JP2015103825A - スピーカーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 動電型スピーカー及びキャビネットを備え、音声再生能力に優れる薄型のスピーカーシステムを提供する。【解決手段】 スピーカーシステムは、振動板および磁気回路を備える動電型スピーカーと、動電型スピーカーを取り付けて振動板の磁気回路側に音響容量となる内部空間を規定するキャビネットと、動電型スピーカーの磁気回路の後端部から離間してキャビネットの対応する位置に取り付けられて磁気回路との間に反発磁界に起因する反発力を発生させる反発磁石と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、動電型スピーカーおよびキャビネットを備え、音声再生能力に優れる薄型のスピーカーシステムに関する。

音声を再生する動電型スピーカーを取り付ける音響機器においては、動電型スピーカーを取り付けるキャビネットを含めたスピーカーシステムが占める空間を小型化することが要望されている。特に、波長の長い低音域を再生するスピーカーシステムないしサブウーファーにおいては、音響容量を規定するキャビネットを小型化するのは基本的に容易ではないという問題がある。スピーカーシステムでは、密閉型キャビネット、バスレフ（位相反転）型キャビネットに関わらず、キャビネットの音響容量が小さいと、動電型スピーカーの低音限界周波数を規定する最低共振周波数ｆ０が高くなってしまうからである。

また、スピーカーシステムのキャビネットを小型化するのにあたり、略直方体状のキャビネットの一方向（厚み方向、高さ方向）での寸法を相対的に短くした薄型キャビネットを採用したスピーカーシステムが存在する（特許文献１）。ただし、その場合には、他の方向での寸法が反対に長くなり、スピーカーのキャビネットとしての強度が不足して、広いバフル面が共振するという問題を生じる場合がある（特許文献２）。動電型スピーカーを備えるスピーカーシステムのキャビネットの剛性を確保するには、前後のバフル面を補強部材で連結する、動電型スピーカーの磁気回路を支持するようにキャビネットの一部に連結する、等の対策が従来から採用されている。

また、動電型スピーカーでは、磁気回路の防磁および磁気空隙での磁束密度の向上を図って、反発磁石（またはキャンセルマグネット）を磁気回路に取り付けることがある。スピーカーシステムにおいては、キャビネットに何らかの磁石が取り付けられている先行技術が存在するものの（特許文献３）、通常の場合には、反発磁石は動電型スピーカーの磁気回路に取り付けられて、キャビネットに取り付けられることは無い。

特許第４９２３６５７号公報 特開昭６０−１９３９２号公報 特開２００５−２７２８６号公報

しかしながら、薄型キャビネットを採用したスピーカーシステムにおいて、キャビネットの剛性を確保するに前後のバフル板を補強部材で連結する、動電型スピーカーの磁気回路をキャビネットの一部に連結する、等の従来の対策を採用すると、製造工程が複雑になりコスト上昇を招くという問題がある。薄型キャビネットの強度が不足する場合には、上記のように広い前面バフルまたは背面バフルが共振して、音圧周波数特性にピークディップが生じて、再生音質が低下するという問題を生じる場合がある。

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動電型スピーカー及びキャビネットを備え、音声再生能力に優れる薄型のスピーカーシステムを提供することにある。

本発明のスピーカーシステムは、振動板および磁気回路を備える動電型スピーカーと、動電型スピーカーを取り付けて振動板の磁気回路側に音響容量となる内部空間を規定するキャビネットと、動電型スピーカーの磁気回路の後端部から離間してキャビネットの対応する位置に取り付けられて磁気回路との間に反発磁界に起因する反発力を発生させる反発磁石と、を備える。

好ましくは、本発明のスピーカーシステムは、キャビネットが、動電型スピーカーが取り付けられる前面バフルと、反発磁石が取り付けられる背面バフルと、前面バフルおよび背面バフルを連結する側面バフルと、を有する。

好ましくは、本発明のスピーカーシステムは、動電型スピーカーが、ボイスコイルが規定する空間の外側に環状磁石を配置する外磁型磁気回路であり、反発磁石が、外磁型磁気回路の環状磁石と略相似形の環状磁石であり、外磁型磁気回路に対して略同心円上に配置してキャビネットに取り付けられる。

