WO2013011699A1 - 自共鳴発音型スピーカおよび自共鳴発音型スピーカの設置方法 - Google Patents

自共鳴発音型スピーカおよび自共鳴発音型スピーカの設置方法 Download PDF

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WO2013011699A1
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polymer foam
speaker unit
resonant
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晴美 岩田
恵子 高岡
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株式会社シーエンジ
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Definitions

  • the present invention relates to a self-resonant sound generation type speaker having a mechanism in which a cover is covered with a speaker, and vibrations generated by the speaker unit are received, amplified, and a loud sound is emitted.
  • a speaker that can be suitably used for a thin audio image display such as a thin television receiver and a speaker system such as a car stereo, an audio image display having a speaker, and A speaker system having the speaker.
  • the speaker unit frame is exposed to the outside and there is a problem with waterproofing.
  • Double-sided adhesive tape is used for bonding the frame and so on, and it is easy to peel off.
  • the sound tends to be distorted. there were.
  • the plate to be mounted is uneven, when the mounting surface of the structure to be mounted is uneven, it is difficult even to attach by the conventional method using a double-sided adhesive tape or bolt. Of course, the sound could not be amplified.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and includes a speaker unit and a polymer foam that covers the entire outer surface of the speaker unit, and generates sound vibrations emitted from the speaker unit. It is a self-resonant sounding type speaker that amplifies in the body and emits as a plane wave.
  • the self-resonant sound generation type speaker means a speaker in which a polymer foam covering the speaker unit receives sound generated by the built-in speaker unit, amplifies it, and produces a loud sound.
  • a large resonance box is required, but this system can be constructed with a relatively free shape such as a thin plate, a small sphere, and other irregular shapes.
  • the foaming temperature is preferably from room temperature to about 80 degrees Celsius.
  • the manufacturing method of the self-resonant sounding type speaker according to the present invention will be described more specifically, for example, by filling foaming.
  • a hard urethane foam is used as the polymer foam
  • the speaker unit is temporarily fixed in the male and female molds at room temperature, and the liquid polymer foam material is completely mixed within a few seconds and injected into the mold. Heat is only generated from the foam material.
  • a high-magnification foam can be obtained by allowing the pressure generated during foaming to escape naturally without applying pressure. In the case of other foams, heating or pressure increase / decrease may be performed based on each foaming method.
  • the polymer foam has a closed cell structure.
  • the expansion ratio is preferably 10 to 30 times.
  • polymer foam examples include hard urethane foam, rigid polystyrene foam, rigid polyethylene foam, rigid polypropylene foam, rigid phenol foam, rigid polyimide foam, and rigid polyvinyl chloride foam.
  • Examples of the types of speaker units incorporated in the polymer foam include cone type speakers, actuator type speakers, magnetostrictive element type speakers, piezoelectric type speakers, and hybrid speakers.
  • the cone type speaker here uses a dynamic type speaker unit in general, and has a diaphragm type, and has a conical diaphragm having a considerably larger diameter than the voice coil diameter. It is named.
  • a diaphragm a dome type or a planar type may be used.
  • the actuator type speaker is a type of speaker that generates sound from an attached object by changing the sound current into vibration and tightly bonding the vibration to the attached object. It is also called a vibration speaker or the like, and does not have a specific diaphragm such as cone paper, and uses an arbitrary attached object as a sounding vibrator.
  • the magnetostrictive element type speaker is a speaker using a single crystal giant magnetostrictive material as a material, and is a speaker that generates irregularities by sounding current and generates sound.
  • piezoelectric speaker refers to a speaker in which a voltage is applied between two piezoelectric bodies and vibration is caused by metal deformation caused by the potential difference.
  • a hybrid speaker is a composite speaker that combines sound generation on a vibrating membrane and vibration on an actuator type speaker.
  • the thickness of the polymer foam relative to the speaker unit is preferably 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more.
  • the polymer foam wraps around the speaker body and secures a portion that resonates. More specifically, the thickness range of the polymer foam is preferably 2 to 40 mm.
  • the thickness range of the polymer foam is preferably 2 to 40 mm.
  • 2 mm to 10 mm size on one side
  • 3 mm to 40 mm One side dimension
  • One side dimension is preferable, but it can be set without limitation to the type, size, shape, installation location, etc. of the speaker unit.
  • the present invention is a self-resonant sounding type speaker provided with a mounted plate that transmits sounding vibration to the outside outside the polymer foam.
  • the mounted plate When the mounted plate is in contact with the polymer foam, vibration from the speaker unit is transmitted to the mounted plate through the polymer foam, and the mounted plate sounds and acts as a sounding body. Therefore, in general, a metal that hardly vibrates can be used as the material of the mounted plate.
  • a metal that hardly vibrates can be used as the material of the mounted plate.
  • glass, pottery, wood, synthetic resin, etc. can be used in addition to metal.
  • the present invention is a self-resonant sounding type speaker that is installed on the inner surface of a casing provided in an external device or an external structure and uses the casing as the mounted plate.
  • the present invention is a self-resonant sounding speaker in which the mounting plate is provided outside an external device or an external structure, and the polymer foam is mounted on the back surface of the mounting plate.
  • “External device or external structure” here means a device or structure that is separate from the self-resonant sounding type speaker.
  • vending machines car wash machines, washing machines, other industrial machines
  • outdoor structures such as walls, pillars, ceilings and floors of public structures, toilets, baths, dressing rooms, kitchens, and ceilings
  • indoor structures such as walls, pillars, ceilings, and floors.
  • casing refers to a general plate body outside the external device or external structure, such as a casing body, a decorative plate, a protective plate, etc. provided in the external device or external structure.
  • the speaker unit when the mounted plate is uneven, the speaker unit is temporarily fixed, and the polymer foam is injected into a gap between the speaker unit and the mounted plate. Is a self-resonant sounding type speaker that is coated with the polymer foam and solidified.
  • the present invention also provides a temporary fixing step of temporarily fixing a speaker unit inside a casing provided in an external device, and securing a certain gap between the casing and the speaker unit, and a polymer foam in the gap.
  • a self-resonant sound generation type that uses the casing as a mounted plate that transmits sound vibration to the outside by including an injection step of injecting a material and a foaming step of filling and foaming the polymer foam material in the gap This is a speaker installation method.
  • the polymer foam is preferably provided in close contact with the speaker unit so as not to disturb the vibration of the speaker unit.
  • the speaker unit is a cone type speaker
  • the self-resonance sound generation type speaker according to the present invention is mounted on the mounted plate, it is desirable to perform foam attachment directly to the housing to be mounted in order to drive the speaker most efficiently. Even if the mounting surface of the self-resonance sound generation type speaker is an uneven structure, the self-resonance sound generation type speaker can be attached in close contact, and a very beautiful sound can be amplified.
  • a waterproof measure simply by applying a waterproof layer coat to the surface of the polymer foam. Also, as a waterproof measure, not only a waterproof layer coat is applied to the surface of the polymer foam, but also a countermeasure against chemicals such as strong acids and strong alkalis. Sound can be generated even in the air.
  • the heat generated by the internal speaker unit may be trapped. Therefore, as a heat countermeasure, it is preferable to provide a current interrupt circuit or a current reduction circuit by operating at a fraction of the rated input or by installing a thermo switch adjacent thereto.
  • the self-resonant sound generation type speaker of the present invention is arranged so as to be perpendicular to the direction axis on which acceleration is applied, so that it can be operated without being affected by the acceleration. For example, it is effective when it is installed on a vehicle such as a spacecraft, a space station, or a jet plane that has a large acceleration.
  • the internal speaker unit is less likely to be damaged by receiving a load not only in the speaker unit but also in the entire polymer foam surrounding the speaker unit and in the buffering action of the polymer foam itself.
