JP4016697B2 - Speaker device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電気音響変換器を有するスピーカ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のスピーカ装置を広指向性のスピーカ装置により図8の断面図により説明する。
【0003】
同図によると、101は略球形状に形成された圧電セラミックスでありこの圧電セラミックス101の内側に内部電極102、外側に外部電極103を形成している。このスピーカ装置において、前記内部電極102と前記外部電極103にそれぞれ接続されたリード線104,105を通じて電圧を印加すると圧電セラミックス101は圧電効果により呼吸運動し、音波は放射状に放射されるため、略全方向に対して指向性は均一に再生されるものとなっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスピーカ装置は、圧電セラミックス自体が材質上非常に硬く、また形状を略球形状としているため構造的にも硬くなるため、低音域の再生限界である最低共振周波数を低い周波数とすることが困難という課題を有するものであった。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するもので、最低共振周波数を低くし再生帯域を広くすることが可能で広指向性を有するスピーカ装置を提供できるものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ装置の請求項1に記載のものは、略球形状の固体と前記略球形状の固体と間隔を設け前記固体を覆うように配置した略球形状の振動板と、この振動板と空間連結用部材を介して結合された電気音響変換器とで形成したスピーカ装置であり、電気音響変換器の放音を前記略球形状の固体と前記略球形状の振動板間の空間を介して前記略球形状の振動板から音を放射することで無指向性のスピーカを実現するものである。
【0007】
本発明の請求項2に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の略球形状の固体と振動板との間にスペーサを配置することで安定な音響空間の隙間をつくることを実現するものである。
【0008】
本発明の請求項3に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の略球形状の固体と振動板との間隔を電気音響変換器に近い部分ほど大きくなるようにすることで、略球形状の固体と振動板の空間内をより効率よく音を伝播することを可能にするものである。
【0009】
本発明の請求項4に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の略球形状の固体と振動板との間に配置するスペーサの配置間隔を電気音響変換器に近いほど大きくすることで、略球形状の固体と振動板の空間内をより効率よく音を伝播することを可能にするものである。
【0010】
本発明の請求項5に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の略球形状の固体の表面に、略球形状の固体の中心と電気音響変換器とを結ぶ方向に少なくとも1本以上の溝を設けることで、より振動板からの音響放射を均一にすることを可能にするものである。
【0011】
本発明の請求項6に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の略球形状の振動板に高分子フィルムを使用することで、音圧周波数特性をより広帯域化することを実現するものである。
【0012】
本発明の請求項7に記載のスピーカの発明は、請求項6に記載の高分子フィルムをエラストマーとすることで、より最低共振周波数を低減することを可能にするものである。
【0013】
本発明の請求項8に記載のスピーカの発明は、請求項1に記載の電気音響変換器を略球形状の固体と振動板との間の空間に接続するとともにキャビネット内に収納したことにより、電気音響変換器の背面から放射される音の干渉がなくなり安定した音響再生を可能にするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスピーカ装置の一実施の形態を図1〜図7により説明する。
【0015】
(実施の形態1)
図1は、本発明の一実施の形態のスピーカ装置の断面図であり、主として請求項1について説明するものである。
【0016】
同図によると、1は略球形状の固体であり、この固体1を覆うように略球形状の振動板2を配置するとともに、この振動板2は空間連結用部材4を通じて電気音響変換器3に結合されている。また略球形状の固体1は支持部材6により保持されている。また、前記電気音響変換器3は背面側の音が前面の音と干渉しないようにバッフル板5に取りつけられている。
【0017】
前記電気音響変換器3は、一般的には動電型スピーカが用いられるが、原理上電磁型など他の電気音響変換であっても可能である。
【0018】
上記のような構成において、電気音響変換器3に信号を加えると、電気音響変換器3の振動板が振動する。この振動は略球形状の固体1と略球形状の振動板2の間の空間の空気を振動させることで、略球形状の振動板2を振動させ、振動板2から音波が放射されることになる。この音波は振動板2の形状が略球形状であるため音波は全方向に放射される。これにより無指向性スピーカを実現できることになる。
【0019】
この場合の再生される音圧の周波数特性については、低音域限界である最低共振周波数は、略電気音響変換器3の最低共振周波数または略球形状の振動板2とその支持方法で決まる機械共振周波数のいずれか低い方で決定される。電気音響変換器3の最低共振周波数は数10Hzから数kHzまでさまざまな変換器があるため、自由に選択できる。そのため実際は略球形状の振動板2とその支持方法で決まる機械共振周波数で低音域限界は決定されることになる。
【0020】
したがって略球形状の振動板2の板厚を薄くし、柔らかくすることで、低音域限界である機械共振周波数は低くすることが可能となるものである。
【0021】
(実施の形態2)
図2は本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項2について説明する。なお、実施の形態1と同一部分については同一番号を付し、説明を省略して説明する。
【0022】
同図によると、実施の形態1との相違点は、略球形状の振動板2をスペーサ7により略球形状の固体1に支持している点である。これにより略球形状の固体1と略球形状の振動板2の隙間を安定に保つことが可能となる。
【0023】
したがって、略球形状の振動板2が音を放射する際に、振動により略球形状の固体1と接触することで異常音が発生することを押さえることができる。またこの隙間である空間は音響的に周波数特性を決める要素でもあるため、この隙間を安定に保つことで音響特性も安定化することができるものである。
【0024】
(実施の形態3)
図3は、本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項3について説明するものである。なお、実施の形態1と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【0025】
同図によると、実施の形態1との相違点は略球形状の固体1と略球形状の振動板2の隙間が電気音響変換器3に近い側を大きくしていることである。
【0026】
電気音響変換器3の前面から放射される音は連結部材4により略球形状の振動板内の空間に伝えられる。
【0027】
したがって、本実施の形態のような構成にすることで、連結部材4から略球形状の振動板内の空間への結合部において、より音響インピーダンスのマッチングを図ることができ、その結果効率の良い音響変換が可能となるものである。
【0028】
(実施の形態4)
図4は、本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項4について説明するものである。なお、実施の形態2と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【0029】
同図によると、実施の形態2との相違点は、スペーサ7の配置を電気音響変換器3に近いほど間隔を空けていることである。
【0030】
この構成により、スペーサ間隔の広い範囲はより低音域の再生を可能にできる。もともと非常に低い周波数においては指向性が広くまた音圧を高くすることが困難であるため、上記構成により、より低音域の再生と指向性の拡大の両立を可能にするものである。
【0031】
(実施の形態5)
図5は本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の要部である略球形状の固体表面の形状を説明する断面図であり、図6は同水平方向の断面図であり、主として請求項5について説明するものである。なお、実施の形態1と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【0032】
同図によると、実施の形態1との相違点は、溝8を略球形状の固体1の表面に、略球形状の固体1の中心と電気音響変換器3とを結ぶ方向に少なくとも1本以上設けたものである。
【0033】
略球形状の固体1と略球形状の振動板2の間の空間は、音圧の周波数特性の高音域限界を決定するひとつのパラメータである。この容積を小さくすることで高音域限界を高い周波数に設定することができる。この容積を小さくするには、略球形状の固体1と略球形状の振動板2との隙間を小さくすることである。しかしこの隙間を小さくしていくと、空気の粘性抵抗により、電気音響変換器3から放射される音響振動は略球形状の振動板2全体に伝えることが難しくなる。
【0034】
本実施の形態では、略球形状の固体1の中心と電気音響変換器3とを結ぶ方向に少なくとも1本以上の溝を設けることで、隙間の容積を大きくすることなく、電気音響変換器3から放射される音響振動を略球形状の振動板2の略前面に伝えることが可能となり、無指向性と音圧周波数特性の高音域限界を高くすることを両立することを可能にするものである。
【0035】
(実施の形態6)
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態は、実施の形態1の図1における略球形状の振動板2の材料に高分子フィルムを使用したものであり、主として請求項6について説明するものである。実施の形態1において略球形状の振動板2とその支持方法により低音域の限界周波数特性が決定されることを説明したが、一般的に高分子フィルムは、薄く軽く柔らかい材料であるため、この略球形状の振動板2の材料に使用することで、低音域の限界周波数をより低くできるものである。
【0036】
(実施の形態7)
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態は、実施の形態6の略球形状の振動板2の高分子フィルムをエラストマーとしたものであり、主として請求項7について説明するものである。
【0037】
エラストマーは一般的に柔らかく伸びのある材料であるため、容易に低音域の限界周波数を低くすることができるものである。
【0038】
(実施の形態8)
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態を図7の断面図により説明する。なお、本実施の形態は主として請求項8について説明するものであり、実施の形態1と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【0039】
同図によると、実施の形態1との相違点は、電気音響変換器3の背面側にエンクロージャ9を設けた構成とした点である。
【0040】
この構成により、電気音響変換器3の背面からの放射音により、略球形状の振動板2から放射される放射音との干渉をよりコンパクトなサイズで実現することができるものである。なおこのエンクロージャには、一般的にスピーカ装置に使用されている密閉型、位相反転型などのさまざまな形態のエンクロージャが採用可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスピーカ装置は、略球形状の固体と前記略球形状の固体と間隔を設け前記固体を覆うように配置した略球形状の振動板と前記間隔内の空間と音響的に電気音響変換器を結合する構成とすることで、音響的に結合された前記空間と前記略球形状の振動板は音響的に駆動され、略球形状の振動板から音波が放射されるため、広指向性再生が実現されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスピーカ装置の一実施の形態の断面図
【図2】同他の実施の形態の断面図
【図3】同他の実施の形態の断面図
【図4】同他の実施の形態の断面図
【図5】同他の実施の形態の要部である固体表面の形状を説明する断面図
【図6】同水平方向の断面図
【図7】本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図
【図8】従来のスピーカ装置の断面図
【符号の説明】
1 球形状の固体
2 球形状の振動板
3 電気音響変換器
4 連結部材
5 バッフル板
6 支持部材
7 スペーサ
8 溝
