JP6816786B2 - スピーカ及びヘッドホン - Google Patents
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また、ヘッドバンドを備えた所謂オーバーヘッドタイプのヘッドホンに用いられるスピーカユニットは、一般に背面解放型が用いられる。背面解放型のスピーカユニットは、スピーカユニットのケースの背面に開口部を有し、背面からも音を放出する。
この背面解放型のスピーカユニットを備えたオーバーヘッドタイプのヘッドホンが、特許文献1に記載されている。
オーバーヘッドタイプのヘッドホンでは、スピーカユニットを収容し耳に当てられるハウジング部のバックカバーが、このエンクロージャに該当し、ハウジング部がスピーカに相当する。
そこで、ハウジング部の奥行を長くして低音域の再生音量の増加を図ることが検討されるが、ヘッドホンにおけるハウジング部は、耳への装着性の向上や意匠性などの観点から奥行の長い形状にすることが難しい。
そのため、奥行の短いスピーカや、ヘッドホンに対しては、エンクロージャやバックカバーの奥行を長くすることなく低音域の再生音量が増加する工夫が望まれている。
1 ) 背面解放型のスピーカユニットと、前記スピーカユニットの背面の側を覆うように配置され、前記スピーカユニットとの間にバックキャビティを形成するハウジング部と、前記バックキャビティ内に配設され、前記スピーカユニットから離れるに従って拡径する環状又は弧状のフィンを少なくとも一つ有するフィンユニットと、前記バックキャビティの側壁と底壁とを構成するバックカバーの底壁に、前記スピーカユニットの中心軸線上に頂部を有して前記フィンユニットの正面方向に突出するコーン形状の突出部と、を備え、前記フィンの拡径部と、前記突出部の傾斜周面とで形成される経路を有することを特徴とするスピーカである。
2 ) 1 ) に記載されたスピーカの一対と、前記一対のスピーカ同士を連結するヘッドバンドと、を備えたことを特徴とするヘッドホンである。
ヘッドホン51は、オーバーヘッドタイプであって、使用時に左耳に対応して宛がわれるハウジング部1と右耳に対応して宛がわれるハウジング部2と、ハウジング部1とハウジング部2とを連結する湾曲したヘッドバンド3と、を有している。
ハウジング部1,2は、概ね扁平の円柱状に形成され、それぞれに、柔軟な耳当てパッド4が着脱自在に装着される。
ハウジング部1,2の内部には、それぞれスピーカユニット5が収容されている。
スピーカユニット5は、バッフル板11における放音部11aの裏面側(背面方向の側)に、バッフル板11側を正面とする姿勢で配置されている。図3においてスピーカユニット5は、模式的に円盤状に記載されている。
図2に示されるように、スピーカユニット5は、ケース5c及びケース5cに正面方向となる側で支持された振動板5sを有している。
図4は、スピーカユニット5の背面図である。スピーカユニット5は、扁平円盤状を呈する背面解放型である。
従って、音声出力時には、振動板5sの振動で生じた音は、正面のみならず、背面の背面放音部5aからも放出される。
すなわち、スピーカユニット5のケース5cは、正面方向となる側に図示しない放音孔を有し、背面方向となる側にも開口部として背面放音部5aを有している。
中心放音部5a1及び環状放音部5a2には、それぞれ発泡樹脂シート等で形成された音響フィルタ5b1及び音響フィルタ5b2が装着されている。
図5は、図3に斜視図で示されたフィンユニット12の拡大図である。図6は、フィンユニット12を背面方向の側から見た斜視図である。図7はフィンユニット12の正面図である。
各支持梁12dには、図2及び図5に示されるように、周方向に延在し正面方向に突出したリブ12d1が形成されている。
フィン12aは、正面側端部12a1の内半径がR4Sとされ、正面側端部12a1から背面方向に進むに従って徐々に拡径し半径R4Eの背面側端部12a3に至る環状の拡径部12a2を有している。
フィン12bは、正面側端部12b1の内半径が半径R4Eよりも大なる半径R5Sとされ、背面方向に進むに従って徐々に拡径し半径R5Eの背面側端部12b3に至る環状の拡径部12b2を有している。
フィン12cは、正面側端部12c1の内半径が半径R5Eよりも大なる半径R6Sとされ、背面方向に進むに従って徐々に拡径し半径R6Eの背面側端部12c3に至る環状の拡径部12c2を有している。
フィン12cは、拡径部12c2の正面方向となる側における支持梁12dに対応する位置に、正面方向に延び周方向に離隔した三本のボス12c5を有する。ボス12c5には、下穴が形成されており、バッフル板11に対し、その正面方向の側からタッピングねじ(図示せず)で締め付け固定される。
これにより、スピーカユニット5は、バッフル板11とフィンユニット12との間において正背方向に隙間なく保持される。
