(57)【要約】【課題】複数の周波数成分について、出力特性を向上させ、スピーカ自体の小型化を図るだけでなく、スピーカの内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性を向上させることが可能なスピーカ等を提供する。【解決手段】スピーカ１００は、小型のスピーカユニット１０と、当該スピーカユニット１０が取り付けられる筐体２０と、から構成される。筐体２０は、スピーカユニット１０から出力される出力音を構成する特定の周波数成分について、それぞれ共鳴させて出力する第１共鳴部３０、第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０と、所定の面に形成された開口部であって、一の共鳴部の共鳴音を出力する出力端に形成されているとともに、他の共鳴手段の出力端又はスピーカユニット１０の前面のいずれかに形成されている２つの第１開口部６０及び第２開口部７０と、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に固定されるスピーカユニットと、
前記筐体の内部に、前記スピーカユニットから出力される出力音を構成する特定の周波数成分について、それぞれ共鳴させて共鳴音として出力する複数の共鳴手段と、
前記筐体の所定の面に形成された開口部であって、一の前記共鳴手段の前記共鳴音を出力する出力端に形成されているとともに、他の前記共鳴手段の出力端又は前記スピーカユニットの前面のいずれかに形成されている開口部と、
を備えることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記筐体には、２つの前記開口部が形成されおり、
第１の開口部が、第１の共鳴手段の出力端に接合され、かつ、第２の共鳴手段の出力端に接合されているとともに、
第２の開口部が、前記スピーカユニットの前面に形成され、かつ、第３の共鳴手段の出力端に接合されている、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記第１の共鳴手段及び前記第２の共鳴手段が、同一の周波数成分の出力音について共鳴させる形状を有する、請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが、
前記出力端から他端まで延在する形状を有し、かつ、
同一形状、前記第１の開口部における所定の軸を基準として線対称となる形状、又は、前記第１の開口部における所定の基準点を基準とした点対称となる形状、のいずれかの形状によって形成される、請求項２又は３に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記第１の共鳴手段及び前記第２の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている、請求項４に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが、異なる周波数成分の出力音について共鳴させる形状を有する、請求項２に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記第１の共鳴手段の前記出力端から他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されており、
前記第２の共鳴手段の容積と前記出力端のサイズが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている、請求項６に記載のスピーカ。
【請求項８】
前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが前記スピーカユニットの背面側に形成されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項９】
前記第３の共鳴手段が、前記スピーカユニットと前記第２の開口部の間に形成されている、請求項２〜８のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１０】
前記第３の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている、請求項９に記載のスピーカ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のスピーカと、
前記スピーカから出力される出力音に関する制御を行う制御ユニット２００と、
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ及びそれを搭載する電子機器に関する技術に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、業務用機器又は音響機器の小型化及び省スペース化に伴い、これらに搭載されるスピーカも小型軽量化の要求が高まっている。特に、最近では、業務用通信機器又は非常用設備等の業務機器においては、通信時の音声出力又は警報等の拡声機能は、重要な役割を有しているものの、画像設備、通信機能又はＧＰＳ機能等、当該拡声機能以外の機能が高度化及び複雑化しており、業務機器において構造上占める割合が十分に確保できない場合も多い。このような状況下においては、拡声能力が高く、かつ、可聴帯域全体を再生する小型のフルレンジスピーカを用いることが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７３９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１等に記載のスピーカユニットにあっては、大きな出力を得るために、そもそもスピーカに入力する信号を、デジタルアンプを用いて増幅しており、スピーカから出力された音を増幅させているわけではない。
