JP3879020B2 - スピーカ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカに関し、特に、スピーカユニット又はスピーカシステムへの外部からの振動伝達を抑制するスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピーカでは、振動板を振動させるマグネット等からなる磁気回路部を備えるスピーカユニットをスピーカユニットの高剛性のフレームを介して剛性が高く且つ重量の大きいスピーカキャビネットに固定し、このスピーカキャビネットを接地面に設置して使用していた。また、スピーカキャビネットと接地面の間に剛性が高く且つ重量の大きいブロック等を配置し、外部からスピーカユニットへ振動が伝達されるのを抑制しているものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、外部からの振動を剛性及び重量により抑制しよとしても、外部からの振動を十分には抑制できず、外部からの振動がスピーカキャビネット及びフレームを通じてスピーカユニットに伝達されていた。この結果、スピーカ本来の発音動作、すなわち、振動板、ボイスコイル等の本来の動きが妨害され、オーディオアンプ等から入力された音声信号を忠実に再生できないという問題点があった。
【０００４】
また、スピーカキャビネットと接地面とは、広い面積で当接しており、実質的には、スピーカキャビネットが接地面に対して多数点で支持されることに相当し、外部からの振動がスピーカに複数箇所から入力され、スピーカの不要な振動をより複雑にさせるという問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、外部からの振動伝達によるスピーカユニット又はスピーカシステムの不要な振動を抑制し、入力された音声信号をより忠実に再生することができるスピーカを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカは、振動板と、前記振動板の外周を固定するフレームと、オーディオ信号を前記振動板の機械的な振動に変換する電気機械変換器とを備えるスピーカユニットと、前記スピーカユニットの一点に当接して前記スピーカユニットを支持し、接地面に設置される支持部材とを備える。
【０００７】
上記の構成により、スピーカユニットが支持部材によりスピーカユニットの一点で当接した状態で支持されているので、接地面から不要な振動が支持部材に加えられても、スピーカユニット全体が剛体的に揺れることにより、その振動を吸収することができる。すなわち、振動源がスピーカの外部にあり、その振動源からスピーカに振動が加えられても、また、スピーカからの振動が接地面により反射され、スピーカに再び戻ることにより振動が加えられても、スピーカユニット全体が剛体的に揺れることにより、その振動を吸収することができる。従って、スピーカユニット内の振動板等の各部品が不要な振動の伝搬によって相対的に振動することがなくなり、振動板等が、入力されたオーディオ信号に応じた本来の振動を行うことができる。この結果、外部からの振動伝達によるスピーカユニット又はスピーカシステムの不要な振動を抑制し、入力された音声信号をより忠実に再生することができる。
【０００８】
なお、本明細書において「接地面」とは、機械的なグランドとなる面を意味し、支持部材を接地面に設置するとは、支持部材を単に接地面上に置く場合、及び支持部材を接地面に固定する場合の双方を意味する。また、スピーカの接地面は、床、壁、天井、柱等、種々のものとすることができ、支持部材は、これらの設置箇所に応じて、載置、係止、吊り下げ等、適宜の支持形態のものとされる。
【０００９】
また、本明細書において「外部からの振動伝達」とは、振動源がスピーカの外部にあり、その振動源からスピーカに振動が伝達される場合だけでなく、スピーカからの振動が接地面により反射され、スピーカに再び戻ることにより振動が伝達される場合も含む。
【００１０】
また、前記スピーカは、前記スピーカユニットから離間され、前記スピーカユニットの背面を覆うスピーカキャビネットをさらに備え、前記支持部材は、前記スピーカユニットの重心を通る鉛直軸上の一点で前記スピーカユニットを支持することが好ましい。この場合、スピーカユニットをより安定に支持することができる。
【００１１】
また、前記スピーカユニットは、前記支持部材が前記スピーカユニットの重心を通る鉛直軸上で前記スピーカユニットを支持するように前記スピーカユニットの重心位置を調整する調整部材をさらに備えることが好ましい。この場合、支持部材とスピーカユニットとの当接位置の選択が容易となる。
【００１２】
また、前記スピーカは、前記スピーカユニットに固定され、前記スピーカユニットの背面を覆うスピーカキャビネットをさらに備え、前記支持部材は、前記スピーカユニット及び前記スピーカキャビネットからなるスピーカシステムの重心を通る鉛直軸上の一点で前記スピーカユニットを支持することが好ましい。この場合、スピーカシステムをより安定に支持することができる。
【００１３】
また、前記スピーカユニットは、前記支持部材が前記スピーカシステムの重心を通る鉛直軸上で前記スピーカユニットを支持するように前記スピーカシステムの重心位置を調整する調整部材をさらに備えることが好ましい。この場合、支持部材とスピーカユニットとの当接位置の選択が容易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態のスピーカの構成を概略的に示す縦断側面図である。
【００１５】
図１に示すように、スピーカは、スピーカユニット１ａ、スピーカキャビネット２ａ、支持棒３ａ、固定台４ａを備え、スピーカユニット１ａ及びスピーカキャビネット２ａからスピーカシステムが構成される。スピーカユニット１ａは、ヨーク１１、マグネット１２、プレート１３、フレーム１４、振動板１５、ボイスコイル１６、エッジ１７、ダンパー１８、調整部材１９ａを備える。ここで、支持棒３ａ及び固定台４ａにより支持部材が構成され、ヨーク１１、マグネット１２、プレート１３、及びボイスコイル１６から電気機械変換器が構成されている。なお、支持部材の構成は、上記の例に特に限定されず、種々の構成を採用することができる。また、電気機械変換器も上記の磁気回路等による構成に特に限定されず、圧電素子等を使用した他の電気機械変換器を用いてもよい。
【００１６】
マグネット１２がヨーク１１に固定され、プレート１３がマグネット１２に固定され、ヨーク１１、マグネット１２、及びプレート１３により磁気回路が構成され、ヨーク１１とプレート１３との間に磁界が形成される。振動板１５のボイスコイル１６の近傍は、ダンパー１８を介してフレーム１４に接続され、振動板１５の外周は、エッジ１７を介してフレーム１４の外周に接続され、これらの支持方法により振動板１５が振動可能に支持されている。ヨーク１１とプレート１３との間のギャップ部分にボイスコイル１６が配置され、ボイスコイル１６にオーディオ信号に対応した電流を流すと、ギャップ部分の磁束により電流値に応じてボイスコイル１６が振動する。ボイスコイル１６は、振動板１５に接続され、ボイスコイル１６の振動に応じて振動板１５が振動し、オーディオ信号に対応した音が再生される。
【００１７】
ヨーク１１の背面には、スピーカシステムの重心位置を調整する調整部材１９ａが設けられ、調整部材１９ａには、スピーカシステムの重心Ｃａを通るように支持穴Ｈ１ａが設けられている。従って、調整部材１９ａの形状を適宜変更することにより、スピーカシステムの重心位置を容易に調整することができ、支持棒３ａとスピーカユニットとの当接位置の選択が容易となる。なお、ヨーク１１と調整部材１９ａとの固定方法は、溶接、ねじ固定、圧入、接着等の種々の方法を用いることができ、特に限定されない。また、調整部材は、上記のようにヨークと別体の部品に限定されず、ヨークの背面を拡大してヨークと一体の部品にしてもよいし、電気機械変換器付近の他の部材、例えば、フレームの形状を変更し、磁気回路部がそのままフレームに納まるようにフレームをスピーカ背面側へ拡張してフレームと一体の部品にしてもよい。
【００１８】
スピーカキャビネット２ａは、スピーカユニット１ａのフレーム１４に固定されて支持されている。スピーカキャビネット２ａとフレーム１４との固定方法は、ねじ固定、接着等の種々の方法を用いることができ、特に限定されない。スピーカキャビネットの材質としては、一般にスピーカキャビネットに使用される材料を使用することができ、また、マホガニー、ローズウッド（紫檀）、エボニー（黒檀）、樫、楢、楓、チーク、松、スプルース等の比重０．５以上の重量材、発泡スチロール、バルサ、桐等の比重０．３以下の軽量材、又はこれらを組み合わせたものも用いることができ、重量材の形態は、上記の各材料からなる天然木の単板、合板、又はパーティクルボード等の集成材のいずれであってもよい。
【００１９】
支持棒３ａの一端は、接地面Ｇに置かれた固定台４ａに固定される。支持棒３ａと固定台４ａとの固定方法は、溶接、ねじ固定、圧入、接着等の種々の方法を用いることができ、支持棒３ａと固定台４ａとを強固に固定できる方法であれば特に限定されない。支持棒３ａ及び固定台４ａの材質は、金属、プラスチック、木材等の種々の材質を用いることができ、特に限定されない。支持棒３ａ及び固定台４ａの形状も特に限定されず、種々の形状を採用することができる。支持棒３ａ及び固定台４ａは、別体のものに特に限られず、これらを一体の部品で形成してもよい。
【００２０】
支持棒３ａの他端は、スピーカキャビネット２ａと離間された状態で、スピーカキャビネット２ａの下面に設けられた貫通孔Ｈ２ａに挿入され、さらに、支持穴Ｈ１ａに挿入される。支持穴Ｈ１ａの底部には、凹状の球面が形成され、支持棒３ａの端部には、支持穴Ｈ１ａの凹状の球面より曲率半径の小さい凸状の球面が形成され、凹状の球面の一点と凸状の球面の一点とがスピーカシステムの重心Ｃａより上方の位置で当接するピボット軸受が構成されている。なお、軸受部の耐摩耗性を向上するため、支持棒３ａ及び支持穴Ｈ１ａの少なくとも接触部を含む領域に潤滑性に富む樹脂等をコーティングしてもよい。
【００２１】
支持棒によるスピーカシステムの支持形態は、上記のピボット軸受に特に限定されず、円錐状の凸部の上端面に微小な平面部を設けた載頭円錐状の支持部材とこの平面部と当接する平面部を有する支持穴とを用いた平面受け、先端に凹状の球面を有する支持部材と底部に凹状の球面を設けた支持穴との間に凹状の球面より曲率半径の小さい球体を挿入して支持するボール受け等の種々の支持形態を用いることができる。また、支持部材は、上記のように下方から延びる棒状部材を備えたものだけではなく、設置形態に応じて、上部から延びるフック状部材を備えたもの、水平方向又は斜めに延びる梁状部材を備えたもの等、種々の形態とすることができる。
【００２２】
上記の構成により、スピーカシステムが一点で（微少面積で）当接した状態で支持されているため、接地面Ｇから不要な振動が支持棒３ａ及び固定台４ａに加えられても、スピーカシステム全体が剛体的に揺れることによって、その振動を吸収することができる。従って、スピーカシステム内の振動板１５等の各部品が不要な振動の伝搬によって相対的に振動することがなくなり、振動板１５等が入力されたオーディオ信号に応じた本来の振動を行うことができる。この結果、外部からの振動伝達によるスピーカシステムの不要な振動を抑制し、入力された音声信号をより忠実に再生することができる。なお、上記の抑制効果は、一点支持の接触面積が小さいほど大きい。
【００２３】
また、スピーカシステムが一点支持されているため、スピーカシステムの振動モードも単純化され、その場合の最低共振周波数を数Ｈｚ以下にすることができる。
【００２４】
また、支持棒３ａは、スピーカシステムの重心Ｃａを通る鉛直軸上で且つ重心より上部の一点でスピーカシステムを支持しているため、スピーカシステムが本来の静止位置からずれた場合でも、スピーカシステムの自重がずれを押さえる方向に作用し、スピーカシステムを常に安定した位置で静止させることができる。
【００２５】
次に、本発明の第二の実施の形態のスピーカについて説明する。図２は、本発明の第二の実施の形態のスピーカの構成を概略的に示す縦断側面図である。図２に示すスピーカ中、図１に示すスピーカと同様の部分については同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００２６】
図２に示すスピーカと図１に示すスピーカとで異なる点は、スピーカキャビネット２ｂが、スピーカユニット１ｂと離間された状態で、スピーカキャビネット用支持部材であるキャビネット用支持棒３ｂに支持され、また、固定台４ｂが、支持棒３ａ及びキャビネット用支持棒３ｂを固定して接地面Ｇに配置され、さらに、ヨーク１１の背面にスピーカユニット１ｂの重心位置を調整する調整部材１９ｂが設けられ、調整部材１９ｂにスピーカユニット１ｂの重心Ｃｂを通るように支持穴Ｈ１ｂが設けられている点である。
【００２７】
スピーカキャビネット２ｂとキャビネット用支持棒３ｂとの固定方法は、ねじ固定、圧入、接着等の種々の方法を用いることができ、特に限定されない。また、キャビネット用支持棒３ｂと固定台４ｂとの固定方法は、第一の実施の形態の支持棒３ａと固定台４ａとの固定方法と同様である。また、スピーカキャビネット２ｂとフレーム１４との間隔も、スピーカキャビネット２ｂから外部への空気漏れをできるだけ抑制するため、外部からの振動によりスピーカユニット１ｂが振動してもフレーム１４がスピーカキャビネット２ｂに接触しない範囲内でできるだけ狭いことが好ましい。
【００２８】
上記の構成により、スピーカユニット１ｂが一点で（微少面積で）当接した状態で支持されているため、接地面Ｇから不要な振動が支持棒３ａ及び固定台４ｂに加えられても、スピーカユニット１ｂ全体が剛体的に揺れることによって、その振動を吸収することができる。従って、スピーカユニット１ｂ内の振動板１５等の各部品が不要な振動の伝搬によって相対的に振動することがなくなり、振動板１５等が入力されたオーディオ信号に応じた本来の振動を行うことができる。この結果、本実施の形態でも、外部からの振動伝達によるスピーカユニット１ｂの不要な振動を抑制し、入力された音声信号をより忠実に再生することができる。
【００２９】
また、本実施の形態でも、スピーカユニット１ｂが一点支持されているため、スピーカユニットの振動モードも単純化され、その場合の最低共振周波数を数Ｈｚ以下にすることができる。
【００３０】
また、本実施の形態でも、支持棒３ａは、スピーカユニット１ｂの重心Ｃｂを通る鉛直軸上で且つ重心より上部の一点でスピーカユニット１ｂを支持しているため、スピーカユニット１ｂが本来の静止位置からずれた場合でも、スピーカユニット１ｂの自重がずれを押さえる方向に作用し、スピーカユニット１ｂを常に安定した位置で静止させることができる。
【００３１】
次に、支持棒による支持形態の他の例について、図３乃至図４を用いて説明する。図３は、支持棒による支持形態の他の第一の例の構成を示す図であり、図４は、支持棒による支持形態の他の第二の例の構成を示す図であり、図５は、支持棒による支持形態の他の第三の例の構成を示す図である。なお、図３乃至図４では、支持棒付近のみを図示しているが、他の構成部分については、上記の各実施形態と同様であり、以下に説明する各例は、上記のいずれの実施形態にも採用可能である。
【００３２】
まず、図３に示すように、第一の例では、調整部材１９ｃの支持穴の底部に弾性部材２１が設けられ、支持棒３ａが、弾性部材２１を介して調整部材１９ｃ（スピーカユニット又はスピーカシステム）を支持する。この場合、弾性部材２１の弾性による復元力及び弾性部材２１と支持棒３ａとの間の摩擦力により調整部材１９ｃを安定に支持することができるとともに、弾性部材２１により振動を減衰させ、さらに振動伝達を抑制することができる。
【００３３】
次に、図４に示すように、第二の例では、調整部材１９ｄの支持穴の底部に弾性部材２２が設けられ、さらに、弾性部材２２の下に支持部材２３が設けられている。支持棒３ａは、支持部材２３に当接し、支持部材２３及び弾性部材２２を介して調整部材１９ｄを支持する。この場合も、弾性部材２２の弾性による復元力により調整部材１９ｄを安定に支持することができるとともに、弾性部材２２により振動を減衰させて振動伝達を抑制することができる。
【００３４】
最後に、図５に示すように、第三の例では、支持棒３ｃの上部に弾性部材２５が設けられ、さらに、弾性部材２５の上部に凸状の半球面を有する支持部材２４が設けられ、支持部材２４の半球面が、調整部材１９ｅの支持穴の底部に当接し、調整部材１９ｅが支持されている。この場合も、弾性部材２５の弾性による復元力により調整部材１９ｅを安定に支持することができるとともに、弾性部材２５により振動を減衰させて振動伝達を抑制することができる。
【００３５】
なお、上記の弾性部材としては、ゴム、フェルト等を用いることができ、支持部材としては、金属、プラスチック、木材等を用いることができる。
【００３６】
また、本発明は、ハイエンド用のオーディオ用スピーカのみならず、一般用スピーカ等の種々のスピーカに適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、支持部材によりスピーカユニットの一点で当接した状態で支持されているので、接地面から不要な振動が支持部材に加えられても、スピーカユニット全体が剛体的に揺れることにより、スピーカユニット内の振動板等の各部品が不要な振動の伝搬によって相対的に振動することがなくなり、振動板等が入力されたオーディオ信号に応じた本来の振動を行うことができる。この結果、外部からの振動伝達によるスピーカユニット又はスピーカシステムの不要な振動を抑制し、入力された音声信号をより忠実に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のスピーカの構成を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態のスピーカの構成を概略的に示す縦断側面図である。
【図３】支持棒による支持形態の他の第一の例の構成を示す一部断面概略図である。
【図４】支持棒による支持形態の他の第二の例の構成を示す一部断面概略図である。
【図５】支持棒による支持形態の他の第三の例の構成を示す一部断面概略図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ スピーカユニット
２ａ、２ｂ スピーカキャビネット
３ａ 支持棒
３ｂ キャビネット用支持棒
４ａ、４ｂ 固定台
１１ ヨーク
１２ マグネット
１３ プレート
１４ フレーム
１５ 振動板
１６ ボイスコイル
１７ エッジ
１８ ダンパー
１９ａ〜１９ｅ 調整部材

Claims (5)

1. 振動板と、前記振動板の外周を固定するフレームと、オーディオ信号を前記振動板の機械的な振動に変換する電気機械変換器とを備えるスピーカユニットと、
   前記スピーカユニットの一点に当接して前記スピーカユニットを支持し、接地面に設置される支持部材とを備えるスピーカ。
2. 前記スピーカユニットから離間され、前記スピーカユニットの背面を覆うスピーカキャビネットをさらに備え、
   前記支持部材は、前記スピーカユニットの重心を通る鉛直軸上の一点で前記スピーカユニットを支持する請求項１記載のスピーカ。
3. 前記スピーカユニットは、前記支持部材が前記スピーカユニットの重心を通る鉛直軸上で前記スピーカユニットを支持するように前記スピーカユニットの重心位置を調整する調整部材をさらに備える請求項２記載のスピーカ。
4. 前記スピーカユニットに固定され、前記スピーカユニットの背面を覆うスピーカキャビネットをさらに備え、
   前記支持部材は、前記スピーカユニット及び前記スピーカキャビネットからなるスピーカシステムの重心を通る鉛直軸上の一点で前記スピーカユニットを支持する請求項１記載のスピーカ。
5. 前記スピーカユニットは、前記支持部材が前記スピーカシステムの重心を通る鉛直軸上で前記スピーカユニットを支持するように前記スピーカシステムの重心位置を調整する調整部材をさらに備える請求項４記載のスピーカ。

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