JP5399158B2 - 二重バッフルを有するスピーカー装置 - Google Patents

Description

本発明は、二重バッフルを有するスピーカー装置に係り、スピーカーの前面から出る音に対応した前面バッフルと、スピーカーの後面から出る音に対応した後面バッフルとの二重バッフルを用いて音響再生の音場特性と音質特性とを改善したスピーカー装置に関するものである。

従来、スピーカー装置は以下のように構成されている。
図１３は従来のスピーカー装置を示す模式図である。
この図において、１００はスピーカー、１０１はマグネットを主体とする磁気回路、１０２は振動板、１０３はフレーム、１０４はリスナー、１０５はスピーカー前面から出る音（正位相の音）、１０６はスピーカー後面から出る音（負位相の音）である。

一般に、スピーカー１００は振動板１０２が前後に動いて疎密波を起こして音を出すが、前面から出る音１０５と後面から出る音１０６は、位相が逆で同じ大きさの音となっている。そのため、このスピーカー１００をユニットのままで鳴らすと、図１３に示すように前後から出る音が相互に打ち消し合い、特に低音域の周波数が再生できない現象が起きる。

そこで、前後から出てくる音を遮断し、低音域の周波数も再生できるようにした様々な方式のスピーカー装置がこれまで考案されてきた。代表的なスピーカー装置の方式には次のようなものがある。
（ａ）平面バッフル方式
図１４に示すように、前面から出てくる音１０５と後面から出てくる音１０６とをバッフル板１０７のみで遮断する方式である。後面から出てくる音１０６は、バッフル板１０７によって遠回りして前に出てくるため、バッフル板１０７が大きいほど低音再生に有利である。なお、バッフル板が無限大で剛性が大きければ、理論的に最高の再生音を得ることができる。

（ｂ）密閉方式（下記特許文献１参照）
図１５に示すように、スピーカー１００の後面を適当な大きさの容積の密閉箱１０８で完全に囲って、後面から出てくる音１０６を外に出さないようにする方式であり、スピーカー１００の前面から出てくる音１０５だけが、リスナー１０４に届くことになる。この方式は、スピーカー装置を小型にするために用いられるが、自然な低音再生をするには、密閉箱１０８内部の空気圧の影響を受け難くする必要がある。そのために、スピーカー１００の振動板１０２の強度を増したり、密閉箱１０８の内部に音響エネルギーの吸収材料（吸音材）１０９を十分に入れたり、磁気回路１０１を強化する必要がある。

（ｃ）後面開放方式
図１６に示すように、平面バッフルの周辺を折り曲げた（折り曲げ部を有するバッフル１１０）方式である。上記（ｂ）の密閉方式のようにスピーカー１００の振動板１０２に空気負荷がかからず、また、低音を出すためにどうしても大きくなりやすい上記（ａ）の平面バッフル方式に対して、周辺を折り曲げることにより小型化を図ることができる。

（ｄ）位相反転（バスレフ）方式（下記特許文献２参照）
図１７に示すように、スピーカー１００から適当に離して設置したポート（ダクト）１１１までの間の空間で低音の位相を反転させ、ポート（ダクト）１１１で特定の周波数を共振させて位相を反転させた音１１３とスピーカー１００の前面から出てくる音１０５と合わせて低音を拡大する方式である。

（ｅ）ダブルバスレフ方式
図１８に示すように、外部と内部にそれぞれポート（ダクト）１１１，１１４を設けた箱１１５において、箱１１５の内部に設けたポート（ダクト）１１４で一旦バスレフ動作させ、外部に設けたポート（ダクト）１１１でさらにバスレフ動作させることによって低域を拡大させる方式のスピーカー装置である。

（ｆ）バックロードホーン方式（下記特許文献３参照）
図１９に示すように、スピーカーの後面から出てくる音１０６をロードホーン１１７に導いて、そのロードホーン１１７から位相が反転された低音１１３を出し、スピーカー１００の前面から出てくる音１０５と合わせて低音を拡大する方式である。上記（ｄ）の位相反転方式と同様に、スピーカーの後面から出てくる音１０６の位相を反転しているが、ホーンロードがかかっているので音響効率が高い。また、上記（ｄ）の位相反転方式のように特定の周波数で共振するポート（ダクト）を持たないが、その代わりにロードホーン１１７の形状により低音特性が影響を受けるので高度な設計技法を要するスピーカー装置である。

