JP4767079B2 - 拡声器 - Google Patents

Description

本発明は、特に人間の声を増幅して遠方に伝達させる拡声器に関する。

従来、学校の校庭や農漁村、山村、離島等の地域内、工場等の構内、鉱山の坑道、トンネル等の坑内における音声伝達の手段として、あるいは、宣伝カーや携帯式の拡声器として、トランペット型の拡声器（スピーカ）がよく使用されている。

トランペット型の拡声器は、折り返し型ホーンスピーカの一種であり、防水構造にできるという点と、小型である割には、人間の声の帯域で効率がよいというメリットがある。しかし、金属のホーンで何回か音波が反射するため、特定の帯域の振幅が増大し、キンキンした音質となって聞きづらい。また、電気信号を空気の振動に変換する振動板の音が直接放射されず、ホーンで反射された音が放射されるため、原音とは位相が異なって、定位性が悪いという問題があった。

一方、スピーカの別の種類として、コーン型がある。これは、円錐形の振動板（コーン）の中央にボイスコイルを設けたもので、振動が直接前方に放射されるため、音質も定位性もよいが、コーンの前方から出る音とコーンの後方から出る音の位相が逆であるため、コーンの後方から出る音が前方に回り込まないようにするためのスピーカ筐体の工夫が必要である。

コーン型スピーカの音質や位相特性を向上させるために、例えば特許文献１においては、筒形状の筐体一方の底面にスピーカの振動板の前面と背面を除いてスピーカを覆うように固定し、筐体の他方の底面に開口部を有するようにし、スピーカのマグネットの背面に支持棒の一端を固定して他端に錘を備えたスピーカ装置が開示されている。このような構成とすることにより、マグネットを音響的にかつ仮想的に接地し、マグネットから支持棒に伝達される振動を減衰抑圧するようにしたものである。

特開２００１−２２４０８９号公報

前記の特許文献１に開示されたスピーカ装置では、音再生は原音の可聴周波数帯域を低周波数帯域から高周波数帯域まで忠実に発するスピーカであるが、これを屋外や携帯して使用する拡声器に応用するとなると、筒形状の筐体の長さが長く、また重くなって不適である。拡声器としては、人間の声の周波数帯域（１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚ程度）が明瞭に放射できればよく、音楽の低周波や高周波は不要である。

さらに、特許文献１に開示されたスピーカ装置は、スピーカのマグネットの背面に支持棒の一端を固定して他端に錘を備えた構成であり、錘は振り子式に宙に浮いた状態で、筐体に拘束されていない。そのため、筒形状の筐体を縦方向にしか設置できず、横方向や斜め方向など、自由な姿勢を取ることができない。

本発明は、人間の声の周波数帯域において、遠方まで明瞭に音が届き、耐候性や耐衝撃性が高く、設置方向も制約を受けない拡声器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の拡声器は、耐候性および耐衝撃性を持たせた円筒型パイプの内部に、同パイプの一端から所定寸法奥まった位置にコーン部が位置するように、コーン型スピーカを固定し、前記スピーカのフレームにコーン振動時の反力抑制用の重し部材を固定し、前記パイプの一端に、前記コーン部が外部に露出状態にならないようにスピーカ保護用のガードを設け、かつ前記スピーカ保護用のガードを防爆構造としたことを特徴とする。

本発明においては、円筒型パイプ内にコーン型スピーカを固定しているので、スピーカは円筒型パイプにより保護され、耐衝撃性を持たせることができる。円筒型パイプの材質は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル、ＦＲＰ等の合成樹脂やステンレス等の、ある程度強度の高いものを用いることにより、耐候性や耐衝撃性を持たせ、スピーカを保護することができる。

円筒型パイプは、コーン型スピーカを保護するためであり、低音域の再生を目的としないので、短いものでもよい。スピーカとしてコーン型を用いることにより、人間の声の周波数帯域は十分カバーでき、コーンから直接外部に振動を伝えるので、トランペット型の拡声器のようなキンキンした音質にはならず、聞きやすい音になる。

