JP6619464B2 - スピーカボックスおよびテレビ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカボックスおよびテレビ受信装置に関し、より詳細には、スピーカユニットから放出される音を高品位に出力させるための構成を備えたスピーカボックスと、該スピーカボックスを備えたテレビ受信装置とに関する。

スピーカユニットで音を再生すると、その前面と後面に同じ周波数で逆相の音波を放出する。そのため前後の音波が干渉しあって互いに打ち消し合うことになる。この効果は特に周波数が低い音波、すなわち低音において著しい。周波数の高い音波は指向性が強く前面・後面に放出された音波はほぼ前と後ろに直進して干渉することがないが、周波数の低い音波は指向性が小さく、進行方向と逆方向に簡単に回折して干渉する。そのためスピーカユニットを単独で鳴らすだけではまともな音の再生は困難であり、スピーカユニットの背面から放射される音波をスピーカボックス（エンクロージャとも呼ばれる）内に閉じ込める必要がある。

スピーカボックスにおける音響特性の改善技術に関して、例えば特許文献１には、スピーカユニットからの回折音に起因した音響特性の悪化、およびスピーカキャビネット内の定在波の影響による音響特性の悪化を防止するためのスピーカが開示されている。このスピーカキャビネットは、その外殻壁の内側に、スピーカユニット装着孔と連通する略卵形状の空洞が設けられている。一方、外殻壁の外面におけるスピーカユニット装着孔の近傍の前方領域は、スピーカユニット装着孔から離れるに従って後方に後退する湾曲部となっている。また、外殻壁の外面において湾曲部よりもスピーカユニット装着孔から離れた後方領域は、４個の平面部により囲まれた角筒形状をなしている

特開２００８−１７７８８７号公報

上述したように、一般にスピーカユニットはスピーカボックスで囲むことが必要となるが、スピーカボックスの内部では、スピーカユニットの背面から放射された音波が、スピーカボックスの平行対面する内部壁間で往復反射し、定在波が発生してしまう。例えば図８の例に示すように、スピーカユニット１０１を備えたスピーカボックス１００に、平行対面する内部壁（矢印ｗ１、ｗ２で示す）が存在すると、この平行対面する内部壁間で往復反射した音波により定在波が発生する。これにより、スピーカボックス１００の振動が大きくなって、いわゆる「箱鳴り」と呼ばれるスピーカボックスの固有共振音が発生し、スピーカボックス１００の音質を悪化させる要因の一つになっている。

特にスピーカボックス内部の壁が平行になる面が多いほど定在波は発生しやすくなり、その対策も困難になる。このような定在波による共振音に対する対策としては、スピーカボックスの材料の強度を上げることで共振度合を小さくしたり、スピーカボックスの内部に吸音材を追加して音波を吸収して共振を低減する、などの手法があるが、これらの対策を施しても定在波自体を減らすことはできない。

また、テレビ受信装置などに用いる薄型スピーカは、スピーカボックスの材質として主に樹脂材が用いられるが、この場合、高強度の材質の採用が困難であったり、デザイン的にその肉厚を増やすことも困難な場合が多い。

また、定在波が発生しないように、スピーカボックスの壁面形状をできるだけ対面平行とならないように設計したとしても、これによりスピーカユニット自体の音響特性が悪化し、もしくは維持できなければ、スピーカボックスの特性として十分であるとはいえない。
例えば上記特許文献１に記載されたスピーカは、略卵形状の空洞によってスピーカボックスが形成されているため、定在波に対しては一定の効果が得られると考えられるが、スピーカユニットから後方に後退するに従って、コーン状に空間が狭くなることから、スピーカユニットの後方空間の容量を十分にとることができず、スピーカユニットの音圧性能を確保することができない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、スピーカユニットから放射された音波による定在波の発生を抑えるとともに、音圧性能を確保することで高品位の視聴音を得ることができるようにしたスピーカボックスと、該スピーカボックスを備えたテレビ受信装置とを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、前記スピーカボックスに取り付けられるスピーカユニットの前面側を該スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、該内部空間は、前記スピーカ軸と直交しかつ前記対向する一組の壁部の対向方向と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がっている、ことを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、前記スピーカボックスに取り付けられる前記スピーカユニットの前面側を前記スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、複数の前記スピーカユニットが隣接して配置されている、ことを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、前記スピーカボックスに取り付けられる前記スピーカユニットの前面側を前記スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、前記スピーカボックスの内壁面に、リブが突設されており、前記スピーカユニットが複数取り付けられ、前記リブが突設される前記内壁面は、一の前記スピーカユニットと他の前記スピーカユニットとの間の前記スピーカボックスの内壁面を含む、ことを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記振動板よりも外側に広がる内部空間内に、前記スピーカボックスの壁部に支持された複数の突起部を有する、ことを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段のスピーカボックスを備えたテレビ受信装置である。

