JP4089592B2 - 電子鍵盤楽器用スピーカボックス - Google Patents

Description

本発明は、電子ピアノ、電子オルガン、その他電子鍵盤楽器に用いて好適な電子鍵盤楽器用スピーカボックスに関する。

近年、電子ピアノ等の電子鍵盤楽器においては、電子部品の組み付け、保守点検を容易にするため、電子鍵盤楽器本体下面に電子回路・スピーカ部が設けられ、ここにアンプ、スピーカ等の電子部品が集中的に実装される。すなわち、電子回路・スピーカ部の内部には、正面から背面に向かって平行に延在する左右一対の矩形長尺状のガイドが、複数組配置されている。各種電子回路はこれらガイドの上に載置される複数のプレート上に実装され、これらプレートはその左右両端部をガイドに摺動させつつ前後方向に移動自在になっている（特許文献１）。

また、本体下面にスピーカボックスのみを取り付けるような電子鍵盤楽器も知られている。これらの電子鍵盤楽器においては、スピーカボックスを回転させることにより、スピーカの開口面を背面方向（例えばコンサートにおける観客方向）に向け、あるいは前面方向（演奏者自身）に向けられるものも知られている（特許文献２，３）。
特開２００２−２４４６６１号公報 特開昭６２−４１１９８号公報 実開平７−５１９３号公報

しかし、上述した特許文献１〜３記載の技術では、演奏者および観客の双方に対して同時に良好な特性の楽音を放音することは困難であった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、演奏者および観客の双方に対して同時に良好な特性の楽音を放音できる電子鍵盤楽器用スピーカボックスを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の電子鍵盤楽器用スピーカボックスにあっては、電子鍵盤楽器の鍵の配列方向に沿う複数の側面を有する略柱状の筐体（３０）と、前記複数の側面のうち前記電子鍵盤楽器の前方に面する第１の側面（３０ＦＬ）に設けられ、一の高音用スピーカ（３１ＦＬ）と一の低音用スピーカ（３２ＦＬ）とを少なくとも有する第１のスピーカユニットと、前記複数の側面のうち前記電子鍵盤楽器の後方に面する第２の側面（３０Ｂ）に設けられ、前記第１のスピーカユニットの高音用スピーカに対して相互に背面を対向させるように設けられた一の高音用スピーカ（３１ＢＲ）と、前記第１のスピーカユニットの低音用スピーカに対して相互に背面を対向させるように設けられた一の低音用スピーカ（３２ＢＲ）とを少なくとも有する第２のスピーカユニットとを有し、前記第１および第２のスピーカユニットの各スピーカの開口面は斜下方に向かって傾斜し、前記第１のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度（θF）は前記第２のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度（θB）よりも大きいことを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の電子鍵盤楽器用スピーカボックスにおいて、前記第１および第２のスピーカユニットの双方から楽音を発音する第１の動作モード、または前記第２のスピーカユニットを消音状態にしつつ前記第１のスピーカユニットから楽音を発音する第２の動作モードのうち一方を選択する動作モード選択手段（１０６，１０８）をさらに有することを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項２記載の電子鍵盤楽器用スピーカボックスにおいて、前記第１のスピーカユニット内の何れかのスピーカに供給する音声信号のフィルタリングを行う第１のネットワーク回路（１０２ＦＬ，１０４ＦＬ）と、前記第２のスピーカユニット内の何れかのスピーカに供給する音声信号のフィルタリングを行う第２のネットワーク回路（１０２ＢＲ，１０４ＢＲ）とをさらに有し、前記動作モード選択手段は、前記第１の動作モードにおいては前記第１および第２のネットワーク回路に前記音声信号を供給するとともに、前記第２の動作モードにおいては前記第２のネットワーク回路に対する前記音声信号の供給を遮断しつつ前記第１のネットワーク回路に前記音声信号を供給するものであることを特徴とする。

このように、相互に背面を対向させるように第１および第２のスピーカユニットの対応するスピーカ同士を設けた構成によれば、正面側および背面側から見たスピーカの配置を対称的にできるため、双方に対して略等しい特性の楽音を放音することができる。さらに、第１または第２の動作モードを選択できる構成によれば、練習時および本番時等に応じて最適な態様で楽音を放音することができる。さらに、第１および第２のスピーカユニットに対して各々独立した第１および第２のネットワーク回路を設ける構成によれば、第１または第２の動作モードの選択状態にかかわらず、発音するスピーカユニットの周波数特性を均一にすることができる。さらに、第１のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度を第２のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度よりも大きくした構成によれば、演奏者および観客の双方に対して最適な状態で楽音を放音することができる。

