JP2014225734A - スピーカ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
平面型のスピーカ装置は、板状の振動板の表面側に複数のリブを固着して振動板の屈曲状態維持し、この湾曲させた振動板の裏面側に点在して設けた音域の異なる複数のボイスコイルを介して振動板を振動させることで放音する構造になっている。
特許文献3には、板状の振動板の中央に開口を設け、該開口に高音域用コーン形スピーカを追加配備することで高音域の再生性能を補う平面型のスピーカ装置が提案さられている。
<1>複数のホーン形、コーン形スピーカを組み付けたスピーカ装置は、複数の音域の再現に適していることと、音の指向性が高いといった特性を有するものの、空気の疎密波(縦波)であるため音の伝播特性が悪く距離に比例して音が減衰することや、疎密波が干渉するといった問題点がある。
さらにスピーカ装置から放音される音が空気の疎密波(縦波)であるため、大きな音の環境下では会話することが困難であった。
<2>平面型のスピーカ装置は装置のコンパクト化を図れるものの、高音域および低音域の再生性能が低い。
例えば、弦楽器を用いた音楽や、オペラのような高音域の音がくもり易く鮮明に再現できないだけでなく、ドラム音やベース音といった低音域の音も再生し難い。
<3>板状の振動板に公知のコーン形スピーカを組み合せた平面型のスピーカ装置にあっては、コーン形スピーカと板状の振動板の音量バランスの調整が技術的に難しい。
<4>平面型のスピーカ装置は、コーン形スピーカと比べて最大音量が低いといった問題が残されている。
平面型のスピーカ装置の音量を無理に上げると、音割れ(所謂、音のビビリ)が発生する。
<5>以上の理由から、平面型のスピーカ装置は解決すべき多くの課題が未解決のまま残されているため、その実用化が遅れている。
<1>構成部品点数を少なくしつつ、中高音域および低音域の音を高音質で放音可能であること。
<2>ドライブユニットの有効活用が図られること。
<3>振動板の曲げ変形性を高めて音量を向上すること。
<4>癒し効果および安らぎ効果が高いスピーカ装置を提供すること。
<5>インテリアとしての機能を併有した付加価値の高いスピーカ装置を提供すること。
本発明の他の形態では、前記したスピーカ装置において、湾曲振動板を通じて中高域の音を放音するとともに、ドライブユニットの振動板の振動の反動を利用した筐体を通じて低音域の音を放音する。
また本発明の他の形態では、前記したスピーカ装置において、湾曲振動板および筐体を木製板で構成し、該木製板が複数の薄板と、薄板の間に介装した補強シートの積層体により構成する。
また本発明の他の形態では、前記したスピーカ装置において、前記薄板が桐材であり、前記補強シートが和紙である。
また本発明の他の形態では、前記した何れかのピーカ装置において、前記湾曲振動板が略三角形の帆形を呈するとともに、前記筐体が艇体を呈する帆船形に形成する。
<1>圧縮変形させた湾曲振動板、筐体、およびドライブユニットの振動板を通じて従来まで実現が困難であった高音域と低音域の音を鮮明に放音することができる。
したがって、従来のスピーカ装置が追加装備していたホーン形、コーン形スピーカを省略することができる。
<2>ひとつのドライブユニットを兼用して湾曲振動板、筐体、およびドライブユニットの振動板から放音することができる。
したがって、ドライブユニットの有効活用が図れて構成部品点数を少なくできるだけでなく、従来のスピーカ装置と比較して湾曲振動板、筐体、および振動板からの音が互いに干渉し合うことがないので、低音域から中高音域の音を鮮明に再生できて、音の再生性能を格段に高めることができる。
<3>湾曲振動板および筐体を、複数の薄板と補強シートの積層体よりなる木製板で構成することで、木製板の割れ防止と良好な曲げ変形性の両立が可能となる。
したがって、この木製板を使用して湾曲振動板および筐体を任意の形状に製作することができる。
<4>湾曲振動板および筐体を湾曲させた木製板で構成することで、音量が高くなるだけでなく、補強リブ等の振動減衰材が存在しないので木製板の振動特性が改善されて、くもりのない鮮明音を放音することができる。
