JP5201889B2 - 同軸スピーカ装置 - Google Patents

Description

この発明は、低音用ウーハユニットと高音用ツイータユニットとを同軸上に配置してオーディオ信号を再生する同軸スピーカ装置に関するものである。

低音用スピーカと高音用スピーカとを同軸となるように配置した同軸スピーカ装置はカーオーディオを中心に様々な技術が提案され、音声信号の全帯域を再生するように低音再生用のコーン型スピーカの振動板中央部分に略円柱状のジョイント部材を設置し、コーン型スピーカの前面において高音用スピーカが同軸上となるように、前述のジョイント部材を用いて固定するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、低音用スピーカのヨーク中央に空洞部分を設け、この空洞部分が高音用スピーカのキャビネットとなるように低音用スピーカと高音用スピーカとを同軸上に構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
このように同軸スピーカ装置は、通常、低音用スピーカのウーハユニットの振動板の中央部分に支持部材などを設け、高音用スピーカのツイータユニットを前述の支持部材を用いて低音用ウーハユニットの前面に固定し、これらのスピーカが同軸上となるように配置している。このように構成されたものはバスレフポートを備えていない、あるいは例えばバッフルボードに取り付けられている各スピーカユニットの側方にバスレフポートを設けている。

特開２００５−３０３４８４号公報（第５頁、図１） 特開２００６−１７３８６３号公報（第３〜５頁、図１〜３）

従来の同軸スピーカ装置は以上のように構成されているので、低音用ウーハユニットと高音用ツイータユニットとを同軸上に配置したときにはバスレフポートを備えることが難しく、バスレフポートが設けられていないことにより低音域の音声出力が劣ってしまう。また、バスレフポートを同軸スピーカ装置に設けたときには当該装置を正面視したときの投影面積が大きくなり、装置の小型化が難しくなるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、発音源である低音用ウーハユニット、高音用ツイータユニット、及び、バスレフポートを全て同軸となるように配置して、外観サイズを抑えると共に定位感の優れた再生音を出力する同軸スピーカ装置を得ることを目的とする。

この発明に係る同軸スピーカ装置は、低音用ウーハユニットと高音用ツイータユニットとを同軸上に配置している同軸スピーカ装置において、バスレフポートは、低音用ウーハユニットの外周を囲う環状の孔を有することを特徴とし、低音用ウーハユニット、高音用ツイータユニット、及び、バスレフポートを固定しているフロントバッフルに接続し、前記バスレフポートの背後が低音用ウーハユニットの発生した音波の反射を分散するように三次元曲面による凹面に形成されているリアキャビネットを備え、低音用ウーハユニット、高音用ツイータユニット、及び、リアキャビネットの三次元曲面による凹面と中心軸が同軸となるバスレフポートを備えるものである。

この発明によれば、低音用ウーハユニット及び高音用ツイータユニットと、リアキャビネットの三次元曲面による凹面、バスレフポートが同軸上に配置されるようにしたので、正面視したときの投影面積を抑えることができ、発音源を同軸にすることによって外観サイズを抑えながら優れた定位感を有する再生音を出力することができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による同軸スピーカ装置の構成を示す断面斜視図である。この図は、実施の形態１による同軸スピーカ装置１の再生音出力方向に沿った断面を表している。同軸スピーカ装置１は、再生音が放射出力される正面部分を形成するフロントバッフル２と、フロントバッフル２に接合するリアキャビネット３によって当該装置のキャビネットを構成している。リアキャビネット３の内部には低音用ウーハユニット１０が配置固定されている。低音用ウーハユニット１０の前方には高音用ツイータユニット１１が配置されている。高音用ツイータユニット１１は、フロントバッフル２に形成されている支持部１２によって図示した中心軸ＡＡ’と自らの中心軸が同軸となるように支持固定されている。なお、前述の低音用ウーハユニット１０も中心軸ＡＡ’と自らの中心軸が同軸となるように配置固定されている。また、フロントバッフル２には、後述するように形成されたバスレフポート１３が中心軸ＡＡ’と同軸になるように設けられている。

図２−１及び図２−２は、実施の形態１による同軸スピーカ装置の構成を示す説明図である。図２−１は、同軸スピーカ装置１を正面視したときの形状を示し、図２−２は同軸スピーカ装置１を側方視したときの縦断面を示すもので、図１に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。
フロントバッフル２は、円筒の端部を塞ぐ蓋のように形成されたもので、正面視したとき図２−１に示したように円形をしており、当該円形の正面部２０には低音用ウーハユニット１０及び高音用ツイータユニット１１の出力音声を放射する音放射孔２１を適当な位置に設けている。また、フロントバッフル２の正面部２０には、例えば当該正面部２０の外周部分から中心部分へ延設され、例えば前述の音放射孔２１に橋設されている複数の支持部１２を備え、枝状に形成されたこれらの支持部１２に接着剤などを用いて高音用ツイータユニット１１を設置固定させている。

