JP4747912B2 - Speaker device - Google Patents
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Description
本発明は、スピーカ装置に関するものであり、特に、低音側での音圧レベルを向上させることが可能なスピーカ装置に関するものである。 The present invention relates to a speaker device, and more particularly, to a speaker device capable of improving the sound pressure level on the low sound side.
一般に小型軽量のスピーカ装置においては、スピーカユニットの振動板の振動によって、スピーカボックス内の内部空気が圧縮/膨張されて一種の空気バネとなり、この空気バネの振動が特定の周波数で前記振動板と共振し、この共振周波数よりも低域側では伸びの悪い低音になるという、いわゆる低域再生限界の問題がある。 In general, in a small and light speaker device, the internal air in the speaker box is compressed / expanded by the vibration of the diaphragm of the speaker unit to form a kind of air spring, and the vibration of the air spring has a specific frequency with the diaphragm. There is a problem of so-called low-frequency reproduction limit that resonance occurs and the low frequency is lower than the resonance frequency.
従来、この空気バネの振動を防止するために、密閉型スピーカの場合はスピーカボックス内にグラスウールやフェルト等の繊維質材料を充填していた。
しかし、繊維質材料は、高音域において吸音する性質が有るため、高音域の再生を阻害してしまうという問題がある。
また、いわゆるバスレフ型スピーカ装置では、密閉型スピーカ装置よりも低音再生限界の問題は生じにくいが、スピーカボックスの内容積が小さくなると、低音再生限界の問題が顕在化するという問題がある。
従来のスピーカ装置の設計においては、空気バネとスピーカユニットの振動板との共振を極力防止するように設計を行うので、スピーカ装置自体やスピーカボックスの設計の自由度が少なくなっていた。
Conventionally, in order to prevent the vibration of the air spring, in the case of a sealed speaker, the speaker box is filled with a fibrous material such as glass wool or felt.
However, since the fibrous material has a property of absorbing sound in the high sound range, there is a problem that the reproduction of the high sound range is hindered.
Also, the so-called bass reflex type speaker device is less likely to cause the bass reproduction limit than the sealed speaker device, but has a problem that the bass reproduction limit problem becomes obvious when the internal volume of the speaker box is reduced.
In the design of the conventional speaker device, since the design is performed so as to prevent the resonance between the air spring and the diaphragm of the speaker unit as much as possible, the degree of freedom in designing the speaker device itself and the speaker box has been reduced.
そこで、下記特許文献1には、スピーカボックスの前面のバッフル板に取り付けられたスピーカユニットと、スピーカボックスの後面に設けられた通気孔を有する室と、前記室のスピーカユニット側に配置された振動体と、前記振動体の外周を固定するダンパー等の可動体とを具備してなるスピーカ装置が開示されている。
また、下記特許文献2には、スピーカユニットが取り付けられたスピーカボックスの中に、1個の開口或いはダクトを有する気密ボックスを設け、スピーカボックス中の空気のスティフネスの変化がないように構成されたスピーカ装置が開示されている。
Further, in
しかし、特許文献1に記載のスピーカ装置では、振動体として非弾性の部材を使用していることから、いわゆるヘルムホルツ共鳴を利用しているものと考えられる。ヘルムホルツ共鳴を利用する場合には、例えば空気バネとスピーカユニットの振動板との共振周波数を200Hz以下に合わせようとすると、スピーカボックスの後面に設けた室の容積を3375cm3程度(一辺の長さが15cmの立方体程度)の大きさに設定しなければならず、スピーカ装置の小型化が困難になる問題があった。
However, since the speaker device described in
また、特許文献2に記載のスピーカ装置では、スピーカユニットの振動板の振動によって生じるスピーカボックス内の空気の圧縮/膨張を、空気自体の質量と気密ボックス自体の質量によって起きにくくし、これにより空気バネとスピーカユニットの振動板との共振を抑制しようとしている。しかしこの構成では、スピーカユニットの振動板の振動自体が抑制されてしまい、スピーカ装置の入力電力に対する出力(音圧レベル)が低下してしまい、スピーカ装置のエネルギー効率が低下するという問題があった。
Further, in the speaker device described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低音域及び高音域のいずれの領域においても音圧レベルが低下することがなく、しかも、スピーカボックス自体の設計の自由度を高めることが可能なスピーカ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the sound pressure level does not decrease in any of the low sound range and the high sound range, and the degree of freedom in designing the speaker box itself is increased. An object of the present invention is to provide a speaker device capable of the above.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のスピーカ装置は、スピーカボックスと、前記スピーカボックスに取り付けられたスピーカユニットと、前記スピーカボックスの内部空間に配置されてその周辺部が固定された弾性体からなる振動膜と、前記振動膜によって前記スピーカボックスの前記内部空間と遮断された背後空気室と、を具備してなり、前記振動膜が半径a(m)の略円形状の膜であり、前記背後空気室の内容積をV(m 3 )としたとき、前記aと前記Vの関係が下記式(1)によって決定されることを特徴とする。
f 0c =f 0 ((3.55×10 4 ・πa 2 /(V・π 2 ・f 0 2 ・ρ・t))+1) 1/2 …(1)
ただし、式(1)において、f 0c は前記スピーカボックスと前記スピーカのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数であり、aは前記振動膜の半径(m)であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m 3 )であり、Vは前記背後空気室の内容積(m 3 )であり、f 0 は前記振動膜の共振周波数であって下記式(2)によって決定される値である。
f 0 =α・t・a −2 ・(E/(ρ(1−σ 2 ))) 1/2 …(2)
ただし、式(2)において、αは0.46〜0.48の範囲の数であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、Eは前記振動膜のヤング率(N/m 2 )であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m 3 )であり、σは前記振動膜のポアソン比である。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The speaker device of the present invention includes a speaker box, a speaker unit attached to the speaker box, a vibration film made of an elastic body that is disposed in an internal space of the speaker box and has a peripheral portion fixed thereto, and the vibration film. a back air chamber is cut off and the internal space of the speaker box by Ri name comprises a, the vibration membrane is substantially circular film of radius a (m), the internal volume of the back air chamber When V (m 3 ) is set, the relationship between the a and the V is determined by the following formula (1) .
f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · πa 2 / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (1)
However, in Formula (1), f0c is a low frequency resonance frequency in a speaker device including only the speaker box and the speaker, a is a radius (m) of the diaphragm, and t is a thickness of the diaphragm ( m), ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm , V is the inner volume (m 3 ) of the back air chamber , f 0 is the resonance frequency of the diaphragm, and This is a value determined by equation (2).
f 0 = α · t · a −2 · (E / (ρ (1−σ 2 ))) 1/2 (2)
However, in the formula (2), alpha is a number in the range of .46 to .48, t is the thickness of said vibration film (m), the Young's modulus of E, the vibration film (N / m 2 ), Ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm, and σ is the Poisson's ratio of the diaphragm.
