JP3175641U - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音質に悪影響を及ぼす不要な振動をスピーカ装置自体で打ち消すことを可能とする。過渡特性の悪化を改善し効率良く低音域を拡大することを可能とするスピーカ装置を提供する。
【解決手段】エンクロージャ内が、スピーカユニット２１を配置したバスレフ型ボックス１１と、スピーカユニット２２を配置したケルトン型ボックス１２から構成される。両スピーカユニットは緩衝材３３を介しバッフル１３，１４に接続され、連結フレーム３１，３２によって背中合わせに連結される。バスレフ型ボックス１１とケルトン型ボックス１２の共振点が略同じに調整され、両スピーカユニットには同位相の電気信号が入力される。両スピーカユニットには互いに略等しい反作用の力が発生し音質に悪影響を及ぼす不要な振動の原因である反作用の力を互いに打ち消し合うことができる。エンクロージャとスピーカユニットとの相互干渉が減ることで音質を改善することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、オーディオ再生等に用いるスピーカ装置に関するものである。

従来のスピーカ装置において、スピーカユニットをエンクロージャに直接固定する構造
が主流である。スピーカユニットの振動板が音を放射するために振動すれば、その振動の
力Ｆはスピーカユニットの振動系の実効質量ｍと運動加速度αの積（Ｆ＝ｍα）となる。
物体が動けば作用に対して反作用があり、従来のスピーカ装置の場合は反作用の力−Ｆを
エンクロージャが受けることになり、これによりエンクロージャに振動が発生する。

オーディオ再生では、広い周波数帯域で高音質の音響再生が可能なスピーカ装置が求め
られているが、反作用の力は振動の大きい低い周波数帯域で大きくなる。周波数帯域を低
域側まで延ばすには大口径のスピーカユニットを用いる必要があるが、振動系の実効質量
が増えることでエンクロージャが受ける反作用の力も増加する。

これに対し、例えば特許文献１に記載のスピーカ装置において、二つのスピーカユニッ
トの駆動部（ヨーク）を接触または接着し、両スピーカユニットを同位相で動作させるこ
とで反作用を打ち消すことを可能にする提案がなされている。

また、特許文献２に記載のスピーカ装置においても、スピーカユニットの駆動部で、ス
ピーカユニットの振動に対する仮想的な接地として作用する大きな質量の錘を介しエンク
ロージャに固定することで、スピーカユニットの振動を直接エンクロージャに伝播させな
い提案がなされている。

特開２００８−１８７５９８号公報 特開２００５−００５８１４号公報

従来構造のスピーカ装置の場合、スピーカユニットの振動板が音を放射するための反作
用を受けエンクロージャが振動しやすい。このためエンクロージャからは、振動板から放
射される音響出力と比較して、位相のずれや歪みが付加された音響出力が周囲に放射され
てしまうことになる。これにより、スピーカ装置から放射される音響出力の音質を著しく
濁す原因となっている。

また、反作用の力を受け止めるエンクロージャが振動すると、その振動と作用側である
スピーカユニットの振動板の振動とが相殺されてしまう。これにより空気へのエネルギ伝
達効率が低下してしまう。また、エンクロージャの振動がスピーカユニットへ伝播し干渉
することで、微細な音響出力の音質劣化を起こしてしまう。

さらに、エンクロージャから発生する振動は、スピーカ装置を設置している台や床に直
接伝わることで、部屋自体を振動させ隣接する部屋などへも影響を及ぼしてしまう。部屋
自体の振動は音響出力を伴うため、室内全体の音質を濁してしまう。

また従来構造の場合、スピーカユニットが駆動部の浮いた状態で取り付けられている。
このため駆動部自体が振動しやすい。振動板から周囲の空気に音響振動が伝播されると、
振動板には周囲の空気からの反力が伝達される。すると空気に伝播される音響振動に応じ
た反作用により駆動部も振動してしまう。このため振動板から空気へのエネルギ伝達効率
が低下し、音の過渡特性（音のスピード感）を悪くしている。

