(57)【要約】【課題】スピーカが音声を出力するときはスピーカボックスをスピーカボックス設置台に強固に固定することができ、軽量で容易に移動することができ且つ安定して音声を再現することができるスピーカシステムを提供する【解決手段】音声を出力するスピーカ１と、スピーカ１を保持するスピーカボックス２と、スピーカボックス２を載せることができ少なくともスピーカボックス２をのせる部分が磁性体であるスピーカボックス設置台３と、スピーカボックス２のスピーカボックス設置台３に対向近接する部分に強固に固定されるスピーカボックス固定用電磁石４と、スピーカボックス２の外部に設置されスピーカ１に音声信号を出力するアンプ５とを有するスピーカシステムＡ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声を出力するスピーカと、
前記スピーカを保持するスピーカボックスと、
前記スピーカボックスを載せることができ少なくとも該スピーカボックスをのせる部分が磁性体であるスピーカボックス設置台と、
前記スピーカボックスの前記スピーカボックス設置台に対向近接する部分に強固に固定されるスピーカボックス固定用電磁石と、
前記スピーカボックスの外部に設置され前記スピーカに音声信号を出力するアンプと、を有しており、
前記スピーカボックス固定用電磁石は少なくとも前記スピーカが音声を出力している間は駆動していることを特徴とするスピーカシステム。
【請求項２】
前記スピーカボックス固定用電磁石は複数個設けられ、該複数のスピーカボックス固定用電磁石を用いてスピーカからの音声の出力による振動と逆位相又は略逆位相の振動を発生することを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項３】
前記複数のスピーカボックス固定用電磁石は、前記音声信号と同周期で同位相の電流を供給されるグループと、該音声信号と同周期で逆位相の電流を供給されるグループを有していることを特徴とする請求項２に記載のスピーカシステム。
【請求項４】
前記複数のスピーカボックス固定用電磁石は、それぞれ異なったタイミングで動作することを特徴とする請求項２に記載のスピーカシステム。
【請求項５】
前記スピーカボックス固定用電磁石は前記アンプから駆動電力を供給されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスピーカシステム。
【請求項６】
前記スピーカボックスの外部に前記スピーカボックス固定用電磁石に駆動電力を供給する電源を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のスピーカシステム。
【請求項７】
前記スピーカボックスには少なくとも１つの振動センサが取り付けられており、該振動センサによって検知された振動をもとに前記スピーカボックス固定用電磁石を駆動することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響用のスピーカシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカはアンプ等から出力される電気信号である音声信号を振動板の振動に変えて、もとの音声を再生するものである。一般的によく用いられるダイナミックスピーカでは、永久磁石（及びヨーク）にて形成される磁界中にコイル（ボイスコイル）が配置されており、該コイルには振動板が取り付けられている。前記コイルに前記音声信号が入力されると、フレミングの左手の法則に従い、前記コイルは前記磁界とコイルに流れる電流双方に垂直な方向に動く。前記電気信号が交番電流の場合コイルは振動し、その振動が振動板を介して空気に伝わり音声として再生される。
【０００３】
また、一般的なスピーカシステムにおいてスピーカはスピーカボックス内に配置されるものが多い。前記スピーカボックス内に配置された前記スピーカは該スピーカボックスと共に床面等のスピーカボックス設置場所に設置される。前記スピーカは振動板及びコイル等の振動体の振動により前記スピーカボックスが横ゆれ（ローリング）を起こす。また、前記スピーカボックスが軽量である場合、前記スピーカの振動体の振動を吸収しきれず、該スピーカボックス自体が該振動に共振する、いわゆる、箱鳴りが発生する。
【０００４】