また本発明のスピーカ装置は、前記aと前記Vとの関係に基づいてスピーカ装置を仮構成して音圧レベルの周波数依存性を測定し、測定結果に基づき少なくとも前記Vを微調整することによって構成されたことが好ましい。 The speaker device according to the present invention is configured by temporarily configuring the speaker device based on the relationship between the a and the V, measuring the frequency dependence of the sound pressure level, and finely adjusting at least the V based on the measurement result. Preferably, it is configured.
次に、本発明のスピーカ装置は、スピーカボックスと、前記スピーカボックスに取り付けられたスピーカユニットと、前記スピーカボックスの内部空間に配置されてその周辺部が固定された弾性体からなる振動膜と、前記振動膜によって前記スピーカボックスの前記内部空間と遮断された背後空気室と、を具備してなり、前記振動膜が縦x(m)、横y(m)の大きさの略矩形状の膜であり、前記背後空気室の内容積をV(m3)としたとき、前記x、yと前記Vの関係が下記式(3)によって決定されることを特徴とする。
f0c=f0((3.55×104・x・y/(V・π2・f0 2・ρ・t))+1)1/2…(3)
ただし、式(3)において、f0cは前記スピーカボックスと前記スピーカのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数であり、x、yはそれぞれ、前記振動膜の各辺の長さ(m)であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m3)であり、Vは前記背後空気室の内容積(m3)であり、f0は前記振動膜の共振周波数であって下記式(4)によって決定される値である。
f0=π・t/2・(E/(12ρ(1−σ2)))1/2・((m/x)2+(m/y)2)…(4)
ただし、式(4)において、tは前記振動膜の厚み(m)であり、Eは前記振動膜のヤング率(N/m2)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m3)であり、σは前記振動膜のポアソン比であり、mは前記振動膜が固有振動したときの前記x(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数であり、nは前記振動膜が固有振動したときの前記y(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数である。
Next, the speaker device of the present invention includes a speaker box, a speaker unit attached to the speaker box, a vibrating membrane made of an elastic body that is disposed in the internal space of the speaker box and has a peripheral portion fixed thereto, A rear air chamber that is blocked from the internal space of the speaker box by the vibration film, and the vibration film is a substantially rectangular film having a size of x (m) in the vertical direction and y (m) in the horizontal direction. , and the case where the internal volume of the back air chamber and V (m 3), wherein x, the relationship of the the y V, characterized in that it is determined by the following equation (3).
f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · x · y / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (3)
However, in Formula (3), f0c is a low frequency resonance frequency in the speaker device including only the speaker box and the speaker, and x and y are lengths (m) of the respective sides of the diaphragm, t is the thickness (m) of the diaphragm, ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm, V is the internal volume (m 3 ) of the back air chamber, and f 0 is the vibration The resonance frequency of the film, which is a value determined by the following equation (4).
f 0 = π · t / 2 · (E / (12ρ (1−σ 2 ))) 1/2 · ((m / x) 2 + (m / y) 2 ) (4)
However, in Formula (4), t is the thickness (m) of the diaphragm, E is the Young's modulus (N / m 2 ) of the diaphragm, and ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm. , Σ is the Poisson's ratio of the diaphragm, m is the number of displacement parts of vibration along the side of the length of x (m) when the diaphragm undergoes natural vibration, and n is the above This is the number of vibration displacement portions along the side of the length of y (m) when the vibration film undergoes natural vibration.
また本発明のスピーカ装置は、前記x、yと前記Vとの関係に基づいてスピーカ装置を仮構成して音圧レベルの周波数依存性を測定し、測定結果に基づき少なくとも前記Vを微調整することによって構成されたことが好ましい。 Further, the speaker device of the present invention temporarily configures the speaker device based on the relationship between the x, y and the V, measures the frequency dependence of the sound pressure level, and finely adjusts at least the V based on the measurement result. It is preferable that it is comprised by this.
また本発明のスピーカ装置においては、前記背後空気室に繊維質吸音材が充填されていることが好ましい。 In the speaker device of the present invention, it is preferable that the back air chamber is filled with a fibrous sound absorbing material.
本発明のスピーカ装置によれば、スピーカボックスの内部に、弾性体からなる振動膜と背後空気室とが備えられているので、スピーカユニットが作動することによってスピーカボックス内部の空気が圧縮及び膨張されて空気バネとなり、この空気バネによる反発力が生じたとしても、振動膜及び背後空気室によって空気バネの反発力が吸収され、これにより空気バネとスピーカユニットとの間における共振が抑制される。これにより、共振周波数近傍での音圧レベルの極端な上昇を抑制し、かつ低音域での音圧レベルを向上させることができる。
また、本発明では振動膜として弾性体からなる膜を採用するので、ヘルムホルツ共鳴を利用する場合と比べて背後空気室の容積を比較的小さくすることができ、これによりスピーカ装置の小型化を実現することができる。
更に、振動膜として弾性体からなる膜を採用することで、スピーカボックス内部の空気バネの反発力が振動膜及び背後空気室によって効率良く吸収され、これにより空気バネの反発力がスピーカユニットの振動を妨げる虞がなく、スピーカ装置の入力電力に対する出力(音圧レベル)を低下させることなく、スピーカ装置のエネルギー効率を高めることができる。
更にまた、スピーカボックス内に繊維質吸音材を充填する必要がないので、高音域の音圧レベルを低下させることがない。
According to the speaker device of the present invention, the speaker box is provided with the vibration film made of an elastic body and the back air chamber, so that the air inside the speaker box is compressed and expanded by operating the speaker unit. Even if a repulsive force is generated by the air spring, the repulsive force of the air spring is absorbed by the vibration membrane and the back air chamber, thereby suppressing resonance between the air spring and the speaker unit. As a result, an extreme increase in the sound pressure level in the vicinity of the resonance frequency can be suppressed, and the sound pressure level in the low sound range can be improved.
In addition, since the present invention employs a membrane made of an elastic material as a vibrating membrane, the volume of the back air chamber can be made relatively small compared to the case of using Helmholtz resonance, thereby realizing a reduction in the size of the speaker device. can do.
Further, by adopting an elastic membrane as the vibration membrane, the repulsive force of the air spring inside the speaker box is efficiently absorbed by the vibration membrane and the back air chamber, so that the repulsive force of the air spring is absorbed by the vibration of the speaker unit. The energy efficiency of the speaker device can be improved without reducing the output (sound pressure level) with respect to the input power of the speaker device.
Furthermore, since it is not necessary to fill the speaker box with a fibrous sound absorbing material, the sound pressure level in the high sound range is not lowered.