特開２００７−００６４５９号公報 特開２００５−２６０６２５号公報 特開２００７−０９６４９５号公報 スピーカークラフトマニュアル，ＣＲＡＦＴ ＨＡＮＤ ＢＯＯＫ ｖｏｌ．１，フォステクスカンパニー

上記した従来の方式はいずれも、スピーカーユニットの後面から出てくる音１０６を処理または利用することを課題としているが、それぞれ次のような欠点がある。
まず、上記（ｂ）の密閉方式は箱形のエンクロージャーであり、後面の音響エネルギーを密閉箱１０８の内部の吸音材等の吸収材料１０９で減衰させる方式であるが、密閉箱１０８内部の音圧がスピーカーユニットの振動板１０２に作用し、再生音源の忠実度を損なわせるという欠点がある。

さらに、上記した従来の（ｃ）〜（ｆ）の方式も箱形のエンクロージャーであり、上記（ｂ）の密閉方式と同様に扱いは容易であるが、振動板１０２後面の音も含めて再生周波数を調整するため、音源再生の忠実度が損なわれるという問題がある。
一方、最も基本的な上記（ａ）の平面バッフル方式の場合、スピーカー１００の後面から出てくる音１０６が前面に回り込むのを防ぐためにバッフル板１０７を大きくすると、大きな試聴空間が必要となる。また、振動板１０２が前後に動く時の反力がバッフル板１０７を動かし、バッフル板１０７を大きくするほどに断面剛性が不足してくる。

本発明は、上記問題点を解決するために、振動板の後面に振動板の動きを拘束する空間を作らず、スピーカーの前面の音空間と後面の音空間との間に音の無い空間を作り、スピーカーの後面から出る音が前面に回り込んで音源再生の忠実度を損なわせることを最小限に抑えるとともに、エンクロージャーの断面剛性を飛躍的に高めて、大口径のスピーカーユニットを搭載しても問題なく使用することができる、二重バッフルを有するスピーカー装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕二重バッフルを有するスピーカー装置であって、スピーカーユニットが設置される支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなるスピーカー前面の音に対する前面バッフルと、前記スピーカーユニットが設置される前記支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなるスピーカー後面の音に対する後面バッフルと、前記前面バッフルと前記後面バッフルの上下に配置される天板と地板とを具備し、前記前面バッフルと前記後面バッフルとの間に音の無い空間を形成し、前記スピーカーユニットの後面から前面への音の回り込みを最小限に抑えるとともに、前記スピーカーユニットは後面が開放されており、振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生し、前記前面バッフルと前記後面バッフルとを構成する外側に開いた２枚の平板の取り付け角度が３０度〜１５０度であることを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記前面バッフルを構成する平板の側面の幅を前記後面バッフルを構成する平板の側面の幅に対して長くしたことを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記後面バッフルを構成する平板の側面の幅を前記前面バッフルを構成する平板の側面の幅に対して長くしたことを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕から〔３〕の何れか一項記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記バッフルの材質を木、プラスチック、金属、コンクリートとしたことを特徴とする。
つまり、二重バッフルを有するスピーカー装置であって、スピーカーの振動板の前面に出る音のための前面バッフル板を支持板と合わせて鉢形バッフル板とし、スピーカーの振動板の後面に出る音のための後面バッフル板も前面バッフル板と同様に鉢形バッフルとなし、それらの前面バッフル及び後面バッフルを平板状の天板と地板で挟み込むように構成している。

本発明によれば、スピーカーユニットの振動板の前面の音場と後面の音場との間に、音の無い空間を作ることができ、スピーカーの後面から出る音の前面への回り込みを最小限に抑えることができる。
また、スピーカーの振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生することができ、忠実な音源再生を実現することができる。

さらに、バッフルの断面剛性を平面バッフルに比べて飛躍的に大きくすることができるので、大口径のスピーカーユニットを搭載しても問題なく使用することができる。

本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置の前面を示す図面代用写真である。 本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置の前方からの斜視状態を示す図面代用写真である。 本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置のスピーカーユニット部の前面を示す図面代用写真である。 本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置のスピーカーユニット部の裏面を示す図面代用写真である。 本発明の第２実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置を示す斜視図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 図８のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置を示す模式図である。 本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置の二重バッフルの各種形状を示す模式図である。 従来のスピーカー装置を示す模式図である。 従来の平面バッフル方式のスピーカー装置を示す模式図である。 従来の密閉方式のスピーカー装置を示す模式図である。 従来の後面開放方式のスピーカー装置を示す模式図である。 従来の位相反転（バスレフ）方式のスピーカー装置を示す模式図である。 従来のダブルバスレフ方式のスピーカー装置を示す模式図である。 従来のバックロードホーン方式のスピーカー装置を示す模式図である。

