WO2006035564A1

WO2006035564A1 - スピーカ装置

Info

Publication number: WO2006035564A1
Application number: PCT/JP2005/015682
Authority: WO
Inventors: Shuji Saiki; Toshiyuki Matsumura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1788835B1; CN101027935B; JP4142718B2; US7991181B2; JPWO2006035564A1; US20070195982A1; JP2008252908A; CN101027935A; EP1788835A1; EP1788835A4

Abstract

　キャビネット（１０）の前面に形成された開口部にスピーカユニット（１１）が取り付けられる。キャビネット（１０）の内部には、繊維状の活性炭（１２）（活性炭繊維）が配置される。スピーカユニット（１１）の音圧で変化するキャビネット（１０）の内部の圧力変化は、活性炭（１２）の物理吸着作用によって抑えられる。また、活性炭繊維は気体を物理吸着するミクロ孔が繊維の表面に存在するため、物理吸着する際の音響エネルギーの損失が少なく、音圧レベルの低下を防止することができる。

Description

明細書

スピーカ装置

技術分野

[0001] 本発明は、スピーカ装置に関し、より特定的には、小型のキャビネットで低音再生を実現するスピーカ装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来のスピーカ装置では、キャビネットの内部空室が呈する音響スティフネスの影響によって、小型で低音再生が可能なスピーカ装置を実現することが困難であった。この低音の再生限界は、音響スティフネスの大きさ、つまり、キャビネットの容積で決定されるものである。そこで、この低音再生限界の課題を解決する 1つの手段として、キャビネットの内部に粒状の活性炭の塊を配置するスピーカ装置が提案されている（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 図 22は、従来のスピーカ装置における主要部の構造断面図である。図 22において、従来のスピーカ装置は、キャビネット 90、低音用スピーカ 91、活性炭 92、支持部材 93、およびダイヤフラム 94を備える。低音用スピーカ 91は、キャビネット 90の前面に取り付けられる。活性炭 92は、粒状の活性炭 (以下、粒状活性炭という）であり、キヤビネット 90内部に塊状で配置される。また、活性炭 92は、キャビネット 90の背面、底面、上面、左右側面、および支持部材 93によって支持されている。なお、支持部材 9 3には、その全表面に空気を通過させる細孔が形成されている。

[0004] 次に、図 22に示す従来のスピーカ装置の動作について説明する。低音用スピーカ 91に電気信号が印加されると音圧が発生する。当該音圧によってキャビネット 90内部の圧力が変化する。そして、この圧力変化によって、ダイヤフラム 94が振動する。このダイヤフラム 94の振動によって、活性炭 92が配置された空室の圧力が変化する。活性炭 92は、支持部材 93およびキャビネット 90によって塊状に支持されている。なお、支持部材 93の全表面には、上述したように細孔が形成されている。そのため、ダィャフラム 94の振動による圧力変化に伴う気体が活性炭 92に物理吸着されて、キヤビネット 90の内部の圧力変化は抑制される。つまり、キャビネット 90が等価的に大きな容積のキャビネットとして動作する。このように従来のスピーカ装置では、活性炭 92 が等価的にキャビネットの内部容積を拡大することで、小型のキャビネットでありながら、あた力も大きなキャビネットにスピーカユニットを搭載したような低音再生が可能となる。

特許文献 1：特表昭 60 - 500645号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ここで、活性炭 92の構造について考える。上述した従来のスピーカ装置における活性炭 92は、平均粒径が 0. lmm〜0. 3mmである粒状の活性炭が集合したものである。この粒状活性炭の内部には、無数の細孔が形成されている。粒状活性炭の単位重さあたりの比表面積は 1000m²Zg程度である。この細孔は、図 23に示すように、粒状活性炭の表面付近に形成されるマクロ孔 100と、内部に形成されるミクロ孔 101 とに大別される。図 23は、粒状活性炭に形成される細孔の構造を模式的に示す図である。図 23において、粒状活性炭の内部に形成される無数のミクロ孔 101に気体が物理吸着されることで、活性炭 92が上記容積拡大効果を発揮すると考えられている。なお、マクロ孔 100は、気体力ミクロ孔 101に到達するまでの通路としての役割を果たす。

[0006] し力しながら、粒径が 0. 1mm以上ある粒状活性炭では、ミクロ孔 101に対してマクロ孔 100が占める体積比率が大きぐ物理吸着効果に制限がある。したがって、大きな物理吸着効果を得るためには、大量の粒状活性炭が必要であり、活性炭 92の体積を大きくする必要がある。し力しながら、キャビネットの内部容積が小さい小型のスピー力装置では、搭載できる活性炭 92の体積が限定される。これにより、十分な物理吸着効果が得られず、所望する低音再生帯域の拡大が困難であった。

[0007] また、気体の通路となるマクロ孔 100が、ミクロ孔 101に到達する気体の流れを抑制する音響抵抗として作用する。したがって、この音響抵抗において音響エネルギーの損失が発生し、低音域の音圧レベルが大幅に低下するという課題もあった。

[0008] さらに、音圧の周波数帯域が高くなると、マクロ孔 100がその通路自体の空室容積と通路長とで音の伝達を遮断するハイカットフィルタを形成してしまう。これ〖こより、 10 0〜200Hz以上の高域に対しては、ミクロ孔 101への気体の流入が抑制される。そして、 100〜200Hz以上の高域に対しては、ほとんど物理吸着効果が得られず、活性炭 92の利用は 100Hz以下の低音専用のスピーカ装置に限定されるという大きな課題があった。

[0009] それ故、本発明は上記課題を解決するスピーカ装置に関し、活性炭の物理吸着効果によって等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する小型のスピーカ装置を実現することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明の第 1の局面は、スピーカ装置であって、キャビネットと、キャビネットに取り付けられるスピーカユニットと、キャビネットの内部空間に配置される繊維状の活性炭とを備える。

[0011] 本発明の第 2の局面は、上記第 1の局面において、キャビネットが密閉型のキヤビネットであることを特徴とする。

[0012] 本発明の第 3の局面は、上記第 1の局面において、キャビネットに取り付けられ、キャビネットの内部空間と外部空間とを音響的に連結する音響ポートをさらに備える。

[0013] 本発明の第 4の局面は、上記第 3の局面において、活性炭は、音響ポートの両端の開口部のうちキャビネットの内部空間に接続される開口部とスピーカユニットとの間の空間を遮らないように、キャビネットの内側に固設されることを特徴とする。

[0014] 本発明の第 5の局面は、上記第 1の局面において、キャビネットに取り付けられ、スピー力ユニットの振動に応動して駆動されるパッシブラジェータをさらに備える。

[0015] 本発明の第 6の局面は、上記第 5の局面において、活'性炭は、スピーカユニットとパッシブラジェータとの間の空間を遮らないようにキャビネットの内側に固設されることを特徴とする。

[0016] 本発明の第 7の局面は、上記第 5の局面において、ノッシブラジェータとの間に空隙を形成するようにパッシブラジェータと活性炭との間に固設される板状部材をさらに備える。

[0017] 本発明の第 8の局面は、上記第 1の局面において、活性炭が、空気を少なくとも遮蔽する遮蔽部材で包装されることを特徴とする。

[0018] 本発明の第 9の局面は、上記第 8の局面において、遮蔽部材が薄膜状のフィルムであることを特徴とする。

[0019] 本発明の第 10の局面は、上記第 9の局面において、薄膜状のフィルムの材料がポリ塩ィ匕ビュルあるいはポリ塩ィ匕ビユリデンであることを特徴とする。

[0020] 本発明の第 11の局面は、上記第 1の局面において、活性炭がフエノール系榭脂から生成されることを特徴とする。

[0021] 本発明の第 12の局面は、上記第 1の局面において、スピーカユニットが動電型、圧電型、静電型、または電磁型のいずれかであることを特徴とする。

[0022] 本発明の上記第 13の局面は、上記第 1の局面において、活性炭の比表面積が 50

0m²Zg以上であることを特徴とする。

[0023] 本発明の第 14の局面は、上記第 1の局面において、活性炭は、布状に形成された活性炭が積層された構成を有することを特徴とする。

[0024] 本発明の第 15の局面は、上記第 14の局面において、布状に形成された活性炭が積層される方向は、スピーカユニットから放射される音の進行方向に対して垂直であることを特徴とする。