また、本発明のスピーカ装置によれば、振動膜を略円形の膜としたときに、振動膜の半径aと背後空気室の内容積Vとの関係を上記式(1)及び式(2)によって決めるので、背後空気室の内容積を振動膜の半径に合わせて必要最小限の大きさに設計することができ、これによりスピーカ装置の小型化を図ることができる。 Further, according to the speaker device of the present invention, when the diaphragm is a substantially circular film, the relationship between the radius a of the diaphragm and the inner volume V of the back air chamber is expressed by the above formulas (1) and (2). Therefore, the inner volume of the back air chamber can be designed to the minimum necessary size in accordance with the radius of the diaphragm, thereby reducing the size of the speaker device.
更に、本発明のスピーカ装置によれば、振動膜を略矩形の膜としたときに、振動膜の各辺の長さx、yと背後空気室の内容積Vとの関係を上記式(3)及び式(4)によって決めるので、背後空気室の内容積を振動膜の大きさに合わせて必要最小限の大きさに設計することができ、これによりスピーカ装置の小型化を図ることができる。 Furthermore, according to the speaker device of the present invention, when the diaphragm is a substantially rectangular film, the relationship between the lengths x and y of each side of the diaphragm and the inner volume V of the back air chamber is expressed by the above equation (3). ) And formula (4), the inner volume of the back air chamber can be designed to the minimum necessary size in accordance with the size of the vibration membrane, and thus the speaker device can be miniaturized. .
更にまた、本発明のスピーカ装置によれば、振動膜によって内部空気と遮断された背後空気室に繊維質吸音材が充填されているので、振動膜による内部空気の反発力をこの繊維質吸音材によってより効率良く吸収することができ、低音域での音圧レベルをより改善することができる。また、スピーカボックスの内部空間には繊維質吸音材が充填されないので、高音域の音圧レベルを低下させることがない。 Furthermore, according to the speaker device of the present invention, since the fibrous sound absorbing material is filled in the back air chamber that is blocked from the internal air by the vibration membrane, the repulsive force of the internal air by the vibration membrane is used to reduce the repulsive force of the internal air. Can be absorbed more efficiently, and the sound pressure level in the low sound range can be further improved. Moreover, since the fibrous sound absorbing material is not filled in the internal space of the speaker box, the sound pressure level in the high sound range is not lowered.
本発明のスピーカ装置によれば、低音域及び高音域のいずれの領域においても音圧レベルを低下させることがなく、しかも、スピーカボックスの設計の自由度を高めることが可能なスピーカ装置を提供できる。 According to the speaker device of the present invention, it is possible to provide a speaker device that does not reduce the sound pressure level in any of the low sound range and the high sound range, and can increase the degree of freedom in designing the speaker box. .
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下の説明において参照する図は、スピーカ装置の構成等を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のスピーカ装置の寸法関係とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings referred to in the following description are for explaining the configuration of the speaker device, and the size, thickness, dimensions, etc. of each part shown in the drawings may differ from the dimensional relationship of the actual speaker device. is there.
「スピーカ装置の一例」
図1は、本実施形態のスピーカ装置の一例を示す斜視図であり、図2は、図1のスピーカ装置の断面模式図である。
図1及び図2に示すように、本例のスピーカ装置1は、スピーカボックス2と、スピーカボックス2に取り付けられたスピーカユニット3と、スピーカボックス2の内部空間2aに配置されてその周辺部4aが固定された弾性体からなる振動膜4と、振動膜4によってスピーカボックス2の内部空間2aと遮断された背後空気室5と、を具備して概略構成されている。
"Example of speaker device"
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of the speaker device of the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the speaker device of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
スピーカボックス2は、図1及び図2に示すように、中空直方体状に形成されてなるものであって、木質材料または樹脂材料によって構成されている。スピーカボックス2の前面壁2bには開口部2cが設けられており、この開口部2cにスピーカユニット3が装着されている。スピーカボックス2の内部空間2aには、振動膜4を支持固定するための固定部材2dが2つ設けられている。各固定部材2dは、振動膜4が装着される平面視略円形の開口部2eが設けられてなる板状の部材であり、スピーカボックス2の上面壁2f及び底面壁2gとほぼ平行にかつ離間されて配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、スピーカユニット3は、いわゆるフルレンジ型と呼ばれるものであって、入力信号を電磁変換して振動信号にする変換部3aと、振動信号を音波に変換して放出させるコーン型の振動板3bとから概略構成されている。変換部3a及び振動板3bはいずれもスピーカボックス2の内部空間2aに配置されている。
Next, the
次に、振動膜4は、平面視円形状の弾性膜(弾性体)からなるものであって、スピーカボックス2の内部に備えられた固定部材2dによって固定されている。固定部材2dには、前述したように平面視略円形の開口部2eが設けられており、振動膜4の周辺部4aが開口部2eによって固定された状態になっている。
振動膜4の材質としては、損失係数(tanδ)が大きく、かつ損失係数(tanδ)の温度依存性が小さく、更に耐久性に優れている材料が好ましく、シリコーン樹脂、ウレタンゴム等の弾性体が好ましく、シリコーン樹脂が特に好ましい。また、振動膜の4の厚みは数mm程度が好ましい。
Next, the
The material of the
次に、背後空気室5は、振動膜4によってスピーカボックス2の内部空間2aと遮断されてなるものである。本例の背後空気室5は、図1及び図2に示すように、振動膜4と、振動膜4を支持固定する固定部材2dと、スピーカボックス2の上面壁2fまたは底面壁2gと、これら上面壁2fまたは底面壁2gに隣接する側面壁とによって区画されている。
背後空気室5には、スピーカボックス2の内部空間2aと同様に空気が充填されている。背後空気室5は、振動膜4によってスピーカボックス2の内部空間から遮断されていることが、低音域の音圧レベルを低下させない点で好ましい。背後空気室5の内容積Vと振動膜の半径aとの関係については後述する。
尚、背後空気室5には、グラスウール、フェルト等の繊維質吸音材が充填されていても良い。
Next, the
The
The
次に本例のスピーカ装置1の動作について説明する。図3に示すように、スピーカユニット3の変換部3aに入力信号が入力されると、入力信号が電磁変換されて振動信号に変換される。そしてこの振動信号が振動板3bに伝搬され、振動板3bが図3に示すようにスピーカボックス2の内部空間に向けて振動する。
振動板3bの振動は、スピーカボックスの内部空間2aに伝わり、この振動に合わせて内部空間2aの圧縮及び膨張が繰り返され、内部空間2aの空気が空気バネになる。内部空間2aが膨張した際には、作用反作用の法則に則って、スピーカユニット3の振動板3b及びスピーカボックス2に対する反力が生じる。
この時、スピーカボックス2の内部空間2aには、振動膜4及び背後空気室5が備えられているので、内部空間2aにおける空気バネの反力が振動膜4にも伝わる。振動膜4は、弾性体から構成されているために、弾性体の伸縮による損失弾性によって、内部空間2aにおける空気バネの反力が軽減される。
この反力の軽減によって、スピーカユニット3の振動板3bに対する反力が弱まり、振動板3bと内部空間2aとの共振現象が抑制される。これにより、共振周波数における音圧レベルのピークが小さくなるとともに、低音域における音圧レベルの低下が抑制される。
Next, the operation of the
The vibration of the
At this time, since the
By reducing the reaction force, the reaction force of the
図4には、振動膜を有しないスピーカ装置の音圧レベルと周波数との関係をグラフで示し、図5には、振動膜を有するスピーカ装置の音圧レベルと周波数との関係(再生音圧の周波数特性)をグラフで示す。音圧レベルの周波数特性は、スピーカ装置のスピーカユニットの軸線上にマイクロホンを設置し、マイクロホンとスピーカユニットとの距離を1mとし、国際規格IEC 268−1に準じて測定した。
図4に示すように、振動膜を有しないスピーカ装置の場合は、100Hz付近に音圧レベルのピークが見られ、このピークよりも低音域側(低周波数側)では、音圧レベルが急激に減少していることがわかる。音圧レベルの急減は、スピーカユニット単独の曲線よりも下回った後で特にその曲線の傾きが大きくなっている。
尚、図4中、スピーカユニット単独とは、スピーカユニットを標準密閉箱(JIS C 5531に規定のもの)に取り付け、JIS C 5531の規定に準拠して音圧レベルと周波数との関係を測定した曲線であり、スピーカ装置を設計する際の目標となる曲線である。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sound pressure level and the frequency of the speaker device having no diaphragm, and FIG. 5 is the relationship between the sound pressure level and the frequency of the speaker device having the diaphragm (reproduced sound pressure). Frequency characteristics) are shown in a graph. The frequency characteristic of the sound pressure level was measured according to the international standard IEC 268-1, with a microphone installed on the axis of the speaker unit of the speaker device, and the distance between the microphone and the speaker unit being 1 m.
