(57)【要約】【課題】  バッフル板振動をできるだけ少なくし、振動板前背面の振動音を区切るという本来の機能を充分に果たしうるスピーカ装置を提供する。【解決手段】  周縁を有する振動板（１１）と、当該振動板周縁を支持するフレーム（１３）と、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路ユニット（１５）と、を備えるスピーカユニット（３）と、当該磁気回路ユニットに一端が固定され他端が接地面に設置されるスピーカユニット支持部材（５）と、当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材（７）と、当該バッフル部材を、支持するバッフル支持部材（９）と、を備えるスピーカ装置（１）であって、当該バッフル部材は、振動吸収材によって構成してある。バッフル部材が振動板の振動を吸収するので、バッフル板の前面と背面とを音響学的にしっかりと区切ることができ、これによって、音質に悪影響を与えることを有効防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁を有する振動板と、当該振動板周縁を支持するフレームと、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路ユニットと、を備えるスピーカユニットと、
当該磁気回路ユニットに一端が固定され他端が接地面に設置されるスピーカユニット支持部材と、
当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材と、
当該バッフル部材を、支持するバッフル支持部材と、を備え、
当該バッフル部材は、振動吸収材によって構成してある
ことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記振動吸収材は、液状材、ゲル状材又は粉粒状材によって構成してある
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記振動吸収材は、粘土、軟質ゴム又は軟質合成樹脂によって構成してある
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記支持部材は、前記振動吸収材を挟持若しくは包囲する布、不織布、合成樹脂性フィルム、紙のうち、何れか１又は２以上を含めて構成してある
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記スピーカユニットの前面が上方を向くように前記スピーカユニット支持部材を構成してあり、
前記バッフル部材は、前記フレーム周縁からスカート状に垂れ下げてある
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好な音質で音響再生が可能なスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカユニットとキャビネット（スピーカボックス、エンクロージャー）からなるスピーカ装置において、スピーカユニットの振動に伴うキャビネットの振動（箱鳴り）が音質を悪くするという考え方あり、これが従来の支配的考え方であった。このため、従来のキャビネットは、強固な木製単板や合板等によって構成されていた。強固に構成されたのはキャビネットの振動を防ぐためであるが、その効果は充分ではなかった。一方、特許文献１が示すキャビネットは、スピーカを固定するバッフル板を、厚みが０．１ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲の木板によって構成され、アコースティックギターの表面板と同様な振動をするように、すなわち、振動作用を積極的に利用するように構成されている。バッフル板の素材は、木板のほか、紙、布、皮革、プラスチックス等が使用できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８４５９４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、上述したようなバッフル板を備えるスピーカ装置は、発明者らの知る限りにおいて普及していない。振動には必ず特有の共振周波数が存在するので、その共振周波数を原因とする特有の共振音が発生する。このため、バッフル板の振動を前提とするスピーカ装置は、あらゆる周波数の音を再生するには必ずしも適していないこと、がその理由であろう。そもそもバッフル板というものは、スピーカユニットの振動板の前面と背面の振動音を区切るためのものである。振動音を区切るのは、振動板の前面と後面とでは空気の疎密が逆の関係にあるから、これらを混在させると振動板周辺の音が打ち消しあって音響出力が弱められたり、音質に悪影響を与えるたりするので、これらを防ぐためである。