[0025] 本発明の第 16の局面は、上記第 15の局面において、布状の活性炭は、渦巻状に積層されることを特徴とする。

[0026] 本発明の第 17の局面は、携帯端末装置であって、請求項 1から 16のいずれかに記載のスピーカ装置と、スピーカ装置を支持するケースとを備える。

[0027] 本発明の第 18の局面は、上記第 17の局面において、スピーカユニットは、ボイスコィルと、ボイスコイルを一方面に固着した振動板とを有し、スピーカユニットは、振動板の他方面を内部空間に向けて取り付けられることを特徴とする。

[0028] 本発明の第 19の局面は、上記第 17の局面において、スピーカ装置は、スピーカュニットと活性炭との間を仕切るようにキャビネットの内側に固設される防塵部材をさらに備える。

[0029] 本発明の第 20の局面は、車両であって、請求項 1から 16のいずれかに記載のスピ一力装置と、スピーカ装置を内部に配置する車体とを備える。 [0030] 本発明の第 21の局面は、映像機器であって、請求項 1から 16のいずれかに記載のスピーカ装置と、スピーカ装置を内部に配置する筐体とを備える。

発明の効果

[0031] 上記第 1の局面によれば、繊維状の活性炭の物理吸着効果によって、等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する小型のスピーカ装置を提供することができる。また、本局面によれば、繊維状の活性炭にはハイカットフィルタを形成するマクロ孔がないため、物理吸着効果は 100〜200Hz以上の高域でも発揮される。つまり、本局面によれば、低域の再生周波数帯域が比較的高い小型のキャビネットに対しても、物理吸着効果が発揮された低音豊カな再生を実現することができる。

[0032] 上記第 2の局面によれば、キャビネットの内部は密閉されているので、活性炭がキヤビネット外部の外気と直接触れることがない。これにより、活性炭が湿気や不要なガスを吸着して性能が劣化することを防止することができる。

[0033] 上記第 3の局面によれば、位相反転方式のスピーカ装置として動作し、低音域の再生限界をさらに拡大することができる。

[0034] 上記第 4の局面によれば、活性炭がスピーカユニットと音響ポートとの間を遮ることによって生じる、バスレフ方式としての動作の損失を防止することができる。

[0035] 上記第 5の局面によれば、位相反転方式のスピーカ装置として動作し、低音域の再生限界をさらに拡大することができる。

[0036] 上記第 6の局面によれば、活性炭がスピーカユニットとパッシブラジェータとの間を遮ることによって生じる、位相反転方式としての動作の損失を防止することができる。

[0037] 上記第 7の局面によれば、ノッシブラジェータが駆動する際、活性炭と接触することを防止することができる。

[0038] 上記第 8〜第 10の局面によれば、例えばキャビネットの外部空間と内部空間を連結する音響ポートを用いたスピーカ装置において、活性炭が外気と直接接触することを防止して活性炭の劣化を防止することができる。

[0039] 上記第 11の局面によれば、フノール系榭脂は気体を物理吸着するミクロ孔が多数形成されやすい材料であり、比表面積が大きな繊維状の活性炭を得ることができる。

[0040] 上記第 13の局面によれば、ユーザに対して、活性炭の物理吸着効果による低音感の向上をより効果的に提供することができる。

[0041] 上記第 14の局面によれば、布状の活性炭を積層して配置することで、積層しない場合と比べて、所望する位置に配置しやすくすることができる。

[0042] 上記第 15の局面によれば、活性炭の積層方向が音の進行方向に対して垂直に積層されることで、活性炭にはその繊維と繊維との間に上記音の進行方向と同じ方向の隙間が形成され、スピーカユニットから放射された音はその隙間を通過することが容易となる。その結果、気体が物理吸着するまでに生じる損失は低減され、低音域での音圧レベルの低下を大幅に低減することができる。

[0043] 上記第 16の局面によれば、渦巻状に積層することは容易であり、製造工数を削減することができる。

[0044] 上記第 18の局面によれば、ボイスコイルに対して内部空間側にある振動板によつて活性炭などの粉塵がボイスコイルに接触しなヽ構造となるので、活性炭などの粉塵がボイスコイルと接触して、電気的なショートによる故障や異音の発生を防止することができる。

[0045] 上記第 19の局面によれば、防塵部材によってスピーカユニットに活性炭などの粉塵が流入しな、構造となるので、活性炭などの粉塵が振動板などに接触して発生する異音を防止することができる。図面の簡単な説明

[0046] [図 1]図 1は、第 1の実施形態に係るスピーカ装置の一例を示す構造断面図である。

[図 2]図 2は、活性炭繊維に形成される細孔を模式的に示す図である。

[図 3]図 3は、活性炭繊維である活性炭 12の効果を示す実測結果を示す図である。

[図 4]図 4は、比表面積別の容積拡大効果について測定した結果を示す図である。

[図 5]図 5は、等価容積と音圧周波数特性との関係を計算により求め、グラフ化した図である。

[図 6]図 6は、第 2の実施形態に係るスピーカ装置の正面図および側面の構造断面図を示す図である。 [図 7]図 7は、活性炭繊維である活性炭 12の効果を示す実測結果を示す図である。

[図 8]図 8は、遮蔽部材 23で包装した糸状の活性炭繊維を示す図である。

[図 9]図 9は、第 3の実施形態に係るスピーカ装置の正面図および側面の構造断面図を示す図である。

[図 10]図 10は、活性炭 12を積層方向を変えて配置したスピーカ装置の構造断面図である。

[図 11]図 11は、容積が 0. 5リットルあるキャビネット内部に活性炭 12の積層方向を変えて配置した場合の音響インピーダンスの測定結果を示す図である。

[図 12]図 12は、抵抗成分の差異が音圧周波数特性に与える影響を計算により求めた図である。

[図 13]図 13は、布状の活性炭繊維である活性炭 12を渦巻状に積層してキャビネット 30の内部に配置したスピーカ装置の構造断面図である。

[図 14]図 14は、本発明におけるスピーカ装置を搭載した携帯電話を示す図である。

[図 15]図 15は、図 14に示す線 AB間で携帯電話を切断した断面図である。

[図 16]図 16は、図 14および図 15で示したスピーカ装置 43において、スピーカュ-ット 50の振動板 56の振幅特性を測定した結果を示す図である。

[図 17]図 17は、口径が φ 14mmであるマイクロスピーカを容積が lccのキャビネットに入れた場合における音圧周波数特性と電気インピーダンス特性を示す図である。

[図 18]図 18は、本発明におけるスピーカ装置が自動車のドアに搭載された一例を示す図である。

[図 19]図 19は、自動車の車内に設置されたスピーカ装置の一例を示す図である。

[図 20]図 20は、自動車の車内に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図である。

[図 21]図 21は、本発明におけるスピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図である。

[図 22]図 22は、従来のスピーカ装置における主要部の構造断面図である。

[図 23]図 23は、粒状活性炭に形成される細孔の構造を模式的に示す図である。符号の説明

10、 20、 30、 77 キャビネット、 50、 72 スピーカュ活性炭

音響ポート, 32, 412 仕切板遮蔽部材パッシブラジェータ1、 56 振動板2 サスペンション携帯電話本体ケース液晶画面、 82 スピーカ装置アンテナヒンジ咅

1 開口部

フレームヨーク

マグネットプレートボイスコィノレガスケット防塵メッシュ窓部

ドア本体

座席

台座

パンチングネット薄型テレビ本体 81 ディスプレイ

100 マクロ孔

101 ミクロ孔

発明を実施するための最良の形態

[0048] 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

[0049] (第 1の実施形態）

図 1を参照して、本発明における第 1の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図 1は、第 1の実施形態に係るスピーカ装置の一例を示す構造断面図である。図 1において、スピーカ装置は、キャビネット 10、スピーカユニット 11、および活性炭 12を備える。なお、図 1に示すスピーカ装置は、密閉方式のスピーカ装置である。

