(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略球形状の固体と、前記略球形状の固体と間隔を設け前記固体を覆うように配置した略球形状の振動板と、この振動板と空間連結用部材を介して結合された電気音響変換器とで形成され、前記電気音響変換器の振動板の振動により、前記略球形状の固体と前記略球形状の振動板間の空間の空気を振動させて、前記略球形状の振動板を振動させて音波を放射するスピーカ装置。
【請求項２】
略球形状の固体と振動板との間にスペーサを配置した請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
略球形状の固体と振動板との間隔を電気音響変換器に近い部分ほど大きくなるようにした請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
略球形状の固体と振動板との間に配置するスペーサの配置間隔を電気音響変換器に近いほど大きくした請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
略球形状の固体の表面に、略球形状の固体の中心と電気音響変換器とを結ぶ方向に少なくとも１本以上の溝を設けた請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
略球形状の振動板に高分子フィルムを使用した請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
高分子フィルムをエラストマーとした請求項６に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
電気音響変換器は略球形状の固体と振動板との間の空間に接続されるとともに前記振動板と結合されたエンクロージャ内に収納されている請求項１に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電気音響変換器を有するスピーカ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピーカ装置を広指向性のスピーカ装置により図８の断面図により説明する。
【０００３】
同図によると、１０１は略球形状に形成された圧電セラミックスでありこの圧電セラミックス１０１の内側に内部電極１０２、外側に外部電極１０３を形成している。このスピーカ装置において、前記内部電極１０２と前記外部電極１０３にそれぞれ接続されたリード線１０４，１０５を通じて電圧を印加すると圧電セラミックス１０１は圧電効果により呼吸運動し、音波は放射状に放射されるため、略全方向に対して指向性は均一に再生されるものとなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスピーカ装置は、圧電セラミックス自体が材質上非常に硬く、また形状を略球形状としているため構造的にも硬くなるため、低音域の再生限界である最低共振周波数を低い周波数とすることが困難という課題を有するものであった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するもので、最低共振周波数を低くし再生帯域を広くすることが可能で広指向性を有するスピーカ装置を提供できるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ装置の請求項１に記載のものは、略球形状の固体と前記略球形状の固体と間隔を設け前記固体を覆うように配置した略球形状の振動板と、この振動板と空間連結用部材を介して結合された電気音響変換器とで形成したスピーカ装置であり、電気音響変換器の放音を前記略球形状の固体と前記略球形状の振動板間の空間を介して前記略球形状の振動板から音を放射することで無指向性のスピーカを実現するものである。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の略球形状の固体と振動板との間にスペーサを配置することで安定な音響空間の隙間をつくることを実現するものである。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の略球形状の固体と振動板との間隔を電気音響変換器に近い部分ほど大きくなるようにすることで、略球形状の固体と振動板の空間内をより効率よく音を伝播することを可能にするものである。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の略球形状の固体と振動板との間に配置するスペーサの配置間隔を電気音響変換器に近いほど大きくすることで、略球形状の固体と振動板の空間内をより効率よく音を伝播することを可能にするものである。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の略球形状の固体の表面に、略球形状の固体の中心と電気音響変換器とを結ぶ方向に少なくとも１本以上の溝を設けることで、より振動板からの音響放射を均一にすることを可能にするものである。
【００１１】
本発明の請求項６に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の略球形状の振動板に高分子フィルムを使用することで、音圧周波数特性をより広帯域化することを実現するものである。
【００１２】
本発明の請求項７に記載のスピーカの発明は、請求項６に記載の高分子フィルムをエラストマーとすることで、より最低共振周波数を低減することを可能にするものである。
【００１３】
本発明の請求項８に記載のスピーカの発明は、請求項１に記載の電気音響変換器を略球形状の固体と振動板との間の空間に接続するとともにキャビネット内に収納したことにより、電気音響変換器の背面から放射される音の干渉がなくなり安定した音響再生を可能にするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスピーカ装置の一実施の形態を図１〜図７により説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態のスピーカ装置の断面図であり、主として請求項１について説明するものである。
【００１６】
同図によると、１は略球形状の固体であり、この固体１を覆うように略球形状の振動板２を配置するとともに、この振動板２は空間連結用部材４を通じて電気音響変換器３に結合されている。また略球形状の固体１は支持部材６により保持されている。また、前記電気音響変換器３は背面側の音が前面の音と干渉しないようにバッフル板５に取りつけられている。
【００１７】
前記電気音響変換器３は、一般的には動電型スピーカが用いられるが、原理上電磁型など他の電気音響変換であっても可能である。
【００１８】
上記のような構成において、電気音響変換器３に信号を加えると、電気音響変換器３の振動板が振動する。この振動は略球形状の固体１と略球形状の振動板２の間の空間の空気を振動させることで、略球形状の振動板２を振動させ、振動板２から音波が放射されることになる。この音波は振動板２の形状が略球形状であるため音波は全方向に放射される。これにより無指向性スピーカを実現できることになる。
【００１９】
この場合の再生される音圧の周波数特性については、低音域限界である最低共振周波数は、略電気音響変換器３の最低共振周波数または略球形状の振動板２とその支持方法で決まる機械共振周波数のいずれか低い方で決定される。電気音響変換器３の最低共振周波数は数１０Ｈｚから数ｋＨｚまでさまざまな変換器があるため、自由に選択できる。そのため実際は略球形状の振動板２とその支持方法で決まる機械共振周波数で低音域限界は決定されることになる。