【０００５】
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、その目的は、アナログアンプ及びデジタルアンプ等の電力増幅器を用いること無く、複数の周波数成分について、出力特性を向上させ、スピーカ自体の小型化を図るだけでなく、スピーカの内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性を向上させることが可能なスピーカ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記課題を解決するため、本発明に係るスピーカは、筐体と、前記筐体に固定されるスピーカユニットと、前記筐体の内部に、前記スピーカユニットから出力される出力音を構成する特定の周波数成分について、それぞれ共鳴させて共鳴音として出力する複数の共鳴手段と、前記筐体の所定の面に形成された開口部であって、一の前記共鳴手段の前記共鳴音を出力する出力端に形成されているとともに、他の前記共鳴手段の出力端又は前記スピーカユニットの前面のいずれかに形成されている開口部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、スピーカユニットから出力される出力音を構成する特定の周波数成分を、それぞれ共鳴させて共鳴音として出力する複数の共鳴手段を有しているので、例えば、各共鳴手段で異なる周波数成分を共鳴させれば、異なる複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。また、各共鳴手段で同一の周波数成分を共鳴させれば、特定の周波数成分の出力特性を単一の共鳴手段によって強制させるよりは向上させることができる。
【０００８】
また、開口部が、一の共鳴手段の出力端に形成されるとともに、他の共鳴手段の出力端又はスピーカユニットの前面のいずれかに形成されるので、特定の周波数成分について共鳴する共鳴手段からの出力と、他の共鳴手段からの出力又はスピーカユニットからの出力と共通化した開口部から外部に音を出力することができる。
【０００９】
したがって、本発明に係るスピーカは、電力増幅器を用いること無く、特定の周波数成分について出力特性を改善することができるとともに、共鳴手段を複数設けても開口部との関係によってデザインの幅を狭めること無く、複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００１０】
この結果、本発明に係るスピーカは、出力すべき複数の周波数成分については、出力特性を向上させつつ、小型のスピーカユニットを用いることができるので、スピーカ自体の小型化を図るだけでなく、スピーカの内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性をも向上させることができる。
【００１１】
（２）また、本発明に係るスピーカは、第１の開口部が、第１の共鳴手段の出力端に接合され、かつ、第２の共鳴手段の出力端に接合されているとともに、第２の開口部が、前記スピーカユニットの前面に形成され、かつ、第３の共鳴手段の出力端に接合されている、構成を有している。
【００１２】
本発明によれば、それぞれの開口部が、各共鳴手段の出力端又は前記スピーカユニットの前面に形成され、特定の周波数成分について共鳴する共鳴手段からの出力と、他の共鳴手段からの出力又はスピーカユニットの出力とを共通化した開口部から外部に音を出力することができるので、共鳴手段を複数設けても開口部との関係によってデザインの幅を狭めること無く、複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００１３】
（３）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段及び前記第２の共鳴手段が、同一の周波数成分の出力音について共鳴させる形状を有している。
【００１４】
通常、気柱共鳴管の現象等の共鳴現象を用いて特定の周波数成分を共鳴させる場合には、その周波数特性は、気柱共鳴管等の共鳴手段の物理的なスペースに依存する。また、構成部品を物理的に小さくすれば、他の構成部品との関係においてスペースの効率化を図ることができる。
【００１５】
本発明によれば、第１の共鳴手段及び第２の共鳴手段が、同一の周波数成分について共鳴させる形状を有しているので、特定の周波数成分における共鳴手段を分割させて所望の出力特性を確保しつつ、共鳴手段の物理的スペースを単一の共鳴手段を用いる場合に比べて省スペース化を実現することができる。
【００１６】
（４）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが、前記出力端から他端まで延在する形状を有し、かつ、同一形状、前記第１の開口部における所定の軸を基準として線対称となる形状、又は、前記第１の開口部における所定の基準点を基準とした点対称となる形状、のいずれかの形状によって形成される構成を有している。
【００１７】
本発明によれば、第１の共鳴手段と第２の共鳴手段とが、出力端から他端まで延在する形状を有し、かつ、同一形状、線対称となる形状、又は、点対称となる形状によって形成されるので、開口部の位置との関係によって第１の共鳴手段及び第２の共鳴手段の形状を定めることができる。そのため、特定の周波数成分における共鳴手段を分割させて所望の出力特性を確保しつつ、デザインのフレキシブル性を向上させることができる。
【００１８】
（５）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段及び前記第２の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている構成を有している。
【００１９】
本発明によれば、第１の共鳴手段及び第２の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されているので、１／４波長等、当該長さを、所望する特定の周波数成分の波長に対して規定することによって当該特定の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００２０】
（６）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが、異なる周波数成分の出力音について共鳴させる形状を有している。
【００２１】
本発明によれば、前記第１の共鳴手段及び前記第２の共鳴手段が、異なる周波数成分について共鳴させる形状を有するので、異なる複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００２２】
（７）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段の前記出力端から他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されており、前記第２の共鳴手段の容積と前記出力端のサイズが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている構成を有している。
【００２３】
本発明によれば、第１の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さを、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定することができるので、１／４波長等、当該長さを、所望する特定の周波数成分の波長に対して規定することによって当該特定の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００２４】
また、第２の共鳴手段の容積と出力端のサイズを、共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定することができるので、開口部と接合された部分の断面積等の出力端のサイズ及び第２の共鳴手段の容積を、所望する特定の周波数成分の波長に対して規定することによって当該特定の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００２５】
したがって、本発明に係るスピーカは、異なる複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００２６】
（８）また、本発明に係るスピーカは、前記第１の共鳴手段と前記第２の共鳴手段とが前記スピーカユニットの背面側に形成されている構成を有している。
【００２７】
本発明によれば、第１の共鳴手段と第２の共鳴手段とがスピーカユニットの背面側に形成されているので、スピーカユニットの背面に回り込む低域の周波数成分の性質を用いて、当該低域の周波数成分について出力特性を向上させることができる。
【００２８】
（９）また、本発明に係るスピーカは、前記第３の共鳴手段が、前記スピーカユニットと前記第２の開口部の間に形成されている、構成を有している。
【００２９】
本発明によれば、第３の共鳴手段が、スピーカユニットと第２の開口部の間に形成されているので、波動としての直進性を有する高域の周波数成分についてもその出力特性を向上させることができる。
【００３０】
（１０）また、本発明に係るスピーカは、前記第３の共鳴手段の前記出力端から前記他端までの長さが、前記共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定されている構成を有している。
【００３１】
本発明によれば、第３の共鳴手段の出力端から他端までの長さを、共鳴すべき特定の周波数成分に基づいて規定することができるので、１／４波長等、当該長さを、所望する特定の周波数成分の波長に対して規定することによって当該特定の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【００３２】
（１１）上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、（１）〜（１０）に記載のいずれかのスピーカと、前記スピーカから出力される出力音に関する制御を行う制御ユニット２００と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、スピーカと、当該スピーカから出力される出力音に関する制御を行う制御ユニット２００と、を備えるので、出力すべき複数の周波数成分については高い出力能力を維持しつつ、小型のスピーカユニットを用いることができるとともに、スピーカの内部構造の省スペース化を図ることができる。
【００３４】
したがって、本発明の電子機器は、デザインのフレキシブル性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るスピーカは、出力すべき複数の周波数成分については出力特性を向上させつつ、小型のスピーカユニットを用いることができるので、スピーカ自体の小型化を図るだけでなく、スピーカの内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明に係る電子機器は、出力すべき複数の周波数成分について出力特性を向上させた小型のスピーカユニットを用いることができるとともに、スピーカの内部構造の省スペース化を図り、結果的に、デザインのフレキシブル性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るスピーカを有する電子機器の一実施形態における正面図である。