  • an amplifier, a power source and the like can be enclosed in a polymer foam together with a speaker unit.
  • it is not impeded to apply the present invention to a wireless structure as well as a wired structure.
  • the self-resonant sound generation type speaker of the present invention it is possible to install it in various water-circulating devices, various oil smokes, dust generation factories, and machinery / equipment operating in the factories.
  • sound can be produced by making the dimensions of the polymer foam sufficient to obtain the desired sound volume on the wall surface, ceiling, column surface, and floor surface to be attached, and attaching them closely.
  • the self-resonance sound generation type speaker according to the present invention can be provided on a thin panel-shaped shoji or folding screen.
  • a self-resonant sound generation type speaker is preferable, wherein a pair of the self-resonance sound generation type speakers are erected on the pillow, clothes, mattress or seat with a predetermined gap.
  • the metal plates provided in these devices or apparatuses but also the panels of various display units can be used as mounted plates, and the self-resonant sound generation type speaker can be mounted on the back surface thereof. Thereby, the installation of the self-resonant sound generation type speaker can be facilitated, and at the same time, the mounted plate can be squeezed by the vibration of the polymer foam to be contacted to make the sound generator.
  • a mounting plate Using the housing of equipment such as toilets, baths, dressing rooms, kitchens, and ceilings, which are likely to be exposed to water, as a mounting plate, and mounting a self-resonant sounding speaker on the inner surface of the mounting plate it can. Thereby, the installation of the self-resonant sound generation type speaker can be facilitated, and at the same time, the mounted plate can be squeezed by the vibration of the polymer foam to be contacted to make the sound generator.
  • the self-resonance sound generation type speaker of the present invention may be applied to a lane marker of a swimming pool.
  • the self-resonance sound generation type speaker of the present invention may be applied as a sound lane marker for guidance for visually impaired people.
  • the polymer foam surrounds the speaker unit, which is a sound source, with the polymer foam, so that even when it is difficult to produce sound with only the speaker unit or the volume is low, the polymer foam is It can resonate and make a loud sound or rich sound quality. More specifically, it becomes possible to emit sound as a plane wave through the polymer foam, and the directionality of the sound is improved and the sound is amplified by the size and shape of the polymer foam. Furthermore, the sound can be controlled in a variety of ways by selectively amplifying the bass portion and the like. In addition, the amplification function of the polymer foam can efficiently utilize the energy of the lower output sounding vibration and reduce noise and the like.
  • the speaker unit When a cone type speaker is used as the speaker unit, it is possible to amplify the sound emitted from the speaker unit with a polymer foam and transmit the sound to the outside as a plane wave.
  • the sound emitted from a cone-type speaker is usually diffusely reflected as a spherical wave and becomes unclear as the distance increases.
  • the straightness is improved and attenuated.
  • the polymer foam allows the cone (diaphragm) to vibrate with a certain degree of freedom, and has a function of resonating and amplifying the sounding vibration.
  • the sound emitted from the speaker unit can be amplified by resonating with the polymer foam.
  • the plane area of the polymer foam large, it is possible to make the bass part particularly rich compared to the case where the polymer foam is not covered.
  • the same effect can be obtained when a hybrid speaker is used as the speaker unit. It can also be said that the same effect as that of the hybrid speaker can be obtained by covering the speaker unit with the polymer foam itself.
  • the speaker unit when an actuator type speaker is used as the speaker unit, sound can be emitted to the outside by resonating the sound generation vibration by the polymer foam.
  • the actuator type speaker does not produce sound without a vibrating body
  • the polymer foam acts not only as an amplification function as described above but also as a sounding body.
  • the self-resonant sounding type speaker of the present invention has a waterproof effect because the frame of the speaker unit is not exposed to the outside.
  • the self-resonance sound generation type speaker can be attached to the lane marker of the swimming pool, and the underwater sound lane marker can be realized at low cost.
  • the self-resonant sound generation type speaker it is possible to eliminate the need to use a tape specially for adhering the frame or the like of the speaker unit, so that a problem such as tape peeling does not occur. Since it is possible to eliminate the need to fix the frame using screws, there is no distortion in the sound.
  • the self-resonant sounding type speaker of the present invention is resistant to pressure change by being covered with a polymer foam, and can be of a pressure-proof explosion-proof specification.
  • a self-resonant sound generation type speaker can be used to produce sound even in a space where the atmospheric pressure changes significantly, such as a spacecraft or space station.
  • an explosion-proof specification can be achieved in the sense that the explosive gas is not ignited by an electric spark due to the fully closed structure covered with the polymer foam.
  • the thickness of the polymer foam by setting the thickness of the polymer foam to 2 mm or more, it is possible to obtain a minimum resonance part that obtains the above resonance / amplification effect.
  • the mounting of the self-resonant sounding type speaker can be facilitated, and at the same time, the mounting plate is ringed. Can be used as a sounding body.
  • the self-resonant sound generation type speaker is installed on the inner surface of a casing provided in an external device or an external structure, and by using the casing as a mounting plate, there is no need to provide a separate mounting plate. It is possible to facilitate the installation to the equipment.
  • a mounting plate is provided outside an external device or external structure, and a polymer foam is mounted on the back surface of the mounting plate so that a self-resonant sounding speaker is mounted on the back surface of a casing or the like of an existing facility. Even when it is difficult to install, the self-resonant sounding type speaker can be installed at low cost.
  • (A) and (b) are the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view which show the principal part of the self-resonance sound generation type speaker which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • (A) and (b) are the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view which show the cross section of the waist
  • (A) and (b) are the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view which show the principal part of the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 3 of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the resonance sound type speaker of Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 5 It is a perspective view which shows a mode that it wears the jacket provided with the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 5 of this invention, and drives a bicycle.
  • (A) (b) is a longitudinal cross-sectional view (cut
  • FIG. 8 It is a perspective view which shows a mode that it sleeps using the pillow provided with the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 8 of this invention. It is a perspective view which shows the mode of the patient who receives treatment using the dental treatment apparatus provided with the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 9 of this invention.
  • A is a perspective view of the structure containing the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 10 of this invention,
  • (b) is a longitudinal cross-sectional view,
  • (c) is a cross-sectional view.
  • (A) is a perspective view of the structure containing the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 11 of this invention, (b) is a longitudinal cross-sectional view, (c) is a cross-sectional view.
  • (A) is a perspective view of a housing including a self-resonant sounding type speaker according to Embodiment 12 of the present invention, and (b) is a cross-sectional view of the housing. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which fixed the self-resonance sound generation type speaker of Embodiment 13 of this invention to the uneven
  • the self-resonance sound generation type speaker 1 of Embodiment 1 will be described in detail with reference to FIG.
  • the self-resonant sound generation type speaker 1 includes an actuator type speaker unit 2 (hereinafter referred to as a speaker unit 2 unless otherwise specified) and a polymer foam 3 that covers the entire outer surface of the speaker unit 2.
  • the unit 2 and the polymer foam 3 are molded so as to be integrated.
  • the thickness range of the polymer foam 3 is such that a resonance part can be secured.
  • the range of the thickness of the resonance part from the polymer foam 3 to the speaker unit 2 is preferably 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more. More specifically, in the case of a small speaker unit 2 (thickness 10 to 20 mm), the polymer foam 3 has a thickness of 2 to 10 mm, and in the case of a medium / large speaker unit 2 (thickness 20 mm or more), a polymer The thickness of the foam 3 is 3 mm to 40 mm.
  • the range of the lateral width of the resonance part of the polymer foam 3 is exemplified as 100 to 150 mm.
  • the width of the speaker unit 2 is exemplified within 30 mm.
  • the lateral width of the resonance part of the polymer foam 3 is preferably 3 to 5 times the lateral width of the speaker unit 2.
  • the length of the resonance part of the polymer foam 3 is exemplified by 180 to 250 mm.
