WO2006098158A1

WO2006098158A1 - スピーカ装置

Info

Publication number: WO2006098158A1
Application number: PCT/JP2006/303954
Authority: WO
Inventors: Shuji Saiki; Toshiyuki Matsumura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2006-09-21
Also published as: EP1868409B1; JP4054367B2; EP1868409A1; CN101142847B; CN101142847A; JPWO2006098158A1; EP1868409A4; US7743877B2; US20090120715A1

Abstract

　スピーカ装置は、スピーカユニットと、キャビネットと、複数の突起部材と、気体吸着部材とを備えている。キャビネットは、スピーカユニットの背面に空室を形成する。突起部材は、空室内において形成され、キャビネットに接続される。気体吸着部材は、複数の突起部材によって空間内に支持される。これによって、気体吸着部材の形状によらず、気体吸着部材と周囲の空間との接触面積を容易に増大させることができる。

Description

明細書

スピーカ装置

技術分野

[0001] 本発明は、気体の吸着現象を利用するスピーカ装置、およびそれを搭載した機器に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、小型のスピーカ装置では、スピーカキャビネットの空室が呈する音響スティフネスの影響を考慮すると低音再生が困難であった。スピーカ装置の低音再生限界は、キャビネットの容積によって決定される力である。ここで、キャビネットの容積が大きくしなくても低音再生限界を拡大することを目的として、キャビネットの内部に活性炭の塊を配置するスピーカ装置がある (例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 図 13は、特許文献 1に記載されたスピーカ装置の主要部の断面図である。また、図 14は、図 13の線 K—Lに沿って見た断面図である。図 13において、スピーカ装置は、キャビネット 101、低音用スピーカ 102、活性炭 103、支持部材 104、ダイヤフラム 1 05、および通気管 106を備えている。低音用スピーカ 102は、キャビネット 101の開口部に取り付けられる。活性炭 103は、粒状の活性炭の集合である。活性炭 103は、支持部材 104によってその形状が所定の形状に維持される。支持部材 104は、例えば網状の部材によって構成され、その表面に空気を通過させる細孔が設けられて、る。ダイヤフラム 105は、低音用スピーカ 102と活性炭 103との間に設けられ、キヤビネット 101内の空室を 2つに分割する。通気管 106は、ダイヤフラム 105によって分割される 2つの空室を接続する。

[0004] 図 13に示すスピーカ装置の動作を説明する。低音用スピーカ 102に電気信号が印カロされると、低音用スピーカ 102側の空室の圧力が変化し、この圧力によってダイヤフラム 105が振動する。ここで、活性炭 103側の空室では、ダイヤフラム 105の振動によって当該空室内に圧力の変動が生じる力空室内の圧力に応じて空室内の空気分子が活性炭 103に吸着されるので、空室内の圧力変動は抑制される。これによつて、キャビネット 101の容積を大きくすることと同等の効果を得ることができるので、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を構成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、上述した構成のスピーカ装置では、活性炭 103の吸着効果を増大させる目的で、図 14に示すように、活性炭 103には楔状の空隙が設けられることが好ましい。これによつて、空室内の空間と活性炭 103との接触面積を増やすことができるからである。しかし、活性炭 103にこのような空隙を設けることについては、以下のような問題点があった。

[0006] まず、活性炭 103の全体形状を維持することが困難であるという問題がある。すなわち、活性炭 103は粒状体であり、また、支持部材 104は網状の部材であるので、振動等によって支持部材 104が変形して空隙が効果的に形成できないおそれがある。例えば、車両や携帯機器にスピーカ装置を搭載する場合には、機器が振動することによって活性炭 103および支持部材 104が変形してしまい、空隙がなくなってしまうおそれがある。また、図 13に示すようなスピーカ装置は、小型化することを目的とする場合に特に有効であるが、この場合、活性炭 103および支持部剤 104も当然小型化しなければならない。しかし、支持部材 104を図 14のような複雑な形状に成形することは実際上困難であり、小型のスピーカ装置に上記従来の技術を用いることは困難であるという問題がある。

[0007] それ故、本発明の目的は、活性炭等の気体吸着部材の形状によらず、気体吸着部材と空間との接触面積を大きくとることが可能なスピーカ装置を提供することである。課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、第 1の局面はスピーカ装置である。スピーカ装置は、スピーカユニットと、スピーカユニットの背面に空室を形成するキャビネットと、空室内において形成され、キャビネットに接続される複数の突起部材と、複数の突起部材によって空間内に支持される気体吸着部材とを備える。 [0009] また、第 2の局面においては、キャビネットは、一体的に形成されたフレームによつて構成されてもよい。

[0010] また、第 3の局面においては、複数の突起部材によって形成される空間は空室と接続されていてもよい。

[0011] また、第 4の局面においては、突起部材は、キャビネットの少なくとも 1つの面に設けられていてもよい。

[0012] また、第 5の局面においては、気体吸着部材は、突起部材によって圧着されて固定されてちょい。

[0013] また、第 6の局面においては、気体吸着部材は活性炭であってもよい。

[0014] また、第 7の局面においては、活性炭は、粒状の活性炭を固めることによって構成されてもよい。

[0015] また、第 8の局面においては、活性炭には、スピーカユニットに対向する面から、スピー力ユニットから遠ざ力る方向へ延びるように孔が形成されてもよい。

[0016] また、第 9の局面においては、活性炭は繊維状活性炭であってもよい。

[0017] また、第 10の局面においては、スピーカユニットは、動電型スピーカ、圧電型スピー力、静電型スピーカ、電磁型スピーカのいずれか 1つであってもよい。

[0018] また、第 11の局面においては、スピーカユニットは、キャビネットとの間に空室を形成するように配置される振動板と、空室に配置され、振動板を振動させるァクチユエ一タとを含んでいてもよい。

[0019] また、第 12の局面においては、スピーカ装置は、空室内に配置され、複数の音孔を有する仕切板をさらに備えていてもよい。このとき、気体吸着部材は、突起部および仕切板によって支持される。

