JP3423883B2 - 防水スピーカ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば温泉の洗い
場,室内温水プール,船舶のデッキ,粉塵の発生する工場,
雨や霧に曝される場所など、高湿度または微粒子を含む
空気中等の悪環境下でも使用することができる防水スピ
ーカに関する。 【０００２】 【従来の技術】防水スピーカにとって、スピーカが収容
された室を外気に対して完全に密封するのが最も良い。
しかし、スピーカを構成する振動板、特にボイスコイル
を適正位置に支持し,振動の直線性を保証すべく振動板
の外周部に設けられたエッジは、ゴムやウレタン樹脂な
どの非常に柔らかく変形しやすい材料からなるため、温
度や気圧の変化により密封空間内の圧力が外気圧に対し
て増減すると、振動板が変形して外方へ突出または内方
へ没入したままとなり、ボイスコイルが磁気回路の間隙
から離れて、音質が悪化したり動作不能になるという問
題がある。そのため、従来の防水スピーカは、スピーカ
を収容した室が、外気に対して完全には密封されておら
ず、ケース壁を貫く小径の空気穴を介して外気に連通し
ていて、スピーカ収容室内が常に外気圧に保たれるよう
になっている。なお、このような防水スピーカは、ＩＥ
Ｃ(国際電気標準委員会)規格５２９にＩＰ５２〜ＩＰ６
１として規定されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の防水スピーカでは、ケース壁の空気穴を経て外部
から湿気や水滴が侵入し、この水分によって磁気回路や
ボイスコイルが腐食したり、振動板のエッジが化学反応
を起こして劣化するという問題がある。 【０００４】そこで、本発明の目的は、スピーカ収容室
内を外気と同じ圧力に保ちつつ外気から遮断するように
構造を工夫することによって、外気から侵入する水分や
塵芥微粒子によるスピーカの損傷を無くしつつ、従来と
同等の音質を維持できる完全密封型の防水スピーカを提
供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の防水スピーカは、スピーカ本体の振動板が
壁面の一部をなすスピーカ室と、動的圧力変動を伝え
ず,静的圧力変動を伝えるための絞りを介して上記スピ
ーカ室に内部が連通するとともに、外部が外気に接し
て、内外の圧力差に応じて容積が変化する柔軟な材料か
らなる圧力調整室とを備えたことを特徴とする。 【０００６】上記防水スピーカにおいて、スピーカ本体
の振動板が壁面の一部をなすスピーカ室は、絞りを介し
て圧力調整室の内部に連通し、この圧力調整室は、外部
が外気に接する柔軟な材料からなって上記スピーカ室と
外気との連通を遮断するとともに、容積が内外の圧力差
に応じて変化する。従って、外気中の水分や塵芥微粒子
のスピーカ室への侵入が遮断されて、上記水分や塵芥微
粒子でスピーカが腐食,損傷されることがない。また、
スピーカの発する音響によるスピーカ室の動的圧力変動
は、上記絞りの作用により圧力調整室に伝わらないか
ら、従来と同等の良好な音質が得られる一方、スピーカ
室内の温度変化や外気圧変動が生じても、圧力調整室の
容積が変化してスピーカ室を常に外気圧と等しい圧力に
保つ、つまりスピーカ室に生じる静的圧力変動は上記絞
りを経て圧力調整室に伝わって解消されるから、従来の
完全密封型の防水スピーカのような欠点はない。つま
り、振動板が突出または没入したままとなって,ボイス
コイルが磁気回路の間隙から離れ,音質が悪化したり、
動作不能になったりすることがない。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。図１(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)は、本発明
