JP5332917B2

JP5332917B2 - 音響再生装置

Info

Publication number: JP5332917B2
Application number: JP2009134853A
Authority: JP
Inventors: 一馬藤岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: JP2010283565A

Description

本発明は、音響再生装置に関するものであり、特に住宅やマンション、オフィスビル等の建築物に使用される音響再生装置に関する。

従来の建築物に設置するスピーカについて図面を用いて説明する。

図７（ａ）は天井に設置したスピーカ１００の外観図である。図７（ｂ）は同側断面図である。図７において、１０１は鉄鋼材料からなり複数の穴部を有するフレームであり、このフレーム１０１には、下部プレート１０２ａと環状のマグネット１０２ｂと環状の上部プレート１０２ｃを接着結合して磁気回路１０２を構成している。

なお、前記磁気回路１０２は前記下部プレート１０２ａの中央突出部であるセンターポール１０２ｄと前記上部プレート１０２ｃの間に磁気空隙１０２ｅを有している。

また、円筒形のボイスコイル１０３がボイスコイルボビン１０４に巻回されると共に、前記磁気回路１０２の磁気空隙１０２ｅ内に一端が位置するように配挿されている。

また、１０５は、前記ボイスコイル１０３を前記磁気空隙の中心に保持するように内周を前記ボイスコイルボビン１０４に接合すると共に、外周を前記フレーム１０１に接合した支持部である。また、前記ボイスコイルボビン１０４上部と、振動板１０６が接合されており、この振動板１０６の中央部には、防塵のためのダストキャップ１０８が設けられている。前記振動板１０６の外周にはエッジ部１０７が接合されており、このエッジ部１０７の、前記振動板１０６と接合されていない側は、前記フレーム１０１と接合されている。

また、天井パネル１０９には上下に貫通した開口１０９ａが形成されており、この開口１０９ａ内に前記スピーカ１００が嵌め込まれて設置されている。

また、防音カバー１１０が前記スピーカ１００の裏側を覆うように取り付けられている。この防音カバー１１０によって、前記スピーカ１００の背面へ放射される音を遮断し、上階への音漏れを防止することが可能となる。

なお、前記天井パネル１０９の、前記防音カバー１１０が取り付けられていない面にはスピーカ１００を保護するためのグリル１１１が取り付けられている。

特開２００７−９６５４６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、振動板背面から直接放射される音にしか音漏れ防止の効果が無く、振動板前面から放射されて、裏側へ回りこんでくる音に対しては効果が無い。特に、天井に設置されるスピーカにおいては、階下よりも上階の方がスピーカからの距離が短く、振動板前面から天井裏に回りこんだ音は、エネルギーが殆ど減衰することなく上階へ漏れ出るという大きな課題を有している。

本発明の目的は、振動板前面から天井裏へ回りこんだ音を上階へ漏れにくくした音響再生装置を提供することを目的とするものである。

本発明の音響再生装置は、フレームと、このフレームに固定され、磁気空隙を有する磁気回路と、この磁気回路の磁気空隙内に配挿されたボイスコイルと、このボイスコイルが下端側に巻回されたボイスコイルボビンと、このボイスコイルボビンの上端側と結合された部分と、これから外側に張り出したフランジ部が形成された伝達部材と、外側の端部が前記フレームの端部に支持され、幾何学的中心部が前記伝達部材のフランジ部と結合され、前記磁気回路とボイスコイルから発生する駆動力によって振動する第１の平板振動板とを備え、前記フレームは少なくとも一個所以上の貫通孔を有し、この貫通孔の中心部に、この貫通孔の大きさよりも面積的に小さな第２の平板振動板と、この第２の平板振動板外周部と前記フレームの貫通孔内周部のそれぞれに結合された支持部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、天井裏空間と接しているフレームの一部に第２の平板振動板と支持部を備えた共振系を設けることで、この共振系の共振周波数以下の周波数においては、第２の平板振動板から天井裏に向けて、第１の平板振動板と逆位相の音を放射することになり、第１の振動板から前面に放射され、天井裏へ回り込んだ音と打ち消しあうことが可能となる。よって、耳障りな音の周波数帯域に合わせてこの共振系を調節することで、上階への音漏れを軽減することができ、天井にスピーカを設置した際にも気兼ねなく音楽を楽しむことが可能となる。