[0020] また、第 13の局面は、スピーカ装置と、スピーカ装置をその内部で保持する機器筐体とを備える、携帯端末装置である。スピーカ装置は、音を発生するスピーカユニットと、スピーカユニットの背面に空室を形成するキャビネットと、空室内において形成され、キャビネットに接続される複数の突起部材と、複数の突起部材によって空間内に支持される気体吸着部材とを備えて!/ヽる。

[0021] また、第 14の局面においては、キャビネットには、空室を機器筐体の内部と接続する細孔が形成されてもよい。

[0022] また、第 15の局面は、表示装置と、スピーカ装置と、スピーカ装置を表示装置の周囲に配置するようにスピーカ装置を内部で保持する機器筐体とを備える、オーディオ映像機器である。スピーカ装置は、音を発生するスピーカユニットと、スピーカユニットの背面に空室を形成するキャビネットと、空室内において形成され、キャビネットに接続される複数の突起部材と、複数の突起部材によって空間内に支持される気体吸着部材とを備えている。

[0023] また、第 16の局面においては、キャビネットには、空室を機器筐体の内部と接続する細孔が形成されてもよい。

[0024] また、第 17の局面は、スピーカ装置と、スピーカ装置によって発生される音を車室内に放射するようにスピーカ装置を保持する保持部とを備える車両である。スピーカ装置は、音を発生するスピーカユニットと、スピーカユニットの背面に空室を形成するキャビネットと、空室内において形成され、キャビネットに接続される複数の突起部材と、複数の突起部材によって空間内に支持される気体吸着部材とを備えている。

[0025] また、第 18の局面においては、保持部は、その内部に空間を有する形状であり、スピー力装置を当該内部で保持してもよい。このとき、キャビネットには、空室を保持部の内部の空間と接続する細孔が形成される。

発明の効果

[0026] 本発明のスピーカ装置によれば、スピーカ背面の空室部に突起を設けることで、気体吸着部材とキャビネットの内壁面との間に音が通過する空間が形成されるので、活性炭の形状によらず、活性炭と空間との接触面積を大きくとることが可能となる。これによって、より効果的に空室の等価容積が増大し、低音域の再生帯域の拡大を図ることができる。また、音が活性炭の内部を通過することによる音響損失を軽減することができるので、音圧レベルの低下を改善することができる。また、突起部はどのような形状の空室部でも容易に形成できるため、例えば搭載機器の空きスペースに合わせて異形状に構成された空室部でも、音の通路を容易に確保することができる。さら〖こ、突起部によって気体吸着材料を支持することによって、車や携帯電話のような振動が加わるような環境下でも気体吸着材料を安定に保持することができる。図面の簡単な説明

[0027] [図 1]図 1は、第 1の実施形態に係るスピーカ装置を示す図である。

[図 2]図 2は、他の実施形態において用いられる活性炭を示す図である。

[図 3]図 3は、第 2の実施形態におけるスピーカ装置を示す図である。

[図 4]図 4は、第 2の実施形態の変形例に係るスピーカ装置を示す図である。

[図 5]図 5は、第 3の実施形態に係るスピーカ装置を示す図である。

[図 6]図 6は、第 4の実施形態に係る携帯端末装置の一例である携帯電話機を示す図である。

[図 7]図 7は、図 6に示す携帯電話機に内蔵されるスピーカ装置の内部構成を説明するための図である。

[図 8]図 8は、第 4の実施形態に係る携帯電話機の音圧周波数特性を示す図である。

[図 9]図 9は、第 4の実施形態に係る携帯電話機に内蔵されるスピーカ装置の変形例を示す図である。

[図 10]図 10は、車両用ドアの概観図である。

[図 11]図 11は、図 10の線 G—Hに沿って見た車両用ドアの断面図である。

[図 12]図 12は、第 6の実施形態に係る薄型テレビの構成を示す図である。

[図 13]図 13は、特許文献 1に記載されたスピーカ装置の主要部の断面図である。

[図 14]図 14は、図 13の線 K Lに沿って見た断面図である。

符号の説明

[0028] 1, 20, 58, 73, 92 スピーカユニット

7, 24 フレーム

9, 31, 60, 72, 91 キャビネット

13, 14, 27, 38, 40, 62, 83, 97 空室

10, 25, 35, 57, 79, 94 活性炭

11, 26, 37, 59, 66, 80, 95 突起部

61, 83, 96 細孔

36, 56, 82 仕切板

30 ァクチユエータ発明を実施するための最良の形態

[0029] (第 1の実施形態）

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るスピーカ装置を示す図である。図 1 (a)は、スピーカ装置の上部に配置されるスピーカユニットの一部を切り欠いて内部構造が見えるようにした上面図である。図 1 (b)は図 1 (a)に示す線 A— Bに沿って見た断面図である。図 1において、スピーカ装置は、スピーカユニット 1、キャビネット 9、活性炭 10 、および突起部 11を備えている。なお、第 1の実施形態では、動電型のスピーカを例として説明する。

[0030] スピーカユニット 1は、ヨーク 2、マグネット 3、プレート 4、ボイスコイル 5、振動板 6、フレーム 7、およびガスケット 8を備えている。ヨーク 2は、底面が円形で上面が開口した箱状の形状を有している。マグネット 3は、ヨーク 2の底面の上側に固着される。プレート 4は、マグネット 3の上側に固着される。ここでは、マグネット 3およびプレート 4は底面が円形の円柱形状である。一方、フレーム 7は、底面が円形で上面が開口した箱状の形状を有している。フレーム 7の底面の中央にはヨーク 2の底面と同じ大きさの取り付け孔が形成され、ヨーク 2は、当該取り付け孔にはめ込んで固着される。ガスケット 8は、フレーム 7の上面の外周部に固着される。振動板 6は、フレーム 7とガスケット 8との間に固着される。ボイスコイル 5は、ヨーク 2とプレート 4との間に形成される磁気ギャップ中に配置されるように振動板 6に固着される。また、フレーム 7の底面は、複数の音孔 12が形成される。スピーカユニット 1は、全体としては円柱形状の外形形状を有している。