  • the polymer foam 3 has a closed cell structure, and the expansion ratio is preferably 10 to 30 times.
  • Examples of the polymer foam 3 include a hard urethane foam, a hard polystyrene foam, a hard polyethylene foam, a hard polypropylene foam, a hard phenol foam, a hard polyimide foam, and a hard polyvinyl chloride foam. .
  • the self-resonant sounding type speaker 1 is manufactured by temporarily fixing the actuator type speaker unit 2 in a male and female mold at room temperature and thoroughly mixing a liquid polymer foam material (for example, hard polyurethane resin) within a few seconds. Inject into the mold. Heat is only generated from the foam material. It is preferable that a high-magnification foam can be obtained by allowing the pressure generated during foaming to escape naturally without applying pressure. When the speaker unit is covered with the polymer foam, the shape of the speaker unit is not deformed and the speaker unit is not damaged by heat.
  • the foaming temperature is preferably room temperature, for example, from room temperature to about 80 degrees Celsius.
  • the self-resonance sound generation type speaker 11 of Embodiment 2 will be described in detail with reference to FIG.
  • the configuration of the second embodiment common to that of the first embodiment will be described with reference to mainly the differences.
  • a cone type speaker 12 is used instead of the actuator type speaker unit 2.
  • the self-resonant sound generation type speaker 21 of Embodiment 3 will be described in detail with reference to FIG.
  • the configuration of the second embodiment common to that of the first embodiment will be described with reference to mainly the differences.
  • a magnetostrictive speaker 22 is used instead of the actuator speaker unit 2.
  • the magnetostrictive speaker unit 22 preferably includes a bottom plate 22a having a larger area than the bottom.
  • the number of embedded speaker units is not limited to one and may be two or more. It can also be used as a wall hanging speaker or a hanging speaker.
  • the self-resonance sound generation type speaker 101 of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the fourth embodiment common to that of the first embodiment will be described with reference to mainly the differences.
  • the self-resonant sound generation type speaker 101 of Embodiment 4 shown in FIG. 4 includes a speaker unit 102 and a polymer foam 103.
  • the speaker unit 102 is a hybrid speaker that includes a bottom plate 114, side plates 115, and an upper plate 116 that constitute a frame, a vibrating membrane 150 that is a sounding body, and a magnet (not shown).
  • a permanent magnet such as a ferrite magnet or a neodymium magnet can be used, but it is not particularly limited.
  • the sound caused by the vibration membrane 150 and the sound caused by the magnet (not shown) can be mixed to enhance the resonance effect.
  • the vibrating membrane 150 and the side plate 115 are made of an aluminum alloy.
  • aluminum alloys that can be used include 1000 series, 2000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series.
  • a thermo chip (not shown) that cuts off the circuit at a constant temperature or reduces the current of the circuit at a constant temperature is incorporated.
  • the thickness of the portion in contact with the vibrating membrane 150 is preferably 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more.
  • Middle and high sounds are generated from the front side (vibration membrane 150 side), and low sounds are generated from the back side (bottom plate 114).
  • the high sound is directly propagated upward, while the low sound is propagated to the bottom plate 114 through the side plate 115 and is propagated to the polymer foam 103 by the vibration of the bottom plate 114. Is done.
  • high-frequency vibrations are absorbed by an elastic member (not shown) inside the speaker unit 102 and are not transmitted to the bottom plate 114, but low-frequency vibrations are elastic members (not shown). )
  • the bottom plate 114 vibrates to reproduce low-pitched sound.
  • the self-resonant sound generation type speaker 101 of the fourth embodiment can faithfully reproduce both high and low sounds with one unit, it is not necessary to separately provide a low sound reproduction speaker such as a woofer.
  • the self-resonance sound generation type speaker 201 of Embodiment 5 will be described with reference to FIGS. The description of the configuration of the fifth embodiment common to that of the first embodiment is used, and the differences will be mainly described.
  • the self-resonant sounding type speaker 201 of Embodiment 5 shown in FIGS. 5 and 6 includes a speaker unit 202 and a polymer foam 203. The pair is attached so as to face the shoulder portion of the jacket 200. As shown in FIGS. 6A and 6B, the polymer foam 203 is molded to fit the jacket 200 and the user. A user wearing the jacket 200 can enjoy music and the like emitted from the self-resonant sounding type speaker 201.
  • the self-resonant sound generation type speaker 201 is provided on both shoulder portions, but may be provided on the arm portion or the back portion.
  • the speaker 202 refer to Embodiments 1 to 3.
  • the self-resonance sound generation type speaker 301 of Embodiment 6 will be described with reference to FIG. The description of the configuration in which the sixth embodiment is common to the fifth embodiment will be cited, and differences will be mainly described.
  • the self-resonant sounding type speaker 301 of the sixth embodiment shown in FIG. 7 has a lower shoulder than the self-resonant sounding type speaker 201 of the fifth embodiment. It is formed in a curved shape before and after the human body.
  • the self-resonance sound generation type speaker 401 of the seventh embodiment will be described with reference to FIG.
  • the description of the configuration of the seventh embodiment that is common to the above-described embodiment is mainly used, and the differences will be mainly described.
  • the self-resonant sound generation type speaker 401 of Embodiment 7 shown in FIG. 8 is attached to the head side of the upper part of the back part of the seat 400 so as to face each other.
  • the pillow portion to which the self-resonance sound generation type speaker 401 is attached and the seat 400 can be coupled by a hinge and rotated.
  • For the detailed structure of the self-resonant sound generation type speaker 401 refer to the first to third embodiments.
  • the self-resonance sound generation type speaker 501 of the eighth embodiment will be described with reference to FIG. The description of the configuration in which the eighth embodiment is common to the above-described embodiment is mainly used, and differences will be mainly described.
  • a self-resonant sound generation type speaker 501 of Embodiment 8 shown in FIG. 9 is a pair in which both ends of a pillow 500 are embedded. See Embodiments 1 to 3 for the self-resonant sound generation type speaker 501.
  • a self-resonant sounding type speaker 501 may be provided on the bed.
  • the self-resonance sound generation type speaker 601 of the ninth embodiment will be described with reference to FIG. The description of the configuration common to the above-described embodiment in Embodiment 9 will be used, and differences will be mainly described.
  • the self-resonant sound generation type speaker 601 of the ninth embodiment shown in FIG. 10 is attached so as to face a pair on the head side of the upper part of the back portion of the seat 600 of a medical institution such as a dental clinic. See Embodiments 1 to 3 for the self-resonant sound generation type speaker 601.
  • the seat 600 can be applied to a seat in a movie theater, a concert hall or the like in addition to the seat in the medical institution shown in FIG.
  • the self-resonance sound generation type speaker 701 of Embodiment 10 will be described with reference to FIG. The description of the configuration of the tenth embodiment common to that of the above embodiment is used, and the differences will be mainly described.
  • the self-resonant sound generation type speaker 701 according to the tenth embodiment shown in FIG. 11 is protected by a housing 700 such as a public wall, pillar, ceiling, etc., which is a place where a sound source cannot be exposed in a public space, and a speaker on the back surface.
  • a polymer foam 703 that covers the unit 702 is attached, and a sound can be generated using the amplification function of the polymer foam 703.
  • the casing 700 made of metal acts as a mounted plate that transmits the vibration generated by the speaker unit 702 to the outside through the polymer foam 703.
  • a metal is generally hard to vibrate, and a polymer foam 703 is attached to the metal and vibrates integrally with the polymer foam 703, thereby allowing the metal to sound and enabling sound generation. .
  • the self-resonance sound generation type speaker 801 of Embodiment 11 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the eleventh embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and the description will be referred to mainly for the differences.
