JP4505008B2

JP4505008B2 - スピーカー

Info

Publication number: JP4505008B2
Application number: JP2007334459A
Authority: JP
Inventors: 征洋安藤
Original assignee: 征洋安藤
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: US8073162B2; JP2009159248A; US20090169047A1

Description

本発明は、機械振動系を介して電気信号が音響信号に変換される従来型スピーカーとは別種の、新規なスピーカーに関する。

従来型スピーカーは、音を疎密波（音波／縦波）で伝播させて、人の聴覚を刺激している。
このような従来型スピーカーとは異なる、新規なスピーカーが特許文献１〜特許文献３に開示されている。
特許文献１には、振動板と、この振動板を内部応力のある状態に支持する支持部材と、この支持部材に連結される音源からなるスピーカーが開示されている。
特許文献２には、受信機とこの受信機により受信された音声信号に基づいて振動する圧電素子と、この圧電素子を取付けたスピーカー付きヘルメットが開示されている。また、前記圧電素子を可撓性シートに密着させたシート状スピーカーが開示されている。
特許文献３には、入力信号に基づいて振動する圧電素子と、この圧電素子の振動面に密着された波動放射手段からなるスピーカーが開示されている。
特開２０００−３５０２８５号公報特開２０００６−２０７１０８号公報特開２００６−１９７５６２号公報

このようなスピーカーが、従来型スピーカーと異なる物理的特性について、上記特許文献２及び３には次のような記述が見られる。
即ち、「音の波動特性を利用していること」、「かかるスピーカーの音は、波動として空気中を伝搬する為、従来型スピーカーと比較してエネルギ損失及び減衰率が低く、音質及び伝搬特性が優れている。なお、上記の如きスピーカーからの音は、別の観点では粒子として空気中を伝搬すると考えることもできる。」旨が記載されている。
しかし、このようなスピーカーの物理現象のメカニズムは、十分に明確に解明されているわけではない。

本発明は、従来型スピーカーとは異なる、新規なスピーカーについて、その新しい物理現象の知見に基づき、新規なスピーカーを提供することを目的とする。

本発明は、音源と、前記音源上に、その基端が当接されたロッド状部材と、前記ロッド状部材の先端に、一端が取付けられ、且つ、他端が自由端となっている可撓自在な一対の羽根部材とからなり、前記羽根部材は、前記ロッド状部材の先端に着脱自在に取付けられているスピーカーにおいて、前記ロッド状部材の先端には、前記羽根部材を差し込むための差込溝が設けられていて、この差込溝に対し、１枚の紙又は合成樹脂を用意し、その中心線で折り曲げて各羽根を長方形に形成し、前記中心線を一端として、その一端を前記溝に差込み、前記差込溝を中心に左右に振分けられる羽根部材を備えたことを特徴とするスピーカー（請求項１の発明）とした。

本発明に係るスピーカーは、音には縦波と横波による成分が存在することを出発点に、その音の性質、音の伝播、音の増幅と減衰等を利用することで新規なスピーカーとなっている。

羽根部材は、複数種類の材質のものを用意し、その材質の相違による音質の違いを楽しむことができる。

前記ロッド状部材は伸縮自在に構成されていることを特徴とするスピーカーとした（請求項２の発明）。
音の上下方向の放射位置を調整できる。

前記羽根部材は、回転自在に構成されていることを特徴とするスピーカーとした（請求項３の発明）。
前記羽根部材を回転させ、これに追随するように音の方向も回転させることができる。

従来型スピーカーとは異なる、本発明に係るスピーカーによる物理現象から音の特質、音の伝播、音の増幅と減衰等の作用を利用した新規なスピーカーとなっている。

以下に、本発明に係るスピーカーを図面に基づき説明する。
図１は、実施形態に係るスピーカーの斜視図、図２は同スピーカーの分解斜視図、図３は同スピーカーの音源の断面図、図４は同スピーカーの羽根部材の構成例図である。
なお、前記各図及び後述の各図において、同一の符号は同一の構成を示すものとし、重複した説明は避けることとする。

図１及び図２に示したように、本発明に係るスピーカー１は、音源２と、この音源２上に基端３０が当接した状態で静置され、且つ、前記音源２からの振動が前記基端３０に伝播されるロッド状部材３と、前記ロッド状部材３の先端３１に一端４０が取付けられ、且つ、他端４１が自由端となっている可撓自在な一対の羽根部材４の紙から構成されている。

前記音源２は、図３に示したように磁場を形成するヨーク２０及び永久磁石２１と、この磁場の中で電気信号が印加されるボイスコイル２２と、このボイスコイル２２を宙吊り状態で支持する支持部２３と、これらを収容するケース２４と、このケース２４の開口を塞ぐ蓋２５と、前記支持部２３の一端を取付けると共に、前記ロッド状部材３の基端３０を当接させる凹部２６からなる。

前記蓋２５は、プラスチック等の合成樹脂で形成され、前記凹部２６を嵌込むことができる孔が設けられている。

前記凹部２６は、木、プラスチック等で形成され、前記ロッド状部材３の基端３０を取付ける溝が形成されている。

前記音源２が、従来の動電形のスピーカーユニットと異なる点は、従来のものがダンパを介して振動板を取付けている構造に対し、前記音源２は振動板に相当する蓋２６を直接ケース（筐体）２４に取付けていること、従来のものが振動板としてコーン紙等を用いている構造に対し、前記音源２はプラスチック等の硬質のものを用いていることである。
その他の構成は共通しているので、動電形、電磁形、圧電形、静電形等のいずれのタイプのスピーカーユニットを利用してもよい。

前記音源として、電気信号を機械的振動に変換できる圧電素子を用い、その素子上に前記ロッド状部材３の基端３０を置くようにしてもよい。

前記ロッド状部材３は、図２及び図３に示したようにその基端３０が前記凹部２６に挿入され、そのまま静置されている。よって、前記ロッド状部材３は前記凹部２６に対し手動により回転可能に配置されている。
前記ロッド状部材３の先端３１には、図２のように前記羽根部材４を差し込むための差込溝３２が設けられている。
前記ロッド状部材３の材質は、木材、竹等が好ましいが、これに限定されるものではない。
なお、前記ロッド状部材３の径は、より径の小さい方がよい。

前記羽根部材４は、図１及び図２に示したように、前記ロッド状部材３の先端３１の差込溝３２を中心に左右に振分けられた一対のもので構成されている。
各羽根は略長方形に形成され、夫々の一端４０が前記ロッド状部材３の先端３１に設けられた差込溝３２に没入されている。
前記羽根部材４の他端４１は自由端であるので、前記一端４０のみを前記溝３２に差込めばよく、着脱自在に取付けられている。

前記羽根部材４を構成するには、２枚の紙の各一端を前記溝３２に差込んでもよいが、図４のように１枚の紙を用意し紙の中心線で折り曲げ、その中心線を一端４０として、前記溝３２に差込んでもよい。

前記羽根部材４は可撓自在であり、後述のように所定のしなり（ストレス）状態によって所定の音量が放射されるようになっている。
このしなり状態は、前記羽根部材４の自重により維持できればよいが、維持できない場合には、各一端４１に撓み付与材、例えば錘等を取付けて、しなり状態をコントロールすることができる。

前記羽根部材４の材質は、典型的には紙、合成樹脂等である。その他、発泡スチロール、食品を包装するような硬質の合成樹脂等でもよい。
また、前記羽根部材４の表面又裏面に凹凸のエンボスを付けて、ストレスを調整することもできる。

上記のように構成されたスピーカーの作用及び効果を説明する。
前記音源２のボイスコイル２２に電気信号が印加されると、「フレミングの左手の法則」により、前記ボイスコイル２２を支持する前記支持部２３の一端に力が働く。図３の図面上、上下方向に動こうとする運動力は、前記支持部２３の一端が固定されていることから、前記蓋２５や前記凹部２６を振動させる振動エネルギーに変換される。
この振動エネルギーは、空気中に放出されて縦波となって空気中を伝播するし、またこの振動エネルギーは、横波となって空気中を伝播したり、前記ロッド状部材３の表面或いは内部を伝播する。
ロッド状部材３の先端３１に達した横波は、さらに羽根部材４の内部にも伝達される。羽根部材４は、可撓性の故に内部にストレスがかけられており、そのストレスに比例（増幅）された音が生成され、放射される。
前記羽根部材４にストレスを加えると、横波は羽根部材４を通り抜け易くなり、ストレスに比例（増幅）された音が放射される。
このスピーカーにより放射される音は、音の位相が狂わず、ボイスコイル２２に加えられるパワーが小さくても、到達する距離が長く、遠くの位置まで聞こえる。

振動と音との関係でこのスピーカーに類似する物理現象として次のような現象例がある。
機械的に振動する「オルゴール」の上にプラスチックの下敷を押し当てて、その下敷にストレスを加えると、前記スピーカーと同様な音が得られる。この機械的に振動する「オルゴール」からは電磁波が測定され、またソリトン波（孤立波）も観測されている。
その他の現象例として、紙コップ間を糸で結んだ糸電話を取挙げることができる。音には縦波の成分と横波の成分が存在すると考えられており、糸電話において、糸を手で押えても音が伝わることは横波の成分が糸を伝播することによると考えられる。

上述のように前記羽根部材４にストレスを加えると、その力が横波を羽根部材４の分子間を通り抜け易くさせ、ストレスに比例（増幅）された音が放射されると考えられる。
一方、前記羽根部材４に対するストレスを少なくするに従い、横波は羽根部材４の内部を通過し難くなって吸収されてしまい、音の放射が収まるものと考えられる。
よって、本発明にかかるスピーカー１では、所定の音量から略無音に、或いは略無音から所定の音量に調整可能であって、図５のように手動又は機械的な構成で前記羽根部材４を開閉させて音量を制御することができる。

以上の構成によるスピーカー１の効果を纏める。
Ａ前記スピーカー１により放射される音同士は、相互に影響を与えずに各スピーカー１、１・・・同士の音が干渉し難いようなっている。
即ち、同一の音場空間に複数のスピーカー１、１・・・を置いて鳴らしても、各スピーカー１、１・・・からの音を識別することが可能である。
従って、従来型スピーカーのシステムに囚われることなく、異なるシステムを組むことができる。
例えば、図６に図示したように、スピーカー１Ａでは「鳥のさえずり」音を、スピーカー１Ｂでは「音楽」を、スピーカー１Ｃでは「川のせせらぎ」音を、それぞれ同時に鳴らす音場１１のシステムを構成することができる。
このシステムでは、それぞれのスピーカー１Ａ〜１Ｃからの音は、混じりあうことなく、リスナーは各音を鮮明に認識することができる。
Ｂ前記音源２から前記ロッド状部材３を離したり或いは当接させたり、前記ロッド状部材３に触れたり、前記羽根部材４を開閉させたりすることを通じて、子供のみならず大人も振動と音との関係を体験することができる。
Ｃ前記スピーカー１により、音を羽根部材４の延在方向に放射することができる。よって、前記ロッド状部材３の先端３１を中心点として、１８０度の方向に羽根を配置するのみではなく、任意の角度に羽根をセットすることにより、音の放射方向をコントロールすることができる。
Ｄ前記羽根部材４の形状にメッセージを込めたり、その表裏面にメッセージを写すことで、聴覚及び視覚の両面から、人々とのコミニュケーションを図ることができる。

なお、図６に図示したように、前記ロッド状部材３を複数段３３、３４・・・に分割し、締付部３５を介して伸縮自在に構成してもよい。
リスナーの位置やその多少に応じて、音の放射の上下位置を調整することができる。
その他の構成及び効果は、前記スピーカー１と同様である。

次に、図７に図示したように、前記羽根部材４を回転させてもよい。
即ち、前記ロッド状部材３を手動又は自動で回転させることで前記羽根部材４を回転させることができ、３６０度の方向に音を回すことができる新規スピーカーとなっている。
この構成により振動と音との関係に加えて、音の方向についても体験的な学習が可能となる。
その他の構成及び効果は、上記スピーカー１と同様である。

従来型スピーカーとは異なる、新規なスピーカーについて、その新しい物理現象の知見に基づく新規なスピーカーとして、図９に示したスピーカー１０のような構成でもよい。
このスピーカー１０は、音源２、２と、これらの音源２、２上に基端３０、３０が当接した状態で静置され、且つ、前記音源２、２からの振動が前記基端３０、３０に伝播されるロッド状部材３、３と、前記ロッド状部材３、３の先端３１、３１に一端５０が取付けられ、且つ、他端５１がステー６により吊下げ支持される中空状の円筒部材５から構成されている。
このスピーカー１０によれば、音の放射方向は、ステー６を中心に略３６０度の方向にすることができる。
円筒部材５の材質等は、上記羽根部材４と略同一の構成であり、その他は上記各構成及び各効果と共通している。

実施形態に係るスピーカーの斜視図、同スピーカーの分解斜視図、同スピーカーの音源の断面図、同スピーカーの羽根部材の説明図、同スピーカーの作用説明図、同スピーカーによるシステム構成図、第２実施形態のスピーカーの斜視図、第３実施形態のスピーカーの斜視図、別例のスピーカーの構成例図である。

符号の説明

１１Ａ〜１Ｃ１０スピーカー
２音源２０ヨーク
２１永久磁石２２ボイスコイル
２３支持部２４ケース
２５蓋２６凹部
３ロッド状部材３０基端
３１先端３２差込溝
３３３４複数段３５締付部
４羽根部材４０一端
４１他端
５円筒部材
５０一端５１他端
６ステー

Claims

音源と、前記音源上に、その基端が当接されたロッド状部材と、前記ロッド状部材の先端に、一端が取付けられ、且つ、他端が自由端となっている可撓自在な一対の羽根部材とからなり、前記羽根部材は、前記ロッド状部材の先端に着脱自在に取付けられているスピーカーにおいて、
前記ロッド状部材の先端には、前記羽根部材を差し込むための差込溝が設けられていて、この差込溝に対し、１枚の紙又は合成樹脂を用意し、その中心線で折り曲げて各羽根を長方形に形成し、前記中心線を一端として、その一端を前記溝に差込み、前記差込溝を中心に左右に振分けられる羽根部材を備えたことを特徴とするスピーカー。
前記ロッド状部材は、伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
前記羽根部材は、回転自在に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカー。