JP2021093580A - ディフューザー、及び、スピーカー - Google Patents

Abstract

【課題】サイズが小さいディフューザーであっても、軸上の音圧を下げることが可能な手段を提供すること。【解決手段】ディフューザー１０は、スピーカーユニット２に対向して配置される反射部材１１、１２と、反射部材１１、１２のスピーカーユニット２と対面しない側において、反射部材の端部にわたって設けられた吸音材１０１、１０２と、を備える。吸音材１０１は、第１反射部材１１に設けられている。吸音材１０２は、第２反射部材１２に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカーユニットに対向して配置され、無指向特性を実現するディフューザー、及び、ディフューザーを備えるスピーカーに関する。

スピーカーにおいて、通常、高音域は、指向性が鋭く、ドライバー（スピーカーユニット）軸上の音圧が高くなる。そこで、高音域の指向性を広げるため、振動板に対向して、反射部材としてのディフューザーが配置され、これにより、無指向特性を実現する発明が知られている。このようなディフューザーとして、特許文献１〜５に開示されているディフューザーが知られている。しかしながら、軸上音圧は、遮蔽物（ディフューザー）のサイズが大きくないと、音の回折効果で回り込みが発生し、音圧を低下させることができない。ディフューザーのサイズは、スピーカー相当で、径が小さいことが多く、結果的に、小径のディフューザーでは、軸上の音圧を下げることが困難であった。なお、出願人は、ディフューザーの発明を特許出願している（特願２０１９−１８３５６２号）。

実公昭５６−４１４３１号公報 実開昭６４−４７１８９号公報 特開昭５５−１３５９２号公報 特表２０１８−５０４０５６号公報 特許第４６４６７６５号公報

上述したように、サイズが小さいディフューザーでは、軸上の音圧を下げることが困難であるという問題があった。

本発明の目的は、サイズが小さいディフューザーであっても、軸上の音圧を下げることが可能な手段を提供することである。

第１の発明のディフューザーは、スピーカーユニットに対向して配置される反射部材と、前記反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側において、前記反射部材の端部にわたって設けられた吸音材と、を備えることを特徴とする。

本発明では、吸音材は、反射部材のスピーカーユニットと対面しない側において、反射部材の端部にわたって設けられている。これにより、小径のディフューザーによって、高音域の指向性拡大と軸上の音圧低減とを両立させることができる。このように、本発明によれば、サイズが小さいディフューザーであっても、軸上の音圧を下げることができる。

第２の発明のディフューザーは、第１の発明のディフューザーにおいて、前記反射部材は、前記スピーカーユニットに対向する開口を有し、前記スピーカーユニットに対向する環状錐面、及び、前記環状錐面の反対側に形成される環状凹面を有する第１反射部材、前記スピーカーユニットに対向して配置され、前記スピーカーユニットに対向した頂点を有する略円錐形状の第２反射部材、の少なくともいずか一方を備え、前記吸音材は、前記第１反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側の端部、前記第２反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側の端部、の少なくともいずれか一方に、円環状に設けられていることを特徴とする。

第３の発明のディフューザーは、第２の発明のディフューザーにおいて、前記反射部材は、前記第１反射部材、前記第２反射部材の両方を備え、前記吸音材は、前記第１反射部材、前記第２反射部材の両方に設けられていることを特徴とする。

第４の発明のディフューザーは、第３の発明のディフューザーにおいて、前記スピーカーユニットの振動板と、前記第１反射部材の前記環状錐面と、の間に、第１音響通路が形成され、前記第１反射部材の前記環状凹面と、前記第２反射部材の前記錐面と、の間に、前記第２音響通路が形成されていることを特徴とする。

第５の発明のディフューザーは、第２〜第４のいずれかの発明のディフューザーにおいて、前記第２反射部材において、前記スピーカーユニットと対面しない側は、凹状であることを特徴とする。