本発明によれば、スピーカユニットから放射された音波による定在波の発生を抑えるとともに、音圧性能を確保することで高品位の視聴音を得ることができるようにしたスピーカボックスと、該スピーカボックスを備えたテレビ受信装置と、を提供することができる。

本発明によるスピーカボックスを備えた機器の一例としてテレビ受信装置の外観を示す図である。 図１のスピーカ部の外観構成例を示す図である。 スピーカ部の分解構成を説明する図である。 スピーカユニットを装着したスピーカボックスを側方からみた縦断面構成を示す図である。 スピーカボックスを上面から見た図である。 スピーカユニットおよびフロントパネルを取り付けたスピーカボックスの水平断面構成を示す図である。 スピーカボックスを正面から見た図である。 定在波が発生する従来のスピーカボックスの一例を説明する図である。

図１は、本発明によるスピーカボックスを備えた機器の一例としてテレビ受信装置の外観を示す図である。テレビ受信装置１は、受信した放送信号や外部入力信号に基づき映像出力を行う液晶パネルなどのディスプレイ２と、音声出力を行うスピーカ部３とを有する。テレビ受信装置の本体はスタンド４にて自立させることができる。

図２は、スピーカ部３の外観構成例を示す図である。本例では、スピーカ部３は、２つのスピーカボックス１０が連結された構成を有している。それぞれのスピーカボックス１０には、図示しないスピーカユニットが内蔵され、各スピーカボックス１０が左右に並べて連結されて一体的なスピーカ部３を構成している。スピーカボックス１０の前面（矢印Ｆ）側には、意匠目的およびスピーカユニットの保護目的から金属製のパンチングネットが取り付けられている。また、スピーカ部３は、スタンド４に取り付けて支持させることができる。

図３は、スピーカ部の分解構成を説明する図である。スピーカボックス１０は、スピーカ部３を構成する一方のスピーカボックスを示すもので、本発明に係るスピーカボックスの一実施形態に相当するものである。
スピーカボックス１０は、前面側が開口したボックス状の形状を有し、二つのスピーカユニット２０を装着するためのスピーカユニット装着部２１を備える。スピーカユニット装着部２１に対してそれぞれスピーカユニット２０を装着し、その前面にフロントパネル３０が取り付けられる。スピーカボックス１０は、その内部にスピーカボックス１０の後部壁に突設された複数のボス１３が設けられ、フロントパネル３０は、そのボス１３の先端部にネジ止めされることにより、スピーカボックス１０の前面に取り付けられる。

フロントパネル３０には、開口３１が設けられていて、フロントパネル３０がスピーカボックス１０に取り付けられた状態で、スピーカユニット２０の前面を外部に開放させる。ここでは、少なくともスピーカユニットのセンターキャップ部がフロントパネル３０によって隠れない状態とされる。これにより、スピーカユニット２０からの音波を前面に向かって放出させる。そしてフロントパネル３０の前面には、さらに図示しないパンチングネットを取り付けることができる。

スピーカボックス１０は、取り付けられるべきスピーカユニット２０のスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部１１，１２を有する。この例では、スピーカユニット２０の上下に、対向する一組の壁部１１，１２が設けられている。これら一組の壁部１１，１２には、スピーカユニット２０を取り付ける部分に湾曲部１１０が設けられる。
壁部１１，１２は、湾曲部１１０の内壁面に連結し、スピーカユニット２０から離れる方向に延伸する内壁面を有する壁部１１１を含んでいる。そして対向する一組の壁部１１，１２の間に、スピーカ軸と直交する方向（本例では左右方向）にスピーカユニット２０の振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されている。内部空間は、スピーカユニット２０の両側に、スピーカボックス１０の左右両端部まで広がっている。このような広い内部空間により、スピーカユニット２０から放出された音波の音圧性能が改善される。

図４は、スピーカユニット２０を装着したスピーカボックスを側方からみた縦断面構成を示す図である。図４に示すように、スピーカボックス１０のスピーカユニット装着部２１には、スピーカユニット２０のスピーカ軸ｘを挟んで対向する一組の壁部１１，１２の一部に湾曲部１１０が設けられている。湾曲部１１０は、スピーカユニット２０の上下にそれぞれ設けられる。