好ましくは、本発明のスピーカーシステムは、キャビネットが、反発磁石を背面バフルに取り付ける取付部材を有し、取付部材が、動電型スピーカーの磁気回路の後端部から反発磁石までの離間距離を変更する離間距離調整機構を有する。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明のスピーカーシステムは、振動板および磁気回路を備える動電型スピーカーと、動電型スピーカーを取り付けて振動板の磁気回路側に音響容量となる内部空間を規定するキャビネットと、を備える。さらに、このスピーカーシステムは、動電型スピーカーの磁気回路の後端部から離間してキャビネットの対応する位置に取り付けられる反発磁石を備える。反発磁石を設けることで、スピーカーシステムは、漏洩磁束が少なくなり、また、磁気回路の磁気空隙での磁束密度が高まり、その結果、再生音圧レベルを高めることができるという利点がある。

キャビネットに取り付けられた反発磁石は、動電型スピーカーの磁気回路との間に反発磁界に起因する反発力を発生させるので、補強部材を用いる、磁気回路を支持するようにキャビネットの一部に連結する、といった先行技術のような方法を採らずに動電型スピーカーを備えるスピーカーシステムのキャビネットの剛性を確保することができる。反発磁界に起因する反発力は、補強部材を用いるような場合に比べて作用する力が小さいものの、キャビネットの振動を抑制するには十分に剛性を向上させることができる。

特に、キャビネットが、動電型スピーカーが取り付けられる前面バフルと、反発磁石が取り付けられる背面バフルと、前面バフルおよび背面バフルを連結する側面バフルと、を有する場合には、薄型のスピーカーシステムを実現する場合に広い面積を有しやすい前面バフルおよび背面バフルとの間に、反発磁界に起因する反発力を作用させるので、それぞれ前面バフルおよび背面バフルの振動を抑制して、共振が生じるのを抑制することができる。薄型のスピーカーシステムでは、前面バフルおよび背面バフルの振動が再生音質に影響を与える割合が相対的に高くなるので、再生音質を高めるのに非常に効果的である。

また、動電型スピーカーが、ボイスコイルが規定する空間の外側に環状磁石を配置する外磁型磁気回路である場合には、反発磁石が、外磁型磁気回路の環状磁石と略相似形の環状磁石であり、外磁型磁気回路に対して略同心円上に配置してキャビネットに取り付けられるようにするのが好ましい。外磁型磁気回路は、漏洩磁束が多いので、反発磁石を略同心円上に配置すれば、所望の反発力を作用させ易いからである。また、動電型スピーカーに直接取り付けるような反発磁石と同様の磁石を利用できるので、製造コスト的に有利であり、前後のバフル板を補強部材で連結する、動電型スピーカーの磁気回路をキャビネットの一部に連結する、等の従来の対策を採用するよりも、製造工程が簡単でコスト上昇を抑制することができる。

また、キャビネットが、反発磁石を背面バフルに取り付ける取付部材を有しており、取付部材が、動電型スピーカーの磁気回路の後端部から反発磁石までの離間距離を変更する離間距離調整機構を有していれば、離間距離を調整することで所望の反発力を作用させることがさらに容易になるという利点がある。

本発明のスピーカーシステムは、動電型スピーカー及びキャビネットを備え、音声再生能力に優れる薄型のスピーカーシステムを提供することができる。

本発明のスピーカーシステム１を説明する斜視図である。（実施例１）

以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１を説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、スピーカーシステム１の正面図であり、図１（ｂ）は、スピーカーシステム１の構成を説明する側面Ｂ−Ｂ’断面図であり、図１（ｃ）は、スピーカーシステム１の内部構造を一部で透明視させた背面図である。なお、図１では、説明に不要な一部の部品・構造を除いて図示している。

本実施例のスピーカーシステム１は、口径約２０ｃｍの動電型スピーカー１０を比較的に薄型の略直方体状のキャビネット２に取り付けて構成したサブウーファーである。キャビネット２は、動電型スピーカー１０の振動板が振動する方向でもある厚み方向の寸法を相対的に短くする一方で、横方向の寸法を相対的に長くしてキャビネット２の内部空間の体積を大きくして、波長の長い低音域を再生するのに望ましい音響容量を確保している。本実施例の場合には、キャビネット２には、バスレフダクト４が取り付けられており、サブウーファーに適したバスレフ（位相反転）型キャビネットを構成している。

キャビネット２は、動電型スピーカー１０が円孔に取り付けられる前面バフル２１と、後述する反発マグネット３が取り付けられる背面バフル２２と、前面バフル２１と背面バフル２２とを連結する側面バフルである天面板２３および側面板２４および底面板２５および側面板２６と、から構成されている。本実施例のキャビネット２は、厚み１２ｍｍの中密度繊維板（ＭＤＦボード（Medium Density Fiberboard））を利用している。なお、バスレフダクト４は、側面板２４に取り付けられているが、キャビネット２の他の面に取り付けられていてもよく、また、密閉型キャビネットを構成する場合には、省略されていてもよい。

