JPWO2008139524A1 - スピーカー装置 - Google Patents
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Abstract
Description
トゥイータユニットが取り付けられるトゥイータボックスが、ウーファユニットの前面側を覆うように配置されてウーファボックスに取り付けられ、ウーファユニットに対して音響負荷として機能させるようにしている。この構成により、ウーファユニットにおける振動系の有効質量が増加し、これによって低域共振周波数が下がり、再生周波数帯域の低域側の再生特性等を改善することができるとされている。
31、41 振動体
32、42 フレーム
33 支持体
33a ホーン
33b、45 キャビネット
33ba 開口部
33c 支持部材
35 共鳴器
40 反発型磁気回路
50 スピーカー装置
60 取付金具
100 第1のスピーカユニット
200 第2のスピーカユニット
A1、A2 空間
V1、V2 容積
まず、図1を参照して、本発明の実施例に係るスピーカー装置の構成について説明する。 図1は、本発明の実施例に係るスピーカー装置50の斜視図を示す。図2は、本実施形態に係るスピーカー装置50の片側側面図、及びその中心軸L1を通る位置で切断した片側断面図を示す。
以下、図1乃至図3、図4(a)を参照して、第1のスピーカユニット100の構成について説明する。
磁気回路30は、ヨーク1、マグネット2及びプレート3を構成部材として有し、その各構成部材の構成は次の通りである。
振動体31は、ボイスコイルボビン4、ボイスコイル5、振動板6を構成部材として有し、その各構成部材の構成は次の通りである。
フレーム32は、椀状の形状を有し、磁気回路30を収容している。フレーム32は、磁気回路30及び振動体31を支持している。なお、本発明ではフレーム32の形状に限定はない。フレーム32の上端部は、後述するキャビネット33bのフレーム載置部33bbに載置された状態で取り付けられている。
支持体33は、ホーン(音響管)33aと、第1のキャビネット33b(以下、便宜上、「キャビネット33b」と呼称する)と、複数の支持部材33cと、を備える。
環状部材37は、環状の形状を有し、フレーム32の上端部と共にエッジ6bの外周部を挟み込んだ状態でキャビネット33bに取り付けられている。これにより、環状部材37は、フレーム32と共に振動板6を支持している。
図5は、本実施例に係る第2のスピーカユニット200を、その中心軸L1を通る位置で切断した断面図を示す。
反発型磁気回路40は、ヨーク11、磁石12、ポールピース13、複数の磁石14及び15、トッププレート16、及びプレート17を構成部材として有し、磁石12と複数の磁石14及び15とを同極(N極又はS極)同士が対向するように配置した構成を有する。
振動体41は、ボイスコイルボビン19、ボイスコイル20、ダンパー21、振動板22、エッジ23及びキャップ24を構成部材として有し、その各構成部材の構成は次の通りである。
フレーム42は、略椀状の形状を有し、反発型磁気回路40を収容している。フレーム42は、振動体41及び反発型磁気回路40を支持している。フレーム42の下端部側の中央部には、反発型磁気回路40で発生する熱を放熱するための開口42aが設けられている。フレーム42の上端部の外周面は、後述するキャビネット45の上端部の内周面に取り付けられている。
キャビネット45は、略椀状の形状を有し、振動体41、反発型磁気回路40及びフレーム42を覆っている。そして、キャビネット45とフレーム42の間には容積V2を有する空間A2が形成されている。好適な例では、後述する理由より、前記の容積V2は0[cc]より大きく360[cc]以下であることが好ましい。なお、本発明では、キャビネット45の形状に限定はない。キャビネット45の上端部は、第1のスピーカユニット100の支持体33の下端部に嵌め合わされている。キャビネット45の外周面には、スピーカー装置50を被取付部に対して吊り下げた状態で取り付ける為の取付金具60が取り付けられている。好適な例では、取付金具60は、M1×L10=M2×L20を満たすようにキャビネット45の外周面に取り付けられていることが好ましい。ここで、「M1」は、第1のスピーカユニット100の質量を、「L10」は、取付金具60の中心から第1のスピーカユニット100の重心までの長さを、「M2」は、第2のスピーカユニット200の質量を、「L20」は、取付金具60の中心から第2のスピーカユニット200の重心までの長さを夫々示す。これにより、被取付部に対して、スピーカー装置50を安定的に取り付けることが可能になる。
一般的に、スピーカユニットをキャビネット内に収容すると、キャビネットのスティフフネスが大きくなって、前記スピーカユニットの振動板は振動し難くなる。前記キャビネットが小さくなればなる程、前記キャビネットと前記スピーカユニットにより形成される空間の容積も小さくなって、前記振動板はより振動しにくい傾向が顕著となる。これは、前記振動板と前記キャビネットにて形成される前記空間内の空気がバネ性を発現し始めるからである。そのために、前記振動板が大きな振幅で振動し難くなり、低音域での音圧レベルが小さくなると共に、中音域での音圧レベルが、小さくなった低音域の音圧レベルと比較して相対的に大きくなってしまう。
かかる共鳴器70において、音響管70aの開口部の面積をS、音響管70aの長さをL、音響管70aと球状部70bを合わせた容積をV、音速をCとすると、その共鳴器70を有するスピーカユニットの再生周波数fは、
f = (C/2π)√(S/LV) (式1)
で表される。
ここで、図7は、共鳴器35を有する第1のスピーカユニット100を備えたスピーカー装置50(本実施例)、及び共鳴器35を有しない第1のスピーカユニット100を備えたスピーカー装置50(比較例)の音圧レベル[dB]と周波数[Hz]の関係を示すグラフである。図7において、実線で示すグラフg1は本実施例のスピーカー装置50の周波数特性を、また、破線で示すグラフg2は比較例に係るスピーカー装置50の周波数特性を夫々示す。なお、この例における共鳴器35の条件は、上記の式1において、開口部33baの直径=5[mm]、2つの開口部33ba全体の大きさ(総面積)S=12.5π[mm2]、開口部33baの音響放射方向Y1の長さL=1[mm]、共鳴器35においてキャビネット33bとフレーム32の間に形成される空間A1の容積V1=2000[mm3]としている。
上記の式1において、共鳴器35の開口部33baの大きさ(面積)を変えることにより、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができる。そこで、この点について、図8を参照して説明する。図8は、共鳴器35の2つの開口部33ba全体の大きさ(総面積)Sとスピーカー装置50の周波数特性の関係を示すグラフである。図8において、実線で示すグラフg11は共鳴器35の開口部33baの直径φを2[mm](2つの開口部33baの総面積S=2π[mm2])に設定したグラフであり、一点鎖線で示すグラフg12は共鳴器35の開口部33baの直径φを2.5[mm](2つの開口部33baの総面積S=3.125π[mm2])に設定したグラフであり、二点鎖線で示すグラフg13は共鳴器35の開口部33baの直径φを3[mm](2つの開口部33baの総面積S=4.5π[mm2])に設定したグラフであり、破線で示すグラフg14は共鳴器35の開口部33baの直径φを3.5[mm](2つの開口部33baの総面積S=6.125π[mm2])に設定したグラフである。
上記の式1において、共鳴器35の容積V1を変えることにより、スピーカー装置50の周波数特性等を変えることができる。そこで、この点について、図9を参照して説明する。図9は、共鳴器35の容積V1とスピーカー装置50の周波数特性の関係を示すグラフである。図9において、実線で示すグラフg21は、図3において第1のスピーカユニット100のキャビネット33bのフレーム載置部33bbの面(基準面Sx)上に、図4(c)に示す、内径r及び厚さtを有する環状のスペーサ38を設けていない場合のグラフであり、また、一点鎖線で示すグラフg22はフレーム載置部33bbの基準面Sx上に内径r及び厚さt=1[mm](共鳴器35の容積V1に対して付加される、環状のスペーサ38の容積=855[mm3])を有する環状のスペーサ38を設けた場合のグラフであり、また、二点鎖線で示すグラフg23はフレーム載置部33bbの基準面Sx上に内径r及び厚さt=2[mm](共鳴器35の容積V1に対して付加される、環状のスペーサ38の容積=1709[mm3])を有する環状のスペーサ38を設けた場合のグラフであり、また、破線で示すグラフg24はフレーム載置部33bbの基準面Sx上に内径r及び厚さt=3[mm](共鳴器35の容積V1に対して付加される、環状のスペーサ38の容積=2565[mm3])を有する環状のスペーサ38を設けた場合のグラフである。
本実施例では、図2及び図3に示すように、共鳴器35内に対して、特定の周波数を吸収する吸音材36を設けることにより、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができる。この点について、図10を参照して説明する。図10は、共鳴器35内の吸音材36の量(質量)とスピーカー装置50の周波数特性の関係を示すグラフである。図10において、実線で示すグラフg31は共鳴器35内に吸音材36を設けていない場合のグラフであり、破線で示すグラフg32は共鳴器35内に質量0.018[g]を有する吸音材36を設けた場合のグラフであり、また、一点鎖線で示すグラフg33は共鳴器35内に質量0.036[g]を有する吸音材36を設けた場合のグラフである。
また、本発明では、第1のスピーカユニット100のキャビネット33bの形状を変えることによっても、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができる。
また、本発明では、第2のスピーカユニット200の音響放射方向Y1側にホーン33aを配置することによっても、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができる。
また、本実施例に係るスピーカー装置50では、図2に示すように、第1のスピーカユニット100と、第2のスピーカユニット200との間には、所定の間隔(より具体的には、第1のスピーカユニット100のキャビネット33bの頂部から第2のスピーカユニット200のキャップ24までの距離)d1が設けられている。この間隔d1の大きさを調整することにより、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができる。特に、第1のスピーカユニット100と、第2のスピーカユニット200との間に所定の間隔d1を設けることにより、第2のスピーカユニット200から第1のスピーカユニット100に向けて放射された音波と、この音波が第1のスピーカユニット100のキャビネット33bに反射することにより生じる音波とが干渉することにより生じる、スピーカー装置50の再生周波数におけるピーク・ディップを低減することができる。言い換えれば、所定の間隔d1を変えることで、第1のスピーカユニット100の振動板本体6aと第2のスピーカユニット200の振動板22との距離、又は第1のスピーカユニット100のエッジ6bと第2のスピーカユニット200のエッジ23との距離が変わるので、スピーカー装置50の周波数特性を変えることができ、前述したような、スピーカー装置50の周波数特性におけるピーク・ディップを低減することができる。
また、本実施例に係るスピーカー装置50では、第2のスピーカユニット200のキャビネット45は、第1のスピーカユニット100の音響放射方向Y1側の面に対し逆側の面を覆っており、第2のスピーカユニット200のキャビネット45とフレーム42との間に形成された空間A2の容積V2は、0[cc]より大きく360[cc]以下に設定されている。これにより、第2のスピーカユニット200の周波数特性を変えることができる。この点について、図15を参照して説明する。図15は、第2のスピーカユニット200の音圧レベルと周波数特性との関係を示すグラフである。図15において、実線で示すグラフg71は、容積V2=360[cc]を有するキャビネット45が装着された第2のスピーカユニット200の周波数特性を、また、破線で示すグラフg72は、キャビネット45を装着していない第2のスピーカユニット200の周波数特性を夫々示す。
本発明では、図3の対応図である図16に示すように、第1のスピーカユニット100は、第1のスピーカユニット100の音響特性を制御するイコライザー39を備えていてもよい。この変形例では、イコライザー39は、筒状の形状を有する第1部材と、振動板6aと対向する中央部に開口を有し且つ前記第1部材の上端部から音響放射方向Y1に対して逆方向に且つ斜め方向に延びる第2部材を有して構成されているが、本発明では、そのイコライザー39の形状について、特に限定はしなく、公知のイコライザーを用いても構わない。かかるイコライザー39は、その構成要素である第1部材の下端部が環状部材37上に取り付けられた状態で振動板6の音響放射方向Y1側に配置される。このように、第1のスピーカユニット100に対してイコライザー39を設けることにより、第1のスピーカユニット100の高音域での周波数特性をフラットにすることができる。
ユニット200へ近づけることにより、スピーカー装置50の再生周波数におけるピーク・ディップを高音域側へ移動させることができるが、そのピーク・ディップの大きさが大きくなってしまう。一方、前記のキャビネット33bを第2のスピーカユニット200から遠ざけることにより、スピーカー装置50の再生周波数におけるピーク・ディップが中音域側へ移動してしまうが、そのピーク・ディップを小さくできる、つまり、スピーカー装置50の周波数特性をフラットにできる。したがって、前記の間隔d1を調整することにより、スピーカー装置50の周波数特性を所望の音響特性となるように調整することができる。このことから、前記の共鳴器35により、特定の周波数帯域(例えば、中音域)に生じるピークの音圧レベルの大きさを調整すると共に、前記の間隔d1を調整することにより、特定の周波数帯域(例えば、高音域)における周波数特性をフラットにすることで、中音域から高音域にかけて周波数特性をフラットにすることができ、音響特性を向上させることができる。つまり、共鳴器35とイコライザーとしてのキャビネット33bとをスピーカー装置50が備えることで、スピーカー装置50において、周波数特性をフラットにすることができ、所望の音響特性を提供することが可能になる。
[0088]
[第2のスピーカユニットのキャビネットの容積とその周波数特性の関係]
また、本実施例に係るスピーカー装置50では、第2のスピーカユニット200のキャビネット45は、第1のスピーカユニット100の音響放射方向Y1側の面に対し逆側の面を覆っており、第2のスピーカユニット200のキャビネット45とフレーム42との間に形成された空間A2の容積V2は、0[cc]より大きく360[cc]以下に設定されている。これにより、第2のスピーカユニット200の周波数特性を変えることができる。この点について、図15を参照して説明する。図15は、第2のスピーカユニット200の音圧レベルと周波数特性との関係を示すグラフである。図15において、実線で示すグラフg71は、容積V2=360[cc]を有するキャビネット45が装着された第2のスピーカユニット200の周波数特性を、また、破線で示すグラフg72は、キャビネット45を装着していない第2のスピーカユニット200の周波数特性を夫々示す。
[0089]
図15のグラフg71及びグラフg72を対比して分かるように、グラフg72では、中音域から低音域(特に、500[Hz]以下より小さい周波数帯域)にかけて音圧レベルが急激に低下している。このような音圧レベルが急激に低下する現象は、第2のスピーカ
Claims (14)
- 少なくとも第1のスピーカユニット及び第2のスピーカユニットを備え、
前記第1のスピーカユニットは共鳴器を備え、
前記共鳴器は、前記第2のスピーカユニットと相互に対向し合うように配置されていることを特徴とするスピーカー装置。 - 前記第1のスピーカユニットは、振動板とボイスコイルとを有する振動体と、磁石とプレートとを備える磁気回路と、フレームと、キャビネットと、を備え、
前記キャビネットは、前記フレームを覆うように配置され、
前記キャビネットには、前記第2のスピーカユニットと対向する開口部が形成されており、
前記共鳴器は、前記フレームと前記キャビネットにて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。 - 前記第2のスピーカユニットと対向する、前記キャビネットの面は曲面状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のスピーカー装置。
- 前記キャビネットは、前記第2のスピーカユニットに向かって凸状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のスピーカー装置。
- 前記第2のスピーカユニットと対向する前記キャビネットの面は平坦な形状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のスピーカー装置。
- 前記第1のスピーカユニットは、前記第2のスピーカユニットの音響放射方向側に配置されたホーンを有することを特徴とする請求項1に記載のスピーカー装置。
- 前記第1のスピーカユニットと、前記第2のスピーカユニットとの間には、所定の間隔が設けら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。
- 前記第1のスピーカユニットは、イコライザーを備えることを特徴とする請求項1に記載のスピーカー装置。
- 前記共鳴器は吸音材を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のスピーカー装置。
- 前記第1のスピーカユニットの中心軸と、前記第2のスピーカユニットの中心軸とは略同軸上にあることを特徴とする請求項1に記載のスピーカー装置。
- 前記第1のスピーカユニットは、前記第2のスピーカユニットの音響放射方向側に配置され、
前記第1のスピーカユニットは、前記第2のスピーカユニット側から延在する支持部材を有し、
前記支持部材は、前記第1のスピーカユニットを支持し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。 - 前記第1のスピーカユニットは高音再生用スピーカユニットであり、前記第2のスピーカユニットは低音再生用スピーカユニットであることを特徴とする請求項1に記載のスピーカー装置。
- 前記第2のスピーカユニットは、第2のキャビネットを備え、
前記第2のキャビネットは、前記第1のスピーカユニットの音響放射方向側の面に対し逆側の面を覆っ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。 - 前記第2のキャビネットが有する容積は、0[cc]より大きく360[cc]以下であることを特徴とする請求項13に記載のスピーカー装置。
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