本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置は、スピーカーユニットが設置される支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を前面から支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなる前面バッフルと、前記支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を後面から支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなる後面バッフルと、前記後面バッフルと前記後面バッフルの上下に配置される天板と地板とを具備し、前記前面バッフルと前記後面バッフルとの間に音の無い空間を形成し、前記スピーカーユニットの後面から前面への音の回り込みを最小限に抑えるとともに、前記スピーカーユニットは後面が開放されており、振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生し、前記前面バッフルと前記後面バッフルとを構成する外側に開いた２枚の平板の取り付け角度が３０度〜１５０度である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４はその二重バッフルを有するスピーカー装置の前面を示す図面代用写真、図５はその二重バッフルを有するスピーカー装置の前方からの斜視状態を示す図面代用写真、図６はその二重バッフルを有するスピーカー装置のスピーカーユニット部の前面を示す図面代用写真、図７はその二重バッフルを有するスピーカー装置のスピーカーユニット部の裏面を示す図面代用写真である。

これらの図において、１はスピーカーユニット、２はスピーカーユニット１を取り付ける支持板、３，４は支持板２の左右に配置され、支持板２の両側を支持・固定する外側に開いた前面バッフルを構成する２枚の平板であり、５，６は支持板２の左右に配置され、支持板２の両側を支持・固定する外側に開いた後面バッフルを構成する２枚の平板である。７は前面バッフルと後面バッフルの上部に配置される天板、８は前面バッフルと後面バッフルの下部に配置される地板である。なお、支持板２の両側を支持・固定する外側に開いた前面バッフルの左側平板３と後面バッフルの左側平板５、又は前面バッフルの右側平板４と後面バッフルの右側平板６との取り付け角度θは３０°〜１５０°であることが望ましい。

このように構成したので、図３に示すように、前面バッフルと後面バッフルとの間に音の無い空間９，１０ができ、スピーカーユニット１の後面から前面への音の回り込みを最小限に抑えることができる。また、スピーカーユニット１は後面が開放されており、振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生することができ、音響再生の音場特性と音質特性とを改善することができる。

さらに、前面バッフルの左側平板３と後面バッフル板の左側平板５の断面形状がＶ形となり、同様に前面バッフルの右側平板４と後面バッフルの右側平板６の断面形状もＶ形となるので、バッフルの断面剛性を従来の平面バッフルに比べて飛躍的に大きくすることができ、大口径のスピーカーユニットを搭載しても問題なく使用することができる。
図８は本発明の第２実施例を示す二重バッフルを有するスピーカー装置を示す斜視図、図９は図８のＣ−Ｃ線断面図、図１０は図８のＤ−Ｄ断面図である。

これらの図において、２１はスピーカーユニット、２３はそのスピーカーユニット２１を取り付ける支持板、２３Ａは支持板２３の上側の辺、２３Ｂは支持板２３の下側の辺、２６は前面バッフルの左側平板、２６Ａは前面バッフルの左側平板２６の内側の辺、２６Ｃは前面バッフルの左側平板２６の上側の傾斜辺、２６Ｄは前面バッフルの左側平板２６の下側の傾斜辺、２７は後面バッフルの左側平板、２７Ａは後面バッフルの左側平板２７の内側の辺、２７Ｃは後面バッフルの左側平板２７の上側の傾斜辺、２７Ｄは後面バッフルの左側平板２７の下側の傾斜辺、２８は前面バッフルの右側平板、２８Ａは前面バッフルの右側平板２８の内側の辺、２８Ｃは前面バッフルの右側平板２８の上側の傾斜辺、２８Ｄは前面バッフルの右側平板２８の下側の傾斜辺、２９は後面バッフルの右側平板、２９Ａは後面バッフルの右側平板２９の内側の辺、２９Ｃは後面バッフルの右側平板２９の上側の傾斜辺、２９Ｄは後面バッフルの右側平板２９の下側の傾斜辺である。３０，３２は三角形状の上面連結板、３１，３３は三角形状の下面連結板、３４は前面バッフルの上側傾斜板、３５は後面バッフルの上側傾斜板、３６は前面バッフルの下側傾斜板、３７は後面バッフルの下側傾斜板である。

