JP4471127B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ装置に関する。

図７に、従来のスピーカ構造の断面図を示す。図７において、１００は、スピーカ２００が備えつけられる箱形のスピーカボックスを示している。スピーカ２００は、コーン２０１、フレーム２０２、ボイスコイル２０３及び磁気回路２０４等から構成される。また磁気回路２０４は、プレート２０５、マグネット２０６及びヨーク２０７等から構成されている。スピーカ２００は、フレーム２０２でスピーカボックス１００の前面にネジ１０１によってネジ止めされている。

この従来のスピーカ構造の場合、スピーカの振動がスピーカボックスに伝わり易いため、スピーカボックスから位相のずれた音が発生し、これがスピーカ構造から出力される音を濁す原因の一つとなっている。また、従来のスピーカ構造の場合、音を発生させるためのコーンの動きの反作用が発生するヨーク側が振動し易いため、コーンから空気へのエネルギー伝達効率が悪く、これがスピーカ構造から出力される音の過渡特性（音のスピード感）を悪くする原因の一つとなっていた。

このような問題を解決するために、特開平１１−１４６４７１号及び特開平５−１５３６８０では、スピーカをスピーカボックスの前面に固定し且つスピーカのヨークをスピーカ構造の支持棒により直接支持するスピーカ構造が提案されているが、構造的に弱く、車に載置する場合には、車の移動中の振動により、スピーカ構造が破損する等の問題が生じていた。また、構造的に強固なものとするためには、重量が重くなったり、複雑な構造となったりする等の新たな問題が生じることとなる。

本発明は、上記の不具合点を解決し、良好な音質を維持しながら、簡単な構成によるスピーカ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るスピーカ装置では、第１のスピーカと、第１のスピーカに対して背中合わせに配置される第２のスピーカと、第１のスピーカと第２のスピーカとを接続する固定手段と、第１及び第２のスピーカを配置するためのスピーカボックスと、スピーカボックス内で、固定手段とスピーカボックスとの間に配置された支持体を有することを特徴とする。

また、第１及び第２の磁気回路に対して同じ信号を同相で供給するために手段を有することが好ましい。
さらに、第１及び第２のスピーカを覆うためのスピーカボックス及び固定部材を支持するために支持手段を有し、第１及び第２のフレームとスピーカボックスとの間と、支持手段とスピーカボックスとの間に緩衝材が配置されることによってスピーカボックスが第１及び第２のスピーカ及び支持手段に対してフローティング状態に維持されることが好ましい。

さらに、第１及び第２のフレームの背面に、スピーカボックスの端部を係合させるためのガイド部を有することが好ましい。
さらに、スピーカボックスは、その一部を開閉可能な開閉機構を有することが好ましい。
さらに、固定部材は、第１磁気回路に固定された第１のリブと、第２の磁気回路に固定された第２のリブと、第１及び第２のリブを接続させるための接続部材を有することが好ましい。

さらに、固定部材に固定され、スピーカボックスの内面に接触する中間支持体をさらに有することが好ましく、中間支持体は緩衝材を介してスピーカボックスの内面に接触し、中間支持体には吸音材が取り付けられていることが好ましい。
さらに、スピーカボックスは空気抜けのための開口部を有することが好ましい。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスピーカ構造の概略断面図である。ここで、１０は中空で円柱状のスピーカボックス、２０及び３０はスピーカである。スピーカ２０は、振動板を構成するコーン２１、コーン２２の外周を固定するフレーム２２、コーンを振動させるためのボイスコイル２３、磁気回路２４及び端子２８等から構成され、磁気回路２４はプレート２５、マグネット２６及びヨーク２７等から構成されている。同様に、スピーカ３０は、コーン３１、フレーム３２、ボイスコイル３２、磁気回路３４及び端子３８等から構成され、磁気回路３４はプレート３５、マグネット３６及びヨーク３７等から構成されている。ここで、スピーカ２０及び３０は、全く同一の構成及び形状であることが好ましいが、少なくとも同径のコーン及び同形の磁気回路を有していれば良い。

