JP5254797B2 - 反射スピーカ構造 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の反射スピーカ構造体に関する。

本発明は特に、スピーカシステムと関連して、いわゆるサブウーファスピーカを形成する低音用スピーカに関連して使用される。

低動作周波数でのスピーカエンクロージャに設定される最も重要な要請は、最小限の変形（スチフネス）で圧力差に耐える能力及び構造の共振からの解放に関連する。通常、エンクロージャは平坦なシートから作製され、必要な場合はエンクロージャ内部で支持及びスチフネスを強化される。

低周波数を再生する場合のエンクロージャに対する定見が、低音用反射エンクロージャである。このエンクロージャでは、スピーカ要素用の開口に加えて、管が取り付けられることが多い第２の開口もある。管内の空気は音響インダクタンス（質量）を形成する一方で、エンクロージャ内のその部分の空気はキャパシタンス（ばね）を形成し、この組合せの共振周波数はスピーカエンクロージャと協働するような大きさにされる。低周波数では、この組合せは共振を示し、それにより共振回路はスピーカ要素に負荷をかける。この場合、モーション偏位（motion deviation）は小さく、放射の多くは反射開口を介して起こる。非常に低い周波数を再生しようとする場合、この組合せの共振周波数は低くなければならず、これは、エンクロージャの容積又は反射チャネル内の空気量の音響質量を増加させることによって起こる。大きなエンクロージャのサイズには欠点がある場合が多いため回避され、このため不可避的に反射チャネルが長くなる。このように共振周波数では放射が反射チャネルを介して起こるため、所望の音響出力が管内の空気の流速に影響を与える。管内の流速が速くなりすぎる場合、流れは乱流となり、外部からの音（extraneous sound）及び圧縮を生じる。したがって、管の最小断面は、所望の音響出力によっても決まる。大きな音響出力が望まれる場合、断面は増すが、同時に管は長くなる。長い直線の管はもはやエンクロージャ内に取り付けられず、様々な角度に曲げられるが、急な角度に曲げると遅い流速であっても乱流が発生する。反射スピーカの寸法決定及び関連する問題の電気技術的な解決策は、文献において広範に記載されており、特に欧州特許第０３２２６８６号に開示されている。

従来の反射スピーカの欠点は、それらのサイズ及び重量が大きいことであった。これは、特に持ち運び動作の場合に問題となる。

英国特許出願第２４１１５３９号は、スピーカを有するブリーフケースを開示しており、ブリーフケースは閉じられると、スピーカエンクロージャとして働く。反射スピーカと比較して、閉じたエンクロージャは反射スピーカほど高効率ではない。これにより、電力消費が増大するか、又は代替的に控え目な音響出力となる。

本発明は、上述した技術水準の欠点をなくし、且つこの目的で全く新しいタイプの反射スピーカ構造体を作成することを意図する。

本発明は、開くことができる構造体、例えばブリーフケース等の反射スピーカを形成することに基づく。通常、人間に聞こえる最上の周波数を生成するのに使用される補助スピーカの位置は、スピーカの音響空間内に確保される。補助スピーカはまた、ステレオ又はマルチチャネル動作において所望の特性を生成するのに使用される。

したがって、本発明の１つの用途は、持ち運び可能な音響再生装置である。

本発明の１つの好適な実施の形態によると、開くことができるスピーカ構造体はブリーフケースであり、ブリーフケースのハンドルは、スピーカエンクロージャをロックすると共にこれを動作位置で閉じる手段として働く。

本発明の１つの好適な実施の形態によると、スピーカは増幅器を有する。

より詳細には、本発明による反射スピーカは、請求項１の特徴部に記載のものを特徴とする。

本発明によって、多くの利点が得られる。

持ち運び使用を意図する音響再生装置は、非常に小さく作製することができるが、それにもかかわらず高音質である。特に低音の再生は、高音質及び高効率で実施することができる。その他の可聴レンジのスピーカは移動しながら反射スピーカの内側に都合好く配置することができる。

本発明の好適な実施の形態では、スピーカの動作に重要な閉じる（シーリング）ことは、ハンドル構造のロック機構（arrangement）によって確実なものとすることができる。

この構造体は、反射チャネルがスピーカユニットを強化する構造の一部であることによってさらに最適化される。螺旋状の滑らかな形状の反射チャネルによって乱流は最小化されるが、これはさらに、外部からの音及び圧縮を低減する。さらに、本発明によるいくつかの変形形態では、製造技法に関して非常に経済的である解決策を達成することができるが、これは、このスピーカ構造体においては通常、スピーカ要素に加えて２個〜３個の主要な構造構成要素しかないためである。