[0050] 図 1において、スピーカユニット 11は、例えば動電型スピーカである。スピーカュ- ット 11は、キャビネット 10の前面に形成された開口部に取り付けられる。活性炭 12は、繊維状の活性炭（以下、活性炭繊維と記載する）である。活性炭 12は、キャビネット 10の内部に配置される。また、キャビネット 10の内部空間であって、上述したスピー力ユニット 11および活性炭 12以外の空間を空間 R1とする。

[0051] 活性炭 12は、活性炭繊維である。ここでは、具体例として活性炭繊維を編んで布状にしたものを用いるとする。活性炭 12は、折り畳んだ状態 (積層した状態)でキヤビネット 10の内部に配置される。ここで、活性炭繊維に形成される細孔は、図 2に示すように、ミクロ孔 101のみである。つまり、活性炭繊維には、上述したマクロ孔 100は形成されず、活性炭繊維の表面に直接ミクロ孔 101が形成されている。図 2は、活性炭繊維に形成される細孔を模式的に示す図である。このような活性炭繊維を生成するための材料としては、例えばフエノール系、セルロース系、アクリル-トリル系、またはピッチ系などの樹脂が挙げられる。特に、フエノール系榭脂は、他の榭脂に比べてミクロ孔が多数形成されやすい材料であり、比表面積が大きい活性炭繊維を得ることのできる材料である。なお、生成方法としては、例えば布状にした活性炭繊維を高温処理して炭化させる方法などがある。

[0052] 次に、上述したスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット 11は、動電型スピーカであり、電気信号が印加されるとボイスコイルに駆動力が発生する。この駆動力によってスピーカユニット 1 1の振動板が振動し、音圧が発生する。そして、振動板力も発生した音圧によって、キャビネット 10内部に形成される空間 R1の圧力が変化する。し力しながら、活性炭 12の物理吸着作用によって、キャビネット 10の内部の圧力変化は抑制され、キャビネット 10の内部容積が等価的に拡大する。

[0053] 図 3は、活性炭繊維である活性炭 12の効果を示す実測結果である。また図 3は、容積が 0. 5リットルあるキャビネットに 8cm口径のスピーカユニットを取り付けて、活性炭 12を入れない場合、従来の粒状活性炭を入れた場合、活性炭繊維を入れた場合で、それぞれの音圧周波数特性および電気インピーダンス特性を測定した結果である。図 3において、グラフ Aは活性炭 12を入れない場合、グラフ Bは従来の粒状活性炭 (材質：フエノール系榭脂、粒径： Φ 1. Omm〜 φ 2. Omm、ミクロ孔径：約 φ 1. 5nm )を 120g入れた場合、グラフ Cは布状の活性炭繊維 (材質:フエノール系榭脂、ミクロ孔径:約 φ 1. 5nm)を 46g入れた場合の測定結果をそれぞれ示す。

[0054] 活性炭 12を入れないときのグラフ Aにおいて、共振周波数は f = 129. 1Hz、電

OA

気インピーダンスの共振の鋭さを示す先尖度は Q = 5. 71となる。グラフ Bの粒状活

A

性炭の場合、共振周波数は f = 112. 5Hz、先尖度は Q = 2. 91となる。グラフじの

OB B

活性炭繊維の場合、共振周波数は f = 107. 4Hz、先尖度は Q =4. 08となる。共

OC C

振周波数がキャビネット容積の 2乗に比例するという関係から、グラフ Bの従来の粒状活性炭を用いた場合のキャビネット容積の拡大率は (f /Ϊ ) ²= 1. 3となる。また、

OA OB

グラフ Cの活性炭繊維の場合は (f /ί ) ²= 1. 4となる。このように、活性炭繊維を

OA OC

用いた方が従来の粒状活性炭を用いるよりも容積の拡大率は大きくなる。

[0055] また、活性炭 12に気体が吸着される過程での音響エネルギーの損失の大きさは電気インピーダンスの Q値で評価できる。損失が大きいほど Q値は小さくなる。グラフ B で示す粒状活性炭の Q = 2. 91に対して、グラフ Cの活性炭繊維は Q =4. 08とな

B C

る。この結果より、活性炭繊維は従来の粒状活性炭に比べて音響エネルギーの損失が少ないことがわかる。従来の粒状活性炭においては、気体がミクロ孔 101に流入する過程でマクロ孔 100を通過することで、音響エネルギーの損失が生じるためである

。これに対し、活性炭繊維はミクロ孔が繊維の表面に存在するため、気体力ミクロ孔に直接流入して吸着される。つまり、活性炭繊維は粒状活性炭に比べて音響エネルギ一の損失が少な、と、える。

[0056] 次に、共振周波数や共振の先尖度の差異が音圧周波数特性に与える影響について考える。まず、グラフ Bおよびグラフ Cの音圧周波数特性は、活性炭 12を入れていな!、ときのグラフ Aの音圧周波数特性と比べて、 100Hz以下の低音域で音圧レベルが高くなつている。これは、粒状活性炭および活性炭繊維の容積拡大効果によるものである。さらに、グラフ Bとグラフ Cとを比較すると、従来の粒状活性炭に比べて、活性炭繊維は気体の物理吸着作用の過程での音響エネルギーの損失が少ないため、 100Hz以下の低音域で音圧レベルが高いことがわかる。

[0057] また、上述したように、粒状活性炭では、音圧の周波数帯域が高くなると、気体の通路となるマクロ孔 100が、その通路自体の空室容積と通路長とで音の伝達を遮断するハイカットフィルタを形成してしまう。このため、 100〜200Hz以上の高域に対しては、ほとんど物理吸着効果が得られな力つた。これに対し、本実施形態の活性炭繊維にはマクロ孔が形成されないため、活性炭 12は 100〜200Hz以上の高域でも物理吸着効果を発揮することができる。このように本発明は、低域の再生周波数帯域が比較的高い小型のキャビネットを有する機器などに対しても有用である。

[0058] 以上のように、本実施形態に係るスピーカ装置によれば、活性炭繊維を用いることにより、等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する小型のスピーカ装置を提供することができる

[0059] なお、上述では、活性炭 12は布状の活性炭繊維を用いるとした力これに限定されない。例えば、糸状やチョップ状の活性炭繊維を用いてもよい。また、上述では、布状の活性炭繊維を折り畳んだ状態にしてキャビネット 10の内部に配置するとした力折り畳まずに済む程度の小さ!/ヽ布状の活性炭繊維を複数枚積層して配置してもよい。また、活性炭繊維は、バインダとしてポリエステル繊維、あるいはパルプ等を用いた複合繊維であってもよい。さら〖こ、活性炭繊維は金型を用いてバインダを溶着させて任意の形状に成形したものでもよい。このような応用手段は、材料の表面で気体を物理吸着させるという本発明の思想の範囲内である。

[0060] また、図 3の測定においては、ミクロ孔径が約 φ 1. 5nmである活性炭繊維を測定に用いた。本発明に用いる活性炭繊維としては、ミクロ孔径が φ 1. Onm〜 φ 2. 5n m程度となる活性炭繊維が好ましい。また、活性炭繊維の比表面積は、例えば 500 m²Zg以上であることが好ましい。比表面積 [m²Zg]とは、単位重量あたりの表面積のことであり、物理吸着性能の尺度として用いられて!/、る。

[0061] 以下、比表面積が 500m²Zg以上であることがより好ましい根拠について説明する。上述したように、活性炭繊維のミクロ孔は表面に存在する。このため、活性炭繊維の比表面積が大きいものほど、ミクロ孔の個数も多いと考えられる。図 4は、比表面積別の容積拡大効果について測定した結果を示す図である。なお、図 4は、容積が 0. 5リットルあるキャビネット内に比表面積が異なる活性炭繊維を入れて測定した結果である。また、測定には、フエノール系榭脂を材料とした活性炭繊維を用いている。また、図 4において、縦軸は活性炭繊維がないときのキャビネット容積に対する等価的に拡大した容積 (等価容積)を、横軸は比表面積をそれぞれ示している。図 4に示すように、比表面積が 500m²Zgとなる活性炭繊維を用いた場合、等価容積は約 1. 3倍になることがわかる。比表面積が 1700〜1800m²/g以上となる活性炭繊維を用いた場合には、等価容積が 2倍以上になることがわかる。

