JP2017208789A - スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】灯篭、道標等の石材による構造物へのスピーカーエンクロージャーの取り付方法を提供する。【解決手段】スピーカーシステムはエンクロージャー２２の外面に突起させたほぞ２３を設け、エンクロジャー２２を取り付ける構造物側にこのほぞサイズに合わせた凹型の溝を設け、この溝にエンクロージャー２２のほぞ２３をはめ込んで接合させることにより、スピーカーユニットとエンクロジャーとの組合わせスピーカーシステムを作成する。【選択図】図１０

Description

本発明はスピーカーシステムを構成する、スピーカーユニット、エンクロージャー、エンクロージャーを取り付ける構造物間の取り付け技術としての構造設計、加工性、表面精度、加工精度、振動制御があり、これらの提供と、特に加工が難しい硬質の木材、金属、石材を使用したときの加工技術と、石材の代表として日本古来よりある灯篭、道標とスピーカー、電子機器類の組み合わせによる新たな活用方法を提供するためのものである。

スピーカーエンクロージャーに石材を用い、この石材を丸いビットで一方向よりあけ、くりぬいた箱を作り、スピーカーを取り付けるが、硬い石材にスピーカユニットを振動の少ない取り付け手段を備えていない課題がある（特許文献１参照）。

スピーカーシステムとしてエンクロージャーにスピーカーユニットを取り付けるが、スピーカユニットフレームの上下振動は制御できるが、スピーカユニットのヨークの上下、左右の振動を制御するこができない課題がある（特許文献２参照）。

スピーカユニットのヨークの外周縁部にエンクロージヤーの取付け用フランジを一体成形するが、エンクロージャー表面より振動板が飛び出てしまう構造となり、表面を平滑にできず、エンクロージヤーグリルが厚くなってしまう課題がある（特許文献３参照）。

エンクロージヤーのバツフルにスピーカーユニツトを取り付けるスピーカー装置であるが、あらかじめエンクロージヤーにバツフルを取り付けておく必要がある課題がある（特許文献４参照）。

石材を使用したスピーカーシステムであるがエンクロージヤーの振動を押えるための、特別な石、金属等の重量物をスピーカー天面に載置固定しなくてはならない課題がある（特許文献５参照）。

所定位置から目標位置までの道標として複数の案内看板を設置しなくてはならない課題がある（特許文献６参照）。

できるだけ音楽鑑賞を妨げることなく、正確な音声案内を行うことができるよう音声案内を行うタイミングが曲間となるようにした音声案内であるが、徒歩用に使用するには連続した音声案内が必要になる課題がある（特許文献７参照）。

特開平０８−２７５２８３号公報 特開２００４−３２０６７０２号公報 実全平０１−０５１３９６号公報 実開昭６２−１１４５８８号公報 実開平０１−０２５２８８号公報 特開２００２−１６９４９４号公報 再表２００９／１４１８５３号公報

スピーカーユニットとエンクロージャーの組み合わせで構成するスピーカーシステムにおいて、エンクロージャーの素材及び構造により箱なり、音質の低下が起きる場合がある。

主にエンクロージャーの素材としては、ＭＤＦ（木の粉状のものを固めたもの）、木材、ラワン単板、ラワン合板、プラスチック、繊維強化プラスチック、金属、石材がある。

硬い素材の木材、繊維強化プラスチック、金属、石材をエンクロージャーとして使用する場合でボルトでスピーカーユニットを接合する場合に表面精度を出すのが難しく、微細な隙間が残り、箱なり、音質の低下が起きる課題がある。

硬い素材の場合はエンクロージャーの表面精度により、ボルトでの接合、あるいは接合面に緩衝材を必要とし、接合したエンクロージャーの微細な振動制御が難しいという課題がある。

スピーカーユニットのフレーム表面からのみのボルトによるスピーカーユニットの接合では、スピーカーユニットの縦方向または横方向の両方向の振動の制御が難しい課題がある。

硬い素材の場合はエンクロージャーのボルト孔より取付ボルトを挿通しスピーカーユニットを接合する場合のボルト孔のひび割れ等が生じやすく、加工が難しく、ボルトの螺合締め付けの強度が弱まってしまう課題がある。

スピーカーユニットとエンクロージャーの接合が不十分で微細な隙間ができると本来の音が出にくく、特に低音が出ないという課題がある。

既存のスピーカーユニットのフレームの縦横サイズとスピーカーユニットを収納するエンクロージャーの開口部の形、縦横サイズがスピーカーユニット毎に異なり、規格化したエンクロージャーを開発することが困難という課題がある。

