JP6590637B2

JP6590637B2 - スピーカ装置

Info

Publication number: JP6590637B2
Application number: JP2015212174A
Authority: JP
Inventors: 浩一尾野
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: JP2017085364A

Description

本発明は、スピーカ装置に関する。

上記技術分野において、特許文献１には、「スピーカユニット３の背面側から略水平に後方に向かう音道８からスタートして、音道８が順次屈曲し、こうして折りたたまれることにより直線領域が分割された形態となっている」スピーカボックス２０が開示されている。

特許第４８６４６８５号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、バックロードホーンの構造が、振動板の軸に対して非対称であるため、反射波が振動板に対して斜め（振動板中心から見て非対称）に当たる。その結果、振動板が斜めの状態で音声信号を振動に変えてしまい、再生音のひずみの原因となっていた。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
入力した駆動信号に応じて音を発生させる振動板と、
前記振動板を前面側に収容し、前記振動板の中心軸線に対して回転対称となるように側壁を配置したスピーカキャビネットと、
前記振動板と同軸に配置され、前記振動板の裏面から、前記スピーカキャビネットの背面板と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設された第１内壁と、
前記振動板と同軸に配置され、前記第１内壁の内側において、前記スピーカキャビネット後方内面から、前記振動板の裏面と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設された第２内壁と、
を備え、
前記振動板の中心軸線に対して垂直な面における、前記側壁と前記第１内壁との間に形成される空間の断面積より、前記第１内壁と前記第２内壁との間に形成される空間の断面積のほうが小さく、
前記第２内壁は、前記スピーカキャビネットの後方内面から、前記振動板の後方に向けて径大となるコーン形状であるスピーカ装置である。

本発明によれば、より音質を向上させたスピーカ装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す部分透過図である。本発明の第１実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す図である。本発明の第３実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す図である。本発明の第４実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第５実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第６実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第７実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第８実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の第９実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である本発明の第１０実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としてのスピーカ装置１００について、図１乃至図２を用いて説明する。スピーカ装置１００は、図１、２に示すように、振動板１０１と、スピーカキャビネット１０２と、内壁１０３、１０４とを備えている。図１は、分かりやすいようにスピーカキャビネット１０２を透過させて示した全体構造斜視図である。図２は、振動板１０の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図である。

振動板１０１は、スピーカユニットの一部であり、入力した駆動信号に応じて音を発生させる。

スピーカキャビネット１０２は、側壁１２１と背面板１２２とを含み、振動板１０１を前面側に収容する。振動板１０１の中心軸線１１０に対して回転対称となるように側壁１２１を配置している。スピーカキャビネット１０２の全体像は円柱形（正面像は円形）であり、正面から見たときスピーカキャビネット１０２の側壁１２１と、振動板１０１とは、同心円状の構造となっている。

内壁１０３は、振動板１０１と同軸に配置され、振動板１０１の裏面から、スピーカキャビネット１０２の背面板１２２と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設されている。

内壁１０４は、振動板１０１と同軸に配置され、内壁１０３の内側において、スピーカキャビネット１０２後方内面から、振動板１０１の裏面と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設されている。

そして、振動板１０１の中心軸線１１０に対して垂直な面における、側壁と内壁１０３との間に形成される空間の断面積より、内壁１０３と内壁１０４との間に形成される空間の断面積のほうが小さく設計されている。

さらに内壁１０４の内側には、振動板１０１と同軸に配置され、振動板１０１の裏面から、スピーカキャビネット１０２の背面板１２２と所定の間隙を有する位置まで円錐部１０５が延設されている。

図２に示す通り、振動板１０１の裏側から発生した音２０１は、側壁１２１と内壁１０３の間隙を通って、スピーカキャビネット１０２の背面板１２２で反射する。背面板１２２で反射した音は、今度は、内壁１０３と内壁１０４の間隙を進み、スピーカユニットの裏面２０２で反射する。そうして、再度スピーカキャビネット１０２の背面板１２２に向かう間に、十分に減衰される。