本発明の実施の形態１における音響再生装置の平面図図１における音響再生装置の線Ａ−Ａ’における断面図本発明の実施の形態１におけるフレームの斜視図本発明の実施の形態１の変形例における音響再生装置の構造断面図本発明の実施の形態２における音響再生装置の構造断面図本発明の実施の形態３における音響再生装置の構造断面図（ａ）従来の天井取付スピーカの外観図、（ｂ）従来の天井取付スピーカの側断面図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における音響再生装置２００について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における音響再生装置２００の平面図である。図２は、図１における音響再生装置２００の線Ａ−Ａ’に沿う断面図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるフレーム２０１の斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１の変形例における音響再生装置２００の構造断面図である。

図１〜図３に示されるように、音響再生装置２００は、フレーム２０１と、このフレーム２０１に載置される磁気回路１０２と、この磁気回路１０２の磁気空隙内に配挿されるボイスコイル１０３と、このボイスコイル１０３が巻回されるボイスコイルボビン１０４と、このボイスコイルボビン１０４に結合される円筒状の伝達部材２０２と、ボイスコイルボビン１０４およびフレーム２０１に結合される支持部１０５と、フレーム２０１および円筒状の伝達部材２０２と結合する第１の平板振動板２０３とを備える。

フレーム２０１は鉄鋼、樹脂、木といった硬質な材質で構成される。このフレーム２０１の背部には、貫通孔２０６が設けられている。この貫通孔２０６の中心部には、貫通孔２０６よりも面積的に小さな第２の平板振動板２０７が、支持部２０８を介してフレーム２０１と結合されている。なお、第２の平板振動板２０７の材質としては、樹脂、紙、木、金属などの硬質な材質が望ましい。また、支持部２０８の材質としては、エラストマーや布といった弾性体が望ましく、更に振幅余裕を持たせるためにロール形状を有していることが望ましい。

フレーム２０１の中央部には、磁気回路１０２が固定される。磁気回路１０２は、磁気空隙を有する。円筒状の伝達部材２０２は、両端を開放して筒状に構成された筒状部２０４と、この筒状部２０４の上端側から外側に張り出す方向に伸びた水平で平坦なフランジ部２０５とを備える。この伝達部材２０２の材質としては、アルミや熱可塑性樹脂といった軽量で剛性の高い材質が望ましい。この筒状部２０４の下端側には、ボイスコイルボビン１０４の一端が結合される。また、ボイスコイルボビン１０４の他端には、ボイスコイル１０３が結合される。このボイスコイル１０３は、磁気回路１０２の磁気空隙内に配挿される。そして、ボイスコイルボビン１０４の外周側の側面は、支持部１０５の内周と結合される。支持部１０５の外周は、フレーム２０１に接合される。フランジ部２０５は、第１の平板振動板２０３の幾何学的な中心近傍の領域である幾何学的中心部と接合される。この第１の平板振動板の材質としては、樹脂、発泡樹脂、木、金属等が望ましい。

図１に示されるように、第１の平板振動板２０３の形状は、当実施の形態の場合四角形状である。本実施の形態の第１の平板振動板２０３における幾何学的中心は、第１の平板振動板２０３の各辺に引いた垂直２等分線の交点を意味する。なお、本実施の形態では、第１の平板振動板２０３は四角形状であったが、円形や多角形であってもよい。第１の平板振動板２０３の形状が円形であった場合、幾何学的中心は、第１の平板振動板２０３を構成する円のいずれの外周からの距離も等しくなる点を意味する。また、第１の平板振動板２０３の形状が多角形であった場合、幾何学的中心は、各頂点から引いたいずれの直線の距離も等しくなる点を意味する。