動電型スピーカー１０は、コーン形状の振動板１２および外磁型の磁気回路１４を有する動電型スピーカーである。振動板１２は、エッジによってその外周端を支持されており、エッジの外周端は、フレーム１１に固定されている。また、フレーム１１は、コーン形状の振動板１２に対応した略バスケット状であり、フレーム１１の背面側の開口部分に磁気回路１４が固定される。振動板１２の内周側端部には、背面側から略円筒形状のボイスコイル１３が連結する。ボイスコイル１３は、筒状のボビンに対してコイルが巻回されており、（図示しない）錦糸線（またはリード線）に接続されて音声信号が供給される。

本実施例の動電型スピーカー１０の磁気回路１４は、ボイスコイル１３が規定する空間の外側に配置される環状のマグネット１５を含む外磁型磁気回路である。磁気回路１４は、環状のマグネット１５と、マグネット１５の上面側に連結する環状のトッププレートと、マグネット１５の下面側に連結するアンダープレートを含むポールピースと、から構成される。磁気回路１４は、トッププレートとの内周部と、突出したポールピースの側壁部との間に円環状の磁気空隙を形成する。磁気空隙には、高い磁束密度を示す磁界が形成されるので、この動電型スピーカー１０では、ボイスコイル１３のコイルが、この磁気空隙に配置される。ボイスコイル１３のコイルに音声信号が供給されると、磁界中のボイスコイル１３は駆動力を受けるので、フレーム１１および磁気回路１０に対してダンパー及びエッジにより振動可能に支持された振動板１２が振動して、その結果、音声を再生することができる。

動電型スピーカー１０は、フレーム１１に設けられる（図示しない）フレーム取付孔に（図示しない）ネジを挿通し、これらのネジを前面バフル２１にネジ止めすることでキャビネット２に取り付ける。したがって、動電型スピーカー１０の振動板１２の前後の空間が隔てられて、振動板１２の磁気回路１４側に音響容量となる内部空間を規定するので、波長の長い低い周波数の音波が干渉により打ち消されなくなり、スピーカーシステム１は低音域を再生可能になる。

また、キャビネット２の背面バフル２２には、反発マグネット３が取り付けられる。反発マグネット３は、動電型スピーカー１０の外磁型の磁気回路１４が含むマグネット１５と略相似形の環状磁石である。反発マグネット３は、背面バフル２２に接着剤、または、他の固定部材を介して取り付けられ、その位置は、動電型スピーカー１０の磁気回路１４の後端部から所定寸法ｄ以上の距離を離間し、かつ、そのマグネット１５に対して略同心円上に配置されている。

また、反発マグネット３は、動電型スピーカー１０の磁気回路１４との間に反発磁界に起因する反発力を発生させるように、磁気回路１４のマグネット１５とは反対方向に着磁されている。例えば、動電型スピーカー１０の磁気回路１４のマグネット１５が、振動板１２側が設けられている前面側をＮ極とし、その反対の背面側をＳ極となるように着磁している場合には、磁気回路１４の背面側にはＳ極側の漏洩磁束が発生する。したがって、反発マグネット３は、動電型スピーカー１０の磁気回路１４の背面側に対峙する面をＳ極として、反対の背面バフル２２に連結する面をＮ極となるように着磁して、キャビネット２に対して固定する。そのようにすることで、反発マグネット３は、動電型スピーカー１０の磁気回路１４との間に反発磁界に起因する反発力を発生させることができる。なお、動電型スピーカー１０の磁極が反対の場合には、反発マグネット３の磁極を反対にすればよい。

動電型スピーカー１０の磁気回路１４と反発マグネット３との間に反発磁界に起因する反発力が発生すると、動電型スピーカー１０が取り付けられている前面バフル２１と、反発マグネット３が取り付けられている背面バフル２２と、の間に相互に離れようとする力が作用する。そうすると、広い面積を有する前面バフル２１および背面バフル２２のほぼ中央付近に、キャビネット２の内側から外側へ膨らませるような力がキャビネット２の剛性を確保するように働くことになり、その結果、キャビネット２に生じる振動を抑制するには十分に剛性を向上させることができる。