[0031] また、キャビネット 9は、底面が円形で上面が開口した箱状の形状を有している。スピー力ユニット 1は、キャビネット 9の開口部を覆うようにキャビネット 9の内周面にその外周面が固着される。キャビネット 9の深さはスピーカユニット 1の高さよりも大きいので、キャビネット 9の内側にはスピーカユニット 1の下側に空室 13が形成される。この空室 13は、音孔 12を介してスピーカユニット 1の内部空間と接続される。また、活性炭 10は空室 13内に配置される。図 1では、活性炭 10は円柱形状に作成される。なお、第 1の実施形態においては、活性炭 10は、繊維状 (フェルト状を含む)の活性炭 (繊維状活性炭）が複数枚積層されることによって構成される。他の実施形態においては、活性炭 10は 1枚の繊維状活性炭により構成されてもよい。突起部 11は、キヤビネット 9の下側の内周面に複数形成される。活性炭 10は、この突起部 11によって圧着されること〖こよって保持される。複数の突起部 11によって活性炭 10が保持されるので、活性炭 10の側面には空室 14が形成されることとなる。なお、第 1の実施形態においては突起部 11は三角形状とする力突起部 11の形状は、活性炭 10の側面に空室 14を形成することができればどのような形状であってもよい。

[0032] 以上のように構成されたスピーカ装置の動作を説明する。磁気回路を構成するョーク 2、マグネット 3、プレート 4およびボイスコイル 5が駆動力発生手段として機能し、ボイスコイル 5に音響信号を印加するとボイスコイル 5に駆動力が発生する。その結果、ボイスコイル 5に固着された振動板 6が振動することによって振動板 6から音が放射される。なお、動電型スピーカであるスピーカユニット 1の動作は周知であるのでここでは詳細な説明を省略する。

[0033] 振動板 6の背面で発生した音 (音圧）は、音孔 12を通って空室 13に伝達される。このとき、この音によって空室 13の圧力が変動する力空室 13の内部には活性炭 10 が配置されているため、活性炭 10の気体吸着の作用によって空室 13内の圧力変動は抑えられる。したがって、キャビネット 9の容積を拡大することと同等の効果を得られるので、低音の再生限界を拡大することができる。

[0034] ここで、キャビネット 9の内周面に突起部 11が形成されておらず、キャビネットの内周面と活性炭 10の外周面とが全面において接触することによって活性炭 10が保持される場合を考える。この場合、活性炭 10はその上面のみで空室 13と接触することとなる。したがって、振動板 6の背面で発生した音は、空室 13から活性炭 10の上面を通って活性炭 10の下側部分に伝達していく。このとき、音が活性炭 10の内部を通つて伝達するので、活性炭の音の制動効果により、音が空気中を伝達する場合に比べて音圧が低下してしまう。したがって、キャビネット 9に突起部 11が形成されていない場合には、再生される音の音圧レベルが低下してしまうおそれがあった。

[0035] これに対して、第 1の実施形態では、キャビネット 9に突起部 11を設けることによって、空室 13と接続されている空室 14が活性炭 10の側面に形成されている。このとき、活性炭 10は、その上面および側面で空間（空室 13および空室 14)と接触すること〖こなる。したがって、振動板 6の背面で発生した音は、空室 13から活性炭 10の上面を通って活性炭 10の下側部分に伝達していく他、空室 13から活性炭 10の側面の空室 14を通って活性炭 10の下側部分に伝達していく。空室 14を通って伝達する音については活性炭 10の内部を通る場合に比べて音響損失が少ないので、空室 14を設けることによって、活性炭 10の内部における音響損失を減少することができる。以上より、第 1の実施形態によれば、キャビネット 9の内周面に突起部 11が形成されていない場合に比べて、音圧レベルの低下を抑制することができる。

[0036] なお、第 1の実施形態では、活性炭 10として繊維状活性炭を用いたが、活性炭は粒状 (紛状)のものを用いてもよいし、粒状のものを榭脂等のバインダで固めてブロック状としたものを用いてもよい。ただし、繊維状活性炭は、粒状の活性炭等に比べて気体を吸着するミクロ孔が外部との接触面により近い位置に形成されるので、低音の再生限界を拡大する効果が大きいと考えられる。また、粒状の活性炭を用いる場合には、粒状の活性炭の集合をある程度一定の形に保っための保持部材が必要となる。すなわち、活性炭 10に代えて、粒状の活性炭とその内部に粒状の活性炭を保持する保持部材とを用いてもよい。保持部材とは、例えば、粒状の活性炭をその内部に保持する袋である。スピーカユニット 1で発生した音は袋を介して袋の内部にも伝達するので、袋は内部に活性炭を密閉してもよい。なお、粒状の活性炭および保持部材を用いる場合には、振動等によって保持部材が変形するおそれがあるが、保持部材が変形しても突起部 11の高さを大きくすることによって空室 14を維持することができる。

[0037] なお、紛状の活性炭を固めてブロック状とした活性炭を用いる場合には、図 2に示すように、活性炭に孔が形成されていてもよい。図 2は、他の実施形態において用いられる活性炭を示す図である。図 2に示すように、ブロック状の活性炭 15には複数の孔 16が形成される。各孔 16は、それぞれ略同方向を向くように管状に形成される。この活性炭 15は、キャビネット 9の内部において、スピーカユニット 1で発生した音の進行方向（図 2に示す矢印参照）と孔 16の向きとがー致する向きに配置されることが好ましい。換言すれば、活性炭 15における孔 16が形成された面と対向する位置にスピ一力ユニット 1が配置されることが好ましい。このとき、孔 16は、スピーカユニット 1に対向する面から、スピーカユニット 1から遠ざ力る方向へ延びるように形成されることとなる。図 1を例にとって具体的に説明すると、図 2に示す活性炭 15の上面がスピーカュニット 1の方向を向き、活性炭 15の下面がキャビネット 9の底面に接するように活性炭 15を配置する。活性炭 15を配置する向きは、スピーカユニット 1との位置関係によつて決まり、例えば、後述する第 2の実施形態におけるスピーカ装置（図 4参照)では、孔の向きが横方向（振動板 34と略平行な方向）になるように活性炭を配置することが好ましい。これによつて、スピーカユニット 1で発生した音は、活性炭 15に遮られることなぐスピーカユニット 1から遠い活性炭 15の部分まで伝達する。そのため、スピーカユニット 1に近、部分の活性炭 15だけでなぐ遠、部分にぉ、ても気体吸着効果を十分に得ることができる。したがって、孔が形成されていない場合に比べて低音の再生限界を拡大する効果が大きくなる。