また、フロントバッフル２の正面部２０には、後述するように環状に形成されたバスレフポート１３の開口部が、低音用ウーハユニット１０及び高音用ツイータユニット１１と同軸となるように、低音用ウーハユニット１０の発生した音声を放射するために設けた音放射孔２１の外周を囲う位置に設けられている。
リアキャビネット３は、図１及び図２−２に示したように中空の略円錐状に形成されたもので、フロントバッフル２が接合される開口部近傍に低音用ウーハユニット１０が内包されるように構成されている。また、略円錐状のリアキャビネット３の頂点部分、即ちリアキャビネット３の後端部２２は、内壁形状が三次元曲面によって構成された凹面を成しており、十分な構造強度や音声の反射特性などを備えて前述の内壁形状を形成することができるように当該リアキャビネット３が構成されている。後端部２２の内壁形状は、後述する低音用ウーハユニット１０が発生した可聴帯域の音波のうち、リアキャビネット３など同軸スピーカ装置１の内部に進行した音波が、リアキャビネット３の内壁に反射して定在波が発生しないように、反射した音波が分散されるように形成されたものである。

低音用ウーハユニット１０は、図示を省略したポール、マグネット、プレート等によって構成される磁気回路、当該磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイル、このボイスコイルのボビンに結合するコーン型振動板１０ａを有するスピーカユニットで、例えば図２−２に示したようにフロントバッフル２の裏面側に形成されている取り付け部２３にネジ止めなどによって取り付け固定されている。
高音用ツイータユニット１１は、図示を省略したポール、マグネット、プレート等によって構成される磁気回路、磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイル、このボイスコイルのボビンに結合するドーム型振動板を有するスピーカユニットで、前述のようにフロントバッフル２の支持部１２の裏面に接着剤などを用いて取り付け固定されている。

フロントバッフル２に設けられているバスレフポート１３は、同軸スピーカ装置１を正面視したとき、リアキャビネット３の内部に配置されている低音用ウーハユニット１０のコーン型振動板１０ａの外周を囲むように形成された環状の開口部を有している。また、同軸スピーカ装置１を側方視したとき、バスレフポート１３は、フロントバッフル２の内側、即ち正面部２０の背面からリアキャビネット３の後端部２２へ向って例えば７０［ｍｍ］延設されており、前述の開口部と同様な環状の孔をフロントバッフル２の背面からリアハウジング３の内部へ延設させている。なお、バスレフポート１３は、当該フロントバッフル２を正面視したときの孔形状が環状となるように形成されているが、構造上、フロントバッフル２に環状の貫通孔を途切れることなく構成することは不可能なので、環状即ちドーナツ状の孔の内側の側壁と外側の側壁とを複数箇所で適当に繋いで当該バスレフポート１３をフロントバッフル２に形成している。

次に動作について説明する。
低音用ウーハユニット１０及び高音用ツイータユニット１１の図示を省略した各ボイスコイルに外部から入力されたオーディオ信号の電流が流れると、低音用ウーハユニット１０のコーン型振動板１０ａ及び高音用ツイータユニット１１のドーム型振動板が振動し、オーディオ信号を再生した可聴音声が出力／放射される。

図３は、実施の形態１による同軸スピーカ装置の周波数特性を示す説明図である。この図は、発音源の低音用ウーハユニット１０、高音用ツイータユニット１１、バスレフポート１３、及び同軸スピーカ装置１の出力音声の周波数特性を示したもので、縦軸に出力音声の音圧を示し、横軸に出力音声の周波数を示したものである。図中、曲線Ｂは低音用ウーハユニット１０の周波数特性を表し、曲線Ｃは高音用ツイータユニット１１の周波数特性を表し、また、曲線Ｄは、バスレフポート１３によって出力／放射される音声の周波数特性を表している。破線で示した曲線Ｅは、同軸上に配置された低音用ウーハユニット１０、高音用ツイータユニット１１、及び、バスレフポート１３から出力される音声即ち同軸スピーカ１の出力音声の周波数特性を表している。