<5>本発明に係るスピーカ装置では、人間の耳では聞き取ることができなかった超高音域の音を体(肌)で感じとることが可能となる。
殊に、湾曲振動板および筐体の素材に桐材を用いることで、聴衆者に対する癒し効果および安らぎ効果がより高くなる。
<6>スピーカ装置を帆船形に形成することで、スピーカ装置を帆船のインテリアとして兼用することができる。
図1〜3に示すように本発明に係るスピーカ装置は、中空構造の筐体10と、筐体10に収容した単数または複数のドライブユニット20と、筐体10の上面に平板を湾曲して立設した単数または複数の湾曲振動板30とを具備する。
スピーカ装置から放音される音は無指向性のため、湾曲振動板30等の向きに関係なくどの位置でもほぼ同じ音場感が得られる。
以下に各部について詳述する。
筐体10は底面、上面、および側面を有する密封式で中空構造の筐体であり、その上面にはドライブユニット20を設置するための開口11を開設している。
筐体10を中空構造としたのは、筐体10の放音性能を高めるためである。
筐体10は中空構造とすることで、低音域の音を鮮明に放音することができる。筐体10を密封化することでその放音性能はさらによくなる。
筐体10の上面にはマストに似せた単数または複数の起立棒12が立設してある。
起立棒12は筐体10から反力を得て湾曲振動板30の上端を保持することで、湾曲振動板30の湾曲変形状態を維持するために機能する。
起立棒12は棒状に限定されず、湾曲振動板30の湾曲変形状態を維持できるものであれば板体や紐体等であってもよい。
図示を省略するが、筐体10の上面と起立棒12の上部との間に複数の控えロープを配索すると、起立棒12の安定性がより高くなる。
またスピーカ装置を帆船のイメージに近づけるため、必要に応じて筐体10に適宜の付属品を付設することも可能である。
湾曲振動板30は上下を加圧して湾曲させた薄板であり、その下辺には下向きに舌片31が延出して形成してある。舌片31は必須ではなく、湾曲振動板30の下辺の一部がドライブユニット20の振動板21と直接当接可能な構造であればよい。
湾曲振動板30はその上下を加圧して変形を維持するので、従来のように複数の補強リブを付設して変形を維持する必要がない。
振動板の片面に円弧面を有する複数の補強リブを接着して振動板の湾曲形状を維持する従来の平面形スピーカ装置では、振動板の変形応力が補強リブによって拘束されるために振動板の振動が阻害される。
また振動板を湾曲させずに平板のまま使用すると、音量が低い範囲に制限される。
湾曲振動板30の上下端部を加圧して湾曲することで、湾曲振動板30を通じた音量を高めることができる。湾曲振動板30は同形で同一寸法の振動板を湾曲させない場合と比べて音量が格段に高くなる。
湾曲振動板30の音量は湾曲度合いに応じて大きくはなるが、完全に比例する関係にはなく、図1,3に示した湾曲程度で十分である。
湾曲振動板30の下辺に形成した舌片31の底面がドライブユニット20の上面の振動板21に直接当接していて、振動板21の上下方向の振動(縦波)を湾曲振動板30に対して水平方向の振動(横波)として伝達する。
舌片31を振動板21に当接させた状態で、湾曲振動板30の上部に下向きの力を加えて振動板21全体を湾曲させるとともに、湾曲振動板30の上端を起立棒12の上部に固定することで、湾曲振動板30の変形を保持する。
湾曲振動板30の上端の取り付け手段はビス33による固定に限定されず、湾曲振動板30の加圧状態を維持できれば公知の固定手段を適用することができる。
湾曲振動板30には振動の減衰要素となる補強リブが存在せず、全体に亘って圧縮力が作用した状態で湾曲している。さらにドライブユニット20の振動板21を通じた振動が湾曲振動板30の下辺に直接伝わる構造となっていることから、特に中高音域の音を鮮明に放音することができる。
筐体10と湾曲振動板30としては、例えば木製板、金属板、樹脂板等の一種、または複数種を組み合せて適用することが可能である。
木製板50を湾曲振動板30として用いる場合には、曲げに対して対抗できるように、各薄板51の木目(繊維方向)を縦向きに揃えておく。
薄板51の素材として国内外の各種木材を検討した結果、筐体10および湾曲振動板30の素材として特に桐材が最適であることを知得した。