[0062] 図 5は、等価容積と音圧周波数特性との関係を計算により求め、グラフ化した図である。計算の条件としては、キャビネット容積が 0. 5リットルのバスレフ方式を基準とし、これに 8cm口径のスピーカを取り付けた場合を条件としている。また、図 5において、グラフ Dはキャビネット内に活性炭繊維がない場合、グラフ Eは等価容積が 1. 3倍となった場合、グラフ Fは等価容積が 2倍となった場合の音圧周波数特性をそれぞれ示す。グラフ Eとグラフ Dを比較すると、周波数 90Hz付近において、グラフ Eの方が音圧レベルが約 3dB高いことがわかる。つまり、比表面積が 500m²/gとなる活性炭繊維を用いることで、等価容積が 1. 3倍に拡大され、音圧レベルが約 3dB向上することがわかる。そして、音圧レベルが約 3dB違えば、聴感上でも低音感の向上が認知されると予測される。したがって、活性炭繊維の比表面積としては 500m²/g以上であることがより好ましいといえる。なお、活性炭繊維による等価容積の拡大効果は使用する繊維材料、ミクロ孔の径の大きさ等でも変化すると考えられるが、このような場合でも容積拡大効果は 1. 3倍以上であることがより好ま、と、える。 [0063] (第 2の実施形態）

図 6を参照して、本発明における第 2の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、第 1の実施形態に係るスピーカ装置に対して、音響ポート 21を有するバスレフ型のスピーカ装置であり、また活性炭 12が遮蔽部材 23で包まれている点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。図 6は、第 2 の実施形態に係るスピーカ装置の正面図および側面の構造断面図を示す図である。図 6において、スピーカ装置は、キャビネット 20、スピーカユニット 11、仕切板 22、活性炭 12、および遮蔽部材 23を備える。なお、スピーカユニット 11および活性炭 12 は、上述した第 1の実施形態と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。

[0064] 図 6において、スピーカユニット 11は、キャビネット 20の前面上部に形成された開口部に取り付けられる。キャビネット 20の前面下部付近には、開口部 211hが形成される。仕切板 22は、板状部材である。仕切板 22は、当該仕切板 22と、開口部 21 lhおよび後述する開口部 212hと、キャビネット 20の内側とで音響ポート 21を形成するようにキャビネット 20の内部に固設される。この音響ポート 21によって、本実施形態に係るスピーカ装置はバスレフ方式のスピーカ装置として動作する。活性炭 12は、上述した第 1の実施形態と同様、活性炭繊維である。

[0065] 遮蔽部材 23は、空気を通過させな、例えば袋状の薄膜フィルムである。薄膜フィルムは、例えば厚みが 0. 1mm以下のナイロンフィルムなどがある。なお、薄膜フィルムは、例えばポリ塩ィ匕ビュルやポリ塩ィ匕ビユリデンなどを材料とした薄膜フィルムでもよい。

[0066] 活性炭 12は、折り畳まれた状態で遮蔽部材 23で包装され、キャビネット 20の内部に配置される。また、キャビネット 20の内部空間であって、上述したスピーカユニット 1 1の背面と遮蔽部材 23で包装された活性炭 12上部との間の空間を空間 R2とする。音響ポート 21の開口部 211hと逆側の開口部であって、キャビネット 20の内部に形成される開口部 212hは、空間 R2に位置している。このように音響ポート 21は、キヤビネット 20の内部空間である空間 R2と、キャビネット 20の外部空間とを音響的に連結したものである。また、開口部 212hはスピーカユニット 11の背面と開口部 212hとの間に活性炭 12が配置されない空間に配置されている。これにより、活性炭 12がスピー力ユニット 11と音響ポート 21との間を遮ることによって生じる、ノスレフ方式としての動作の損失を防止することができる。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、音響ポート 21を介してキャビネット 20の内部が外気と通気する構造である。しかしながら、上述したように、遮蔽部材 23で活性炭 12を包装することで、活性炭 12が外気の湿気や不要なガス等を吸着して性能が劣化することを防止することができる。

[0067] 次に、上述したスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット 11は、動電型スピーカであり、電気信号が印加されるとボイスコイルに駆動力が発生する。この駆動力によってスピーカユニット 11の振動板が振動し、音圧が発生する。そして、振動板力も発生した音圧によって、キャビネット 20内部に形成される空間 R2の圧力が変化する。この圧力の変化は、遮蔽部材 23の表面に伝わり、遮蔽部材 23を振動させる。この振動によって、遮蔽部材 23内部の圧力が変化する。し力しながら、遮蔽部材 23の内部にある活性炭 12の物理吸着作用によって、遮蔽部材 23内部の圧力変化は抑制される。つまり、活性炭 12は、遮蔽部材 23を介して、キャビネット 20の内部圧力の変化を抑制し、第 1の実施形態と同様にキャビネット 20の等価容積を拡大させる。また、本実施形態に係るスピーカ装置には、音響ポート 21が設けられている。これにより、スピーカ装置は、位相反転方式の 1つであるバスレフ方式のスピーカ装置として動作する。

[0068] 図 7は、活性炭繊維である活性炭 12の効果を示す実測結果である。また図 7は、容積が 0. 5リットルあるキャビネットに 8cm口径のスピーカユニットを取り付けたバスレフ方式のスピーカ装置で、活性炭 12を入れない場合、従来の粒状活性炭を入れた場合、活性炭繊維を入れた場合で、それぞれの音圧周波数特性と電気インピーダンス特性を測定した結果である。図 7において、グラフ Gは活性炭 12を入れない場合、グラフ Hは従来の粒状活性炭 (材質:フエノール系榭脂、粒径： φ 1. Omm〜 φ 2. Om m、ミクロ孔径:約 φ 1. 5nm)を 120g入れた場合、グラフ Iは布状の活性炭繊維 (材質:フエノール系榭脂、ミクロ孔径:約 φ 1. 5nm)を 46g入れた場合の測定結果をそれぞれ示す。

[0069] 以下、図 7における音圧周波数特性についてのみ説明する。グラフ Hおよびグラフ I の音圧周波数特性は、活性炭 12を入れていないときのグラフ Gと比べて、 100Hz以下の低音域で音圧レベルが高くなつている。これは、粒状活性炭および活性炭繊維の容積拡大効果によるものである。さらに、グラフ Hとグラフ Iとを比較すると、従来の粒状活性炭に比べて、活性炭繊維は気体がミクロ孔 101に流入するまでの過程での音響エネルギーの損失が少な、ため、 200Hz以下の低音域で音圧レベルが高、ことがわかる。例えば周波数 80Hzでは、活性炭繊維のグラフ Iが粒状活性炭のグラフ Hと比べて約 4dB高!、ことがわ力る。

[0070] 以上のように、本実施形態に係るスピーカ装置は、活性炭 12による容積拡大効果とバスレフ方式として動作する点とにより、さらなる大型容積のバスレフシステムとして動作する。換言すれば、本実施形態に係るスピーカ装置は、第 1の実施形態で説明した密閉方式のスピーカ装置と比べて、低音域の再生限界をさらに拡大することができる。

[0071] また、本実施形態に係るスピーカ装置によれば、活性炭繊維を遮蔽部材 23で包装することによって、キャビネット内部が外気と通気してしまうバスレフ方式のスピーカ装置においても、活性炭を劣化させることなぐより安定的に低音域の再生限界帯域の拡大を図ることができる。

[0072] また、上述した音響ポート 21の開口部 212hは、スピーカユニット 11の背面と遮蔽部材 23との間の空間 R2に位置している。つまり、開口部 212hとスピーカユニット 11 の背面との間に活性炭 12および遮蔽部材 23が遮らない構造となる。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置は、バスレフ方式としての動作損失の発生を防止することができる。