バックカバー13は、図3に示されるように、円板状の底壁13aと、底壁13aの周囲から環状に立設する側壁13bと、を有して樹脂により形成されている。
底壁13aにおける側壁13bの近傍には、周方向に離隔して四本のボス13a2が立設している。
ボス13a2には、下穴が形成されており、ボス13a2に対し、バッフル板11がその正面方向となる側からタッピングねじ(図示せず)で締め付け固定される。
底壁13aには、中心軸線CL1上に頂部13c1を有するコーン形状の突出部13cが形成されている。突出部13cの傾斜周面13c2は、径方向断面において凹面となっている。
図8において、中心放音部5a1と環状放音部5a2とは、共に正背方向の同じ位置にあり、その位置と底壁13aの内面13a1との間の正背方向距離を距離L1とする。
すなわち、半径r1と半径R4Sとが、比較的近い値で対応している。例えば、半径R4Sは、半径r1の±5%の範囲内であるとよい。
すなわち、半径r2と半径R5Sとが、比較的近い値となっている。例えば、半径R5Sは、半径r2の±10%の範囲内であるとよい。
すなわち、半径r3と半径R6Sとが、比較的近い値になっている。例えば、半径R6Sは、半径r3の±15%の範囲内であるとよい。
フィン12aは、フィン12b及びフィン12cよりも小径で内側にあるため、フィン12b及びフィン12cに対する内フィンとなる。同様に、フィン12bは、フィン12cに対する内フィンとなる。
これにより、スピーカユニット5の出力時に、ケース5cとフィン12a〜12cとの接触ノイズが生じることがない。
また、フィンユニット12は、背面放音部5aとバックカバー13の内面13a1との間に仕切り壁として配置される。従って、フィンユニット12を有することで、背面放音部5aから放出され、内面13a1に反射して背面放音部5aに戻る、いわゆる戻り音が減少する。
ハウジング部101では、中心放音部5a1及び環状放音部5a2から背面方向に放出された中心放出音D101及び環状放出音D102は、背面方向に距離L1だけ伝播すると、障壁となる底壁13aの内面13a1に到達する。
そして、中心放出音D101及び環状放出音D102は、内面13a1で反射し、反射音DH101,DH102として中心放音部5a1と環状放音部5a2に戻る。
このように、ハウジング部101において、中心放出音D101及び環状放出音D102の伝播距離は、距離L1となる。
そして、中心放出音D1は、底壁13aの内面13a1に沿って径方向外方に伝播する(矢印経路D1a)。
次いで中心放出音D1は、側壁13bと戻りフィン部12c4との間を正面側に伝播する(矢印経路D1b)。
次いで中心放出音D1は、戻りフィン部12c4の正面側端部12c6とバッフル板11の背面11bとの間を中心軸線CL1に向かい伝播した後(経路矢印D1c)、フィン12cの拡径部12c2における正面方向の側の面12c7に到達する(経路矢印D1d)。
距離L2は、中心軸線CL1から、側壁13bと戻りフィン部12c4との間の中点まで、の距離である。
その後、中心放出音D1と同様の伝播経路、すなわち、経路矢印D1b〜D1dに示される経路でフィン12cの拡径部12c2の正面方向の側の面12c7に到達する。
距離L3は、環状放音部5a2の径方向中心位置と、距離L2の最大径位置との間の距離である。
実線がハウジング部1による再生音の特性を示し、一点鎖線がハウジング部101による再生音の特性を示している。
されるが、フィンユニット12及び突出部13cを有するハウジング部1の再生音の方が、低音域の音圧が高く、音量が増加していることがわかる。
そして、実測値で、低音域の音圧が高くなっていることが確認されている。
すなわち、ハウジング部1を備えたヘッドホン51は、ハウジング部1の奥行を長くすることなく低音域の再生音量が増加している。
従って、中心放音部5a1に戻る反射音が振動板5sの振動に影響を与えることはなく、ハウジング部1による再生音は、歪が少ない。
従って、環状放音部5a2から放出された環状放出音D2の反射音が振動板5sの振動に影響を与える程度は僅かであり、ハウジング部1による再生音は、この点においても歪が少ない。
例えば、図8において、中心放音部5a1から放出した中心放出音D1は、フィン12aの拡径部12a2と突出部13cの傾斜周面13c2とに誘導され、背面方向に伝播するに従って径方向の外方へ伝播する。
従って、伝播経路の単位角度範囲の横断面積が一定だとすると、伝播経路の総横断面は伝播と共に拡大する。
そこで、ハウジング部1では、環状に伝播する中心放出音D1及び環状放出音D2の伝播経路の横断面積が、径によらず概ね一定となるように各形状が設定されている。
図11において、音源DSから放出され全周方向に伝播する音の経路Tの、半径がRaの位置での経路幅をhaとし、半径がRaより大なるRbの位置での経路幅をhbとする。