As shown in FIG. 4, in the case of a speaker device that does not have a diaphragm, a sound pressure level peak is observed near 100 Hz, and the sound pressure level sharply appears on the low frequency side (low frequency side) from this peak. It turns out that it is decreasing. The sharp decrease of the sound pressure level is particularly large after the curve of the speaker unit is below the curve of the speaker unit alone.
In FIG. 4, the speaker unit alone means that the speaker unit is attached to a standard sealed box (specified in JIS C 5531), and the relationship between the sound pressure level and the frequency is measured in accordance with the specification of JIS C 5531. It is a curve, which is a target curve when designing a speaker device.
一方、図5に示すように、振動膜を有するスピーカ装置の場合は、音圧レベルのピークが100Hzよりもより低音域側にシフトし、またピーク自体が図4に比べて著しく小さくなっている。更に、このピークよりも低音域側(低周波数側)では、音圧レベルが減少しているが、その減少の傾きは図4に比べて小さくなっており、低音域側での音圧レベルの低下が小さくなっていることがわかる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, in the case of a speaker device having a diaphragm, the peak of the sound pressure level is shifted to a lower sound region side than 100 Hz, and the peak itself is significantly smaller than that of FIG. . Furthermore, although the sound pressure level is decreasing on the low frequency side (low frequency side) from this peak, the slope of the decrease is smaller than that in FIG. 4, and the sound pressure level on the low frequency side is lower. It can be seen that the decrease is small.
以上説明したように、振動膜4および背後空気室5を備えた本実施形態のスピーカ装置1によれば、100Hz程度の低音域における音圧レベルの低下を低減することが可能になる。
As described above, according to the
次に、背後空気室5の内容積Vと振動膜の半径aとの関係について説明する。
本実施形態のスピーカ装置1では、最初に振動膜4の材質、大きさ(半径a)及び厚み等の構成を決めてから、背後空気室5の内容積を振動膜4の構成に基づいて決定することが望ましい。
本実施形態では振動膜4の面積をできるだけ大面積にすることが、低音域側での再生音圧の損失が小さくする点で有利になる。しかし本実施形態では、図1および図2に示すように、振動膜4をスピーカボックス3の上面壁2f及び底面壁2gと対向させて配置する関係から、振動膜4の大きさは、上面壁2f及び底面壁2gよりも小さくせざるを得ない点で振動膜4の大きさには制約がある。本実施形態では、この制約の範囲内で、できるだけ振動膜4の大きさ(半径a)を大きくすることが望ましい。
Next, the relationship between the inner volume V of the
In the
In the present embodiment, it is advantageous to make the area of the
図6に示すように、振動膜4の半径をa(m)とし、振動膜4の厚みをt(m)とし、振動膜4のヤング率をE(N/m2)とし、振動膜4の密度をρ(kg/m3)とし、振動膜4のポアソン比をσとしたとき、振動膜4の共振周波数f0(Hz)は以下の式(5)で示される。ただし、式(5)において、αは0.46〜0.48の範囲の数である。
As shown in FIG. 6, the radius of the
f0=α・t・a−2・(E/(ρ(1−σ2)))1/2…(5) f 0 = α · t · a −2 · (E / (ρ (1−σ 2 ))) 1/2 (5)
例えば、振動膜4の材質としてシリコーン樹脂を選択した場合には、振動膜4のヤング率Eは1.0×107(N/m2)となり、振動膜4の密度ρは1040(kg/m3)となり、振動膜4のポアソン比σは0.45となり、αは0.467になる。
For example, when a silicone resin is selected as the material of the
次に、この振動膜4の共振周波数f0から背後空気室5の内容積Vと振動膜の半径aとの関係を求める。
図7に示すように、振動膜4の半径をa(m)とし、振動膜4の厚みをt(m)とし、振動膜4の密度をρ(kg/m3)とし、背後空気室5の内容積をV(m3)とし、式(5)で求めた振動膜4の共振周波数をf0(Hz)とし、スピーカボックスとスピーカユニットのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数(例えば図4における音圧レベルのピーク値の周波数)をf0c(Hz)としたとき、f0c、a及びVの関係は下記の式(6)の通りとなる。
Next, the relationship between the inner volume V of the
As shown in FIG. 7, the radius of the
f0c=f0((3.55×104・πa2/(V・π2・f0 2・ρ・t))+1)1/2…(6) f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · πa 2 / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (6)
このように、図4のように振動膜を有しないスピーカ装置の再生音圧の周波数特性を求めてから、再生音圧がピーク値となる周波数をf0cとし、振動膜4の半径a及び膜厚tを決めた上で、上記式(5)及び式(6)を用いることで、振動膜4の半径aに最適な背後空気室5の内容積Vが求められる。この半径aと内容積Vの関係に従ってスピーカ装置1を構成すればよい。
As described above, the frequency characteristic of the reproduction sound pressure of the speaker device having no vibration film as shown in FIG. 4 is obtained, and the frequency at which the reproduction sound pressure reaches the peak value is set to f 0c. After determining the thickness t, the internal volume V of the
ただし、場合によっては、上記の計算によって算出された半径aと内容積Vの関係が必ずしも最適でない場合がある。
すなわち、半径aと内容積Vの関係に基づいてスピーカ装置を仮組立し、この仮組立したスピーカ装置について音圧レベルの周波数依存性曲線を測定し、測定した音圧レベルの周波数依存性曲線と、図4におけるスピーカユニット単独の曲線とを比較したところ、仮組立のスピーカ装置の曲線がスピーカユニット単独の曲線に一致しない場合がある。
このような場合には、仮組立のスピーカ装置の曲線がスピーカユニット単独の曲線に一致するまで、背後空気室の内容積Vを微調整するか、内容積V、半径a及び振動膜の材質を微調整することが望ましい。
However, in some cases, the relationship between the radius a and the internal volume V calculated by the above calculation may not be optimal.