  • the self-resonant sound generation type speaker 801 of the eleventh embodiment shown in FIG. 12 is substantially the same as the embodiment 701 except that the casing 700 is a flat surface, but the shape of the casing 800 is a curved surface. It is an example applied to things.
  • a self-resonant sounding speaker may be mounted on the back of vending machines, car wash machines, washing machines, and various industrial machines, which are parts that must be protected with metal.
  • the present invention may be applied to toilets (main body, remote control, wall ceiling floor of room), baths (main body, remote control, wall ceiling floor of room), dressing rooms, and kitchens, which are easily exposed to water.
  • the self-resonance sound generation type speaker 901 of Embodiment 12 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the twelfth embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and the description will be referred to mainly for the differences.
  • a self-resonant sound generation type speaker 901 of Embodiment 12 shown in FIG. 13 is obtained by mounting a speaker unit 902 and a polymer foam 903 covering the speaker unit 902 directly in a housing 900.
  • the polymer foam 903 is It is not exposed to the outside.
  • a self-resonant sound generation type speaker 1001 of Embodiment 13 will be described with reference to FIG. The description of the configuration of the thirteenth embodiment common to that of the above-described embodiment is mainly used, and differences will be mainly described.
  • the self-resonant sound generation type speaker 1001 of Embodiment 13 shown in FIG. 14 is obtained by directly injecting and solidifying a polymer foam 1003 when the non-mounting surface 1000 of the object 1005 is uneven. First, the speaker unit 1002 is temporarily fixed at a position where it can be covered with the polymer foam 1003, and the polymer foam 1003 is injected into the gap between the speaker unit 1002 and the non-mounting surface 1000 to be solidified.
  • the self-resonant sound generation type speaker 1001 can be easily fixed even on the uneven mounting surface 1000 that is difficult to fix.
  • a self-resonant sound generation type speaker 1101 of Embodiment 14 will be described with reference to FIG. The description of the configuration of the fourteenth embodiment common to that of the above-described embodiment will be incorporated, and the differences will be mainly described.
  • a self-resonant sounding type speaker 1101 according to the fourteenth embodiment shown in FIG. 15 includes a speaker unit 1102, an amplifier 1120, a battery 1130, and a wireless module 1140 covered with a polymer foam 1103.
  • the self-resonant sounding speaker of the above embodiment can be connected to an external amplifier or the like by wire from the speaker unit.
  • the self-resonant sounding speaker 1101 of the fourteenth embodiment can be freely carried and used by being wireless. . As shown in FIG.
  • the self-resonant sounding type speaker 1101 is used as it is as a cushion or a pillow using the polymer foam 1103, or the self-resonant sounding type speaker 1101 is further wrapped with another elastic body as a cushion or a pillow. (See FIG. 9).
  • the self-resonant sound generation type speaker 1101 is manufactured by temporarily fixing the amplifier 1120, the battery 1130, and the wireless module 1140, and then filling and foaming the polymer foam 1103 so as to wrap them.
  • the entire outer surface of the speaker unit 1102 is covered with the polymer foam 1103, but the amplifier 1120, the battery 1130, and the wireless module 1140 do not necessarily have to be covered with the polymer foam 1103. May be exposed to facilitate the operation and maintenance from the outside.
  • a pre-molded polymer foam 1103 is attached to the speaker unit 1102 and integrated with the amplifier 1120, the battery 1130, and the wireless module 1140, or a pre-molded polymer foam.
  • the self-resonant sound generation type speaker can be moved.
  • the self-resonance sound generation type speaker and a seat, a pillow or the like may be coupled by a hinge and rotated.