以下では、添付の図面に従って適用例を用いて本発明を説明する。

図１によると、低音用反射スピーカ構造体１は、カバー構成要素２及びベース構成要素３に分かれている。スピーカ要素７は、ベース構成要素３に取り付けられている。スピーカ要素７の位置は、動作状況において、スピーカ要素７がスピーカ構造体１の下で機械的に保護されていることを意味する。ハンドル１０もまたベース構成要素３に取り付けられている。ハンドル１０は、ピン１１によってベース構成要素にヒンジ接続されている。ロックスロット９（スピーカ構造体１が閉じた位置では、カバー２のロックピン１２と固定される）が、ハンドル構成要素１０に形成されている。好ましくは閉じられたケース内で包囲されている増幅器８も、ベース構成要素内に位置する。反射管５の一部もベース構成要素３内に位置するが、反射管５は、スピーカ構造体１の閉じた位置ではベース構成要素３とカバー構成要素の構造の組合せから成り、反射開口６で終端する。補助スピーカ４用の空間もベース構成要素３内に確保されている。搬送中に補助スピーカ４を所定位置に保持するライトロックも空間と組み合わせることができる。補助スピーカを所定位置から取り出す場合、スピーカチャンバ３０（この容積は反射スピーカの重要な寸法決定パラメータである）が閉じた構造体内に形成される。

以下は、図２〜図４ｂに示される寸法のほんのいくつかの例である。

反射管の寸法 １２４ｍｍ
スピーカ構造体１の幅ｂ ３３９ｍｍ
補助スピーカの幅ｃ ８２ｍｍ
反射管の幅ｄ ２１ｍｍ
補助スピーカの高さｅ １２７ｍｍ
スピーカ構造体１の厚さｆ ８０ｍｍ
スピーカ構造体の深さｇ ２５６ｍｍ
スピーカ構造体のハンドルを含む深さｈ ３２０．５ｍｍ

図３は、カバーのロックピン１２がロックされるスロット９から成るハンドル１０のロック機構をより詳細に示す。ハンドルが図３に示す方向に反時計周りに回転すると、ピンはスロット９へ前進する。スロット９の右側縁部は左側縁部よりも取り付けピン１１に近いように配置され、ハンドルが反時計回りに回転すると、カバー構成要素２がベース構成要素３に対して固定され、したがってスピーカ構造体を閉じるようにする。したがって、スロット９は取り付けピン１１に対してわずかに螺旋状である。図３はまた、コネクタ１３を示し、これは通常、補助スピーカ４用のコネクタと、外部電源用のコネクタも含む。

図５は、スロット９がカバーのロックピン１２を収容するハンドル１０の位置を示す。図８はさらに、スピーカ構造体１の動作位置を示し、この場合ハンドル１０は、スロット９によって閉じられているカバー構成要素２をプレスしている。ハンドル１０は支持体としても働き、スピーカ要素７の自由な音響空間を提供する。

図５による解決策の代替的な構造は、ハンドル構成要素から見た場合、ハンドル１０内にピンがあり、取り付け点１１の後ろのアームの端部にピンが位置し、取り付け点１１が、図５の構造と機能的に同じように第２の部分の対応するスロット構造として働くようなものである。

上記固定機構の位置は、固定の動作原理が同じままである限り、カバー構成要素からベース構成要素へ変わってもよいことが当業者（one versed in the art）には明らかであろう。

図９は、本発明による構造体を示し、ここでは、カバーのない増幅器構成要素８が示されている。

本発明の範囲内で、スピーカ要素７の位置はカバー構成要素２内にあっても、又はベース構成要素３内にあってもよい。同様に、ハンドル構成要素１０はいずれかの構成要素に取り付けられ得る。増幅器８もいずれかの構成要素に取り付けられる。反射管も、開くことができる構造体内のいずれかの部材（part）に移してもよい。図１〜図９に示す構造体の位置はいくつかの利点を提供する。図示の構成要素の位置によって、反射管を２つの部材に分け、大きい管直径を達成しつつも、カバー構造を簡潔にすることができる。

