JP6277314B1 - スピーカー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に製造可能であり、広い周波数帯域の低音を効率良く再生することが可能な、スピーカー装置を提供する。【解決手段】入力されるオーディオ信号に基づいて音波を出力するスピーカーユニット１と、スピーカーユニットが取り付けられる筺体と、を備える。筺体は、スピーカーユニットの後面から出力される音波が伝わる音導部２３と、外部に音波を放出する開口部２５と、を有する。開口部には、その開口を狭める幅狭部３を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカー装置に関し、特に低音域の再生を効率よく行うスピーカー装置に係るものである。

従来から、低音域の再生を効率よく行うスピーカー装置として、バスレフ型又はバックロードホーン型のスピーカー装置が用いられてきた。

バスレフ型のスピーカー装置は、その筺体に筺体内外と連通するポートが設けられている。そして、スピーカーユニットの後面から発生する音の低音域が、筺体及びポート内の空気の共鳴現象により増幅され、外部へ出力される。

このような、従来のバスレフ型のスピーカー装置は、ポートの開口部から、空気の放出及び吸入が行われるため、空気の流れによってノイズや歪みが発生する、という問題があった。

上記した問題を解決するために、特許文献１には、断面の半径が管の中央から対称に両端開口部付近までエクスポネンシャルに広がる円形の管形状のポートを有した、バスレフ型のスピーカー装置が記載されている。
このような構成により、ポート中心部を流れる空気の流れが速い場合であっても、開口部付近の流速を大幅に抑えることができ、断面積の小さいポートであっても風切り音を発生せずに大音量を発することが可能となる。

バックロードホーン型のスピーカー装置は、その筺体の内部が、仕切板と呼ばれる板により、何度も折り返すようにして区切られ、スピーカーユニットの後面から発生する音の通り道（音通路）が作られている。この音通路は、漸次断面積が広がっていくように設計されており、スピーカーユニットの後面から発生する音が、この音通路を通過し、外部へ出力される。

このような、従来のバックロードホーン型のスピーカー装置は、十分な低音域を再生するために、数メートルの音通路が必要となることから、筺体が大型化してしまう、という問題があった。

上記した問題を解決するために、特許文献２には、仕切板として、３００Ｈｚよりも高い周波数の音波では振動しないような厚さのある板を用い、かつこの仕切板にアクチュエーターを取り付けたバックロードホーン型のスピーカー装置が記載されている。
このような構成により、小型の筺体であっても、仕切板の振動状態をアクチュエーターで制御することで、スピーカーユニットから出力される低音域を増強させることが可能となる。

特開２００５−３５４３９６号公報 特許第６０５２７１８号

しかしながら、特許文献１に記載のスピーカー装置は、特定の共鳴周波数を有する低音のみが増幅され、特定の共鳴周波数以下の低音は再生されない

また、特許文献２に記載のスピーカー装置は、アクチュエーターを駆動させるための回路を組み込む必要があり、製造には多様な部材が必要となる。

本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、簡易に製造可能であり、広い周波数帯域の低音を効率良く再生することが可能な、スピーカー装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
入力されるオーディオ信号に基づいて音波を出力するスピーカーユニットと、前記スピーカーユニットが取り付けられる筺体と、を備え、
前記筺体は、前記スピーカーユニットの後面から出力される音波が伝わる音通路と、外部に音波を放出する開口部と、を有し、
前記開口部には、その開口を狭める幅狭部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、まず、スピーカーユニットの後面から出力された低音域の音波は、音通路を通過し、開口部に伝わる。そして、開口部に幅狭部が形成されていることにより、低音域の音波が、開口部から放出される際の、単位時間あたりに通過する断面積が減少する。即ち、低音域の音波の流速が増大することとなる。これにより、低音域の音波の空気中に伝わる範囲が増大し、人の耳に届きにくい、２０Ｈｚ程度の周波数帯域の低音の聴取が可能となる。
また、筺体及び幅狭部の構造のみで周波数特性を制御するため、回路が不要であり、簡易に製造可能である。

本発明の好ましい形態では、前記音通路と前記開口部との間に、音波を充填する充填空間が形成されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、音通路を通過した低音域の音波が、一時的に充填空間に充填され、充填空間内部の空気の圧力が増大する。このため、低音域の音波が、幅狭部が形成された開口部を通過する際、充填空間から押し出される様な形となり、流速がさらに増大する。即ち、人の耳に届きにくい、２０Ｈｚ程度の周波数帯域の低音を、さらに鮮明に聴取することが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記充填空間は、球状であることを特徴とする。

このような構成とすることで、充填空間内部の空気の圧力を、他の形状と比較してさらに高めることができ、低音域の音波の流速がさらに増大する。また、低音域の音波の干渉による周波数特性の乱れを抑制し、低音域の音波のエネルギーを、無駄なく開口部から放出することができるため、再生音の音質や臨場感を向上させることが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記充填空間において、音波の出口の面積は、入口の面積よりも小さく形成されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、開口部を通過する音波の流速をさらに増大させることが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記開口部は、前記スピーカーユニットよりも前方に形成されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、スピーカーユニットの前面から出力される中高音域の音波による、低音域の音波のマスキングを抑制し、良好な周波数特性の再生音を得ることが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記スピーカーユニットは、前後方向に摺動可能であることを特徴とする。

このような構成とすることで、室内の環境や、再生する音楽に合わせて、スピーカーユニットの前面から出力される中高音域の音波による、低音域の音波のマスキングの程度を調整することが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記スピーカーユニットと前記開口部との間隔が４ｃｍ〜７ｃｍの間であることを特徴とする。

このような構成とすることで、中高音域と低音域の調和が取れた、最適な周波数特性の再生音を得ることが可能となる。

本発明によれば、簡易に製造可能であり、広い周波数帯域の低音を効率良く再生することが可能な、スピーカー装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るスピーカー装置の概略斜視図である。 本発明の実施形態に係るスピーカー装置の内部構造を示す断面図であって、（ａ）Ａ−Ａ線断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカー装置の開口部から音波が放出されている様子を示す拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係るスピーカー装置のスピーカーユニットの摺動動作を示す拡大側面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカー装置の幅狭部の構造を示す分解図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るスピーカー装置について説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。

本発明の実施形態に係るスピーカー装置は、バックロードホーン型のスピーカー装置として構成する。即ち、本発明の実施形態に係るスピーカー装置は、筺体に取り付けたスピーカーユニットから、音波を前面に出力すると共に、スピーカーユニットの後面から出力する低音域の音波を、筺体内部の空間を介して筺体前面の開口部から放出する。このスピーカーユニットの後面から出力される音波は、筺体内部に配置した仕切板により形成された音通路を通過し、筺体前面の開口部から放出される。

図１に示す様に、本発明の実施形態に係るスピーカー装置は、スピーカーユニット１と、筺体２と、幅狭部３と、を備えている。
なお、以下説明の便宜上、図１に示したＡ−Ａ線方向を左右方向、Ｂ−Ｂ線方向を前後方向とする。

スピーカーユニット１には、例えば、円錐形状などの振動板をボイスコイルによる駆動で振動させて、音波を出力するダイナミック型スピーカーユニットが用いられる。このダイナミック型スピーカーユニットが有する振動板としては、紙や樹脂、金属などが用いられる。

筺体２は、スピーカーユニット１が取り付けられる球状の空気室２１と、空気室２１の前後方向への摺動を可能とする摺動部２２と、内部に後述する音通路Ｐが形成された、側面視で略Ｊ字状の音導部２３と、内部に球状の充填空間２４１（図示せず）が形成された充填部２４と、上方に開口する開口部２５と、を有している。開口部２５は、スピーカーユニット１の前方に形成されている。また、音導部２３の上部後方には、本実施形態に係るスピーカー装置を運搬する際や、向きを変更する際等に活用される、持ち手部材２３１が設けられている。
筺体２は、木から切り出した板材や合板、木材チップなどの木質繊維を樹脂で成形した木質ボード等により形成される。また、スピーカー用の筺体として適用可能な強度を有する素材であれば、木質材料以外の素材を用いても良い。
また、開口部２５は、必ずしも上方に開口している必要はなく、前方に開口するような構成としても良い。

幅狭部３は、筺体２と別体に構成され、開口部２５を上方から閉塞する様にして設けられている。

図２において、点線、白丸の中にバツを描いた記号及び白丸の中に黒丸を描いた記号は、スピーカーユニット１の後面から出力された音波が開口部２５に伝わるまでの道筋を示している。なお、白丸の中にバツを描いた記号は、手前から奥に向かう方向を示し、白丸の中に黒丸を描いた記号は、奥から手前に向かう方向を示している。
また、網掛けのハッチングが施された部材は、音通路Ｐを形成する仕切板Ｖを表している。仕切板Ｖは、厚さ１０ｍｍ程度の比較的厚さのある板で形成され、筺体２と同様に、木から切り出した板材や合板、木材チップなどの木質繊維を樹脂で成形した木質ボード等により形成しても良いし、木材以外の素材で形成しても良い。
なお、説明の便宜上、図２（ｂ）において、図２（ａ）の中央に示されている仕切板Ｖは省略している。

図２（ｂ）に示す、スピーカーユニット１の前方側端部と開口部２５の後方側端部との距離ｄは、４ｃｍ〜７ｃｍの間に収まる様に設計されている。

スピーカーユニット１の後面から出力された音波は、空気室２１から摺動部２２の内部を通過し、複数の仕切板Ｖにより形成された音通路Ｐを通過する。

音通路Ｐは、図２（ａ）に示す様に、その入口で音波が二方向に分岐し、左右対称の道筋を辿る様な形状となっている。音通路Ｐの形状はこれに限定されず、分岐しない一本道として形成しても良い。
また、音通路Ｐは、入口から出口に向かって、漸次断面積が拡大していくように構成されている。

音通路Ｐを通過した音波は、図２（ｂ）に示す様に、充填部２４内部の球状の充填空間２４１に充填された後、開口部２５に伝わる。開口部２５に到達した音波は、図３に示す様に、開口部２５の上方に設けられた幅狭部３により形成された、スリットＳを通過し、幅狭部３の左右側方から外部へと放出される。
なお、充填空間２４１の出口の面積は、入口の面積よりも小さく設計されている。

摺動部２２は、音導部２３と一体形成された凸部２２１と、空気室２１と一体形成され、凸部２２１に若干の隙間を設けて嵌め合わされる凹部２２２と、により形成される。また、凸部２２１は、凹部２２２と比較して、前後方向の長さが長くなる様に設計されている。
これにより、摺動部２２は、図４に示す様に、凸部２２１と凹部２２２の、前後方向の長さの差分だけ、前後方向に摺動することが可能となる。

以下、図５を用いて幅狭部３の構成について説明する。

図５に示す様に、幅狭部３は、開口部２５と同一形状、同一サイズの平板３１と、開口部２５の開口に挿入され、開口面積を減少させる、略円錐状のコーン３２と、開口部２５と平板３１との間隔を保持する、二つのスペーサー３３と、を備えている。

コーン３２及び二つのスペーサー３３は、平板３１の一底面に設けられ、コーン３２は中央に、二つのスペーサー３３は、コーン３２を挟んで前後方向に設けられている。

コーン３２が開口部２５の開口に挿入される様にして、開口部２５の上方に幅狭部３を載置し、開口部２５及び平板３１それぞれの四隅に設けられたボルト穴Ｈに、ボルトＢを挿通させ、締結することにより、開口部２５と幅狭部３とが連結される。

ここで、二つのスペーサー３３の高さを変更することで、スリットＳの間隔を変更することができる。このとき、開口面積を減少させる部材として、略円錐状のコーン３２を用いていることから、開口部２５の開口面積も変化する。例えば、二つのスペーサー３３の高さを高くした場合、スリットＳの間隔及び開口部２５の開口面積が増大する。
即ち、スペーサー３３の高さを調節することで、幅狭部３を通過する低音域の音波の流速を制御でき、低音域の周波数特性を制御することが可能となる。

本実施形態によれば、筺体２の開口部２５の上部に設けられた幅狭部３により、開口部２５から放出される際の、低音域の音波の単位時間あたりに通過する断面積が減少する。即ち、低音域の音波の流速が増大することとなる。これにより低音域の音波の空気中に伝わる範囲が増大し、人の耳に届きにくい、２０Ｈｚ程度の周波数帯域の低音の聴取が可能となる。

また、音通路Ｐと開口部２５との間に、音波を充填する充填空間２４１を有する充填部２４が形成されていることで、音通路Pを通過した低音域の音波が、一時的に充填空間２４１に充填され、充填空間２４１内部の空気の圧力が増大する。このため、低音域の音波が、幅狭部３が設けられた開口部２５を通過する際、充填空間２４１から押し出される様な形となり、流速がさらに増大する。即ち、人の耳に届きにくい、２０Ｈｚ程度の周波数帯域の低音を、さらに鮮明に聴取することが可能となる。

また、充填空間２４１を球状とすることで、充填空間２４１内部の空気の圧力を、他の形状と比較してさらに高めることができ、低音域の音波の流速がさらに増大する。また、低音域の音波の干渉による周波数特性の乱れを抑制し、低音域の音波のエネルギーを、無駄なく開口部２５から放出することができるため、再生音の音質や臨場感を向上させることが可能となる。

また、充填空間２４１において、音波の出口の面積が、入口の面積よりも小さく形成されていることで、開口部２５を通過する音波の流速をさらに増大させることが可能となる。

また、開口部２５が、スピーカーユニット１よりも前方に形成されていることで、スピーカーユニット１の前面から出力される中高音域の音波による、低音域の音波のマスキングを抑制し、良好な周波数特性の再生音を得ることが可能となる。

また、スピーカーユニット1が、前後方向に摺動可能であることから、室内の環境や、再生する音楽に合わせて、スピーカーユニット1の前面から出力される中高音域の音波による、低音域の音波のマスキングの程度を調整することが可能となる。

また、スピーカーユニット１の前方側端部と開口部２５の後方側端部との間隔が４ｃｍ〜７ｃｍの間に収まる様に設計されていることで、中高音域と低音域の調和が取れた、最適な周波数特性の再生音を得ることが可能となる。

なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。

１ スピーカーユニット
２ 筺体
２１ 空気室
２２ 摺動部
２２１ 凸部
２２２ 凹部
２３ 音導部
２３１ 持ち手部材
２４ 充填部
２４１ 充填空間
２５ 開口部
３ 幅狭部
３１ 平板
３２ コーン
３３ スペーサー
Ｐ 音通路
Ｖ 仕切板
Ｓ スリット
Ｂ ボルト
Ｈ ボルト穴

Claims (6)

1. 入力されるオーディオ信号に基づいて音波を出力するスピーカーユニットと、前記スピーカーユニットが取り付けられる筺体と、を備え、
   前記スピーカーユニットは、前後方向に摺動可能であり、
   前記筺体は、前記スピーカーユニットの後面から出力される音波が伝わる音通路と、外部に音波を放出する開口部と、を有し、
   前記開口部には、その開口を狭める幅狭部が形成されていることを特徴とする、スピーカー装置。
2. 前記音通路と前記開口部との間に音波を充填する充填空間が形成さ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装置。
3. 前記充填空間は、球状であることを特徴とする、請求項２に記載のスピーカー装置。
4. 前記充填空間において、音波の出口の面積は、入口の面積よりも小さく形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載のスピーカー装置。
5. 前記開口部は、前記スピーカーユニットよりも前方に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載のスピーカー装置。
6. 前記スピーカーユニットと前記開口部との間隔が４ｃｍ〜７ｃｍの間であることを特徴とする、請求項５に記載のスピーカー装置。