JP4890515B2 - スピーカ - Google Patents

Description

この発明は、例えばヘッドホーンやイヤホーンに用いられるスピーカに関する。

従来、スピーカとしては、内部空間の共振によって、音の大きさや音の特性の平均化を行っていた。特に、低域音においては、内部空間においてバスレフ効果を利用していた（特許３４２３８８３号公報：特許文献１参照）。

しかしながら、内部空間が小さく、低域音を十分に増強できずに、低域音が不足する問題があった。
特許３４２３８８３号公報

そこで、この発明の課題は、低域音の音質を向上できるスピーカを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のスピーカは、
前面を覆う振動板を有するスピーカ本体と、
このスピーカ本体の後部との間にケース空間を有するようにこの後部を覆うスピーカケースと
を備え、
上記スピーカ本体の内部でかつ上記振動板の内面によって区画されている本体空間と、上記ケース空間とは、連通し、
上記ケース空間の容積は、上記本体空間の容積の１．５倍以上であり、
上記本体空間と、上記ケース空間と、上記スピーカケースの外部とは、連通し、
上記スピーカ本体は、
上記振動板に後方に突出するように設けられた筒部と、
この筒部の周面に取り付けられた環状のコイルと、
上記振動板の後方に対向するように上記スピーカケースに直接的または間接的に取り付けられた弾性板と、
上記弾性板に取り付けられた支持部と、
上記環状のコイルの内側に位置するように上記支持部に取り付けられた磁石と
を有し、
少なくとも上記振動板と上記弾性板および上記支持部との間の空間は、上記本体空間を形成することを特徴としている。

この発明のスピーカによれば、上記ケース空間の容積は、上記本体空間の容積の１．５倍以上であるので、低域周波数（例えば１Ｈｚ〜６００Ｈｚ）の音波が、上記ケース空間で共振し、増強される。したがって、低域音の音質を向上できる。
また、上記ケース空間と、上記スピーカケースの外部とは、連通するので、上記本体空間、上記ケース空間および上記スピーカケースの外部を連通できて、上記本体空間および上記ケース空間の気圧を、上記スピーカケースの外部の気圧に対して、一定に保持できる。したがって、外部の気圧や温度変化に関わらず、上記振動板の膨張や縮小を防止できる。

また、上記スピーカ本体は、上記筒部、上記環状のコイル、上記弾性板、上記支持部および上記磁石を有するので、低域周波数の音波により、上記弾性板が共振して、低域周波数の音波を一層増強でき、低域音の音質を一層向上できる。

また、一実施形態のスピーカでは、
上記スピーカケースには、上記ケース空間と上記スピーカケース外部とを連通するケース孔が設けられ、
このケース孔に、防水性を有する弾性膜が設けられている。

この実施形態のスピーカによれば、上記スピーカケースのケース孔に、上記弾性膜が設けられているので、防水性を有するとともに、外部の気圧や温度変化に対して、上記弾性膜が増減圧調整弁の役割をはたし、上記本体空間および上記ケース空間の気圧を、上記スピーカケースの外部の気圧に対して、一定に保持できる。

この発明のスピーカによれば、上記ケース空間の容積は、上記本体空間の容積の１．５倍以上であるので、低域音の音質を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明のスピーカの第１実施形態である正面図を示している。図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示している。図１と図２に示すように、このスピーカは、防水型であり、ヘッドホーンやイヤホーンに用いられる。このスピーカは、スピーカ本体１と、このスピーカ本体１を収容するスピーカケース２とを有する。

スピーカケース２は、カップ状の本体部２０と、この本体部２０の前面開口を覆う蓋部２１とを有する。本体部２０の前面開口に、スピーカ本体１が取り付けられている。蓋部２１には、複数の穴が設けられ、この穴は、スピーカ本体１からの音を通過する。

スピーカケース２の材料は、例えば、薄いウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリプロピレンやポリエチレンのようなプラスチック系樹脂、または、ステンレス、アルミ、鉄鋼材、高分子材やＦＲＰ樹脂などである。

スピーカ本体１は、ケース部１０と、このケース部１０の前面開口を覆う振動板１１とを有する。振動板１１の外周部は、防水接着剤を介して、ケース部１０に接着されている。振動板１１の前方で、振動板１１の最前面には、保護膜１８が取り付けられている。

振動板１１の材料は、例えば、高分子材、紙、ウレタン、シリコーンゴム、ポリプロピレン、ポリエチレンやポリイミドのような紙やプラスチック系樹脂、または、鉄鋼材などである。振動板１１の厚みは、例えば、５ｍｍ〜０．００１ｍｍの範囲で設定される。

振動板１１には、筒部１２が、後方に突出するように、設けられている。この筒部１２の外周面には、環状のコイル１３が取り付けられている。コイル１３には、信号線が接続され、アンプから信号が送られる。

ケース部１０内には、環状の弾性板１４が、振動板１１の後方に対向するように、取り付けられている。弾性板１４は、スピーカケース２に間接的に取り付けられている。弾性板１４の外周部は、ケース部１０の中段に固定されている。

弾性板１４には、箱形の支持部１５が取り付けられている。弾性板１４の内周部に、支持部１５の外周面が固定されている。支持部１５は、弾性板１４に、吊り持ちされている。支持部１５は、ヨークである。

支持部１５内の底部には、磁石１６が取り付けられている。この磁石１６は、環状のコイル１３の内側に位置している。コイル１３（筒部１２）は、磁石１６の外面と支持部１５の内面との間に位置する。磁石１６における振動板１１に対向する面には、ヨーク１７が取り付けられている。

図３に示すように、弾性板１４は、ジンバル構造である。弾性板１４は、環状部１４ａと、この環状部１４ａの外周側に等間隔に配置された３つの円弧部１４ｂとを有する。円弧部１４ｂの一端は、環状部１４ａに固定され、円弧部１４ｂの他端は、ケース部１０に固定されている。

弾性板１４は、低域周波数（例えば１Ｈｚ〜６００Ｈｚ）の音波に対して、支持部１５とともに共振するように、構成されている。弾性板１４の材料は、例えば、ステンレス、硬質樹脂、硬質木材、プラスチックや鉄鋼材などである。

図２に示すように、スピーカケース２は、スピーカ本体１の後部を覆い、スピーカ本体１の後部との間にケース空間Ｓ２を有する。スピーカ本体１の内部の本体空間Ｓ１と、ケース空間Ｓ２とは、連通する。

本体空間Ｓ１は、ケース部１０と振動板１１とで囲まれた空間である。支持部１５の底部には、空気孔１５ａが設けられ、ケース部１０の底部には、空気孔１０ａが設けられている。

ケース空間Ｓ２と、スピーカケース２の外部とは、連通する。スピーカケース２には、ケース空間Ｓ２とスピーカケース２の外部とを連通するケース孔２０ａが設けられている。このケース孔２０ａには、防水性を有する弾性膜５が設けられている。この弾性膜５の材料は、例えば、鋼材、ゴム、高分子シート、ウレタンゴム、シリコーンゴムや弾力性のある高分子材である。

ケース空間Ｓ２の容積は、本体空間Ｓ１の容積の１．５倍以上である。中高域周波数（例えば６００Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）の音波に対して、ケース部１０の空気孔１０ａが、相殺作用を及ぼし、干渉波の位置が移動するような機械的作用を及ぼしている。低域周波数（例えば１Ｈｚ〜６００Ｈｚ）の音波に対して、ケース空間Ｓ２が共振作用を及ぼす。

次に、上記構成のスピーカの動作を説明する。

磁石１６の磁束が交差するコイル１３に、アンプから音響に応じた信号電流が流れると、振動板１１は、弾性板１４、支持部１５および磁石１６に対して、上下に相対運動し、信号電流に応じた音響を発生する。

上記相対運動の態様は、発せられる音響の周波数に応じて異なり、周波数が１Ｈｚ〜６００Ｈｚの低周波域では、本体空間Ｓ１の空気とケース空間Ｓ２の空気が、矢印に示すように、ケース部１０の空気孔１０ａを経て、互いに行き来して、振動板１１と、本体空間Ｓ１の空気と、ケース空間Ｓ２の空気とが、主として共振する。

一方、周波数が６００Ｈｚ〜２０ＫＨｚを超える中高周波数域では、ケース部１０の空気孔１０ａを経る空気の行き来が殆どなく、振動板１１と、本体空間Ｓ１の空気とが、主として共振する。

低周波数域において、ケース空間Ｓ２の空気が共振するのは、ダイナミックに動こうとする本体空間Ｓ１内の空気が、ケース部１０の空気孔１０ａを経て、ケース空間Ｓ２との間で行き来するからである。さらに、弾性板１４は、低周波音によって、振動するため、弾性板１４の振動動に伴って、本体空間Ｓ１内の空気は、一層ダイナミックに動く。

一方、中高周波数域において、本体空間Ｓ１内の空気は、ダイナミックに動かず、ケース部１０の空気孔１０ａを経る空気の行き来も殆どなくなるため、ケース空間Ｓ２の空気は共振しない。また、支持部１５および磁石１６の質量が周波数に比して大きいため、弾性板１４は殆ど振動しない。

上記構成のスピーカによれば、ケース空間Ｓ２の容積は、本体空間Ｓ１の容積の１．５倍以上であるので、低域周波数の音波が、ケース空間Ｓ１で共振し、増強される。したがって、低域音の音質を向上できる。一方、中高域周波数の音波では、本体空間Ｓ１の空気が大きく移動しないため、振動板１１から直接外部に出力される。これに対して、本体空間Ｓ１の容積とケース空間Ｓ２の容積とが、同じであると、低域周波数の音波を打ち消し合って、共振できない。

また、スピーカ本体１は、筒部１２、環状のコイル１３、弾性板１４、支持部１５および磁石１６を有するので、低域周波数の音波により、弾性板１４が共振して、低域周波数の音波を一層増強でき、低域音の音質を一層向上できる。

また、ケース空間Ｓ２と、スピーカケース２の外部とは、連通するので、本体空間Ｓ１、ケース空間Ｓ２およびスピーカケース２の外部を連通できて、本体空間Ｓ１およびケース空間Ｓ２の気圧を、スピーカケース２の外部の気圧に対して、一定に保持できる。したがって、外部の気圧や温度変化に関わらず、振動板１１の膨張や縮小を防止できる。

また、スピーカケース２のケース孔２０ａに、弾性膜５が設けられているので、防水性を有するとともに、外部の気圧や温度変化に対して、弾性膜５が増減圧調整弁の役割をはたし、本体空間Ｓ１およびケース空間Ｓ２の気圧を、スピーカケース２の外部の気圧に対して、一定に保持できる。

（第２の実施形態）
図４は、この発明のスピーカの第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、スピーカ本体およびスピーカケースの構成が相違する。なお、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

図４に示すように、スピーカケース２Ａは、上記第１実施形態の蓋部２１がなく、カップ状の本体部２０を有する。

スピーカ本体１Ａは、上記第１実施形態のケース部１０がなく、弾性板１４が、スピーカケース２Ａの本体部２０に、直接的に取り付けられている。振動板１１Ａは、スピーカケース２Ａの本体部２０の前面開口を、覆っている。スピーカ本体１Ａの本体空間Ｓ１は、スピーカケース２Ａの本体部２０の内面、振動板１１Ａ、弾性板１４および支持部１５にて区画された空間である。本体空間Ｓ１は、支持部１５の空気孔１５ａを介して、ケース空間Ｓ２に連通している。

この第２の実施形態のスピーカでは、上記第１実施形態のケース部１０および蓋部２１がなく、振動板１１Ａは、蓋部２１も兼用しているので、スピーカの前後方向の厚みを薄くして、小型化を図ることができる。

なお、振動板として、図５に示すように、板やガラスなどの壁面状の振動板１１Ａを用いてもよく、この壁面状の振動板１１Ａの両面から、矢印に示すように、音を出力できる。

（第３の実施形態）
図６は、この発明のスピーカの第３の実施形態を示している。上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、スピーカ本体およびスピーカケースの構成が相違する。なお、上記第２の実施形態と同一の符号は、上記第２の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

図６に示すように、スピーカケース２Ｂの本体部２０は、上記第２実施形態のスピーカケース２Ａの本体部２０の開口部と比べて大きな開口部を有する。

スピーカ本体１Ｂの弾性板１４は、スピーカケース２Ｂの本体部２０の内面に形成された内鍔部２０ｂに、取り付けられている。

スピーカ本体１Ｂの振動板１１Ｂは、スピーカケース２Ｂの本体部２０の開口端の近傍内側に、波形の凹凸部１１ａを有する。この凹凸部１１ａは、振動板１１Ｂの中心に対して、同心状に環状に形成されている。この凹凸部１１ａは、本体空間Ｓ１に面している。

この第３の実施形態のスピーカでは、凹凸部１１ａにより、特定の音域に共振させることができる。

そして、この第３の実施形態のスピーカは、図７に示すように、有機材音波振動器に利用することができる。図７に示すように、上記スピーカを振動器ケース６の底部に取り付ける。振動器ケース６には、有機材７が流入されている。振動板１１Ｂは、有機材７に接触している。振動板１１Ｂから出力された音波により、有機材７は振動して、有機材７の水面に波が発生する。また、音波により有機材７から泡を発生できる。なお、有機材以外に、海水や水などでもよく、この音波振動器により、泥や汚物などの分離結合作用を可能にできる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、スピーカケースのケース孔に、弾性膜を設けなくてもよく、防水性のないスピーカに適用してもよい。

本発明のスピーカの第１実施形態を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 スピーカの横断面図である。 本発明のスピーカの第２実施形態を示す断面図である。 他のスピーカを示す斜視図である。 本発明のスピーカの第３実施形態を示す断面図である。 別のスピーカを示す断面図である。

１，１Ａ，１Ｂ スピーカ本体
１０ ケース部
１０ａ 空気孔
１１，１１Ａ，１１Ｂ 振動板
１１ａ 凹凸部
１２ 筒部
１３ コイル
１４ 弾性板
１４ａ 環状部
１４ｂ 円弧部
１５ 支持部
１５ａ 空気孔
１６ 磁石
１７ ヨーク
１８ 保護膜
２，２Ａ，２Ｂ スピーカケース
２０ 本体部
２０ａ ケース孔
２０ｂ 内鍔部
２１ 蓋部
５ 弾性膜
６ 振動器ケース
７ 有機材
Ｓ１ 本体空間
Ｓ２ ケース空間

Claims (2)

1. 前面を覆う振動板を有するスピーカ本体と、
   このスピーカ本体の後部との間にケース空間を有するようにこの後部を覆うスピーカケースと
   を備え、
   上記スピーカ本体の内部でかつ上記振動板の内面によって区画されている本体空間と、上記ケース空間とは、連通し、
   上記ケース空間の容積は、上記本体空間の容積の１．５倍以上であり、
   上記本体空間と、上記ケース空間と、上記スピーカケースの外部とは、連通し、
   上記スピーカ本体は、
   上記振動板に後方に突出するように設けられた筒部と、
   この筒部の周面に取り付けられた環状のコイルと、
   上記振動板の後方に対向するように上記スピーカケースに直接的または間接的に取り付けられた弾性板と、
   上記弾性板に取り付けられた支持部と、
   上記環状のコイルの内側に位置するように上記支持部に取り付けられた磁石と
   を有し、
   少なくとも上記振動板と上記弾性板および上記支持部との間の空間は、上記本体空間を形成することを特徴とするスピーカ。
2. 請求項１に記載のスピーカにおいて、
   上記スピーカケースには、上記ケース空間と上記スピーカケース外部とを連通するケース孔が設けられ、
   このケース孔に、防水性を有する弾性膜が設けられていることを特徴とするスピーカ。

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