JP5713303B1 - スピーカー - Google Patents

Abstract

【課題】音質が低下しにくいスピーカーを提供する。【解決手段】スピーカー１は、放射板２に振動装置３が設けられ、振動装置で発生した振動が放射板に伝達され、振動が放射板から音として放射されるスピーカーであって、振動装置から発生した振動が放射板に伝達され音として放射される過程において低音域を増幅するための張力発生手段６を放射板の振動伝達方向における両端部に少なくとも設けたことにより、振動装置から発生した振動は放射板の張力によって増幅される。【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカーに関するものである。

従来、パネル状のスピーカーとして各種のものが提案されている。例えば、特許文献１には、発泡プラスチック製の板材にスピーカーを取り付けた発泡プラスチック共鳴装置が記載されている。この装置では、スピーカーから発生した音で板材を振動させ、さらに振動させた板材から音を放射しようとするものである。

しかし、上記の発泡プラスチック共鳴装置では、振動がスピーカーから板材に伝わった後、板材に均一に広がりにくく、音質が低下しやすいという問題があった。

特開２００２−６４８９８号公報

しかし、上記の発泡プラスチック共鳴装置では、振動がスピーカーから板材に伝わった後、板材に均一に広がりにくく、音質が低下しやすいという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、音質が低下しにくいスピーカーを提供することを目的とするものである。

本発明に係るスピーカーは、木材で形成される木製の放射板に振動装置が設けられ、振動装置で発生した振動が放射板に伝達され、振動が放射板から音として放射されるスピーカーであって、前記放射板に剛性を発生させ張力を発生させるとともに前記放射板に伝達された振動を増幅するための張力発生手段を前記放射板の振動伝達方向における繊維方向と交差する方向の両端部に少なくとも設けたスピーカーであり、前記張力発生手段を前記放射板の一方の面に前記振動装置を挟んで対向して配置するとともに、前記放射板の前記振動装置が設けられた面とは反対側の面に前記放射板の繊維方向に対し交差させて凹凸を形成したことを特徴とする。
本発明にあっては、放射板の平面に凹凸を形成し放射板の質量を変更し、音の放射面積を広げて音として放射される音域の音量感が増量されることを特徴する。
本発明にあっては、張力発生手段は放射板の繊維方向と交差する方向で放射板の年輪方向に設けられていることが望ましい。
本発明にあっては、張力発生手段が振動装置を取り囲むように設けられていることが望ましい。
本発明にあっては、放射板に振動伝達部材を介して振動装置が設けられ、振動装置で発生した振動を振動装置から振動伝達部材の一点に伝達するための伝達手段が振動装置と振動伝達部材との間に設けられることが望ましい。
本発明にあっては、振動装置を放射板に密着させるための振動装置固定手段が、振動装置を挟んで放射板に対面して設けられていることが望ましい。

本発明は、木材で形成される木製の放射板に振動装置が設けられ、振動装置で発生した振動が放射板に伝達され、振動が放射板から音として放射されるスピーカーであって、前記放射板に剛性を発生させ張力を発生させるとともに前記放射板に伝達された振動を増幅するための張力発生手段を前記放射板の振動伝達方向における繊維方向と交差する方向の両端部に少なくとも設けたスピーカーであり、前記張力発生手段を前記放射板の一方の面に前記振動装置を挟んで対向して配置するとともに、前記放射板の前記振動装置が設けられた面とは反対側の面に前記放射板の繊維方向に対し交差させて凹凸を形成したことを特徴とするものであるから振動装置で発生した振動が放射板の全体に均一に伝達され、音域の音量感が増量された音として放射されるので、音質が低下しにくいという効果がある。
請求項２のように、張力発生手段が放射板の繊維方向と交差する方向で放射板の年輪方向に設けられたものは、更に、低音が増幅され音として放射板から放射
され音質が低下し難いという効果がある。

図１は本発明の第１実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図。 振動伝達部材と振動装置と伝達手段の一例を示す斜視図。 本発明のスピーカーの正面図、 は断面図、 は拡大断面図、 は他例を示す断面図。 同上のスピーカーの振動伝達部材を設けなかった場合の放射板の放射領域を説明した模式図であり、 は、振動伝達部材を設けた場合の放射板の振動の伝わり方と放射領域を説明した模式図。 同上のスピーカーにおける張力発生手段を設けた場合の放射板の振動の伝わり方と振動が増幅され振動が音として放射されることを説明した模式図であり、平面図。 は、断面図。 （ａ）及び（ｂ）は振動の伝達位置を示す説明図。 本発明で用いる放射板の他例を示す一部の斜視図。 同上の放射板の振動の伝わり方を説明した模式図。 本発明で用いる放射板の表面に凹凸を設けた他例を示す一部の斜視図。 本発明の第１実施例におけるスピーカーの他例を示す裏面側の外観斜視図、 は断面図。 本発明に用いる振動装置の平面図、 は断面図、 は振動装置の他例を示す断面図、 は振動装置のその他の他例を示す断面図。 （ａ）は樹木（針葉樹）の一部を示す断面図、（ｂ）は年輪を示す模式図、（ｃ）は仮導管を示す模式図である。 本発明の第２実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図。 第３実施例及び第４実施例に用いるスピーカーの放射板の放射領域を説明した模式図。 第３の実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図。 は平面図。 第３の実施例におけるスピーカーにおける放射板の低音域の増幅の模式図であり、断面図。 第４の実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図、 は平面図、 は断面図。 第５の実施例２におけるスピーカーの外観斜視図、 は断面図。 同上のスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、平面図、 は断面図。 第６実施例２におけるスピーカーの外観斜視図、 は振動装置が設けられた部分の断面図。 同上のスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、平面図、 は断面図。 第７実施例におけるスピーカーの外観斜視図、 は振動装置が設けられた部分の断面図。 同上のスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、平面図、 は断面図。