  • the self-resonance sound generation type speaker may be housed in a seat or a pillow.
  • a speaker for bass may be provided separately.
  • a dubbing sound can be output from the sound for the screen arranged in front and the self-resonance sound generation type speaker 10 of the seat, and the voice and the dubbing sound can be heard simultaneously. Furthermore, it can utilize for the use of a wall hanging speaker or a hanging speaker.
  • Speaker unit 3 13, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 1103.

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Abstract

　防水性、取り付け性のよい自共鳴発音型スピーカを提供する。自共鳴発音型スピーカ１は、アクチュエータ型スピーカユニット２と、このスピーカユニット２の外面の全部を覆う高分子発泡体３とを備え、スピーカユニット２からの振動を平面波として外部に発音するものである。高分子発泡体３は発泡倍率１０～３０倍であって、独立気泡の構造を有することが好ましい。また、高分子発泡体３の厚みの範囲は２ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以上がより好ましい。

Description

自共鳴発音型スピーカおよび自共鳴発音型スピーカの設置方法
　本発明は、スピーカを被覆体が被覆し、スピーカユニットによる発音振動を受け取り、増幅し、大きな音を発する仕組みを持つ自共鳴発音型スピーカに関する。
　特許文献１～３に示す発明が提案されている通り、薄型テレビ受像機のような薄型の音声画像ディスプレイおよびカーステレオのようなスピーカシステムに好適に使用できるスピーカ、スピーカを有する音声画像ディスプレイ、および前記スピーカを有するスピーカシステムである。
特開２００８－１４１５７０号公報 特開２０１０－１５３９４２号公報 特開２０１０－１６６５１５号公報
　しかしながら、スピーカユニットのフレームが外部に露出し防水上の問題がある、フレーム等の接着に両面粘着テープを用いるので剥がれ落ちやすい、ねじを用いて固定するときには音に歪が生じやすい等の問題があった。特に、被装着板が凹凸の場合、装着しようとする構造体の装着面が凹凸である場合、従来の手法の両面粘着テープやボルトを用いる方法では取り付けることすら困難であった。当然、音の増幅はできなかった。
　また、従来のスピーカにおいて防水対応をするには、コーンやエッジなどスピーカを構成する部材に防水性の材料を選ぶだけでなく、内蔵するコイルや配線などにも対策をしなければならなかった。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スピーカユニットと、該スピーカユニットの外面の全部を覆う高分子発泡体とを備え、スピーカユニットから発せられる発音振動を該高分子発泡体において増幅し、平面波として発する自共鳴発音型スピーカである。
　ここでいう自共鳴発音型スピーカとは、スピーカユニットを覆う高分子発泡体が、内蔵したスピーカユニットによる発音振動を受け取り、増幅し、大きな音を発する仕組みを持つスピーカをいう。通常のスピーカの場合には大きな共鳴箱が必要となるが、本システムでは薄い板状や小型球体、その他の異形状等、比較的自由な形状により構築できる。
　高分子発泡体によりスピーカユニットを覆う方法としては、スピーカユニットを内包するように行われる高分子発泡体の自然発泡、型内でスピーカユニットを内包するように行われる高分子発泡体の充填発泡、高分子発泡体へのスピーカユニットの埋め込み、スピーカユニットへの高分子発泡体の貼り付け等が挙げられる。自然発泡により高分子発泡体を設ける場合は、発泡後に所定厚さ・形状にカットすることによって寸法を整えることができる。自然発泡または充填発泡により、スピーカユニットを高分子発泡体で覆う場合には、スピーカユニットの形状の変形を伴わず、また熱によりスピーカユニットを損傷しないように行う。発泡温度は例えば、常温～摂氏８０度程度において行うことが好ましい。
　本発明による自共鳴発音型スピーカの製造方法について、例えば充填発泡による場合をより具体的に説明する。高分子発泡体として硬質ウレタン発泡体を用いる場合は常温にて雄雌金型内にスピーカユニットを仮固定し、液性高分子発泡材料を数秒以内に完全混合し、金型内に注入する。熱は発泡材料の発熱のみである。圧力はかけないでむしろ発泡時に起こる圧力は自然に外に抜けるようにすることで高倍率発泡体を得ることができる。なお、その他の発泡体の場合にはそれぞれの発泡方法に基づき加熱或いは加減圧によることもある。
　高分子発泡体は独立気泡の構造を有するものであることが本発明に適する。また、発泡倍率は１０～３０倍であることが好ましい。
　ここでいう高分子発泡体には、硬質ウレタン発泡体、硬質ポリスチレン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、硬質フェノール発泡体、硬質ポリイミド発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体等が挙げられる。
　高分子発泡体内に内蔵するスピーカユニットの種類としては、コーン型スピーカ、アクチュエータ型スピーカ、磁歪素子型スピーカ、圧電型スピーカ、ハイブリッドスピーカ等が挙げられる。
　ここでいうコーン型スピーカとは、一般にダイナミック型スピーカユニットを用いるものであり、振動板の形式を備え、ボイスコイル直径に比べてかなり大きな径の円錐形（コーン）の振動板がついていることから名づけられたものである。振動板としてはドーム型や平面型のものを用いることもある。
　ここでいうアクチュエータ型スピーカとは、音声電流を振動に変え、その振動を被装着物に密接着することで被装着物から発音する方式のスピーカのことである。振動スピーカ等とも呼ばれ、コーン紙等の特定の振動板を有さず任意の被装着物を発音振動体として用いるものである。
　ここでいう磁歪素子型スピーカとは、単結晶超磁歪材料を素材として用いたスピーカで、電流を流すことで凹凸変形を起こし発音するスピーカのことである。
　ここでいう圧電型スピーカとは、二つの圧電体の間に電圧をかけ、その電位差により生ずる金属変形によって振動を起こすことによるスピーカをいう。
　ここでいうハイブリッドスピーカとは、振動膜での発音とアクチュエータ型スピーカでの振動とを組み合わせた複合型スピーカである。
　前記スピーカユニットに対する前記高分子発泡体の厚みが２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。高分子発泡体は、スピーカ本体を包み込みさらに共鳴する部分を確保するものとする。より具体的には、前記高分子発泡体の厚みの範囲は、２～４０ｍｍであることが好ましい。小型の自共鳴発音型スピーカ（厚み１０～２０ｍｍ程度）の場合、２ｍｍ～１０ｍｍ（片側の寸法）が好ましく、中・大型の自共鳴発音型スピーカ（厚さ２０ｍｍ以上）の場合、３ｍｍ～４０ｍｍ（片側の寸法）が好ましいが、スピーカユニットの種類・大きさ・形状・設置場所等を考慮して、これに限られず設定することができる。
　また、本発明は、前記高分子発泡体の外側において、発音振動を外部に伝達する被装着板を備えた自共鳴発音型スピーカである。
　被装着板が高分子発泡体と接触していることにより、スピーカユニットからの振動が高分子発泡体を介して被装着板に伝わり、被装着板が鳴動して発音体として作用する。よって、一般的には振動しにくい金属等も被装着板の材質として用いることができる。被装着板としては、金属の他、ガラス、陶器、木、合成樹脂等を用いることもできる。
　また、本発明は、外部機器ないし外部構造物に備わる筐体の内面に設置し、該筐体を前記被装着板として利用する自共鳴発音型スピーカである。
　また、本発明は、外部機器ないし外部構造物の外側に前記被装着板を設け、該被装着板の裏面に前記高分子発泡体を装着する自共鳴発音型スピーカである。
　ここでいう外部機器または外部構造物とは、自共鳴発音型スピーカとは別体の機器ないし構造物をいう。例えば、自動販売機、洗車機、洗濯機、その他各種工業機械や、公共構造物の壁面、柱、天井、床等の屋外工作物や、トイレ、バス、脱衣所、キッチン、天井裏等にある壁面、柱、天井、床等の屋内構造物が挙げられる。
　ここでいう筐体とは、外部機器または外部構造物に備わるケーシング体、化粧板、保護板等の、外部機器または外部構造物の外側にある板体一般をいう。
　また、本発明は、前記被装着板が凹凸形状の場合に、前記スピーカユニットを仮固定し、該スピーカユニットと前記被装着板の間隙に前記高分子発泡体を注入し、前記スピーカユニットの外側を前記高分子発泡体により被覆し固化させたことからなる自共鳴発音型スピーカである。
　また、本発明は、外部機器に備わる筐体の内側にスピーカユニットを仮固定し、前記筐体と前記スピーカユニットとの間に一定の間隙を確保する仮固定ステップと、前記間隙に高分子発泡材料を注入する注入ステップと、該高分子発泡材料を前記間隙において充填発泡させる発泡ステップと、を備えることにより、前記筐体を発音振動を外部に伝達する被装着板として利用する自共鳴発音型スピーカの設置方法である。
　高分子発泡体はスピーカユニットの振動を妨げないように、かつ、スピーカユニットに密着させて設けることが好ましい。例えば、スピーカユニットがコーン型スピーカである場合には、コーン（振動板）がある程度の自由度をもって振動し、ボイスコイルまたはそれと同等の振動を高分子発泡体の被覆部にきちんと伝えることが望ましい。また例えば、本発明による自共鳴発音型スピーカを被装着板に装着する場合には、スピーカを最も効率よく駆動すべく、装着する筐体へ直接発泡取り付けを行うことが望ましい。自共鳴発音型スピーカの被装着面が凹凸な形状の構造体であっても、自共鳴発音型スピーカを密着して取り付けることができ、非常にきれいな音の増幅が可能となる。
　本発明によれば、高分子発泡体の表面に防水層のコートを施すのみで防水対策をすることができる。また、防水対策として高分子発泡体の表皮に防水層のコートを施すだけでなく、強酸や強アルカリといった化学薬品への対策でも、耐酸、耐アルカリ材料によるコート施工により、そうした液体中或いは蒸散状態の空気中でも発音が可能となる。
　本発明によって、スピーカユニットを高分子発泡体で包むと、内部のスピーカユニットが発する熱が籠もってしまうことがあり得る。そこで熱対策として、定格入力の数分の一で運用するか、或いは、サーモスイッチを隣接設置することで、電流遮断回路または電流低減回路を設けることが好ましい。
　本発明の自共鳴発音型スピーカを加速度がかかる方向軸に対して直角になるように配置することで、加速度の影響を受けずに動作させることができる。例えば、宇宙船や宇宙ステーション、ジェット機等の大きな加速度が働く乗物等に設置する場合に有効である。また、スピーカユニットのみならずスピーカユニットを包む高分子発泡体の全体で荷重を受けることと、高分子発泡体そのものに緩衝作用があることにより、内部のスピーカユニットは損傷を受けにくくなる。
　本発明の自共鳴発音型スピーカにおいては、アンプ、電源等をスピーカユニットとともに高分子発泡体に内包することもできる。また、これらについて有線構造のみならず無線構造とすることも本発明の適用を妨げるものではない。
　本発明の自共鳴発音型スピーカの応用例として、各種水まわり機器、各種油煙、埃発生する工場並びに工場内で稼動する機械器具に設置すること等が挙げられる。
　公共の場で、金属板、壁材や床材、天井材について、例えば、公共の場において突起や、傷つきやすい面が無い状態で、壁面、天井、柱面、床面から音を発したい場合でも、本発明に拠れば、スピーカを露出させることなく壁面、天井、床面から音を発することが可能となる。
　この場合、取り付けるべき壁面、天井、柱面、床面の背面に、発音したい音量が得られるように充分な高分子発泡体の寸法形状とし、密着取り付けすることで発音が可能となる。
　本発明による自共鳴発音型スピーカは、薄型パネル状の障子や屏風に設けることが可能である。
　前記自共鳴発音型スピーカが所定間隙で枕、衣服、マットレス又は座席の上に向き合うように一対が立設されたことを特徴とする自共鳴発音型スピーカが好ましい。
　公共空間で音源を露出できない箇所である、公共の壁面、柱、天井等の屋外工作物等を被装着板で保護し、被装着板の裏面に自共鳴発音型スピーカを装着することができる。これにより、自共鳴発音型スピーカの取付けの便宜を図ることができ、同時に、接触する高分子発泡体の振動により被装着板を鳴動させて発音体とすることができる。
　金属で保護しなければならない箇所である、自動販売機、洗車機、洗濯機、各種工業機械に備わる金属板を被装着板として利用し、被装着板の裏面に自共鳴発音型スピーカを装着することができる。また、これらの機器ないし装置に備わる金属板のみならず、各種表示部のパネル等を被装着板として利用し、その裏面に自共鳴発音型スピーカを装着することもできる。これにより、自共鳴発音型スピーカの取付けの便宜を図ることができ、同時に、接触する高分子発泡体の振動により被装着板を鳴動させて発音体とすることができる。
　水がかかりやすい箇所である、トイレ、バス、脱衣所、キッチン、天井裏等の機器に備わる筐体を被装着板として利用し、被装着板の内面に自共鳴発音型スピーカを装着することができる。これにより、自共鳴発音型スピーカの取付けの便宜を図ることができ、同時に、接触する高分子発泡体の振動により被装着板を鳴動させて発音体とすることができる。
　本発明の自共鳴発音型スピーカを水泳プールのレーンマーカーに適用してもよい。
　本発明の自共鳴発音型スピーカを目の不自由な人向けの案内用サウンドレーンマーカーとして適用してもよい。
　本発明の自共鳴発音型スピーカによれば、高分子発泡体により音源であるスピーカユニットを包囲することで、スピーカユニットのみでは発音しにくかったり、音量が小さかったりする場合でも、高分子発泡体が共鳴し、大きな音としたり、豊かな音質としたりすることができる。より具体的には、高分子発泡体を経て平面波として外部に音を発することが可能となり、また、高分子発泡体の大きさ・形状等により、音の指向性を向上させ、音を増幅し、さらに低音部等を選択的に増幅する等して音の制御を多彩なものとすることができる。また、高分子発泡体の増幅機能によって、より低出力の発音振動のエネルギーを効率的に生かすことができ、ノイズ等を減少させることができる。
　スピーカユニットとしてコーン型スピーカを用いる場合は、スピーカユニットから発せられる音を高分子発泡体により増幅し、平面波として音を外部に伝えることが可能となる。コーン型スピーカから発せられる音は通常、球面波として乱反射し、遠くなるに従い不明瞭な音となってしまう等の問題があるところ、平面波として音を発することにより、例えば、直進性を向上させ減衰しにくい音とすることができる等の利点がある。ここにおいて、高分子発泡体は、コーン（振動板）がある程度の自由度をもって振動することを許容するものであり、かつ、その発音振動を共鳴させ、増幅する機能を奏することとなる。
　また、スピーカユニットとして磁歪素子型スピーカを用いる場合は、スピーカユニットから発せられる音を高分子発泡体により共鳴させて増幅することができる。例えば、高分子発泡体の平面面積を大きく設定することにより、高分子発泡体で覆わない場合と比べて、特に低音部を豊かにすること等ができる。スピーカユニットとしてハイブリッドスピーカを用いる場合も同様の効果を奏する。また、スピーカユニットを高分子発泡体で覆うこと自体により、ハイブリッドスピーカと同じような効果を奏するということもできる。
　また、スピーカユニットとしてアクチュエータ型スピーカを用いる場合は、高分子発泡体により発音振動を共鳴させて音を外部に発することを可能とする。アクチュエータ型スピーカは振動体がなければ発音しないところ、高分子発泡体は、上記のような増幅機能のみならず、発音体としても作用することとなる。
　本発明の自共鳴発音型スピーカにおいては、スピーカユニットのフレームが外部に露出しないので、防水効果がある。これにより、例えば、自共鳴発音型スピーカを水泳プールのレーンマーカーに取り付けることができ、水中サウンドレーンマーカーを低コストで実現することができる。
　本発明の自共鳴発音型スピーカにおいては、スピーカユニットのフレーム等の接着に特別にテープを用いる必要をなくすことができるので、テープが剥がれ落ちる等の問題が生じない。ねじを用いてフレームを固定する必要をなくすことができるので、音に歪が生じない。
　本発明の自共鳴発音型スピーカは、高分子発泡体で覆うことによって圧力変化に強く、耐圧防爆仕様とすることができる。例えば、宇宙船・宇宙ステーション等の気圧変化の著しい空間においても、自共鳴発音型スピーカを使用し、音を出すことができる。また、高分子発泡体で覆うこと全閉構造により、電気火花により爆発性ガスに引火することがないという意味においても防爆仕様とすることができる。
　本発明において、高分子発泡体の厚みを２ｍｍ以上とすることにより、上記のような共鳴・増幅効果を得る最低限の共鳴部を得ることができる。
　本発明において、高分子発泡体の外側に、発音振動を外部に伝達する被装着板を設けることにより、自共鳴発音型スピーカの取付けの便宜を図ることができ、同時に、被装着板を鳴動させて発音体とすることができる。
　本発明において、自共鳴発音型スピーカを外部機器ないし外部構造物に備わる筐体の内面に設置し、筐体を被装着板として利用することにより、別途の被装着板を設ける必要がなく、既存設備への取付けの便宜を図ることができる。
　本発明において、外部機器ないし外部構造物の外側に被装着板を設け、被装着板の裏面に高分子発泡体を装着することにより、既存設備の筐体等の裏面に自共鳴発音型スピーカを設置することが困難な場合等にも、自共鳴発音型スピーカを安価に設置することができる。
