JP2016144007A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型ないし薄型のキャビネットであっても、低音を豊富に含む音の再生時の再生音の品質が悪くなりにくいスピーカ装置を提供すること。
【解決手段】スピーカ装置（１）において、スピーカユニット（１０）を取り付けるキャビネット（２０）と、キャビネット（２０）の外壁に取り付けられ外部開口（３１）からキャビネット（２０）の内部空間（２０ｉ）に向かって形成されるバスレフポート（３０）と、を有し、キャビネット（２０）の内壁のうちバスレフポート（３０）の内部開口（３２）と対向する部分には、内側に突出する内部突起（２２）が形成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘルムホルツ共鳴現象を利用して低音域を効率よく再生するバスレフ型のスピーカ装置に関する。

従来、低音再生に優れるスピーカ装置として、いわゆるバスレフ型スピーカ装置が知られている。バスレフ型スピーカ装置は、スピーカ装置を構成するキャビネットの一部にポートを設けることでヘルムホルツ共鳴器とし、これによるヘルムホルツ共鳴現象を利用して低音域を効率よく再生可能にしたスピーカ装置である。

特開２００７−２７４３１３号公報

バスレフ型スピーカ装置では、ヘルムホルツ共鳴により同じ容積の密閉型スピーカ装置より低い音まで再生できるが、そのために、低音再生時にはバスレフポートに空気が高速に出入りする。キャビネットを薄型化したり小型化して設計した場合には、ポートの内部開口とキャビネットの内部の壁面（内壁）との距離が充分に取れず、低音再生時に、ポートを介してキャビネット内部に入った空気流がキャビネット内壁に衝突して、そのエネルギーでキャビネットの壁面が振動してしまい、再生音に悪影響を及ぼしてしまうことがあった。

本発明はこの点に鑑みてなされたものでありその目的は、小型ないし薄型のキャビネットであっても、低音を豊富に含む音の再生時の再生音の品質が悪くなりにくいスピーカ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかるスピーカ装置（１）は、スピーカユニット（１０）を取り付けるキャビネット（２０）と、キャビネット（２０）の外壁（２１）に取り付けられ外部開口（３１）からキャビネット（２０）の内部空間（２０ｉ）に向かって形成されるバスレフポート（３０）と、を有し、キャビネット（２０）の内壁のうちバスレフポート（３０）の内部開口（３２）と対向する部分には、内側に突出する内部突起（２２）が形成されることを特徴とする。また、内部突起（２２）を配設する位置は、バスレフポート（３０）の外部開口（３１）から内部開口（３２）への延長線上にするとよい。

このように、キャビネット（２０）の内壁のうち、バスレフポート（３０）の内部開口（３２）に対向する位置に内部突起（２２）を配設すれば、外部開口（３１）から入って内部開口（３２）から放出される空気が内部突起（２２）に当たる。これにより放出された空気が分散する。空気を分散することで空気圧を分散させることができ、キャビネット（２０）内壁へ与える衝撃を緩和することができる。また、内部突起（２２）があることで、外壁（２１）の内部開口（３２）に対向する部分の剛性を高めることができる。これにより、キャビネット（２０）内壁の振動を抑制することができ、低音を豊富に含む音の再生時の再生音の品質を向上させることができる。

また、上記スピーカ装置（１）において、内部開口（３２）から内部突起（２２）の頂部（２２ａ）までの距離を内部開口（３２）の直径よりも大きくなるように構成するとよい。このように構成することにより、内部開口（３２）から放出される空気は、内部開口（３２）とキャビネット（２０）の内壁との間で滞留することなく、円滑に内部空間（２０ｉ）で拡散する。これにより、キャビネット（２０）内壁の振動が確実に抑制され、再生音の品質を向上することができる。

また、上記スピーカ装置（１）は、内部突起（２２）を、中腹部（２２ｂ）の高さが頂部（２２ａ）に向かって裾野部（２２ｃ）から徐々に高くなるように形成するとよい。これにより、内部開口（３２）から放出される空気が頂部（２２ａ）から裾野部（２２ｃ）に向かって徐々に内部突起（２２）の外部方向に拡散するため、空気をキャビネット（２０）の内部空間（２０ｉ）に円滑に導くことができる。