したがって、バッフル板自体は振動しないことが理想である。ところが、理想どおりバッフル板をまったく振動させないということは不可能であるから、出来る限り理想に近い状態を作り出すことが求められていた。本発明が解決しようとする課題は、このバッフル板を、それ自体の振動をできるだけ少なくすることによって、振動板の前面と背面の振動音を区切るというバッフル板本来の機能を充分に果たしうるスピーカ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために発明者は、バッフル板について、これまでの発想を逆方向に転換した。すなわち、バッフル板について、強固な構造によって強制的に振動抑制するのではなく、また、積極的に振動させるのでもなく、振動自体を吸収することによって、バッフル板本来の機能を果たさせようとした。その詳しい内容については、項を改めて説明する。なお、何れかの請求項記載の発明を説明するに当って行う用語の定義等は、その性質上可能な範囲において他の請求項記載の発明にも適用があるものとする。
【０００６】
（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係るスピーカ装置（以下、「請求項１のスピーカ装置」という）は、周縁を有する振動板と、当該振動板周縁を支持するフレームと、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路ユニットと、を備えるスピーカユニットと、当該磁気回路ユニットに一端が固定され他端が接地面に設置されるスピーカユニット支持部材と、当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材と、当該バッフル部材を、支持するバッフル支持部材と、を備えている。ここで、当該バッフル部材は、振動吸収材によって構成してある。
【０００７】
請求項１のスピーカ装置によれば、磁気回路ユニットに入力された音声信号が振動板の振動と言う機械的振動に変換される。振動板の振動は、振動板の前面と背面の空気を振動させ、バッフル部材がこれらを区切り両者が打ち消しあって音響出力が弱められないようにする。一方、バッフル部材は、振動板の振動（音）を吸収してそれ自身による悪影響を可及的に防止する。すなわち、バッフル部材が振動を吸収しなければ、若しくは吸収しても極僅かであれば、バッフル板自体が振動板と同様にその前面と背面の空気を振動させてしまう。ここでは、振動板の振動を吸収してそれ自身が振動しないようにしたので、振動板（バッフル板）の前面と背面とを音響学的にしっかりと区切ることができ、これによって、音響出力が弱まったり、音質に悪影響を与えたりすることが有効に防止できる。
【０００８】
（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２記載の発明に係るスピーカ装置（以下、「請求項２のスピーカ装置」という）は、請求項１のスピーカ装置であって、前記振動吸収材は、液状材（たとえば、水や油）、ゲル状材又は粉粒状材によって構成してある。粉粒状材とは、粉状材、粒状材および粉状材と粒状材の混合材のことをいい、そのようなものとして、たとえば、砂、石粉、炭酸カルシウム、シリカ粉、タルク粉、珪藻土、ゼオライトなどがある。
【０００９】
請求項２のスピーカ装置によれば、請求項１のスピーカ装置において、振動吸収材を上記素材によって構成することにより振動板の振動を有効に吸収することができる。
【００１０】
（請求項３記載の発明の特徴）
請求項３記載の発明に係るスピーカ装置（以下、「請求項３のスピーカ装置」という）は、請求項１のスピーカ装置であって、粘土（たとえば、油粘土のような液体と粉体の混合物）、天然若しくは合成の軟質ゴム又は軟質合成樹脂（たとえば、低硬度低反発性ポリウレタン樹脂、粉体を含有する低硬度樹脂、粉体と可塑材を含有する低硬度樹脂）によって構成してある。
【００１１】
請求項３のスピーカ装置によれば、請求項１のスピーカ装置において、振動吸収材を上記素材により構成することによって振動板の振動を有効に吸収することができる。
【００１２】
（請求項４記載の発明の特徴）
請求項４記載の発明に係るスピーカ装置（以下、「請求項４のスピーカ装置」という）は、請求項１乃至３何れかのスピーカ装置であって、前記支持部材は、前記振動吸収材を挟持若しくは包囲する布、不織布、合成樹脂性フィルム、紙のうち、何れか１又は２以上を含めて構成してある。挟持若しくは包囲は、振動吸収部材の形態によって適宜選択する。たとえば、液状材、ゲル状材、粉粒状材であれば、漏れを防ぐためにそれを包囲する必要があるが、たとえば、軟質合成樹脂であれば、挟持だけで足りる場合もある。
【００１３】