従来のスピーカシステムでは、前記横ゆれを軽減するために床面等のスピーカシステム設置場所にスピーカボックスをボルトで留めて固定するものが用いられてきた。前記ボルトでスピーカボックスと前記スピーカシステム設置場所の設置面との間にインシュレータを挟み、該インシュレータにてスピーカボックスの振動による音の変調歪を少なくするものが採用されている。前記インシュレータとして弾性材等の振動を吸収するものも提案されている。
【０００５】
また、前記スピーカボックスが前記スピーカの音声出力による振動と共振するのを防止するために、該スピーカボックス自体の重量を重くして共振しにくくする方法がよく用いられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０４４８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スピーカボックスを前記スピーカシステム設置場所にボルトで固定する場合、前記スピーカシステムを設置している場所の周りを掃除したり、前記スピーカシステムの設置場所の音場を変えるためにスピーカボックスを移動するときに、ボルトをはずす等煩雑な作業が必要となる。さらに、スピーカより音声が出力されるときに発生するスピーカボックスの共振を抑えるためにスピーカボックスが重く製作されているものの場合、ボルトをはずした後の移動も前記スピーカボックス自体重量があるので非常に大変である。
【０００８】
また、インシュレータを用いてスピーカボックスを支持する場合、スピーカボックスの振動による音の変調歪を低減することは可能であるが、スピーカボックスの横ゆれによるスピーカの倒れや、インシュレータを介してスピーカボックスを設置したスピーカ設置場所等に前記共振の振動エネルギが伝播し、スピーカ設置場所が振動したりする。また、弾性材等で形成された振動エネルギを吸収するインシュレータを用いた場合も、振動エネルギを吸収する能力は時間と共に衰えていく。
【０００９】
そこで本発明は、スピーカが音声を出力するときはスピーカボックスをスピーカボックス設置台に強固に固定することができ、容易に移動することができ且つ安定して音声を再現することができるスピーカシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
また本発明は、スピーカより音声が出力されるときにスピーカボックスの共振が発生しない軽量で容易に移動することができるスピーカボックスを有するスピーカシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、音声を出力するスピーカと、前記スピーカを保持するスピーカボックスと、前記スピーカボックスを載せることができ少なくとも該スピーカボックスをのせる部分が磁性体であるスピーカボックス設置台と、前記スピーカボックスの前記スピーカボックス設置台に対向近接する部分に強固に固定されるスピーカボックス固定用電磁石と、前記スピーカボックスの外部に設置され前記スピーカに音声信号を出力するアンプと、を有するスピーカシステムであり、少なくとも前記スピーカが音声を再生している間は前記スピーカボックス固定用電磁石が駆動している。
【００１２】
この構成によると、前記スピーカにて音声を出力している間は、前記スピーカボックス固定用電磁石が駆動しており、前記スピーカボックス固定用電磁石と前記スピーカボックス設置台との間に磁力による引力が働いており、前記スピーカボックスは強固に固定される。また、前記スピーカにて音声が出力されていないときはスピーカボックス固定用電磁石に電力が供給されないのでスピーカボックスを自由に動かすことができる。
【００１３】
また、前記スピーカボックスを前記スピーカボックス固定用電磁石で固定して音声出力を行うので前記スピーカから安定して音声を出力することが可能である。
【００１４】
また本発明は、上記構成の前記スピーカボックス固定用電磁石において複数個の電磁石を有しており、該複数のスピーカボックス固定用電磁石を用いてスピーカからの音声の出力による振動と逆位相又は略逆位相の振動を発生するようにしている。
【００１５】
この構成によると、前記スピーカからの音声の出力によって発生するスピーカボックスの共振を前記複数のスピーカボックス固定用電磁石を適切に動作させて、前記スピーカからの音声の出力による振動と逆位相又は略逆位相の振動を発生させて互いに打ち消し合わせるものである。それだけ、前記スピーカボックスを前記スピーカボックス設置台に対して予め強固に固定しなくてもスピーカから安定して音声を出力することが可能である。
【００１６】
また、前記スピーカより音声を出力することで発生する前記スピーカボックスの共振は前記スピーカボックス固定用電磁石の駆動により消える又は減少するので、前記スピーカボックスの共振を防ぐために重量を増やす必要はなく、それだけ軽量なスピーカシステムを提供することができる。
【００１７】
また本発明は、上記構成の複数のスピーカボックス固定用電磁石において、前記音声信号と同周期で同位相の電流を供給されるグループと、該音声信号と同周期で逆位相の電流を供給されるグループを有している。
【００１８】
この構成によると、逆位相又は略逆位相の振動を発生するために前記スピーカに送信される音声信号の周期をもとにスピーカボックス固定用電磁石の動作を決定するものであり、これにより、複雑な制御装置を備えなくても前記スピーカの音声出力による前記スピーカボックスの振動を減少させることが可能である。
【００１９】
前記複数のスピーカボックス固定用電磁石は全て同一形状を有するものでもよいし、振動のモードに合わせて異なる大きさのものを用いてもよい。
【００２０】
このとき、前記スピーカボックス固定用電磁石に供給される電力として前記スピーカボックスの共振を打ち消す又は抑えることができる大きさの電力を供給するものを例示することができる。また、前記複数のスピーカボックス固定用電磁石として、常に前記スピーカボックス設置台との間に引力を発生する状態にしておき、その引力の強弱を調整することで共振を打ち消す又は抑えるものを例示することができる。また、前記複数のスピーカボックス固定用電磁石を個別に駆動するものであってもよい。
【００２１】
また本発明は、上記構成のスピーカボックス固定用電磁石はスピーカシステムの外部に設けられた前記アンプから駆動電力を供給されるものとしてもよい。
【００２２】
この構成によると、前記スピーカボックス固定用電磁石に前記アンプより電力を供給するので、別途電源装置を設ける必要が無くそれだけスピーカシステムの構成要素を少なくすることが可能である。
【００２３】
さらに本発明はスピーカボックスの外部に前記スピーカボックス固定用電磁石に駆動電力を供給する電源装置を備えていてもよい。
【００２４】
この構成によると、前記スピーカと前記スピーカボックス固定用電磁石の駆動電力が異なる場合でも、前記スピーカ及び前記スピーカボックス固定用電磁石それぞれに適切な電力を供給することが可能である。
【００２５】
複数のスピーカボックス固定用電磁石が前記スピーカボックスの共振を打ち消す又は抑えるように駆動する場合、前記電源装置は前記アンプと同期させるものが好ましい。そのとき、前記電源装置より出力される電流は前記アンプより出力される音声信号の周期と同周期同位相のものと、同周期逆位相のものとを出力するものを例示することができる。
【００２６】
前記スピーカボックスに少なくとも１つの振動センサを取り付けておき該振動センサが検出した振動をもとに前記スピーカボックス固定用電磁石を駆動してもよい。
【００２７】
この構成によると、前記スピーカボックスのより細かな振動を防ぐことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施例）
【００２９】
図１は本発明に係るスピーカシステムの１例の側断面図である。
図１に示すスピーカシステムＡは、外部に音声を出力するスピーカ１と、スピーカ１を固定し内部に空洞を有するスピーカボックス２と、スピーカボックス２を載せるためのスピーカボックス設置台３と、スピーカボックス２内に配置され、スピーカボックス２をスピーカボックス設置台３に強固に固定するためのスピーカボックス固定用電磁石４とを有している。
またスピーカボックス２の外部には電気信号である音声信号をスピーカ１に対して出力するアンプ５が配置されている。
【００３０】
図２に図１に示すスピーカシステムに用いられているスピーカの１例の概略側面図を示す。