[0038] また、上記ブロック状の活性炭を用いる場合には、活性炭に突起部を形成し、当該突起部がキャビネットと接するようにキャビネット内に活性炭を配置するようにしてもよい。つまり、活性炭を支持するための突起部材は、活性炭自身によって構成されても構わない。これによつても、活性炭とキャビネットとの間に空室を形成することができるので、上記第 1の実施形態と同様の効果を得ることができる。

[0039] 以上のように、第 1の実施形態によれば、空隙を設ける等、活性炭 10の形状を複雑な形状に形成しなくとも、活性炭とその周囲の空間との接触面積を多くすることができる。したがって、活性炭の吸着効果を効率よく活用することができるとともに、音圧レベルの低下を抑制することができる。また、活性炭を複雑な形状に成形する必要がな V、ので、小型のスピーカ装置であっても製造が容易になる。

[0040] (第 2の実施形態）

図 3は、第 2の実施形態におけるスピーカ装置を示す図である。図 3 (a)は、スピー力装置の上面の一部を切り欠!、て内部構造が見えるようにした平面図である。図 3 (b )は図 3 (a)の線 C— Dに沿って見た断面図であり、図 3 (c)は図 1 (a)の線 E— Fに沿つて見た断面図である。図 3において、スピーカ装置は、スピーカユニット 20、フレーム 24、活性炭 25、および突起部 26を備えている。なお、第 2の実施形態では、圧電型のスピーカを例として説明する。 [0041] スピーカユニット 20は、圧電方式のスピーカであり、圧電素子 21および 23と、中間電極 22とを備えている。フレーム 24は内部に空室 27を有しており、上面の一部に孔が形成されている。中間電極 22は、この孔を塞ぐようにその外周がフレーム 24に固着される。圧電素子 21は中間電極 22の一方の面に貼り付けられ、圧電素子 23は中間電極 22の一方の面に貼り付けられる。一方、活性炭 25はフレーム 24の内部の空室 27に配置される。活性炭 25はスピーカユニット 20の直下空間の外側に配置される。なお、第 2の実施形態においては、活性炭 25は上面および下面の面積が他の面よりも大きい板状の形状である。突起部 26は活性炭 25の直上空間に複数配置され、各突起部 26はフレーム 24の内側上面に固着される。活性炭 25は、この突起部 26とフレーム 24の底面とによって圧着されることによって支持される。また、突起部 26は、細長い直方体形状であり、各突起部 26の間に空間 28が形成されるように配置される。したがって、活性炭 25の上面とフレーム 24の内側上面との間には空間 28が形成される。また、図 3においては、活性炭 25が配置される部分のフレーム 24の厚さは、配置されな、部分の厚さに比べて厚くなつて、る。

[0042] 以上のように構成されたスピーカ装置の動作を説明する。圧電方式のスピーカュニット 20では、中間電極 22の両面に貼り付けられた圧電素子 21および 23に電圧が印カロされると、圧電素子 21および 23が伸縮または屈曲することによって中間電極 22が振動して、音が発生する。なお、圧電型スピーカであるスピーカユニット 20の動作は周知であるのでここでは詳細な説明を省略する。

[0043] スピーカユニット 20の背面で発生した音はフレーム 24の空室 27に放射される。このとき、この音によって空室 13の圧力が変動する力空室 27の内部には活性炭 25 が配置されているため、活性炭 25の気体吸着の作用によって空室 27内の圧力変動は抑えられる。したがって、フレームの内部空間の容積を拡大することと同等の効果を得られるので、低音の再生限界を拡大することができる。

[0044] また、活性炭 25の上面とフレーム 24の内側上面との間には突起部 26によって複数個の空間 28が確保されているので、スピーカユニット 20の背面力も放射された音は、空間 28を通って活性炭 25の広い上面から内部に伝達される。したがって、第 2 の実施形態においても第 1の実施形態と同様、音が活性炭 25の内部を伝達することによる音響損失を減少して、スピーカ装置の再生音圧を向上することができる。

[0045] なお、第 2の実施形態においては、活性炭 25の上面側のみを突起部 26によって支持するようにしたが、他の面にっ、ても突起部によって支持するようにしてもよ!、。図 4は、第 2の実施形態の変形例に係るスピーカ装置を示す図である。なお、図 4は、図 3 (b)と同じ向き力見たスピーカ装置の断面図であり、図 3と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。

[0046] 図 4においては、フレーム 24の内側上面に加えて内側下面にも突起部 26が固着されている。したがって、活性炭 25は、上面および下面の両側で突起部 26によって支持されている。これによつて、活性炭 25の両側に空間 28が形成されるので、活性炭 25と外部空間との接触面積は約 2倍となり、活性炭における音響損失の影響をさらに低減することが期待される。

[0047] (第 3の実施形態）

図 5は、第 3の実施形態に係るスピーカ装置を示す図である。図 5 (a)は、スピーカ装置の上面の一部を切り欠!、て内部構造が見えるようにした平面図である。図 5 (b) は、図 5 (a)の線 K—Lに沿って見た断面図である。図 5において、スピーカ装置は、ァクチユエータ 30、キャビネット 31、サスペンション 32、内枠 33、振動板 34、活性炭 35、仕切板 36、および突起部 37を備えている。第 3の実施形態においては、音を発生するスピーカユニットは、ァクチユエータ 30および振動板 34によって構成される。

[0048] キャビネット 31は、上面が開口した箱状の形状である。内枠 33は、その外周がキヤビネット 31の内周と一致する環状の形状であり、その外周面がキャビネット 31の内周面に固着される。サスペンション 32は内枠 33の上面に固着される。振動板 34は、サスペンション 32の上面に固着される。振動板 34は、キャビネット 31の開口部と同じ大きさであり、当該開口部を覆うように配置される。一方、仕切板 36は、キャビネット 31 の開口部と同じ大きさであり、内枠 33の下面およびキャビネット 31の内周面に固着される。仕切板 36には複数の音孔 39および、ァクチユエータ 30の外周よりも大きな取り付け孔が形成されている。また、ァクチユエータ 30の上面と振動板 34の下面とは固着される。

