JP7069699B2 - スピーカ構造 - Google Patents

Description

本発明は、小型のステレオ型スピーカ構造に関する。

特許文献１には、1つのキャビネット内に右チャンネル用のスピーカと、左チャンネル用のスピーカとを収納したステレオ型スピーカ装置が開示されている。

特許文献１に記載のステレオ型スピーカ装置は、左右のエンクロージャの間に音響空間部を設けている。該音響空間部において、右チャンネル用のスピーカと、左チャンネル用のスピーカの背面とから放音される低域周波数成分を増強させることにより、迫力のあるステレオ再生を実現している。

公開実用新案平１－１０５２９６号公報

特許文献１に記載のステレオ型スピーカ装置は、低域周波数成分を増強させるための音響空間部が、左右のエンクロージャの間に形成されている。このため、該音響空間部が形成される幅の分だけ、スピーカ装置の幅が広く必要となる。従って、小型のスピーカ装置を設計するためには、該音響空間部の大きさが制限される。

そこで、本発明の目的は、高域周波数成分を分離しつつも、低域周波数成分が十分に再生可能な小型のスピーカ構造を提供することにある。

本発明に係るスピーカ構造は、第１エンクロージャと、第２エンクロージャと、前記第１エンクロージャと前記第２エンクロージャとの間に設けられ、前記第１エンクロージャと前記第２エンクロージャとを連通する連通口を有する仕切板と、前記第１エンクロージャ又は前記第２エンクロージャのいずれか一方に開口部が配置されたポートと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、筐体の幅を増加させることなく、高域周波数成分を分離しつつ、低域周波数成分が十分に再生可能となる。

図１は、第１実施形態に係るスピーカ構造を説明するための斜視図である。 図２（Ａ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の平面図、図２（Ｂ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の正面図、図２（Ｃ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の右側面図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の断面図である。 図４（Ａ）は、第１実施形態に係る仕切板を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る仕切板の平面図である。 図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）は、第１実施形態に係る仕切板の変形例を示した断面図である。 図６（Ａ）は、第２実施形態に係る仕切板を示す斜視図である。図６（Ｂ）、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は、第２実施形態に係る仕切板の断面図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、及び図７（Ｄ）は、第１実施形態に係る連通口の変形例を示した図である。 図８（Ａ）は、第３実施形態に係るスピーカ構造を示す斜視図である。図８（Ｂ）は、第３実施形態に係るスピーカ構造の断面図である。 図９（Ａ）は、第４実施形態に係るスピーカ構造を示す斜視図である。図９（Ｂ）は、第４実施形態に係るスピーカ構造の断面図である。

図１は、第１実施形態に係るスピーカ構造を説明するための斜視図である。図２（Ａ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の平面図、図２（Ｂ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の正面図、図２（Ｃ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造の右側面図である。図３（Ａ）は、第１実施形態に係るスピーカ構造を図２（Ａ）のＩ－Ｉで切断した断面図である。図３（Ｂ）は第１実施形態に係るスピーカ構造を図２（Ｂ）のＩＩ－ＩＩで切断した断面図であり、図３（Ｃ）は第１実施形態に係るスピーカ構造を図２（Ｂ）のＩＩＩ－ＩＩＩで切断した断面図である。図４（Ａ）は、第１実施形態に係る仕切板を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る仕切板のＹ－Ｚ平面における平面図である。なお、図１においては、説明の都合上、内部のポートと仕切板とを破線で示し、その他の内部の構成は省略する。以下、図１～図４（Ｂ）を参照しながら第１実施形態に係るスピーカ構造について説明する。また、筐体の幅方向（横方向）をＸ方向とし、前後方向（奥行方向）をＹ方向とし、厚み方向（高さ方向）をＺ方向として説明する。

図１、及び図２（Ａ）～図２（Ｃ）に示すように、スピーカ構造１は、筐体１０、右チャンネル用のスピーカ１１、及び左チャンネル用のスピーカ１２を備えている。スピーカ構造１は、筐体１０内部にポート２０、及び仕切板１３を備える。ポート２０は、筐体１０内部において、右チャンネル用のスピーカ１１、及び左チャンネル用のスピーカ１２が配置されている側の反対側、すなわち背面側に位置する。ポート２０の第１開口部２１は、筐体１０の側面において外部に開口している。これにより、第１開口部２１がユーザから視認され難い場所に形成されるため、スピーカ構造１のデザインの自由度を向上することができる。なお、ポート２０の配置は、筐体１０内部の背面側に限定されない。例えば、ポート２０の配置は、筐体１０内部の上面側又は底面側であってもよい。