また、上記スピーカ装置（１）において、内部突起（２２）の表面に角部が形成されないように滑らかに形成するとよい。内部突起（２２）に角部がないことにより、内部開口（３２）から放出された空気の流れが角部に当たって乱れることを防止するため、空気をキャビネット（２０）の内部空間（２０ｉ）に円滑に導くことができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるスピーカ装置によれば、小型ないし薄型のキャビネットであっても、低音を豊富に含む音の再生時に、その再生音の品質が悪くなりにくいスピーカ装置を提供することができる。

スピーカ装置の全体図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は下断面図である。 内部突起とその周辺構造を示す拡大図である。 バスレフポートの配置の変形例を示す図で、（ａ）はバスレフポートの外部開口を天面壁に固定した状態の例、（ｂ）はバスレフポートの外部開口を背面壁に固定した状態の例を示す図である。 内部突起の変形例を示す図で、（ａ）は外壁を内部突起と同様に内部側に窪ませて構成した例、（ｂ）は頂部の断面径を小さく構成した例、（ｃ）は頂部の断面径を大きく構成した例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明のスピーカ装置１を説明する。図１は、スピーカ装置の全体図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は下断面図である。図１に示すスピーカ装置１は、スピーカユニット１０と、スピーカユニット１０を取り付けるキャビネット２０を有する。また、スピーカユニット１０の取り付け箇所とは異なるキャビネット２０の壁面には、バスレフポート３０が取り付けられる。次に、各部の構成を詳細に説明する。

スピーカユニット１０は、コーン状の振動板１１を有し、図示しないアンプから供給される音信号で電気磁気的にその振動板１１を駆動して振動させることによって音を発生する部材である。スピーカユニット１０は、キャビネット２０の前面壁２１Ａに形成される孔に対して取り付けられている。

本実施形態のキャビネット２０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピーカユニット１０とバスレフポート３０とを固定する。キャビネット２０のスピーカユニット１０及びバスレフポート３０の取り付け位置以外は外壁２１で覆われている。このため、外壁２１の内部には、音響空間となる中空の内部空間２０ｉが形成される。ここでは、キャビネット２０の材質は、成形性に優れた樹脂製とするが、木製等、他の素材であってもよい。

本実施形態においては、スピーカユニット１０とバスレフポート３０とをいずれも前面壁２１Ａに固定した。また、前面壁２１Ａにおいて、スピーカユニット１０を上方に、バスレフポート３０を下方に並列して固定した。なお、スピーカユニット１０及びバスレフポート３０の配置は、これらに限るものではなく、外壁２１のいずれの箇所にバスレフポート３０を固定してもよい。また、スピーカユニット１０に対するバスレフポート３０の相対位置も、装置構成によって適宜変更可能である。

バスレフポート３０は、外部開口３１と内部開口３２とを結ぶ管路３３とからなる。バスレフポート３０は、その外部開口３１がキャビネット２０の外壁２１の前面壁２１Ａに取り付けられ、内部空間２０ｉに向かって延設されることで、キャビネット２０の内部と外部を連通する筒状の部材である。ヘルムホルツ共鳴時、バスレフポート３０は、スピーカユニット１０が前面に放出する音波の位相と同位相で、キャビネット２０内の音響空間に発生する低音の音波を外部開口３１から放出する。

キャビネット２０とバスレフポート３０は、いわゆるヘルムホルツ共振器を形成する。ここで、ヘルムホルツ共振器とは、キャビネット２０とバスレフポート３０に存在する空気が、ばねとおもりの役目をして単振動を起こす空気の共振現象を利用したものである。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、このキャビネット２０は、それが小型ないし薄型に設計されたのに伴い、バスレフポート３０の内部開口３２と、その開口から放出される空気がぶつかる内壁との距離が短くなっている。そして、キャビネット２０の内壁のうち、バスレフポート３０の内部開口３２と対向する部分には、内側に突出する内部突起２２が形成される。本実施形態のように、バスレフポート３０が直管形状で、外部開口３１と内部開口３２とが直線状に配置される場合には、内部突起２２は、外部開口３１から内部開口３２への延長線上に配設される。また、内部突起２２とバスレフポート３０との位置関係は、図１（ｃ）に示すように、内部開口３２から内部突起２２の頂部２２ａまでの距離が、最低でも、内部開口３２の直径Ｒ（開口径）程度になるように構成される。

