JP4575853B2 - バスレフ型スピーカ装置及び薄型表示装置のバスレフ型スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄型表示装置に搭載されるオーディオ再生装置からの低周波数音域の再生能力改善のためのバスレフ型スピーカ装置に関し、詳しくは、該バスレフ型スピーカ装置の構成要素である低周波数音の放音用バスレフダクトの開口位置を開口面に沿って可変とする音響技術に関する。

オーディオ再生装置からのオーディオ出力の低周波数音域の再生能力を改善する手段としては、スピーカ振動板の口径、スピーカ振動板の剛性、スピーカ振動板支持構造およびスピーカ振動板を駆動するための通電用ボイスコイルを含む振動系全体の質量などの要素により決まる最低共振周波数を低く維持した大口径のスピーカを大容積の密閉型スピーカボックスに収容することにより実現可能であるが、ヘルムホルツ共鳴を利用したバスレフ型スピーカ装置が考案され、最低共振周波数が充分に低くない小口径のスピーカ、および小容積のスピーカボックスとの組み合わせによっても良好な低周波数音域再生特性を得ることが可能となった。従って、該バスレフ型スピーカ装置は省スペース環境用に設計された小型のブックシェルフタイプのコンポーネントオーディオ製品などに広く適用されている。

スピーカの前面から外部に放出される音圧、およびスピーカ振動板の背面からスピーカボックス内に放出され、スピーカボックスの一部に設けられたバスレフ開口から外部に放出される音圧の位相は互いに逆位相の関係にあり、相殺されるために、特に低周波数音域での音圧が低下する。しかしながら、バスレフ型スピーカ装置では、導音用ダクトの一端がスピーカボックス内のスピーカ振動板の背面空間を共有し、導音用ダクトの他端のバスレフ開口から外部に放出される音圧およびスピーカの前面から外部に放出される音圧は、ヘルムホルツ共鳴周波数においては互いに同位相で重畳され強調される。前記のヘルムホルツ共鳴周波数は、スピーカ背面の空間容積、導音用ダクトの断面積および該導音用ダクトの長さなどの要素により決定される。

バスレフ型スピーカ装置は小口径のスピーカおよび小容積のスピーカボックスによる構成であっても、オーディオ出力の低周波数音域での再生能力を改善することが可能であるため、小型のコンポーネントオーディオ製品などに広く適用されている。該製品が低周波数音域の再生能力が優れた音響特性を有するバスレフ型スピーカ装置搭載製品であることを視覚面からも訴求するためバスレフ開口部を該製品の前面に配置し、該バスレフ開口部を意匠デザイン面からも強調する場合が多い。

バスレフ型スピーカ装置から放音される低周波数fHは、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数として、fH = (V/2π) √{S/V0(l+r)｝の算式で与えられる。（ここで、V は音速、S はダクトの断面積、V0
はスピーカ振動板の背面空間部の容積、lはダクトの長さ、r はダクトの半径である）。特許文献１乃至４は何れも上式における導音ダクトの断面積Ｓまたは該導音ダクトの長さｌを可変構造とすることにより、最適の特性を得るものであり、本発明が目的とするバスレフ開口位置を可変としながらも、上式のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数として与えられる低域周波数を一定に維持する点で異なる。
実開昭６１−１５４０９２号公報 実開昭６１−１８２１８１号公報 実開昭６３−２３４８００号公報 実開平２−１３３８７号公報

薄型表示装置に内蔵されるバスレフ型スピーカ装置のスピーカボックスの左右方向の中心位置および該薄型表示装置のフロントキャビネットの一部を構成するスピーカパネル部の左右方向の中心位置が相互にオフセットする意匠デザインの場合、表示画面の両脇に配設されたスピーカパネルの背面に位置するバスレフ型スピーカ装置のスピーカボックスは、表示画面の両側に左側用および右側用としての専用のスピーカボックスを必要とし、従ってそれぞれに専用のスピーカボックス成型金型を用意するための金型投資が必要となる。