[0049] また、キャビネット 31の底面内側には複数の円柱状の突起部 37が形成される。活性炭 35は、下面の突起部 37と上面の仕切板 36とによって狭持される。図 5では、活性炭 35は、ァクチユエータ 30の底面よりも大きな孔を有する直方体形状であり、当該孔の位置にァクチユエータ 30が位置するように配置される。以上のように、活性炭 35 は、音孔 39を介して仕切板 36の上方の空室 38とその上面において接しており、仕切板 36の下方の空室 40とその側面および下面において接している。

[0050] 以上のように構成されたスピーカ装置の動作を説明する。第 3の実施形態においては、ァクチユエータ 30およびそれに接続される振動板 34によって音が発生する。すなわち、音響信号がァクチユエータ 30に印加されると、ァクチユエータ 30は音響信号に応じた振動を振動板 34に伝達する。伝達された振動によって、振動板 34は音を発生する。

[0051] 振動板 34の背面で発生した音およびァクチユエータ 30から直接発生した音は、空室 38および 40に放射される。このとき、この音によって空室 38および 40の圧力が変動するが、空室 38および 40に活性炭 35が配置されているため、活性炭 35の気体吸着の作用によって空室 38および 40内の圧力変動は抑えられる。したがって、キヤビネット 31の内部空間の容積を拡大することと同等の効果を得られるので、低音の再生限界を拡大することができる。

[0052] また、活性炭 35の上面には空室 38が確保され、下面には空室 40が確保されているので、振動板 34の背面で発生した音およびァクチユエータ 30から直接発生した音は、空室 38および 40を通って活性炭 35に伝達される。したがって、第 3の実施形態においても第 1の実施形態と同様、音が活性炭 35の内部を伝達することによる音響損失を減少して、スピーカ装置の再生音圧を向上することができる。

[0053] また、第 3の実施形態では、スピーカ装置の上面全面が振動板 34であるので、キヤビネット 31の内部に仕切板 36を設けることによって、活性炭 35を上力も支持している。これによつて、活性炭 35が振動板 34に接触して振動板 34の動きを阻害することによって歪音が発生することを防止することができる。また、仕切板 36に音孔 39を形成することによって、活性炭 35と空間との接触面積を大きくするようにしている。

[0054] なお、第 3の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば振動板 34の全面にポスターを貼り付けたようなボードスピーカや、あるいは、薄型であることを生力して 5. 1チャンネルの壁掛けタイプのサラウンドスピーカ等に応用することができる。

[0055] (第 4の実施形態）

以下、本発明に係るスピーカ装置を機器に搭載した例を説明する。まず第 4の実施形態においては、スピーカ装置を携帯端末装置に搭載した例を説明する。図 6は、第 4の実施形態に係る携帯端末装置の一例である携帯電話機を示す図である。ここで、図 6 (a)は内部構造をわ力り易くするために携帯電話機の一部を切り欠いた正面図であり、図 6 (b)は携帯電話機の側面図であり、図 6 (c)は携帯電話機の背面図である。

[0056] 図 6において、携帯電話機は、上部ケース 50、下部ケース 51、アンテナ 52、液晶画面 53、ヒンジ部 54、取付部 55、仕切板 56、活性炭 57、スピーカユニット 58、突起部 59、およびキャビネット 60を備えている。図 6に示す携帯電話機は、本体が上部ケース 50および下部ケース 51からなる折りたたみ式である。上部ケース 50と下部ケース 51とはヒンジ部 54によってヒンジ部 54を中心に回転可能に接続される。ヒンジ部 5 4は、取付部 55によって上部ケース 50に取り付けられている。上部ケース 50には、その上部にアンテナ 52が取り付けられ、正面の上側には液晶画面 53が設けられる。スピー力装置 (活'性炭 57、スピーカユニット 58、突起部 59、およびキャビネット 60)は、上部ケース 50の内部であって液晶画面 53の下側に配置される。以下、携帯電話機に内蔵されるスピーカ装置について説明する。

[0057] 図 7は、図 6に示す携帯電話機に内蔵されるスピーカ装置の内部構成を説明するための図である。なお、図 7においては、スピーカ装置の内部構成を見やすくする目的で、細長、直方体形状の突起部 59が平行に配置されて、るものとして示して、る力実際には図 6に示すように突起部 59は放射状に配置されている。また、図 7では上部ケース 50のくぼみ 63を省略している。

[0058] 図 6および図 7において、キャビネット 60は、内部に空間を有する形状であり、液晶画面 53と取付部 55との間に設けられる。キャビネット 60は、支持部 65によって上部ケース 50に固着されている。仕切板 56はキャビネット 60内の空間を 2分割して 2つの空室を形成する。キャビネット 60には、各空室に対応する 2つのスピーカユニット 58 が取り付けられる。以上によって、スピーカユニット 58の背面側（図 7では上側）には空室 62が形成される。複数の突起部 59は、それぞれ放射状に配置されるようにキヤビネット 60下面に固着される。活性炭 57は、突起部 59とキャビネット 60の上面とによつて狭持される。なお、上部ケース 50の背面側のくぼみ 63には音孔 64が形成される。音孔 64は、スピーカユニット 58に対向する位置に配置される。また、図 6に示すように、キャビネット 60には細孔 61が形成される。細孔 61は、直径力 0. 5mm程度の非常に小さな貫通孔である。

[0059] 以上のように構成された携帯電話機の動作を説明する。アンテナ 52から受信信号が受け取られると、図示しな!ヽ信号処理部で処理された電気信号が左右のスピーカユニット 58に入力されて、例えば受信呼出し用のメロディ音が音孔 64から再生される。また、第 2の実施形態と同様に、活性炭 57の下面とキャビネット 60の内側下面との間には突起部 59によって空室 62が確保されている。したがって、第 4の実施形態においても第 2の実施形態と同様、音が活性炭 57の内部を伝達することによる音響損失を減少して、スピーカ装置の再生音圧を向上することができる。