That is, the speaker device is temporarily assembled based on the relationship between the radius a and the internal volume V, the frequency dependency curve of the sound pressure level is measured for the temporarily assembled speaker device, and the frequency dependency curve of the measured sound pressure level is When the curve of the speaker unit alone in FIG. 4 is compared, the curve of the temporarily assembled speaker device may not match the curve of the speaker unit alone.
In such a case, the internal volume V of the back air chamber is finely adjusted until the curve of the temporarily assembled speaker device matches the curve of the speaker unit alone, or the internal volume V, the radius a, and the material of the diaphragm are changed. It is desirable to make fine adjustments.
尚、図1及び図2に示すスピーカ装置では、振動膜と背後空気室が2組ずつ備えられている。このような場合は、各振動膜の半径を同じ値とし、この半径値に基づいて上記式(5)及び(6)から背後空気室の内容積Vを求める。そして、各背後空気室の内容積をそれぞれVとすれば良い。背後空気室を2つ設けることで、空気バネの反発力がより効率良く吸収され、空気バネとスピーカユニット3の振動板3bとによる共振抑制効果が更に高まる。
Note that the speaker device shown in FIGS. 1 and 2 includes two sets of diaphragms and back air chambers. In such a case, the radius of each diaphragm is set to the same value, and the inner volume V of the rear air chamber is obtained from the above equations (5) and (6) based on this radius value. And what is necessary is just to set the internal volume of each back air chamber to V, respectively. By providing two back air chambers, the repulsive force of the air spring is absorbed more efficiently, and the resonance suppression effect by the air spring and the
これまでの説明は、平面視略円形状の振動膜4を適用した例だが、平面視略矩形状の振動膜の場合は、以下に示す手順で振動膜の大きさと背後空気室の内容積との関係を求めればよい。
The description so far is an example in which the
平面視略矩形状の振動膜の場合であっても、振動膜の材質、大きさ(各辺の長さx、y)及び厚み等の構成を決めてから、背後空気室の内容積を振動膜の構成に基づいて決定すればよい。
すなわち、振動膜の縦辺の長さをx(m)とし、横辺の長さをy(m)とし、振動膜の厚みをt(m)とし、振動膜のヤング率をE(N/m2)とし、振動膜の密度をρ(kg/m3)とし、振動膜のポアソン比をσとし、振動膜が固有振動したときのx(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数をmとし、振動膜が固有振動したときのy(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数をnとしたとき、振動膜の共振周波数f0(Hz)は以下の式(7)で示される。尚、m、nは具体的には1以上の自然数である。
Even in the case of a diaphragm having a substantially rectangular shape in plan view, the material, size (length x, y of each side) and thickness of the diaphragm are determined, and the internal volume of the back air chamber is vibrated. What is necessary is just to determine based on the structure of a film | membrane.
That is, the length of the vertical side of the diaphragm is x (m), the length of the horizontal side is y (m), the thickness of the diaphragm is t (m), and the Young's modulus of the diaphragm is E (N / m 2 ), the density of the vibrating membrane is ρ (kg / m 3 ), the Poisson's ratio of the vibrating membrane is σ, and the vibration displacement along the length of x (m) when the vibrating membrane vibrates naturally When the number of parts is m and the number of vibration displacement parts along the side of the length of y (m) when the vibration film vibrates naturally is n, the resonance frequency f 0 (Hz) of the vibration film is (7). Note that m and n are specifically natural numbers of 1 or more.
f0=π・t/2・(E/(12ρ(1−σ2)))1/2・((m/x)2+(n/y)2)…(7) f 0 = π · t / 2 · (E / (12ρ (1-σ 2 ))) 1/2 · ((m / x) 2 + (n / y) 2 ) (7)
次に、この振動膜の共振周波数f0から背後空気室の内容積Vと振動膜の各辺の長さx、yとの関係を求める。
振動膜の縦辺の長さをx(m)とし、横辺の長さをy(m)とし、振動膜の厚みをt(m)とし、振動膜の密度をρ(kg/m3)とし、背後空気室の内容積をV(m3)とし、式(7)で求めた振動膜の共振周波数をf0(Hz)とし、スピーカボックスとスピーカユニットのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数(図4における音圧レベルのピーク値の周波数)をf0c(Hz)としたとき、f0c、x、y及びVの関係は下記の式(8)の通りとなる。
Next, the relationship between the inner volume V of the back air chamber and the lengths x and y of each side of the diaphragm is obtained from the resonance frequency f 0 of the diaphragm.
The length of the vertical side of the diaphragm is x (m), the length of the horizontal side is y (m), the thickness of the diaphragm is t (m), and the density of the diaphragm is ρ (kg / m 3 ). , Where the internal volume of the back air chamber is V (m 3 ), the resonance frequency of the diaphragm obtained by the equation (7) is f 0 (Hz), and the low frequency resonance frequency in the speaker device including only the speaker box and the speaker unit When (the frequency of the peak value of the sound pressure level in FIG. 4) is f 0c (Hz), the relationship among f 0c , x, y, and V is as shown in the following equation (8).
f0c=f0((3.55×104・x・y/(V・π2・f0 2・ρ・t))+1)1/2…(8) f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · x · y / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (8)
このように、図4のように振動膜を有しないスピーカ装置の再生音圧の周波数特性を求めてから、再生音圧がピーク値となる周波数をf0cとし、振動膜の各辺の長さx、y、及び膜厚tを決めた上で、上記式(7)及び式(8)を用いることで、振動膜の各辺の長さx、yに最適な背後空気室の内容積Vが求められる。この各辺の長さx、yと内容積Vの関係に従ってスピーカ装置を構成すればよい。 Thus, after obtaining the frequency characteristic of the reproduction sound pressure of the speaker device having no diaphragm as shown in FIG. 4, the frequency at which the reproduction sound pressure reaches the peak value is defined as f 0c, and the length of each side of the diaphragm After determining x, y, and film thickness t, by using the above equations (7) and (8), the inner volume V of the back air chamber that is optimal for the lengths x, y of each side of the vibration membrane Is required. The speaker device may be configured according to the relationship between the lengths x and y of each side and the internal volume V.