【図２】一実施形態のスピーカを有する電子機器の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】一実施形態における電子機器の正面斜視図である。
【図４】一実施形態における電子機器の背面斜視図である。
【図５】一実施形態における電子機器に形成される第１共鳴部、第２共鳴部及び第３共鳴部の共鳴構造を説明するための図である。
【図６】一実施形態のスピーカの出力特性とスピーカユニット自体の出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、スピーカユニットを有する電子機器に対して、本発明に係るスピーカを適用した場合の実施形態である。
【００３９】
［１］電子機器
まず、図１及び図２を用いて本実施形態の電子機器１の概要構成について説明する。なお、図１は、本実施形態の電子機器１の正面図であり、図２は、本実施形態の電子機器１の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００４０】
本実施形態の電子機器１は、他の制御装置等と連動し、例えば、複数の音を組み合わせてユーザに警報する警報器として用いられる。そして、電子機器１は、図１及び図２に示すように、特定の周波数成分について出力特性を向上させるために、ヘルムホルツ共鳴器及び気柱共鳴管の機能を備えたスピーカ１００と、当該スピーカ１００に入力する信号を増幅する電力増幅機能を備え、当該信号の増幅レベルその他の制御を行う制御ユニット２００と、を有している。
【００４１】
本実施形態のスピーカ１００は、図示しない制御装置から出力された５つの特定の周波数成分（概略的には、３つの周波数成分）の出力特性をスピーカ１００の物理的な構造によって向上させるとともに、これらの周波数成分の音を組み合わせ、所定のメロディを有する警報音として出力するためのスピーカである。
【００４２】
特に、本実施形態のスピーカ１００は、上述の各周波数成分について、当該スピーカ１００から１ｍ離れた地点にて７５ｄＢ〜８５ｄＢの音量を得ることができるとともに、小型のスピーカユニット１０（例えば、直径２８ｍｍ）を用いて構成される。そして、本実施形態のスピーカ１００は、特定の周波数成分として、８００Ｈｚ、１．２ｋＨｚ及び１．３ｋＨｚ、並びに、２．０ｋＨｚ及び２．２ｋＨｚの出力特性を向上させるための物理的な構造を備えている。
【００４３】
制御ユニット２００は、図示しない制御装置から出力された信号の信号レベルを、コントローラ（以下、「第１コントローラ」という。）２０１による操作指示に従って調整するアナログの電力増幅回路２１０を備える。また、制御ユニット２００は、本機における通電の有無を示すＬＥＤランプ（以下、「第１ＬＥＤランプ」という。）２０２の点灯制御、及び、当該第１ＬＥＤランプのコントローラ（以下、「第２コントローラ」という。）２０４に基づく照度制御を行うとともに、スイッチ２０３の押し下げに基づいてスピーカユニット１０から出力される音（メロディを有する警報音）の停止制御を実行するための制御回路２２０と、を備える。
【００４４】
［２］スピーカ
［２．１］スピーカの概要構成
次に、図１及び図３〜図５の各図を用いて本実施形態のスピーカ１００の概要構成について説明する。
【００４５】
なお、図３は、本実施形態における電子機器１の正面斜視図であり、特に、図３（Ａ）は、前面パネル２７が筐体本体２５に取り付けられている際の電子機器１の正面斜視図であり、図３（Ｂ）は、前面パネル２７が取り外された状態の電子機器１の正面斜視図である。また、図４は、本実施形態における電子機器１の背面斜視図であり、特に、図４（Ａ）は、背面パネル２８が筐体本体２５に取り付けられている際の電子機器１の背面斜視図であり、図４（Ｂ）は、背面パネル２８が取り外された状態の電子機器１の背面斜視図である。さらに、図５は、本実施形態の電子機器に形成される第１共鳴部３０、第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０の共鳴構造を説明するための図である。
【００４６】
本実施形態のスピーカ１００は、図３及び図４に示すように、振動板を有し、所定の信号を音として出力するための小型のスピーカユニット（以下、単に「スピーカユニット」という。）１０と、当該スピーカユニット１０が取り付けられる筐体２０と、から構成される。
【００４７】
スピーカユニット１０は、前面にその振動板を向けて筐体２０の内部に取り付けられる。また、スピーカユニット１０は、フルレンジ型のスピーカユニット１０であり、所定の信号レベルに増幅された信号を振動に変換して音として出力する。
【００４８】
筐体２０は、スピーカ１００のエンクロージャとして機能し、スピーカユニット１０から出力される出力音を構成する特定の周波数成分について、それぞれ共鳴させて出力する複数の共鳴部（第１共鳴部３０、第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０）と、所定の面に形成された開口部であって、一の共鳴手段の共鳴音を出力する出力端に形成されているとともに、他の共鳴手段の出力端又はスピーカユニット１０の前面のいずれかに形成されている２つの開口部（第１開口部６０及び第２開口部７０）と、を有している。
【００４９】