第６の発明のディフューザーは、第１〜第５のいずれかの発明のディフューザーにおいて、前記吸音材は、ウレタンにより形成されていることを特徴とする。

第７の発明のスピーカーは、第１〜第６のいずれかの発明のディフューザーと、前記ディフューザーと対向して配置されるスピーカーユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、サイズが小さいディフューザーであっても、軸上の音圧を下げることができる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係るスピーカーを示す図である。（ｂ）は、図１（ａ）に示すスピーカーから、吸音材が取り外された状態を示す図である。 図１（ｂ）における断面を示す図である。 ディフューザーが設けられていない従来のスピーカーと、ディフューザーが設けられた本実施形態に係るスピーカーと、を比較するための図である。 吸音材が設けられていないディフューザーが設けられた従来のスピーカーと、吸音材が設けられたディフューザーが設けられた本実施形態に係るスピーカーと、を比較するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るスピーカー１を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すスピーカー１から、吸音材１０１、１０２が取り外された状態を示す図である。図２は、図１（ｂ）における断面を示す図である。図示するように、スピーカー１は、ディフューザー１０、スピーカーユニット２等を備える。スピーカー１は、例えば、天井に設置される。スピーカーユニット２が天井に設置される場合、スピーカーユニット２が、上側（天井側）となり、ディフューザー１０が、下側（放音側）となる。

まず、スピーカーユニット２について説明する。スピーカーユニット２は、コーン型の振動板３を備えており、例えば、低い周波数から高い周波数までの全帯域を再生するフルレンジ型の動電型スピーカーである。振動板３の断面は、凹状である。振動板３の内径部には、ボイスコイル６のボビンが連結するので、内径部が覆われるように、断面が凸状であるダストキャップ４が取り付けられている。振動板３の外径部分には、柔軟なエッジ５の内径側が取り付けられ、音波を放射する振動板３、及び、ダストキャップ４を含む振動板部分をダンパーとともに、振動可能に支持している。ボイスコイル６のボビンに巻回されるコイルは、磁気回路７の磁気空隙に配置される。フレーム８は、エッジ５の外径側と磁気回路７とに連結されている。

従って、スピーカーユニット２では、強い直流磁界が発生する磁気回路７の磁気空隙中に配置されるボイスコイル６のコイルに音声信号電流が供給されると、図示するＺ軸方向に駆動力が発生し、ボイスコイル６、振動板３及びダストキャップ４から構成されるスピーカー振動系が、Ｚ軸方向に振動する。その結果、振動板３、及び、ダストキャップ４の前後に存在する空気に圧力変化が生じ、音声信号電流が、音波（音声）に変換される。スピーカーユニット２は、フレーム８を介して、キャビネット９の内面側の取付面９ａに取り付けられる。

スピーカー１は、音波を放射するスピーカーユニット２の振動板３に対向するように設けられた、ディフューザー１０をさらに備える。ディフューザー１０は、２つの反射部材（第１反射部材１１、第２反射部材１２）が組み合わされて構成されている。具体的には、ディフューザー１０は、略切頭円錐形状の部分を含む第１反射部材１１と、略円錐形状の第２反射部材１２と、を備える。

第１反射部材１１と第２反射部材１２とは、連結部材１３により連結される。第１反射部材１１は、振動板３に対向する環状錐面１５と、環状錐面１５の反対側に形成される環状凹面１６を、を有する基体を備える。第１反射部材１１は、さらに、振動板３が振動する方向を規定する中心軸であるＺ軸が通過し、第１反射部材１１の内径寸法を規定する開口１７を有する。第１反射部材１１の外形形状は、円形である。例えば、第１反射部材１１の外径寸法は、振動板３の外径寸法よりも大きく、また、開口１７を規定する半径寸法は、振動板３の外径寸法よりも小さくなっている。なお、第１反射部材１１の外径形状は、円形に限らず、正方形、多角形等であってもよい。

第１反射部材１１は、所定の厚みを有する部材が加工されて形成された基体を有する。従って、凸面状の環状錐面１５の背面側に、凹面状の環状凹面１６を形成することができる。環状錐面１５、及び、環状凹面１６を規定する断面曲線は、略直線である。また、環状錐面１５を有する第１反射部材１１は、スピーカーユニット２側から見ると、円錐形の頂部が、切り落とされた略切頭円錐形状となっている。そして、切り落とされた頂部に、背面側の環状凹面１６側に通気する開口１７が設けられた形状となっている。

第２反射部材１２は、中心軸であるＺ軸が、第２反射部材１２の頂点を通過する錐面１８を有する基体を備える。第２反射部材１２の錐面１８の頂点は、第１反射部材１１の開口１７に侵入している。また、第２反射部材１２において、略円錐形状の基体は、錐面１８の裏側が、凹状である。錐面１８を規定する断面曲線は、略直線であり、環状錐面１５、及び、環状凹面１６の断面を規定する直線とは平行にならない直線である。