9 エンクロージャ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker device having various electroacoustic transducers.
[0002]
[Prior art]
A conventional speaker device will be described with reference to a cross-sectional view of FIG.
[0003]
According to the figure,
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above speaker device, the piezoelectric ceramic itself is very hard in terms of material, and since the shape is substantially spherical, the structure is also hard, so the lowest resonance frequency, which is the reproduction limit of the low sound range, is set to a low frequency. This has the problem of being difficult.
[0005]
The present invention solves the above-described problems, and can provide a speaker device having a wide directivity that can lower the minimum resonance frequency and widen the reproduction band.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the speaker device according to claim 1 of the present invention has a substantially spherical shape arranged so as to cover the solid with a gap between the substantially spherical solid and the substantially spherical solid. And an electroacoustic transducer coupled to the diaphragm via a space coupling member , and the sound emission of the electroacoustic transducer is emitted from the substantially spherical solid and the substantially spherical A non-directional speaker is realized by radiating sound from the substantially spherical diaphragm through a space between the diaphragms having a shape .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, a speaker is provided between the substantially spherical solid according to the first aspect of the present invention and the diaphragm, thereby realizing a stable gap in an acoustic space. Is.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a loudspeaker according to the first aspect of the present invention, wherein the distance between the substantially spherical solid according to the first aspect and the diaphragm is increased toward a portion closer to the electroacoustic transducer. The sound can be transmitted more efficiently in the space between the solid body and the diaphragm.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a loudspeaker according to the first aspect of the present invention, wherein the distance between spacers disposed between the substantially spherical solid according to the first aspect and the diaphragm is increased as the distance from the electroacoustic transducer increases. The sound can be more efficiently propagated in the space between the substantially spherical solid and the diaphragm.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided at least one speaker in the direction connecting the center of the substantially spherical solid and the electroacoustic transducer on the surface of the substantially spherical solid according to the first aspect. By providing this groove, it is possible to make the acoustic radiation from the diaphragm more uniform.