1．実施例の構成
次に、本発明の一実施例の電子鍵盤楽器の構成を図１，図２を参照し説明する。
図において１０は電子鍵盤楽器のフレームであり、正面方向から見て長方形、側面方向から見て五角形の枠状に形成されている。
２０は鍵盤部であり、フレーム１０の上部全体に配設されている。そして、鍵盤部２０は、上鍵盤部と下鍵盤部とからなり、それらの長手方向に沿って各々複数の鍵が配列されている。２２は鍵盤部２０の蓋部であり、開閉自在になっている。鍵盤部２０の下方には、鍵盤部２０が配設される平板状の棚板１４が設けられ、その下面には、断面台形の四角柱状に形成された電子回路・スピーカ部３０が装着される。

すなわち、棚板１４の両端部１４１，１４２の下面であって側板部１２１，１２２の下方には、各々断面Ｌ字状および逆Ｌ字状の長尺状の金具Ｈ１，Ｈ２が固着され、電子回路・スピーカ部３０の上面両端には左右方向に突出するフランジＦ１，Ｆ２が形成されている。そして、フランジＦ１，Ｆ２を金具Ｈ１，Ｈ２の水平部分に載置し、電子回路・スピーカ部３０を所定位置（図１(b)の位置）に合せ、ねじＮ１，Ｎ２をフランジＦ１，Ｆ２に挿通させつつ棚板１４に螺合すると、電子回路・スピーカ部３０が棚板１４に固定される。また、ねじＮ１，Ｎ２を外せば、金具Ｈ１，Ｈ２に上記フランジＦ１，Ｆ２を摺動させつつ電子回路・スピーカ部３０は前後方向にスライド自在になる。このように、金具Ｈ１，Ｈ２はガイドレールを形成する。４０はニー・レバーであり、鍵盤部２０の下面、電子回路・スピーカ部３０の前方から下方向に突出するように設けられ、演奏者の膝によって操作される。５０はエクスプレッションペダル、５４はペダル鍵盤であり、これらはフレーム１０の下方に設置されている。なお、図２においてはエクスプレッションペダル５０の図示は省略する。

次に、電子回路・スピーカ部３０の構成を図３(a)〜(d)を参照し説明する。
まず、同図(a)において、電子回路・スピーカ部３０は側面形状が台形状であり、電子回路・スピーカ部３０の上面および底面は平行な平板状に構成されている。電子回路・スピーカ部３０の正面および背面は、それぞれ垂直面に対して内側に向かって傾斜しており、正面傾斜角θFは「２０°」、背面傾斜角θBは「１０°」に設定されている。
本実施例の特徴の一つとして、このように、正面、背面において傾斜角が異なることが挙げられる。まず、背面傾斜角θBは、電子鍵盤楽器を一般的なコンサートホールの舞台上に配置したとき、背面用スピーカが観客に対向するような角度に設定されている。一方、正面用スピーカは、棚板１４の下方に配置されているから、正面用スピーカを演奏者の顔方向に直接的に対向させることは困難である。そこで、本実施例では、背面傾斜角θBよりも正面傾斜角θFを大きくすることにより、正面用スピーカからの放射音を床に反射させ、演奏者に反射音が到達し易くしているのである。

次に、図３(b)において３５は電子回路部であり、電子回路・スピーカ部３０の略中央部分に設けられている。この電子回路部３５によって電子回路・スピーカ部３０は左右に区切られ、これによって各種スピーカが実装される左右のエンクロージャ部３６Ｌ，３６Ｒが形成されている。３０ＦＬ，３０ＦＲは左右のエンクロージャ部３６Ｌ，３６Ｒの正面を覆う正面板であり、電子回路部３５の正面に対してほぼ同一面を形成するように電子回路・スピーカ部３０に固着されている。左正面板３０ＦＬには、外側（左側）から内側（右側）に向かってツイータ３１ＦＬ、ウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬが装着されている。ここで、ウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬは、同一形状、同一仕様のスピーカである。また、ツイータ３１ＦＬ、ウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬはジグザグに配置されているから、エンクロージャ部３６Ｌの幅が狭い場合であっても大口径のウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬを装着することができる。

