JP3186049B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン受像機や自動車および各種音響
機器に利用されるスピーカ装置に関するものである。

従来の技術 近年、テレビジョン受像機に利用されるスピーカ装置
にはじめとして、樹脂成形品のエンクロージャを使用す
るスピーカ装置が急激に多くなってきた。

以下に、従来のスピーカ装置について説明する。第５
図は従来の位相反転型のスピーカ装置の概略構造を示す
斜視図である。第５図において、１はバッフル板でポー
ト２が樹脂成形により一体に形成されている。バッフル
板１にはスピーカ３が取付けられており、キャビネット
４がバッフル板１に嵌合結合されている。

また、ポート２は樹脂成形でバッフル板１と一体に成
形されているので成形金型の抜き勾配の関係上ポート２
の外側開口部５の面積Aoは内側開口部６の面積Aiより大
きくなる。つまりAo＞Aiになった構造であった。

以上のように構成されたスピーカ装置について、以下
その動作について説明する。まず、ポート２をもったボ
ックスへのヘルムホルツの共鳴周波数は で与えられる。ここでScはボックスの内容積とスピーカ
３の大きさで決まる等価スチフネス、mlはポート２の大
きさで決まる等価質量である。このヘルムホルツの共鳴
周波数fobより高い周波数領域では、スピーカ３の振動
板背面から放出された音はポート２を通過するとその位
相が反転する。この位相が反転した音はスピーカ３の振
動板前面から放出された音と同位相になって合成し再生
音になる。これにより、位相反転型のスピーカ装置の低
域再生限界周波数は密閉型のものよりも低くすることが
できる。つぎに、ポート２における空気の流れについて
説明する。まずスピーカ３に入力信号が印加されて振動
板が後方に動くとボックス内部の圧力が高まり、ボック
ス内部から外部に向かって空気がポート２を通過して流
出する。つまり、ポート２の内側開口部６から外側開口
部５に向かって空気が流れる。また反対に振動板が前方
に動くとボックス内部の圧力が低くなるので、外側開口
部５から内側開口部６に向かって空気が流れるのであ
る。

発明が解決しようとする課題 ポート２に空気が流入するとき、空気の流れ方向が急
変するためにポート２の直後の内面からはがれ、縮流が
生じ、エネルギー損失が発生する。このエネルギー損失
は空気の流れる速度減少時に生じ、その前後の速度差の
自乗に比例することは流体力学にて一般に知られてい
る。前記の様子を第６図と第７図に示す。第６図は内側
開口部６に、空気７が流入する様子を示した断面図であ
る。第６図においてバッフル板１に形成されたポート２
の内側開口部６に空気が流入すると、内側開口部６の直
後にはがれ域８が発生し、有効な開口面積が減少する。
第７図はポート２の外側開口部５から空気９が流入する
様子を示した断面図である。第７図においても同様に外
側開口部５の直後にはがれ域10ができる。

しかし、前記の従来の構成では、外側開口部５の面積
Aoと内側開口部６の面積Aiは異なるので、はがれ域の大
きさも違い、両開口部におけるエネルギー損失が異な
る。つまり、スピーカ３の振動板が前方へ動いた時の再
生音と後方へ動いた時の再生音が違うという位相歪が発
生する課題を有していた。さらに、はがれ域が形成され
るために、内側開口部６の有効な面積はより小さなもの
になるという課題もあった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、位相歪が
少ない位相反転型のスピーカ装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明のスピーカ装置は前
記ポート両端の開口部の面積が一方が大きく、他方が小
さくなるポートの開口面積の小さい方の開口端の丸みを
大きい方の開口端の丸みより大きい曲率半径としたもの
である。

作用 この構成によって丸みを有した開口部に流入する空気
は急激な方向変化が緩和され、緩やかな変化になるので
開口部直後に発生するはがれ域が減少して両開口部の有
効な開講面積が増えるとともに丸みの差によって両端の
開口面積がほぼ等しくなり両端のエネルギー損失の差も
少なくとり、位相歪を低減できるものである。