木材の中でも桐材は他の木材と比較して、音の鮮明さだけでなく、音の透明性、音の柔らか味、暖かさといった点で優れている。
一方、桐材は軽量で加工し易い性質を有するものの、板厚を薄くしたものを上下から加圧して曲げると薄板が割れ易く、板厚を増すと曲げ難くなるといった特性を有している。
桐材を薄板として用いるためには割れ対策を講じる必要がある。
そこで、図4に示すように桐製の薄板51,51の間に可撓性を有する補強シート52を介装して接着した積層構造体とすることで、薄板51の割れを確実に防止しつつ、大きく変形させることを可能にした。
補強シート52としては、例えば和紙や不織布等が使用可能であるが、音響の面や厚さ等の観点から和紙を使用することが最も望ましい。
木製板50の製造方法について例示すると、桐材を所定の厚さまで薄肉加工をした後、木目(繊維方向)を同一方向に揃えた二枚の桐薄板の間に和紙を挟み込み、二枚の桐薄板を熱圧接着することで桐製の木製板50を製作する。
桐製の木製板50は曲げ変形加工や切削加工が容易であるから、桐製の木製板50を用いることで、曲線形状を含む筐体10および湾曲振動板30を容易に製作することができる。
本例では間に二枚の薄板51の間に一枚の補強シート52を挟んで木製板50を構成する形態について示すが、木製板50を構成する薄板51の枚数は三枚以上であってもよい。
ドライブユニット20は筐体10および湾曲振動板30を放音させるためのものであり、筐体10の上面に垂下状態で設置してある。
ドライブユニット20は図外のアンプと電気的に接続している。
振動板21は筐体10の上面の開口11に露出している。
振動板21全体を露出させたのは、振動板21自体からも放音させるためである。
振動板21の下面にはボビン25が固着されていて、ボビン25の下部開口に磁気回路26を囲繞するようにコイル24が配設してある。
磁気回路26とコイル24の間には所定のギャップを形成している。
磁気回路26は板状の鉄ヨーク26aの両側に板状の永久磁石26b,26bを配置して構成する。
永久磁石26b,26bとしては、例えばネオジム磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト等が適用可能であり、実用上はネオジム磁石が好適である。
本例のドライブユニット20は、通常のスピーカユニットと異なり、振動板21とコイル24がフレーム21に固定されていて、高い周波数の振動を、振動板21を通じて湾曲振動板30に縦方向の振動を直接与えられるようになっている。
磁気回路26は図外のスプリングを介して磁気回路取付板23の上面に取り付けしてあり、振動板21を振動させる際の反動で以て低い周波数の振動を筐体10へ伝えられるようになっている。
つぎに既述したスピーカ装置の作用について説明する。
図2,3に示したドライブユニット20が駆動すると、振動板21が縦方向に振動し、この振動が舌片31を通じて湾曲振動板30へ伝えられる。
したがって、振動板21の振動が湾曲振動板30へ直接伝えられるので、振動板21と湾曲振動板30の間における振動の伝達ロスが極めて少なくなる。
殊に全体が湾曲した湾曲振動板30には、振動を減衰するリブ等の付属物が存在しないので、しかも湾曲振動板30の全体に亘って加圧力が常時作用して湾曲していることから、放音される音は大きく、かつ鮮明な音になる。
また本例のように湾曲振動板30,30とドライブユニット20を左右二組配備した場合には2ウェイスピーカとすることができる。
ドライブユニット20の振動板21が縦振動をする際において、その反動が中空構造の筐体10へ伝わる。
中空構造の筐体10が振動することで、筐体10を通じて低音域の音が放音される。
しかも筐体10への加振はドライブユニット20の反動を活用するため、筐体10内に低音域専用のドライブユニットを追加配備する必要がなくなり、スピーカ装置の構成部品点数を削減できて、製作コストを低減できる。
ドライブユニット20の振動板21は筐体10の上面に露出している。
そのため、振動板21を通じて中高域の音が放音される。
スピーカ装置のその他の特性について説明する。