具体的には、筐体２０は、天板２１、底板２２、一対の側板２３及び２つの開口部（第１開口部６０及び第２開口部７０）を有する前板２４から構成させる筐体本体２５と、筐体本体２５の前面に前板２４に対向して形成される前面パネル２７と、筐体本体２５の背面に取り付けられる背面パネル２８と、から構成される。
【００５０】
特に、本実施形態の筐体２０には、筐体本体２５と背面パネル２８とによって、取り付けられたスピーカ１００の背面に形成された空間、すなわち、天板２１、底板２２、一対の側板２３及び背面パネル２８によって形成された空間に、２つの第１共鳴部３０と、１つの第２共鳴部４０と、が形成されている。また、筐体２０には、筐体本体２５と前面パネル２７とによって筐体本体２５の前面に形成された空間、すなわち、筐体本体２５の前板２４と前面パネル２７とによって形成された空間に第３共鳴部５０が形成されている。
【００５１】
具体的には、第１共鳴部３０は、８００Ｈｚの周波数成分を共鳴させる気柱共鳴管を構成し、第２共鳴部４０は、１．２ｋＨｚ及び１．３ｋＨｚの周波数成分を共鳴させるヘルムホルツ共鳴器を構成する。また、第３共鳴部５０は、２．０ｋＨｚと２．２ｋＨｚの周波数成分を共鳴させる気柱共鳴管を構成する。
【００５２】
すなわち、本実施形態においては、図５に示すように、スピーカユニット１０の背面に回り込む低域の周波数成分である８００Ｈｚの周波数成分について、それぞれ気柱共鳴管として機能する第１共鳴部３０を形成させ、当該周波数成分を共鳴させる。また、スピーカユニット１０の背面に回り込む低域の周波数成分である１．２ｋＨｚ及び１．３ｋＨｚの周波数成分については、ヘルムホルツ共鳴器として機能する第２共鳴部４０を形成させ、当該周波数成分を共鳴させる。また、波動の直進性が高く、スピーカユニット１０の前面から直接的に出力される高域の周波数成分となる２．０ｋＨｚ及び２．２ｋＨｚについては、気柱共鳴管として機能する第３共鳴部５０を形成させ、当該周波数成分を共鳴させる。
【００５３】
なお、１．２ｋＨｚと１．３ｋＨｚ及び２．０ｋＨｚ及び２．２ｋＨｚは、それぞれ近接する周波数成分であるので、いずれか一方の周波数成分又は双方の中間の周波数成分について共鳴構造を形成すれば、他の周波数成分又は周辺の周波数成分についても共鳴可能な共鳴構造となる。したがって、本実施形態においては、筐体２０には、１．２ｋＨｚ及び２．１ｋＨｚの周波数成分について共鳴構造を有する第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０が形成されている。
【００５４】
また、本実施形態における第１共鳴部３０、第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０の詳細については、後述する。
【００５５】
一方、筐体２０には、その上部中央に形成された開口部（以下、「第１開口部」という。）６０と、その中心に形成された開口部（以下、「第２開口部」という。）７０と、が形成されている。
【００５６】
具体的には、第１開口部６０は、前板２４の上部中央に形成された開口部分（以下、「前板用上部開口部分」という。）６１と、前面パネル２７の上部中央であって、前板用上部開口部分６１と同一の位置に形成された開口部分（以下、「前面パネル用上部開口部分（第１放音口）」という。）６２と、から構成される。
【００５７】
特に、第１開口部６０は、各第１共鳴部３０の一方の端部であって、後述の自由端として機能する各第１端部３１に接合されて形成されるとともに、第２共鳴部４０におけるバスレフポートとして機能し、当該第２共鳴部４０の出力端であって、後述のヘルムホルツ共鳴器のネック部４１分となる開口端に接合されている。
【００５８】
第２開口部７０は、スピーカユニット１０を筐体本体２５の前板２４に取り付けるための開口部分(以下、「スピーカユニット用開口部分」という。) ７１と、前面パネル２７のスピーカユニット用開口部分７１の下部と重畳する位置に形成された開口部分（以下、「中心開口部分（第２放音口）」という。）７２と、スピーカユニット用開口部分７１と中心開口部分７２との間に形成される音響空間（以下、単に「音響空間」という。）７３と、から構成される。
【００５９】
そして、中心開口部分７２の上部に第３共鳴部５０における一方の端部（後述の自由端として機能する端部）に形成され、当該第３共鳴部５０は、音響空間７３と一体的に形成される。
【００６０】
なお、本実施形態における第１開口部６０及び第２開口部７０の詳細については、後述する。
【００６１】
前面パネル２７には、第１放音口となる前面パネル用上部開口部分６２と、第２放音口となる前面パネル用中心開口部分７２との他に、下部に形成された第１コントローラ２０１及び第２コントローラ２０４と、当該第１コントローラ２０１上に形成されたスイッチ２０３と、第２コントローラ２０４の上部に形成された第１ＬＥＤランプ２０２と、が形成されている。
【００６２】
背面パネル２８には、第１共鳴部３０及び第２共鳴部４０が形成される面と同一の面に形成された制御ユニット２００の各機能を実現するための回路からなる図示しない回路基板が設けられている。
【００６３】
このような構成により、本実施形態のスピーカ１００及び当該スピーカ１００を有する電子機器１は、異なる複数の周波数成分の出力特性を向上させることができるとともに、各共鳴手段で同一の周波数成分を共鳴させ、特定の周波数成分の出力特性を単一の共鳴手段のときと比べて向上させることができるようになっている。
【００６４】
また、本実施形態のスピーカ１００及び電子機器１は、特定の周波数成分について共鳴する共鳴手段からの出力と、他の共鳴手段からの出力又はスピーカユニット１０の出力と共通化した開口部から外部に音を出力することができるようになっている。
【００６５】