特許文献１に記載のスピーカ装置では、二つのスピーカユニットの駆動部（ヨーク）を
接触または接着し、両スピーカユニットを同位相で動作させることで反作用を打ち消しエ
ンクロージャの振動を改善する提案がなされている。しかし、スピーカユニットをエンク
ロージャに固定する構造のため、振動がエンクロージャに伝播してしまい効果が充分では
なかった。

また、特許文献２に記載のスピーカ装置では、スピーカユニットの駆動部で振動に対す
る仮想的な接地として作用する質量の錘を介しエンクロージャに固定することで、スピー
カユニットの振動を直接エンクロージャに伝播させない提案がなされている。しかし、大
音量を必要とする場合や、低音域を延ばすほど錘の質量を増加させる必要があるため、大
口径のスピーカ装置には不向きであり、低音域再生や音量面で不利であった。

本考案は、上記の事柄に留意してなされたものであり、音質に悪影響を及ぼすエンクロ
ージャの不要振動と、振動板から空気へのエネルギ伝達効率低下による過渡特性の悪化を
改善し、効率良く低音域を拡大することが可能なスピーカ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、エンクロージャ（スピーカボックス）に複数のスピーカユ
ニットを備え、少なくとも一対の前記スピーカユニットが背中合わせに連結され、緩衝材
によって前記エンクロージャと接続されていることを特徴としている。（請求項１）

エンクロージャ内が複数のボックスで構成され、それぞれにスピーカユニットを備えて
いることを特徴としている。（請求項２）

エンクロージャには、連結されたスピーカユニットを係合させるためのガイド部を有す
ることを特徴としている。（請求項３）

連結されたスピーカユニットを備えるボックスは、それぞれの共振点が略同じに調整さ
れていることを特徴としている。（請求項４）

連結されたスピーカユニットを備えるボックスは、バスレフ型ボックスとケルトン型ボ
ックスで構成され、バスレフダクトを備えていることを特徴としている。（請求項５）

連結されたスピーカユニットを備えるボックスは、バスレフ型ボックスで構成され、バ
スレフダクトを備えていることを特徴としている。（請求項６）

前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、密閉型ボックスで構成され
ていることを特徴としている。（請求項７）

前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、再生低音域が同じ前記ボッ
クス同士の空気室が合併されていることを特徴としている。（請求項８）

連結されたスピーカユニットが、連結部よってエンクロージャに固定されていることを
特徴としている。（請求項９）

連結されたスピーカユニットは、互いに略等しい反作用の力を発生し、反作用の力が互
いに打ち消し合うようにされていることを特徴としている。（請求項１０）

連結されたスピーカユニットには、互いに同位相の電気信号が入力されることを特徴と
している。（請求項１１）

バスレフ型ボックスのスピーカユニットには、バスレフダクトの共振点以下の成分をカ
ットした電気信号が入力されることを特徴としている。（請求項１２）

本考案によれば、二つのスピーカユニットを背中合わせに連結し、緩衝材を介し取り付
ける構造とする。これにより、音質に悪影響を及ぼす不要振動の原因となるスピーカユニ
ットの互いの反作用を打ち消し、エンクロージャの振動を改善することができる。

また、エンクロージャとスピーカユニットとの相互干渉を減らすことができるため、振
動板から放射される微細な音響出力の音質劣化も改善することができる。

スピーカユニットは、互いの駆動部同士と互いのフレーム同士、またはそのどちらか一
方が連結される。これにより振動板からの空気へのエネルギ伝達効率の低下を避け、過渡
特性の悪化を改善することができる。

また、緩衝材によるスピーカユニットとエンクロージャの接続を維持するため、接続部
には係合のためのガイド部を有している。これにより運搬時における強度と、動作時の安
定性を確保することができる。

エンクロージャ内を複数のボックスを持つ構造とすることで、ボックス毎に異なるチュ
ーニングを行える。例えば、一方のボックスからは全帯域を再生し、他方のボックスから
は低音域を再生して広帯域での音響再生を行うことができる。

さらに、再生低音域が同じボックスを合併することが可能になるため、小型化、効率化す
ることができる。

本考案のスピーカ装置の基本構造となる第一の構造例を示す概略的な側面断面図である。 図１に示したスピーカ装置を小型化する第二の構造例を示す概略的な側面断面図である。 図１に示したスピーカ装置を無指向型とする第三の構造例を示す概略的な側面断面図である。 図１に示したスピーカ装置におけるインピーダンス特性と振幅特性及び音圧特性の一例を説明するための図である。