以下、本発明のスピーカーの発明の第１実施例について図１乃至図１２を参照して説明する。
本実施の形態のスピーカー１は、放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と伝達手段５と張力発生手段６を備えている。張力発生手段６は振動装置３を挟んで対向して放射板２の振動伝達方向における両端部に配置されている。スピーカー１は、放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と伝達手段５と張力発生手段６とを一体化することにより形成され、振動伝達部材４は放射板２の裏面にビスや接着等により設けられ、張力発生手段６は放射板２の振動伝達方向における両端部に設けられている。
張力発生手段６は、振動装置３から発生した振動が放射板２に伝達され音として放射される過程において音域を増幅するための手段となるものである。

従来、音質を調整するためには出力側のアンプ操作で行い、スピーカー側では複数のスピーカー（高音域専用、高中音域用、低音域専用、重低音用など）を選択的に組み合わせるシステムが提供されスピーカー側では変更できないものである。
本発明においては、放射板２に用いる木材の音響特性及び電気信号が物理的振動に変換され音として放射される基本原理である「質量則の法則」に従い、スピーカー側の質量の変更や力学的な剛性や張力を利用することによって、スピーカー側において振動装置３から発生した振動が放射板２に伝達され音として放射される過程で変更を加え、張力発生手段６を設けることによって低音域を増幅して放射板２から重量感のある低音として放射するものである。

このようなスピーカー１の放射板２は、重量感のある低い音を出すために形全体が大きく、厚みがあり、質量があり、音域を増幅するための張力発生手段６によって発生した剛性と張力を有しているものである。放射板２は、振動装置３から発生した振動の力のエネルギーが伝達されることによって放射板２の内部で運動エネルギーに変換され振動装置３から発生した振動が減衰すること（内部摩擦）で音として放射板２の表面から放射されるものである。振動装置３から発生した振動が放射板２に伝達され、振動に対する放射板２の反応（音の放射）は放射板２の消費エネルギー（内部摩擦）の大きさによって遅れが生じる。この遅れは振動装置３から発生した振動に対する放射板２の反応（音の放射）の時間の遅れとして検出され、この時間の遅れは位相差といわれるものであり、適度な位相差によって音質が低下しにくい放射板２を得ることができるものであり、放射板２の内部で運動エネルギーに変換され振動装置３から発生した振動が減衰する内部摩擦の成分は弾性及び粘性が作用するものである。
木材（気乾材）が適度な弾性及び粘性を有している音響特性があることは従来から知られておりピアノやオルガンやバイオリンやチェロやギターなどの楽器に使用されてきたものである。放射板２は、木材（気乾材）の適度な弾性及び粘性を用いることにおいて振動装置３から発生した振動を効率よく伝達し、増幅させることによって音として放射できるものであり、音質が低下しにくいスピーカーを得ることができるものである。
放射板２において張力を得ることによって振動が増幅されることを楽器に例えて説明すると、木材（気乾材）で形成された放射板２の繊維は弦の役割を果たし、振動装置３を挟んで対向して配置された張力発生手段６は胴体と弦を張る柱の役割を果たし、振動装置３を挟んで対向して設けられた張力発生手段６の間隔H間は弦の長さに相当し、振動装置３は弓の役割を果たし、放射板２は張力発生手段６が放射板２に設けられることによって剛性が発生して弦が張られた状態となり張力発生手段６の間隔H間には張力が発生する。張力発生手段６が無い場合は、弦の役割を果たす放射板２の繊維は伸びて緩んだ状態となり、低音域は増幅されず、低音は発生しない。
振動装置３で発生した振動は、張力が発生した放射板２において増幅され大きな音量を得ることができるものであり、振動幅の大きな低音域は間隔Ｈ間の長さに比例して増幅するものである。振動装置３から発生した振動は、弦が張られた状態の放射板２の張力発生手段６の間隔Ｈ間で弾かれるようにして増幅するのである。
放射板２に設けられた振動装置３を挟んで対向して配置された張力発生手段６の間隔Ｈ間は張力のある振動幅Hとなり、振動幅が大きいほど増幅される低音域は広がる。振動装置３から発生した振動は、放射板２に設けられた張力発生手段６によって剛性が発生し連鎖的に張力が発生し放射板２における間隔Ｈ間は低音弦の役割を果たし低音域が増幅されるものである。放射板２が気乾材でない場合は、余分な水分子の影響を受けて充分な張力を得にくく放射される音の放射が安定しにくいが、気乾材の放射板２であれば、水分子の影響を受けにくく充分な張力が得やすくなり短時間で音の放射が安定しやすくなる。また、気乾材で形成される放射板２は調湿機能を高めながら寸法安定性を高めることができて好ましいものである。このようにして放射板２は張力を得ることができるものである。

放射板２における高音域及び中音域は木材（気乾材）の細胞構造（図１２（ｃ））によって得られるものであるが低音域の増幅には放射板２において剛性が必要である。すべての物体は力を受けると変形するものであり、放射板２は、振動装置３から発生した振動にともなって発生する力（応力）によって変形するので変形しにくい強さが求められ、変形しにくい強さとは剛性であり張力発生手段６を放射板２に設けることによって得られるものである。この剛性が放射板２に設けられた張力発生手段６の間隔Ｈ間に張力を発生させる。この張力は振動装置３から発生した振動にともなって発生する力（応力）に対して反発力となる。この反発力によって振動装置３から発生した振動は放射板２の張力発生手段６の間隔Ｈ間の振動幅に応じて増幅して低音域の音として放射されるのである。

変形しにくい強さを示すのが剛性であり、剛性はヤング率の値によって決定されるものであり、ヤング率は材質ごとに決まっており変更することはできないものであるが、放射板２の剛性を高めようとする場合は、図３（ｃ）のように、放射板２に凹凸を形成しT-１及びT-２の寸法を変更することにおいて、また張力発生手段６を放射板２に設けることにおいて得ることができるものであり、張力発生手段６のT-４の寸法を変更することによって放射板２において得られる剛性に変更を加えることができるものである。

振動装置３から発生した振動は、放射板２の全体に伝達される過程において放射板２の質量に比例した伝達損失（減衰）が発生し、また剛性が高いほど振動装置３から発生した振動の伝達損失（減衰）が発生するものである。剛性を高めながら振動装置３から発生した振動の伝達損失（減衰）を少なくして振動装置３から発生した振動を効率よく放射板２において増幅させるためには図３の方法によって得ることができるものである。
張力発生手段６が放射板２に設けられることによって放射板２の剛性は高まり、剛性が高まることにおいて振動装置３を挟んで対向して配置された張力発生手段６の間隔Ｈ（図３（ｂ）及び図５（a）、(b)）間の放射板２には張力が発生する。振動装置３から発生した振動は、伝達手段５から振動伝達部材４に伝達され振動伝達部材４よって放射板２の全体に振動が均一に伝達しやすくなり伝達され、この振動が放射板２の張力が発生した張力発生手段６の間隔Ｈ間において増幅され、振動幅の大きい低音域は張力発生手段６の間隔Ｈ間において増幅され放射板２の全体に強い振動として広がる。このようにして、振動装置３から発生した振動は放射板２の全体に均一に図５（a）、(b)のように伝達され振動が音として空気中に放射され拡散されるものである。この場合、振動伝達部材４はその長手方向が前記放射板２の長手方向、すなわち繊維方向（木目方向Ｙ）と交差するように設けられる。また振動伝達部材４は前記放射板２の短手方向、すなわち年輪方向Ｘの略全長にわたって設けられる。振動装置３は振動伝達部材４の裏面側（放射板２と接着していない面の方）に設けられる。この場合、図２のように、振動伝達部材４の長手方向の略中央部には結合孔４１が設けられており、結合孔４１に振動装置３の伝達手段５を差し込むようにしている。振動伝達部材４と伝達手段５とは接着しても良いし、接着しなくても良い。このようにして振動装置３から発生した振動を伝達手段５によって振動伝達部材４に伝達される場合においては、点音源として、すなわち振動が一点に集中的に強い振動となり伝達されるものであり、強い振動によって振動装置３そのものが浮き上がり、音が割れてしまうような現象はおこりにくく、広い音域が広い指向性で均等に音が放射され、音質が低下しにくいものである。

低音域を増幅させるために放射板２は大きな質量を必要とするものであるから、放射板２の表面に凹凸を設けることによって相反する条件を満たすことができるものである。放射板２の面には、図３及び図９のように凹凸が設けられている。放射板２に設けられた前記振動装置３から発生した振動は、伝達手段５によって振動伝達部材４に伝達され、振動伝達部材４によって放射板２の短手方向（年輪方向Ｘ）の厚さT-１及びT-2（図３（ｃ）を参照）の部分に伝達され、振動伝達部材４から主に厚さT-2の部分の長手方向（繊維方向Ｙ）に伝達され、伝達された振動は放射板２の振動装置３を挟むようにして対向して設けられた張力発生手段６の間隔H間の張力が発生した放射板２において弾かれるようにして増幅し、増幅した振動は放射板２の全体に渡り増幅した振動として伝達される。この場合、振動の増幅に大きく作用するのは放射板２の厚さT-2の部分であり、増幅された振動の低音域は放射板２の厚さT-１の部分で計算される質量によって放射板２の全体の表面から低音として放射されるものである。振動伝達部材４によって放射板２の全体に伝達された振動装置３から発生した振動の高音域及び中音域は放射板２の表面に設けられた凹凸部分の厚さT-3の放射面積が増大した凹凸部分より音として放射される。振動伝達部材４によって放射板２の全体に伝達された振動装置３から発生した振動の低音域は、放射板２の振動装置３を挟むようにして対向して設けられた張力発生手段６の間隔H間の張力が発生した放射板２において弾かれるようにして増幅し、放射板２の全体に渡り伝達され放射板２の厚さT-1凸部分の表面から音として放射（図５（ｂ）参照）されるものである。この場合の振動装置３から発生した振動が増幅され伝達される質量は放射板２の厚さT-2によって得られるものであり、振動装置から発生した振動の伝達の伝達損失（減衰）は放射板２の厚さT-2によって求められる質量である。前記の増幅された低音域の振動が放射板２の表面から音として放射される放射板２の質量は厚さT-1によって得られるものである。放射板２のT-１で計算された質量から減じることのT-2で計算された質量の差が放射板２において増幅される低音域の増幅量に相当するものである。放射板２に設けられる張力発生手段６は、放射板２に形成された凹凸部分と反対側の面（図３（ｂ）、（ｃ））のT-2に沿って設けられることが望ましい。この場合、張力発生手段６は放射板２の凹凸とは反対側の面に振動装置３を挟んで対向して配置して図３（ｂ）のようにT-２の厚み側に設けられるのが好ましい。この場合、張力発生手段６の間隔Ｈ間に大きな張力が発生しやすくなり伝達手段５から伝達された振動は、放射板２の間隔H間で増幅されやすくなり振動装置３から発生した振動の伝達損失（減衰）も少なくすることができるが、そうでない場合、例えば（図３（ｄ））は、放射板２の凸部分のT-1の厚み側に設けられることになり振動の伝達損失（減衰）が大きくなり効率よく増幅されにくいものである。

放射板２の質量は、放射板２の材積に比重を乗じて計算して得ることができるものであり、放射板２に形成される凹凸の形状は放射板２の材質や大きさや厚みの種類によって適宜おこなわれるものである。例示すれば、比重が０．４の杉材を用いた矩形の放射板２の場合、長手方向（繊維方向Ｙ）の寸法が３０００ｍｍ、短手方向（年輪方向Ｘ）の寸法が９００ｍｍ、厚みのT-1が３０ｍｍ、凹の深さT-3は１2ｍｍであり、長手方向（繊維方向Ｙ）に交差して短手方向（年輪方向Ｘ）に略平行に設けられた凹凸部分は、溝の幅が3ｍｍであり、溝の間隔は１５ｍｍに形成されているものである。凹部分のT-2は１８ｍｍの場合、厚みのT-1で計算された放射板２の材積は略０．０81立方メートルであり質量は略32．4キログラムであり、厚みのT-2で計算された放射板２の材積は略０．０486立方メートルであり質量は略19．44キログラムであり、質量の略４０％が軽減されるように形成されている。振動装置３から発生した振動は上述の説明のとおり放射板２の全体に均一に伝達されるのであるから質量の差であることの略１４．４キログラム（厚みのT-1で計算された質量32．4キログラム減じることの厚みのT-2で計算された質量は19．44キログラム）に相当する概４０％が重量感のある低音域に増幅されることになるのである。したがって放射板２に凹凸を設けることは放射板２において低音域の増幅に効果があるものである。この場合、放射板２の表面に設けられる凹凸は、図３のように放射板２の長手方向（繊維方向Ｙ）に交差して形成されてもよいし、図９のように放射板２の長手方向（繊維方向Ｙ）に略平行して形成されてもよいものであり、斜めに形成されてもよいものである。このようにして放射板２は低音域を増幅するために求められる好ましい質量を得ることができるものである。

スピーカー１は、振動伝達部材４によって大きな面積を有する放射板２を得ることができるものであることを説明する。すなわち、図４（ａ）のように、振動伝達部材４がない場合では、放射板２と伝達手段５が直接接続されるため、放射板２の一点に集中的に振動が供給され、ここから徐々に振動が放射板２の全体へと伝達していくことになる。従って、放射板２の木目方向（繊維方向）Ｙには振動は広がりやすいが、年輪方向Ｘには振動は広がりにくく、音の放射領域Ｓは小さくなる。一方、図４（ｂ）のように、振動伝達部材４がある場合は、放射板２と伝達手段５が振動伝達部材４を介して接続されるため、振動伝達部材４の一点に集中的に振動が供給された後、この振動が振動伝達部材４の全長にわたって伝達され、ここから徐々に振動が放射板２の全体へと伝達していくことになる。従って、振動伝達部材４により、放射板２の年輪方向Ｘに振動が伝わりやすくなって、音の放射領域Ｓが大きくなり放射板２の面積は大きくなるのである。放射板２は図５（a)のように、振動伝達部材４に設けられた伝達手段５を音源として振動伝達部材４の木目方向（繊維方向）Ｙに伝達され、ここから徐々に振動が放射板２の全体へと伝達され図５（ｂ)のように放射板２の表面から音として放射されるのである。また振動伝達部材４は広い幅を持った大きな放射板２を得るための手段となる。すなわち図７及び図８のように小さな幅の放射板21〜23を一体化させ音の放射領域を広げながら大きな放射板２が分離しないようにするための手段を兼ねているものであり、放射板２が分離しないようにするための手段を兼ねた振動伝達部材４には振動装置３を当接させても良いし、当接させなくとも良いものである。この場合、振動伝達部材４は放射板２の裏面に適宜の数が設けられ補強材を兼ねるものである。このようにして放射板２は大きな形を得ることができるものである。例示すれば、放射板２は、長手方向（繊維方向Ｙ）の寸法が３０００ｍｍ、短手方向（年輪方向Ｘ）の寸法が3００ｍｍ、厚みが３０ｍｍに形成された小さな放射板であることの数量３枚（放射板21〜23）を振動伝達部材４によって連結し、長手方向（繊維方向Ｙ）の寸法が３０００ｍｍ、短手方向（年輪方向Ｘ）の寸法が9００ｍｍ、厚みが３０ｍｍに形成されているものである。

振動伝達部材４は振動装置３から放射板２へ振動をよりスムーズに伝達させるためのものである。図２のように、振動伝達部材４は矩形の平板や角材などで形成されている。振動伝達部材４は木製、金属製、プラスチック製などで形成されている。好ましくは、振動伝達部材４は木製が良い。
振動伝達部材４の長手方向の寸法は、放射板２の短手方向の寸法と同等かやや短く形成することができる。また振動伝達部材４の短手方向の寸法は１２〜１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ、振動伝達部材４の厚さは９〜２０ｍｍ、好ましくは１５ｍｍとすることができるが、これらに限定されるものではない。
放射板２の平面視における伝達手段５の位置は、以下のようにして設定するのが好ましい。まず、図６（ａ）のように、放射板２の平面視において、放射板２を長手方向に１／３の部分に区分し、短手方向にも１／３の部分に区分する。このようにして形成される９個のブロックのうち、真ん中に位置するブロックＢをさらに長手方向で１／３の部分に区分し、短手方向で１／３の部分に区分する。そして、ブロックＢの９個に区分されたブロックのうち、真ん中のブロックＣの短辺Ｃ１又はＣ２のいずれかの位置に伝達手段５が位置するのが好ましい。また図６（ｂ）のように、振動伝達部材４は短辺Ｃ１又はＣ２の位置を通るようにして設けるのが好ましい。

張力発生手段６の材質は、金属製、プラスチック及木質材が例示される平板や 角材などで形成されている。張力発生手段６は木製、金属製、プラスチック製などで形成されている。木製の張力発生手段６としては前記放射板２と同様に、無垢材、中密度繊維板（ＭＤＦ）、パーティクルボード、合板、集成材などが例示される。好ましくは質量の大きな材料がよい。張力発生手段６によって増幅される低音域は張力発生手段６が放射板２に固定されたことによって発生する剛性及び張力により増幅するのでT-4（図３（ｃ））は、張力発生手段６が放射板２と同一材料の場合は、放射板２のT-1（図３（ｃ））の2倍〜3倍の厚み（T-1が３０ミリメートルであれば６０ミリメートル〜９０ミリメートルであるということである）が好ましいものであるが、矩形の金属製（スチールなど）のものを使用した場合は張力発生手段６の厚みを小さくすることができる。この場合、金属製の張力発生手段６はビス類によって固定されるが、材質や寸法や固定方法は適宜におこなわれる。

図１０は、本発明のスピーカーの振動装置３の他例を示す裏面側の（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は断面図である。スピーカー１は、放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と伝達手段５と張力発生手段６と振動装置固定手段７を備えている。張力発生手段６は振動装置３を挟んで対向して放射板２の振動伝達方向における両端部に配置されている。振動装置３は、図１１（ｃ）を用いているが、（ｄ）をもちいても良いものである。スピーカー１は、放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と伝達手段５と張力発生手段６と振動装置固定手段７を一体化することにより形成され、振動伝達部材４は放射板２の裏面にビスや接着等により設けられ、張力発生手段６は放射板２の振動伝達方向における両端部に設けられている。振動装置３はシリコン製の伝達手段５によって振動伝達部材４に当接しこの状態では振動装置３から発生した振動により音割れ現象（ビビリ音）や振動装置そのものが浮き上がり現象を引き起こしてしまうものであり、破線で示された振動装置固定手段７は振動装置３と伝達手段５と張力発生手段６と振動伝達部材４と放射板２とを一体化させ固定する手段となるものである。この場合、振動装置固定手段７は振動装置３を放射板２に設けられた振動伝達部材４に押さえつけるようにして張力発生手段６にビスなどにより固定するものである。この場合、振動装置３は振動伝達部材４と放射板２との密着性は高まり、前述の実施例１と同様の効果が得られるものである。この場合、振動装置固定手段７の材質は弾力性を有するものであれば金属製でもよいし木質材料や竹類であってもよいものである。

図１１は、本発明におけるスピーカー１に使用する振動装置３の（a）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は振動装置３の他例を示す断面図、（ｄ）は振動装置３のその他の他例を示す断面図である。振動装置３は、電気信号を振動に変えるアクチュエーター３０と、アクチュエーター３０のボイスコイル３０２とボイスコイル３０２の脱落を防止するアクチュエーター３０のキャップ３０３に設けられた駆動部材３０４と、駆動部材３０４を覆うように設けられた増幅手段３１と、増幅手段３１におけるキャップ３０３の中心軸を通る位置に設けられた伝達手段５とからなり、平面視及び断面においても中心軸を通る位置に配置された伝達手段５によってアクチュエーターとキャップから発生した振動を効率よく振動伝達部材４に伝達することができるという効果がある。本発明におけるスピーカー１に使用する振動装置３は図１１(ｂ)であり、（ｃ）は振動装置３の他例を示したものである。また本発明におけるスピーカー１に使用する振動装置３は、一般に市販されているバイブレーションスピーカーを使用してもよいものであり、（ｄ）は、この場合の振動装置３のその他の他例を示す断面図である。振動装置３は少なくとも、電気信号を振動に変えるアクチュエーター３０と、アクチュエーター３０のボイスコイル３０２とボイスコイル３０２の脱落を防止するボイスコイル３０２の円形キャップ３０３に一端が設けられた円柱状の駆動部材３０４と、駆動部材３０４の他端に駆動部材３０４を覆うように設けられた増幅手段３１と、増幅手段３１におけるキャップ３０３の中心軸を通る位置に設けられた伝達手段５とからなり、伝達手段５は粘着性のあるシリコン製などのもので形成され振動伝達部材４に当接（密着）される。また図１１（ｃ）及び（ｄ）のように振動装置３をシリコン製などの伝達手段５によって振動伝達部材４に当接させて低音域を増幅させた場合においてはビビリ音が発生したり音われ現象が発生したり、振動装置３そのものがバウンドしたりすることがあるものである。振動装置３を挟みこむようにして放射板２に対向して配置される振動装置固定手段７（図１０（a）及び（ｂ））を用いて振動装置３を放射板２と振動伝達部材４と張力発生手段６と振動装置連結手段７を一体化させることによってビビリ音の発生や振動装置３そのものがバウンドしたりすることを回避して低音域の増幅が安定して得られるものである。具体的に一般に市販されている振動装置３に該当する製品を例示すれば、株式会社ＪＥＮＥＳＩＳ ＨＯＬＤＩＮＧＳ製のＢＴ-ＳＰ１００Ｖ、ハンファＱセルズジャパン株式会社製のＵＭＡ-ＢＶＳ０１、株式会社ドスパラ製のフルレンジ２０W振動スピーカーユニットDN-８４７６２が例示されるが、例示した製品以外のものであっても、図１１（ｄ）の構造を有するものであれば使用してもかまわないものである。

放射板２としては、その全体にスムーズに振動を伝達させるために、木材（気乾材）で形成される木製の平板を用いる。木製の平板としては、無垢材、複数の無垢材の薄板が積層された合板、複数の無垢材を組合せた集成材などが例示される。これらの中でも、放射板２は無垢材で形成されることが好ましい。この場合、放射板２の製造時のエネルギーの消費が少なく、環境への負荷を少なくすることができる。さらに好ましくは、放射板２は国産木材の杉や桧や松の無垢材で形成されることが好ましい。この場合、森林環境の保全や森林の整備に貢献することができる。 放射板２は木材の中でも特に気乾材を用いて形成されている。気乾材とは、大気の温度や湿度に応じた一定の含水率で平衡状態になっているものである。例示すれば、室内温度２１℃〜２７℃、室内湿度３０％程度の機械設備（暖房装置・冷房装置）によって空気環境が制御された室内空気環境下では木材の平衡含水率は６．１％〜６．２％、室内温度２１℃〜２７℃、室内湿度５０％程度の室内空気環境下では木材の平衡含水率は７．６％〜９．１％である。平衡状態に達した木材は、室内の空気環境（温度や湿度）の急激な変化に対して収縮して割れたり反ったりしにくく、音響効果（音の振動伝播）は、振動装置３から発生した振動が、自由水や過度な水分子に影響されることが少ない。
従って、このような気乾材を放射板２として用いると、図１２（ｃ）伝達された振動（音）は、年輪方向Ｘよりも木目方向Ｙの方が伝達されやすい。また放射板２に伝達された高音領域の振動は、主に、密度の高い晩材１０２の導管１０４を通じて伝達されて放射される。また放射板２に伝達された中音領域の振動は、主に、密度の低い早材１０３の導管１０６を通じて伝達されて放射される。このように木製の放射板２は、高音と中音とがミックスされた振動が発生しやすい。また木製の放射板２は、分割振動や固有振動が少なく、振動が音に効率よく変換される。また木製の放射板２は、適度な粘性を有しており、表面の反発係数は金属製のものより低い。このため、瞬間的な外力による加振と、継続的な外力による励振とのいずれによって放射板２を振動させた場合でも、放射される音は高周波成分の少ない「柔らかい音」になる。振動が効率よく伝播し、木材の繊維は張力によって弦の役割を果たし音として放射されやすいものである。

図１３は、本発明の第２実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図であり、第１実施例におけるスピーカー１のその他の応用例であり、張力発生手段６が振動装置３を囲むように設けられた例である。張力発生手段６は振動装置３を囲むように配置されている。放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と伝達手段５と張力発生手段６とを一体化することによって、第１の実施例におけるスピーカー１に比して、放射板２の全体の面に渡って剛性が高まり、剛性が高まることによってより高い張力が発生し、振動装置３から発生した振動が放射板２の全体に均一に広がり低音域が重量感のある低音として増幅して音として放射されるという効果があるものである。この場合、スピーカー１における振動装置３は、図１１の断面図（ｂ）の振動装置３を用いるのが好ましいものであるが、（ｃ）及び(d)の構造を有する振動装置３を用いてもかまわないものである。この場合、振動装置３は前述した振動装置固定手段７を用いることによって、低音域の増幅が得られるものであり、振動装置固定手段７は、振動装置３を囲むようにして配置された張力発生手段６の放射板２における短手方向及び長手方向のいずれに設けられてもよいものであるが、好ましくは長手方向に設けられるのがよいものである。

図１４は、本発明の第３実施例及び第４実施例に用いる放射板２の音の放射領域を説明したものであり、音の放射領域Ｓ内の範囲内において放射板２は形成されるものである。放射板２と伝達手段５が直接接続されるため、放射板２の一点に集中的に振動が供給され、ここから徐々に振動が放射板２の全体へと伝達していくことになる。従って、放射板２の木目方向（繊維方向）Ｙには振動は広がりやすいが、年輪方向Ｘには振動は広がりにくく、音の放射領域Ｓは細長い楕円形を描き、放射板２として得られる形状や寸法は図１４に示された音の放射領域Ｓ内の範囲内において適宜に形成されるものであり、例示すれば、Ｚで示された矩形の形状を示すことができるものである。放射板２の形状は、音の放射領域Ｓ内の範囲内において自由な平面形状の多角形や楕円型やピアノ型やチェロ型やギター型を形成することができるものである。前述の第１実施例に比して小型のスピーカー１を得ることに適しているものである。放射板２は表面に凹凸が形成されていてもよいものであり、無いものであってもよいものであり、木製の薄い平板で形成されてもよいし曲面を有する放射板２であってもよいものである。

本発明のスピーカーの第３実施例について図１５乃図１６を参照して説明する。本実施の形態のスピーカー１は、放射板２と振動装置３と伝達手段５と張力発生手段６と振動装置固定手段７を備えている。張力発生手段６は振動装置３を挟んで対向して放射板２の振動伝達方向における両端部の振動装置に寄った位置に配置されている。スピーカー１は、放射板２と振動装置３と伝達手段５と張力発生手段６と振動装置固定手段７とを一体化することにより形成されている。振動装置３は前記放射板２の中心位置をはずした（図１５（a）及び（b）を参照）位置に配置されている。伝達手段５はシリコン製（図１６）によって設けられ、振動装置３は放射板２と振動装置固定手段７によって挟まれた位置に配置され、振動装置固定手段７は振動装置３を挟んで放射板２の裏面に対向して配置されている。振動装置固定手段７は振動装置３を押さえつけるようにして張力発生手段６にビスなどにより固定するものである。振動装置３と振動装置固定手段７の間には弾力性がある発泡性の緩衝部材３２（図１６）が装着されており、振動装置固定手段７は張力発生手段６にビスなどによって固定されている。 張力発生手段６は放射板２の振動伝達方向における両端部の振動装置によった位置に設けられている。張力発生手段６が放射板２に設けられることによって放射板２の剛性は高まり、前記剛性が高まることにおいて振動装置３を挟んで対向して配置された張力発生手段６の間隔Ｈ間の放射板２には張力が発生する。振動装置３から発生した振動は、伝達手段５から振動伝達部材４に伝達され、放射板２の全体に振動が均一に伝達され、この振動が放射板２の張力が発生した張力発生手段６の間隔Ｈ間において増幅され、振動幅の大きい低音域は張力発生手段６の間隔Ｈ間において増幅され放射板２の全体に強い振動として広がる。このようにして、振動装置３から発生した振動は放射板２の全体に均一に伝達され振動が音として空気中に放射され拡散されるものである。スピーカー１の放射板２は、音の放射領域Ｓ内の範囲内において放射板２は形成されているものであり、振動装置３から発生した振動は直接放射板２に伝達されものであり、振動伝達による伝達損失（減衰）は少ないものであり、小型のスピーカー１を得るのに好ましいものである。
この場合、音の放射領域Ｓ内で矩形に形成された放射板２を例示すれば、比重が０．４の気乾材の杉材を用いた例であり、長手方向（繊維方向Ｙ）の寸法が１８００ｍｍ、短手方向（年輪方向Ｘ）の寸法が６００ｍｍ、厚みのT-1が2０ｍｍ、凹の深さT-3は５ｍｍであり凹部分のT-2は１5ｍｍの場合、厚みのT-1で計算された放射板２の材積は０．０２１６立方メートルであり質量は８．６４キログラムであり、厚みのT-2で計算された放射板２の材積は０．０１６２立方メートルであり質量は６．４８キログラムであり、質量の２５％が軽減されるように形成されている。振動装置３から発生した振動は上述の説明のとおり放射板２の全体に均一に伝達されるのであるから質量の差６．４８キログラム（厚みのT-1で計算された質量８．６４キログラム減じることの厚みのT-2で計算された質量は６．４８キログラム）が（概２５％）重量感のある低音域に増幅されたことになるものである。

図１７は、本発明の第４実施例におけるスピーカーの裏面側の外観斜視図であり、第３実施例におけるスピーカー１のその他の応用例であり、張力発生手段６が振動装置３を囲むように設けられた例である。張力発生手段６は振動装置３を囲むように放射板２端部に沿って振動装置３に寄った位置に配置されている。振動装置３は放射板２の中心位置をはずした位置（図１７）に配置されている。
スピーカー１は、放射板２と振動装置３と伝達手段５と張力発生手段６と振動装置固定手段７とを一体化することにより形成されている。伝達手段５はシリコン製（図１７（ｃ））によって設けられ、振動装置３は放射板２と振動装置固定手段７によって挟まれた位置に配置され、振動装置固定手段７は振動装置３を挟んで放射板２の裏面に対向して配置されている。振動装置固定手段７は振動装置３を押さえつけるようにして張力発生手段６にビスなどにより固定するものである。振動装置３と振動装置固定手段７の間には弾力性がある発泡性の緩衝部材３２（図１７（ｃ））が装着されており、張力発生手段６にビスなどによって固定されている。この場合、振動装置固定手段７は、放射板２における長手方向に取付けられてもよいし、短手方向に取付けられてもよいものである。 張力発生手段６は振動装置３を囲むように放射板２端部に沿って振動装置３に寄った位置に固定されている。張力発生手段６が放射板２に固定されることによって放射板２の剛性は高まり、剛性が高まることにおいて振動装置３を挟んで対向して配置された張力発生手段６の間隔Ｈ間の放射板２には張力が発生する。振動装置３から発生した振動は、伝達手段５から振動伝達部材４に伝達され、放射板２の全体に振動が均一に伝達され、振動幅の大きい低音域は張力発生手段６の間隔Ｈ間において増幅され放射板２の全体に渡り、第３実施例に比してより強い振動として広がる。このようにして、振動装置３から発生した振動は、第３実施例に比してより強く放射板２の全体に均一に伝達され振動が音として空気中に放射され拡散されるものである。スピーカー１の放射板２は、音の放射領域Ｓ内の範囲内において放射板２は形成されているものであり、振動装置３から発生した振動は直接放射板２に伝達されものであり、振動装置３から発生した振動の伝達による伝達損失（減衰）は少ないものであり、小型のスピーカー１を得るのに好ましいものである。
この場合、音の放射領域Ｓ内で矩形に形成された放射板２を例示すれば、比重が０．４の気乾材の杉材を用いた例であり、長手方向（繊維方向Ｙ）の寸法が１８００ｍｍ、短手方向（年輪方向Ｘ）の寸法が６００ｍｍ、厚みのT-1が2０ｍｍ、凹の深さT-3は５ｍｍであり凹部分のT-2は１5ｍｍの場合、厚みのT-1で計算された放射板２の材積は０．０２１６立方メートルであり質量は８．６４キログラムであり、厚みのT-2で計算された放射板２の材積は０．０１６２立方メートルであり質量は６．４８キログラムであり、質量の２５％が軽減されるように形成されている。振動装置３から発生した振動は上述の説明のとおり放射板２の全体に均一に伝達されるのであるから質量の差６．４８キログラム（厚みのT-1で計算された質量８．６４キログラム減じることの厚みのT-2で計算された質量は６．４８キログラム）が（概２５％）重量感のある低音域に増幅されたことになるものである。

振動装置固定手段７は、張力発生手段６と振動装置３と放射板２と一体化する手段となるものである。この場合、振動装置固定手段７は振動装置３を放射板２に押さえつけるように張力発生手段６に固定し、振動装置３及び放射板２との密着性は高まり、振動装置３から得られる振動の伝達効率は高まる。振動装置３から発生した振動は張力発生手段６によって剛性が高まり張力が発生した間隔H間で増幅され大きな振動として伝達するが、張力発生手段６と振動装置３と放射板２と一体となり固定されることによって音割れ現象の発生が解消され、振動装置そのものがバウンドしたりすることは無くなるという効果があるものである。この場合、振動装置固定手段７の材質は弾力性を有するものであれば金属でもよいし木質材料や竹類であってもよいものである。

図１８は、本発明の第５実施例におけるスピーカーの外観斜視図であり、図１９はスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。スピーカー１は木質材で形成されている。スピーカー１は２枚の放射板２（２ａ及び２ｂ）と振動装置３と振動伝達部材４と張力発生手段６によってパネル化され、少なくとも１個以上の振動装置３はパネルの芯材を兼用した振動伝達部材４とパネルの芯材を兼用した張力発生手段６と２枚の放射板２の間に収納されている。放射板２ａは振動装置固定手段７を兼ねている。放射板２（２ａ及び２ｂ）は振動伝達部材４と張力発生手段６によって接着固定されることによって剛性が高まり張力が発生し、振動装置３は放射板２ｂの裏面側にシリコン製の伝達手段５によって当接（密着）し振動装置固定手段７を兼用した放射板２ａによって固定され、放射板２と振動装置３と振動伝達部材４と張力発生手段６は一体化されている。
図１９（ａ）、（ｂ）は第５実施例におけるスピーカー１の振動の伝達と低音域が増幅される模式図である。振動装置３で発生した振動は、放射板２と伝達手段５が直接接続されるため、放射板２ｂの一点に集中的に振動が供給され放射板２ｂの長手方向（繊維方向Ｙ）に伝達され、振動伝達部材４によって放射板２ｂの短手方向（年輪方向Ｘ）及び放射板２ａに伝わり放射板２ａ及び２ｂ全体に均一に広がり張力発生手段６によって剛性が高まり張力が発生した放射板２ａ及び２ｂにおいて増幅して音として放射されるものである。この場合、パネル状に形成された放射板２ａ及び２ｂは表面にシート状の膜によって化粧が施されていても構わないものであり、塗膜や凹凸加工が施されていても構わないものである。パネル状に形成された放射板２ａ、２ｂは裏表のないスピーカー装置となり壁面や間仕切りとして使用することもできる。振動装置３は、両面側の放射板２ａ、２ｂの裏面側に当接されていても構わないものであり、片面側の放射板２ａ、２ｂ裏面に当接されていても構わないものである。
振動装置３の台座は弾力性のある発泡性材料３２を介して前記放射板２aの裏面に接着され、シリコン製の伝達手段５によって放射板２ｂの裏面側に当接している。振動装置３で発生した振動は伝達手段５によって放射板２ｂの繊維方向Ｙ（長手方向）に伝達され、振動伝達部材４によって年輪方向Ｘ（短手方向）に伝達され放射板２aに伝達され、振動装置３及び振動伝達部材４を挟みこむようにして配置された張力発生手段６を芯材にしてパネル状に構成された放射板（２ａ及び２ｂ）において増幅される。増幅された振動は強い振動となり放射板（２ａ及び２ｂ）の全体に均一に伝達される。