ここで、ツイータ３１ＦＬ、ウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬから成るスピーカの組を「スピーカユニット」と呼ぶ。より一般的には、本明細書においては、「同一方向に開口する少なくとも一の高音用スピーカと少なくとも一の低音用スピーカ」を「スピーカユニット」と呼ぶ。そして、この左側のスピーカユニットに対して対称を成すように、右正面板３０ＦＲには、外側（右側）から内側（左側）に向かってツイータ３１ＦＲ、ウーハ３２ＦＲ，３３ＦＲから成るスピーカユニットが装着されている。３４，３４，……はマジックテープであり、これらによって図示せぬサランネットが電子回路・スピーカ部３０の正面全体を覆うように装着される。

次に、図３(c)において３０Ｂは背面板であり、ここに背面用のウーハ３２ＢＬ，３３ＢＬ，３２ＢＲ，３３ＢＲおよびツイータ３１ＢＬ，３１ＢＲが装着される。３７，３７は電子回路部３５を鍵盤部２０に接続するための接続用コードである。これら背面用のスピーカは、図３(b)に示した正面用のスピーカに対して対称を成すように配置されている。これにより、図３(d)に示すように、正面用および背面用の対応するスピーカユニットは、相互に背面を対向させつつ配置されることになる。すなわち、エンクロージャ部３６Ｌの内部において正面用のツイータ３１ＦＬおよび背面用のツイータ３１ＢＲは相互に背面を対向させつつ配置されており、正面用のウーハ３２ＦＬおよび背面用のウーハ３２ＢＲ、正面用のウーハ３３ＦＬおよび背面用のウーハ３３ＢＲも、同様に背面を対向させつつ配置されている。エンクロージャ部３６Ｒの内部においても、各スピーカは同様の位置関係で配置されている。また、３８Ｌ，３８Ｒは円筒状のバスレフポートであり、エンクロージャ部３６Ｌ，３６Ｒの下面からその内部（上方）に向かって突出している。なお、背面板３０Ｂにおいてもマジックテープ３４，３４，……が装着され、図示せぬサランネットによって背面板３０Ｂ全体を覆うことができる。

このように、本実施例では、電子回路・スピーカ部３０の中央に電子回路部３５を配置し、その左右にエンクロージャ部３６Ｌ，３６Ｒを配置したから、電子回路・スピーカ部３０を全体として一体化しつつエンクロージャ部３６Ｌ，３６Ｒ相互間の距離を充分に確保することができる。また、ツイータ３１ＦＬ，３１ＦＲをウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬ，３２ＦＲ，３３ＦＲの外側に配置したため、ツイータ３１ＦＬ，３１ＦＲを内側に配置した場合と比較して充分な音像定位を確保することができる。また、電子回路部３５の正面に対してほぼ同一面を形成するようにこれらエンクロージャ部の正面板３０ＦＬ，３０ＦＲを配置し、背面には一枚の背面板３０Ｂに背面用の全スピーカを実装したから、各スピーカ相互間の干渉が起こりにくく、電子鍵盤楽器の周辺全体において良好な音場を実現することができる。

次に、エンクロージャ部３６Ｌ内の各スピーカの帯域分割に使用されているネットワーク回路を図７を参照し説明する。図においてウーハ３２ＦＬ，３３ＦＬは直列接続され、その直列回路にネットワーク回路への入力信号がそのまま印加される。１０２ＦＬはコンデンサ、１０４ＦＬはインダクタであり、両者によってハイパスフィルタが構成されている。これにより、入力信号中の高周波成分がツイータ３１ＦＬに印加される。また、これら正面用のスピーカと同様に、背面用のウーハ３２ＢＲ，３３ＢＲは直列接続され、その直列回路にスイッチ１０６を介してネットワーク回路への入力信号が印加される。１０２ＢＲはコンデンサ、１０４ＢＲはインダクタであり、両者によってハイパスフィルタが構成されている。これにより、入力信号中の高周波成分がスイッチ１０８を介してツイータ３１ＢＲに印加される。ここで、コンデンサ１０２ＦＬ，１０２ＢＲのキャパシタンスを「１μＦ」、インダクタ１０４ＦＬ，１０４ＢＲのインダクタンスを「０．５２ｍＨ」、ツイータ３１ＦＬ，ＢＲのインピーダンスを「１６Ω」としたときの該ハイパスフィルタの周波数特性を図９(a)に示す。