スピーカーシステムのエンクロージャーを構造物に接合させる時に、高い精度で容易に組み立てるのが困難という課題がある。

スピーカーシステムのエンクロージャーを構造物に強度のある接合が難しく、構造物の振動、雑音を発生させてしまう課題がある。

日本には昔から地域のランドマークとして街角に石材製灯篭があり、夜間は火を灯したり、鐘を鳴らしたりして、人々の生活に役立っていたが、現在ではほとんど活用されていない課題がある。

街角の灯篭をＬＥＤによる照明、アンプ、スピーカーを使用して広報、案内等に、さまざまなな現代技術を使用した利用が可能であるのに活用できていない課題がある。

石材による灯篭にスピーカーシステムを組み込む場合でも石材の加工、スピーカーの取り付け、修理、維持管理が難しいという課題がある。

石材による灯篭にスピーカーシステムを組み込んだ場合にスピーカーから出力される音、音響効果が下がってしまう課題がある。

石材製灯篭と同様に、日本には昔から地域案内のための石材製道標があるが、現在の街の構造、道路事情、交通事情には十分対応できておらず、活用もできていない課題がある。

街角の道標をＬＥＤによる照明、アンプ、スピーカーを使用して街、道案内に、さまざまなな現代技術を使用した利用が可能であるのに活用できていない課題ががある。

本発明に係るスピーカーシステムは正方形あるいは円形のフレームとフレームの内側に継手フランジを設け、このフレーム外径サイズと継手フランジのフレーム外径部よりの距離とサイズを規格化し、この継手フランジのサイズを合わせたエンクロージャー開口接続部に接合させることにより、スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステムを作成する。

本発明に係るスピーカーシステムはエンクロージャーの外面に突起させたほぞを設け、エンクロージャーを取り付ける構造物に、このほぞサイズに合わせた凹型の溝を設け、この溝にエンクロージャーのほぞをはめ込んで接合させることにより、スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステムを作成する。

本発明に係る石材で創られた灯篭に凹型の溝を作成し、この溝にスピーカーエンクロージャーに設けたほぞをはめ込んで接合させることにより、スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステムを作成する。

本発明に係る石材で創られた灯篭に、スピーカーエンクロージャーを接着材を使用して接着する、またはＬ型金具を使用してボルト留めして接合させることにより、スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステムを作成する。

本発明に係る石材で創られた道標に、道路案内図、デジタルサイネージ、太陽電池パネル、タッチパネル、ビーコン、スピーカー、赤外線照射ユニット、赤外線センサーを備え、さまざまな用途を実現させる。

本発明に係る石材で創られた道標に備えられた、ビーコンあるいはデジタルサイネージの電子機器を使用して、スマートフォンに徒歩支援のための視覚障害者用の音楽メロディーナビゲーション機能も備えた徒歩ナビゲーションアプリケーションをダウンロードし使用する。

以上のように本発明によれば、スピーカーユニットとエンクロージャーの組み合わせにおいて、硬い素材の木材、金属、石材を使用したエンクロージャーに対しても、微細な隙間を減少させ、微細な振動の制御ができ箱なり、音質の低下を防ぐ機能を提供することができる。

スピーカーユニットのフレームとフランジによりスピーカーユニットの縦方向または横方向の両方向の振動を制御する機能を提供することができる。

硬い素材の構造体にエンクロージャーを取り付ける時に、構造体のボルト孔のひび割れ、表面精度不足の加工の難しさを、エンクロージャー上に設けたほぞを使用することにより解決できる機能を提供することができる。

スピーカーユニットのフレーム、フランジの規格化によりエンクロージャーの開発を容易にできる機能を提供することができる。

街角の灯篭をＬＥＤによる照明、アンプ、スピーカーを使用して広報、案内等に、さまざまなな現代技術を使用し、特に外国人観光客に対しても灯篭とスピーカーの組み合わせにより日本の情緒も醸しだせる音楽を提供する機能を提供することができる。

街角の道標に組み込んだ道路案内図、デジタルサイネージ、太陽電池パネル、タッチパネル、ビーコン、スピーカー、赤外線照射ユニット、赤外線センサーにより、現在の街の構造、道路事情、交通事情に十分対応でき、多国籍言語にも対応した市街地、観光地、道路経路情報の提供を可能とし、道標地点よりの視覚障害者用の音楽メロディーナビゲーション機能も備えた徒歩移動支援能ナビゲーション機能を提供することができる。