図１に示されるように、第１の平板振動板２０３は、幾何学的中心Ｏに関して対称である。ここで、幾何学的中心Ｏに関して対称とは、第１の平板振動板２０３を１８０°回転しても同じ形状になっていることをいう。図２に示されるように、第１の平板振動板２０３は、磁気回路１０２とボイスコイル１０３から発生する駆動力によってフランジ部２０５を介して振動する。磁気回路１０２の幾何学的中心の位置と、フランジ部２０５の中心の位置と、第１の平板振動板２０３の幾何学的中心Ｏの位置とは一致するのが音圧確保上望ましい。第１の平板振動板２０３の外側の端部は、フレーム２０１外周部と接合される。なお、伝達部材２０２とボイスコイルボビン１０４とを一体にすることで、部品点数の削減が可能となり、低コスト化を図ることができる。

図２、図３に示されるように、フレーム２０１に設けられた第２の平板振動板２０７と、支持部２０８と、フレーム２０１と第１の平板振動板２０３によって形成される空間内の空気は共振系を構成している。よって、この共振系は共振周波数を有する。

この共振周波数以下の周波数では、第１の平板振動板２０３と第２の平板振動板２０７の動きは逆相となるため、第１の平板振動板２０３の前面から放射され、天井裏へ回り込んだ音は、第２の平板振動板２０７から発生された逆相の音によって打ち消される。これにより、第１の平板振動板２０３から前面へ放射された音が天井裏へ回り込んで上階へ漏れ出ることを防ぐことが可能となる。

なお、上階への音漏れに関しては、２００Ｈｚ〜２５０Ｈｚといった範囲の周波数が特に耳障りと感じることが多く、第２の平板振動板２０７と、支持部２０８と、フレーム２０１と第１の平板振動板２０３によって形成される空間内の空気による共振系の共振周波数をこの周波数範囲よりも少し高めに設定することが特に有効である。

また、前記共振周波数以上の周波数では、第１の平板振動板２０３と第２の平板振動板２０７の動きが同相となって、打ち消し効果が無くなってしまうが、この場合は周波数が高いので吸音材による吸音が可能となる。

更に、図４に示すようにフレーム内部に仕切り２０９を設けて第１の平板振動板背面の空間と、第２の平板振動板背面の空間とを分離することにより、前記共振周波数の設定が行いやすくなるという効果が得られる。

また、本実施の形態において、前記第１の平板振動板２０３の材料として樹脂、発泡樹脂、木、金属としているが、紙、ガラス等の材料を用いても良いし、ハニカムパネルやアルミ複合板といった新素材を用いても、同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における音響再生装置３００について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。

図５は、本発明の実施の形態２における音響再生装置の構造断面図である。

図５に示されるように、音響再生装置３００は、フレーム３０１と、外側の端部がこのフレームの端部に支持された第１の平板振動板３０２と、この第１の平板振動板３０２の、前記フレーム３０１が接合されているのと同じ側の幾何学的中心部に結合されると共に、この第１の平板振動板３０２を振動させる加振器３０３とを備えている。

また、前記フレーム３０１の背部には、貫通孔２０６が設けられている。この貫通孔２０６の中心部には、貫通孔２０６よりも面積的に小さな第２の平板振動板２０７が、支持部２０８を介して前記フレーム３０１と結合されている。

前記フレーム３０１には、第１の平板振動板３０２の外周端が接合されている。この第１の平板振動板の材質としては、発泡樹脂、木、金属等が望ましい。また、この第１の平板振動板３０２の、前記フレーム３０１が接合されているのと同じ側の幾何学的中心部には、磁気回路とボイスコイルと振動伝達部を有する動電型の加振器３０３が接合されている。

この構成により、全体の構造がよりシンプルになるため、工数の削減や歩留まりの向上といった効果が得られる。

なお、本実施の形態において、前記加振器３０３としては動電型の他に、磁界中で寸法変化を生じる磁歪素子を用いた磁歪アクチュエータや、電圧を加えると寸法変化を生じる圧電素子を用いた電歪アクチュエータ等でも応用が可能である。

前記磁歪アクチュエータを前記加振器３０３として用いた場合には、動電型加振器よりも発生応力が大きいというメリットを活かして、より重量のある物体を前記第１の平板振動板３０２に用いることができるという別の効果も発揮できる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における音響再生装置４００について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１、実施の形態２と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態３における音響再生装置４００の構造断面図である。