[0073] なお、本実施形態では、活性炭 12を例えば図 8で示すような糸状の活性炭繊維として、遮蔽部材 23が糸状の活性炭繊維を包装する形態であってもよい。図 8は、遮蔽部材 23で包装した糸状の活性炭繊維を示す図である。この場合、糸状の活性炭繊維は、遮蔽部材 23によって外気と遮蔽されるという作用とともに、糸状繊維がキヤビネット内部で飛散することを防止するという効果も期待される。また、活性炭繊維を切断してチョップ状にした場合でも、遮蔽部材 23は外気との遮蔽と飛散防止という効果を発揮することができる。

[0074] (第 3の実施形態）図 9を参照して、本発明における第 3の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、第 1の実施形態に係るスピーカ装置に対して、パッシブラジェータ 31を有する、いわゆるパッシブラジェータ方式のスピーカ装置である点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。図 9は、第 3の実施形態に係るスピーカ装置の正面図および側面の構造断面図を示す図である。図 9において、スピーカ装置は、キャビネット 30、スピーカユニット 11、仕切板 32、活性炭 12、パッシブラジェータ 31、および仕切板 32を備える。なお、スピーカユニット 11および活性炭 12は、上述した第 1の実施形態と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。

[0075] 図 9において、スピーカユニット 11は、キャビネット 30の前面上部に形成された開口部に取り付けられる。ノッシブラジェータ 31は、振動板 311およびサスペンション 31 2で構成される。ノッシブラジェータ 31は、キャビネット 30の前面下部に形成された開口部に取り取り付けられる。振動板 311は、例えば円板状の部材である。サスペンシヨン 312の内周部は、振動板 311の外周部に固設され、振動板 311が振動可能となるように振動板 311の外周を支持する。サスペンション 312の外周部は、上記キヤビネット 30の前面下部に形成される開口部に固設される。活性炭 12は、上述した第 1の実施形態と同様、活性炭繊維である。活性炭 12は、キャビネット 30の内部に配置される。キャビネット 30の内部空間であって、上述したスピーカユニット 11の背面と活性炭 12上部との間の空間を空間 R3とする。仕切板 32は、板状部材であり、キヤビネット 30の内側であって、ノッシブラジェータ 31と活性炭 12との間を仕切る位置に固設される。また、仕切板 32は、ノッシブラジェータ 31との間に空間 R4を介して固設されている。仕切板 32によって形成された空間 R4によって、パッシブラジェータ 3 1と活性炭 12とが接触することを防止することができる。また、空間 R3と空間 R4とは連結している。これにより、活性炭 12がスピーカユニット 11とパッシブラジェータ 31との間を遮ることによって生じる、位相反転方式としての動作の損失を防止することができる。このように、仕切板 32は、空間 R4を形成するための板状部材であり、活性炭 12を支持するための支持部材である。

[0076] 次に、上述したスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット 11は、動電型スピーカであり、電気信号が印加されるとボイスコイルに駆動力が発生する。この駆動力によってスピーカユニット 11の振動板が振動し、音圧が発生する。そして、振動板力も発生した音圧によって、キャビネット 30の内部に形成される空間 R3および R4の圧力が変化する。しかしながら、キャビネット 30の内部に配置された活性炭 1 2の物理吸着作用によって、キャビネット 30の内部空間（空間 R3および R4)の圧力変化は抑制される。つまり、活性炭 12は、キャビネット 30の内部圧力の変化を抑制し、第 1の実施形態と同様にキャビネット 30の等価容積を拡大させる。

[0077] また、本実施形態に係るスピーカ装置には、キャビネット 30の前面下部にパッシブラジェータ 31が設けられる。そして、このパッシブラジェータ 31は、空室 R4を介してスピーカユニット 11の背面の空室 R3に音響的に連結される。つまり、パッシブラジェータ 31は、スピーカユニット 11の振動に応動して駆動される。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置は、位相反転方式の 1つであるパッシブラジェータ方式のスピ一力装置として動作する。

[0078] 以上のように、本実施形態に係るスピーカ装置は、活性炭 12による容積拡大効果とパッシブラジェータ方式として動作する点とにより、第 1の実施形態で説明した密閉方式のスピーカ装置と比べて、低音域の再生限界をさらに拡大することができる。

[0079] また、本実施形態に係るスピーカ装置によれば、ノッシブラジェータ 31を設けることによって、キャビネット 30の内部が外気に触れることがない。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置によれば、活性炭 12の劣化を防止した、より安定的な低音域の再生限界帯域の拡大を図ることができる。

[0080] なお、本実施形態に係るスピーカ装置は、キャビネット 30内部が外気に触れなヽ構造であるため、活性炭 12を第 2の実施形態で説明した遮蔽部材 23で包装する必要は特にない。し力しながら、長期的に活性炭 12の吸着効果の劣化を予防する観点から、活性炭 12を遮蔽部材 23で包装してもカゝまわない。これにより、活性炭 12の劣化をより長期的に防止することができる。

[0081] なお、図 9に示すスピーカ装置において、活性炭 12の積層方向はいかなる方向でもよいが、図 9に示すような積層方向で活性炭 12を配置するのが特に好ましい。以下、好ましい積層方向とその根拠について説明する。 [0082] 上述では、活性炭 12として第 1の実施形態と同様、布状の活性炭繊維を積層してキャビネット 30の内部に配置している。このとき、活性炭 12の積層方向によって、活性炭 12の音響特性が大きく異なる。この積層方向による音響特性の差異は、活性炭 12を通過する音の進行方向にぉ、て、音の進入側から見た (空間 R3から見た)活性炭 12の呈する音響インピーダンスを測定することで明らかとなる。なお、音の進行方向は、図 9で言えば、スピーカユニット 11の背面力も活性炭 12へ向力方向である。また、活性炭 12の積層方向は、図 9で言えば、キャビネット 30の前後方向である。このように図 9において、活性炭 12の積層方向は、音の進行方向に対して垂直方向である。換言すれば、活性炭 12の積層方向は、スピーカユニット 11の背面力放射される音を活性炭 12の面で受けないような方向である。そして、活性炭 12が音の進行方向に対して垂直方向に積層されることで、活性炭 12の繊維と繊維との間に上記音の進行方向と同じ方向の隙間が形成される。また、少なくとも一部の隙間が空間 R3と接するように形成される。

[0083] ここで、積層方向の違いによる音響特性の差異を説明するために、例えば図 10に示す積層方向で活性炭 12を配置した場合を考える。図 10は、活性炭 12を積層方向を変えて配置したスピーカ装置の構造断面図である。図 10に示す活性炭 12の積層方向は、キャビネット 30の上下方向である。つまり、図 10に示す活性炭 12の積層方向は、上記音の進行方向と同じ方向である。さらに換言すれば、図 10に示す活性炭 12の積層方向は、スピーカユニット 11の背面から発生する音を活性炭 12の面で受けるような方向である。

[0084] 図 11を参照して、図 9および図 10に示す活性炭 12の各積層方向における音響特性について説明する。図 11は、容積が 0. 5リットルあるキャビネット内部に活性炭 12 の積層方向を変えて配置した場合の音響インピーダンスの測定結果である。図 11において、活性炭 12は比表面積が 2000m²Zg、全重量力 Ogの布状の活性炭繊維とする。なお、図 11における音響インピーダンスは、上記キャビネットに連結した音響管内の音圧特性の変化を測定することによって得られる結果である。また、図 11に示す測定値は上記音響管の開口部の面積 Siと空気の固有音響抵抗 Zの積で規格ィ匕

0

した比音響インピーダンスで示して、る。 [0085] 図 11において、グラフ Jは、図 10に示すように活性炭 12の積層方向が音の進行方向に対して同じ方向である場合の音響インピーダンスのリアクタンス成分の絶対値を示したグラフである。グラフ Kは、当該音響インピーダンスの抵抗成分を示したグラフである。グラフ Lは、図 9に示すように活性炭 12の積層方向が音の進行方向に対して垂直方向である場合の音響インピーダンスのリアクタンス成分の絶対値を示したダラフである。グラフ Mは、当該音響インピーダンスの抵抗成分を示したグラフである。