上記スイッチ１０６，１０８は、鍵盤部２０に設けられた操作子によって連動してオン／オフされる。従って、例えば練習時においては演奏者のみに対して演奏音を放音すればよいから、スイッチ１０６，１０８をオフ状態にし、前面側の左右のスピーカユニットのみを発音させるとよい。また、コンサート時においては演奏者および観客の双方に対して演奏音を放音する必要があるから、スイッチ１０６，１０８をオン状態にし、正面および背面側の双方のスピーカユニットを発音させるとよい。なお、エンクロージャ部３６Ｒ内の前後のスピーカに対しても図７と同様のネットワーク回路が設けられている。そして、エンクロージャ部３６Ｒ内の背面側のスピーカユニットをオンオフするスイッチは、上記スイッチ１０６，１０８と連動する。

ところで、本実施例においてはコンデンサ１０２ＦＬ，１０２ＢＲ、インダクタ１０４ＦＬ，１０４ＢＲによって２系統のハイパスフィルタが構成されているが、が、前後のツイータ３１ＦＬ，ＢＲに対するハイパスフィルタを共用することも考えられる。その場合の回路の構成例を参考用として図８に示す。図８においては、本実施例（図７）と同様にコンデンサ１０２ＦＬとインダクタ１０４ＦＬとから成るハイパスフィルタによって入力信号中の高周波成分がツイータ３１ＦＬに印加される。一方、ツイータ３１ＢＲとスイッチ１２０とは直列に接続され、この直列回路がツイータ３１ＦＬに対して並列に接続されている。この回路においてスイッチ１２０をオフ状態にした時の周波数特性は図９(a)の特性と同様になる。一方、スイッチ１２０をオン状態にしたときの周波数特性は図９(b)のようになる。図９(b)の周波数特性は、同図(a)の特性と比較して、「７〜９ｋＨｚ」付近にピークが現れている。従って、これではスイッチ１２０のオン／オフ状態に応じて、正面側のスピーカから放音される音質に違いが生じることが解る。これに対して、本実施例においては、各スピーカユニット毎に対して独立してハイパスフィルタを設けたため、スイッチ１０６，１０８のオン／オフ状態にかかわらず正面側スピーカユニットの音質を均一に保つことができるのである。

2．実測結果
次に、本実施例による実測結果を図４〜６を参照し説明する。
まず、図４は、電子鍵盤楽器を無響音室に配置し、電子鍵盤楽器から１ｍの距離に測定用マイクを設置し、電子鍵盤楽器を水平方向に「０°」、「４５°」、「９０°」、「１３５°」または「１８０°」だけ回転させ、周波数をスイープさせつつ均一なレベルの正弦波信号を正面、背面双方のスピーカユニットに供給したときの周波数特性を示す。ここで、「０°」は電子鍵盤楽器の正面側、「１８０°」は背面側であることを示す。図４によれば、「０°」および「１８０°」においてほぼ等しい周波数特性が得られていることが解る。ここで、「０°」および「１８０°」における特性上の若干の相違は、主として正面および背面傾斜角θF，θBの相違に起因する。また、「４５°」、「９０°」および「１３５°」の回転角度においては、スピーカの干渉等により若干のノッチが現れているが、全周に渡ってほぼフラットな特性が確保されていることが解る。

次に図５は、「１８０°」の角度（背面）における周波数特性を示す図であり、Ｌ１は正弦波信号を正面、背面双方のスピーカユニットに供給したときの特性、Ｌ２は正弦波信号を正面のスピーカユニットにのみ供給したときの特性を示す。特性Ｌ２は、特性Ｌ１と比較して、特に中音域から高音域にかけて大幅に音圧レベルが低下している。また、図６は、正弦波信号を正面側のスピーカユニットにのみ供給し、その他の条件は図４の測定条件と等しくした場合の測定結果である。この例においても、回転角度が大きくなるほど中音域から高音域にかけての音圧レベルが大幅に低下している。このように、図５，図６によれば、演奏者および観客の双方に対して良好な音質で楽音を放音するためには、正面および背面用の双方のスピーカユニットが必要であることが解る。

3．変形例
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記各実施例においては、一のスピーカユニットは１個のツイータと２個のウーハとから構成されたが、各スピーカユニットを構成するスピーカの種類および数はこれに限られるものではない。例えば、ツイータおよびウーハに加えて中音用のスコーカを追加してもよい。

(2)また、各スピーカユニットを実装する電子回路・スピーカ部３０は、実施例の形状のものに限られず、略柱状の形状を有するものであれば様々な形状のものを使用することができる。例えば、上記実施例においては、電子回路部３５の前面は平面状であったが、これは略「へ」字状に前方に突出するような形状であってもよい。

本発明の一実施例の電子鍵盤楽器の正面および側面図である。 一実施例の電子鍵盤楽器の背面図である。 電子回路・スピーカ部３０の外観図である。 電子鍵盤楽器の周波数特性図である。 電子鍵盤楽器の周波数特性図である。 電子鍵盤楽器の周波数特性図である。 一実施例におけるネットワーク回路の回路図である。 参考用のネットワーク回路の回路図である。 図７，図８のネットワーク回路の周波数特性図である。

符号の説明

１０：フレーム、１４：棚板、２０：鍵盤部、２２：蓋部、３０：電子回路・スピーカ部、３０Ｂ：背面板、３０ＦＬ：左正面板、３０ＦＬ，３０ＦＲ：正面板、３０ＦＲ：右正面板、３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ：ツイータ、３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ：ウーハ、３３ＦＬ，３３ＦＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ：ウーハ、３４：マジックテープ、３５：電子回路部、３６Ｌ，３６Ｒ：エンクロージャ部、４０：ニー・レバー、５０：エクスプレッションペダル、５４：ペダル鍵盤、１０２ＦＬ，１０２ＢＲ：コンデンサ、１０４ＦＬ，１０４ＢＲ：インダクタ、１２０：スイッチ、１２１，１２２：側板部、１４１，１４２：棚板１４の両端部、１０６，１０８：スイッチ（動作モード選択手段）。

Claims (3)

1. 電子鍵盤楽器の鍵の配列方向に沿う複数の側面を有する略柱状の筐体と、
   前記複数の側面のうち前記電子鍵盤楽器の前方に面する第１の側面に設けられ、一の高音用スピーカと一の低音用スピーカとを少なくとも有する第１のスピーカユニットと、
   前記複数の側面のうち前記電子鍵盤楽器の後方に面する第２の側面に設けられ、前記第１のスピーカユニットの高音用スピーカに対して相互に背面を対向させるように設けられた一の高音用スピーカと、前記第１のスピーカユニットの低音用スピーカに対して相互に背面を対向させるように設けられた一の低音用スピーカとを少なくとも有する第２のスピーカユニットと
   を有し、前記第１および第２のスピーカユニットの各スピーカの開口面は斜下方に向かって傾斜し、前記第１のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度は前記第２のスピーカユニットの垂直面に対する傾斜角度よりも大きいことを特徴とする電子鍵盤楽器用スピーカボックス。
2. 前記第１および第２のスピーカユニットの双方から楽音を発音する第１の動作モード、または前記第２のスピーカユニットを消音状態にしつつ前記第１のスピーカユニットから楽音を発音する第２の動作モードのうち一方を選択する動作モード選択手段
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器用スピーカボックス。
3. 前記第１のスピーカユニット内の何れかのスピーカに供給する音声信号のフィルタリングを行う第１のネットワーク回路と、
   前記第２のスピーカユニット内の何れかのスピーカに供給する音声信号のフィルタリングを行う第２のネットワーク回路と
   をさらに有し、前記動作モード選択手段は、前記第１の動作モードにおいては前記第１および第２のネットワーク回路に前記音声信号を供給するとともに、前記第２の動作モードにおいては前記第２のネットワーク回路に対する前記音声信号の供給を遮断しつつ前記第１のネットワーク回路に前記音声信号を供給するものである
   ことを特徴とする請求項２記載の電子鍵盤楽器用スピーカボックス。

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