スピーカのフレームには重し部材を固定しているので、従来のように、コーンが振動する際の反力（反作用）でスピーカのフレームがコーンの振動とは反対の位相の方向に移動することによる音の歪みや位相変化を抑え、コーンの前方から出る音の音質と位相が原音に近くなる。したがって、遠方まで明瞭に音が届く。また、重し部材はスピーカのフレームに固定されているので、拡声器をどの方向に向けても使用でき、重し部材の機能には影響がない。スピーカのコーンの前方にはガードが設けられているので、コーンが露出状態にはならず、何かに当たって損傷することがない。

前記コーン型スピーカは、円筒型パイプに、柔軟材を介して取り付けることが好ましい。これにより、円筒型パイプに衝撃が加わっても、スピーカのフレームには衝撃が緩衝して伝わるため、スピーカの故障や破損を防止することができるほか、スピーカの振動が直接円筒型パイプに伝わって共振するのを防止することができる。

コーン型スピーカ２台を、円筒型パイプの両端部に取り付けることができる。これにより、円筒型パイプの両側から音声が同位相で放射され、同じ円筒型パイプを用いて、双方向の指向性をもつ拡声器とすることができる。

コーン型スピーカの前面に、水は通さず空気は通す性質を有する防水膜を設けたものとすることができる。これにより、音波の振動はスピーカの前面に放射され、水滴や雨滴、塵埃の浸入を防止することができる。

スピーカ保護用のガードとして、防爆構造とすることにより、炭坑や可燃ガス雰囲気に曝されている工場、施設などにおいて、スピーカの端子や付帯電気系統からの火花に起因する引火による爆発を防止できる。

円筒型パイプに、コーン型スピーカに音声信号を出力するための増幅器や無線ＬＡＮ機器等の電子機器を内蔵した構成とすることができる。これにより、拡声器をＩＰネットワーク化し、屋外に設置した拡声器に対して、緊急時や防災、防犯の連絡を、パソコンや携帯電話から送信することができる。

本発明によれば、円筒型パイプの内部に、同パイプの一端から所定寸法奥まった位置にコーン部が位置するように、コーン型スピーカを固定し、スピーカのフレームにコーン振動時の反力抑制用の重し部材を固定し、パイプの一端にスピーカ保護用のガードを設けたことにより、人間の声の周波数帯域において、遠方まで明瞭に音が届き、耐候性や耐衝撃性が高く、設置方向も制約を受けない拡声器を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図３を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る拡声器の断面図、図２はその正面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施の形態の拡声器は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル、ＦＲＰ等の合成樹脂やステンレス等の、所定の強度を有し、耐候性のある素材からなる円筒型パイプ（以下、単に「パイプ」という。）１の内部に、パイプ１の一端から所定寸法奥まった位置にコーン部２ａが位置するように、コーン型スピーカ（以下、単に「スピーカ」ということがある。）２を固定し、スピーカ２のフレーム２ｂにコーン振動時の反力抑制用の重し部材３を固定し、パイプ１の両端にスピーカ保護用のガード４，５を設けたものである。ガード４，５は、本実施の形態では渦巻き状に曲げた一本の帯材で形成している。なお、パイプ１の後方のガード５は必ずしも設けなくてもよい。

パイプ１とスピーカ２の取付構造は、本実施の形態では次のようにしている。パイプ１の内周にステンレスのリング６を接着剤等で固定し、このリング６の前方にゴムやポリウレタン、シリコンゴム等の柔軟支持部材７を接着し、さらにフレーム２ｂの周囲を柔軟支持部材７に接着する。

一方、スピーカ２の後方に柔軟支持部材８を介して十字状支持金具９を密着させ、重し部材３とともにネジ棒１０をスピーカ２の後方に設けためねじ２ｃにねじ込み、ナット１１を用いて重し部材３を固定する。

十字状支持金具９の周囲は、前方がリング６に接着された柔軟支持部材１２の後方端部に取り付け、接着剤で接着する。この十字状支持金具９を用いることにより、スピーカ２と重し部材３との重心部がパイプ１に弾力的に支持されることになる。また、スピーカ２の前方と後方が、柔軟支持部材７と１２によって、リング６に弾力的に支持されることになる。