支持板２３の上下左右に配置された前面バッフルの上側傾斜板３４及び下側傾斜板３６と前面バッフルの左側板２６及び右側平板２８は、支持板２２の前面の四辺を支持・固定し、これらの５枚の平板で前面バッフルを構成している。同様に、支持板２３の上下左右に配置された後面バッフルの上側傾斜板３５及び下側傾斜板３７と後面バッフルの左側平板２７及び右側平板２９は、支持板２２の後面の四辺を支持・固定し、これら５枚の板で後面バッフルを構成している。この前面バッフルと後面バッフルとは、三角形状の上面連結板３０，３２及び三角形状の下面連結板３１，３３でつながれている。また、前面バッフル及び後面バッフルを構成する各板や三角形状の連結板は、前面バッフルの左側平板の内側の辺２６Ａ，上側の傾斜辺２６Ｃ，下側の傾斜辺２６Ｄ，支持板の上側の辺２３Ａ，後面バッフルの左側平板の内側の辺２７Ａ，上側の傾斜辺２７Ｃ，下側の傾斜辺２７Ｄ，前面バッフルの右側平板の内側の辺２８Ａ，上側の傾斜辺２８Ｃ，下側の傾斜辺２８Ｄ，支持板の下側の辺２３Ｂ，後面バッフルの右側平板の内側の辺２９Ａ，上側の傾斜辺２９Ｃ，下側の傾斜辺２９Ｄの各辺でそれぞれ強固に接合される。

なお、上記の構成のスピーカー装置に、上面覆い板や下面覆い板を設けるようにしてもよい。
このように構成したので、スピーカーユニット２１の後面から前面への音の回り込みを最小限に抑えることができる。また、スピーカーユニット２１の振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生することができ、音響再生の音場特性と音質特性とを改善することができる。

さらに、スピーカーの前面に出る音のための前面バッフルと後面から出る音のための後面バッフルとは三角形状の連結板３０, ３１，３２，３３で強固に連結されるので、エンクロージャーとしての断面剛性を、従来の平面バッフルに比べて飛躍的に大きくすることができ、大口径のスピーカーユニットを搭載しても問題なく使用することができる。
図１１は本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置を示す模式図である。

この図において、４１はスピーカー、４２はマグネットを主体とする磁気回路、４３は振動板、４４はフレーム、４５は二重バッフル板、４６は音の無い空間、４７はリスナー、４８はスピーカー前面から出る音（正位相とする）、４９はスピーカー後面から出る音（逆位相となる）である。
このように、本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置によれば、スピーカーユニットの振動板４３の前面の音場と後面の音場との間に、音の無い空間４６を作ることができ、スピーカー４１の後面から出る音４９の前面への回り込みを最小限に抑えることができる。

また、スピーカー４１の振動板４３の動きを拘束しないので、振動板４３は入力信号をそのまま再生することができ、忠実な音源再生を実現することができる。
図１２は本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置の二重バッフルの各種形状を示す模式図である。
図１２（ａ）では、前面バッフルの左側平板５１Ａと右側平板５１Ｂの幅Ｌ１が後面バッフルの左側平板５２Ａと右側平板５２Ｂの幅Ｌ２に対して長くなるように形成している。

これに対して図１２（ｂ）では、後面バッフルの左側平板５４Ａと右側平板５４Ｂの幅Ｌ４が、前面バッフルの左側平板５３Ａと右側平板５３Ｂの幅Ｌ３に対して長くなるようにしている。
図１２（ｃ）では、前面バッフルの左側平板５５Ａと後面バッフルの左側平板５６Ａ、または前面バッフルの右側平板５５Ｂと後面バッフルの右側平板５６Ｂとの挟角θ₁ が小さい場合を示している。

これに対して図１２（ｄ）では、前面バッフルの左側平板５７Ａと後面バッフルの左側平板５８Ａ、又は前面バッフルの右側平板５７Ｂと後面バッフルの右側平板５８Ｂとの挟角θ₂ が大きい場合を示している。
以下、さらに、参考例を示すと、図１２（ｅ）では、前面バッフルの左側板６１Ａ（又は後面バッフルの左側平板６２Ａでもよい）及び前面バッフルの右側板６１Ｂ（又は後面バッフルの右側平板６２Ｂでもよい）を凸曲面とするようにしている。

また、図１２（ｆ）では、前面バッフルの左側板６３Ａ及び後面バッフルの左側板６４Ａ、さらに、前面バッフルの右側板６３Ｂ及び後面バッフルの右側板６４Ｂの全てを凸曲面とするようにしている。
また、図１２（ｇ）に示すように、前面バッフルの左側板６５Ａ及び後面バッフルの左側板６６Ａ、さらに、前面バッフルの右側板６５Ｂ及び後面バッフルの右側板６６Ｂの全てを凹曲面とするようにしてもよい。