ディフューザー１０は、第１反射部材１１と、第２反射部材１２と、第１反射部材１１と第２反射部材１２とを連結する連結部材１３と、スピーカーユニット２とディフューザー２とを連結するスピーカー取付部材２４と、第１反射部材１１とスピーカー取付部材２４とを連結する連結部材１４とが、樹脂で一体に成形された部品である。従って、ディフューザー１０では、樹脂を成形する金型を上下方向で２つに分割して抜けるように、第２反射部材１２の外径寸法は、第１反射部材１１の開口１７の半径よりも、若干小さくされている。

ディフューザー１０は、キャビネット９から上側に突出しないように設計されることで、ディフューザー１０の全高は、低くなっている。スピーカー取付部材２４は、第１反射部材１１の環状錐面１５と対向して、第１音響通路２１を形成する環状凹面２５を備え、内径部にスピーカーユニット２と連結する（図示しない）連結部を備えている。スピーカー取付部材２４は、径方向の４か所に、外周側に延設して形成されたフランジ部２７を備える。このため、キャビネット９の内側の取付面９ａに設けられた開口部の縁部に下側から係合して、ディフューザー１０、及び、スピーカーユニット２を含むスピーカー１をキャビネット９に取り付けることができる。

ディフューザー１０において、スピーカーユニット２の振動板３、スピーカー取付部材２４の環状凹面２４、及び、取付面９ａの開口部と、第１反射部材１１の環状錐面１５と、の間に、音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路２１が、形成されている。さらに、ディフューザー１０において、互いに近接して配置された第１反射部材１１の環状凹面１６と、第２反射部材１２の錐面１８と、の間に、第１反射部材１１の開口１７を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路２２が形成される。従って、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして、中低音域の無指向特性を実現でき、さらに、中高音域の無指向特性も実現することができる。

スピーカー１は、ディフューザー１０の第１音響通路２１を通過して放射される音波と、第２音響通路２２を通過して放射される音波と、を合成して音声を再生する。

なお、無指向特性を実現しようとする単一のディフューザーを備える従来のスピーカーでは、スピーカーの振動板とディフューザーとの間の空間において生じやすい共振により、音圧周波数特性上に大きなピークが現れやすい。

ディフューザー１０を備えるスピーカー１では、スピーカーユニット２の振動板３とディフューザー１０との間の空間２０に、第１反射部材１１の開口１７が臨んでいる。このため、共振を発生しにくくすることができる。その結果、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにすることで、中低音域の無指向特性を実現でき、さらに、中高音域の無指向特性も実現することができる。

上述のように、反射部材１１、１２は、スピーカーユニット２に対向して配置される。ディフューザー１０は、さらに、吸音材１０１、１０２を備える。吸音材１０１、１０２は、例えば、25kg/m³のウレタンにより形成されている。吸音材１０１は、第１反射部材１１に設けられている。吸音材１０１は、第１反射部材１１のスピーカーユニット２と対面しない側において、第１反射部材１１の端部にわたって設けられている。ここで、第１反射部材１１は、開口１７を有しているため、第１反射部材１１のスピーカーユニット２と対面しない側は、円環（リング）状となっている。従って、第１反射部材１１のスピーカーユニット２と対面しない側の、第１反射部材１１の端部も円環状であり、吸音材１０１は、円環状に設けられている。

吸音材１０２は、第２反射部材１２に設けられている。吸音材１０１は、第２反射部材１２のスピーカーユニット２と対面しない側において、第２反射部材１２の端部にわたって設けられている。ここで、第２反射部材１２において、スピーカーユニット２と対面しない側は、凹状となっているため、第２反射部材１２のスピーカーユニット２と対面しない側は、円環（リング）状となっている。従って、第２反射部材１２のスピーカーユニット２と対面しない側の、第２反射部材１２の端部も円環状であり、吸音材１０２は、円環状に設けられている。

なお、吸音材１０１、１０２を除いたスピーカー１、及び、ディフューザー１０は、出願人による特許出願である特願２０１９−１８３５６２号の、実施例５（図１０）に係る構成と同様である。

図３は、ディフューザー１０が設けられていない従来のスピーカーと、ディフューザー１０が設けられた本実施形態に係るスピーカー１と、を比較するための図である。図３において、左側が、ディフューザー１０が設けられていない従来のスピーカーによる音圧等を示す図であり、右側が、ディフューザー１０が設けられたスピーカー１による音圧等を示す図である。グラフは、図内のＢ点における指向性が狭くなる高域（4kHz、8kHz、12kHz、16kHz）の平均音圧をプロットし、スピーカー直下に相当するＡ点との比較を示している。図示されているように、ディフューザー１０によって、音の届く範囲が広がることによって、結果的に、軸上音圧を抑えることができる。

図４は、吸音材１０１、１０２が設けられていないディフューザーが設けられた従来のスピーカーと、吸音材１０１、１０２が設けられたディフューザー１０が設けられた本実施形態に係るスピーカー１と、を比較するためのグラフである。実線は、スピーカー１の特性を示し、破線は、従来のスピーカーの特性を示す。吸音材により、軸上（スピーカーユニット直下）の8kHzで-5.6dB、10kHzで-3.8dBの効果がある。また、4kHz、6.3kHzは、周囲（60〜90度）の音圧が、3.7dB上がっている。

以上説明したように、本実施形態では、吸音材１０１、１０２は、反射部材１１、１２のスピーカーユニットと対面しない側において、反射部材１１、１２の端部にわたって設けられている。これにより、小径のディフューザーによって、高音域の指向性拡大と軸上の音圧低減とを両立させることができる。このように、本実施形態によれば、サイズが小さいディフューザーであっても、軸上の音圧を下げることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上述の実施形態においては、ディフューザー１０は、第１反射部材１１、第２反射部材１２の両方を備えているが、いずれか一方であってもよい。この場合、いずれか一方に、吸音材が設けられる。また、吸音材は、第１反射部材１１、第２反射部材１２のいずれか一方にのみ、設けられていてもよい。また、スピーカーユニットに対向して配置される反射部材の形状は、第１反射部材１１、第２反射部材１２の形状に限られず、例えば、反射部材は、矩形を含む多角形の平板、円形の平板等であってもよい。反射部材が、矩形の平板である場合、吸音材は、矩形の端部である四辺に沿って設けられる。また、反射部材が、円形の平板である場合、吸音材は、円形の端部に沿って円環状に設けられる。また、反射部材が、多角形の平板である場合、吸音材は、多角形の端部である辺に沿って設けられる。

また、吸音材を除いたディフューザー（スピーカー）の構成は、出願人による特願２０１９−１８３５６２号の実施例１（図１、図２）、実施例３（図４、図５）であってもよい。

本発明は、スピーカーユニットに対向して配置され、無指向特性を実現するディフューザー、及び、ディフューザーを備えるスピーカーに好適に採用され得る。

１ スピーカー
２ スピーカーユニット
１０ ディフューザー
１１ 第１反射部材
１２ 第２反射部材
１０１、１０２ 吸音材

Claims (7)

1. スピーカーユニットに対向して配置される反射部材と、
   前記反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側において、前記反射部材の端部にわたって設けられた吸音材と、を備えることを特徴とするディフューザー。
2. 前記反射部材は、
   前記スピーカーユニットに対向する開口を有し、前記スピーカーユニットに対向する環状錐面、及び、前記環状錐面の反対側に形成される環状凹面を有する第１反射部材、
   前記スピーカーユニットに対向して配置され、前記スピーカーユニットに対向した頂点を有する略円錐形状の第２反射部材、の少なくともいずか一方を備え、
   前記吸音材は、
   前記第１反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側の端部、前記第２反射部材の前記スピーカーユニットと対面しない側の端部、の少なくともいずれか一方に、円環状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のディフューザー。
3. 前記反射部材は、前記第１反射部材、前記第２反射部材の両方を備え、
   前記吸音材は、前記第１反射部材、前記第２反射部材の両方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のディフューザー。
4. 前記スピーカーユニットの振動板と、前記第１反射部材の前記環状錐面と、の間に、第１音響通路が形成され、
   前記第１反射部材の前記環状凹面と、前記第２反射部材の前記錐面と、の間に、前記第２音響通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のディフューザー。
5. 前記第２反射部材において、前記スピーカーユニットと対面しない側は、凹状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のディフューザー。
6. 前記吸音材は、ウレタンにより形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のディフューザー。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のディフューザーと、
   前記ディフューザーと対向して配置されるスピーカーユニットと、
   を備えることを特徴とするスピーカー。

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