リブ５０は、スピーカ２０のヨーク２７及びスピーカ３０のヨーク３７のそれぞれの同じ位置に対称的に固定されている。なお、リブ５０は、図１においては各ヨークに固定されているが、磁気回路の何処かに固定されていれば良い。このようにリブ５０によって、スピーカ２０及びスピーカ３０は相互に連結されることとなる。リブ５０は、円柱状の金属等から構成されているが、リブ５０自身が共振しないように、長手方向に沿ってその断面積を一定にしないようにすることが好ましい。即ち、ヨーク２７及びヨーク３７に接続される両端側の断面積を小さく、且つリブ５０の中央部分の断面積を大きくした、所謂たる状の形状にすることが好ましい。

各スピーカのフレーム２２及び３２の外周部裏側には、ガイド部２９が設けられており、スピーカボックス１０の両側端部全体が、丁度、緩衝材４２を介して係合、位置決めすることができるように構成されている。緩衝材４２は、スピーカ２０及び３０とスピーカボックス１０との間に配置されてスピーカボックス１０内の気密性を維持するとともに、スピーカ２０及び３０をスピーカボックス１０に対して固定せずにフローティング状態に保持している。このように、スピーカ２０及び３０はスピーカボックス１０に対してフローティング状態に保持されていることから、スピーカ２０及び３０の振動がそのままスピーカボックス１０に伝達されない構成になっている。

緩衝材４２は、クッション性を有し、気密性を維持し且つスピーカ２０及び３０の振動をそのままスピーカボックス１０に伝達しないような材質であれば良い。また緩衝材４２は、スピーカ２０及び３０の再生帯域について６ｄＢ以上その信号を減衰させるような材質であることが望ましい。そのような材質の一例として、ＰＥＦ（ペフ）材料がある。

オーディオ信号等の信号は、入力端子４０、接続線４１及び端子２８、３８を経由して、各スピーカに供給される。ここで各スピーカに供給される信号は、同じ同相の信号であって、同時に同じ音を各スピーカから発生させるような信号であることが好ましい。このように同じ同相の信号を各スピーカに供給することにより、各スピーカのヨークの振動による反作用がリブ５０を介して相殺されることとなる。

このように、２つのスピーカをリブを介して背中合わせに配置したので、ヨークの振動を効率良く抑えて、コーンの音響変換効率を高めることが可能となった。また、各スピーカをスピーカボックスに対してフローティング状態に保持しため、ヨークの振動がスピーカボックスに伝達されにくくなり、スピーカボックスの音鳴りを少なくすることが可能となり、スピーカから発生するノイズ成分を軽減することを可能としている。

なお、２つのスピーカをリブを用いずに直接背中合わせに接続すると、スピーカボックス内の容積、特に各コーンの後ろ側の容積を十分に取ることができないことから、スピーカから良好な音を発生することができず、さらに設計の自由度が少なくなるという不具合が生じる。したがって、２つのスピーカは、リブ等の固定部材を介して間隔を空けて相互に固定されることが重要である。

図２は、上述した第１の実施形態に係わるスピーカ構造を１つの箱状のスピーカボックス１１内に４セット配置したスピーカ装置の例である。ここで、図の手前側には、スピーカ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが配置され、それぞれに対応して図面後ろ側には、スピーカ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄが配置されている。図２に示した各スピーカは、小型スピーカの場合であって、コーンの直径が１０〜４０ｃｍ程度の大きさである。

このように、１つのスピーカボックス内に、相互の磁気回路がリブによって固定された２つのスピーカを複数セットを取り付けることにより、小型スピーカの持つ歪みの低い特性を生かしながら低音の再生音量を上げることを可能としている。

図３は、本発明の第２の実施形態に係るスピーカ構造の概略断面図である。
第２の実施形態は、上述した第１の実施形態の変形例であって、２つのスピーカ２０及び３０を覆うスピーカボックスの形状のみが、第１の実施形態に対して異なっている。ここで、スピーカボックスは、図１に示すスピーカボックス１０と同様な中空の円柱状の本体部分１２ａと、本体部分１２ａから図面上方に突出した、中空の円柱状の突出部分１２ｂから構成されている。突出部分１２ｂの上部先端は、開放されていおり、空気抜けの役目を果たしている。

スピーカ２０及び３０のコーン２１及び３１の直径をＡ、本体部分１２ａの長さをＢ、突出部分１２ｂの直径をＣ、長さをＤとして図面上に示す。例えば、Ａ＝１２ｃｍ及びＢ＝２０ｃｍの場合、Ｃ＝１２ｃｍ及びＤ＝１００ｃｍ程度が好ましい。
このように、突出部分１２ｂの端部を開放したため、さらに開放部による共振周波数引き下げの効果によって、スピーカの低域再現性能力を向上させることが可能となっている。