図２０は、本発明の第６実施例におけるスピーカーの外観斜視図であり、図２１はスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。スピーカー１は気乾材で形成されている。スピーカー１は２枚の放射板２（２ａ及び２ｂ）と振動装置３と振動伝達部材４と張力発生手段６によってパネル化され、少なくとも１個以上の振動装置３はパネルの芯材を兼用した振動伝達部材４とパネルの芯材を兼用した張力発生手段６と２枚の放射板２の間に収納されている。振動伝達部材４はその長手方向が放射板２の長手方向、すなわち繊維方向（木目方向Ｙ）と交差するように設けられる。また振動伝達部材４は放射板２の短手方向、すなわち年輪方向Ｘの略全長にわたって設けられる。振動装置３（図１７）は振動伝達部材４の側面側（放射板（２ａ及び２ｂ）と接着していない面）に設けられる。この場合、図２のように、振動伝達部材４の長手方向の略中央部には結合孔４１が設けられており、結合孔４１に振動装置３の伝達手段５を差し込むようにしている。振動伝達部材４と伝達手段５とは接着しても良いし、接着しなくても良いものである。図２１（ａ）、（ｂ）のように伝達手段５によって振動伝達部材４の略中央の一点に集中的に振動が供給された後、この振動が振動伝達部材４の全長にわたって伝達され、ここから徐々に振動が放射板（２ａ及び２ｂ）の全体へと伝達し、張力発生手段６が固定されることによって剛性が高まり張力が発生した放射板２の増幅間隔Ｈ間で音域は増幅され、高音域と中音域と低音域はミックスされ放射板２ａ及び２ｂから音として放射されるものであり、放射板２ａ及び２ｂの全体から音として放射され、壁面や間仕切りとして使用することもできる。

図２２は、本発明の第７実施例におけるスピーカーの外観斜視図であり、図２３はスピーカーのおける放射板の音の伝わり方と低音域の増幅の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。スピーカー１は気乾材で形成されている。スピーカー１は２枚の放射板２（２ａ及び２ｂ）と振動装置３とパネルの芯材を兼ねる振動伝達部材４とパネルの芯材を兼ねる張力発生手段６によってパネル化され、少なくとも１個以上の振動装置３は２枚の放射板２の間に収納されている。振動伝達部材４はその長手方向が放射板２の長手方向、すなわち繊維方向（木目方向Ｙ）と交差するように設けられる。また振動伝達部材４は放射板２の短手方向、すなわち年輪方向Ｘの略全長にわたって設けられ、振動装置３（図２０）は振動伝達部材４の端部に当接されている。この場合、図２１のように振動伝達部材４の端部には結合孔４１が設けられており、結合孔４１に振動装置３の伝達手段５を差し込むようにしている。振動伝達部材４と伝達手段５とは接着しても良いし、接着しなくても良いものである。図２３（ａ）、（ｂ）のように伝達手段５によって振動伝達部材４の端部の一点に集中的に振動が供給された後、この振動が振動伝達部材４の全長にわたって伝達され、ここから徐々に振動が放射板（２ａ及び２ｂ）の全体へと伝達し、張力発生手段６が固定されることによって剛性が高まり張力が発生した放射板２の増幅間隔Ｈ間で低音域は増幅され、高音域と中音域と低音域はミックスされ放射板２ａ及び２ｂから音として放射されるものであり、放射板２ａ及び２ｂの全体から音として放射され、壁面や間仕切りとして使用することもできる。

１ スピーカー
２ 放射板
３ 振動装置
４ 振動伝達部材
５ 伝達手段
６ 張力発生手段

Claims (4)

1. 木材で形成される木製の放射板に振動装置が設けられ、振動装置で発生した振動が放射板に伝達され、振動が放射板から音として放射されるスピーカーであって、前記放射板に剛性を発生させ張力を発生させるとともに前記放射板に伝達された振動を増幅するための張力発生手段を前記放射板の振動伝達方向における繊維方向と交差する方向の両端部に少なくとも設けたスピーカーであり、前記張力発生手段を前記放射板の一方の面に前記振動装置を挟んで対向して配置するとともに、前記放射板の前記振動装置が設けられた面とは反対側の面に前記放射板の繊維方向に対し交差させて凹凸を形成したことを特徴とするスピーカー。
2. 前記張力発生手段が前記振動装置を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
3. 前記放射板に伝達部材を介して前記振動装置が設けられ、前記振動を前記振動装置から前記伝達部材の一点に伝達するための伝達手段が前記振動装置と前記伝達部材との間に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載のスピーカー。
4. 前記放射板と、前記放射板に連結され振動を発生する振動装置とを少なくとも備えたスピーカーであって、前記振動装置を前記放射板に当接する振動装置固定手段が、前記振動装置を挟んで前記放射板に対面して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスピーカー。