２は予め所定の付加質量に設定されており、且つ、中継空洞部材３の付加質量はダクト２の付加質量に比して十分に小さいため、中継空洞部材３を追加してもスピーカ装置１の低音再生能力はほとんど変わらない。それゆえ、このスピーカ装置１は、設置場所の自由度が高くて後付け可能な車載用サブウーファとして好適である。

なお、本発明者らの実験によると、ダクト２の断面積をＡ、中継空洞部材３の最小断面積をＢとしたとき、（Ｂ／Ａ）≧（４／３）という関係式が成り立てば、中継空洞部材３の追加による低音再生能力の劣化の程度が実使用上問題とならないレベルであると確認されている。

また、上記の実施形態例では、スピーカ装置１が車室内に設置されるサブウーファである場合について説明したが、本発明は車載用サブウーファに限定されるわけではなく、キャビネットが音響空間に配置されて背圧調整用のダクトが外部空間と連通される他のスピーカ装置に適用することも可能である。

１ スピーカ装置
２ ダクト
３ 中継空洞部材
３ａ 第１連結部
３ｂ 第２連結部
４ キャビネット
５ スピーカユニット
６ 磁気回路
７ ボイスコイル
８ 振動板
９ ダンパー
２０ 隔壁
２１ 開口部
３０ サブフレーム
Ｓ１ 車室内空間
Ｓ２ 車室外空間
Ｓ３ 狭隘空間
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (3)

1. 背圧調整用のダクトが突設されたキャビネットと、このキャビネットの内部に収納されたスピーカユニットとを備え、前記キャビネットが設置される音響空間を外部空間と隔てている隔壁に開口部が設けられていると共に、この開口部を介して前記ダクトが前記外部空間と連通されているスピーカ装置において、
   前記ダクトと前記開口部との間に中継空洞部材を介在させ、この中継空洞部材に前記ダクトに連結される第１連結部と前記開口部に連結される第２連結部とを設け、前記中継空洞部材の最小断面積を前記ダクトの断面積よりも大きく設定すると共に、前記中継空洞部材の容積を前記ダクトの容積よりも大きく設定したことを特徴とするスピーカ装置。
2. 請求項１の記載において、前記ダクトの断面積をＡ、前記中継空洞部材の最小断面積をＢとしたとき、（Ｂ／Ａ）≧（４／３）という関係式が成り立つようにしたことを特徴とするスピーカ装置。
3. 請求項１または２の記載において、前記キャビネットを自動車の車室内空間に設置し、且つ、前記中継空洞部材を介して前記ダクトを該自動車の車室外空間と連通させるようにしたことを特徴とするスピーカ装置。