実施例 以下本発明のスピーカ装置の一実施例を説明する前に
本発明にいたる前の改善事例について第１図から第３図
により説明する。

第１図は一改善事例のスピーカ装置の構造を示す斜視
図である。同図によると、11はバッフル板でスピーカ12
が取付けられ、キャビネット13が嵌合結合されている。
前記バッフル板11は樹脂成形によりポート14が一体に形
成されている。ポート14は成形金型の抜き勾配の関係上
ポート14の外側開口部15の面積Aoが最も大きく、内側開
口部16に向かうに従って管内断面積が小さくなり、内側
開口部16の面積Aiが最小になっている。この内側開口部
16の端部全周内側に丸みを設けた構成である。第２図は
同ポート14の斜視図である。内側開口部16の端部全周内
側に丸み17を有している。

以上のように構成されたスピーカ装置について以下の
動作について説明する。従来例で説明したのと同様にポ
ート14をもつボックスのヘルムホルツの共鳴周波数より
高い周波数成分の音はポート14を通過するとその位相が
反転してスピーカ12の振動板前面からの音と同位相にな
って合成される。これによって同じ内容積の密閉型のス
ピーカ装置と比べ低域再生限界周波数を低くすることが
できる。また、ポート14における空気の流れについても
従来例で説明したものとほぼ同じであるが、内側開口部
16の端部に丸み17が具備されているのでこの部分のはが
れ域が減少する。この様子を第３図を要いて説明する。
第３図は同スピーカ装置のポート14の断面図である。同
図において、空気18がポート14の内側開口部16に流入す
るとき、丸み17が空気流れの方向案内として作用してそ
の方向急変を和らげる。これによって内側開口部16の直
後のはがれ域19が激減し、内側開口部16の有効面積が大
きくなり、外側開口部15の有効面積との差が少なくなっ
て位相歪が低減される。

以上のように前記改善事例によれば、バッフル板11と
一体に形成されたポート14の開口面積が小さい内側開口
部16の端部全周に丸み17を設けることにより位相歪を大
幅に少なくすることができる。第４図は本発明のスピー
カ装置の一実施例のポートの断面図である。同図による
と、ポート14の外側開口部15の端部にも丸み20を設けた
ものであり、開口面積の小さい内側開口部16の丸に17の
方を開口面積の大きい外側開口部15の端部の丸み20の曲
率半径よりも大きく構成したものである。丸みの曲率半
径が大きい方が、空気流入案内として有効に作用し、は
がれ域低減効果が大きいので有効な開口面積を両開口部
とも増加させるとともに、開口面積の小さい方の丸み17
の曲率半径を大きくしてはがれ域低減効果を大きくした
ので開口面積を等しく且つ大きくしてエネルギー損失の
差を少なくし、位相歪を低減するものである。

なお、上述の一実施例では開口部全周に丸みを設ける
ものとして説明したが、必ずしも全周に備える必要は無
く、周囲の半分以上に丸みを設ければその効果は極めて
大きなものがある。さらに、ポートはその断面形状が四
角形の図を描いたが、ポートの断面形状は円形もしくは
楕円形であってもよいことはいうまでもない。

また、ポートはバッフル板と一体に成形したもので
も、キャビネットと一体に成形した構造のものでも良い
ものである。

発明の効果 以上のように本発明は、樹脂成形からなるバッフル板
やキャビネットとポートを一体に成形し、前記ポート両
端の開口部のうち開口面積の小さい方の開口端により曲
率半径の大きい丸みを設けることにより位相歪の少ない
低域再生能力に優れたスピーカ装置を実現できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一改善事例におけるスピーカ装置の斜
視図、第２図は本発明の一改善事例におけるスピーカ装
置のポート部の斜視図、第３図は本発明の一改善事例に
おけるスピーカ装置のポートの断面図、第４図は本発明
の一実施例におけるスピーカ装置のポートの断面図、第
５図は従来のスピーカ装置の斜視図、第６図は従来のス
ピーカ装置のポートの断面図、第７図は従来のスピーカ
装置のポートの断面図である。 11……バッフル板、12……スピーカ、13……キャビネッ
ト、14……ポート、15……外側開口部、16……内側開口
部、17,20……丸み。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッフル板またはキャビネットとポートを
   樹脂成形などにより一体で形成し、成形金型の抜き勾配
   の関係から前記ポート両端の開口部の面積が一方が大き
   く、他方が小さくなるポートの開口面積の小さい方の開
   口端の丸みを大きい方の開口端の丸みより大きい曲率半
   径としたスピーカ装置。