以下では、反射エンククロージャの寸法決定を図１０を参照して説明する。

スピーカ要素の反射エンクロージャは、ばね質量系によって例示することができ、これはスピーカの動作原理を定性的に示す。

ブリーフケースエンクロージャ１に内蔵された反射管５は、スピーカチャンバ３０の空気容積を有するヘルムホルツ共鳴器から成る。共鳴（共振）は管の音響空気質量２１、及びエンクロージャのスピーカチャンバ３０の空気容積の音響コンプライアンスによって形成される共鳴回路（共振回路）の効果から生じる。共振周波数に近いと、ヘルムホルツ共鳴器は、スピーカ要素が生成する背面放射（back radiation）を増幅する。エンクロージャ−管系３０、２１は或る周波数で共鳴を受け、これは既知のように、エンクロージャのスピーカチャンバ３０の空気容積、管５の直径及びその長さから由来し得る。

式中、ｆ_０は共振周波数、ｃは音の速さ、Ａは管の断面積、Ｌは管の長さ、及びＶはエンクロージャの容積である。

ブリーフケースサブウーファ１の内部容積は、スピーカの外寸が従来のブリーフケースの外寸に相応することが所望される場合、慣例（プラクティス）に基づいて決定される。したがって、増幅器及び共鳴管の容積が内部容積の残りから差し引かれる場合、スピーカチャンバ３０の正味容積は３．８リットルのままである。

反射管５の長さを選択する場合、機能的に不都合な（detrimental）共鳴を考慮しなければならない。管５は、平面波を搬送する音響伝達管路として説明することができる。反射管５の口６において、容積速度が不連続であることにより共鳴が生じる。

無限フランジ（infinite flange）内に設けられている管の不都合な最低の共鳴は、周波数

（式中、ｃは音の速さ、ｌは反射管５の長さ、及びＲは反射管の半径である）において生じる。管の他の不都合な共鳴は、最低共振周波数の高調波倍数（harmonic multiples）である。ブリーフケースサブウーファに接続されるサテライトスピーカ（補助スピーカ４）は、サブウーファの再生帯域の上限（約２５０Ｈｚ）に対する要件を設定する。反射管の長さはできるだけ長いように選択されるが、それにもかかわらず、最初の不都合な共鳴はサブウーファの再生帯域より高い帯域でのみ生じるようにする。管の長さは４８ｃｍが選択され、この場合、最初の共鳴（共振）は周波数３５７Ｈｚで生じる。

最後に、寸法決定するときに、適した妥協は、管５の表面領域とエンクロージャの同調周波数との間で求められる。管５の断面積（cross-sectional surface area）は、乱流音が生じないように十分に大きくなければならない。他方で、同調周波数を変化させることが望まれない場合、表面領域の増加は管の長さの増加を意味する。反射管の断面積として１４ｃｍ^２が選択される。したがって、ブリーフケースサブウーファの同調周波数として４８Ｈｚが得られる。

図１〜図９によるスピーカ構造体は、低音再生のみを意図する、独立した、いわゆるサブウーファであってもよく、又は代替的に、全体の音響周波数範囲をカバーするスピーカ解決策(solution)の一部であってもよい。

通常、本発明によるスピーカ解決策は増幅器も含むことができる。

実施例では、スピーカ構造体１に取り付けられる１つのみのスピーカ要素７を説明したが、本発明の範囲内で、スピーカ要素は複数でもあり得る。

また、スピーカ構造体の部材２及び３は、２つのロックハンドル又は同様のものを用いて互いから完全に取り外し可能であり得る。

本出願では、スピーカ構造体の部材２及び３を分解することなく繰り返し取り外し可能であるという用語は、例えばヒンジ取り付け又はキャッチ取り付けを指す。

製造技法の点では、スピーカ構造体１の主な構成要素は好ましくは、例えば射出成形技法を使用してプラスチックから製造され得る。

本発明の範囲内で、アルミニウムから製造される構造体も、それらの軽量さ及び剛性の理由で有利である。

カバー２及びベース部材３は上記で参照され、図面と同位のもののみをクレームする。当然ながら、本発明によれば、図面の解決策は他の位置にも当てはまり得る。

当然ながら、補助スピーカの数は２個より多くてもよく、その場合はもちろん、システムの内部空間はそれに従って設計されなければならない。

本発明によるシステムは、ＭＰ３プレーヤ、ＣＤプレーヤ、又は音楽機能（property）を有する移動局等の一体型音源も含むことができる。

本発明による装置の構成要素間のデータ通信接続は、有線であっても無線であってもよい。したがって、例えば補助スピーカ４は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル又はＷＬＡＮプロトコルを使用して主装置と無線通信することができる。本発明によると、赤外線接続も可能である。