（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態１に係る自共鳴発音型スピーカの要部を示す縦断面図と横断面図である。 （ａ）（ｂ）は同実施形態２の自共鳴発音型スピーカの腰部の断面を示す縦断面図と横断面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の実施形態３の自共鳴発音型スピーカの要部を示す縦断面図と横断面図である。 本発明の実施形態４の共鳴発音型スピーカの要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態５の自共鳴発音型スピーカを備えたジャケットを着て自転車を運転する様子を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の実施形態５の自共鳴発音型スピーカの縦断面図（相互に直交する直交面で切断）である。 本発明の実施形態６の自共鳴発音型スピーカを備えたジャケットを着て自転車を運転する様子を示す斜視図である。 本発明の実施形態７の自共鳴発音型スピーカを備えた座席に乗って自動車を運転する様子を示す斜視図である。 本発明の実施形態８の自共鳴発音型スピーカを備えた枕を使用して就寝する様子を示す斜視図である。 本発明の実施形態９の自共鳴発音型スピーカを備えた歯科治療装置を使用して治療を受ける患者の様子を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１０の自共鳴発音型スピーカを含む構造物の斜視図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１１の自共鳴発音型スピーカを含む構造物の斜視図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態１２の自共鳴発音型スピーカを含む筺体の斜視図、（ｂ）は筺体の断面図である。 本発明の実施形態１３の自共鳴発音型スピーカを凹凸のある非装着面に固定した状態を示す縦断面図である。 本発明の実施形態１４の自共鳴発音型スピーカの斜視図である。
　以下、本発明を自共鳴発音型スピーカに適用した実施形態１～１４について図面を参照して詳細に説明する。
　実施形態１の自共鳴発音型スピーカ１について図１を参照して詳細に説明する。この自共鳴発音型スピーカ１は、アクチュエータ型スピーカユニット２（以下、特に明示する場合を除きスピーカユニット２という）と、このスピーカユニット２の外面の全部を覆う高分子発泡体３とを備え、スピーカユニット２と高分子発泡体３とが一体的になるように成形することを特徴とする。
　高分子発泡体３の厚みの範囲は、共鳴部が確保できるようになっている。
　高分子発泡体３からスピーカユニット２までの共鳴部の厚みの範囲は２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。より具体的には、小型のスピーカユニット２（厚み１０～２０ｍｍ）の場合、高分子発泡体３の厚みが２ｍｍ～１０ｍｍ、中・大型のスピーカユニット２（厚さ２０ｍｍ以上）の場合、高分子発泡体３の厚みが３ｍｍ～４０ｍｍであることが挙げられる。高分子発泡体３の共鳴部の横幅の範囲は１００～１５０ｍｍが例示される。スピーカユニット２の横幅は３０ｍｍ以内が例示される。高分子発泡体３の共鳴部の横幅はスピーカユニット２の横幅の３倍～５倍が好ましい。高分子発泡体３の共鳴部の長さは１８０～２５０ｍｍが例示される。
　高分子発泡体３は独立気泡の構造を有し、発泡倍率は１０～３０倍であることが好ましい。
　高分子発泡体３として、硬質ウレタン発泡体、硬質ポリスチレン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、硬質フェノール発泡体、硬質ポリイミド発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体等を用いることが挙げられる。
　自共鳴発音型スピーカ１の製造方法は、常温にて雄雌金型内にアクチュエータ型スピーカユニット２を仮固定し、液状の高分子発泡材料（例えば、硬質ポリウレタン樹脂）を数秒以内に完全混合し、金型内に注入する。熱は発泡材料の発熱のみである。圧力はかけないでむしろ発泡時に起こる圧力は自然に外に抜けるようにすることで高倍率発泡体を得ることができることが好ましい。スピーカユニットを高分子発泡体で覆う場合には、スピーカユニットの形状の変形を伴わず、また熱によりスピーカユニットを損傷しないように行う。発泡温度は上記のように常温の他、例えば、常温～摂氏８０度程度において行うことが好ましい。
　高分子発泡体３によりスピーカユニット２を包囲することで、それらを共鳴させる共鳴効果を実現し、平面波として外部に音を発することができ、音質が豊かになる。フレームが外部に露出しないので、防水効果がある。フレーム等の接着に特殊なテープを用いる必要をなくすことができるので、テープが剥がれ落ちる問題が生じない。また、ねじを用いて固定する必要をなくすことができるので、音に歪が生じない。
　実施形態２の自共鳴発音型スピーカ１１について図２を参照して詳細に説明する。実施形態２が実施形態１と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。この実施形態２はアクチュエータ型スピーカユニット２に代えて、コーン型スピーカ１２としたものである。
　実施形態３の自共鳴発音型スピーカ２１について図３を参照して詳細に説明する。実施形態２が実施形態１と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。この実施形態２はアクチュエータ型スピーカユニット２に代えて、磁歪型スピーカ２２としたものである。磁歪型スピーカユニット２２は底部よりも面積が大きく設定された底板２２ａを備えることが好ましい。
　実施形態１～３の自共鳴発音型スピーカ１，１１，２１においては、スピーカユニットの埋設個数は１個には限定されず、２個以上でもよい。また、壁掛けスピーカ又は吊り下げスピーカとして利用可能である。
　実施形態４の自共鳴発音型スピーカ１０１について図４を参照して説明する。実施形態４が実施形態１と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図４に示す実施形態４の自共鳴発音型スピーカ１０１は、スピーカユニット１０２と、高分子発泡体１０３と、を備えている。スピーカユニット１０２は、フレームを構成する底板１１４、側板１１５、上板１１６と、発音体である振動膜１５０、磁石（図示略）と、を備えるハイブリッドスピーカである。
　磁石（図示略）は、例えば、フェライト系マグネットやネオジウム系マグネット等の永久磁石を使用することができるが、特に限定されない。振動膜１５０に起因する音と磁石（図示略）に起因する音とを混合し、共鳴効果を高めることができる。
　振動膜１５０および側板１１５はアルミニウム合金から形成されている。使用できるアルミニウム合金としては、例えば１０００系、２０００系、３０００系、５０００系、６０００系、および７０００系がある。これにより、自共鳴発音型スピーカ１０１で生じた熱は、高分子発泡体で包んでいるため、放熱できない。これを解消する為、一定温度で回路を遮断し、または、一定温度で回路の電流を低減するサーモチップ（図示略）を組み込む。
　高分子発泡体１０３のうち、振動膜１５０に接する部分の厚みは２ｍｍ以上を確保することが好ましく、３ｍｍ以上を確保することがより好ましい。
　実施形態４に係る自共鳴発音型スピーカ１０１の作用について以下に説明する。
　中高音が表側（振動膜１５０側）から、低音が裏側（底板１１４）から発生するようになっている。振動膜１５０で発生した音声のうち、高音の音声は、上方に直接伝搬されるが、低音の音声は側板１１５を通して底板１１４に伝搬され、底板１１４が振動することによって高分子発泡体１０３に伝搬される。一方、磁石（図示略）の振動のうち、高周波のものはスピーカユニット１０２内部の弾性部材（図示略）で吸収されて底板１１４には伝わらないが、低周波のものは、弾性部材（図示略）を介して底板１１４に伝搬され、底板１１４が振動することによって低音の音声が再生される。
　このように、実施形態４の自共鳴発音型スピーカ１０１は、１台で高音も低音も忠実に再生できるから、ウーハなどの低音再生用のスピーカを別に設ける必要がない。
　高分子発泡体１０３によりスピーカユニット１０２を包囲することで、振動膜に起因する音と磁石（図示略）に起因する音を混合し、それらを共鳴させ、上方（前方）に出力させる共鳴効果を実現することができ、音質が豊かになる。フレームが外部に露出しないので、防水効果がある。フレーム等の接着に特殊なテープを用いる必要をなくすことができるので、テープが剥がれ落ちる問題が生じない。ねじを用いて固定する必要をなくすことができるので、音に歪が生じない。
　実施形態５の自共鳴発音型スピーカ２０１について図５、６を参照して説明する。実施形態５が実施形態１と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図５、図６に示す実施形態５の自共鳴発音型スピーカ２０１は、スピーカユニット２０２と高分子発泡体２０３とを備えている。その一対がジャケット２００の肩部に向き合うように取り付けられたものである。図６（ａ）、（ｂ）に示す通り、高分子発泡体２０３はジャケット２００および使用者にフィットするように成形する。ジャケット２００を着た使用者は自共鳴発音型スピーカ２０１から発せられる音楽等を楽しむことができる。イヤホンのように耳に取り付ける必要が無く、信号音、警告音等の周囲の環境音も聞くことができるので、安全性が高い。図５では両肩の部分にそれぞれ自共鳴発音型スピーカ２０１が設けてあるが、腕部又は背部に設けてもよい。スピーカ２０２については実施形態１～３を参照されたい。
　実施形態６の自共鳴発音型スピーカ３０１について図７を参照して説明する。実施形態６が実施形態５と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図７に示す実施形態６の自共鳴発音型スピーカ３０１は、実施形態５の自共鳴発音型スピーカ２０１よりも肩部の高さを低くしたものである。人体の前後で湾曲状に形成されている。