正方形スピーカーユニット・フレームの背面図 正方形スピーカーユニット・フレームの側面図 円形スピーカーユニット・フレームの背面図 スピーカユニットとエンクロージャーの接合側面断面図その１ スピーカユニットとエンクロージャーの接合側面断面図その２ スピーカユニットとエンクロージャーの接合箇所側面断面図 外面に突起したほぞを設けた正方形エンクロージャーの正面図 外面に突起したほぞを設けた丸形エンクロージャーの正面図 エンクロージャーに設けた蟻ほぞ正面図 ほぞを付けた場合のスピーカー付きエンクロージャーの側面断面図 ほぞ付きエンクロージャーを接合した構造体正面図 灯篭の構造図 笠にスピーカユニットとエンクロージャーを接合した正面図 火袋にスピーカユニットとエンクロージャーを接合した正面図 中台にスピーカユニットとエンクロージャーを接合した正面図 竿にスピーカユニットとエンクロージャーを接合した正面図 加工しにくい構造物に対してスピーカエンクロージャーを接着する場合の側面断面図 構造物に対してスピーカエンクロージャーの接合をより強くするためにＬ型金具で補強する場合の側面図 スピーカユニットとエンクロージャーを組み込んだ道標正面図 GPS位置情報とメロディーによる道案内アプリケーション説明図

第１実施形態に係るスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせたスピーカーシステムの実施形態の側面断面図を図４と図５に示す。

図４はスピーカー・フレーム６をエンクロージャー壁面９の上に取り付ける実施例で、図５はエンクロージャー壁面にバッフルを設けて、エンクロージャー壁面内に納めるように取り付けた実施例を示す。

スピーカー・フレーム６に取り付けるスピーカーユニット５は、スピーカユニットとヨーク１０のように、絶えず音楽や音声電気信号を物理振動に変えているために、絶えずヨークにも振動が発生しており、スピーカユニットとヨークが共にフランジ３に接触しているように結合させ、箱なり等のエンクロージャーの縦横振動を制御する。

正方形スピーカーユニット・フレームの背面図を図１、側面図を図２、丸形スピーカーユニット・フレームの背面図を図３に示す。スピーカーユニット・フレーム１にはフレーム外径２より一定の距離を置いてフランジ３とボルト穴４を設ける。このスピーカーユニット・フレームはボルト８によりエンクロージャー壁面１２に接合する。スピーカーユニット・フレームにより縦方向の揺れ１４、フランジにより横方向の揺れ１３を制御する。スピーカーユニット取り付けの汎用性を持たせるために、フレーム外径とフランジ外径サイズの規格化を行い標準化を図る。これによりエンクロージャーに差し込むスピーカーユニットの開口部も規格に合わせて精密に開けることができ振動が少なく、箱なりの少ない高性能のスピーカーシステムを作る。

第２実施形態に係る要求される音質に合わせた材質よりなる構造物にエンクロージャーを取り付けるためのエンクロージャー外壁４箇所にほぞ１７及び２０を設けた正方形エンクロージャーの正面図を図７に、丸形エンクロージャーの正面図を図８に、ほぞによる接合性を高め、抜けにくくするために蟻ほぞ２１を１箇所に設けた正方形エンクロージャーの正面図を図９に示す。ほぞの設置個数は１〜４箇所まで任意の箇所に設ける。

スピーカエンクロージャーを取り付ける構造体の素材にはＭＤＦ（木の粉状のものを固めたもの）、木材、ラワン単板、ラワン合板、プラスチック、繊維強化プラスチック、金属、石材がある。

上壁面ににほぞを２３設けたエンクロージャーの側面図を図１０に示す。構造体２５の上壁面と内部下壁面にほぞ付きたエンクロージャーを取り付けた構造体正面図を図１１に示す。エンクロージャーのほぞ２８を構造体２５に差し込むための切り込みを設けておき、ほぞ付きたエンクロージャーを差し込んで接合させる。

精密度の高いほぞ付き正方形エンクロージャー又は丸形エンクロージャーは3Ｄプリンターを使用して成型して制作する。同様に精密度の高いほぞ付き構造体及び構造体天板は3Ｄプリンターを使用して成型して制作する。

スピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステムを取り付ける石材による灯篭の構造図を図１２に示す。灯篭は上から宝珠３０、笠３１、火袋３２、中台３３、竿３４、地輪３５より構成される。