ここではスピーカボックス１０に取り付けられるスピーカユニット２０の前面側（矢印Ｆ側）をスピーカボックス１０の前面側とするとき、スピーカボックス１０の内壁面のうち、スピーカユニットのスピーカ軸ｘを挟んで対向する一組の壁部１１，１２の内壁面の一部に湾曲部１１０が形成される。湾曲部１１０は、前面側の端部でスピーカユニット２０の外周に沿った形状に形成され、その外周に沿った形状が、前面側の端部から後方に向かうに従って、内壁面とスピーカ軸ｘとの距離が徐々に短くなる曲面を形成している。つまり、湾曲部１１０の内壁面は、後方に向かうに従って絞られる砲弾型の形状を備えている。
これによりスピーカユニット２０の近傍において、対面平行する壁面構成ではなく、曲面が対向する構成とすることで、この領域における定在波の発生を効果的に抑えることができる。
ここで上側の湾曲部１１０の内壁面と、下側の湾曲部１１０の内壁面とは、スピーカ軸を通る水平面に対して非対称の形状とする。つまりスピーカボックス１０において、対向する一組の壁部１１，１２にそれぞれ形成された曲面は互いに非対称の形状とされる。これにより音響エネルギーを分散させて、定在波の発生を効果的に抑えるようにしている。

図５は、スピーカボックス１０を上面から見た図である。スピーカボックス１０の対向する一組の上下の壁部１１，１２の一部に湾曲部１１０が設けられている。図示するのは上側の壁部１１の上面であるが、下側の壁部１２にも同様の湾曲部１１０が設けられる。上下の湾曲部１１０に囲まれた空間にスピーカユニットが配置される。湾曲部１１０には、壁部１１１が連結される。壁部１１１は、湾曲部１１０に対してスピーカユニット２０から離れる方向に延伸している。音響エネルギーの大きいスピーカユニット２０の周囲は、その上下の湾曲部１１０の内壁面が湾曲形状となっているため、定在波の発生を効果的に抑制する。

図６は、スピーカユニットおよびフロントパネルを取り付けたスピーカボックスの水平断面構成を示す図で、スピーカユニットの中心を通る位置の水平断面を示している。スピーカボックス１０の２か所のスピーカユニット装着部２１には、それぞれスピーカユニット２０が装着される。そしてその前面側（矢印Ｆ側）には、フロントパネル３０が取り付けられる。スピーカボックス１０は、後部壁１４に突設された複数のボス１３を備える。フロントパネル３０は、ボス１３の先端部に対してビス止めされ、固定される。ボス１３は本発明の突起部に相当する。

スピーカボックス１０の内部空間は、左右方向にＴ１〜Ｔ２まで連通する幅広い空間となる。この幅広い空間により、スピーカユニット２０から放出された音波の良好な音圧性能が得られる。
また、スピーカボックス１０は、内部空間内に複数のボス１３が突設される構成を有する。ボス１３は、スピーカボックス１０の内部空間に間欠的に複数設けられ、スピーカユニット２０から内部空間内に放出された音波を乱反射させて散乱させ、壁面間の定在波の発生を抑制する。

またボス１３は、円錐の先端部を切断した形状を有しているため、その周囲面の形状により音波を乱反射して散乱させる効果が得られる。また、複数のボス１３は、その中心位置が一直線上に並ぶように並列配置されているが、複数のボス１３の中心位置が直線上に並ばないようにずらして配置することで、音波をより散乱させる効果を高めるようにしてもよい。

図７は、スピーカボックスを正面から見た図である。図７の正面図、および前述した図３の斜視図に示されるように、スピーカボックス１０の壁部の内面側には、凸条形状の複数のリブ１５が並列して設けられている。リブ１５は、スピーカボックス１０の上下の壁部１１，１２の内壁面、および後部壁１４の内壁面に設けられる。
ここでは複数のスピーカユニット２０を装着する構成においては、リブ１５が突設されるスピーカボックス１０の内壁面は、一のスピーカユニット２０と他のスピーカユニット２０との間の内壁面を含む。つまり、図７に示すように、２つのスピーカボックスの間の内壁面１６にもリブ１５が設けられる。また上下で対向する壁部１１，１２の内壁面にも同様に、二つのスピーカユニット２０の間にもリブ１５が設けられる。

凸条形状の複数のリブ１５が設けられることにより、内壁面に乱反射を生じさせ、定在波の発生を抑制することができる。リブ１５の形状は、断面が矩形の凸条形状とすることができるが、例えば断面が半円形状の凸条形状として反射音を散乱させるようにしてもよい。また、リブ１５以外にも、スピーカボックス１０の内壁面に凹凸や曲面形状を付与したり、表面を粗くするなどの形状を付与してもよい。