[0060] ここで、上部ケース 50の液晶画面 53と取付部 55との間の空きスペースにキャビネット 60を配置することによって、キャビネット 60について最大限の容積を確保している。キャビネット 60の形状は一般的な直方体ではなく異形状となっているが（図 6参照）、キャビネット 60に設けた突起部 59によって異形状の活性炭 35との間に通気路 (空室 62)を容易に確保することができる。また、活性炭と空間との接触面積を増カロさせるための微細な加工（図 14参照）を活性炭 57自体に施す必要がないので、携帯電話機に搭載するような小型のスピーカ装置であってもその製造が容易になる。

[0061] また、細孔 61は、上述したように非常に小さい孔であるので音響インピーダンスが非常に大きぐスピーカ音の再生時には、この細孔 61から再生音が抜けることはほとんどない。この細孔 61は、温度上昇等によって空室 62内の空気圧が上昇することによってスピーカユニット 58の振動板に膨張圧が加わり、振動板が変形することを防止することを目的として形成される。例えば真夏の海のような高温の環境下に携帯電話機がある場合、携帯電話機の温度上昇にともないキャビネット 60内の空室 62の空気が熱膨張して空室 62内の空気圧が上昇し、振動板を変形させてしまうことが考えられるが、細孔 61を形成することによってこれを防止することができる。温度上昇にともなう空室 62の空気圧上昇は、再生音の周波数成分に比べてほぼ直流的な変化である。したがって、温度上昇にともない空室 62の空気圧上昇が変化する場合には細孔 61は音響インピーダンスとして作用することなぐ膨張にともなう空気圧は細孔 61より排出される。なお、活性炭 57は、携帯電話機の外部力も細孔 61を介して湿気ゃ不要ガス、タバコの煙等を吸着するとその性能が劣化する。したがって、細孔 61の出口は携帯電話機本体の内部に形成して、空室 62と外気とを直接接続しないようにすることが好ましい。また、活性炭 57が例えば繊維状の場合、繊維状活性炭の細かな破片が細孔 61から携帯電話の内部に排出されることがある。この繊維状活性炭の破片は炭素であることから、電気回路に付着すると電気回路をショートさせる可能性がある。これを防ぐために、細孔 61には、活性炭の破片が通過できない細かさの防塵ネットを設けることが好ましい。また、防塵ネットが防湿効果を持った材料であれば、細孔 61を通じて外部の湿気が空室 62の内部に侵入することを防止することができるので、活性炭 57が湿気を吸着することによって空気の吸着効果が低下することを低減させることができる。

[0062] 図 8は、第 4の実施形態に係る携帯電話機の音圧周波数特性を示す図である。なお、図 8に示す音圧周波数特性おいては、スピーカユニット 58は口径 14mmの動電型方式、空室 62の容積は lcc、突起部 59の高さは 0. 5mm,活性炭 57は繊維状活性炭で重量が 23mg、スピーカユニットへの入力電力は 0. 2W、音孔 64と測定マイクとの距離は 0. lmとしている。また、図 8において、曲線 Aは、活性炭を配置しない場合の音圧周波数特性を示し、曲線 Bは、突起部のないキャビネットに活性炭を挿入した場合の音圧周波数特性を示し、曲線 Cは、キャビネットに突起部を設けて活性炭を配置した場合の音圧周波数特性を示す。

[0063] 図 8の曲線 Aに示されるように、スピーカのキャビネット 60内に活性炭を配置しない場合、キャビネット 60が lccと小容積のために低音の共振周波数が高ぐ 1. 3kHz付近で音圧の山が生じている。また、図 8の曲線 Bに示されるように、突起部なしでキヤビネットに活性炭を挿入した場合、 1kHz以下の音圧レベルが上昇して、活性炭によるキャビネットの等価容積拡大の効果が得られていることがわかる。しかし、 lkHz〜2 kHzの帯域では、活性炭による音響損失が大きいため、大幅に音圧レベルが低下して音圧特性の平坦性が損なわれている。これらに対して、図 8の曲線 Cに示されるように、キャビネットに突起部を設けて活性炭を配置した場合、空室と活性炭との接触面積が増加するので、曲線 Bに対して lkHz〜2kHzの帯域で 3dB近く音圧レベルが上昇し、 1kHz以上の帯域にぉ、て平坦な音圧周波数特性を実現されて!、ることがわかる。以上のように、第 4の実施形態によれば、コンパクトな本体であっても低音再生に優れた携帯電話機を実現することができる。

[0064] なお、第 4の実施形態では、キャビネット 60は上部ケース 50内であって液晶画面 5 3の下側に配置している力スピーカ装置の配置位置はどこでもよぐ例えば、液晶画面 53の上部、背面、あるいは下部ケース 51内等、どの位置に配置されても問題はない。また、第 4の実施形態では、キャビネット 60内の 2つの空室 62は同形状とした力配置条件により左右非対称な形状としてもよい。この場合、形状は非対称であつても容積が等しくなるように空室 62を形成することが、 2つのスピーカ装置で低音の再生限界が同じになるので好ましい。

[0065] また、第 4の実施形態では、細孔 61をキャビネット 60の壁面に設けた力細孔 61にチューブ状の細管を接続することによって、携帯電話機の上部ケース内の任意の位置に細孔 61の出口を配置することができる。したがって、上記細管を用いることによつて、外気と接触のしにくい場所に細孔 61の出口を容易に配置することができる。

[0066] また、第 4の実施形態では、突起部 59は角棒状であった力図 9に示されるように円柱状としても同様の効果が期待できる。なお、突起部 59の形状は円錐状、角錐状等、どのような形状であってもよい。また、第 4の実施形態では突起部 59は活性炭 57 の片側のみに設けられたが、活性炭 57の両側に突起部を設け、突起部によって活性炭 57を両側から狭持するようにしてもょ、。