請求項４のスピーカ装置によれば、請求項１乃至３何れかのスピーカ装置において、支持部材を上記素材により構成することによって振動板の振動を有効に吸収することができる。
【００１４】
（請求項５記載の発明の特徴）
請求項５記載の発明に係るスピーカ装置（以下、「請求項５のスピーカ装置」という）は、請求項１乃至４何れかのスピーカ装置であって、前記スピーカユニットの前面が上方を向くように前記スピーカユニット支持部材を構成してあり、前記バッフル部材は、前記フレーム周縁からスカート状に垂れ下げてある。
【００１５】
請求項５のスピーカ装置によれば、請求項１乃至５何れかのスピーカ装置において、
スカート状に形成すれば、見た目にソフトな感じを見る者に与え、インテリアとしても使用範囲が広がる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バッフル部材が振動板の振動を吸収することによって、それ自体の振動が少なくなり、これによって、振動板の前面と背面の振動音を区切るというバッフル部材本来の機能を充分に果たす。これによって、スピーカ装置からの音響出力が弱まったり、音質に悪影響を与えたりすることが有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】スピーカ装置の斜視図である。
【図２】スピーカ装置の縦断面図である。
【図３】本実施形態の変形例１に係るスピーカ装置の部分断面図である。
【図４】本実施形態の変形例２に係るスピーカ装置の断面図である。
【図５】本実施形態の変形例４に係るスピーカ装置の斜視図である。
【図６】ネットワークを示す回路図である。
【図７】（ａ）本実施形態の変形例１に係るスピーカ装置の周波数特性、（ｂ）比較装置の周波数特性を示すグラフである。
【図８】（ａ）本実施形態の変形例１に係るスピーカ装置の歪率特性、（ｂ）比較装置の歪率特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（スピーカ装置の概略構造）
以下、各図を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という）について説明する。図１及び２に示すスピーカ装置１は、スピーカユニット３、スピーカユニット支持部材５、バッフル部材７及びバッフル支持部材９とから概略構成してある。スピーカユニット３は、周縁１１ａを有する振動板１１と、振動板周縁１１ａを支持するフレーム１３と、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路ユニット１５と、を備えている。
【００１９】
（スピーカユニット支持部材の構造）
スピーカユニット支持部材５は、接地面上に載置するベース部２１と、ベース部２１の上面中心部から起立する主柱２３と、ベース部２１の周縁から起立する複数の副柱２５，・・と、から構成してある。ベース部２１は、その形状に何ら制限はないが、後述するようにバッフル部材７をスカート状に形成したことから、本実施形態では平面視円形に構成してある。主柱２３はその一端（本実施形態では上端）を上向きにしたスピーカユニット３の磁気回路ユニット１５に固定してある。これによって、スピーカユニット３の前面（振動板１１）が上方に向くことになる。主柱２３の他端（下端）は、ベース部２１を介して接地面に設置されることになる。副柱２５は、ベース部２１の周縁に等間隔に配してあり、ベース部２１からの高さを主柱２３のそれより低く設定してある。副柱２５は、バッフル部材７をその内側から受けてそのスカート形状を保つ役目を果たしている。バッフル部材７の上端（後述するバッフル支持部材９のウエスト部３５）は、フレーム１３の周縁１１ａに固定してある。その意味において各副柱２５やフレーム１３は、バッフル支持部材９の一部を構成している。本実施形態の副柱２５は６本としたが、適宜増減して構わない。不要であれば、副柱２５を省略することもできる。スピーカユニット支持部材５は、全体を木製としたが、これに限る必要はない。たとえば、金属製であっても合成樹脂性であってもよい。たとえば、ベース部２１だけ鉄板によって構成し、他の部材を木製とするように部材相互間の素材を異ならせてもよい。
【００２０】
（バッフル部材の構造）
バッフル部材７は、振動吸収材を主材料として用い、スピーカユニット３を中心とするスカート形状に構成する。振動吸収材は、受けた振動を、その内部において熱エネルギーに変換し、外部に与える影響の少ない部材、すなわち、内部損失の大きい部材のことをいう。本実施形態では、この振動吸収材に粘土を用いたが、これ以外のもの、たとえば、水や油のような液状材やゲル状材、さらに砂のような粉粒状材なども使用することができる。これらに加え、軟質の天然ゴム又は合成ゴム、軟質塩化ビニル、低硬度低反発性ポリウレタン樹脂、粉体を含有する低硬度樹脂、粉体と可塑剤を含有する低硬度樹脂等も振動吸収材として好適である。バッフル部材７は、次に述べるバッフル支持部材９によって、スピーカユニットに取り付けられ、また、その形状が保持される。内部損失が大きいバッフル部材７は、振動エネルギーを吸収し、振動板１１（バッフル部材７）の前面と背面とを音響学的にしっかりと区分する。すなわち、バッフル機能を充分に発揮する。バッフル部材をスカート形状に保つために、次に述べるバッフル支持部材９を用いる。