スピーカユニットとエンクロージャーを灯篭の笠部に接合した正面図を図１３に、灯篭の火袋に接合した正面図を図１４に、灯篭の中台に接合した正面図を図１５に、灯篭の竿部に接合した正面図を図１６に示す。それぞれステレオスピーカとして２セットづつを取り付けているが、モノスピーカーの場合は１セットづつを取り付ける。

灯篭に接合したステレオスピーカにより音楽、街並み、しんしんと降る雪、玉砂利を踏んで歩く音、梵鐘を撞き鳴らし鳴らす音等のような日本情緒の音の音源をエンコードして変換した3Ｄサウンドを提供する。

加工しにくい硬質木材、金属、石材よりなる構造物に対してスピーカエンクロージャーを接合する場合は、第２実施形態のように、エンクロージャー外壁にほぞを設け、エンクロージャーのほぞを構造体に差し込むための切り込みを設け、ほぞ付きたエンクロージャーを差し込んで接合させる。

石材による灯篭を構成する笠、火袋、中台、竿のいずれかの構造物箇所にスピーカーエンクロージャーを取り付ける時に、石材への切り込みを設けたり、構造物の表面精度が出しにくい時に、外面に突起させたほぞを使用する代わりに、接着材により結合させる場合の側面断面図を図１７に示す。接着剤３８によりエンクロージャー２２と加工しにくい構造物３７を接着して接合する。

石材による灯篭の構造物箇所にスピーカーエンクロージャーを取り付ける時に、石材への切り込みを設けたり、構造物の表面精度が出しにくい時に、接合をより強くするためにＬ型金具で補強する場合の側面図を図１８に示す。Ｌ型金具３９を使用してエンクロージャー２２と加工しにくい構造物３７の両方にボルト８を使用して結合させる。

道案内のための硬質木材、金属、石材を使用した頭頂部４１と柱部よりなる道標４０の、頭頂部に道路案内図４２、太陽電池パネル４３、目的地の選択、デジタルサイネージ処理のための選択のために使用するタッチパネル４４、スピーカーエンクロージャー４７を取り付け、柱部にタッチ式ディスプレイ装置を備えたデジタルサイネージ４５、電波により情報を送受信するビーコン４６、人、車等を検知するための赤外線照射ユニット４８、赤外線センサー４９、スピーカーエンクロージャー４７を取り付けた道標表面図を図１９に示す。

道路案内図４２は道標位置からの道路を表示した周辺案内地図よりなる。

太陽電池パネル４３はタッチパネル４４、ビーコン４６のような使用電力の少ない電子機器に電力を供給する。これ以外の電子機器には配線を通して電力を供給する。

目的地の選択、デジタルサイネージ処理のための選択のために使用するタッチパネル４４は道路案内図４２より目的地、道路、多国籍言語よりの言語選択の処理に使用する。

タッチ式ディスプレイ装置を備えたデジタルサイネージ４５はスマートフォンの機能を備え、道標と通行人、観光旅行者等との相互通信によるコミュニケーションに使用する。

電波により情報を送受信するビーコン４６は、絶えず電波を発信続け、ビーコンを検知する機能を備えたスマートフォンを所持している人が近づくと検知し、情報の送受信に使用する。受信したＵＲＬにより、道案内アプリケーション図２０をダウンロードする時にも使用する。

赤外線照射ユニット４８は道標に近づく人や車に赤外線を照射し、その反射光を赤外線センサー４９で受信して人、車を検知するために使用する。

GPS位置情報とメロディーによる道案内スマートフォンアプリケーションの説明図を図２０に示す。

この道案内スマートフォンアプリケーションは道標に備えるビーコン４６又はデジタルサイネージ４５より受信したＵＲＬにより、ダウンロードして使用する。

この案内スマートフォンアプリケーションは目的地と経路を選択して、現在位置より目的地までを、ＧＰＳセンサーにより現在位置情報を取得しながら、（1）経路と進行方向、現在位置を表示する徒歩ナビゲーション、（2）連続写真によるストリートビューナビゲーション、（3）高低差を連続表示する高低差ナビゲーション（4）ウェラブル端末用徒歩ナビゲーション、（5）視覚障害者用の音楽メロディーナビゲーションの５つの目的別ナビゲーションをそなえる。