また、円形の振動膜の場合と同様に、上記の計算によって算出されたx、yと内容積Vの関係が必ずしも最適でない場合がある。
このような場合には、円形の場合と同様に、仮組立のスピーカ装置の曲線がスピーカユニット単独の曲線に一致するまで、背後空気室の内容積Vを微調整するか、内容積V、各辺の長さx、y及び振動膜の材質を微調整することが望ましい。
Similarly to the case of the circular diaphragm, the relationship between x and y calculated by the above calculation and the internal volume V may not always be optimal.
In such a case, as in the case of the circular shape, the internal volume V of the back air chamber is finely adjusted or the internal volume V is adjusted until the curve of the temporarily assembled speaker device matches the curve of the speaker unit alone. It is desirable to finely adjust the side lengths x and y and the material of the diaphragm.
上記のスピーカ装置1によれば、スピーカボックス2の内部に、弾性体からなる振動膜4と背後空気室5とが備えられているので、スピーカユニット3が作動することによってスピーカボックス2内部の空気が圧縮及び膨張されて空気バネとなり、この空気バネにより反発力が生じたとしても、振動膜4及び背後空気室5によって空気バネの反発力が吸収され、これにより空気バネとスピーカユニット3の振動板3bとによる共振が抑制される。これにより、低音域での音圧レベルの低下を防止することができる。
また、本実施形態では振動膜4として弾性体からなる膜を採用するので、ヘルムホルツ共鳴を利用する場合と比べて背後空気室5の容積を比較的小さくすることができ、これによりスピーカ装置1の小型化を実現することができる。
更に、振動膜4として弾性体からなる膜を採用することで、スピーカボックス2内部における空気バネの反発力が振動膜4及び背後空気室5によって効率良く吸収され、これにより空気バネの反発力がスピーカユニット3の振動を妨げる虞がなく、スピーカ装置1の入力電力に対する出力(音圧レベル)が低下させることなく、スピーカ装置1のエネルギー効率を高めることができる。
更にまた、スピーカボックス2内に繊維質吸音材を充填する必要がないので、高音域の音圧レベルを低下させる虞がない。
According to the
Further, in the present embodiment, a film made of an elastic body is adopted as the
Further, by adopting a film made of an elastic body as the
Furthermore, since it is not necessary to fill the
また、上記のスピーカ装置1によれば、振動膜4を略円形の膜としたときに、振動膜4の半径aと背後空気室5の内容積Vとの関係を上記式(5)及び式(6)によって決めるので、背後空気室5の内容積を振動膜4の半径に合わせて必要最小限の大きさに設計することができ、これによりスピーカ装置1の小型化を図ることができる。
Further, according to the
また、振動膜を略矩形の膜とした場合には、振動膜の各辺の長さx、yと背後空気室の内容積Vとの関係を上記式(7)及び式(8)によって決めれば良く、略円形の膜の場合と同様に、背後空気室の内容積を振動膜の大きさに合わせて必要最小限の大きさに設計することができ、これによりスピーカ装置の小型化を図ることができる。 Further, when the diaphragm is a substantially rectangular film, the relationship between the lengths x and y of each side of the diaphragm and the inner volume V of the back air chamber can be determined by the above formulas (7) and (8). As in the case of the substantially circular membrane, the inner volume of the back air chamber can be designed to the minimum necessary size in accordance with the size of the vibration membrane, thereby reducing the size of the speaker device. be able to.
更にまた、背後空気室5に繊維質吸音材を充填した場合には、振動膜4による内部空気の反発力をこの繊維質吸音材によってより効率良く吸収することができ、低音域での音圧レベルの低下を抑制することができる。
Furthermore, when the
また、スピーカ装置では、空気バネによる共振の他に、スピーカユニットの振動板の材質に由来する音圧レベルの尖頭(ピーク)部分が発生する場合があるが、本実施形態のスピーカ装置によれば、このようなピーク部分の低減も可能である。
また、背後空気室を複数設ける場合には、各内容積を異ならせることによって、複数の周波数での共振を防止することができる。
Further, in the speaker device, in addition to the resonance caused by the air spring, there may be a peak portion of the sound pressure level derived from the material of the diaphragm of the speaker unit. For example, such a peak portion can be reduced.
Further, when a plurality of back air chambers are provided, resonance at a plurality of frequencies can be prevented by making the respective internal volumes different.
「スピーカ装置の別の例」
次に、図8を参照して、本実施形態のスピーカ装置の別の例について説明する。
図8に示すスピーカ装置11は、スピーカボックス12と、スピーカボックス12に取り付けられた2つのスピーカユニット13と、スピーカボックス12の内部空間12aに配置されてその周辺部14aが固定された弾性体からなる振動膜14と、振動膜14によってスピーカボックス12の内部空間12aと遮断された背後空気室15と、を具備して概略構成されている。
"Another example of a speaker device"
Next, another example of the speaker device of this embodiment will be described with reference to FIG.