【００２０】
したがって略球形状の振動板２の板厚を薄くし、柔らかくすることで、低音域限界である機械共振周波数は低くすることが可能となるものである。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項２について説明する。なお、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、説明を省略して説明する。
【００２２】
同図によると、実施の形態１との相違点は、略球形状の振動板２をスペーサ７により略球形状の固体１に支持している点である。これにより略球形状の固体１と略球形状の振動板２の隙間を安定に保つことが可能となる。
【００２３】
したがって、略球形状の振動板２が音を放射する際に、振動により略球形状の固体１と接触することで異常音が発生することを押さえることができる。またこの隙間である空間は音響的に周波数特性を決める要素でもあるため、この隙間を安定に保つことで音響特性も安定化することができるものである。
【００２４】
（実施の形態３）
図３は、本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項３について説明するものである。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００２５】
同図によると、実施の形態１との相違点は略球形状の固体１と略球形状の振動板２の隙間が電気音響変換器３に近い側を大きくしていることである。
【００２６】
電気音響変換器３の前面から放射される音は連結部材４により略球形状の振動板内の空間に伝えられる。
【００２７】
したがって、本実施の形態のような構成にすることで、連結部材４から略球形状の振動板内の空間への結合部において、より音響インピーダンスのマッチングを図ることができ、その結果効率の良い音響変換が可能となるものである。
【００２８】
（実施の形態４）
図４は、本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図であり、主として請求項４について説明するものである。なお、実施の形態２と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００２９】
同図によると、実施の形態２との相違点は、スペーサ７の配置を電気音響変換器３に近いほど間隔を空けていることである。
【００３０】
この構成により、スペーサ間隔の広い範囲はより低音域の再生を可能にできる。もともと非常に低い周波数においては指向性が広くまた音圧を高くすることが困難であるため、上記構成により、より低音域の再生と指向性の拡大の両立を可能にするものである。
【００３１】
（実施の形態５）
図５は本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の要部である略球形状の固体表面の形状を説明する断面図であり、図６は同水平方向の断面図であり、主として請求項５について説明するものである。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００３２】
同図によると、実施の形態１との相違点は、溝８を略球形状の固体１の表面に、略球形状の固体１の中心と電気音響変換器３とを結ぶ方向に少なくとも１本以上設けたものである。
【００３３】
略球形状の固体１と略球形状の振動板２の間の空間は、音圧の周波数特性の高音域限界を決定するひとつのパラメータである。この容積を小さくすることで高音域限界を高い周波数に設定することができる。この容積を小さくするには、略球形状の固体１と略球形状の振動板２との隙間を小さくすることである。しかしこの隙間を小さくしていくと、空気の粘性抵抗により、電気音響変換器３から放射される音響振動は略球形状の振動板２全体に伝えることが難しくなる。
【００３４】
本実施の形態では、略球形状の固体１の中心と電気音響変換器３とを結ぶ方向に少なくとも１本以上の溝を設けることで、隙間の容積を大きくすることなく、電気音響変換器３から放射される音響振動を略球形状の振動板２の略前面に伝えることが可能となり、無指向性と音圧周波数特性の高音域限界を高くすることを両立することを可能にするものである。
【００３５】
（実施の形態６）
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態は、実施の形態１の図１における略球形状の振動板２の材料に高分子フィルムを使用したものであり、主として請求項６について説明するものである。実施の形態１において略球形状の振動板２とその支持方法により低音域の限界周波数特性が決定されることを説明したが、一般的に高分子フィルムは、薄く軽く柔らかい材料であるため、この略球形状の振動板２の材料に使用することで、低音域の限界周波数をより低くできるものである。
【００３６】
（実施の形態７）
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態は、実施の形態６の略球形状の振動板２の高分子フィルムをエラストマーとしたものであり、主として請求項７について説明するものである。
【００３７】
エラストマーは一般的に柔らかく伸びのある材料であるため、容易に低音域の限界周波数を低くすることができるものである。
【００３８】
（実施の形態８）
本発明のスピーカ装置の他の実施の形態を図７の断面図により説明する。なお、本実施の形態は主として請求項８について説明するものであり、実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００３９】
同図によると、実施の形態１との相違点は、電気音響変換器３の背面側にエンクロージャ９を設けた構成とした点である。
【００４０】
この構成により、電気音響変換器３の背面からの放射音により、略球形状の振動板２から放射される放射音との干渉をよりコンパクトなサイズで実現することができるものである。なおこのエンクロージャには、一般的にスピーカ装置に使用されている密閉型、位相反転型などのさまざまな形態のエンクロージャが採用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスピーカ装置は、略球形状の固体と前記略球形状の固体と間隔を設け前記固体を覆うように配置した略球形状の振動板と前記間隔内の空間と音響的に電気音響変換器を結合する構成とすることで、音響的に結合された前記空間と前記略球形状の振動板は音響的に駆動され、略球形状の振動板から音波が放射されるため、広指向性再生が実現されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカ装置の一実施の形態の断面図
【図２】同他の実施の形態の断面図
【図３】同他の実施の形態の断面図
【図４】同他の実施の形態の断面図
【図５】同他の実施の形態の要部である固体表面の形状を説明する断面図
【図６】同水平方向の断面図
【図７】本発明のスピーカ装置の他の実施の形態の断面図
【図８】従来のスピーカ装置の断面図
【符号の説明】
１  球形状の固体
２  球形状の振動板
３  電気音響変換器
４  連結部材
５  バッフル板
６  支持部材
７  スペーサ
８  溝
９  エンクロージャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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