JP2006025350A

JP2006025350A - スピーカ装置

Info

Publication number: JP2006025350A
Application number: JP2004203620A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 隆志鈴木; Hiroya Oizumi; 博也大泉; Jonathan S Owens; スコットオーウェンジョナサン
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: US20060008107A1; EP1615462A2; JP4230421B2

Abstract

【課題】超低音又は低音再生用スピーカの口径を大きくすることなく、再生歪みの低減化を図ること、また、低音域の大音量出力を可能にすること。
【解決手段】スピーカ装置は、スピーカユニット１が装備され、バッフル板２の開口部２Ａにスピーカユニット１の振動板１Ａを臨ませて、振動板１Ａの放射面に対面させてバッフル板２と間に所定間隔Ｓを空けて抗圧板（コンプレッションボード）３を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカ装置に関するものである。

再生音の重量感や臨場感を得るためには、高音質の超低音又は低音再生用スピーカ（サブウーファ又はウーファ）が不可欠である。しかしながら、超低音又は低音の再生の難しさは、低音再生周波数を低くすることよりも、超低音又は低音での高調波歪みの発生を防ぐことにあると言える。スピーカ装置においては、再生周波数の２乗に反比例して振幅が増加するため、ボイスコイルと磁気回路の磁束分布に関連した駆動力の直線性、振幅に伴う振動部支持系の機械的な直線性の確保が、超低音又は低音再生においては非常に困難になる。

一方、低域再生時の振幅はスピーカの口径が小さくなるほど著しく大きい振幅値になることが一般に知られている（下記非特許文献１参照）。したがって、従来の超低音又は低音再生用スピーカは、大口径の振動板を採用することで振幅を抑えて高品位再生を可能にしている。

また、大口径の振動板によると、大きい空気付加重量を伴ってピストン振動を大きい振幅で歪み少なく再生するために剛性の高い材料が求められる。このため、振動板材料に制約が生じ、厚みのある密度の小さい軽い基材が用いられると共に、ハニカムのサンドイッチコーンや発泡系樹脂をサンドイッチした複合化振動板が紙のコーンに代わって使用されることが多い。

監修佐伯多門「新版スピーカー&エンクロージャー百科」誠文堂新光社出版，２００１年４月１０日，ｐ．４２

しかしながら、超低音又は低音再生用のスピーカ装置を設置する際に、設置スペースの関係から振動板の口径を大きくすることができない場合が生じる。また、決められたスペース内で可能な限り大きな音量を得たいような場合には、大口径の振動板を用いたスピーカユニットを採用するよりも、比較的小口径のスピーカユニットを決められたスペース内に密に配置する方がスペース内に効率よく音源を配置でき、大音量を出力することができるが、このような小口径のスピーカユニットを用いて超低音又は低音再生を行う場合には、前述したように振幅が大きくなって、高調波歪みの発生を効果的に防止することができないという問題が生じる。

また、前述したように大口径の振動板を用いて高品位の低域再生を行おうとすると、振動板材料の制約があり、スピーカユニットのコストが高騰するという問題もある。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであって、超低音又は低音再生用スピーカの口径を大きくすることなく、再生歪みの低減化を図ること、また、超低音又は低音再生用スピーカを決められたスペース内に密に配置して大音量を得る場合にも、効果的に歪みの少ない高品位の音質を得ること、超低音又は低音再生用スピーカの振動板材料の制限を無くしてスピーカユニットのコスト低減を図ること等、が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ装置は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

［請求項１］バッフル板の開口部にスピーカユニットの振動板を臨ませて該スピーカユニットを装備したスピーカ装置において、前記振動板の放射面に対面させ、前記バッフル板と間に所定間隔を空けて抗圧板を配置したことを特徴とするスピーカ装置。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を説明する説明図である。本発明の実施形態に係るスピーカ装置は、スピーカユニット１が装備され、バッフル板２の開口部２Ａにスピーカユニット１の振動板１Ａを臨ませて、振動板１Ａの放射面に対面させてバッフル板２との間に所定間隔Ｓを空けて抗圧板（コンプレッションボード）３を配置したものである。ここでいう抗圧板３は、所望の強度と対抗圧特性を備えた板状部材であればよく、木製の板材等で構成することができる。

更に具体的には、抗圧板３は締結部材４Ａ，４Ｂによってバッフル板２に固定されており、バッフル板２と抗圧板３との間にスペーサ部材５を介在させて間隔Ｓを保持している。また、このスペーサ部材５の幅を均一化することでバッフル板２と抗圧板３とが平行に配置されるようになっている。

このようなスピーカ装置は、スピーカユニット１を指向性の無い超低音又は低音再生用（サブウーファ又はウーファ）にすることで効果的な利点を得ることができる。

すなわち、超低音又は低音再生時に振動板１Ａの放射面から放射される空気圧は、この放射面に対面して配置された抗圧板３に遮られることになるので、振動板１Ａ前面の空気負荷が上昇する。このため、超低音又は低音再生時に振幅方向と逆方向の負荷が掛かり振動板１Ａ（又はボイスコイル）の振幅が抑えられることになる。これによって、振動板口径を大きくしなくても振動板１Ａの振幅を適正範囲内に抑えることでき、歪みの発生を効果的に防ぎ高品位の再生音を出力することができる。すなわち、振動板１Ａの振幅を抑えることで耐入力が向上することになり、大音量の出力に対しても、ボイスコイルが磁気回路の適正範囲（駆動力の線形範囲）からはみ出すようなこともなく、適正な音質で低域再生を行うことができる。また、大音量出力時にボイスコイルが磁気回路の適正範囲から外れることによって生じる雑音の発生や機械的損傷を防ぐこともできる。

更には、バッフル板２の前面に抗圧板３を設けることで、振動板１Ａ前面の空気体積が小さくなり、超低音又は低音再生時には、振動板１Ａ前面の空気が等価的に高密度になり、振動板１Ａと空気の結合インピーダンスが上昇して、音圧への変換効率が上昇する。これによって、小さい振幅でも音圧レベルを上げることができ、大きな音を出力することができる。

そして、このような効果を得るためには、バッフル板２と抗圧板３との間隔Ｓは、スピーカユニット１の再生帯域の波長に比べて充分に狭い範囲であることが好ましい。例えば、５８Ｈｚ（波長λ＝６ｍ）の再生周波数に対しては間隔Ｓを７５ｍｍ程度に設定する。これによって、前述した空気負荷の上昇が顕著に得られ、効果的に振幅抑制を行うことができると共に、間隔Ｓ内の空気密度の上昇によって、高い音圧レベルを得ることができる。

更に、このようなスピーカ装置を用いて、決められたスペース内でより大きな音量を出力するような場合には、スピーカユニット１の口径をある程度小さくして、図２に示すように、バッフル板２に対してスピーカユニット１を密に複数個配置する。円形スピーカを前提に考えると、大口径のスピーカユニットよりも小口径のスピーカユニットの方が決められたスペース内に密にスピーカユニットを配置することができるので、スペース内の発音源の占有面積を大きくすることができ、大音量出力には効果的である。

この場合にも、振動板１Ａの全てを覆うようにその前面に抗圧板３を設けることで、小口径のスピーカユニット１であっても振動板１の振幅を抑えることができ、超低音又は低音の再生を歪み無く行うことができる。また、前述したように、振動板１Ａと空気の結合インピーダンスの上昇で音圧への変換効率が上昇するので小さな振幅でも音圧レベルを上げることができ、低域の再生特性を向上させることができると共に、低域を大音量で出力することができる。