[0067] (第 5の実施形態）

次に、第 5の実施形態として、スピーカ装置を車両に搭載した例を説明する。図 10 は、車両用ドアの概観図である。まず図 11は、図 10の線 G—Hに沿って見た車両用ドアの断面図である。図 10および図 11において、車両用ドアは、窓ガラス 71、キヤビネット 72、スピーカユニット 73、内壁 74、インナーパネル 75、アウターパネル 76、音響管 77、グリル 78、活性炭 79、突起部 80および 81、ならびに、仕切板 82を備えている。

[0068] インナーパネル 75は、内壁 74とアウターパネル 76との間に配置される。インナーパネル 75にはスピーカユニット 73と同じ大きさの孔が設けられており、スピーカユニット 73は、当該孔にはめ込むようにインナーパネル 75に取り付けられる。スピーカュ-ット 73は、その前面が内壁 74側を向くように配置される。インナーパネル 75の孔の周囲には当該孔を覆うように音響管 77が接続され、音響管 77は、内壁に取り付けられたグリル 78とスピーカユニット 73の前面とによって空間を形成する。

[0069] 一方、キャビネット 72は、一面が開口した箱状の形状であり、開口部によってスピー力ユニット 73が囲まれるようにインナーパネル 75に接続される。キャビネット 72は、ィンナーパネル 75とアウターパネル 76との間の空間に配置される。また、キャビネット 7 2には、細孔 84が形成される。第 1および第 2突起部 80および 81は、円錐状の形状を有しており、キャビネット 72の内部に形成される。具体的には、第 1突起部 80は、キャビネット 72の内周側面に形成される。また、第 2突起部 81は、インナーパネル 75の側面に形成される。活性炭 79は、キャビネット 72内部の空室 83に配置され、第 1突起部 80と第 2突起部 81とによって狭持される。仕切板 82は、キャビネット 72の内部において活性炭 79とスピーカユニット 73との間でキャビネット 72の内部空間を仕切るように配置される。仕切板 82には、図示しない複数の孔が形成されている。

[0070] 以上のように構成された車両用ドアに搭載されたスピーカ装置の動作を説明する。

図示しない車室内のオーディオ装置 (例えば CDプレーヤ)からの音楽信号がスピー力ユニット 73に印加されると、スピーカユニット 73の前面からの音はグリル 78から車室内に放射される。ここで、活性炭 79の一方の側面とキャビネット 72との間には第 1 突起部 80によって空間が確保されている。また、活性炭 79の他方の側面とインナーパネル 75との間には第 2突起部 81によって空間が確保されている。したがって、第 5 の実施形態においても上記第 1〜第 4の実施形態と同様、音が活性炭 79の内部を伝達することによる音響損失を減少して、スピーカ装置の再生音圧を向上することができる。

[0071] ここで、第 5の実施形態では、第 1および第 2突起部 80および 81がスパイクとなり、活性炭 79に突き刺さる程度に圧着している。これによつて、車両の走行時に車体が振動した場合でも、活性炭 79は各突起部 80および 81によって安定に保持される。また、空室 83には複数個の音孔を有する仕切板 82が設けられる。これによつて、仮に、活性炭 79が車両の振動によって各突起部 80および 81によって保持できなくなつたとしても、落下する活性炭 79を仕切板 82によって受け止めることができる。つまり、仕切板 82によって活性炭 79がドアの下部方向に完全に落下することを防止できる

[0072] また、細孔 84は第 4の実施形態と同様、空室 83の温度上昇にともなう空気膨張を防止するものである。第 5の実施形態においては、細孔 84の出口はインナーパネル 75とアウターパネル 76との間の空間に設けられる。

[0073] 以上のように、第 5の実施形態によれば、限定された容積となる車室空間内に搭載されるスピーカ装置のキャビネット容積を大きくすることなぐ豊カな低音再生が可能なスピーカシステムを実現することができる。

[0074] なお、第 5の実施形態では、スピーカ装置 (キャビネット 72、スピーカユニット 73、活性炭 79、突起部 80および 81、仕切板 82)は、インナーパネル 75とアウターパネル 7 6との間の空間に設けられた力インナーパネル 75と内壁 74との間の空間に設けられてもよい。また、第 5の実施形態では、スピーカ装置を車両用ドアに搭載する例を示したが、フロントパネルゃリアトレイ、車体の天井部など、スピーカ装置を車両の様々な位置に搭載することができる。これらの場合、キャビネットの形状は車体の形状に沿った形状とする必要があるが、本発明によれば、省スペースでも豊かな低音を十分な音圧で再生することができる車載用のスピーカ装置を実現可能である。

[0075] (第 6の実施形態）

次に、第 6の実施形態として、スピーカ装置を薄型テレビに搭載した例を説明する。図 12は、第 6の実施形態に係る薄型テレビの構成を示す図である。ここで、図 12 (a) は薄型テレビの正面外観図であり、図 12 (b)は図 12 (a)の線 I Jに沿って見た薄型テレビの断面の一部を示す図である。図 12において、薄型テレビは、薄型テレビの筐体 90、キャビネット 91、スピーカユニット 92、細孔 93、活性炭 94、および突起部 9 5を備えている。

[0076] 第 6の実施形態に係る薄型テレビにおいては、スピーカ装置 (キャビネット 91、スピ一力ユニット 92、細孔 93、活性炭 94、および突起部 95)は、テレビ本体の下部に配置される。具体的には、キャビネット 91はテレビの画面の下側に配置される。スピーカユニット 92は、キャビネット 91の開口部に取り付けられる。スピーカユニット 92とキヤビネット 91とによって空室 97が形成される。空室 97内において、複数の突起部 95はキャビネット 91に接続される。活性炭 94は突起部 95によって支持される。図 12 (b)では、活性炭 94はその上面、下面、および側面で突起部 95によって支持されている。なお、キャビネット 91には、細孔 96が形成される。なお、薄型テレビには、左右 2つのスピーカ装置が搭載される。 2つのスピーカ装置の構成は同じである。