図４は、本発明の第３の実施形態に係るスピーカ構造の概略断面図である。
ここで、１３は中空で円柱状のスピーカボックス、２０及び３０は第１の実施形態で説明したものと同様のスピーカである。
リブ５１の一端は、スピーカ２０のヨーク２７に固定されている。リブ５１の他端にはネジが切ってあり、接続部材５４にねじ込むことによって固定できるようになっている。同様に、リブ５２の一端は、スピーカ３０のヨーク３７に固定されており、他端にはネジが切ってあり、接続部材５４にねじ込むことによって固定できるようになっている。

図４において、リブ５１及び５２の一端は、各ヨークに固定されているが、磁気回路２４又は３４の何処かに固定されていれば良い。このようにリブ５１、リブ５２及び接続部材５４によって、スピーカ２０及びスピーカ３０は相互に連結されることとなる。リブ５１及び５２は、円柱状の金属等から構成されているが、リブ自身が共振しないように、長手方向に沿ってその断面積を一定にしないようにすることが好ましい。なお、接続部材５４は、スタンド６０に固定されている。さらに、リブ５１及び５２は、双方のスピーカの磁気回路２４及び３４の中心部分の同じ位置に取りつけられることが望ましい。このようにすることによって、リブ５１及び５２の共振及び共鳴音を減衰させることが可能になる。

図５は、スピーカボックス１３のみを下から見た場合の平面図である。なお、図５の図面下側にスピーカ２０が、図面上側にスピーカ３０が取り付けられる。スピーカボックスの下部には、スタンド６０のための開口部１５が設けられており、開口部の周囲部分には、開閉扉１４ａ及び１４ｂが設けられている。開閉扉１４ａ及び１４ｂは、図５の図面の手前側に左右に開閉できるように、ヒンジ等によってスピーカボックス１３に取り付けられている。開閉扉１４ａ及び１４ｂを開放することによって、生じたスペースを利用して、スタンド６０を接続部材５４へ取り付ける作業や、スピーカボックス１３内の配線作業等が容易に行えるように構成されている。

スピーカボックス１３の両側の全ての端部は、各スピーカのフレーム２２及び３２と、緩衝材４２を介して位置決めされている。さらに、スピーカボックス１３の開閉扉１４ａ及び１４ｂとスタンド６０との間にも緩衝材４２が配置されている。これらの緩衝材４２は、スピーカボックス１０内の気密性を維持するとともに、スピーカボックス１３をスピーカ２０及び３０、さらにスタンド６０に対してフローティング状態に保持している。このように、スピーカボックス１３はスピーカ２０及び３０に対してフローティング状態に保持されていることから、スピーカ２０及び３０の振動がそのままスピーカボックス１３に伝達されない構成になっている。緩衝材４２の材質等については前述した第１の実施形態と同様である。

また、リブ５１を安定させるために、中間支持体７０がスピーカボックス１３内に設けられている。中間支持体７０は、リング状の部材７１、リブ５１に固定されている台座７２、リング状の部材７１と台座７２とを固定する支柱７３、及び緩衝材７４から構成されている。ここで、中間支持体７０は、緩衝材７４を介してスピーカボックス１３の内壁と接している。図６にスピーカボックス内を表した斜視図を示す。図６により、中間支持体７０がリブ５１に固定されている様子が理解される。これによって、リブ５１とスピーカボックス１３との位置関係を一定に維持して、リブ５１を安定させることができる。緩衝材７４の材質としては、フェルト等が適している。また、支柱７３にはグラスファイバー等の吸音材を巻くことが好ましい。さらに、図４においては、リブ５１にのみ中間支持体
７０が固定されているが、リブ５２にも同様の中間支持体を設けることができる。

オーディオ信号等の信号は、図４には図示されていないが、第１の実施形態と同様に、入力端子、接続線及び端子等を経由して、各スピーカに供給される。また、供給される信号は、第１の実施形態と同様に、同じ同相の信号であって、同時に同じ音を各スピーカから発生させるような信号であることが好ましい。このように同じ同相の信号を各スピーカに供給することにより、各スピーカのコーンの振動による反作用がリブ５１、リブ５２及び接続部材５４を介して相殺されることとなる。