したがって、本実施形態のスピーカ１００及び電子機器１は、特定の周波数成分について出力特性を向上させることができるとともに、共鳴手段を複数設けても開口部との関係によってデザインの幅を狭めること無く、複数の周波数成分の出力特性を向上させることができるようになっており、複数の周波数成分については出力特性を向上させつつ、小型のスピーカユニット１０を用いることができるようになっている。
【００６６】
この結果、本実施形態のスピーカ１００及び電子機器１は、スピーカ１００自体の小型化を図るだけでなく、スピーカ１００の内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性を向上させることができるようになっている。
【００６７】
［２．２］第１共鳴部
次に、本実施形態に筐体２０に形成される第１共鳴部３０について説明する。
【００６８】
本実施形態の各第１共鳴部３０は、スピーカユニット１０の背面に形成され、８００Ｈｚの周波数成分を共鳴させる気柱共鳴管を構成する。特に、各第１共鳴部３０は、第１開口部６０の縁に接合された気柱共鳴管の開口端として機能する第１端部３１と、当該気柱共鳴管の固定端に該当する第２端部３２と、を有している。
【００６９】
一般的に、気柱共鳴管は、一方が開口端で他方が閉口端である場合であって、共鳴させる周波数成分の１／４波長の長さを有する場合には、当該周波数成分について共鳴を生じさせる。
【００７０】
また、この場合の気柱共鳴管の長さＬは、直線構造に限らず、当該長さＬが、屈曲した構造を有していても当該気柱共鳴管として機能する。すなわち、本実施形態のように、Ｌ字状の形状を有していても、全体の長さＬが対象となる周波数成分の１／４波長であれば、当該対象の周波数成分は、共鳴することになる。特に、対象物を、直線的に形成する場合に比べて、曲線構造又は屈曲構造によって形成すれば、デザインのフレキシブル性を向上させることができるとともに、省スペース化を図ることも可能となる。
【００７１】
さらに、共鳴させる際の容積、すなわち、気柱共鳴管の管内の容積を大きくすれば、共鳴による増幅される周波数のレベルは大きくなることが実験的にわかっている。また、当該管内の容積を１つの構造物で形成する場合に比べて、構造物を分割して複数の気柱共鳴管として形成すれば、上述と同様に、デザインのフレキシブル性を向上させることができるとともに、省スペース化を図ることも可能となる。
【００７２】
そこで、本実施形態では、２つの第１共鳴部３０を設けて共鳴させる周波数成分の出力特性を向上させるとともに、各第１共鳴部３０は、Ｌ字形状の屈曲構造を有し、かつ、開口端から閉口端までの全体の長さＬ１を共鳴させる周波数成分（８００Ｈｚ）の１／４波長にすることによって、当該周波数成分を共鳴させつつ、デザインのフレキシブル性を向上させ、かつ、省スペース化を図ることができるようになっている。
【００７３】
具体的には、本実施形態の各第１共鳴部３０は、第１開口部６０に接合された開口端である第１端部３１と、当該第１端部３１の反対の端部であって閉口端である第２端部３２と、を有し、筐体本体２５と背面パネル２８とによって、第１端部３１のみ開放された中空の筒形状によって形成されている。そして、各第１共鳴部３０は、それぞれ、所定の幅を有した逆Ｌ字状の形状を有し、第１開口部６０の側面から、当該第１開口部６０における、筐体本体２５の上部から下部に向かって形成される軸（以下、単に「中心軸」という。）を基準に左右対称に延在して形成されている。
【００７４】
また、各第１共鳴部３０は、第１開口部６０の側面から筐体本体２５の左右にそれぞれ延在する短い部分（以下、「短部」という。）３３と、短部３３より長く、中心軸に沿って筐体本体２５の下部に向かって延在する部分（以下、「長部」という。）３４と、によって構成されており、短部３３と長部３４とによって中空のＬ字形状を形成している。
【００７５】
例えば、第１共鳴部３０においては、幅（短部３３については長部３４の延在方向の長さ、長部３４については短部３３の延在方向の長さ）は、１３ｍｍ、高さ（筐体本体２５と背面パネル２８との間の距離）は、１２ｍｍ、及び、第１開口部６０の縁から閉口端までの長さＬ１（短部３３と長部３４を合わせた長さ）は、１００ｍｍとなっている。
【００７６】
なお、８００Ｈｚの周波数成分における波長λは、４２５ｍｍであり、λ／４は、１０６．２５ｍｍとなる。ただし、気柱共鳴管においては、管の半径と共鳴の対象となる周波数成分によって開口端の補正（すなわち、管の長さ）を調整する必要があり、本実施形態においては、当該長さを１００ｍｍとし、第１共鳴部３０を形成するようになっている。
【００７７】
また、本実施形態の各第１共鳴部３０は、筒形状によって形成されているが、中空であって第１端部３１が開放されていれば、その形状が四角柱やその他の形状であってもよい。
【００７８】
［２．３］第２共鳴部
次に、本実施形態に筐体２０に形成される第２共鳴部４０について説明する。
【００７９】
本実施形態の第２共鳴部４０は、スピーカユニット１０の背面に形成され、１．２ｋＨｚ及１．３ｋＨｚの周波数成分を共鳴させるヘルムホルツ共鳴器を構成する。特に、第２共鳴部４０は、第１開口部６０の各第１共鳴部３０とは異なる下部の縁に接合された所定の幅及び長さを有するネック部４１と、当該ネック部４１と接合され、所定の容積を有するボトル部４２と、を有している。
【００８０】
一般的に、ヘルムホルツ共鳴器は、共鳴させる周波数成分に対して以下の（式１）を具備する条件によって形成されていれば、当該周波数成分を共鳴させることが知られている。
【００８１】
【数１】
2014003347.tif 000003
【００８２】
なお、（ｆ）は共振させる周波数、（ｃ）は音速（３４０ｍ／ｓ）、（Ｓ）はネック部４１の断面積、（Ｖ）は、ボトル部４２の容積、及び（Ｌ）はネック部４１の長さである。
【００８３】
本実施形態においては、上記を満たすヘルムホルツ共鳴器である第２共鳴部４０は、スピーカユニット１０の背面で、各第１共鳴部３０にサンドイッチされるように形成されている。そして、本実施形態においては、各第１共鳴部３０と第２共鳴部４０は、スピーカ１００の省スペース化を図ることに寄与し、デザイン上のフレキシブル性を向上させることができるようになっている。
【００８４】
具体的には、本実施形態の第２共鳴部４０は、バスレフポートとして機能する第１開口部６０に接合されたネック部４１と、当該ネック部４１の下部に形成され、スピーカユニット１０の背面に当該スピーカユニット１０を取り囲むように形成されたボトル部４２と、を有している。なお、筐体本体２５と背面パネル２８とによって、ネック部４１の第１開口部６０と接合された部分のみ開放されたボトル形状を有している。
【００８５】
特に、ボトル部４２を囲う壁面は、各第１共鳴部３０の壁面の一部と共有されており、第２共鳴部４０は、Ｌ字形状の２つの第１共鳴部３０の間に、挟み込まれているように形成されている。
【００８６】
例えば、第２共鳴部４０のボトル部４２においては、幅（筐体２０の幅方向）は、３３ｍｍ、高さ（筐体本体２５と背面パネル２８との間の距離）は、１０ｍｍ、及び、ネック部４１の接合面から底部までの長さは、４８ｍｍによって形成され、ボトル部４２の容積は、１５８４０ｍｍ３となっている。
【００８７】
また、第２共鳴部４０のネック部４１においては、幅（筐体２０の幅方向）は、７ｍｍ、長さ（筐体２０の中心軸方向の長さ）は、１２．３ｍｍ、及び、高さ（筐体本体２５と背面パネル２８との間の距離）は、１０ｍｍとなっており、ネック部４１の断面積は、７０ｍｍ２となっている。
【００８８】
［２．４］第３共鳴部、
次に、本実施形態に筐体２０に形成される第３共鳴部５０について説明する。
【００８９】
本実施形態の第３共鳴部５０は、スピーカユニット１０の前面に形成され、２．０ｋＨｚ及び２．２ｋＨｚの周波数成分を共鳴させる気柱共鳴管を構成する。特に、第３共鳴部５０は、第１開口部７０の上部の縁に接合された気柱共鳴管の開口端として機能する第１端部５１と、当該気柱共鳴管の固定端に該当する第２端部５２と、を有している。
【００９０】
一般的に、中域から高域の周波数成分は、低域の周波数成分の性質とは異なり、波動としての直進性が高いので、２．０ｋＨｚ程度の周波数成分について共鳴を生じさせるためには、当該共鳴を生じさせる共鳴手段は、スピーカユニット１０の前面に形成する必要がある。その一方、スピーカユニット１０の前面には、音の出力を妨げる部分を排除するなど、音を出力する観点から、でき得る限り、構造を簡素化する必要がある。
【００９１】
そこで、本実施形態の第３共鳴部５０は、第１共鳴部３０と異なり、スピーカユニット１０から出力を極力妨げないように、単一の構造で、幅の広い気柱共鳴管を構成するようになっている。
【００９２】
具体的には、本実施形態の第３共鳴部５０は、第１開口部７０に接合された開口端である第１端部５１と、当該第１端部５１の反対の端部であって閉口端である第２端部５２を有し、筐体本体２５と前面パネル２７とによって、第１端部５１のみ開放された箱形状を有している。
【００９３】
例えば、第３共鳴部５０においては、幅（筐体２０の幅方向と同位置）は、２８ｍｍ、高さ（筐体本体２５と前面パネル２７との間の距離）は、３．３ｍｍ、及び、第１開口部６０の縁から閉口端までの長さＬ２は、３７ｍｍとなっている。
【００９４】
なお、２．０ｋＨｚ及び２．２ｋＨｚの周波数成分における波長λは、１７０ｍｍ又は、１５４．５４ｍｍであり、λ／４は、４２．５ｍｍ又は３８．６３ｍｍとなる。ただし、上述のように、気柱共鳴管においては、管の半径と共鳴の対象となる周波数成分によって開口端の補正（すなわち、管の長さ）を調整する必要があり、かつ、２つの隣接する周波数成分を共鳴させるために、本実施形態においては、当該長さを３７ｍｍとし、第３共鳴部５０を形成するようになっている。
【００９５】
また、第３共鳴部５０は、当該第３共鳴部５０上の前面パネル２７の強度を向上させるために、複数のリブ５３が形成されている。
【００９６】
なお、本実施形態の第３共鳴部５０は、矩形によって形成されているが、中空であって第１端部５１が開放された箱形状あれば、円形やその他の形状であってもよい。
【００９７】
［２．５］第１開口部
次に、本実施形態の筐体２０に形成される第１開口部６０について説明する。
【００９８】
第１開口部６０は、上述したように、筐体本体２５の前板２４の上部中央に形成された前板用上部開口部分６１と、前面パネル２７の上部中央であって、前板用上部開口部分６１と同一の位置に形成された前面パネル用上部開口部分６２と、から構成される。すなわち、前面パネル２７が、筐体本体２５に取り付けられることによって、前板用上部開口部分６１と前面パネル用上部開口部分６２とが接合されることによって第１開口部６０が形成される。
【００９９】
具体的には、前板用上部開口部分６１と前面パネル用上部開口部分６２は、同一の矩形形状を有し、重畳されてそれぞれ接合される。また、前板用上部開口部分６１と前面パネル用上部開口部分６２には、所定の間隔毎に幅方向に延在する複数の補強部材が前面パネルに一体的に形成されている。
【０１００】
また、前板用上部開口部分６１の背面側の左右それぞれの側面には、第１共鳴部３０の第１端部３１がそれぞれ接合されている。そして、前板用上部開口部分６１の背面側の下部には、第２共鳴部４０のネック部４１が接合されている。
【０１０１】