の防水スピーカの第１実施形態の正面斜視図,一部破断
側面斜視図,図１(Ｂ)のｃ-ｃ線に沿う断面図を夫々示し
ている。この防水スピーカは、図１(Ａ)に示すように、
直方体のケース１の前面壁に、振動板２a,３ａが露出す
るように大径スピーカ本体としてのウーファ２と小径ス
ピーカ本体としてのツィータ３を取り付けるとともに、
前面壁の上隅に円形の通気口４を設けている。 【０００８】上記ケース１の内部には、図１(Ｂ)に示す
ように、開口端を上記通気口４の周縁に気密に固定して
圧力調整室の外殻をなす有底円筒５を水平に突設し、上
記有底円筒５の底板５aの中央に絞りとしてのオリフィ
ス６を設け、図１(Ｃ)に示すように、オリフィス６の裏
側周囲に開口を気密に固定して,有底円筒５内に延在す
る圧力調整室としてのゴム製のチューブ７を設けてい
る。上記ケース１の内部空間,つまりスピーカ室８に
は、ケース１の背面壁の挿通部をシール部材９で封止さ
れた音声信号線１０が入り込み、その先端がウーファ２
とツィータ３に接続されている。従って、スピーカ室８
は、絞りとしてのオリフィス６を介して圧力調整室であ
るチューブ７の内部に連通するが、チューブ７により外
気から遮断され、完全密封空間となっている。上記オリ
フィス６の直径は、ウーファ２とツィータ３が発する音
響によるスピーカ室８の動的圧力変動をチューブ７内に
伝えず、ウーファ２とツィータ３の発熱による圧力上昇
または外気圧の変動に伴う相対圧力変動などのスピーカ
室８の静的圧力変動をチューブ７内に伝えるような小さ
い寸法に設定されている。 【０００９】上記構成の防水スピーカは、次のように動
作する。スピーカ本体であるウーファ２とツィータ３の
振動板２a,３aが壁面の一部をなすスピーカ室８は、有
底円筒５の底板５aに設けられたオリフィス６を介して
圧力調整室であるチューブ７内に連通し、このチューブ
７は、スピーカ室８を外気から遮断するとともに、振動
板２a,３aのエッジ２b,３bよりも薄くて柔軟なゴムから
なるので、その容積が外気の圧力と内部の圧力に応じて
変化する。従って、外気中の水分や塵芥微粒子のスピー
カ室８への侵入が遮断されて、水分や塵芥微粒子により
ウーファ２,ツィータ３が腐食されたり,損傷を受けるこ
とがない。 【００１０】ウーファ２,ツィータ３の発する音響によ
るスピーカ室８の動的圧力変動は、小径で流路抵抗の大
きいオリフィス６の作用によりチューブ７内に伝わらな
いので、チューブ７が膨張,収縮することはなく、動的
圧力変動に対してスピーカ室８は実質上密封された状態
となるから、スピーカ室が小孔で外気に連通する従来の
防水スピーカと同等の良好な音質が得られる。但し、オ
リフィス６の直径を極めて大きくして、絞り作用が殆ど
無くなると、上記動的圧力変動がチューブ７を膨張,収
縮させ、ウーファ２,ツィータ３は違和感のある音を発
することになる。オリフィス６の直径が小さいほど、ス
ピーカ室８の共振周波数が高くなるので、直径を変化さ
せて共振点を最適に設定することができる。一方、ウー
ファ２,ツィータ３の長時間使用等による温度上昇や外
気圧の変動で、スピーカ室８に外気に対する静的圧力変
動が生じた場合、この静的圧力変動は変動周波数が低い
のでオリフィス６を経てチューブ７内に伝わり、スピー
カ室８が外気圧と等しい圧力になるまでチューブ７が膨
張,収縮する。従って、従来の完全密封型の防水スピー
カのように、振動板が突出または没入したままになっ
て、ボイスコイルが磁気回路の間隙から離れ、音質が悪
化したり動作不能になることがない。 【００１１】ウーファ２が大出力でボイスコイルの発熱
が大きい場合は、有底円筒５を放熱効果の大きい金属材