　実施形態７の自共鳴発音型スピーカ４０１について図８を参照して説明する。実施形態７が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図８に示す実施形態７の自共鳴発音型スピーカ４０１は、座席４００の背部の上部の頭側に一対を向き合うように取り付けられたものである。自共鳴発音型スピーカ４０１を取り付けた枕部と、座席４００とをヒンジで結合させ、回動させることが可能である。自共鳴発音型スピーカ４０１の詳細構造は実施形態１～３を参照されたい。
　実施形態８の自共鳴発音型スピーカ５０１について図９を参照して説明する。実施形態８が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図９に示す実施形態８の自共鳴発音型スピーカ５０１は、枕５００の両端部に一対を埋設したものである。自共鳴発音型スピーカ５０１については実施形態１～３を参照されたい。枕５００に代えて、ベッドに自共鳴発音型スピーカ５０１を設けてもよい。
　実施形態９の自共鳴発音型スピーカ６０１について図１０を参照して説明する。実施形態９が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１０に示す実施形態９の自共鳴発音型スピーカ６０１は、医療機関、例えば歯科医院等の座席６００の背部の上部の頭側に一対を向き合うように取り付けたものである。自共鳴発音型スピーカ６０１については実施形態１～３を参照されたい。座席６００は図１０に示す医療機関におけるものの他、映画館、コンサートホール等における座席に適用することができる。
　実施形態１０の自共鳴発音型スピーカ７０１について図１１を参照して説明する。実施形態１０が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１１に示す実施形態１０の自共鳴発音型スピーカ７０１は、公共空間で音源を露出できない箇所である、公共の壁面、柱、天井等、屋外工作物等の躯体７００で保護し、裏面にスピーカユニット７０２を被覆する高分子発泡体７０３を装着し、高分子発泡体７０３の増幅機能を用いて発音させることを可能とする。金属からなる躯体７００は、スピーカユニット７０２が発する振動を、高分子発泡体７０３を経て外部に伝達する被装着板として作用する。金属は一般に振動しにくいものであるところ、その金属に高分子発泡体７０３を装着し、高分子発泡体７０３と一体的に振動させることにより、金属を鳴動させて発音を可能とするものである。
　実施形態１１の自共鳴発音型スピーカ８０１について図１２を参照して説明する。実施形態１１が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１２に示す実施形態１１の自共鳴発音型スピーカ８０１は、実施形態７０１と概ね同様ではあるが、躯体７００が平面であったのに対し、躯体８００の形状がカーブ面である点で相違するものに適用された例である。
　なお、図示は略すが、金属で保護しなければならない箇所である、自動販売機、洗車機、洗濯機、各種工業機械の裏面に自共鳴発音型スピーカを装着してもよい。また、水がかかりやすい箇所である、トイレ(本体、リモコン、部屋の壁天井床)、バス(本体、リモコン、部屋の壁天井床)、脱衣所、キッチンに適用してもよい。
　実施形態１２の自共鳴発音型スピーカ９０１について図１３を参照して説明する。実施形態１２が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１３に示す実施形態１２の自共鳴発音型スピーカ９０１は、筺体９００の中に直接、スピーカユニット９０２と、これを被覆する高分子発泡体９０３を装着したものであり、高分子発泡体９０３は外部に露出しないようになっている。
　実施形態１３の自共鳴発音型スピーカ１００１について図１４を参照して説明する。実施形態１３が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１４に示す実施形態１３の自共鳴発音型スピーカ１００１は、物体１００５の非装着面１０００が凹凸形状の場合に、直接、高分子発泡体１００３を注入し固化したものである。まず、スピーカユニット１００２を高分子発泡体１００３で被覆できるような位置に仮固定し、スピーカユニット１００２と非装着面１０００の間隙に高分子発泡体１００３を注入し、固化させたものである。固定が困難な凹凸形状の非装着面１０００でも簡単に自共鳴発音型スピーカ１００１を固定することができる。
　実施形態１４の自共鳴発音型スピーカ１１０１について図１５を参照して説明する。実施形態１４が上記実施形態と共通する構成については、説明を援用し、主に、相違点について説明する。図１５に示す実施形態１４の自共鳴発音型スピーカ１１０１は、スピーカユニット１１０２とともに、アンプ１１２０、バッテリー１１３０、無線モジュール１１４０を高分子発泡体１１０３で被覆したものである。上記実施形態の自共鳴発音型スピーカはスピーカユニットから有線で外部のアンプ等と接続できるところ、実施形態１４の自共鳴発音型スピーカ１１０１は無線とすることによって自由に持ち運び使用できることとしたものである。自共鳴発音型スピーカ１１０１は、図１５で示すように高分子発泡体１１０３を用いてそのままクッションや枕としたり、自共鳴発音型スピーカ１１０１をさらに別の弾性体により包んでクッションや枕としたりすることもできる（図９参照）。
　自共鳴発音型スピーカ１１０１の製造は、アンプ１１２０、バッテリー１１３０、無線モジュール１１４０を仮固定した上、これらを包み込むように高分子発泡体１１０３を充填発泡させて固化させることにより行う。スピーカユニット１１０２の外面は、その全部を高分子発泡体１１０３により覆うが、アンプ１１２０、バッテリー１１３０、無線モジュール１１４０については、必ずしもその全部が高分子発泡体１１０３により覆われる必要はなく、その一部が露出し、外部からの操作やメインテナンスの便宜を図ることとしてもよい。これに限らず、あらかじめ成形しておいた高分子発泡体１１０３をスピーカユニット１１０２に貼り付けて、アンプ１１２０、バッテリー１１３０、無線モジュール１１４０とともに一体化し、または、あらかじめ成形しておいた高分子発泡体１１０３にスピーカユニット１１０２、アンプ１１２０、バッテリー１１３０、無線モジュール１１４０を埋め込むことによって、自共鳴発音型スピーカ１１０１を製造することもできる。
　なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。実施形態５～９において、自共鳴発音型スピーカを移動可能、たとえば、自共鳴発音型スピーカと座席、枕等とをヒンジで結合させ、回動させるようにしてもよい。また、自共鳴発音型スピーカを座席又は枕に収容可能としてもよい。映画館では低音用のスピーカを別途設けてもよい。映画館では前方に配置される画面用の音と、座席の自共鳴発音型スピーカ１０から吹き替え音を出力させることもでき、音声と吹き替え音を同時に聞くことができる。さらに、壁掛けスピーカ又は吊り下げスピーカの用途に利用できる。
１，１１，２１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１１０１・・・自共鳴発音型スピーカ
２，１２，２２，１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２，１１０２・・・スピーカユニット
３，１３，１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３，９０３，１００３，１１０３・・・高分子発泡体

Claims (8)

  1. 　スピーカユニットと、該スピーカユニットの外面の全部を覆う高分子発泡体とを備え、
    　スピーカユニットから発せられる発音振動を該高分子発泡体に増幅し、平面波として発する自共鳴発音型スピーカ。
  2. 　前記高分子発泡体が独立気泡の構造を有し、発泡倍率が１０～３０倍に形成されたものである請求項１の自共鳴発音型スピーカ。
  3. 　前記スピーカユニットに対する前記高分子発泡体の厚みが２ｍｍ以上である請求項１または２の自共鳴発音型スピーカ。
  4. 　前記高分子発泡体の外側において、発音振動を外部に伝達する被装着板を備えた請求項１ないし３いずれかの自共鳴発音型スピーカ。
  5. 　外部機器に備わる筐体の内面に設置し、該筐体を前記被装着板として利用する請求項４の自共鳴発音型スピーカ。
  6. 　外部機器の外側に前記被装着板を設け、該被装着板の裏面に前記高分子発泡体を装着する請求項４の自共鳴発音型スピーカ。
  7. 　前記被装着板が凹凸形状の場合に、前記スピーカユニットを仮固定し、該スピーカユニットと前記被装着板の間隙に前記高分子発泡体を注入し、前記スピーカユニットの外側を前記高分子発泡体により被覆し固化させた請求項４ないし６いずれかの自共鳴発音型スピーカ。
  8. 　外部機器に備わる筐体の内側にスピーカユニットを仮固定し、前記筐体と前記スピーカユニットとの間に一定の間隙を確保する仮固定ステップと、
    　前記間隙に高分子発泡材料を注入する注入ステップと、
    　該高分子発泡材料を前記間隙において充填発泡させる発泡ステップと、
    　を備えることにより、前記筐体を発音振動を外部に伝達する被装着板として利用する自共鳴発音型スピーカの設置方法。
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