更には、抗圧板３を設けることなくスピーカユニット１を複数個配置した場合には、それぞれのスピーカユニット１から聴取位置までの距離が異なることで放射音の位相ずれによる音圧損失が生じるが、全てのスピーカユニット１を覆うように抗圧板３を設けることで、バッフル板２と抗圧板３との間で一旦放射音が混合されることになり、これによって位相合わせがなされて音圧損失を軽減する効果が得られる。

図３は、本発明の実施形態に係るスピーカ装置の設置例を示す説明図である（同図（ａ）が車内空間Ｍを示す斜視図、同図（ｂ）が平面図）。ここでは、車内空間Ｍを利用して前述したスピーカ装置をトラックなどの車輌内に設置した車載用スピーカ装置を示している。同図において、助手席又は運転席の後方にスピーカ装置の抗圧板３及びバッフル板２を設置し、さらにバッフル板２の一方の端部から車内空間Ｍにおける荷台等の後部空間Ｍ１側にダクト板６が取り付けられている。ここでは、この後部空間Ｍ１がスピーカキャビネットとして利用されており、ダクト板６を含んだスピーカ装置（スピーカユニット１，バッフル板２，抗圧板３）と隣接する側方の開口領域Ｐ（図３参照）は、ポートとして機能し、この実施形態によれば開口領域Ｐによるポートを備えるバフレフ型のスピーカ装置を構成している。なお、抗圧板３を別途設けることに代えて、座席の背面等、車内装備の一部を利用して抗圧板３を構成することもできる。このような実施形態によると、車室内で高質の超低音又は低音を大音量で再生することができる。

また、この実施形態において、抗圧板３の大きさをバッフル板２より一回り小さく構成することにより、上下左右の４方向から抗圧板３を包み込むように音を放射させることができる。或いは、抗圧板３の大きさをバッフル板２と同じするかそれより大きくすることにより、側方の運転席又は助手席側の側方空間を再生音放射領域に設定することもできる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るスピーカ装置によると、一つには、超低音又は低音再生用スピーカの口径を大きくすることなく、再生歪みの低減化を図ることができる。また、超低音又は低音再生用スピーカユニットを決められたスペース内に密に配置して大音量を得る場合にも、効果的に歪みの少ない高品位の音質を得ることができる。更には、振動板１Ａを大口径にしないので、振動板材料の制限を無くしてスピーカユニット１のコスト低減を図ることができる。また、バッフル板２の前面に抗圧板３を設けることで、超低音又は低音再生時には、振動板１Ａ前面の空気が等価的に高密度になり、振動板１Ａと空気の結合インピーダンスが上昇して、音圧への変換効率が上昇するので、小さい振幅でも音圧レベルを上げることができ、大きな音を出力することができる。

本発明の実施形態に係るスピーカ装置の説明図である。本発明の実施形態に係るスピーカ装置の説明図（バッフル板２に対してスピーカユニット１を密に複数個配置した状態を示す）である。本発明の実施形態に係るスピーカ装置の設置例を示す説明図である。

符号の説明

１スピーカユニット
１Ａ振動板
２バッフル板
２Ａ開口部
３抗圧板（コンプレッションボード）
６ダクト板
Ｓ間隔
Ｍ車内空間
Ｍ１後部空間
Ｐ開口領域（ポート）

Claims

バッフル板の開口部にスピーカユニットの振動板を臨ませて該スピーカユニットを装備したスピーカ装置において、
前記振動板の放射面に対面させ、前記バッフル板と間に所定間隔を空けて抗圧板を配置したことを特徴とするスピーカ装置。
前記スピーカユニットは超低音又は低音再生用であることを特徴とする請求項１に記載されたスピーカ装置。
前記バッフル板と前記抗圧板との間隔は、前記スピーカユニットの再生帯域の波長に比べて充分に狭い間隔であることを特徴とする請求項１又は２に記載されたスピーカ装置。
前記スピーカユニットは、前記バッフル板に対して密に複数個配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたスピーカ装置。
前記バッフル板と前記抗圧板との間の側方に再生音放射領域が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたスピーカ装置。