図３に示したように低音用ウーハユニット１０は、可聴音帯域の低音域を効率よく、換言すると高い音圧を発生し、高音用ツイータユニット１１は、低音用ウーハユニット１０が高い音圧を発生することができない高音域を効率よく高い音圧で出力／再生する。
また、バスレフポート１３は、後述する自ら固有の共振周波数を強調して放射するもので、低音用ウーハユニット１０が高い音圧で前方へ放射することが難しい周波数の低音域を十分な音圧で出力／放射する。低音用ウーハユニット１０の外周部分に近い位置にバスレフポート１３を配置することによって低音用ウーハユニット１０の低域再生音を補完する作用がよりいっそう鮮明になる。
リアキャビネット３の後端部２２は、前述のように低音用ウーハユニット１０が発生した低音域の音波を三次元曲面によって反射し、これら反射波を分散させて干渉を防ぎ、定在波の発生を抑える。

バスレフポート１３は、前述のようにリアキャビネット３の内部へ延設されており、後端部２２などによって反射された音波を導いてバスレフポート１３の開口部から放射する。換言するとフロントバッフル２の外部へ低域の再生音を放射する。このようにバスレフポート１３の開口部から放射された再生音は、不要な音声の強弱を引き起こす定在波を抑制したものなので、低音用ウーハユニット１０へ入力されたオーディオ信号に忠実な低域の再生音となる。なお、バスレフポート１３から放射される音声は、低音用ウーハユニット１０のコーン型振動板１０ａが振動してリアキャビネット３の内部へ進行した音波、即ち低音用ウーハユニット１０の背面側へ進行した音波なので、低音用ウーハユニット１０が正面へ放射している音声の位相を反転させたものとなる。
バスレフポート１３の開口部から強調されて放射される音声、換言するとバスレフポート１３の共振周波数は、バスレフポートの寸法と内容積によって定められ、図３に示した曲線Ｄのピークが生じる周波数が決定される。例えば、バスレフポート１３の寸法を、奥行き長７０［ｍｍ］、開口部の面積２００［ｍｍ²］とし、また内容積を０．７［ｌ］としたとき、共振周波数は１００［Ｈｚ］になり、この周波数、もしくはその近傍の周波数の低域音が強調される。

ここまで説明したようにバスレフポート１３を低音用ウーハユニット１０、さらに高音用ツイータユニット１１と同軸になるように備えることによって、低音用ウーハユニットと高音用ツイータユニットとを同軸にしてバスレフポートを同軸としていないものに比べると正面視の投影面積を１５［％］程度縮小することができる。
なお、ここで説明した同軸スピーカ装置１は、略円錐状のリアキャビネット３と正面部２０が円形のフロントバッフル２によって外観が構成されているが、箱型のキャビネットによって構成されたものでも、低音用ウーハユニット１０、高音用ツイータユニット１１、及びバスレフポート１３を前述の説明と同様に同軸として配置することにより同様な作用効果が得られ、この発明の同軸スピーカ１の外観はここで例示したものに限定されるものではない。

以上のように実施の形態１によれば、発音源の低音用ウーハユニット１０及び高音用ツイータユニット１１と同軸になるように低音用ウーハユニット１０を成すコーン型振動板１０ａの外周にバスレフポート１３を配置したので、正面視したときの投影面積ならびに外観サイズを抑えながら十分な低音域と優れた定位感を有する再生音を出力することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による同軸スピーカ装置の構成を示す断面斜視図である。 実施の形態１による同軸スピーカ装置の構成を示す説明図である。 実施の形態１による同軸スピーカ装置の構成を示す説明図である。 実施の形態１による同軸スピーカ装置の周波数特性を示す説明図である。

符号の説明

１ 同軸スピーカ装置、２ フロントバッフル、３ リアキャビネット、１０ 低音用ウーハユニット、１０ａ コーン型振動板、１１ 高音用ツイータユニット、１２ 支持部、１３ バスレフポート、２０ 正面部、２１ 音放射孔、２２ 後端部、２３ 取り付け部。

Claims (1)

1. 低音用ウーハユニットと高音用ツイータユニットとを同軸上に配置している同軸スピーカ装置において、
   バスレフポートは、前記低音用ウーハユニットの外周を囲う環状の孔を有することを特徴とし、
   前記低音用ウーハユニット、前記高音用ツイータユニット、及び、前記バスレフポートを固定しているフロントバッフルに接続し、前記バスレフポートの背後が前記低音用ウーハユニットの発生した音波の反射を分散するように三次元曲面による凹面に形成されているリアキャビネットを備え、
   前記低音用ウーハユニット、前記高音用ツイータユニット、及び、前記リアキャビネットの三次元曲面による凹面と中心軸が同軸となるバスレフポートを備えることを特徴とする同軸スピーカ装置。

Images