料で作ることによって、スピーカ室８の温度上昇を抑え
ることができる。上記チューブ７は、耐水,耐熱,耐寒性
を考慮して、有底円筒５の容積に応じて例えば厚さ0.05
〜１mmのウレタンゴムで作ることができる。こうして、
上記構成の完全密封型の防水スピーカは、高湿度および
塵芥微粒子を含む環境下で腐食や損傷の虞れなく使用す
ることができ、ＩＥＣ規格５２９に規定されたＩＰ６８
以上という最高の防水性を実現でき、しかも５０Hz〜２
０KHzの音域で良好な音質が得られ、有底円筒５の放熱
効果により５０Ｗ程度の入力を加えることができる。 【００１２】図２(Ａ),(Ｂ)は、本発明の防水スピーカ
の第２実施形態の一部破断斜視図,縦断面図を夫々示し
ている。この防水スピーカは、図１の通気口４に代え
て,ケース１の底面後部に通気口１４を設け、図１の有
底円筒５に代えて,ケース１内をスピーカ室８と後部室
１１に分離する仕切板１５を設け、この仕切板１５の上
部中央にオリフィス６を設け、このオリフィス６の裏側
周囲に開口を気密に固定して,後部室１１内に延在する
ゴム製のチューブ１７を圧力調整室として設けた点を除
いて、図１で述べたものと同じ構成であり、同じ部材に
は同一番号を付して説明を省略する。この第２実施形態
でも、ウーファ２,ツィータ３の振動板が壁面の一部を
なすスピーカ室８は、オリフィス６を介して外気の圧力
と内部の圧力に応じて容積が変化する圧力調整室として
のチューブ１７内に連通するので、第１実施形態で述べ
たと同じ作用効果を奏する。なお、第２実施形態では、
通気口１４をケース１の底面に設けているので、外気に
連通する後部室１１の水捌けが良く、チューブ１７を大
容積の後部室１１の略全体に亘って設けているので、ス
ピーカ室８の大きな静的,動的圧力変動にも十分対応で
きるという利点がある。 【００１３】図３は、本発明の防水スピーカの第３実施
形態の縦断面図を示している。この防水スピーカは、図
２の袋状のチューブ１７に代えて,仕切板１５の背面に
間隔をおいて平行にゴム製の隔膜１８を気密に設けて、
仕切板１５と隔膜１８の間の空間を圧力調整室とした点
を除いて、図２で述べたものと同じ構成であり、同じ部
材には同一番号を付して説明を省略する。この第３実施
形態でも、ウーファ２,ツィータ３の振動板が壁面の一
部をなすスピーカ室８は、オリフィス６を介して外気の
圧力と内部の圧力に応じて容積が変化する隔膜１８の内
部空間に連通するので、第２実施形態で述べたと同じ作
用効果を奏し、同じ利点を有する。 【００１４】図４は、本発明の防水スピーカの第４実施
形態の縦断面図を示している。このスピーカ２１は、ケ
ース２３の前面開口に末広がりのホーン２２を付けたホ
ーンスピーカである。このホーンスピーカ２１は、上記
前面開口の段部に、最外周に図示しないボイスコイルを
巻いた振動板１２と、永久磁石をトップ,ボトムの両プレ
ートで挟んでなる磁気回路１３とを、両者間にスピーカ
室としての密閉空間２８が形成されるように固定する一
方、磁気回路１３の中心に絞りとしての貫通穴２６を設
け、この貫通穴２６の裏面周囲に開口を気密に固定して
圧力調整室としてのゴム製のチューブ２７を設けるとと
もに、ケース２３に通気口２４を設けてなる。また、上
記前面開口には、ホーン２２内の振動板１２の前方に位
置させてイコライザ(位相等化器)１６と保護カバー１９
を順次固定している。上記貫通穴２６は、振動板１２が
発する音響による密閉空間２８の動的圧力変動をチュー
ブ２７に伝えず、ボイスコイルの発熱または外気圧の変
動に伴う密閉空間２８の外気に対する静的圧力変動をチ
ューブ２７に伝えるような寸法に設定されている。ま
た、チューブ２７は、振動板１２よりも薄くて柔軟なウ