視覚障害者用の音楽メロディーナビゲーションは視覚障害者のために音声ではなく音楽メロディーとＧＰＳ位置情報を組み合わせた徒歩移動支援ナビゲーションで、道案内の次の目印までを、目印毎に経路の目印内容６０〜７３が識別できるような異なったメロディーを使用し、案内開始から到着までのメロディーを組み合わせ連続した道案内をおこなうアプリケーションよりなる。視覚障害者には音声による道案内では目印までの距離が離れているような時の途中での案内が無い、道なりが続くようなときも途中での案内が無いような時に不安に陥りやすくなり、連続したメロディーによる案内で安心してガイドが受けられる機能を実現する。

１ フレーム
２ フレーム外径
３ フランジ
４ ボルト穴
５ スピーカーユニット
６ フレーム
７ フランジ
８ ボルト
９ エンクロージャー壁面
１０ スピーカユニットとヨーク
１１ フレームとフランジ
１２ エンクロージャー壁面
１３ 横方向の揺れ
１４ 縦方向の揺れ
１５ 正方形スピーカーエンクロージャー
１６ スピーカーユニット
１７ 外面長方形ほぞ
１８ 丸方形スピーカーエンクロージャー
１９ スピーカーユニット
２０ 外面長方形ほぞ
２１ 外面蟻ほぞ
２２ エンクロージャー
２３ 外面に突起したほぞ
２４ スピーカーユニット
２５ 構造体本体
２６ 構造体内部空間
２７ スピーカーシステム
２８ 長方形ほぞ
３０ 宝珠
３１ 笠
３２ 火袋
３３ 中台
３４ 竿
３５ 地輪
３６ スピーカユニットとエンクロージャーの組み合わせ
３７ 加工しにくい構造物
３８ 接着材
３９ Ｌ型金具
４０ 道標
４１ 頭頂部
４２ 道路案内図
４３ 太陽電池
４４ 処理を選択するためのタッチパネル
４５ タッチ式ディスプレイ装置を備えたデジタルサイネージ
４６ 電波により情報を送受信するビーコン
４７ スピーカユニットとエンクロージャーの組み合わせ
４８ 赤外線照射ユニット
４９ 赤外線センサー
６０ 道幅の広い歩道路
６１ 道幅の狭い歩道路
６２ 直進道路
６３ 道なり道路
６４ 右左折道路
６５ 信号機
６６ 道路標識
６７ マンホール・障害物
６８ 段差
６９ 電柱
７０ 横断歩道
７１ 誘導ブロック
７２ 道幅の広い車道路
７３ 道幅の狭い車道路

Claims (6)

1. 正方形あるいは円形のフレーム外径サイズとフレームの外径部より一定の距離を置いて設置する継手外径サイズを定めて規格化したフレームを備えたスピーカーユニットを、この規格に合った開口接続部を備えたエンクロージャーに接合させたスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。
2. 要求される音質に合わせた材質よりなる構造物にエンクロージャーを容易に動き、ゆるみ、振動を生じさせない接合が行えるように、エンクロージャーの外面に突起させたほぞを設け、構造物に凹型の溝を設け、この溝にエンクロージャーのほぞをはめ込んで接合させる請求項１記載のスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。
3. 灯篭を構成する笠、火袋、中台、竿のいずれかの要求される音質に合わせた材質よりなる構造物に、構造物の凹型の溝にエンクロージャーのほぞをはめ込んで接合させる請求項２記載のスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。
4. 灯篭を構成する笠、火袋、中台、竿のいずれかの要求される音質に合わせた材質よりなる構造物に、構造物にスピーカーエンクロージャーの外面に突起させたほぞを使用する代わりに接着またはボルト留めして接合させる請求項２記載のスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。
5. 道案内のための柱部と頭頂部よりなる道標に、タッチ式ディスプレイ装置を備えたデジタルサイネージと頭頂部に道路案内図と太陽電池とデジタルサイネージ処理を選択するためのタッチパネル、柱部に電波により情報を送受信するビーコンとスピーカーと赤外線照射ユニット、赤外線センサーを備えた請求項3または４記載のスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。
6. 道案内のための道標に備えたビーコンより取得したデータにより、サーバーから電子携帯端末に、視覚障害者のための音声ではなく音楽メロディーとＧＰＳ位置情報を組み合わせ、道案内の次の目印までを、目印毎に目印内容が識別できるような異なったメロディーを使用し、案内開始から到着までのメロディーを組み合わせ連続した道案内をおこなう徒歩移動支援ナビゲーションアプリケーションを読み込んで使用する機能を提供する請求項５記載のスピーカーユニットとエンクロージャー組合わせスピーカーシステム。

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