湾曲振動板30、筐体10、および振動板21からの音は互いに干渉し合うことがないので、低音域から中高音域の音を鮮明に再生することができる。
従来のホーン形、コーン形スピーカを追加配備せずにすむだけでなく、従来のホーン形、コーン形スピーカを追加配備した以上の高音質で複数の音域の音を鮮明に再生することが可能となる。
本発明ではひとつのドライブユニット20の振動板21を通じて複数の異なる音域の音を再生できることから、主に湾曲振動板30を通じて、例えば、弦楽器を用いた音楽や、オペラのような高音域、超高音域の音を鮮明に再現できるだけでなく、筐体10を通じて、例えばドラム音やベース音といった低音域、超低音域の音も鮮明に力強く再現することができる。
横波の音が無指向性であることや難聴者や鼓膜の喪失者に対して有効であることはこれまで知られていたが、本発明では湾曲振動板30、筐体10、および振動板21の三つの媒体を介して放音される音において、より鮮明な横波を発生することができる。
したがって、本発明のスピーカ装置では自然界の音に含まれる、人間の耳では聞き取ることができなかった超高音域の音を体(肌)で感じとることが可能となる。また音のボリュームを高く上げても音割れが生じない
複数のホーン形、コーン形スピーカを具備する従来のスピーカ装置は、スピーカから大きな音が流れている環境下で会話をしようとした場合、音と会話の両方が人の鼓膜に伝わるために音が会話を邪魔していた。
これに対し、本発明ではスピーカ装置から放音される音が空気の疎密波(縦波)ではなく横波であるため、人の聴覚だけでなく体(肌)で音を感じ取ることができることから、スピーカ装置からの音と会話の肉声とを区別して認識し易い。そのため、スピーカ装置からの音に違和感を感じることなく、会話をすることが可能である。
その詳しい要因については現在解明中であるが、実証実験では上記した効果を確認済である。
スピーカ装置を帆船の形態に形成することで、音を発しないときには帆船のインテリアとして兼用することができる。
スピーカ装置として使用する場合には、帆船から音が発せられることで視覚による癒し効果にくわえて、聴覚だけでなく音を体(肌)で感じ取ることができる。
本発明に係るスピーカ装置は公知の種々の用途に用いることができる。
殊に本発明に係るスピーカ装置は、病院、各種クリニック、オフィス、飲食店、待合室、寝室等のように、癒しや安らぎ等を重視する使途に好適である。
11・・・・・開口
12・・・・・起立棒
20・・・・・ドライブユニット
21・・・・・振動板
30・・・・・湾曲振動板
31・・・・・舌片
50・・・・・木製板
51・・・・・薄板
52・・・・・補強シート
Claims (5)
- 中空構造の筐体と、該筐体に収容し、振動板を振動させる単数または複数のドライブユニットと、筐体の上面に平板を湾曲して立設した単数または複数の湾曲振動板とを具備したスピーカ装置であって、
前記ドライブユニットの振動板を筐体の表面の一部に露出させ、
前記湾曲振動板の基端の一部を前記ドライブユニットの振動板に当接するとともに、湾曲振動板の先端と筐体との間に配置した起立棒を介して前記湾曲振動板を圧縮変形させ、
前記ドライブユニットの振動板の振動を、前記湾曲振動板および筐体に伝えて、ドライブユニットの振動板、湾曲振動板および筐体より放音するように構成したことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項1において、湾曲振動板を通じて中高域の音を放音するとともに、ドライブユニットの振動板の振動の反動を利用した筐体を通じて低音域の音を放音することを特徴とするスピーカ装置。
- 請求項1または2において、湾曲振動板および筐体を木製板で構成し、該木製板が複数の薄板と、薄板の間に介装した補強シートの積層体により構成したことを特徴とするスピーカ装置。
- 請求項3において、前記薄板が桐材であり、前記補強シートが和紙であることを特徴とするスピーカ装置。
- 請求項1乃至4の何れか一項において、前記湾曲振動板が略三角形の帆形を呈するとともに、前記筐体が艇体を呈する帆船形に形成したことを特徴とするスピーカ装置。
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