このようなスピーカ２の支持構造により、コーン部２ａの振動が柔軟支持部材７，１２によるダンピング作用によってパイプ１に直接伝達されず、前方に音声として放射される。また、コーン部２ａの振動による反作用は、重し部材３により抑制される。この反作用は、スピーカ２のみの場合に比較して、重し部材３の質量の分だけ見かけ上の質量が大きくなることにより、低減することになる。これにより、スピーカ２のコーン部２ａから前方に放射される音の歪みや位相変化が抑えられて音が原音に近くクリアになり、同じ大きさの音声信号入力でも、遠方にまで明瞭に聞こえることになる。

なお、本実施の形態においては、パイプ１の長さは２０ｃｍ、内径は８ｃｍ、スピーカ２の口径は７ｃｍのフルレンジのものを用いた。

上記の実施の形態では、コーン型スピーカ２はパイプ１に１台取り付けた例を示したが、コーン型スピーカ２台を、円筒型パイプの両端部に取り付けることができる。これにより、円筒型パイプの両側から音声が同位相で放射され、同じ円筒型パイプを用いて、双方向の指向性をもつ拡声器とすることができる。

また、コーン型スピーカの前面に、水は通さず空気は通す性質を有する防水膜を設けたものとすることができる。これにより、音波の振動はスピーカの前面に放射され、水滴や雨滴、塵埃の浸入を防止することができる。

さらに、スピーカ保護用のガード４，５を防爆構造とすることにより、炭坑や可燃ガス雰囲気に曝されている工場、施設などにおいて、スピーカの端子や付帯電気系統からの火花に起因する引火による爆発を防止できる。防爆構造としては、本願の発明者らによる特開２００５−３３３０２０号公報に記載されているように、パイプ１の前後面に、奥行きが１０〜５０ｍｍ、隙間の間隔が１〜１．４ｍｍの通気部を有する多孔蓋体とすることができる。

パイプ１に、スピーカ２に音声信号を出力するための増幅器や無線ＬＡＮ機器等の電子機器を内蔵し、ＩＰアドレスまたは電話番号を付与することにより、拡声器をＩＰネットワーク化し、屋外に設置した拡声器に対して、緊急時や防災、防犯の連絡を、パソコンや携帯電話から送信することができる。

本発明は、遠方まで明瞭に音が届き、耐候性や耐衝撃性が高く、設置方向も制約を受けない拡声器として、学校の校庭や所定の地域内、鉱山の坑道、トンネル等の坑内における音声伝達の手段として、あるいは、宣伝カーや携帯式の拡声器として広く使用することができる。

本発明の実施の形態に係る拡声器の断面図である。 本発明の実施の形態に係る拡声器の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 円筒型パイプ（パイプ）
２ コーン型スピーカ（スピーカ）
２ａ コーン部
２ｂ フレーム
２ｃ めねじ
３ 重し部材
４，５ ガード
６ リング
７，８，１２ 柔軟支持部材
９ 十字状支持金具
１０ ネジ棒
１１ ナット

Claims (5)

1. 耐候性および耐衝撃性を持たせた円筒型パイプの内部に、同パイプの一端から所定寸法奥まった位置にコーン部が位置するように、コーン型スピーカを固定し、前記スピーカのフレームにコーン振動時の反力抑制用の重し部材を固定し、前記パイプの一端に、前記コーン部が外部に露出状態にならないようにスピーカ保護用のガードを設け、かつ前記スピーカ保護用のガードを防爆構造としたことを特徴とする拡声器。
2. 前記コーン型スピーカは、前記円筒型パイプに、柔軟材を介して取り付けられている請求項１記載の拡声器。
3. コーン型スピーカ２台を、前記円筒型パイプの両端部に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の拡声器。
4. コーン型スピーカの前面に、水は通さず空気は通す性質を有する防水膜を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の拡声器。
5. 前記円筒型パイプに、前記コーン型スピーカに音声信号を出力するための増幅器や無線ＬＡＮ機器等の電子機器を内蔵したことを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の拡声器。

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