スピーカ構造１において、ポート２０よりスピーカ１１及びスピーカ１２側の空間が音響空間１４を構成する。音響空間１４は、仕切板１３によって、スピーカ１１側の第１空間１４１と、スピーカ１２側の第２空間１４２とに分割されている。第１空間１４１は、スピーカ１１を内部に備える第１エンクロージャ１５であり、第２空間１４２は、スピーカ１２を内部に備える第２エンクロージャ１６である。すなわち、仕切板１３は、第１エンクロージャ１５と、第２エンクロージャ１６との間に設けられている。

図３（Ａ）～図４（Ｂ）に示すように、仕切板１３は、連通口１７を有する。連通口１７は、第１エンクロージャ１５と、第２エンクロージャ１６とを連通する。

仕切板１３は、スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から放音された音のうち中高域周波数成分を分離する。スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から放音された音のうち中高域周波数成分は、第１エンクロージャ１５及び第２エンクロージャ１６内の圧力変化が低域周波数成分と比べて小さい。このため、中高域周波数成分は、第１空間１４１及び第２空間１４２において分離され、左右の音の分離感が向上する。従って、スピーカ１１及びスピーカ１２は、それぞれのチャンネルに応じた中高域周波数成分を放音するため、ユーザに臨場感を与えることができる。

スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から出力された音のうち低域周波数成分は、第１エンクロージャ１５及び第２エンクロージャ１６内の圧力変化が中高域周波数成分と比べて大きい。このため、低域周波数成分の振動は、連通口１７を介して第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬することが可能である。言い換えると、連通口１７はローパスフィルタの機能を有する。これにより、スピーカ１１及びスピーカ１２から放音された音のうち低域周波数成分は、音響空間１４全体を一つの密閉空間として機能する。音響空間１４は、第１エンクロージャ１５又は第２エンクロージャ１６と比べて容積が大きい。このため、音響空間１４は、低域周波数成分の振動を阻害し難い。また、低域周波数成分は指向性が低い。このため、スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から出力された音のうち低域周波数成分は、左右の分離感は問題にならず、低音の量感を増加することができる。

連通口１７は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、仕切板１３の中央に形成されていることが好ましい。これにより、低域周波数成分の振動は、連通口１７を介して第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し易くなる。これに対して、連通口１７が仕切板１３において偏った位置に形成されると、連通口１７と第１エンクロージャ１５又は第２エンクロージャ１６の内壁との距離に偏りが生じる。このため、音響空間１４において、低域周波数成分の振動の伝搬に偏りが生じる。なお、連通口１７の仕切板１３における位置を変えることにより、ユーザの好み、又は再生する音の種類等に応じた音を再生することができる。

連通口１７は、大きさによっても再生する音質に変化を持たせることができる。例えば、連通口１７の断面積が大きい場合、低域周波数成分だけでなく中域周波数成分の振動も第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し易くなる。これにより、中域周波数成分の量感を増加することができる。

スピーカ構造１において、第１エンクロージャ１５、第２エンクロージャ１６、及び仕切板１３は、一体的に形成された部分を有する。例えば、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、筐体１０は、上部カバー１０１と下部キャビネット１０２からなる。連通口１７は、上部カバー１０１と下部キャビネット１０２とからなる隙間として形成されてもよい。このように、第１エンクロージャ１５、第２エンクロージャ１６、及び仕切板１３が第１エンクロージャ１５、第２エンクロージャ１６及び仕切板１３の二つの部材で構成されるため、製造工程が容易になる。

ポート２０は、外部に開口する第１開口部２１と、第２エンクロージャ１６に配置されている第２開口部２２とを有する。ここで、第２開口部２２は、本願発明における「開口部」に相当する。

ポート２０は、第２開口部２２を介して音響空間１４と連続し、第１開口部２１を介して外部と連続している。なお、ポート２０の第２開口部２２は、第１エンクロージャ１５又は第２エンクロージャ１６のいずれか一方に配置されていればよい。第２開口部２２は、第２エンクロージャ１６において、スピーカ１２の配置されている側と反対側、すなわち第２エンクロージャ１６の背面側に設けられている。