[0077] 以上のように構成された薄型テレビに搭載されたスピーカ装置の動作を説明する。

図示しない信号処理部からの音響信号が左右のスピーカユニット 92に入力されることによってスピーカユニット 92から音が再生される。ここで、活性炭 94の上面、下面および側面とキャビネット 91との間には突起部 95によって空間が確保されている。したがって、第 6の実施形態においても上記第 1〜第 5の実施形態と同様、音が活性炭 94の内部を伝達することによる音響損失を減少して、スピーカ装置の再生音圧を向上することができる。また、キャビネット 91に細孔 96を形成することによって、第 4の実施形態と同様、空室 97の温度上昇にともなう空気膨張を防止することができる。

[0078] なお、薄型テレビにっ、ては更なる薄型化が要望されてきて、る一方、活性炭のような気体吸着部材を用いな、場合には低音再生を行うためには大きなキャビネット容積が必要となり、薄型化を阻害する要因となっている。ここで、本発明によれば、気体吸着部材を用いることによってキャビネット容積を縮小することが可能となり、また、突起部で気体吸着部材を支持することによって音圧レベルの低下を防止することができるので、豊かな低音再生が可能な薄型テレビを実現することができる。なお、第 6の実施形態では、キャビネット 91は薄型テレビの画面の下側に配置された力画面の両側に配置することも可能である。

[0079] 以上のように、第 6の実施形態によれば、スピーカ装置の搭載機器が薄型テレビのようなオーディオ映像機器である場合でも、本発明を適用することができ、省スペースで低音再生が可能なオーディオ映像機器を実現することができる。特に、平面化が進む液晶や PDP等の平面テレビでは、スピーカキャビネットの占める容積がセットの薄型化、コンパクトィ匕を阻害する要因となってきているので、本発明が特に有効である。

[0080] また、上記第 1〜第 6の実施形態においては、突起部は、キャビネットと一体的に形成されてもよいし、キャビネットに突起部 11を接着することによって形成されてもよい。いずれにしても、活性炭を複雑な形状に加工することに比べて容易に作成することができる。

[0081] また、上記第 2〜第 6の実施形態においても第 1の実施形態と同様、活性炭は、繊維状活性炭を用いる他、粒状の活性炭の集合および保持部材を用いてもよいし、粒状の活性炭の集合を固めてブロック状にしたものであってもよい。さらに、第 2〜第 6 の実施形態にぉ、てブロック状の活性炭を用いる場合、スピーカユニットで発生した音の進行方向と孔の向きとがー致する向きに、活性炭に孔が形成されていてもよい。また、ブロック状の活性炭を用いる場合には、活性炭に突起部を形成し、当該突起部がキャビネットと接するようにキャビネット内に活性炭を配置するようにしてもよい。また、活性炭に代えて、その他の気体吸着材料、例えば、ゼォライト、シリカ（SiO )、

2 アルミナ（Al O )、ジルコ-ァ（ZrO )、マグネシア（MgO)、四三酸化鉄（Fe O )、

2 3 3 3 4 モレキュラーシーブ、フラーレン、カーボンナノチューブ等を用いてもよい。

[0082] なお、上記第 4〜第 6の実施形態において、スピーカユニットは、動電型、圧電型、静電型、電磁型等、どのような駆動方式であってもよい。その他、スピーカユニットは第 3の実施形態に係るスピーカ装置であってもよい。

産業上の利用可能性

[0083] 本発明は、小型でかつ高音質な低音再生を可能とすること等を目的として利用可能であり、例えば、特に薄型化が進む液晶テレビ、 PDP (プラズマディスプレイ)ゃステレオ装置、車載機器、携帯端末装置等に利用することが可能である。

Claims

請求の範囲

[I] スピーカユニットと、

スピーカユニットの背面に空室を形成するキャビネットと、

前記空室内において形成され、前記キャビネットに接続される複数の突起部材と、前記複数の突起部材によって前記空間内に支持される気体吸着部材とを備える、スピーカ装置。

[2] 前記キャビネットは、前記スピーカユニットのフレームと一体的に形成される、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[3] 前記複数の突起部材によって形成される空間は前記空室と接続されている、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[4] 前記突起部材は、前記キャビネットの少なくとも 1つの面に設けられている、請求項

1に記載のスピーカ装置。

[5] 前記気体吸着部材は、前記突起部材によって圧着されて固定される、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[6] 前記気体吸着部材は活性炭である、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[7] 前記活性炭は、粒状の活性炭を固めることによって構成される、請求項 6に記載のスピーカ装置。

[8] 前記活性炭には、スピーカユニットに対向する面から、スピーカユニットから遠ざかる方向へ延びるように孔が形成される、請求項 7に記載のスピーカ装置。

[9] 前記活性炭は繊維状活性炭である、請求項 6に記載のスピーカ装置。

[10] 前記スピーカユニットは、動電型スピーカ、圧電型スピーカ、静電型スピーカ、電磁型スピーカのいずれ力 1つである、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[II] 前記スピーカユニットは、

前記キャビネットとの間に前記空室を形成するように配置される振動板と、前記空室に配置され、前記振動板を振動させるァクチユエ一タとを含む、請求項 1に記載のスピーカ装置。

[12] 前記空室内に配置され、複数の音孔を有する仕切板をさらに備え、

前記気体吸着部材は、前記突起部および前記仕切板によって支持される、請求項 11に記載のスピーカ装置。

[13] 請求項 1に記載のスピーカ装置と、

前記スピーカ装置をその内部で保持する機器筐体とを備える、携帯端末装置。

[14] 前記キャビネットには、前記空室を前記機器筐体の内部と接続する細孔が形成される、請求項 13に記載の携帯端末装置。

[15] 請求項 1に記載のスピーカ装置と、

表示装置と、

前記スピーカ装置を前記表示装置の周囲に配置するように前記スピーカ装置を内部で保持する機器筐体とを備える、オーディオ映像機器。

[16] 前記キャビネットには、前記空室を前記機器筐体の内部と接続する細孔が形成される、請求項 15に記載のオーディオ映像機器。

[17] 請求項 1に記載のスピーカ装置と、

前記スピーカ装置によって発生される音を車室内に放射するように前記スピーカ装置を保持する保持部とを備える、車両。

[18] 前記保持部は、その内部に空間を有する形状であり、前記スピーカ装置を当該内部で保持し、

前記キャビネットには、前記空室を前記保持部の内部の空間と接続する細孔が形成される、請求項 17に記載の車両。