これにより、振動板１０１の背面から発生した、前面からと同じ音量の音を減衰し、前面からの音に混じることによる音質の低下を抑制できる。振動板１０１の背面から出た音２０１は、スピーカキャビネット１０２内で反射し、背面板１２２に達するが、このとき、背面板１２２での反射音は、振動板１０１側に戻らないため、振動板１０１前面からの音に混入せず、振動板１０１を揺らすこともない。さらに、振動板１０１の背面から発生した音声を、断面積が徐々に減少するような音道（逆バックロードホーン）に導くことにより、反射波を低減し、結果振動板への悪影響を低減（振動板を透過してスピーカ前方へ放射される成分も低減）できる。またさらにスピーカキャビネット１０２内で定在波などの共振を起こしてしまうことも防止できる。

特にキャビネットの側壁を軸対称に形成し、スピーカユニットの中心軸をキャビネットの中心軸と同軸に取り付けたので、背面板１２２での複数の反射波が振動板１０１に到達する時間（位相）に差が生じない。このため、キャビネット内で反射された音圧が振動板に及ぼす影響に偏りが生じず、反射波が振動板１０１を斜めに揺らすことがなく、音声再生時のひずみを低減でき、やはり音質を向上させることができる。

逆バックロードホーンを折りたたむことで、スピーカ全体の大きさを家庭内での使用が可能なまでに縮小できる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置について、図３を用いて説明する。図３は、分かりやすいようにスピーカキャビネット１０２を透過させて示したスピーカ装置３００の全体構造斜視図である。

本実施形態に係るスピーカ装置３００は、上記第１実施形態と比べると、振動板１０１の背面に形成される音道の終端に吸音材３０１を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態では、逆ホーンの末端に吸音材を配置することで、振動板１０１の背面から出た音を、断面積が徐々に減少するような音道（逆バックロードホーン）に導きつつ、反射波を低減できる。その結果、振動板への悪影響を低減（振動板を透過してスピーカ前方へ放射される成分も低減）でき音質を向上させることができる。

また、スピーカキャビネット全体に吸音材を貼る場合に比べて、吸音材の使用量を減らしつつ同等の吸音効果が期待でき、特殊で高価な素材も使用しやすい。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係るスピーカ装置について、図４を用いて説明する。図４は、分かりやすいようにスピーカキャビネット１０２を透過させて示したスピーカ装置４００の全体構造斜視図である。

本実施形態に係るスピーカ装置４００は、上記第１実施形態と比べると、振動板１０１の背面に形成される音道の終端にドロンコーン４０１を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。ドロンコーンとは、一般的なスピーカユニットから駆動部分を省いた振動板のみのものであり、音声を吸収する。

このように逆ホーンの終端に径の小さなスピーカユニットを取り付け、コイル出力に対して抵抗、コンデンサ、コイルといった受動素子を用いた負荷をかけることで背圧のダンパー（一種の振動吸収器、つまり吸音体）を構成してもよい。このとき径の小さなスピーカで十分であり安価に構成できる。

本実施形態では、逆ホーンの末端にドロンコーンを配置することで、振動板１０１の背面から出た音を、断面積が徐々に減少するような音道（逆バックロードホーン）に導きつつ、効果的に反射波を低減できる。その結果、振動板への悪影響を低減（振動板を透過してスピーカ前方へ放射される成分も低減）でき音質を向上させることができる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る様々なスピーカ装置について、図５、図６を用いて説明する。図５は、スピーカ装置の音道の終端構成例を示すため、振動板１０１の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図を表わしている。

図５において、左側の断面５０１〜５０３は、第１、第２、第３実施形態と同様であり、説明は省略する。右上の断面５０４は、吸音材なしで、音道（逆バックロードホーン）の終端を開放させたものである。右中の断面５０５は、吸音材ありで、音道の終端を開放させたものである。さらに、右下の断面５０６は、音道の終端に、駆動部分を有するスピーカユニット５６１を配置したものである。

これらのように終端を開放することで、振動板背面への反射波による影響がほとんどなくなる。

駆動部分を有するスピーカユニット５６１を配置することで、反射波の吸音や音質調整を行なうことができる。スピーカユニット５６１の場合は磁気回路とコイルが追加されるため、音圧を受けることでコイル両端に電圧が発生する。そこに抵抗などの受動素子を接続することでダンパーとしての係数を自由に設計できる。つまり、逆ホーンで集められた音圧で発電させてエネルギーを消費＝吸音させる。小口径のスピーカですみ、単純な円筒と違って定在波が発生しにくい。また一般的な吸音材との併用することで、それぞれ別帯域の吸音を分担すればより効果的である。