本発明のバスレフ型スピーカ装置は、スピーカボックスの左右方向の中心位置とスピーカパネルの左右方向の中心位置とが左右方向に相互にオフセットするバスレフ型スピーカ装置であって、入力開口と出口開口の管軸をオフセットした導音用中間ダクトを、ダクト入力開口の管軸回りに回動自在とし、且つ前記スピーカボックスの上下方向の中心位置と前記スピーカパネルの上下方向の中心位置に対して上下対称に形成して前記スピーカボックスに取り付けたことを特徴とする。

請求項２に記載のバスレフ型スピーカ装置は、上記発明において、前記バスレフ型スピーカ装置が、スピーカ開口とバスレフ開口が同一方向に設けられたバスレフ型スピーカ装置であることを特徴とする。
請求項３に記載のバスレフ型スピーカ装置は、上記各発明において、薄型表示装置の表示面中央の縦軸に対して左右対称に配置されるバスレフ型スピーカ装置であることを特徴とする。

請求項４に記載のバスレフ型スピーカ装置は、上記各発明において、前記導音用中間ダクトの入／出力両側開口の管軸を含む断面形状を、クランク状またはＳ字状に形成したことを特徴とする。
請求項５に記載のバスレフ型スピーカ装置は、上記各発明において、前記導音用中間ダクトの入力開口にフランジを形成し、該フランジをスピーカボックスの出力開口に摺動しながら、該導音用中間ダクトの入力開口の管軸回りに自在に回動可能にしたことを特徴とする。

薄型表示装置に内蔵されるバスレフ型スピーカ装置のスピーカボックスの左右方向の中心位置および該薄型表示装置のフロントキャビネットの一部を構成するスピーカパネルの左右方向の中心位置が相互にオフセットする意匠デザインの場合においても、左右のバスレフ型スピーカ装置のスピーカボックスを共用し、バスレフ開口位置を該スピーカパネルの左右方向の中心位置に配設することが可能とし、且つ部品の共通化および金型製作のための初期投資を低減することが出来る。

図に基づいて本発明の実施形態を液晶テレビに適用した場合に関し、以下に説明する。図１は本発明の実施形態としての液晶テレビの外観図で、１は画像表示を行う液晶表示パネル、２は前キャビネット、３は後ろキャビネット、９は該前キャビネット２の一部を構成するスピーカパネル２ａの背面に配設されたスピーカ、１０はバスレフ開口、６はスタンド、７はキャリングハンドルである。

図２は液晶テレビの後ろキャビネット３を取り外し、該液晶テレビ内部の構成概要を示す斜視図である。フロントキャビネット２の内側には、液晶表示パネル１および該液晶表示パネル１の背面から光照射するバックライトユニット５が配設されている。該液晶表示パネル１の左右両側には、ステレオ音響効果を実現するために、同一の音響特性を有するスピーカボックス８が、該液晶表示パネル１の表示面中心の縦線に線対称となる位置関係で配設されている。

次に、図３に基づきスピーカボックス８の詳細について説明する。図３（ａ）はスピーカボックス８の正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中に鎖線で示す切断線Ｂ−Ｂに沿って切断した縦断面図、図３（ｃ）は図１中の液晶テレビの左側スピーカパネル２ａに配設されたバスレフ開口１０部分を、鎖線で示す切断線Ａ−Ａに沿って切断した横断面図、図３（ｄ）は右側スピーカボックス８の横断面図である。

図３（ｂ）のスピーカ９を構成するスピーカ振動板９ａが前面に押し出されるように駆動された場合、スピーカ振動板９ａの前面の空気は圧縮され密になり、スピーカ開口を通じ大気中に放出される。一方、スピーカ振動板９ａの背面空間部の空気はスピーカ振動板９ａにより引き出され疎になる。その結果、スピーカ背面部空間を共有する下行ダクト８ａ、Ｓ字型中間ダクト１１およびデザインダクト１２内空間の空気も疎となり、バスレフ開口１０を通じ大気をダクト空間内に吸引することになる。反対に、スピーカ振動板９ａが背面方向に引き込まれるように駆動された場合、スピーカ振動板９ａの前面の空気は疎になり、スピーカ開口を通じ大気を吸引し、バスレフ開口１０からは圧縮された空気が大気中に放出される。すなわち、スピーカ開口から大気中に放出される空気圧の変化、およびバスレフ開口１０から放出される空気圧の変化が逆位相関係となり、互いに打ち消しあい、液晶テレビの前面に位置する視聴者には音圧の低下として感じる。

しかしながら、スピーカ振動板９ａの振動によりスピーカ背面空間部に放出される逆位相関係の空気の粗密波が伝導する下行ダクト８ａ、Ｓ字型中間ダクト１１およびデザインダクト１２内のダクト内空間およびバスレフ開口１０の経路をヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数の与式に従って設計し、バスレフ型スピーカ装置を構成することによりバスレフ開口１０から放出される音圧はスピーカ振動板９ａの前面から放出される音圧と同位相で出力することが可能となり、スピーカ振動板９ａの背面の空間の容積、ダクトの断面積、ダクトの長さなどにより決定されるヘルムホルツ共鳴周波数における低周波数音域のオーディオ出力が強調され、豊かな低音域を再生することが可能となる。

図３（ａ）は本発明の第１の実施形態を示し、１１はスピーカボックス８に取り付けられたＳ字型中間ダクトである。該Ｓ字型中間ダクト１１は図４に詳細を示すごとく第一の開口１１ｃの周辺にはフランジ１１ａとともに取り付けタブ１１ｂが形成され、該Ｓ字型中間ダクト１１は該取り付けタブ１１ｂを介してスピーカボックス８を構成する下行ダクト８ａの出力開口に当接しながら、スピーカボックス８のＳ字型中間ダクト取り付け孔８ｃに螺着される。Ｓ字型中間ダクト１１の第２の開口１１ｄは、デザインダクト１２の入力開口に当接し、該デザインダクト１２の出力開口であるところの図１に示す液晶テレビのフロントキャビネット２の一部を構成するスピーカパネル２ａ面のバスレフ開口１０から放音されることになる。

図３（ａ）および図３（ｃ）はＳ字型中間ダクト１１の第１の開口１１ｃの管軸より該Ｓ字型中間ダクト１１の第２の管軸が左方へ偏心していることを示している。図３（ｄ）はＳ字型中間ダクト１１の第１の開口１１ｃの管軸を１８０度回転させ、入力取り付けたタブ１１ｂを介してスピーカボックス８のＳ字型中間ダクト取り付け孔８ｃに螺着している。このためＳ字型中間ダクト１１の第２の開口１１ｄは第１の開口１１ｃの管軸より右方に偏心し、同一のスピーカボックス８を左右で共用しているにも拘らず、Ｓ字型中間ダクト１１の第１の開口１１ｃの管軸を回転させるのみで、図１に示す液晶テレビ前面の左右のスピーカパネル２ａ面でのバスレフ開口位置１０を左右対称とすることが出来る。

前述の本発明の第１の実施形態を説明する図３（ａ）および図３（ｂ）では、Ｓ字型中間ダクト１１の第１の開口１１ｃにフランジ１１ａとともに形成されている取り付けタブ１１ｂを、スピーカボックス８の下行ダクト８ａ出力開口周辺の上下位置に穿設されたＳ字型中間ダクト取り付け孔８ｃに螺着しているため、該Ｓ字型中間ダクト１１の第１の開口１１ｃの管軸を１８０度回転させ、該取り付けタブ１１ｂを該スピーカボックス８の該Ｓ字型中間ダクト取り付け孔８ｃに螺着した場合は、該Ｓ字型中間ダクト１１の第２の開口１１ｄは、左右方向に移動する。しかし、該取り付けタブ１１ｂを、スピーカボックス８の下行ダクト８ａ出力開口周辺の左右位置に穿設されたＳ字型中間ダクト取り付け孔８ｃに螺着した場合には、該Ｓ字型中間ダクト１１の第２の開口１１ｄを、上下方向に移動させることも可能である。

図５（ａ）は本発明の第２の実施形態を示すＳ字型中間ダクト２１の外観斜視図である。フランジ２１ａが形成された第１の開口２１ｂは、該フランジ２１ａとともに図５（ｂ）に示すスピーカボックス２０のフランジ着座部２０ｃに埋没され、リング２２により螺子挿通孔２２ａを介する螺子２３によりスピーカボックス２０のリング取り付け孔２０ｂに螺着される。Ｓ字型中間ダクト２１のフランジ２１ａは、スピーカボックス２０のフランジ着座部２０ｃおよびリング２２間に挟持され係止されているため、Ｓ字型中間ダクト２１の第１の開口２１ｂは管軸回りに回動自在となり角度の制約なしにＳ字型中間ダクト２１の第２の開口位置を決することが可能となり、さらに設計の自由度を向上させることが出来る。尚、本発明の実施の形態では、バスレフ型スピーカ装置を液晶表示パネルに対して左右対称に配置したサイドスピーカーの事例として説明したが、液晶表示パネルの下に配置するアンダースピーカーにおいて左右対称にバスレフ型スピーカ装置を配置する場合にも応用可能である。また、薄型表示装置のバスレフ型スピーカ装置に限定されるものではなく、バスレフ型スピーカ装置を搭載する機器全般にも応用可能である。

本発明は、バスレフ型スピーカ装置の中間ダクトに限定されず、空調設備の配管部材や洗面化粧台の排水パイプなどにも適用可能で、施工現場における配管や排水経路の位置ずれを簡便に吸収し、作業効率の向上に資することが可能である。

本発明の実施例である液晶テレビの外観の前面図および側面図である。 本発明の実施例である液晶テレビの後ろキャビネットを取り外した内部背面の斜視図である。 図３（ａ）は本発明の第１の実施形態を示すスピーカボックスの前面図、図３（ｂ）は切断線Ｂ−Ｂにて切断した縦断面図、図３（ｃ）は図１中に示す同切断線Ａ−Ａに沿って切断した左側スピーカボックス部の横断面図、図３（ｄ）は右側スピーカボックスの横断面図である。 Ｓ字型中間ダクトの拡大斜視図である。 図５（ａ）は本発明の第２の実施形態を示すＳ字型中間ダクトおよびリングの斜視図、図５（ｂ）はスピーカボックスの縦断面図である。

符号の説明

１： 液晶表示パネル
２： 前キャビネット
２ａ： スピーカパネル
３： 後ろキャビネット
５： バックライトユニット
６： スタンド
７： キャリングハンドル
８： スピーカボックス
８ａ： 下行ダクト
８ｂ： ボックス取り付け孔
８ｃ： Ｓ字型中間ダクト取り付け孔
９： スピーカ
９ａ： 振動板
１０： バスレフ開口
１１： Ｓ字型中間ダクト
１１ａ： フランジ
１１ｂ： 取り付けタブ
１１ｃ： 第１の開口
１１ｄ： 第２の開口
１２： デザインダクト
２０： スピーカボックス
２０ａ： 下行ダクト
２０ｂ： リング取り付け孔
２０ｃ： フランジ着座部
２１： Ｓ字型中間ダクト
２１ａ： フランジ
２１ｂ： 第１の開口
２１ｃ： 第２の開口
２２： リング
２２ａ： 螺子挿通孔
２３： 螺子

Claims (5)

1. スピーカボックスの左右方向の中心位置とスピーカパネルの左右方向の中心位置とが左右方向に相互にオフセットするバスレフ型スピーカ装置であって、入力開口と出口開口の管軸をオフセットした導音用中間ダクトを、ダクト入力開口の管軸回りに回動自在とし、且つ前記スピーカボックスの上下方向の中心位置と前記スピーカパネルの上下方向の中心位置に対して上下対称に形成して前記スピーカボックスに取り付けたことを特徴とするバスレフ型スピーカ装置。
2. バスレフ型スピーカ装置が、スピーカ開口とバスレフ開口が同一方向に設けられたバスレフ型スピーカ装置であることを特徴とする請求項１に記載のバスレフ型スピーカ装置。
3. バスレフ型スピーカ装置が、薄型表示装置の表示面中央の縦軸に対して左右対称に配置されるバスレフ型スピーカ装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバスレフ型スピーカ装置。
4. 導音用中間ダクトの入／出力両側開口の管軸を含む断面形状を、クランク状またはＳ字状に形成したことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のバスレフ型スピーカ装置。
5. 導音用中間ダクトの入力開口にフランジを形成し、該フランジをスピーカボックスの出力開口に摺動しながら、該導音用中間ダクトの入力開口の管軸回りに自在に回動可能にしたことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載のバスレフ型スピーカ装置。

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