レタンゴム等からなる。 【００１５】上記構成の防水スピーカ２１は、次のよう
に動作する。振動板１２が片面の仕切りをなす密閉空間
２８は、もう片面の仕切りをなす磁気回路１３に設けら
れた貫通穴２６を介して圧力調整室であるチューブ２７
内に連通し、このチューブ２７は、密閉空間２８を外気
から遮断するとともに、振動板１２よりも薄くて柔軟な
ゴムからなるので、その容積が外気圧に対する内部圧力
の変動に応じて変化する。従って、外気中の水分や塵芥
微粒子の密閉空間２８への侵入が遮断されて、水分や塵
芥微粒子による振動板１２や磁気回路１３の腐食や損傷
が無くなるうえ、密閉空間２８が、音響による動的圧力
変動に対しては貫通穴２６の絞り効果により実質上密閉
された状態となり、良好な音質が得られるとともに、外
気圧の変動等による静的圧力変動に対しては貫通穴２６
の連通効果によりチューブ２７が膨張,収縮して、密閉
空間２８を常に外気圧に等しくするので、振動板１２が
突出または没入したままになって,ボイスコイルが磁気
回路２８の間隙から離れて,音質が悪化したり動作不能
になることがない。 【００１６】本発明のスピーカ室と圧力調整室を連通す
る絞りは、実施の形態のオリフィス６や貫通穴２６に限
られない。また、本発明の圧力調整室は、実施の形態の
ゴム製のチューブ７,１７,２７や隔膜１８に限らず、振
動板よりも柔軟であればどんな材料でもよい。 【００１７】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
防水スピーカは、スピーカ本体の振動板が壁面の一部を
なすスピーカ室と、このスピーカ室と絞りを介して内部
が連通するとともに、外部が外気に接して、内外の圧力
差に応じて容積が変化する圧力調整室とを備え、上記絞
りが、スピーカ室の静的圧力変動のみを圧力調整室に伝
えるので、外気中の水分や塵芥微粒子のスピーカ室への
侵入が遮断されて、これらによりスピーカ本体が腐食,
損傷されることがないうえ、スピーカ本体の発する音響
によるスピーカ室の動的圧力変動は、絞りの作用により
圧力調整室に伝わらないから、良好な音質が得られ、か
つ、スピーカ室の温度変化や外気圧変動によるスピーカ
室の外気に対する静的圧力変動は絞りを経て圧力調整室
に伝わって、スピーカ室が外気圧に等しく保たれるか
ら、ボイスコイルが常に磁気回路の間隙内に維持され、
音質が悪化したり動作不能になることがない。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の防水スピーカの第１実施形態の正面
斜視図,一部破断側面斜視図,ｃ-ｃ線に沿う断面図であ
る。 【図２】 本発明の防水スピーカの第２実施形態の一部
破断斜視図,縦断面図である。 【図３】 本発明の防水スピーカの第３実施形態の縦断
面図である。 【図４】 本発明の防水スピーカの第４実施形態の縦断
面図である。 【符号の説明】 １…ケース、２…ウーファ、２a,２b…振動板、３…ツィ
ータ、４,１４,２４…通気口、５…有底円筒、６…オリ
フィス、７,１７,２７…チューブ、８…スピーカ空間、
１２…振動板、１３…磁気回路、１５…仕切板、１８…
隔膜、２１…ホーンスピーカ、２２…ホーン、２３…ケ
ース、２６…貫通穴。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 スピーカ本体の振動板が壁面の一部をな
   すスピーカ室と、動的圧力変動を伝えず,静的圧力変動
   を伝えるための絞りを介して上記スピーカ室に内部が連
   通するとともに、外部が外気に接して、内外の圧力差に
   応じて容積が変化する柔軟な材料からなる圧力調整室と
   を備えたことを特徴とする防水スピーカ。