次に、内部突起２２の形状について説明する。図２は、内部突起２２とその周辺構造を示す拡大図である。内部突起２２は、裾野部２２ｃから頂部２２ａに向かって徐々に中腹部２２ｂが高くなるような山形に構成される。また、内部突起２２は、頂部２２ａ、中腹部２２ｂ、及び裾野部２２ｃのすべての箇所において、角部が形成されないように表面が滑らかに形成される。なお、本実施形態で頂部２２ａと中腹部２２ｂとの境界は、断面における変曲点となる箇所とする。

以上の構成により、低音再生時に、バスレフポート３０の管路３３を通じて内部開口３２から内部空間２０ｉに空気Ａが放出されると、放出された空気Ａは管路３３の形状に沿って、外壁２１のうち背面壁２１Ｃに向かう。このとき、内部開口３２と対向する位置には内部突起２２が配設されているため、空気Ａは図中の矢印方向に導かれ、背面壁２１Ｃにはあまり力を及ぼすことなく、内部空間２０ｉに拡散していく。また、内部突起２２があることにより背面壁２１Ｃの厚みが増したり突起２２がリブとして機能したりするため、空気Ａがぶつかる部分の剛性が高まる。これにより、放出された空気Ａによる背面壁２１Ｃの振動が抑制される。

以上説明したように、本実施形態のスピーカ装置１は、スピーカユニット１０を取り付けるキャビネット２０と、キャビネット２０の外壁２１に取り付けられ外部開口３１からキャビネット２０の内部空間２０ｉに向かって形成されるバスレフポート３０と、を有し、キャビネット２０の内壁のうちバスレフポート３０の内部開口３２と対向する部分には、内側に突出する内部突起２２が形成されることを特徴とする。また、バスレフポート３０の管路３３が直管の場合には、内部突起２２を配設する位置は、バスレフポート３０の外部開口３１から内部開口３２への延長線上にするとよい。

このように、キャビネット２０の内壁のうち、バスレフポート３０の内部開口３２に対向する位置に内部突起２２を配設すれば、外部開口３１から入って内部開口３２から放出される空気が内部突起２２に当たる。これにより放出された空気が分散する。空気を分散することで空気圧を分散させることができ、キャビネット２０内壁へ与える衝撃を緩和することができる。また、内部突起２２があることで、外壁２１の内部開口３２に対向する部分の剛性を高めることができる。これにより、キャビネット２０内壁の振動を抑制することができ、低音を豊富に含む音の再生時の再生音の品質を向上させることができる。

また、上記スピーカ装置１において、内部開口３２から内部突起２２の頂部２２ａまでの距離を、最低でも、内部開口３２の直径Ｒ程度は確保されるように構成するとよい。このように構成することにより、内部開口３２から放出される空気は、内部開口３２とキャビネット２０の内壁との間で滞留することなく、円滑に内部空間２０ｉで拡散する。これにより、キャビネット２０内壁の振動がより確実に抑制され、再生音の品質を向上することができる。

また、上記スピーカ装置１は、内部突起２２は、中腹部２２ｂの高さが、頂部２２ａに向かって裾野部２２ｃから徐々に高くなるように形成するとよい。これにより、内部開口３２から放出される空気が頂部２２ａから裾野部２２ｃに向かって徐々に内部突起２２の外部方向に拡散するため、空気をキャビネット２０の内部空間２０ｉに円滑に導くことができる。

また、上記スピーカ装置１において、内部突起２２の表面に角部が形成されないように滑らかに形成するとよい。内部突起２２に角部がないことにより、内部開口３２から放出された空気の流れが角部に当たって乱れることを防止するため、空気をキャビネット２０の内部空間２０ｉに円滑に導くことができる。

〔他の実施形態〕
前述の実施形態においては、バスレフポート３０がスピーカユニット１０と同じ前面壁２１Ａに取り付けられたが、これに限るものではない。図３は、バスレフポート３０の配置の変形例を示す図で、（ａ）はバスレフポート３０の外部開口３１を天面壁２１Ｂに固定した状態の例、（ｂ）はバスレフポート３０の外部開口３１を背面壁２１Ｃに固定した状態の例を示す図である。すなわち、図３（ａ）に示すように、スピーカユニット１０を前面壁２１Ａに固定し、バスレフポート３０の外部開口３１を天面壁２１Ｂに固定した場合、バスレフポート３０の内部開口３２と対向する底面壁２１Ｄに内部突起２２を形成する。また、図３（ｂ）に示すように、スピーカユニット１０を前面壁２１Ａに固定し、バスレフポート３０の外部開口３１を背面壁２１Ｃに固定した場合、バスレフポート３０の内部開口３２と対向する前面壁２１Ａに内部突起２２を形成する。