図１は、本考案のスピーカ装置の基本構造となる第一の構造例を示す概略的な側面断面
図である。スピーカ装置０１は、エンクロージャ１０内が複数のボックスで構成される。
スピーカユニット２１を設けたバスレフ型ボックス１１と、対になるスピーカユニット２
２を設けたケルトン型ボックス１２から構成される。二つのスピーカユニットは、両ボッ
クスの隔壁１５を貫通する剛体からなる連結フレーム３１によって互いの駆動部２１ａ，
２２ａを連結される。さらには、隔壁１５を貫通する剛体からなる連結フレーム３２によ
って互いのフレーム２１ｂ，２２ｂを連結される。

スピーカユニットと連結フレーム３１は、スピーカユニットの駆動部２１ａ，２２ａに
取り付けたボルト３１ａとナット３１ｂにより接続される。さらには、スピーカユニット
と連結フレーム３２は、スピーカユニットのフレーム２１ｂ，２２ｂに取り付けたボルト
３２ａとナット３２ｂにより接続される。

連結フレームは、振動の伝播速度に優れた、例えば、金属などの剛体が適している。ま
た、駆動部の磁気回路との磁気干渉を避けるため、非磁性材料を用いることが望ましい。

二つのスピーカユニットのフレーム同士の連結は、フレームの振動（反作用）を互いに
打ち消すことを目的としている。フレームが振動に対し十分な剛性を持つ構造の場合、互
いの駆動部同士だけを連結する構造にしてもよい。また、駆動部が連結には適さない構造
の場合、互いのフレーム同士だけを連結し、互いの駆動部同士を直接、または剛体を介し
接触させる構造にしてもよい。

バッフル１３及びエンクロージャ内部のバッフル１４には、それぞれ開口部１３ａ、１
４ａが設けられている。連結された一対のスピーカユニット２１，２２は、スピーカ装置
０１の内部の空間で、連結フレーム３１、さらには連結フレーム３２によって隔壁１５に
緩衝材３１ｄ，３２ｄを介しナット３１ｃ，３２ｃにより固定される。スピーカユニット
２１，２２の各フレーム２１ｂ，２２ｂは開口部１３ａ，１４ａに設けられたガイド部１
３ｂ，１４ｂに緩衝材３３を介し接続される。

本考案のスピーカ装置は、図１に示す構造のとおり、一対のスピーカユニットが背中合
わせに連結され、緩衝材を介し取り付けられている。これにより、音質に悪影響を及ぼす
不要振動の原因となるスピーカユニットの互いの反作用を打ち消すことができる。さらに
、振動板からの空気へのエネルギ伝達効率の低下も避けることができるため、過渡特性の
悪化を改善することができる。また、エンクロージャとスピーカユニットとの相互干渉を
減らすことができるため、振動板から放射される微細な音響出力の音質劣化も改善するこ
とができる。

さらに、エンクロージャ１０内を複数のボックスで構成することで、ボックス毎に異な
るチューニングを行える。スピーカユニット２１を設けたバスレフ型ボックス１１からは
全帯域を再生し、スピーカユニット２２を設けたケルトン型ボックス１２からは低音域を
再生して広帯域の再生を行うことができる。

また、複数のボックスで構成することで、バスレフダクト１６，１７の共振点を個別に
調整することが可能になる。例えば、両バスレフダクトの共振点を同じに調整すれば低音
域の音響出力を高めることができる。逆に、異なる共振点にすれば低音域を広げることが
可能になる。

なおケルトン型とは、バスレフ型スピーカ装置のスピーカユニット前面を密閉ボックス
で閉じた構造である。これによりスピーカユニットからの直接音を閉じ込めることで、中
高音域は出力されず低音域だけのバンドパス特性となる。この構造にすることで、バスレ
フ型における低音域の過大振幅が抑えられ、超低音域の再生が可能となる。