Ra位置での経路Tの横断面積Saは、Sa=2πRa×haであり、Rb位置での経
路Tの横断面積Sbは、Sb=2πRb×hbである。
好ましい態様であるSa=Sbとするためには、
hb=(Ra/Rb)×ha (式1)
とすればよい。
すなわち、底壁13aとフィン12a〜12cの背面側端部12a3〜12c3との間の正背方向の幅を、幅h12a〜h12cとする。また、背面側端部12a3〜12c3のそれぞれの半径をR4E,R5E,R6Eとする(図7も参照)。
このとき、背面側端部12a3〜12c3位置での経路横断面積S12a,S12b,
S12cは、次のように示される。
S12a=2πR4E×h12a (式2)
S12b=2πR5E×h12b (式3)
S12c=2πR6E×h12c (式4)
従って、好ましい態様のS12a=S12b=S12cとするために、
h12b=(R4E/R5E)×h12a (式5)
h12c=(R4E/R6E)×h12a (式6)
とすればよい。
ヘッドホン51は、ヘッドバンドを有するいわゆるオーバーヘッドタイプに限定されない。耳掛けハンガを備えて耳介に装着される耳掛けタイプのヘッドホンなど、他の態様のヘッドホンであってもよい。
環状放音部5a2は、連続した完全な環状領域でなくてもよい。不連続とする部分を有するC字状、すなわち、弧状領域とされていてもよい。
また、中心放音部5a1および環状放音部5a2は、複数の孔で構成されてもよい。この場合、環状放音部5a2は、環状又は弧状を形成するように配置される。
また、フィンも連続した完全な環状でなくてよい。すなわち、弧状に形成されていてもよい。
上記のフィン12a〜12cのいずれかと環状放音部5a2とを組み合わせた場合において、そのフィンが弧状で環状放音部5a2が環状の場合は、フィンの弧状の周方向の範囲で本発明の効果を奏する。反対に、フィンが環状で環状放音部5a2が弧状の場合は、環状放音部5a2の弧状に対応するフィンの周方向の範囲で本発明の効果を奏する。
スピーカSPは、例えばデザインの制約上で奥行を長くできない場合、上述のフィンユニット12を有する実施例の構成にすることでヘッドホン51と同様の効果が得られる。
3 ヘッドバンド
4 耳当てパッド
5 スピーカユニット
5a 背面放音部、 5a1 中心放音部、 5a2 環状放音部
5b1,5b2 音響フィルタ、 5c ケース、 5c1 非開口部
5s 振動板
11 バッフル板、 11a 放音部、 11b 背面
12 フィンユニット
12a〜12c フィン、 12a1〜12c1 正面側端部
12a2〜12c2 拡径部、 12a3〜12c3 背面側端部
12c4 戻りフィン部、 12c5 ボス、 12c6 正面側端部
12c7 (正面方向の側の)面、 12d 支持梁、 12d1 リブ
13 バックカバー
13a 底壁、 13a1 内面、 13a2 ボス、 13b 側壁
13c 突出部、 13c1 頂部、 13c2 傾斜周面
51 ヘッドホン
CL1 中心軸線
D1 中心放出音、 D2 環状放出音
DH1,DH2,DH101,DH102 反射音
ha,hb 経路幅、 L1〜L3 距離
r1〜r3,R4S,R4E,R5S,R5E,R6S,R6E,Ra,Rb 半径、
Sa,Sb (伝播経路の)横断面積、 T 経路
Va 空間(バックキャビティ)
SP スピーカ
Claims (4)
- 背面解放型のスピーカユニットと、
前記スピーカユニットの背面側を覆うように配置され、前記スピーカユニットとの間にバックキャビティを形成するハウジング部と、
前記バックキャビティ内に配設され、前記スピーカユニットから離れるに従って拡径する環状又は弧状のフィンを少なくとも一つ有するフィンユニットと、
前記バックキャビティの側壁と底壁とを構成するバックカバーの底壁に、前記スピーカユニットの中心軸線上に頂部を有して前記フィンユニットの正面方向に突出コーン形状の突出部と、を備え、
前記フィンの拡径部と、前記突出部の傾斜周面とで形成される経路を有することを特徴とするスピーカ。 - 前記経路は、前記スピーカユニットから放出される音の伝播方向に対する直交方向の断面積 が一定であることを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
- 前記フィンユニットは、前記フィンの最大径部位に接続し前記バックカバーの側壁と間隔を有して前記フィンユニットの正面方向に延出して形成される戻りフィン部を備えた請求項1又は請求項2に記載のスピーカ。
- 請求項1から請求項3に記載のスピーカの一対と、前記一対のスピーカ同士を連結するヘッドバンドと、を備えたことを特徴とするヘッドホン。
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