【００２１】
（バッフル支持部材の構造）
前掲したように本実施形態のバッフル部材７は粘土によって構成してある。粘土にも種類があるが、ここでは、学校等で頻繁に用いられる工作用油粘土とした。油粘土そのものは一般的に不定形でありそれ自体をスピーカユニット３に直接取り付けることはできないので、バッフル支持部材９には、バッフル部材７をスカート状に保つ役割と、それをスピーカユニット３に取り付ける役割を担わせた。素材は、丈夫な布を用いた。すなわち、布を縫製若しくは接着して外側スカート部３１と、外側スカート部３１より僅かに小さい内側スカート部３３と、を作り、外側スカート部３１の中に内側スカート部３３を入れ、その頂部同士を縫製（接着）した部位（ウエスト部３５）を形成するとともに、その底部同士を縫製（接着）等することにより裾部３７を形成する。ウエスト部３５の内径はスピーカユニット３が備えるフレーム１３の外径よりも小さく（両者重なる部分は取付しろとなる）。この作業により、外側スカート部３１と内側スカート部３３との間には、両者の寸法差による空間Ｓが形成される。ウエスト部３５を形成する前にこの空間に粘土（バッフル部材７）を充填すれば、充填されたバッフル部材７は外側スカート部３１と内側スカート部３３とにより挟持（包囲）された状態になり、全体としてスカート形状が保たれる。ウエスト部３５をスピーカユニット３のフレーム１３に、前述したように固定（たとえば、ネジ止め、接着）すれば、ウエスト部３５に囲まれたフレーム１３から広がるスカート形状が形成される。ウエスト部３５のフレーム１３への取り付けは、取付部材（図示せず）を介して間接的に行うようにしてもよい。粘土で構成したバッフル部材７は、その重量によって萎み方向（中心方向）に力が働くが、副柱２５，・・の上端に支えられて広がり状態が保たれる。なお、バッフル支持部材９を構成する布の性質や油粘土そのものの性質により、油粘土が乾燥しやすいのであれば、布の内側若しくは外側に乾燥を防止する合成樹脂製フィルムを配してもよい。
【００２２】
（本実施形態の変形例１）
図３に示すスピーカ装置５１が図２に示すスピーカ装置１と異なるのは、スピーカ支持部材及びバッフル支持部材の構造だけである。以下、これらの点について説明する。スピーカ支持部材５３は、平面視円形若しくは矩形のベース部５３ａと、ベース部５３ａの中心部から起立する主柱５３ｂと、から構成してある。
【００２３】
変形例１に係るバッフル部材７は、本実施形態のそれと同じく油粘土で構成した。バッフル支持部材５５は、最も内側に位置するスカート状（若しくはこれに類似する形状）の内側部材５５ａと、内側部材５５ａの外表面に貼り付けた上記バッフル部材７の外表面を気密被覆する外側部材５５ｂと、主柱５３ｂから放射方向（周方向等間隔）に突出する複数（ここでは、４本）の水平支持柱５５ｄ，・・と、から構成してある。内側部材５５ａは、これを段ボールにより構成したが、これ以外の素材によって構成することを妨げない。外側部材５５ｂは、合成樹脂製フィルム（たとえば、ポリエチレン）により構成した。外側部材５５ｂは、油粘土であるバッフル部材７の乾燥防止をその主たる役目とするものである。合成樹脂製フィルムの代りに乾燥防止効果のある塗膜を形成してもよい。油粘土自体が乾燥しないものである等の理由からそれが不要であれば、外側部材５５ｂを省略してもよい。バッフル支持部材５５（バッフル部材７）の下端は、ベース部５３ａの上面に接地させてある。両者間に空間（本実施形態でいう空間Ｓ）を形成することもできるが、ここでは、接地させることによりベース部５３ａに重量負担（バッフル支持部材５５の一部として機能）させている。接地させる代りに、図３に示すように、バッフル支持部材５５（バッフル部材７）の裾野を複数箇所（たとえばアーチ状に）切欠Ｈ，・・を形成して内外連通させることが好ましい。主として低音がバッフル部材７の内部にこもるのを低減するためである。なお、変形例１では水平支持柱５５ｄを設けたことにより、本実施形態が備えるような副柱は省略した。副柱（図示せず）を併せて設けることもできるし、水平支持柱５３ｄの代りに副柱のみを設けることもできる。
【００２４】
（本実施形態の変形例２）