スピーカユニット２１は、図示しない＋端子に正電圧が印加されると、図中矢印の向き
に力Ｆ１が働く。これにより振動板２１ｃを前方へ動かし、その後方の向きに反作用の力
−Ｆ１が働く。同様に、スピーカユニット２２は、図示しない＋端子に正電圧が印加され
ると、図中矢印の向きに力Ｆ２が働く。これにより振動板２２ｃを前方に動かし、その後
方の向きに反作用の力−Ｆ２が働く。両スピーカユニットには同位相の電気信号が入力さ
れるため、一方の振動板２１ｃが前方に動くとき、もう一方の振動板２２ｃも前方に動く
ことになる。両スピーカユニットは背中合わせに連結されているため、互いの反作用の力
−Ｆ１、−Ｆ２は打ち消し合うように作用する。

スピーカユニット２１とスピーカユニット２２の互いの反作用の力（−Ｆ１、−Ｆ２）
を等しく打ち消し、不要な振動を低減するためには、図４（Ａ）に示す、バスレフ型ボッ
クス１１の共振点である最低共振周波数ｆ０１と、ケルトン型ボックス１２の共振点であ
る最低共振周波数ｆ０２を略等しくする必要がある。本考案のスピーカ装置は、エンクロ
ージャ内を複数のボックスで構成することで、互いの最低共振周波数をｆ０１≒ｆ０２に
調整することが容易に可能である。なお、スピーカユニット２１とスピーカユニット２２
は、両スピーカユニットが同特性のものであれば共振点ｆ０は基本的に同じになる。

図２は、図１に示したスピーカ装置を小型化する第二の構造例を示す概略的な側面断面
図である。図２のスピーカ装置０２は、端的には、図１のスピーカ装置０１におけるバス
レフ型ボックス１１の空気室１１ａとケルトン型ボックス１２の空気室１２ａを合併させ
た構造となる。合併により一つの空気室とすることでバスレフダクトを共有させることが
できる。これは、上記にある、図１のスピーカ装置０１におけるバスレフダクト１６，１
７の共振点を同じにし、低音域の音響出力を高めることと略同じ効果を得るものである。
空気室の合併とバスレフダクトの共有化により、スピーカ装置自体の小型化と効率化が可
能になる。

図３は、図１に示したスピーカ装置を無指向型とする第三の構造例を示す概略的な側面
断面図である。図３のスピーカ装置０３は、端的には、図１のスピーカ装置０１における
ケルトン型ボックス１２の空気室１２ｂを廃し、バスレフ型ボックスとした構造となる。
スピーカユニットからの音響出力は、聴取位置に対し前後方向、もしくは左右方向となる
。このため無指向型スピーカ装置とするのが望ましい。指向性の高い中高音域の成分をカ
ットした電気信号を入力するようにして、低域再生用スピーカ装置としてもよい。

スピーカ装置０３は、使用するスピーカユニットの特性に応じエンクロージャ内を密閉
型ボックスで構成してもよい。また、図２に示したスピーカ装置０２のように、空気室１
１ａと空気室１２ａを合併させてもよい。

図４は、図１に示したスピーカ装置におけるインピーダンス特性と振幅特性及び音圧特
性の一例を説明するための図である。図４（Ａ）はスピーカ装置のインピーダンス特性を
示す。図中、縦軸にインピーダンス（Ω）、横軸に周波数（Ｈｚ）とする。図の左から順
に、バスレフ型ボックス１１、ケルトン型ボックス１２のインピーダンス特性を示す。図
４（Ｂ）はスピーカ装置の振幅特性を示す。図中、縦軸に振幅（ｍｍ）、横軸に周波数（
Ｈｚ）とする。図の左から順に、バスレフ型ボックス１１、ケルトン型ボックス１２の振
幅特性を示す。図４（Ｃ）はスピーカ装置の音圧特性を示す。図中、縦軸に音圧レベル（
ｄＢ）、横軸に周波数（Ｈｚ）とする。図の左から順に、バスレフ型ボックス１１、ケル
トン型ボックス１２の音圧特性、両ボックスの音圧特性を合成した合成音圧特性を示す。