[0011]
According to the sixth aspect of the present invention, the use of the polymer film for the substantially spherical diaphragm according to the first aspect realizes a wider sound pressure frequency characteristic. It is.
[0012]
The speaker invention according to
[0013]
In the speaker according to
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a speaker device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a speaker device according to an embodiment of the present invention, and mainly describes claim 1.
[0016]
According to the figure, reference numeral 1 denotes a substantially spherical solid, and a substantially
[0017]
As the
[0018]
In the above configuration, when a signal is applied to the
[0019]
Regarding the frequency characteristics of the sound pressure to be reproduced in this case, the lowest resonance frequency which is the lower limit of the low sound range is a mechanical resonance determined by the lowest resonance frequency of the substantially
[0020]
Therefore, by reducing the thickness of the substantially
[0021]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the speaker device of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0022]
According to the figure, the difference from Embodiment 1 is that a substantially
[0023]
Therefore, when the substantially
[0024]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the speaker device of the present invention, and mainly describes
[0025]
According to the figure, the difference from the first embodiment is that the gap between the substantially spherical solid 1 and the substantially
[0026]
Sound radiated from the front surface of the
[0027]
Therefore, by adopting the configuration as in the present embodiment, it is possible to achieve more acoustic impedance matching at the coupling portion from the connecting
[0028]
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the speaker device of the present invention, and mainly describes
[0029]
According to the figure, the difference from the second embodiment is that the closer the
[0030]
With this configuration, a wider range of the spacer interval can be reproduced in a lower sound range. Originally, the directivity is wide at a very low frequency and it is difficult to increase the sound pressure. Therefore, the above configuration enables both reproduction of a lower sound range and expansion of directivity.
[0031]
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the shape of a substantially spherical solid surface, which is the main part of another embodiment of the speaker device of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view in the horizontal direction, mainly claims. 5 will be described. In addition, the same part as Embodiment 1 is provided with the same number, and it abbreviate | omits description and demonstrates.
[0032]
According to the figure, the difference from the first embodiment is that at least one
[0033]
The space between the substantially spherical solid 1 and the substantially
[0034]
In the present embodiment, by providing at least one groove in the direction connecting the center of the substantially spherical solid 1 and the
[0035]
(Embodiment 6)
Another embodiment of the speaker device of the present invention uses a polymer film as the material of the substantially
[0036]
(Embodiment 7)
In another embodiment of the speaker device of the present invention, the polymer film of the substantially
[0037]
Since the elastomer is generally a soft and stretchable material, the critical frequency in the low frequency range can be easily lowered.
[0038]
(Embodiment 8)
Another embodiment of the speaker device of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG. The present embodiment will mainly describe
[0039]
According to the figure, the difference from the first embodiment is that the
[0040]
With this configuration, interference with the radiated sound radiated from the substantially
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the speaker device according to the present invention includes the substantially spherical solid, the substantially spherical solid, and the substantially spherical diaphragm disposed so as to cover the solid, the space in the interval, and the sound. By combining the electroacoustic transducers, the acoustically coupled space and the substantially spherical diaphragm are acoustically driven, and sound waves are radiated from the substantially spherical diaphragm. Therefore, wide directivity reproduction is realized.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of an embodiment of the speaker device of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the other embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the other embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the shape of a solid surface, which is a main part of another embodiment. FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view. FIG. 7 is a cross-sectional view of the speaker device of the present invention. Cross-sectional view of another embodiment [FIG. 8] Cross-sectional view of a conventional speaker device [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spherical solid 2
Claims (8)
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