また、本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置において、バッフルの材質としては、木、プラスチック、金属、コンクリート等のバッフルの材質として加工し得る全ての材質を用いることができる。
このように、本発明の前面バッフルおよび後面バッフルから構成される二重バッフルは、スピーカーユニットの振動板の前面の音場と後面の音場との間に音の無い空間を作ることができ、スピーカーの後面から出る音の回り込みを最小限に抑えることができる限りにおいて、種々の変形を行うことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の二重バッフルを有するスピーカー装置は、後面からの音の回り込みを最小限に抑え、かつ、音源再生の忠実度を向上できるスピーカー装置として利用可能である。

１，２１ スピーカーユニット
２，２３ 支持板
３，２６ 前面バッフルの左側平板
４，２８ 前面バッフルの右側平板
５，２７ 後面バッフルの左側平板
６，２９ 後面バッフルの右側平板
７ 天板
８ 地板
２３Ａ 支持体の上側の辺
２３Ｂ 支持体の下側の辺
２６Ａ 前面バッフルの左側平板の内側の辺
２６Ｃ 前面バッフルの左側平板の上側の傾斜辺
２６Ｄ 前面バッフルの左側平板の下側の傾斜辺
２７Ａ 後面バッフルの左側平板の内側の辺
２７Ｃ 後面バッフルの左側平板の上側の傾斜辺
２７Ｄ 後面バッフルの左側平板の下側の傾斜辺
２８Ａ 前面バッフルの右側平板の内側の辺
２８Ｃ 前面バッフルの右側平板の上側の傾斜辺
２８Ｄ 前面バッフルの右側平板の下側の傾斜辺
２９Ａ 後面バッフルの右側平板の内側の辺
２９Ｃ 後面バッフルの右側平板の上側の傾斜辺
２９Ｄ 後面バッフルの右側平板の下側の傾斜辺
３０，３２ 三角形状の上面連結板
３１，３３ 三角形状の下面連結板
３４ 前面バッフルの上側傾斜板
３５ 後面バッフルの上側傾斜板
３６ 前面バッフルの下側傾斜板
３７ 後面バッフルの下側傾斜板
４１ スピーカー
４２ 磁気回路
４３ 振動板
４４ フレーム
４５ 二重バッフル板
４６ 音の無い空間
４７ リスナー
４８ スピーカー前面から出る音
４９ スピーカー後面から出る音
５１Ａ，５３Ａ，５５Ａ，５７Ａ 前面バッフルの左側平板
５１Ｂ，５３Ｂ，５５Ｂ，５７Ｂ 前面バッフルの右側平板
５２Ａ，５４Ａ，５６Ａ，５８Ａ，６２Ａ 後面バッフルの左側平板
５２Ｂ，５４Ｂ，５６Ｂ，５８Ｂ，６２Ｂ 後面バッフルの右側平板

Claims (4)

1. （ａ）スピーカーユニットが設置される支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなるスピーカー前面の音に対する前面バッフルと、
   （ｂ）前記スピーカーユニットが設置される前記支持板の左右に配置され、前記支持板の両側を支持・固定する外側に開いた２枚の平板からなるスピーカー後面の音に対する後面バッフルと、
   （ｃ）前記前面バッフルと前記後面バッフルの上下に配置される天板と地板とを具備し、
   （ｄ）前記前面バッフルと前記後面バッフルとの間に音の無い空間を形成し、前記スピーカーユニットの後面から前面への音の回り込みを最小限に抑えるとともに、前記スピーカーユニットは後面が開放されており、振動板の動きを拘束しないので、振動板は入力信号をそのまま再生し、
   （ｅ）前記前面バッフルと前記後面バッフルとを構成する外側に開いた２枚の平板の取り付け角度が３０度〜１５０度であることを特徴とする二重バッフルを有するスピーカー装置。
2. 請求項１記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記前面バッフルを構成する平板の側面の幅を前記後面バッフルを構成する平板の側面の幅に対して長くしたことを特徴とする二重バッフルを有するスピーカー装置。
3. 請求項１記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記後面バッフルを構成する平板の側面の幅を前記前面バッフルを構成する平板の側面の幅に対して長くしたことを特徴とする二重バッフルを有するスピーカー装置。
4. 請求項１から３の何れか一項記載の二重バッフルを有するスピーカー装置において、前記バッフルの材質を木、プラスチック、金属、コンクリートとしたことを特徴とする二重バッフルを有するスピーカー装置。