図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、バスレフ型ボックス１１の場合、バスレフダクト１
６のダクト共振周波数ｆｄ１以下での振幅（振動）が、ケルトン型ボックス１２のバスレ
フダクト１７のダクト共振周波数ｆｄ２以下での振幅に対して大きくなる。これはバスレ
フ型における低音域の過大振幅であり、このダクト共振周波数ｆｄ１以下を電気的にカッ
トすることが望ましい。そこで、スピーカユニット２１には、バスレフダクト１６の共振
点であるダクト共振周波数ｆｄ１以下の成分をカットした電気信号を入力するようにして
もよい。これにより、バスレフダクト１６によるダクト共振周波数ｆｄ１以下での振幅の
増加を抑制し、振動をより低減することができる。

また、全帯域を再生するスピーカユニットが小口径の場合など、バスレフ型における低
音域の過大振幅により、過渡特性の悪化や混変調歪みが起きる。ダクト共振周波数以下の
電気信号をカットし振幅の増加を抑制することで、これを改善することができる。

図４（Ｃ）の合成音圧特性に示すように、本考案のスピーカ装置は、バスレフ型ボック
ス１１とケルトン型ボックス１２を備えることで、低音域から中高音域までの広い帯域を
再生することが可能である。

以上説明したように、本考案のスピーカ装置は、二つのスピーカユニットが背中合わせ
に連結され、緩衝材を介し取り付けられている。これにより、音質に悪影響を及ぼす不要
振動の原因となる互いの反作用を打ち消すことができる。さらに、振動板からの空気への
エネルギ伝達効率の低下を避けることができるため、過渡特性の悪化を改善することがで
きる。また、エンクロージャとスピーカユニットとの相互干渉を減らすことができるため
、振動板から放射される微細な音響出力の音質劣化も改善することができる。

さらに、エンクロージャ内を複数のボックスで構成することで、ボックス毎に異なるチ
ューニングを行える。例えば、一方のボックスからは全帯域を再生し、他方のボックスか
らは低音域を再生して広帯域の再生を行うことができる。

０１，０２，０３ スピーカ装置
１０ エンクロージャ
１１ バスレフ型ボックス
１２ ケルトン型ボックス
１１ａ，１２ａ 空気室（バスレフ型）
１２ｂ 空気室（密閉型）
１３，１４ バッフル
１３ａ，１４ａ 開口部
１３ｂ，１４ｂ ガイド部
１５ 隔壁
１６，１７，１８ バスレフダクト
２１，２２ スピーカユニット
２１ａ，２２ａ 駆動部
２１ｂ，２２ｂ フレーム
２１ｃ，２２ｃ 振動板
３１，３２ 連結フレーム
３１ａ，３２ａ ボルト
３１ｂ，３２ｂ ナット
３１ｃ，３２ｃ ナット
３１ｄ，３２ｄ，３３ 緩衝材

Claims (12)

1. エンクロージャ（スピーカボックス）に複数のスピーカユニットを備え、少なくとも一
   対の前記スピーカユニットが背中合わせに連結され、緩衝材によって前記エンクロージャ
   と接続されていることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記エンクロージャ内が複数のボックスで構成され、それぞれに前記スピーカユニット
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記エンクロージャには、前記連結されたスピーカユニットを係合させるためのガイド
   部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ装置。
4. 前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、それぞれの共振点が略同じ
   に調整されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
5. 前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、バスレフ型ボックスとケル
   トン型ボックスで構成され、バスレフダクトを備えていることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
6. 前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、バスレフ型ボックスで構成
   され、バスレフダクトを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載
   のスピーカ装置。
7. 前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、密閉型ボックスで構成され
   ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
8. 前記連結されたスピーカユニットを備える前記ボックスは、再生低音域が同じ前記ボッ
   クス同士の空気室が合併されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載
   のスピーカ装置。
9. 前記連結されたスピーカユニットが、連結部よって前記エンクロージャに固定されてい
   ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
10. 前記連結されたスピーカユニットは、互いに略等しい反作用の力を発生し、前記反作用
    の力が互いに打ち消し合うようにされていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一
    つに記載のスピーカ装置。
11. 前記連結されたスピーカユニットには、互いに同位相の電気信号が入力されることを特
    徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
12. 前記バスレフ型ボックスのスピーカユニットには、前記バスレフダクトの共振点以下の
    成分をカットした電気信号が入力されることを特徴とする請求項１〜６，８〜１１のいず
    れか一つに記載のスピーカ装置。

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