図６に示されるように、第１の平板振動板４０１は住宅用天井材と同じ材質で構成されている。

この構成により、音響再生装置４００を周囲天井４０２とより違和感なく設置することが可能となり、住空間の装飾性を損なうことがないという効果が得られる。

なお、本実施の形態において、平板振動板４０１を天井材でなく、壁材その他住宅内装材と同じ材質で構成することで、音響再生装置４００を住空間の壁面や住宅設備を構成している面部へ違和感無く取り付けることが可能となる。

本発明の音響再生装置は、住宅やマンション、オフィスビル等の建築物に設置する音響機器として有用である。

１００、２００、３００、４００音響再生装置
１０１、２０１、３０１フレーム
１０２磁気回路
１０２ａ下部プレート
１０２ｂマグネット
１０２ｃ上部プレート
１０３ボイスコイル
１０４ボイスコイルボビン
１０５、２０８支持部
１０６振動板
１０７エッジ
１０８ダストキャップ
１０９天井パネル
１０９ａ開口部
１１０防音カバー
１１１グリル
２０２伝達部材
２０３、３０２、４０１第１の平板振動板
２０４筒状部
２０５フランジ部
２０６貫通孔
２０７第２の平板振動板
２０９仕切り板
３０３加振器
４０２天井

Claims

フレームと、
このフレームに固定され、磁気空隙を有する磁気回路と、
この磁気回路の磁気空隙内に配挿されたボイスコイルと、
このボイスコイルが下端側に巻回されたボイスコイルボビンと、
このボイスコイルボビンの上端側と結合された部分と、これから外側に張り出したフランジ部が形成された伝達部材と、
外側の端部が前記フレームの端部に支持され、幾何学的中心部が前記伝達部材のフランジ部と結合され、前記磁気回路とボイスコイルから発生する駆動力によって振動する第１の平板振動板とを備え、
前記フレームは少なくとも一箇所以上の貫通孔を有し、この貫通孔の中心部に、この貫通孔の大きさよりも面積的に小さな第２の平板振動板と、この第２の平板振動板外周部と前記フレームの貫通孔内周部のそれぞれに結合された支持部を備え、
前記第２の平板振動板と前記支持部と前記フレームと前記第１の平板振動板によって形成される空間内の空気が共振系を構成し、前記第１の平板振動板から天井面又は壁面の前側へ放射される音と前記第２の平板振動板から天井面又は壁面の裏側へ放射される音とが逆相となって相互に打ち消されるようになした音響再生装置。
フレームと、
外側の端部がこのフレームの端部に支持された第１の平板振動板と、
この第１の平板振動板の、前記フレームが接合されているのと同じ側の幾何学的中心部に結合されると共に、この第１の平板振動板を振動させる加振器とを備え、
前記フレームは少なくとも一箇所以上の貫通孔を有し、この貫通孔の中心部に、この貫通孔の大きさよりも面積的に小さな第２の平板振動板と、この第２の平板振動板外周部と前記フレームの貫通孔内周部のそれぞれに結合された支持部を備え、
前記第２の平板振動板と前記支持部と前記フレームと前記第１の平板振動板によって形成
される空間内の空気が共振系を構成し、前記第１の平板振動板から天井面又は壁面の前側へ放射される音と前記第２の平板振動板から天井面又は壁面の裏側へ放射される音とが逆相となって相互に打ち消されるようになした音響再生装置。
前記フレームは内部に仕切り板を有し、この仕切り板には、空気の流出入を可能とした孔部が少なくとも一つ設けられている請求項１または請求項２に記載の音響再生装置。
前記第２の平板振動板と、前記支持部と、前記仕切り板で仕切られた空間内部の空気とで構成される共振系の共振周波数が２５０Ｈｚ〜３５０Ｈｚである請求項３に記載の音響再生装置。
前記第１の平板振動板の平面のうち、前記フレームとの結合部分で囲まれた領域の重心位置と、前記第１の平板振動板の幾何学的中心の位置とが一致した請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の音響再生装置。
前記第１の平板振動板が、住宅用内装材で構成された請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の音響再生装置。
前記第１の平板振動板が、住宅用天井材で構成された請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の音響再生装置。