前述の実施形態においては、内部突起２２の形状を、中腹部２２ｂの傾斜が略一定の傾斜角を有するものとしたが、内部突起２２の形状はこれに限られるものではない。図４は、内部突起２２の変形例を示す図で、（ａ）は外壁２１を内部突起２２と同様に内部側に窪ませて構成した例、（ｂ）は頂部の断面径を小さく構成した例、（ｃ）は頂部の断面径を大きく構成した例を示す図である。図４（ａ）に示すように、内部突起２２を有する部分の外壁２１を内部側に窪ませてもよい。この場合、剛性を保つために、窪ませる部分の厚みを外壁２１の平均肉厚以上にすることが好ましい。また、図４（ｂ）または（ｃ）に示すように、内部突起２２の頂部２２ａの径の大きさは、内部空間２０ｉの大きさや共振周波数や内部開口３２から内部突起２２までの距離に応じて適宜異ならせて構成することができる。

前述の実施形態においては、スピーカ装置として、低音から高音用まで一種類のスピーカユニットで再生するフルレンジのスピーカ装置を例示して説明したが、これに限るものではない。例えば、音域を２分割またはそれ以上に分割して分割した音域ごとにスピーカユニットを配設する、いわゆるマルチレンジのスピーカ装置に対しても、本発明は適用することができる。

前述の実施形態においては、スピーカ装置のキャビネットの形状を直方体としたがこれに限られるものではなく、他の形状でもよい。また、キャビネットとバスレフポートを別体としたが、これに限るものではなく、キャビネットとバスレフポートとを一体成形してもよい。

また、突起の形状は略円錐体状に限らず、その頂部から内部開口までの距離を、内部開口の径程度となるように確保し、全体としてなめらかに隆起する形状であれば、任意の形状としてよい。突起を内部開口から見た場合に内部開口の断面形状と相似した形状に限らず、例えば、断面形状を上記したいずれの実施形態のもののように構成し、かつ内部開口と対向する壁面を横断するリブとして形成してもよい。

前述の実施形態においては、バスレフポートの管路を直管状にしたが、これに限られるものではなく、管路が曲がっていてもよい。また、バスレフポートの材質は、樹脂製が成形性、耐久性の面で優れているが、木製や紙製であっても本発明の効果を得ることはできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、バスレフスピーカであって、キャビネット設計の都合上、バスレフポートの内部開口と、その開口部から放出される空気がぶつかる内壁との距離が短くなるものであれば、あらゆるバスレフスピーカに適用可能であり、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１…スピーカ装置、１０…スピーカユニット、１１…振動板、１２…嵌合部、２０…キャビネット、２０ｉ…内部空間、２１…外壁、２１Ａ…前面壁、２１Ｂ…天面壁、２１Ｃ…背面壁、２１Ｄ…底面壁、２２…内部突起、２２ａ…頂部、２２ｂ…中腹部、２２ｃ…裾野部、３０…バスレフポート、３１…外部開口、３２…内部開口、３３…管路、Ａ…空気、Ｒ…直径

Claims (5)

1. スピーカユニットを取り付けるキャビネットと、
   前記キャビネットの外壁に取り付けられ外部開口から前記キャビネットの内部空間に向かって形成されるバスレフポートと、を有し、
   前記キャビネットの内壁のうち前記バスレフポートの内部開口と対向する部分には、内側に突出する内部突起が形成される
   ことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記内部突起は、前記バスレフポートの前記外部開口から前記内部開口への延長線上に配設される
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記内部開口から前記内部突起の頂部までの距離が前記内部開口の直径よりも大きくなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
4. 前記内部突起は、中腹部の高さが、頂部に向かって裾野部から徐々に高くなるように形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
5. 前記内部突起は、角部が形成されないように表面が滑らかに形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。

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