特に、薄型のキャビネット２を備えるスピーカーシステム１では、前面バフル２１および背面バフル２２の振動が再生音質に影響を与える割合が相対的に高くなるので、本実施例のように反発マグネット３を設けることは、再生音質を高めるのに非常に効果的である。また、反発マグネット３を設けることで、動電型スピーカー１０の磁気回路１４は、漏洩磁束が少なくなり、さらに、磁気回路１４の磁気空隙での磁束密度が高まる。その結果、スピーカーシステム１は、再生音圧レベルを高めることができるという利点がある。

また、本実施例のように、動電型スピーカー１が外磁型の磁気回路１４を備える場合には、反発マグネット３を環状のマグネット１５と略相似形の環状磁石にして、磁気回路１４に対して略同心円上に配置してキャビネット２に取り付けられるようにするのが好ましい。外磁型の磁気回路１４は、漏洩磁束が多いので、反発マグネット３を略同心円上に配置すれば、所望の反発力を離間距離ｄを調整することだけで作用させることができるからである。また、動電型スピーカー１に直接取り付けるようなキャンセルマグネットと同様の反発磁石３として利用できるので、製造コスト的に有利である。前後のバフル板を補強部材で連結する、動電型スピーカーの磁気回路をキャビネットの一部に連結する、等の従来の対策を採用するよりも、製造工程が簡単でコスト上昇を抑制することができる。

ただし、動電型スピーカー１０の磁気回路１４の後端部と、反発マグネット３との離間距離ｄは、所定寸法よりも大きすぎて離れすぎていると反発力が小さくなり、所定寸法よりも小さすぎて近すぎると反発力ではなくて引力として作用してしまう。したがって、間に作用する反発力を最大化するような最適な距離ｄを設定するのが好ましい。

好ましくは、反発マグネット３をキャビネット２の背面バフル２２に取り付ける固定部材を設けて、反発マグネット３の位置を移動可能にして、動電型スピーカー１０の磁気回路１４の後端部との離間距離ｄを、調整可能にするのがよい。反発マグネット３の固定部材には、一方側をキャビネット２の背面バフル２２に取り付けて、反発マグネット３に取り付ける他方側をネジ等により移動可能にして、ネジを回転させて離間距離ｄを、調整可能にすればよい。

また、上記の実施例のキャビネット２は、中密度繊維板を利用しているが、他の材質のキャビネット部材であってもよく、好ましくは、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂、または、他の樹脂部材であってもよい。

また、上記の実施例の動電型スピーカー１０は、円形のコーン形状の振動板を備える場合であるが、長径方向に比べて短径方向が短い細長形のスピーカーにも、適用可能である。取り付けられるキャビネットが広い面積を有する小型のスピーカーの場合に、キャビネットが振動して再生音質を低下させるという好ましくない減少を少なくすることができ、動作の安定したスピーカーを実現できる。

本発明のスピーカーシステムは、サブウーファー、小型のスピーカーのみならず、中高音を再生するスピーカーシステムにも適用が可能である。

１ スピーカーシステム
２ キャビネット
３ 反発マグネット
４ バスレフダクト
１０ 動電型スピーカー
１１ フレーム
１２ 振動板
１３ ボイスコイル
１４ 磁気回路
１５ マグネット
２１ 前面バフル
２２ 背面バフル
２３ 天面板
２４、２６ 側面板
２５ 底面板

Claims (4)

1. 振動板および磁気回路を備える動電型スピーカーと、該動電型スピーカーを取り付けて該振動板の該磁気回路側に音響容量となる内部空間を規定するキャビネットと、該動電型スピーカーの該磁気回路の後端部から離間して該キャビネットの対応する位置に取り付けられて該磁気回路との間に反発磁界に起因する反発力を発生させる反発磁石と、を備える、スピーカーシステム。
2. 前記キャビネットが、前記動電型スピーカーが取り付けられる前面バフルと、前記反発磁石が取り付けられる背面バフルと、該前面バフルおよび該背面バフルを連結する側面バフルと、を有する、
   請求項１に記載のスピーカーシステム。
3. 前記動電型スピーカーが、ボイスコイルが規定する空間の外側に環状磁石を配置する外磁型磁気回路であり、前記反発磁石が、該外磁型磁気回路の該環状磁石と略相似形の環状磁石であり、該外磁型磁気回路に対して略同心円上に配置して前記キャビネットに取り付けられる、
   請求項１又は２に記載のスピーカーシステム。
4. 前記キャビネットが、前記反発磁石を前記背面バフルに取り付ける取付部材を有し、該取付部材が、前記動電型スピーカーの前記磁気回路の前記後端部から該反発磁石までの離間距離を変更する離間距離調整機構を有する、
   請求項２または３に記載のスピーカーシステム。
   

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