図４に示すスピーカ装置７１は、スピーカ装置１と同じ基本構造を備えている（共通する部材については、図２で使用した符号と同じ符号を図４で使用するにとめ、それらの部材についての説明は可能な範囲で省略する）。その上でスピーカ装置５１が備える水平支持柱５５ｄ，・・の代わりとなるリング状部材３９を、放射状のスポーク部材４１，・・を介してベース部９１上に起立する主柱９３に取り付け、これをバッフル部材７（内側スカート部３３）に接触させてこれを内側から支えるように構成した。この場合のリング状部材３９（スポーク部材４１）は、他の部材とともにバッフル支持部材９を構成することになる。なお、符号９５は、副柱を示す。
【００２５】
（本実施形態の変形例３）
本実施形態のスピーカユニット３は上向きであるが、これを横向きにしてもよい。横向きにするためには、スピーカユニット支持部材５やバッフル支持部材９の形状を、横向きに適するように構成すべきことは言うまでもない。
【００２６】
（本実施形態の変形例４）
図５に示すスピーカ装置８１は、全体として基部１１１の上に設置してあり、中低音に係るウーハ部門を受け持つウーハ装置７１´と、高音に係るツィータ部門を受け持つツィータ装置８５と、から概略構成してある。ウーハ装置７１´は、図４に示す変形例２に係るスピーカ装置７１と同じ基本構造を備え、スピーカユニット３の代りにウーハ８７を備えている。ツィータ装置８５は、ドーム型のツィータ８９と、それを下支えする支持柱８３とによって構成してある。支持柱８３は、基部１１１の余白部分上面から起立している。ウーハ８７とツィータ８９は、図６に示すネットワーク１０１を介して信号源（図示を省略）に接続してある。なお、ウーハ装置７１´の代わりに本実施形態若しくは変形例１、３に係るスピーカ装置を採用してもよい。
【００２７】
（実験結果）
図７及び８を参照しながら、実験結果について説明する。実験に用いたスピーカユニットは、フォスター電機株式会社製（型名：ＦＦ−７０ＥＧ  ７ｃｍフルレンジ  以下、「被検スピーカ」という）とした。ここで、本実施形態の変形例１に係るスピーカ装置５１に被検スピーカを組み込んだ装置（以下、「本件装置」という）と、Ｈ３００×Ｗ２３０×Ｄ３００後面開放型木製キャビネットに被検スピーカを組み込んだ装置（以下、「比較装置」という）とを比較実験した。比較内容は、（１）周波数特性（２）歪率特性の２項目とした。
【００２８】
（周波数特性）
周波数特性については、５２０Ｈｚ前後、１ＫＨｚ前後および３ＫＨｚ前後の深い谷が比較装置（図７（ｂ））に見られた。これらの深い谷は、係る周波数において音エネルギーがキャビネットに吸収されたからであると推測される。そのような深い谷は、本件装置（図７（ａ））では見られない。上記の深い谷は、オーディオ再生においてたいへん重要な音域に属しており、そのような重要な音域の「抜け」の有無は原音に忠実な再現の可否に大きく影響する。したがって、深い谷を持たない本件装置は、それらを持つ比較装置よりも周波数特性において優れていることがわかった。
【００２９】
（歪率特性）
本件装置の歪率（図８（ａ））は、比較装置の歪率（図８（ｂ））よりも全体として小さくなっている。
【００３０】
以上の実験から、油粘土という振動吸収材をバッフル部材に採用することによって、木製キャビネットよりも良好な再生特性が得られることがわかった。さらにこのことから、油粘土以外の振動吸収材、たとえば、前掲した水や油のような液状材やゲル状材、砂のような粉粒状材、軟質の天然ゴム又は合成ゴム、軟質塩化ビニル、低硬度低反発性ポリウレタン樹脂、粉体を含有する低硬度樹脂、粉体と可塑剤を含有する低硬度樹脂等も、その振動吸収効果から良好な再生特性が得られるであろうことがわかった。
【符号の説明】
【００３１】
１，５１，７１，８１      スピーカ装置
３      スピーカユニット
５      スピーカユニット支持部材
７      バッフル部材
９，５５      バッフル支持部材
１１      振動板
１５      磁気回路ユニット
２１，５３ａ，９１      ベース部
２３，５３ｂ，９３      主柱
２５      副柱
３９      リング状部材
４１      スポーク部材
５３      スピーカ支持部材
５５ｄ    水平支持柱
７１´    ウーハ装置
８３      支持柱
８５      ツィータ装置
８７      ウーハ
８９      ツィータ
１０１      ネットワーク
１１１      基部
【図１】
2011130137.tif 000003
【図２】
2011130137.tif 000004
【図３】
2011130137.tif 000005
【図４】
2011130137.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011130137.tif 000009
【図８】
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