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係るスピーカ装置６００について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係るスピーカ装置６００を振動板１０１の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図６０１および、スピーカ装置６００を中心軸線１１０に垂直な面で切断した横断面図６０２を表わしている。本実施形態に係るスピーカ装置６００は、上記第１実施形態と比べると、内壁がコーン形状ではなく、円筒形状である点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、音道の隔壁を円筒にすることで製作が簡易化される。また、１→２→３と段階的に音道の断面積が減少するため、効果的に反射波を低減できる。

［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態に係るスピーカ装置７００について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態に係るスピーカ装置７００を振動板１０１の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図７０１および、スピーカ装置７００を中心軸線１１０に垂直な面で切断した横断面図７０２を表わしている。本実施形態に係るスピーカ装置７００は、上記第５実施形態と比べると、外壁７２１および内壁７０３、７０４が円筒形状ではなく、角筒形状である点で異なる。その他の構成および動作は、第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、音道の隔壁を角筒にすることで製作がより簡易化される。また、１→２→３と段階的に音道の断面積が減少するため、効果的に反射波を低減できる。

［第７実施形態］
次に本発明の第７実施形態に係るスピーカ装置８００について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係るスピーカ装置８００を振動板１０１の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図８０１および、スピーカ装置８００を中心軸線１１０に垂直な面で切断した横断面図８０２を表わしている。本実施形態に係るスピーカ装置８００は、上記第６実施形態と比べると、内壁７０４のさらに内側において、内壁８０５を有している点で異なる。内壁８０５は、振動板１０１と同軸に配置され、振動板１０１の裏面から、スピーカキャビネット１０２の背面板１２２と所定の間隙を有する位置まで角筒状に延設されている。その他の構成および動作は、第６実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、第６実施形態に対してより音道を長くすることができるため、効果的に反射波を低減できる。

［第８実施形態］
次に本発明の第８実施形態に係るスピーカ装置９００について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係るスピーカ装置９００を振動板１０１の中心軸線１１０を通る面で切断した縦断面図９０１および、スピーカ装置８００を中心軸線１１０に垂直な面で切断した横断面図９０２を表わしている。本実施形態に係るスピーカ装置９００は、上記第６実施形態と比べると、内壁８０５のさらに内側において、内壁９０６を有している点で異なる。内壁９０６は、振動板１０１と同軸に配置され、スピーカキャビネット１０２の背面板１２２から、振動板１０１の裏面と所定の間隙を有する位置まで角筒状に延設されている。その他の構成および動作は、第７実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、第７実施形態に対してさらに音道を長くすることができるため、効果的に反射波を低減できる。また、終端を密閉型にも開放型にもできる。

［第９実施形態］
次に本発明の第９実施形態に係るスピーカ装置１００１、１００２について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係るスピーカ装置１００１、１００２を振動板１０１の中心軸線１１０と垂直な面で切断した横断面図を表わしている。本実施形態に係るスピーカ装置１００１は、上記第６実施形態と比べると、内壁１００３が内壁７０３を９０度回転させたものである点で異なる。その他の構成および動作は、第６実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。本実施形態に係るスピーカ装置１００２は、上記第８実施形態と比べると、内壁１００３と内壁１００５が内壁７０３、９０５を９０度回転させたものである点で異なる。その他の構成および動作は、第８実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、内壁同士を接合できるため、結果的にスピーカ装置の強度および耐久性を高めることができる。

［第１０実施形態］
次に本発明の第１０実施形態に係るスピーカ装置１１０１、１１０２について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態に係るスピーカ装置１１００を振動板１０１の中心軸線１１０と垂直な面で切断した横断面図を表わしている。

本実施形態に係るスピーカ装置１１００は、上記第６実施形態と比べると、内壁１１０３が内壁７０３を所定の角度回転させ、内壁１１０４が内壁７０４を所定の角度回転させ、内壁１１０５が内壁７０５を所定の角度回転させたものである点で異なる。その他の構成および動作は、第６実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態によれば、内壁同士を接合できるため、結果的にスピーカ装置の強度および耐久性を高めることができ、さらに、角筒の設置角度や大きさを変えることで、各折り返しにおける音道の断面積の減少率を自由に設定できる。

［第１１実施形態］
次に本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置について、図１２〜図１５を用いて説明する。図１２〜図１５は、本実施形態に係るスピーカ装置１２１０〜１２６０、１３００、１４１０、１４２０を、振動板１０１の中心軸線１１０と垂直な面で切断した横断面図を表わしている。

図１２のスピーカ装置１２１０は、三角筒形状の側壁１２１１、内壁１２１３、１２１４を備えている。また、スピーカ装置１２２０は、三角筒形状の側壁１２１１、内壁１２２３、１２１４を備えている。内壁１２２３は、内壁１２１３を６０度回転したものであり、これにより、内壁同士を接合できる。

図１２のスピーカ装置１２３０は、五画筒形状の側壁１２３１、内壁１２３３、１２３４を備えている。また、スピーカ装置１２４０は、三角筒形状の側壁１２３１、内壁１２４３、１２３４を備えている。内壁１２４３は、内壁１２３３を３６度回転したものであり、これにより、内壁同士を接合できる。

もちろんいずれの形状であれ、振動板の中心軸線に対して回転対称となるような形状の側壁となっている。そして、振動板の中心軸線に対して垂直な面における、側壁と第１内壁との間に形成される空間の断面積より、第１内壁と前記第２内壁との間に形成される空間の断面積のほうが小さい。

図１３のスピーカ装置１３００は、方形筒形状の側壁１３３１、内壁１３３３、１３３４、１３３５を備えている。内壁１３３３、１３３５は、ひし形筒形状であり、これにより、側壁１３３１と内壁１３３３、内壁１３３３と内壁１３３４、内壁１３３４と内壁１３３５とを接合でき、強度を向上させることができる。このように正面像が例えば４角形の場合、縦横比が異なる長方形でも、スピーカユニットの中心を通る直線の両側で同じ構造を保つことができる。

図１４のスピーカ装置１４００のように、三角形の外壁１４０１が形成する空間を仕切る内壁１４０２〜１４０３と、中心に配置された円筒１４０４によって構成してもよい。またさらに、図１５のスピーカ装置１５００のように、正方形の外壁１５０１が形成する空間を仕切る菱形の内壁１５０２と、中心に配置された円筒１５０３とを含むように構成してもよい。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

Claims

入力した駆動信号に応じて音を発生させる振動板と、
前記振動板を前面側に収容し、前記振動板の中心軸線に対して回転対称となるように側壁を配置したスピーカキャビネットと、
前記振動板と同軸に配置され、前記振動板の裏面から、前記スピーカキャビネットの背面板と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設された第１内壁と、
前記振動板と同軸に配置され、前記第１内壁の内側において、前記スピーカキャビネット後方内面から、前記振動板の裏面と所定の間隙を有する位置まで筒状に延設された第２内壁と、
を備え、
前記振動板の中心軸線に対して垂直な面における、前記側壁と前記第１内壁との間に形成される空間の断面積より、前記第１内壁と前記第２内壁との間に形成される空間の断面積のほうが小さく、
前記第２内壁は、前記スピーカキャビネットの後方内面から、前記振動板の後方に向けて径大となるコーン形状であるスピーカ装置。
前記スピーカキャビネットは、前記振動板と同軸に配置された円筒形状の筐体である請求項１に記載のスピーカ装置。
前記スピーカキャビネットは、前記振動板と同軸に配置された角筒形状の筐体である請求項１に記載のスピーカ装置。
前記第１内壁は、前記振動板の裏面から、前記振動板の後方に向けて径大となるコーン形状である請求項１、２または３に記載のスピーカ装置。
前記第２内壁内において、前記振動板から伝達された振動を吸収する吸音材を設けた請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記第２内壁内において、前記スピーカキャビネットの背面板に、前記振動板から伝達された振動を吸収する小型スピーカを設けた請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記小型スピーカは、ドロンコーン方式である請求項６に記載のスピーカ装置。
前記小型スピーカを、前記駆動信号に同期して振動させる請求項７に記載のスピーカ装置。