一方、前面パネル用上部開口部分６２は、各第１共鳴部３０及び第２共鳴部４０から出力された特定の周波数成分の共鳴音を出力するための第１放音口として機能する。
【０１０２】
［２．６］第２開口部
次に、本実施形態の筐体２０に形成される第２開口部７０について説明する。
【０１０３】
第２開口部７０は、上述したように、スピーカユニット１０を筐体本体２５の前板２４に取り付けるためのスピーカユニット用開口部分７１と、前面パネル２７のスピーカユニット用開口部分７１の下部上に形成された中心開口部分７２と、スピーカユニット１０用開口と中心開口部分７２との間に形成される第２開口部７０用音響空間７３と、から構成される。
【０１０４】
スピーカユニット用開口部分７１は、筐体本体２５の前板２４の中央よりも下部の中心軸状の位置を中心に、スピーカユニット１０の開口より小さい径の円形形状によって形成されている。また、スピーカユニット用開口部分７１は、所定の間隔毎に幅方向及び中心軸方向に延在する複数の補強部材が一体的に形成されている。
【０１０５】
中心開口部分７２は、矩形形状によって前面パネル２７の中央部分に形成されるとともに、スピーカユニット用開口部分７１の下部を覆う位置に形成されている。そして、中心開口部分７２は、所定の間隔毎に幅方向に延在する複数の補強部材が複数の列によって前面パネル２７に一体的に形成されている。また、中心開口部分７２の上部には、第３共鳴部５０における第１端部５１が接合される。
【０１０６】
音響空間７３は、スピーカユニット１０から出力された音及び第３共鳴部５０から出力された共鳴音を中心開口部分７２に伝達するために形成されている。また、筐体本体２５と前面パネル２７との間であって、前面パネル２７が筐体本体２５に取り付けられた際に中心開口部分７２に重畳される位置に形成されている。そして、音響空間７３の上部には、第３共鳴部５０が形成される。
【０１０７】
なお、音響空間７３には、第３共鳴部５０と同様に、音響空間７３上の前面パネル２７の強度を向上させるために、複数のリブ７４が形成されている。
【０１０８】
［４］スピーカの出力特性
次に、図６を用いて本実施形態のスピーカ１００の出力特性について説明する。なお、図６は、本実施形態のスピーカ１００の出力特性とスピーカユニット１０自体の出力特性を示すグラフである。
【０１０９】
本実施形態のスピーカ１００は、図６に示すように、スピーカユニット１０の出力特性、すなわち、スピーカユニット１０の本来の特性に比べて８００Ｈｚ、１．２ｋＨｚ、１．３ｋＨｚ、２．１ｋＨｚ及び２．３ｋＨｚの周波数成分について特性が向上していることがわかる。したがって、スピーカユニット１０から出力された音においては、第１共鳴部３０、第２共鳴部４０及び第３共鳴部５０によってその特性が向上していることがわかる。また、これらの周波数成分については、それぞれ、スピーカ１００から１ｍ離れた地点にて７５ｄＢ〜８５ｄＢの音量が確保できていることもわかる。
【０１１０】
以上、本実施形態の電子機器１及びスピーカ１００は、特定の周波数成分について出力特性を向上させることができるとともに、複数の共鳴手段を設けても筐体２０に形成された開口部との関係によってデザインの幅を狭めること無く、複数の周波数成分の出力特性を向上させることができる。
【０１１１】
したがって、本実施形態の電子機器１及びスピーカ１００は、出力すべき複数の周波数成分については高い出力能力を維持しつつ、小型のスピーカユニット１０を用いることができるので、スピーカ１００自体の小型化を図るだけでなく、スピーカ１００の内部構造の省スペース化を図ってデザインのフレキシブル性を向上させることができる。
【０１１２】
また、本実施形態の電子機器１及びスピーカ１００は、同一の周波数成分の出力音について共鳴させる形状を複数有しているので、特定の周波数成分における共鳴手段を分割させて所望の出力特性を確保しつつ、共鳴手段の物理的スペースを単一の共鳴手段を用いる場合に比べて省スペース化を実現することができる。
【０１１３】
なお、本実施形態の第１共鳴部３０は、前記第１の開口部における所定の軸を基準として線対称となる形状であって、同一のＬ字状の形状を有しているが、開口端から閉口端までの長さが共鳴させる周波数成分の波長に基づいて定められていれば、同一の形状でなくてもよいし、第２開口部７０（具体的には、スピーカユニット用開口部分７１及び中心開口部分７２）の中心等の所定の基準点を基準とした点対称となる形状によって形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１  …  電子機器
１０  …  スピーカユニット
２０  …  筐体
２５  …  筐体本体
２７  …  前面パネル
２８  …  背面パネル
３０  …  第１共鳴部
３１  …  第１端部（第１共鳴部用）
３２  …  第２端部（第１共鳴部用）
３３  …  短部
３４  …  長部
４０  …  第２共鳴部
４１  …  ネック部
４２  …  ボトル部
５０  …  第３共鳴部
５１  …  第１端部
５２  …  第２端部
６０  …  第１開口部
６１  …  前板用上部開口部分
６２  …  前面パネル用上部開口部分
７０  …  第２開口部
７１  …  スピーカユニット用開口部分
７２  …  中心開口部分
７３  …  音響空間
１００  …  スピーカ
２００  …  制御ユニット
２１０  …  電力増幅回路
２２０  …  制御回路
【図１】
2014003347.tif 000004
【図２】
2014003347.tif 000005
【図３】
2014003347.tif 000006
【図４】
2014003347.tif 000007
【図５】
2014003347.tif 000008
【図６】
2014003347.tif 000009