[0086] グラフ Jおよびグラフより、 200Hz以下の低音域においてリアクタンス成分は、活性炭 12の量を重量 40gで一定としているため、積層方向の条件による音響特性の差異はほとんどない。しかし、抵抗成分においては、例えば周波数 100Hzにおいてグラフ Kが約 1となるのに対して、グラフ Mは 0. 3となる。つまり、音の進行方向に対する活性炭 12の積層方向により、抵抗成分の値が 3倍の差異が生じることがわかる。図 12 は、抵抗成分の差異が音圧周波数特性に与える影響を計算により求めた図である。計算の条件としては、キャビネットは容積が 1リットルのバスレフ方式とし、スピーカュニットは 8cm口径としている。図 12において、グラフ Nは、音響インピーダンスの抵抗成分が 0. 3とした場合の音圧周波数特性を示したグラフである。グラフ Oは、音響ィンピーダンスの抵抗成分が 1. 0の場合の音圧周波数特性を示したグラフである。ダラフ Nおよびグラフ Oを比較すると、周波数 90Hz付近で抵抗成分が 0. 3であるグラフ Nの方が約 4. 5dB音圧レベルが高くなることがわかる。すなわち、活性炭 12の積層方向が音の進行方向に対して垂直方向に積層されることで、活性炭 12にはその繊維と繊維との間に上記音の進行方向と同じ方向の隙間が形成される。これにより、スピー力ユニットから放射された音はその隙間を通過することが容易となる。つまり、気体がミクロ孔まで流入する過程までの損失が少な、ので、低音域での音圧レベルの低下は大幅に低減される。

[0087] 以上のように、活性炭 12の積層方向が音の進行方向に対して垂直方向に積層されることが特に好ましい。なお、活性炭 12を図 9に示す積層方向に積層した場合と同様の効果を得る他の積層方法としては、例えば図 13に示すように渦巻状に積層する方法もある。図 13は、布状の活性炭繊維である活性炭 12を渦巻状に積層してキヤビネット 30の内部に配置したスピーカ装置の構造断面図である。図 13において、活性炭 12は x—y断面図に示されるような渦巻状に積層され、キャビネット 30の内部に配置される。このとき、活性炭 12の繊維と繊維との間の隙間は、音の進行方向と同じ方向に形成される。これにより、スピーカユニット 11の背面力も放射された音は、布状の繊維と繊維との間を通過することが容易となる構造となり、図 9に示した積層方法と同様の効果を得ることができる。

[0088] なお、上述した活性炭 12の積層方向の違いは、上述した第 1、第 2、および後述する第 4の実施形態に係るスピーカ装置においても同様の効果を与えるものであり、本実施形態に限定されるものではない。また、上述した活性炭 12は、例えば 1枚の布状の活性炭繊維を折り畳んで積層したものでもよ、し、複数枚の活性炭繊維を重ねて積層したものでもよい。

[0089] (第 4の実施形態）

上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば携帯電話などの携帯端末装置に応用することができる。携帯端末装置の他の例としては、例えば HDD プレーヤ、半導体メモリープレーヤなどのポータブル機器がある。以下、図 14および図 15を参照して、携帯端末装置として携帯電話に本発明のスピーカ装置を応用したものを第 4の実施形態として説明する。図 14は、本発明におけるスピーカ装置を搭載した携帯電話を示す図である。なお、図 14 (a)は、携帯電話の正面図を示す。図 14 (b)は、携帯電話の側面図を示す。図 14 (c)は、携帯電話の裏面図を示す。図 15は、図 14に示す線 AB間で携帯電話を切断した断面図である。

[0090] 図 14において、携帯電話 40は、例えば 2つ折り可能な携帯電話である。携帯電話 40は、大略的に本体ケース 41、液晶画面 42、スピーカ装置 43、アンテナ 44、およびヒンジ部 45を備える。液晶画面 42は、本体ケース 41に取り付けられている。本体ケース 41の側面には、図 14 (b)に示すように、開口部 411が形成されている。詳細については後述するが、スピーカ装置 43は、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置の!/、ずれかと同様の構成をもつスピーカ装置である。スピーカ装置 43 は、液晶画面 42とヒンジ部 45の間に設けられている。スピーカ装置 43は、図 15に示すように、大略的にスピーカユニット 50および活性炭 12を備える。なお、スピーカ装置 43のキャビネットは、図 15においては携帯電話 40の本体ケース 41の内部空間をキャビネットとして利用している。つまり、図 14および図 15においては、スピーカ装置 43のキャビネットは、本体ケース 41によって当該本体ケース 41と一体的に形成されている。また、左右 2つのスピーカ装置 43のキャビネットを分離するための仕切板 41 2が本体ケース 41の内部に設けられている。活性炭 12は、本体ケース 41の内部に形成されたキャビネットの内部空間 R5に配置される。

[0091] スピーカユニット 50は、動電型スピーカである。スピーカユニット 50は、フレーム 51 、ヨーク 52、マグネット 53、プレート 54、ボイスコイル 55、振動板 56、ガスケット 57、および防塵メッシュ 58を備える。ヨーク 52は、フレーム 51の下面に固着され、フレーム 51と一体化されている。マグネット 53は、例えば円柱状であり、ヨーク 52の下面に固着される。プレート 54は、例えば円柱状であり、マグネット 53の下面に固着される。ヨーク 52とプレート 54の外周面との間には、磁気ギャップが形成される。振動板 56は、例えばポリエチレンナフタレートやポリイミドなどの榭脂フィルムで構成される。振動板 56の外周は、ガスケット 57とフレーム 51との間に挟まれるように固着される。ボイスコイル 55は、例えば円筒状に成形されたコイルである。ボイスコイル 55は、上記磁気ギャップ中に配置されるように、振動板 56に固着される。上述したガスケット 57は、例えば円環状であり、振動板 56が防塵メッシュ 58と接触しないように振動板 56の振幅を確保するためのものである。ガスケット 57は、フレーム 51の下面に固着される。防塵メッシュ 58は、通気性があり、埃などの粉塵を防塵するメッシュ構造の部材である。防塵メッシュ 58は、ガスケット 57の下面に固着される。また、防塵メッシュ 58は、スピ一力ユニット 50のボイスコイル 55や振動板 56と、活性炭 12との間を仕切るように配置されている。フレーム 51の上面には、振動板 56から放射される音が開口部 411から放射されるように、複数の音孔 5 lhが形成されている。

[0092] スピーカユニット 50は、本体ケース 41の底面部に対して空間 R6を介した位置に配置される。なお、図 15に示すように、スピーカユニット 50は、ボイスコイル 55が固着されて、な、振動板 56の面を本体ケース 41の内部空間に向けて配置されて、る。つまり、ボイスコイル 55が活性炭 12に対して振動板 56を介した位置に配置されている。ここで、上述した防塵メッシュ 58は、粉塵として活性炭 12から離脱する可能性のある短繊維の欠片が振動板 56側に侵入することを防ぐことができる微細な開口のメッシュであることが望ましい。し力しながら、上記短繊維の欠片が多少侵入した場合であつても、振動板 56は、ボイスコイル 55に対して、本体ケース 41の内部空間側に配置されてヽるので、振動板 56が遮蔽板の役割を果たして上記短繊維の欠片はボイスコィル 55に到達しない。その結果、上記短繊維の欠片がボイスコイル 55と接触して、電気的なショートによる故障や異音の発生を防止することができる。

[0093] 次に、図 15で示したスピーカ装置 43の動作について説明する。スピーカユニット 5 0は、動電型スピーカであり、その動作は一般的な動電型スピーカと同様であるので詳細な説明を省略する。例えば、携帯電話 40がアンテナ 44から受信信号を受け取ると、当該受信信号が信号処理部（図示しない)などで適宜処理され、スピーカュニット 50に入力される。そして、例えば受信呼び出し用のメロディ信号がスピーカユニット 50に印加されると、ボイスコイル 55に駆動力が発生する。この駆動力によって振動板 56が振動して、メロディ音が発生する。振動板 56の上面力も発生したメロディ音は、フレーム 51に形成された音孔 51hを介して開口部 411から放射される。一方、振動板 56の下面力も発生した音は、防塵メッシュ 58を通過して、本体ケース 41に形成されるキャビネットの内部空間（空間 R5および R6)の圧力を変化させる。しかしながら、活性炭 12の物理吸着作用によって、上記内部空間の圧力変化は抑制され、内部空間の容積は等価的に拡大する。

[0094] 以上のように、本発明のスピーカ装置を携帯電話に応用することで、携帯電話において、低音豊かな再生を実現することができる。

[0095] また、一般的な携帯電話において、その内部容積は非常に小さぐ搭載できるスピ一力ユニットの口径も小さい。これらの理由により、呼び出し音や会話音を再生するスピー力装置の再生帯域は、 500Hz以上の帯域となりやすい。これに対し、従来の粒状活性炭を活性炭 12に用いた場合には、上述したように 100Hz〜200Hz以上の高域に対して物理吸着効果がほとんど得られない。図 16は、図 14および図 15で示したスピーカ装置 43にお、て、スピーカユニット 50の振動板 56の振幅特性を測定した結果を示す図である。図 16において、キャビネットの内部空間（空間 R5および R6) の容積は lccとしている。スピーカユニット 50の口径は、 φ 14mmとしている。また、図 16は、活性炭 12を入れない場合の振幅特性をグラフ P、従来の粒状活性炭 (平均粒径； 0. 1〜0. 3mm、重量； lOOmg)を入れた場合の振幅特性をグラフ Q、布状の活性炭繊維 (比表面積； 2000m²,g、重量； lOOmg)を入れた場合の振幅特性をグラフ R、スピーカユニット 50単体の状態での振幅特性をグラフ Sとして、それぞれの振幅特性を相対的に示している。なお、相対的に示した振幅特性を相対振幅とする。また、スピーカユニット 50単体の状態の振幅特性とは、スピーカユニット 50を本体ケース 41に搭載せずに、スピーカユニット 50単体で測定した振幅特性である。

[0096] スピーカユニット 50単体の状態の振幅特性を示すグラフ Sをみると、共振周波数 f

OS

= 606Hzに振幅のピークがあることがわかる。また、その共振周波数以下の低域にぉ、ては、振動板 56のスティフネスの影響によって振幅値が一定となって、る。

[0097] 活性炭 12を入れない場合の振幅特性を示すグラフ Pをみると、空間 R5および R6 力 Sもつ空気のスティフネスの影響によって、共振周波数が f = 1256Hzに上昇する

0P

ことがわかる。また、共振周波数 f 以下の低域においては、振動板 56のスティフネス

0P

に対して、空間 R5および R6がもつ空気のスティフネスの影響が大きい。これにより、共振周波数 f

0P以下の低域においては、空間 R5および R6がもつ空気のスティフネスの影響によって振幅値が一定となって、る。

[0098] 従来の粒状活性炭を入れた場合の振幅特性を示すグラフ Qをみると、共振周波数力 = 1256Hzとなり、活性炭 12を入れない場合のグラフ Pと同じ周波数となる。こ

0Q

こで、上述した第 1の実施形態においても述べたように、共振周波数がキャビネット容積の 2乗に比例するという関係から、周波数 1200Hz付近においては、粒状活性炭による容積拡大効果がほとんどない、つまり、物理吸着効果がほとんど得られないことがわかる。一方、共振周波数 f 以下の低域においては、活性炭 12がない場合の

0Q

グラフ Pとは異なり、周波数が低くなるにしたがって振幅値が増加している。これは、周波数の低下とともに粒状活性炭の物理吸着効果が現れてくることを示している。グラフ Pとグラフ Qとを比較すると、平均粒径が 0. 1〜0. 3mmである粒状活性炭では、およそ 200Hz以下の低域では物理吸着効果が得られる力 200Hz以上の高域では物理吸着効果がほとんど得られないことがわかる。この結果は、上記特許文献 1に開示された図 6の特性とも対応づけられる。

[0099] 布状の活性炭繊維を入れた場合の振幅特性を示すグラフ Rをみると、共振周波数は f = 879Hzとなる。活性炭 12を入れない場合のグラフ Pの共振周波数 f に対し

OR OP

て、グラフ Rの共振周波数は低下している。ここで、上述した第 1の実施形態においても述べたように、共振周波数がキャビネット容積の 2乗に比例するという関係から、活性炭 12を入れない場合に対して、本発明の活性炭繊維を用いた場合のキャビネット容積の拡大率は (f /ϊ ) ²= 2. 04となる。つまり、キャビネットの等価容積が約 2倍

OP OR

に拡大されていることがわかる。一方、グラフ Rにおいて、共振周波数 f 以下の低域

OR

においては、振幅値は一定である。また、共振周波数 f 以下の低域においては、グ

OR

ラフ Pおよびグラフ Qと比較すると、振幅値は増加している。また、この振幅値の増加は、 200Hz以上の高域でもみられる。つまり、本発明の活性炭繊維を用いれば、 20 0Hz以上の高域でも大きな物理吸着効果が得られることがわかる。

[0100] これは、上述したように粒状活性炭では、気体の通路として作用するマクロ孔がハイカットフィルタとして作用して、高域ではミクロ孔への気体の流入が抑制されていた。これに対して、ミクロ孔が表面に存在する活性炭繊維では、マクロ孔が形成されず、そのマクロ孔によるハイカットフィルタの作用が減少するためである。

[0101] 図 17は、口径が φ 14mmであるマイクロスピーカを容積が lccのキャビネットに入れた場合における音圧周波数特性と電気インピーダンス特性を示す図である。図 17 において、グラフ Tは活性炭 12を入れない場合の音圧周波数特性および電気インピ一ダンス特性を示す。グラフ Uは、活性炭 12として活性炭繊維を入れた場合の音圧周波数特性および電気インピーダンス特性を示す。グラフ Tおよびグラフ Uの音圧周波数特性を比較すると、グラフ Uの方が低域が拡大していることがわかる。そして、グラフ Uの電気インピーダンス特性においても、共振周波数がグラフ Tの共振周波数に比べて低域側にシフトしている。このように、活性炭 12として活性炭繊維を用いることにより、低音域が大きく拡大される。

[0102] このように、これまで 100Hz〜200Hz以下の低音域でしか物理吸着効果が得られな力つた従来の粒状活性炭に対し、活性炭繊維を用いることによって、物理吸着効果が得られる周波数帯域を 100Hz〜200Hz以上の高域にまで拡大させることができる。その結果、再生周波数帯域の高い携帯端末用の機器においても、低音域へ再生帯域を伸ばしたスピーカ装置を実現することができる。 [0103] なお、本実施形態では、スピーカユニット 50はボイスコイル 55が固着されていない振動板 56の面を本体ケース 41の内部空間に向けて配置するとした力これに限定されない。図 15に示すスピーカユニット 50を上下反対にして配置してもよい。このとき、スピーカユニット 50は、音孔 5 lhが空間 R6と接するように配置される。この場合、ボイスコイル 55付近に活性炭 12から離脱した短繊維の欠片が侵入する可能性がある。そこで、この場合には音孔 51hに防塵メッシュを設けることで、短繊維の欠片の侵入を防止することができる。このように、防塵メッシュ 58は、スピーカユニット 50と活性炭 12との間を仕切るように配置されればよい。したがって、防塵メッシュ 58は、スピーカユニット 50に備えるとした力スピーカユニット 50に備えずに当該スピーカユニット 50 と活性炭 12との間を仕切るように設けられてもよい。この場合、スピーカ装置 43は、防塵メッシュ 58のないスピーカユニット 50と、活性炭 12と、本体ケース 41で形成されるキャビネットとで構成される。これにより、活性炭 12から生じる粉塵などがスピーカュニット 50に流入することを防止することができる。

[0104] また、上述したスピーカ装置 43のキャビネットは、本体ケース 41の内部空間を利用するとしたが、本体ケース 41とは別に設けられてもよい。また、第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置そのものを本体ケース 41の内部にある専用スペースなどに取り付ける構成であってもよい。この場合、携帯電話の組立工程において、本体ケース 4 1に一体的に形成されたキャビネット内に活性炭 12を入れるという作業がなくなり、より実用的である。

[0105] また、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置は、携帯端末装置に限らず、例えば自動車の車体内部に搭載するスピーカ装置であってもよい。まず図 18を参照して、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置を自動車の車体の内部に搭載する場合について説明する。車体内部に配置する一例としては、例えば自動車のドアが挙げられる。図 18は、本発明におけるスピーカ装置が自動車のドアに搭載された一例を示す図である。

[0106] 図 18において、自動車のドアは、窓部 70、ドア本体 71、スピーカユニット 72、および活性炭 12で構成される。ここで、スピーカユニット 72は、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカユニット 11と同様に、一般的な動電型スピーカである。スピーカユニット 72は、ドア本体 71に取り付けられる。ドア本体 71内部には、空間が形成されている。そして、活性炭 12はこのドア本体 71の内部空間に配置される。このように、ドァ本体 71は、キャビネットとしての役割を果たすので、スピーカユニット 11、ドア本体 71、および活性炭 12で本発明におけるスピーカ装置を構成することになる。以上のように、本発明におけるスピーカ装置を自動車のドアに搭載することによって、従来と同じドア本体 71に取り付けられた場合であっても、等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する車内リスニング環境を提供することが可能となる。

[0107] また、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば車体内部に配置される車載用のスピーカ装置であってもよい。図 19は、自動車の車内に設置されたスピーカ装置の一例を示す図である。図 19において、スピーカ装置 76は、例えば座席 75の下に設置される。ここで、スピーカ装置 76は、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかであり、詳細な説明を省略する。以上のように、スピー力装置 76を車両に搭載することによって、従来と同じキャビネット容積であっても等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する車内リスニング環境を提供することが可能となる。

[0108] また、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置は、図 20に示すような車載用のスピーカ装置であってもよい。図 20は、自動車の車内に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図である。図 20において、スピーカ装置は、キャビネット 77、台座 78、スピーカユニット 11、パンチングネット 79、および活性炭 12を備える。活性炭 12は、キャビネット 77の内部に配置される。ここで、スピーカユニット 11および活性炭 12は、上述したスピーカユニット 11および活性炭 12と同様であり、詳細な説明を省略する。以上のように、図 20に示すスピーカ装置を自動車の車内に搭載することによつて、従来と同じキャビネット容積であっても等価容積の拡大を図るとともに、音響ェネルギ一の損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生する車内リスユング環境を提供することが可能となる。なお、キャビネット 77の形状は、図 20に示す円筒形状に限定されず、直方体形状などであってもよい。

[0109] 次に、図 21を参照して、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置を映像機器 (例えば、ブラウン管テレビ、液晶テレビ、プラズマテレビなど）に搭載する場合について説明する。図 21は、上記スピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図であり、当該薄型テレビの正面図と、その一部を線 OAにおける断面図で示した側面図を示す。図 21において、薄型テレビは、薄型テレビ本体 80、ディスプレイ 81、および 2個のスピーカ装置 82を備える。スピーカ装置 82は、第 1〜第 3の実施形態にお、て説明したスピーカ装置の、ずれかであり、詳細な説明を省略する。

[0110] スピーカ装置 82のキャビネット 83は、ディスプレイ 81の下部に設けられた筐体の内部に配置される。スピーカユニット 11は、例えば楕円形状のスピーカユニットであり、キャビネット 83に取り付けられる。活性炭 12は、キャビネット 83の内部に配置される。以上のように、本発明におけるスピーカ装置を薄型テレビ本体 80に搭載することで、従来と同じキャビネット容積であっても等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギ一の損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生するリスニング環境を提供することが可能となる。なお、図 21に示すスピーカ装置 82は、ディスプレイ 8 1の下部に取り付けられる形態である力ディスプレイ 81の両脇に配置される形態であってもよい。

[0111] 以上のように、上述した第 1〜第 3の実施形態に係るスピーカ装置が様々な機器や車両に搭載されることで、各機器や車両内において、等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生することを実現することができる。

[0112] なお、上述した第 1〜第 4の実施形態において、スピーカユニット 11、 50、および 7 2は、動電型スピーカであってもよいし、例えば圧電型、静電型、電磁型などのスピー力であってもよい。

産業上の利用可能性

[0113] 本発明は、キャビネットの内部に活性炭繊維を配置することにより、等価容積の拡大を図るとともに、音響エネルギーの損失による音圧レベルの低下を防止して、低音を豊かに再生することが可能な薄型化が進む液晶テレビ、 PDP (プラズマディスプレィ）、ステレオ装置、 5. 1チャンネル再生のホームシアター用スピーカ、および車載用オーディオ機器等にも適用される。

Claims

請求の範囲

[I] キャビネットと、

前記キャビネットに取り付けられるスピーカユニットと、

前記キャビネットの内部空間に配置される繊維状の活性炭とを備える、スピーカ装置。

[2] 前記キャビネットが密閉型のキャビネットであることを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[3] 前記キャビネットに取り付けられ、前記キャビネットの内部空間と外部空間とを音響的に連結する音響ポートをさらに備える、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[4] 前記活性炭は、前記音響ポートの両端の開口部のうち前記キャビネットの内部空間に接続される開口部と前記スピーカユニットとの間の空間を遮らないように、前記キヤビネットの内側に固設されることを特徴とする、請求項 3に記載のスピーカ装置。

[5] 前記キャビネットに取り付けられ、前記スピーカユニットの振動に応動して駆動されるノッシブラジェータをさらに備える、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[6] 前記活性炭は、前記スピーカユニットと前記パッシブラジェータとの間の空間を遮らないように前記キャビネットの内側に固設されることを特徴とする、請求項 5に記載のスピーカ装置。

[7] 前記パッシブラジェータとの間に空隙を形成するように前記パッシブラジェ一タと前記活性炭との間に固設される板状部材をさらに備える、請求項 5に記載のスピーカ装置。

[8] 前記活性炭が、空気を少なくとも遮蔽する遮蔽部材で包装されることを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[9] 前記遮蔽部材が薄膜状のフィルムであることを特徴とする、請求項 8に記載のスピ一力装置。

[10] 前記薄膜状のフィルムの材料がポリ塩ィ匕ビニルあるいはポリ塩ィ匕ビユリデンであることを特徴とする、請求項 9に記載のスピーカ装置。

[II] 前記活性炭がフエノール系榭脂から生成されることを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[12] 前記スピーカユニットが動電型、圧電型、静電型、または電磁型の、ずれかであることを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[13] 前記活性炭の比表面積が 500m²/g以上であることを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[14] 前記活性炭は、布状に形成された活性炭が積層された構成を有することを特徴とする、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[15] 前記布状に形成された活性炭が積層される方向は、前記スピーカユニットから放射される音の進行方向に対して垂直であることを特徴とする、請求項 14に記載のスピ一力装置。

[16] 前記布状の活性炭は、渦巻状に積層されることを特徴とする、請求項 15に記載のスピーカ装置。

[17] 請求項 1から 16のいずれかに記載のスピーカ装置と、

前記スピーカ装置を支持するケースとを備える、携帯端末装置。

[18] 前記スピーカユニットは、

ボイスコィノレと、

前記ボイスコイルを一方面に固着した振動板とを有し、

前記スピーカユニットは、前記振動板の他方面を前記内部空間に向けて取り付けられることを特徴とする、請求項 17に記載の携帯端末装置。

[19] 前記スピーカ装置は、前記スピーカユニットと前記活性炭との間を仕切るように前記キャビネットの内側に固設される防塵部材をさらに備える、請求項 17に記載の携帯端末装置。

[20] 請求項 1から 16のいずれかに記載のスピーカ装置と、

前記スピーカ装置を内部に配置する車体とを備える、車両。

[21] 請求項 1から 16のいずれかに記載のスピーカ装置と、

前記スピーカ装置を内部に配置する筐体とを備える、映像機器。