前方の或る角度から見た、本発明による１つの開いた反射スピーカの斜視図である。 図１によるスピーカの側部上面図である。 図１による反射スピーカの、閉じた場合の側面図である。 図１によるスピーカの正面図である。 図１によるスピーカの上面図である。 本発明による第２のスピーカの、開いた位置の概略斜視図である。 図５によるスピーカの、閉じた位置の斜視図である。 図５によるスピーカの、閉じた位置の側部斜視図である。 ハンドルによってその動作位置に閉じてロックされている、図５によるスピーカの側部斜視図である。 本発明による第３のスピーカ構造体の、開いた場合の斜視図である。 反射スピーカを形作る（modelling）のに使用される要素を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 反射スピーカ構造体
２ カバー部材
３ ベース部材
４ 補助スピーカ
５ 反射チャネル
６ 反射開口
７ スピーカ要素
８ 増幅器
９ 固定スロット
１０ ハンドル
１１ ハンドル取り付け点
１２ カバーロックピン
１３ コネクタ
１４ ヒンジ
２０ スピーカ要素の移動質量
２１ 管の音響質量
２２ エンクロージャの気筒容積
２３ コーンの懸吊
３０ スピーカチャンバ

Claims (9)

1. 反射スピーカ構造体（construction）（１、２、３）であって、
   該反射スピーカ構造体（１、２、３）によって区切られている(delimited)スピーカチャンバ（３０）と、
   前記スピーカチャンバ（３０）に接続されている反射チャネル（５）であって、該スピーカチャンバ（３０）を該反射スピーカ構造体（１、２、３）の外部空間に接続する、反射チャネル（５）と、
   該反射スピーカ構造体（１、２、３）に接続されている少なくとも１つのスピーカ要素（７）であって、前記スピーカチャンバ（３０）を区切る構造（structure）の一部を成す、少なくとも１つのスピーカ要素（７）と
   を備え、
   該反射スピーカ構造体（１、２、３）は、少なくとも２つの構成要素（２、３）であって、前記スピーカチャンバ（３０）を搬送空間として使用するために、分解することなく少なくとも部分的に互いから繰り返し取り外し可能である、少なくとも２つの構成要素（２、３）を含み、
   前記反射スピーカ構造体（１、２、３）は、更に、該反射スピーカ構造体を動作状態（situation）に閉じる（sealing）手段（１０、１１、９、１２）を備え、
   前記反射スピーカ構造体（１、２、３）は、ハンドル（１０）に装着される（fitted：設けられる）構造（９）であって、該ハンドルが回転されると該反射スピーカ構造体（１、２、３）を動作状態に閉じるために該反射スピーカ構造体（１、２、３）を固定する（tighten）、構造（９）を備えることを特徴とする、反射スピーカ構造体。
2. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、該反射スピーカ構造体（１）はブリーフケース構造を形成し、動作状態では、内側部分は前記スピーカチャンバ（３０）として働き、搬送状態では、収納場所（storage）、及び補助スピーカ（４）の取り付け空間として働くことを特徴とする、請求項１に記載の反射スピーカ構造体。
3. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、該反射スピーカ構造体のカバー構成要素（２）は、該反射スピーカ構造体のベース構成要素（３）にヒンジ接続されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射スピーカ構造体。
4. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、前記カバー構成要素（２）は、キャッチ取り付け（catch attachment）（９、１１、１２）によって該反射スピーカ構造体のベース構成要素（３）に接続されることができることを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射スピーカ構造体。
5. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、前記ロック装置は、ピン状の対向片（１２）を固定するための螺旋状の溝（９）を有することを特徴とする、請求項１に記載の反射スピーカ構造体。
6. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、前記反射チャネル（５）は、２つの半体として形成され、該反射スピーカ構造体（１）の前記開型（opening）構成要素（２、３）のそれぞれにあることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の反射スピーカ構造体。
7. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、前記増幅器（８）、前記スピーカ要素（７）、及び前記ハンドル（１０）は、該反射スピーカ構造体（１、２、３）の同じ構成要素（３）内に位置することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射スピーカ構造体。
8. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、前記動作状態では、前記ハンドル（１０）は前記スピーカ要素（７）の支持体として機能することによって、前記スピーカ要素の自由な音響放射空間を形成する（create）ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の反射スピーカ構造体。
9. 反射スピーカ構造体（１、２、３）であって、持ち運び可能な音響再生装置を形成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の反射スピーカ構造体。

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