ポート２０における音の共鳴は、ポート２０の内部空間２３の形状に依存する。ポート２０の共振周波数ｆは、ポート２０の断面積、又はポート２０の長さに依存する。

ポート２０は、一つであることが好ましい。本実施形態のように、第１エンクロージャ１５及び第２エンクロージャ１６に亘って一つのポートを形成することにより、ポート２０は筐体１０の幅に亘る長さに設計することができる。従って、比較的小型のスピーカ構造１においても、ポート２０の断面積が大きく形成できるので、風切り音の発生を抑制することができる。

ポート２０は、図３（Ａ）に示すように、第１エンクロージャ１５及び第２エンクロージャ１６の背面に位置するように形成されている。すなわち、ポート２０の軸は、第１エンクロージャ１５と第２エンクロージャ１６との並ぶ方向（Ｘ方向）に沿っている。このため、スピーカ構造１においてポート２０の長さを長く形成できるので、共振周波数ｆを低く抑えることができ、低域周波数成分を十分に増強することができる。

図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）は、第１実施形態に係る仕切板の変形例を示した断面図である。以下、第１実施形態に係る仕切板の変形例について説明する。

図５（Ａ）に示すように、仕切板１３は、上部仕切板４１及び下部仕切板４２から成る。上部仕切板４１及び下部仕切板４２により連通口１７が形成されている。下部仕切板４２は連通口１７に対向する壁４０を備える。壁４０は、連通口１７に対向するように仕切板１３から第１エンクロージャ１５側に突出している。

仕切板１３に壁４０が備えられることによって、中高域周波数成分は、連通口１７に対して回り込み難くなる。スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から放音された音のうち中高域周波数成分は、圧力変化が小さく、かつ指向性が高いため、障害物があると回り込み難くなる。一方、スピーカ１１及びスピーカ１２の背面から放音された音のうち低域周波数成分は、圧力変化が大きく、かつ指向性が低いため、障害物を回り込んで通り抜ける。これにより、中高域周波数成分は、第１空間１４１及び第２空間１４２においてさらに分離され易くなるため、左右の音の分離感を向上することができる。

図５（Ｂ）に示す別の変形例においては、仕切板１３は、上部仕切板４１及び下部仕切板４２から成る。上部仕切板４１及び下部仕切板４２により連通口１７が形成されている。さらに筐体１０に壁４５が形成されている。壁４５は、連通口１７に対向する。この構成の場合、壁４５は連通口１７に対向するものであればよいので、例えば、壁４５は直方体形状に形成されたものであればよい。また、壁４５及び仕切板４２は、筐体１０と一体として形成されてもよい。このため、壁４５構造を単純な形とすることができるため、製造が容易になる。

壁４５は、連通口１７に対向するように仕切板１３から第１エンクロージャ１５側に突出するように設けられている。このため、図５（Ａ）に示した変形例と同様に、圧力変化が小さく、かつ指向性の高い中高域周波数成分は、連通口１７に対して回り込み難くなる。これにより、中高域周波数成分は、第１空間１４１及び第２空間１４２においてより分離され易くなるため、左右の音の分離感を向上することができる。

なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す変形例において、壁４０及び壁４５は、第１エンクロージャ１５又は第２エンクロージャ１６の少なくともいずれか一方に突出していればよい。壁４０及び壁４５がいずれの方向に突出してもうけられていても、同様の効果が得られる。

壁４０及び壁４５の位置は、再生する音質に変化を持たせることができる。例えば、図５（Ａ）に示すｄ１の大きさが大きい場合、ｄ１の大きさが小さい場合と比べて、低域周波数成分の振動は、第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し易くなる。ｄ１は、連通口１７から壁４０における連通口１７側の壁面までの距離を示す。これにより、低域周波数成分の量感を増加することができる。

一方、ｄ１の大きさが小さい場合、中高域周波数成分の振動は、第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し難くなる。これにより、再生音の分離感を向上することができる。

図６（Ａ）は、第２実施形態に係る仕切板を示す斜視図である。図６（Ｂ）、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は、第２実施形態に係る仕切板の断面図である。以下、第２実施形態に係る仕切板の変形例について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態に係る仕切板と同様の構成については説明を省略する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、仕切板１３は、一枚の部材で構成されている。仕切板１３は、上部カバー１０１又は下部キャビネット１０２の一部として形成されている。仕切板１３は、第１空間１４１及び第２空間１４２を連通する連通口１７が形成されている。仕切板１３は連通口１７に対向する壁５５を備える。壁５５は、連通口１７に対向するように仕切板１３から第１エンクロージャ１５側に突出するように形成されている。

低域周波数成分の振動は、連通口１７及び壁５５によってＸ－Ｚ平面に形成された連通口５０を介して、第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬する。仕切板１３が壁５５を備えることにより、中高域周波数成分の振動は第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し難くなる。

また、壁５５は仕切板１３と一体として形成されている。仕切板壁５５の構造を変更することにより、スピーカ構造１から再生する音質を調整することができる。

また、図６（Ｃ）に示すように、仕切板１３と壁５５との間に吸音材５６を備える場合がある。吸音材５６は、中高域周波数成分の連通口１７からの周りこみをさらに阻害するため、中高域周波数成分の振動は、より第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し難くなる。従って、再生音の分離感を向上することができる。

ほかにも、図６（Ｄ）に示すように、仕切板１３が壁５７を備える場合がある。壁５７は連通口１７に対向する面５８の形状が歪に形成されている。面５８に突起した障害物があるため、指向性の高い中高域周波数成分の振動は、より第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し難くなる。従って、再生音の分離感を向上することができる。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、及び図７（Ｄ）は、第１実施形態に係る連通口１７の変形例を示した図である。

図７（Ａ）に示すように、連通口６１の形状は、円形に形成されていてもよい。例えば、筐体が円筒形状の場合、仕切板１３は円盤状に形成される。このとき連通口６１は仕切板１３の中央に配置することができる。

図７（Ｂ）に示すように、連通口６２の形状は、多角形に形成されていてもよい。また、連通口６２は複数形成されていてもよい。連通口６２を複数形成することにより、それぞれの連通口６２の配置の種類が広がるため、様々なユーザの使用態様に対応することができる。

例えば、図７（Ｂ）に示すように、六角形状の複数の連通口６２が近接して配置されている場合、連通口６２の間に架橋部６３が形成されている。この場合、架橋部６３が存在するため、圧力変化が小さく指向性の高い中高域周波数成分の振動は、架橋部６３から影響を受け易く、第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し難くなる。このため、仕切板１３によって、再生音の分離感を向上することができる。

図７（Ｃ）に示すように、連通口１７はスピーカ構造の前面側に、又は図７（Ｄ）に示すように連通口１７はスピーカ構造の背面側に、それぞれ配置されていてもよい。

連通口１７がスピーカ構造１の前面側に配置されている場合、連通口１７がスピーカ１１及びスピーカ１２に近くなる。スピーカ１１及びスピーカ１２から放音された音は減衰することなく、直接連通口１７に到達する。このため、低域周波数成分の振動は、第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬し易くなる。これにより、低域周波数成分の量感を増加することができる。

連通口１７がスピーカ構造１の背面側に配置されている場合、連通口１７がスピーカ１１及びスピーカ１２から遠くなる。スピーカ１１及びスピーカ１２から放音された音は、減衰して連通口１７に到達する。このため、低域周波数成分の振動は、減衰した状態で第１空間１４１及び第２空間１４２を互いに伝搬する。これにより、低域周波数成分の量感を抑制することができる。従って、連通口１７の位置により、ユーザは低域周波数成分の量感を調節することができる。

図８（Ａ）は、第３実施形態に係るスピーカ構造を示す斜視図である。図８（Ｂ）は、第３実施形態に係るスピーカ構造の断面図である。なお、第３実施形態に係るスピーカ構造の説明において、第１実施形態に係るスピーカ構造１と同様の構成については説明を省略する。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第３実施形態に係るスピーカ構造７１は、ポート１２０を有する。ポート１２０は、スピーカ構造１のポート２０と形状が、異なる。ポート１２０は、Ｌ字形状に曲がった形状である。

ポート１２０の第２開口部２２は、第２エンクロージャ１６の側面であって、仕切板１３と逆側に設けられている。このため、ポート１２０において第１開口部２１と第２開口部２２との間の距離が長くなる。このため、ポート１２０の長さがさらに長くなるため、共振周波数ｆをより低く抑えることができ、低域周波数成分を十分に再生することができる。

図９（Ａ）は、第４実施形態に係るスピーカ構造を示す斜視図である。図９（Ｂ）は、第４実施形態に係るスピーカ構造の断面図である。なお、第４実施形態に係るスピーカ構造の説明において、第１実施形態に係るスピーカ構造１と同様の構成については説明を省略する。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第４実施形態に係るスピーカ構造８１は、ポート２２０を有する。ポート２２０は、スピーカ構造１のポート２０と形状が、異なる。ポート２２０は、Ｘ方向の中央付近がスピーカ１１及びスピーカ１２側に突出するように折れ曲がった突出部２２１を有する。

ポート２２０は、一部がスピーカ構造８１の背面側から前面側へ、すなわちＹ軸方向へ沿って突出するように折れ曲がっている。このため、直線状に形成された場合に比べて、ポート２２０の長さが長く形成できる。これにより、共振周波数ｆをより低く抑えることができ、低域周波数成分を十分に再生することができる。

また、突出部２２１は、仕切板１１３とともに音響空間１４を第１空間１４１及び第２空間１４２とに仕切る。このため仕切板１１３を、小さく形成することができる。

なお、本実施形態において、仕切板１３は筐体１０と一体として構成されているが、仕切板１３は必ずしも筐体１０と一体として構成されていなくてもよい。例えば、仕切板１３は、上部カバー１０１又は下部キャビネット１０２と別の部材として着脱可能に形成されていてもよい。この場合、ユーザが仕切板１３を交換することにより、スピーカ構造１から再生する音質を容易に調整することができる。

なお、ポートの第２開口部２２の位置又は大きさ等は、本実施形態において例示されたものに限定されず、変更可能である。例えば、第２開口部２２の位置を、スピーカ構造１の前後方向、すなわちＹ方向沿って移動することも可能である。これにより、スピーカ構造１から再生する音質を調整することができる。

なお、ポート２０の第１開口部２１は、筐体１０の側面において外部に開口しているが、これに限定されず、例えば背面において外部に開口していてもよい。ポート２０から放音される音は低域周波数成分であり指向性が低い。このため、いずれの方向において放音されても問題は生じない。また、第１開口部２１がユーザから視認され難い場所に形成されるため、スピーカ構造１のデザインの自由度を向上することができる。

なお、本実施形態において、パッシブ型のスピーカを例に挙げたが、本発明は、パッシブ型のみに限定されず、例えば、アンプを内蔵したアクティブ型のスピーカであってもよい。また、本発明は、Ｂｌｕｅｔｈｏｏｔｈ（登録商標）若しくはＷｉ-Ｆｉ（登録商標）等の通信機能、デジタル信号の再生機能、又は信号の増幅若しくは調整機能等を有する一体型のスピーカであってもよい。

本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、７１、８１…スピーカ構造
１３…仕切板
１５…第１エンクロージャ
１６…第２エンクロージャ
１７、６１、６２…連通口
２０…ポート
２２…開口部
４０、４５、５５、５７…壁

Claims (6)

1. 第１エンクロージャと、
   第２エンクロージャと、
   前記第１エンクロージャと前記第２エンクロージャとの間に設けられ、前記第１エンクロージャと前記第２エンクロージャとを連通する連通口を有する仕切板と、
   外部に開口する第１開口部が配置され、前記第２エンクロージャに第２開口部が配置されたポートと、
   を備え、
   前記ポートは一つであり、前記第１エンクロージャ及び前記第２エンクロージャに亘って配置され、
   前記第１エンクロージャは、前記第１開口部と前記第２開口部の並ぶ方向に対して、前記第１開口部と前記第２開口部との間に位置するように配置されている、
   スピーカ構造。
2. 前記ポートの軸は、前記第１エンクロージャと前記第２エンクロージャとの並ぶ方向に沿っている
   請求項１に記載のスピーカ構造。
3. 前記第１エンクロージャ又は前記第２エンクロージャの少なくともいずれか一方に突出し、
   前記連通口に対向する、
   壁を備える、
   請求項１又は請求項２に記載のスピーカ構造。
4. 前記壁は、前記仕切板との間に吸音材を備える、
   請求項３に記載のスピーカ構造。
5. 前記連通口は前記仕切板の中央に形成されている、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載のスピーカ構造。
6. 前記第１エンクロージャ、前記第２エンクロージャ、及び前記仕切板は、一体的に形成された部分を有する、
   請求項１から請求項５のいずれかに記載のスピーカ構造。

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