The
スピーカボックス12は、図8に示すように、中空直方体状に形成されてなるものであって、木質材料または樹脂材料によって構成されている。スピーカボックス12の前面壁12bには開口部12cが2つ設けられており、各開口部12cにスピーカユニット13がそれぞれ装着されている。スピーカボックス12の内部空間12aには、振動膜14を支持固定するための円筒管12dが配置されている。円筒管12dは、その一端側がスピーカボックス12の上面壁12fに接合されており、他端側には振動膜14が取り付けられている。
また、スピーカボックス12の中央部には、平面視略ロ字状の補強板12eが取り付けられている。補強板12eの下方には、円筒状のバスレフポート12gが2つ備えられている。バスレフポート12gは、スピーカボックス12の前面壁12bと反対側の背面壁12hに装着されている。バスレフポート12gが装着された背面壁12hには、貫通孔12iが設けられており、スピーカボックス12の内部空間12aが、貫通孔12i及びバスレフポート12gを介して外部空間と連通されている。
As shown in FIG. 8, the
In addition, a reinforcing
次に、スピーカユニット13は、先に説明した一例のスピーカ装置1におけるスピーカユニット3とほぼ同じ構成である。ただし、本例のスピーカ装置11における各スピーカユニット13は、低音レンジ用及び高音レンジ用としてそれぞれ設計されたものである。
Next, the
次に、振動膜14は、スピーカ装置1の場合と同様に、平面視円形状の弾性膜(弾性体)からなるものであって、スピーカボックス12の内部に備えられた円筒管12dの他端側に固定されている。すなわち、振動膜14の周辺部が円筒管12dの他端側の開口部によって固定された状態になっている。
振動膜14の材質としては、スピーカ装置1の場合と同様に、シリコーン樹脂、ウレタンゴム等の弾性体が好ましく、シリコーン樹脂が特に好ましい。また、振動膜の14の厚みは数mm程度が好ましい。
Next, as in the case of the
As the material of the
次に、背後空気室15は、振動膜14によってスピーカボックス12の内部空間12aと遮断されてなるものである。本例の背後空気室15は、図8に示すように、振動膜14と、振動膜14を支持固定する円筒管12dと、スピーカボックス12の上面壁12fとによって区画されている。背後空気室15には、スピーカボックス12の内部空間12aと同様に空気が充填されている。尚、背後空気室15には、グラスウール、フェルト等の繊維質吸音材が充填されていても良い。
Next, the
また、背後空気室15の内容積Vと振動膜14の半径aとの関係については、先のスピーカ装置1の場合と同様にして設計すれば良い。
更に、振動膜を平面視略矩形状に形成した場合において、背後空気室15の内容積Vと振動膜の各辺x、yの長さとの関係についても、先のスピーカ装置1の場合と同様に設計すればよい。
また、先のスピーカ装置1の場合と同様に、スピーカ装置を仮組立してから内容積V等を微調整しても良い。
Further, the relationship between the internal volume V of the
Further, when the diaphragm is formed in a substantially rectangular shape in plan view, the relationship between the inner volume V of the
Similarly to the case of the
本例のスピーカ装置11によれば、先に説明したスピーカ装置1と同様な効果が得られる。
According to the
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば図1及び図2に示すスピーカ装置1では、スピーカボックスの内部に2組の振動膜及び背後空気室を配設したが、本発明はこれに限らず、1組の振動膜及び背後空気室を配設しても良い。また振動膜及び背後空気室の配置場所は図1及び図2に示した位置に限らず、スピーカボックスの前面壁と反対側の後面壁側に配置しても良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the
(実施例1)
内寸幅14cm、奥行き18cm、高さ31cmの直方体状のスピーカボックスを用意し、このスピーカボックスの前面壁に開口部を設け、この開口部にフルレンジ型のスピーカユニットを装着した。また、スピーカボックスの内部空間において、上面壁及び底面壁からそれぞれ3cm離間させて、直径10cmの円形の開口部を有する厚さ2.1cmの固定部材を2つ装着した。そして、各固定部材の開口部に、直径10cm、厚み1mmのシリコーン樹脂膜をそれぞれ装着した。これにより、スピーカボックスの内部空間の大きさは、幅14cm、奥行き18cm、高さ21cmとなり、また各背後空気室の大きさはそれぞれ、幅14cm、奥行き18cm、高さ3cmになった。このようにして、図1及び図2に示すものとほぼ同一構成の実施例1のスピーカ装置を製造した。
Example 1
A rectangular parallelepiped speaker box having an inner size width of 14 cm, a depth of 18 cm, and a height of 31 cm was prepared, an opening was provided in the front wall of the speaker box, and a full-range type speaker unit was attached to the opening. In addition, two 2.1 cm-thick fixing members having a circular opening with a diameter of 10 cm were mounted in the interior space of the speaker box, 3 cm apart from each of the top wall and the bottom wall. Then, a silicone resin film having a diameter of 10 cm and a thickness of 1 mm was attached to the opening of each fixing member. As a result, the size of the internal space of the speaker box was 14 cm wide, 18 cm deep, and 21 cm high, and the size of each rear air chamber was 14 cm wide, 18 cm deep, and 3 cm high. In this way, the speaker device of Example 1 having substantially the same configuration as that shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured.
(比較例1)
固定部材の開口部にステンレス鋼板を嵌め込んだこと以外は上記実施例1と同様にして、比較例1のスピーカ装置を製造した。
(Comparative Example 1)
A speaker device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a stainless steel plate was fitted into the opening of the fixing member.
実施例1及び比較例1のスピーカ装置について、音圧レベルの周波数特性を測定した。音圧レベルの周波数特性は、各スピーカ装置のスピーカユニットの軸線上にマイクロホンを設置し、マイクロホンとスピーカユニットとの距離を1mとし、国際規格IEC 268−1に準じて測定した。結果を図9に示す。 For the speaker devices of Example 1 and Comparative Example 1, the frequency characteristics of the sound pressure level were measured. The frequency characteristics of the sound pressure level were measured according to the international standard IEC 268-1, with a microphone installed on the axis of the speaker unit of each speaker device, the distance between the microphone and the speaker unit being 1 m. The results are shown in FIG.
図9に示すように、比較例1のスピーカ装置では、150Hz付近に音圧レベルのピークが見られた。このピークにおける周波数が低音共振周波数f0cとなる。一方、実施例1のスピーカ装置では、比較例1のような音圧レベルのピークは観察されなかった。これにより、実施例1のスピーカ装置では、振動膜及び背後空気室を配設したことによって、内部空間の空気とスピーカユニットとの間で共振が起きなかったものと推定される。 As shown in FIG. 9, in the speaker device of Comparative Example 1, a sound pressure level peak was observed near 150 Hz. The frequency at this peak is the bass resonance frequency f0c . On the other hand, in the speaker device of Example 1, the peak of the sound pressure level as in Comparative Example 1 was not observed. Thereby, in the speaker apparatus of Example 1, it is presumed that resonance did not occur between the air in the internal space and the speaker unit due to the arrangement of the diaphragm and the back air chamber.
(実施例2)
直方体状のスピーカボックスを用意し、このスピーカボックスの前面壁に開口部を2つ設けてフルレンジ型のスピーカユニットを2つ装着した。また、スピーカボックスの内部空間に、直径8cm、長さ14cmの円筒管を配設し、円筒管の一端側をスピーカボックスの上面壁に接合させ、他端側には厚さ1mmのシリコーン樹脂膜を装着した。このようにして図8に示すものとほぼ同一構成の実施例2のスピーカ装置を製造した。
(Example 2)
A rectangular parallelepiped speaker box was prepared, two openings were provided on the front wall of the speaker box, and two full-range speaker units were mounted. Also, a cylindrical tube having a diameter of 8 cm and a length of 14 cm is disposed in the interior space of the speaker box, one end of the cylindrical tube is joined to the upper surface wall of the speaker box, and a 1 mm thick silicone resin film is connected to the other end. Attached. In this way, the speaker device of Example 2 having substantially the same configuration as that shown in FIG. 8 was manufactured.
(比較例2)
円筒管の他端側にステンレス鋼板を嵌め込んだこと以外は上記実施例2と同様にして、比較例2のスピーカ装置を製造した。
(Comparative Example 2)
A speaker device of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a stainless steel plate was fitted to the other end of the cylindrical tube.
実施例2及び比較例2のスピーカ装置について、音圧レベルの周波数特性を測定した。音圧レベルの周波数特性は、上記と同様に、各スピーカ装置のスピーカユニットの軸線上にマイクロホンを設置し、マイクロホンとスピーカユニットとの距離を1mとし、国際規格IEC 268−1に準じて測定した。結果を図10に示す。 For the speaker devices of Example 2 and Comparative Example 2, the frequency characteristics of the sound pressure level were measured. Similarly to the above, the frequency characteristics of the sound pressure level were measured according to the international standard IEC 268-1, with a microphone installed on the axis of the speaker unit of each speaker device, the distance between the microphone and the speaker unit being 1 m. . The results are shown in FIG.
図10に示すように、比較例2のスピーカ装置では、100Hz付近に音圧レベルのピークが見られた。このピークにおける周波数が低音共振周波数f0cとなる。一方、実施例2のスピーカ装置では、比較例2のような音圧レベルのピークは観察されなかった。これにより、実施例2のスピーカ装置では、実施例1の場合と同様に、振動膜及び背後空気室を配設したことで、内部空間の空気とスピーカユニットとの間で共振が起きなかったものと推定される。 As shown in FIG. 10, in the speaker device of Comparative Example 2, a sound pressure level peak was observed in the vicinity of 100 Hz. The frequency at this peak is the bass resonance frequency f0c . On the other hand, in the speaker device of Example 2, the peak of the sound pressure level as in Comparative Example 2 was not observed. As a result, in the speaker device of the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the vibration membrane and the back air chamber were disposed, and thus resonance did not occur between the air in the internal space and the speaker unit. It is estimated to be.
1、11…スピーカ装置、2、12…スピーカボックス、2a、12a…内部空間、3、13…スピーカユニット、4、14…振動膜、4a…周辺部、5、15…背後空気室
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記振動膜が半径a(m)の略円形状の膜であり、前記背後空気室の内容積をV(m 3 )としたとき、前記aと前記Vの関係が下記式(1)によって決定されることを特徴とするスピーカ装置。
f 0c =f 0 ((3.55×10 4 ・πa 2 /(V・π 2 ・f 0 2 ・ρ・t))+1) 1/2 …(1)
ただし、式(1)において、f 0c は前記スピーカボックスと前記スピーカのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数であり、aは前記振動膜の半径(m)であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m 3 )であり、Vは前記背後空気室の内容積(m 3 )であり、f 0 は前記振動膜の共振周波数であって下記式(2)によって決定される値である。
f 0 =α・t・a −2 ・(E/(ρ(1−σ 2 ))) 1/2 …(2)
ただし、式(2)において、αは0.46〜0.48の範囲の数であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、Eは前記振動膜のヤング率(N/m 2 )であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m 3 )であり、σは前記振動膜のポアソン比である。 A speaker box; a speaker unit attached to the speaker box; a vibration film made of an elastic body disposed in an inner space of the speaker box and having a peripheral portion fixed; and the inner part of the speaker box by the vibration film Ri Na was provided with a back air chamber which is isolated from the space, a,
When the vibrating membrane is a substantially circular membrane having a radius a (m), and the inner volume of the back air chamber is V (m 3 ), the relationship between a and V is determined by the following equation (1). speaker apparatus characterized by being.
f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · πa 2 / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (1)
However, in Formula (1), f0c is a low frequency resonance frequency in a speaker device including only the speaker box and the speaker, a is a radius (m) of the diaphragm, and t is a thickness of the diaphragm ( m), ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm , V is the inner volume (m 3 ) of the back air chamber , f 0 is the resonance frequency of the diaphragm, and This is a value determined by equation (2).
f 0 = α · t · a −2 · (E / (ρ (1−σ 2 ))) 1/2 (2)
However, in the formula (2), alpha is a number in the range of .46 to .48, t is the thickness of said vibration film (m), the Young's modulus of E, the vibration film (N / m 2 ), Ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm, and σ is the Poisson's ratio of the diaphragm.
前記振動膜が縦x(m)、横y(m)の大きさの略矩形状の膜であり、前記背後空気室の内容積をV(m3)としたとき、前記x、yと前記Vの関係が下記式(3)によって決定されることを特徴とするスピーカ装置。
f0c=f0((3.55×104・x・y/(V・π2・f0 2・ρ・t))+1)1/2…(3)
ただし、式(3)において、f0cは前記スピーカボックスと前記スピーカのみからなるスピーカ装置における低音共振周波数であり、x、yはそれぞれ、前記振動膜の各辺の長さ(m)であり、tは前記振動膜の厚み(m)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m3)であり、Vは前記背後空気室の内容積(m3)であり、f0は前記振動膜の共振周波数であって下記式(4)によって決定される値である。
f0=π・t/2・(E/(12ρ(1−σ2)))1/2・((m/x)2+(n/y)2)…(4)
ただし、式(4)において、tは前記振動膜の厚み(m)であり、Eは前記振動膜のヤング率(N/m2)であり、ρは前記振動膜の密度(kg/m3)であり、σは前記振動膜のポアソン比であり、mは前記振動膜が固有振動したときの前記x(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数であり、nは前記振動膜が固有振動したときの前記y(m)の長さの辺に沿う振動の変位部の数である。 A speaker box; a speaker unit attached to the speaker box; a vibration film made of an elastic body disposed in an inner space of the speaker box and having a peripheral portion fixed; and the inner part of the speaker box by the vibration film Comprising a space and a blocked back air chamber,
The vibrating membrane is a substantially rectangular membrane having a size of vertical x (m) and horizontal y (m), and when the inner volume of the back air chamber is V (m 3 ), the x, y and the A speaker device , wherein the relationship of V is determined by the following equation (3).
f 0c = f 0 ((3.55 × 10 4 · x · y / (V · π 2 · f 0 2 · ρ · t)) + 1) 1/2 (3)
However, in Formula (3), f0c is a low frequency resonance frequency in the speaker device including only the speaker box and the speaker, and x and y are lengths (m) of the respective sides of the diaphragm, t is the thickness (m) of the diaphragm, ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm, V is the internal volume (m 3 ) of the back air chamber, and f 0 is the vibration The resonance frequency of the film, which is a value determined by the following equation (4).
f 0 = π · t / 2 · (E / (12ρ (1−σ 2 ))) 1/2 · ((m / x) 2 + (n / y) 2 ) (4)
However, in Formula (4), t is the thickness (m) of the diaphragm, E is the Young's modulus (N / m 2 ) of the diaphragm, and ρ is the density (kg / m 3 ) of the diaphragm. , Σ is the Poisson's ratio of the diaphragm, m is the number of displacement parts of vibration along the side of the length of x (m) when the diaphragm undergoes natural vibration, and n is the above This is the number of vibration displacement portions along the side of the length of y (m) when the vibration film undergoes natural vibration.
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