次に、第４の実施形態に係わるスピーカ構造の組立方法の一例について説明する。まず、スピーカ２０に固定されているリブ５１を接続部材５４にねじ込んで固定する。次に、スピーカ２０のガイド部２９に緩衝材４２を介して、スピーカボックス１３の一端を係合させる。次に、スピーカボックス１３の他端側から、接続部材５４にリブ５２をねじ込めるように、スピーカ３０及びそれに固定されたリブ５２を挿入する。スピーカ３０のガイド部３９に緩衝材４２を介してスピーカボックス１３の他端が係合するようにリブ５２を接続部材５４にねじ込んで固定する。これによって、スピーカ２０及び３０は、リブ５１、リブ５２及び接続部材５４によって固定され、スピーカ２０及び３０のガイド部に挟まれるようにしてスピーカボックス１３が位置決めされる。

次に、スピーカボックス１３の開閉扉１４ａ及び１４ｂを開放し、開放されたスペースを利用してスタンド６０を挿入し、接続部材５４をスタンド６０に固定する。さらに、各スピーカへの、所定の配線を行う。最後に、開閉扉１４ａ及び１４ｂとスタンド６０との間に緩衝材４２を設けるようにして、開閉扉１４ａ及び１４ｂを閉める。このようにして、第４の実施形態に係わるスピーカ構造を組み立てることが可能である。

（発明の効果）
前述したように、２つのスピーカをリブ等の固定部材を介して間隔をあけて相互に固定したので、ヨークの振動を効率良く抑えて、コーンの音響変換効率を高めることが可能となった。
また、２つのスピーカに同じ信号を同相で供給した場合には、各スピーカの双方のヨークが押し合い及び引き合う力がリブを介して相殺されるため、よりヨークの振動を効率良く抑えることが可能となる。

さらに、スピーカボックス各スピーカに対してフローティンブ状態に保持した場合には、ヨークの振動がスピーカボックスに伝達されにくくなり、スピーカボックスの音鳴りを少なくすることが可能となり、スピーカから発生するノイズ成分を軽減することを可能としている。
さらに、双方のスピーカを接続部材５４で引っ張りながらスピーカボックス１３を組立てる構造にしたので、スピーカ構造を輸送する際の振動などにも対してより安定した構造とすることを可能としている。

本発明の第１の実施形態に関わるスピーカ構造の概略を示す図である。 図１に示すスピーカ構造を１つのスピーカボックス内に複数セット配置したスピーカ装置を示す図である。 本発明の第２の実施形態に関わるスピーカ構造の概略を示す図である。 本発明の第３の実施形態に関わるスピーカ構造の概略を示す図である。 スピーカボックス１３の平面図である。 図４に示すスピーカ構造の斜視図である。 従来のスピーカ構造を示す図である。

符号の説明

１０、１１、１３ スピーカボックス
１２ａ スピーカボックス本体部
１２ｂ スピーカボックス突出部
１４ａ、１４ｂ 開閉扉
２０、３０ スピーカ
２１、３１ コーン
２２、３２ フレーム
２４、３４ 磁気回路
２９、３９ ガイド部
４２、７４ 緩衝材
５０、５１、５２ リブ
５４ 接続部
６０ スタンド
７０ 中間支持体

Claims (4)

1. 第１のスピーカと、
   前記第１のスピーカに対して背中合わせに配置される第２のスピーカと、
   前記第１のスピーカと前記第２のスピーカとを接続する固定手段であって、前記第１のスピーカと接続された第１のリブと前記第２のスピーカと接続された第２のリブとを含み、
   前記第１及び第２のスピーカを配置するスピーカボックスと、
   前記スピーカボックス内で、前記第１又は第２のリブと前記スピーカボックスとの間に配置された支持体と、
   前記第１及び第２のスピーカと前記スピーカボックスとの間に配置された第１の緩衝材と、
   前記支持体と前記スピーカボックスとの間に配置された第２の緩衝材と、を含み、
   前記支持体は、前記第１又は第２のリブに固定される固定部と、前記第２の緩衝材を介して前記スピーカボックス内に接触する接触部を有する、
   ことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記第１の緩衝材によって、前記第１及び第２のスピーカは、前記スピーカボックス内でフローティング状態に支持される、請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記第１及び２の緩衝材によって、前記第１及び第２のスピーカと前記支持体は、前記スピーカボックス内でフローティング状態に支持される、請求項１又は２に記載のスピーカ装置。
4. 前記支持体に取付られる吸音材を更に有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のスピーカ装置。

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