図２に示すスピーカ１は、磁界を発生する永久磁石１１と、永久磁石１１と同心円上に配置され、永久磁石１１と磁界Ｍｒを形成するヨーク１２と、永久磁石１１及びヨーク１２が形成する磁界Ｍｒの内部に配置されるコイル１３と、コイル１３の端部に固定され、振動することで音声を再現する振動板１４とを有している。また、コイル１３は１本の導線をらせん状に巻いた形状を有しており、該導線の両端部は音声信号が入力してくる第１のケーブル１５及び第２のケーブル１６を形成している。図２に示しているように、永久磁石１１にて形成されている磁界Ｍｒの中にコイル１３が配置されておりコイル１３に電流が流れる（換言すると、音声信号がコイル１３に入力する）と、フレミング左手の法則に従い、磁界及び電流のいずれに対しても直角を成す方向（矢印ａ１で示す）に力が加わる。コイル１３が動くことでコイル１３に固定された振動板１４も同様に動く。コイル１３に電気信号である音声信号が入力され振動することによって振動板１４も振動し振動板１４が空気を振動することで音声を出力することができる。
【００３１】
スピーカボックス設置台３は、それには限定されないがここでは、予め磁化された鉄板であり、設置場所である床面ＦＬに強固に固定されている。固定方法は各種選択できるがここではボルト３１を用いて固定している。スピーカボックス固定用電磁石４は、スピーカボックス２の内部に強固に固定されている。
【００３２】
スピーカボックス２の外部にはアンプ５とスピーカボックス２の内部に設けられたスピーカ１とを接続して、アンプ５からの電気信号である音声信号をスピーカ１に送信するための音声信号送信用ケーブル５１を有している。また、アンプ５とスピーカボックス固定用電磁石４とを接続して電磁石４を駆動してスピーカボックス２を固定するためのスピーカボックス固定用電源ケーブル５２を有している。
【００３３】
音声信号送信用ケーブル５１及びスピーカボックス固定用電源ケーブル５２はそれぞれ、スピーカボックス２の外面に設けられた一対の音声信号用入力端子２１と一対の固定用電源端子２２に接続されている。スピーカボックス２の内部には、音声信号用入力端子２１とスピーカ１を接続する第１のケーブル１５と第２のケーブル１６と、固定用電源端子２２と電磁石４とを接続する電源配線４０１、４０２とが設けられている。
【００３４】
図１に示すスピーカシステムＡにおいて、スピーカボックス２は、スピーカ１より音を出力することで発生する振動と共振しにくい硬い素材で構成されている。また、アンプ５より出力される音声信号をスピーカ１にて再生するときに、コイル１３の振動、振動板１４による空気の振動によってスピーカボックス２自体が横ずれ（ローリング）をおこすのを防ぐために、アンプ５より音声信号がスピーカ１に出力されている間はスピーカボックス固定用電磁石４に電力を供給しスピーカボックス設置台２の上に強固に固定する。
【００３５】
また、例えば掃除や配置換え等でスピーカボックスを移動させる場合でも、スピーカボックス固定用電磁石４に電気が供給されていない状態のときは、持ち運ぶことが可能である。本実施例ではスピーカボックス固定用電磁石４にアンプ５から電力を供給するものを例示したがそれに限定されるものではなく、別途電源装置を備えていてもよい。電源装置はアンプ５に同期して動作する必要はなく、アンプ５が動作していないときでもスピーカボックス固定用電磁石４に電力を供給してもよい。そうすることで、アンプ５の動作にかかわらずスピーカボックス２をスピーカボックス設置台３に固定しておくことが可能である。このとき、電源装置の入／切によって、スピーカボックス２の固定／固定解除を行うことが可能である。
【００３６】
またスピーカボックス設置台３はスピーカボックス２と接触する部分のみ磁性体で形成されているものでもよく、磁化されていないものでもよい。スピーカボックス固定用電磁石４は、スピーカボックス固定用電磁石４が駆動したときに電磁石４と設置台３との間にスピーカボックス２を固定するのに十分な引力（電磁力）を発生するものを広く採用することができる。さらに本実施例ではスピーカボックス設置台３はボルト３１にて床面ＦＬに固定されるものを例示しているが、それに限られるものではなく、床面ＦＬと一体的に形成されているもの等、床面ＦＬと設置台３が動かないように固定されるものを広く採用することができる。床面ＦＬのスピーカシステムＡ設置場所を磁性体又は磁化された磁性体で形成して、スピーカボックス設置台として適用するものも例示可能である。
【００３７】
本実施例ではスピーカボックス設置台３として平板状のものを例示しているがそれに限定されるものではなく、スピーカボックス２を固定でき、スピーカ１からの音声を安定して出力することができるものを広く採用することができる。
【００３８】
（第２の実施例）
図３に本発明に係るスピーカシステムの他の例の側断面図を示す。
図３に示すスピーカシステムＢは、スピーカボックス固定用電磁石を２個備えている。それ以外の部分については図１に示すスピーカシステムＡと同一であり同一の部分には同じ符号が付してある。
【００３９】
スピーカシステムＢにおいてスピーカボックス２を固定するためにスピーカボックス内部に第１のスピーカボックス固定用電磁石４１と、第２のスピーカボックス固定用電磁石４２とを備えている。
【００４０】
第１のスピーカボックス固定用電磁石４１はスピーカボックス２の内部の下部前方２３に強固に取り付けられており、第２のスピーカボックス固定用電磁石４２はスピーカボックス２の内部の下部後方２４に強固に取り付けられている。
【００４１】
スピーカ１には第１のケーブル１５と第２のケーブル１６が接続されており、スピーカ１に備えられたコイル１３両端部にそれぞれ接続されている。第１のケーブル１５と第２のケーブル１６は外部に設けられたアンプ５から出力された音声信号を受信しスピーカ１にて音声信号を音声として再現する。アンプ５からの出力信号は音声信号送信用ケーブル５１を通して音声信号用入力端子２１に入力される。またスピーカ１の第１のケーブル１５及び第２のケーブル１６は音声信号用入力端子２１に接続されている。
【００４２】
第１のスピーカボックス固定用電磁石４１と第２のスピーカボックス固定用電磁石４２はコイルの巻き数、巻き方向等、同一形状を有する電磁石であり、設置方向も同じ方向に設置されている。第１のスピーカボックス固定用電磁石４１には第１配線４１１と第２配線４１２を有している。また、第２のスピーカボックス固定用電磁石４２にも第１配線４２１と第２配線４２２を有している。それぞれの電磁石４１、４２の第１配線及び第２配線はコイルを形成する１本の導線の両端部である。
【００４３】
図３に示すように第１のスピーカボックス固定用電磁石４１の第１配線４１１はスピーカ１の第１ケーブル１５に、第２配線４１２は第２ケーブル１６に接続されている。また、第２のスピーカボックス固定用電磁石４２の第１配線４２１はスピーカ１の第２ケーブル１６に、第２配線４２２は第１ケーブル１５に接続されている。
【００４４】
いま、アンプ５よりスピーカ１への音声信号の出力がありスピーカボックス１が音声を出力することで矢印ｆ１の方向へ動かそうとする力が働いたとすると、第１のスピーカボックス固定用電磁石４１は矢印Ｆ２の方向に力が作用するように配置されており、また、第２のスピーカボックス固定用電磁石４２は第１のスピーカボックス固定用電磁石４１と同一形状で同一方向で且つ逆に電流が流れるように配置されているので第２のスピーカボックス固定用電磁石４２は第１のスピーカボックス固定用電磁石４１とは逆の矢印Ｆ３に示す方向の力を発生する。
【００４５】
スピーカボックス２全体としてみると、スピーカ１が音声出力を行うことによって矢印ｆ１で示される力発生しており、この力によってスピーカボックス２を反時計回りに回転させるようとするモーメントＭ１が働く。また、第１のスピーカボックス固定用電磁石４１と第２のスピーカボックス固定用電磁石４２による力を示す矢印Ｆ２及びＦ３によって、スピーカボックス２を時計回りに回転させようとするモーメントＭ２が働く。スピーカ１からの音声出力によって発生するモーメントＭ１は、第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２の動作によるモーメントＭ２によって打ち消される。
【００４６】
第１のスピーカボックス固定用電磁石４１と第２のスピーカボックス固定用電磁石４２には、スピーカ１のから音声による振動に同期してスピーカボックス設置台３との間に引力又は斥力が生じように電流が流される。これにより、スピーカボックス２がスピーカ１からの出力音声と共振することで発生する横ゆれを防ぐことが可能である。
【００４７】
また、スピーカ１による力が逆向きになったときでも、第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２にて生じる力もそれぞれ逆向きになるので、打ち消しあうことが可能であり、スピーカ１からの音声出力によってスピーカボックス２が振動する場合でも、第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２が駆動することで振動を抑えることが可能である。
【００４８】
第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２としては、スピーカ１から音声を出力することで発生する力を相殺することができ、スピーカボックス２をスピーカボックス設置台３上に固定できるものを選択すればよい。
【００４９】
また、本実施例では、第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２の駆動中は一方がスピーカ設置台３と互いに引っ張る向きにもう一方は互いに遠ざかる向きに力がかかるものを例示したがそれに限定されるものではなく、第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２共に、常にスピーカボックス設置台３と引き合う力を発生しており、電流の大きさを変化させることで各固定用電磁石４１、４２による力の大きさを変化させてモーメントを発生することでスピーカ１より音声を出力することで発生する力によるモーメントを相殺して振動を抑えるように形成されているものも例示できる。例えばスピーカ１に送信される音声信号が図４に示すような正弦波Ｓ１の交流電流である場合、この正弦波Ｓ１に正弦波Ｓ１の振幅Ａ１より大きな直流の電流Ｉ１を重ね合わせて直流の交番電流ＳＩとして第１及び第２のスピーカ固定用電磁石４１、４２に流せばよい。
【００５０】
また本実施例ではスピーカボックス固定用電磁石として第１の及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２を用いてスピーカボックス２の共振を抑えるものを示してきたが、電磁石の数は２個に限定されるものではなくさらに多くの電磁石を前方グループと、後方グループに分けてスピーカボックスに配置し、それぞれのグループごとに同じ動作をするように駆動してもよい。このとき、前方グループと後方グループの電磁石の数は必ずしも同数でなくてもよく、スピーカボックスの共振を抑えることができるものを広く採用することができる。また、グループも２つに限定する必要はなく各電磁石の大きさは一定でなくてもよい。振動の向きやモードにあわせて振動を抑えるものを広く採用することができる。
【００５１】
また、スピーカシステムＢにおいては第１及び第２のスピーカボックス固定用電磁石４１、４２の駆動電源としてスピーカ１へ音声信号を送信するである第１のケーブル１５及び第２のケーブル１６を共用してアンプから行っているが、それに限られるものでなく、別途電源装置を有していてもよい。このとき電源装置はアンプと同期して電力を供給するものを例示できる。供給される電力の電流として例えば、アンプより出力される音声信号と同一周期同位相の電流と、同一周期逆位相の電流とをそれぞれ出力するものを挙げることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると、スピーカが音声を出力するときはスピーカボックスをスピーカボックス設置台に強固に固定することができ、容易に移動することができ且つ安定して音声を再現することができるスピーカシステムを提供することができる。
【００５３】
また本発明によると、スピーカより音声が出力されるときにスピーカボックスの共振が発生しない軽量で容易に移動することができるスピーカボックスを有するスピーカシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスピーカシステムの１例の概略配置を示す側断面図である。
【図２】本発明に係るスピーカシステムに用いられるスピーカの１例の構造を示す側面図である。
【図３】本発明に係るスピーカシステムの他の例の概略配置を示す側断面図である。
【図４】本発明に係るスピーカシステムに対し入力される音声信号の１例を示す図である。
【符号の説明】
１  スピーカ
２  スピーカボックス
２１音声信号入力端子
２２固定用電源端子
３  スピーカボックス設置台
３１  ボルト
４  スピーカボックス固定用電磁石
４１  第１スピーカボックス固定用電磁石
４２  第２スピーカボックス固定用電磁石
５  アンプ
【図１】
2004297708.tif 000003
【図２】
2004297708.tif 000004
【図３】
2004297708.tif 000005
【図４】
2004297708.tif 000006