上記の実施形態では、スピーカボックス１０は、２つのスピーカユニット２０を装着できるように構成されているが、３つ以上のスピーカユニットを装着してもよい。２つのスピーカユニットは同種のスピーカユニット同士でもよいし、周波数の異なる別品種でもよい。２つの同種のスピーカユニットを用いる場合、１つのアンプに対してパラレル接続することで、定格入力を２倍にすることができ音圧特性を向上させることができる。また、スピーカボックス１０では、スピーカユニット２０を隣接して配置している。この場合にも、各スピーカユニット装着部２１の対向壁部に湾曲部１１０が形成され、その湾曲形状の内部にスピーカユニットが装着されるため、１つのスピーカユニット２０から放射された音波が両脇に漏れにくく、平行対向面にスピーカユニットが隣接配置される構成と比較して、２つのスピーカユニット２０による干渉も生じにくい構造になっている。

本発明に係るスピーカボックスの実施形態では、スピーカユニット２０の数は、上記の例に限ることなく、１つ以上のスピーカユニット２０を装着できる構成とすることができる。この場合、１つのスピーカユニット２０を装着するスピーカユニット装着部において、対向する壁部の内壁面が、湾曲部１１０に示されるような湾曲形状を備えるものとする。そして対向する壁部は、その湾曲部１１０に連結し、スピーカユニット２０から離れる方向に延伸する内壁面を有し、これによりスピーカユニット２０の振動板よりも外側に広がる内部空間を形成させるようにする。

上記各実施形態の構成により、スピーカユニットから放射された音波による定在波の発生を抑えるとともに、音圧性能を確保することで高品位の視聴音を得ることができるようにしたスピーカボックスが得られる。

本発明に係るテレビ受信装置は、上記実施形態に記載されたスピーカボックスを備えたテレビ受信装置である。テレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号し、適宜画像処理および音声信号処理を施して再生用映像信号および再生用音声信号を生成する。再生用映像信号は、液晶ディスプレイなどの表示部に表示させる。また、再生用音声信号は、スピーカボックスに装着されたスピーカユニットから音声出力させる。スピーカボックスは、図１に示すような横長の構成の他、ディスプレイの側方に縦長に設置するなど、適宜設計することができる。
本発明は、スピーカボックスおよびそのスピーカボックスを備えたテレビ受信装置として構成することができる。

上記の実施形態で記載されている技術的特徴（構成要件）は、お互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１…テレビ受信装置、２…ディスプレイ、３…スピーカ部、４…スタンド、１０…スピーカボックス、１１，１２…壁部、１３…ボス、１４…後部壁、１５…リブ、１６…内壁面、２０…スピーカユニット、２１…スピーカユニット装着部、３０…フロントパネル、３１…開口、１００…スピーカボックス、１０１…スピーカユニット、１１０…湾曲部、１１１…壁部。

Claims (5)

1. スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、
   前記スピーカボックスに取り付けられる前記スピーカユニットの前面側を前記スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、
   前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、
   該内部空間は、前記スピーカ軸と直交しかつ前記対向する一組の壁部の対向方向と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がっている、ことを特徴とするスピーカボックス。
2. スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、
   前記スピーカボックスに取り付けられる前記スピーカユニットの前面側を前記スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、
   前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、
   前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、複数の前記スピーカユニットが隣接して配置されている、ことを特徴とするスピーカボックス。
3. スピーカユニットを取り付けるスピーカボックスであって、
   前記スピーカボックスに取り付けられる前記スピーカユニットの前面側を前記スピーカボックスの前面側とするとき、前記スピーカボックスの内壁面のうち、前記スピーカユニットのスピーカ軸を挟んで対向する一組の壁部の内壁面の一部が、前記前面側の端部で前記スピーカユニットの外周に沿った形状に形成され、該外周に沿った形状が、曲面を形成し、
   前記対向する一組の壁部は、互いに非対称の形状に形成された前記曲面に連結し、前記スピーカユニットから離れる方向に延伸する内壁面を有し、前記対向する一組の壁部の内壁面の間に、前記スピーカ軸と直交する方向に前記スピーカユニットの振動板よりも外側に広がる内部空間が形成されており、
   前記スピーカボックスの内壁面に、リブが突設されており、
   前記スピーカユニットが複数取り付けられ、前記リブが突設される前記内壁面は、一の前記スピーカユニットと他の前記スピーカユニットとの間の前記スピーカボックスの内壁面を含む、ことを特徴とするスピーカボックス。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載のスピーカボックスにおいて、
   前記振動板よりも外側に広がる内部空間内に、前記スピーカボックスの壁部に支持された複数の突起部を有する、ことを特徴とするスピーカボックス。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載のスピーカボックスを備えたテレビ受信装置。

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