(57)【要約】【課題】グラフィックイコライザ等の電気的手法を用いず、アコースティック手法の簡単な構成で、より心地よく音楽を楽しむことができるように、一定範囲の連続周波数帯域にわたり音圧を低減させることにより周波数特性を変え、その周波数と帯域幅の設定を簡単に変えられるスピーカを提供する。【解決手段】ホーン型音響管を備えたスピーカにおいて、前記音響管とスピーカの筐体シェルの間に前記筐体シェルに備えてある振動板の外周部を３６０度取り囲む浮き輪状の中空構造の一個のエアチャンバを挟み込んだ構造を有し、前記エアチャンバの中空部の空気が外部と出入りできるよう前記エアチャンバの内輪壁を貫いて形成された各々の長さが一定でない複数の貫通ホールを備える。  【選択図】                  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホーン型音響管を備えたスピーカにおいて、前記音響管とスピーカの筐体シェルの間に前記筐体シェルに備えてある振動板の外周部を３６０度取り囲む浮き輪状の中空構造の一個のエアチャンバを挟み込んだ構造を有し、前記エアチャンバの中空部の空気が外部と出入りできるよう前記エアチャンバの内輪壁を貫いて形成された各々の長さが一定でない複数の貫通ホールを備えたスピーカ。  
【請求項２】
前記エアチャンバおよび前記音響管が、前記筐体シェルから着脱できる構造を有し、前記エアチャンバおよび前記音響管を交換することによりスピーカから放出される音波の周波数特性が変えられることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピーカ等の放音器具から放出される音波の周波数特性を変えるための種々の手法が知られており、例えば、スピーカへ入力する電気信号を電子回路に通し、一定の周波数帯域ごとに音圧を増減させ調整する電子器具であるグラフィックイコライザを用いる手法である。
【０００３】
しかし、この手法ではグラフィックイコライザを追加する必要があり、なおかつこれを作動させるためには電気を要することは言うまでもない。また、グラフィックイコライザは音波ではなく、音波に変換する前の電気信号にて調整を行うため、周波数特性が不自然で人工的なものとなり、アコースティックの自然で豊かな音響特性が損なわれてしまうという課題を有している。
【０００４】
アコースティックな手法による音波の周波数特性を変える手法としては、例えば、特開昭６３―３１３９９８のようなスピーカ筐体に多孔質等の吸音材を配置し全帯域周波数を吸音する手法や、振動板直前面の中心部に空気室状のローパスフィルタを配置し高音周波数をカットする手法や、振動板直前面の中心部に位相等価器を配置する手法や、特開平５―３４４５７７のようなホーン等の音響管に、共鳴管やヘルムホルツ共鳴器等の音波を共振させる器具を複数配置し、スピーカ共振反射波を相殺減衰する手法が知られている。
【０００５】
しかし、吸音材やローパスフィルタを配置する手法では、非常に広い範囲の周波数帯域において音圧が低減されてしまい、一定範囲の周波数帯域を調整する手法ではない。
【０００６】
位相等価器を配置する手法は高音周波数域の適用に限定されており、なおかつ位相ごとに複数のスロートを配置する必要があるため構造が複雑になり、位相を調整する手間がかかる等の課題がある。
【０００７】
共鳴管やヘルムホルツ共鳴器等のスピーカ共振反射波を相殺減衰する手法は、ホーン開口端における音響インピーダンス不整合により発生する共振反射波のクセ（ピーク・ディップ）を補正することを目的とした技術であり、一定範囲の連続した周波数帯域において音圧を変える技術ではない。
【０００８】
使用者の好みに応じて最適な状態で音楽を楽しみたい場合、音源が主に使用する周波数帯域やその近傍の連続した周波数帯域において音圧を変えることができれば、自然で違和感のなくより心地の良い周波数特性を獲得することができる。しかしながら、従来のアコースティックな手法は、いずれも非常に広い周波数帯域を一律にカットオフするか、ごく狭い帯域でのピーク・ディップを補正するための技術であり、結果的により心地よく音楽を楽しむために周波数特性を変化させるという目的を達成できない。
【０００９】
また、複数の異なる使用者の好みに対応するためには、スピーカから放出される音波の周波数特性を簡単に取り換えられる仕組みが必要であるが、従来のアコースティックな手法ではいずれも周波数特性が固定されてしまうという課題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３―３１３９９８
【特許文献２】特開平５―３４４５７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、グラフィックイコライザ等の電気的手法を用いず、アコースティック手法の簡単な構成で、より心地よく音楽を楽しむことができるように、一定範囲の連続周波数帯域にわたり音圧を低減させることにより周波数特性を変え、その周波数と帯域幅の設定を簡単に変えられるスピーカを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、ホーン型音響管を備えたスピーカにおいて、前記音響管とスピーカの筐体シェルの間に前記筐体シェルに備えてある振動板の外周部を３６０度取り囲む浮き輪状の中空構造の一個のエアチャンバを挟み込んだ構造を有し、前記エアチャンバの中空部の空気が外部と出入りできるよう前記エアチャンバの内輪壁を貫いて形成された各々の長さが一定でない複数の貫通ホールを備えることを特徴とする。  
【００１３】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載のスピーカにおいて、前記エアチャンバおよび前記音響管が、前記筐体シェルから着脱できる構造を有し、前記エアチャンバおよび前記音響管を交換することによりスピーカから放出される音波の周波数特性が変えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、グラフィックイコライザ等の音波に変換する前の電気信号にて調整を行う電気的手法を用いず、アコースティック手法により振動板から放出される音波に直接作用するため、電気を消費せずアコースティックの自然で豊かな音響特性が損なわれないという効果がある。  
【００１５】
振動板の外周部近傍に配置された浮き輪状の中空構造を有するエアチャンバは複数の貫通ホールを有し、振動板から放出された音波が貫通ホール付近を通過する際、振動している空気が貫通ホールを通じてエアチャンバ内部へ出入りし、エアチャンバの音響抵抗により音エネルギーが熱エネルギーに変換される。このときに変換されるエネルギー量は貫通ホールの長さに依存するため、複数ある貫通ホールの長さを少しずつ異なるようにすることにより、各々の貫通ホールに吸音される周波数が少しずつ異なり、全体としては一定範囲の連続周波数帯域にわたって吸音されるという効果がある。
【００１６】
従来のアコースティックな手法は、広帯域にわたり周波数をカットするか、スピーカ音響特性のピークやディップ等の音響特性のクセを補正することを目的としており、その技術の適用は心地よく音楽を聞くという目的に寄与しない周波数帯域に限定され、なおかつ周波数特性が固定され変えられないのに対し、本発明は、簡単な構成と手法で音楽を聴くのに最適な帯域にわたり周波数特性を変えることができるので、使用者はより心地よい状態で音楽を楽しむことができる。
【００１７】
従来のローパスフィルタや位相等価器を用いる場合、これらの器具は振動板直前面に設置する必要があるためサイズ制限があり、結果として対応できる周波数には制限があった。本発明のエアチャンバが吸音する音波の周波数はエアチャンバのサイズに依存するが、エアチャンバが振動板の外周部に位置する構造であるためサイズ制限がなく、低音域から高音域まで広い範囲の周波数に対応できる。
【００１８】
本発明のエアチャンバは、器具が一個だけの簡単な構成であり、位相合わせ等の調整が不要で、振動板の外周部という人間の手に触れやすい位置に有るためエアチャンバを振動板から着脱可能な構造にすることが容易である。エアチャンバを着脱可能とすると、使用者はこれを装着しない状態においては本来のスピーカが持つノーマルな状態の周波数特性が楽しめ、エアチャンバを装着すると異なった周波数特性が楽しめるようになる。異なる周波数特性のエアチャンバを複数用意すれば、使用者の好みや、複数の異なる音源の音響特性にあわせて適宜エアチャンバを交換し、より最適な状態を選んで音楽を楽しむ事ができる。
【００１９】
エアチャンバおよび音響管は音響特性に応じてサイズや形状が異なるが、これらの器具の表面にそれぞれ異なるカラーリングや塗装が施されおり、音響特性の説明文やブランドロゴ等の文字情報が付加されている。エアチャンバおよび音響管は振動板の前面に位置するため使用者の目につきやすく、用途や目的を文字情報から容易に知ることができ利便性が高まり、さらに交換するたびに外観的な変化も楽しむことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態のスピーカの説明図である。
【図２】図１（ｂ）に示したスピーカのＡ−Ａ断面における上方向を見上げた水平断面図である。
【図３】本発明の実施形態の作用効果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態の作用効果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態のスピーカの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明の請求項１の実施形態の説明図である。図１（ａ）は本発明の実施例の斜視図である。図１（ｂ）は本発明の実施例の中心軸に平行な平面で切断した正面断面図である。図１において１００は電気信号を音波に変換するための振動板である。１０１は振動板１００を固定支持すると共に振動板１００の背面に放出された音波が外部に漏れて干渉減衰をしないように空間を閉じて遮断するための筐体シェルである。
【００２３】
１０２は振動板１００の正面から放出された音波を吸音するためのエアチャンバであり、内輪部分の筒状のエアチャンバ内輪壁１０２ａと外輪部分のエアチャンバシェル１０２ｂの２つの部分より構成されており、エアチャンバ１０２は全体として浮き輪状の中空構造を成す。エアチャンバ１０２は振動板１００の外周部近傍に振動板１００を３６０度取り囲む様に配置されており、筐体シェル１０１と接続されている。
【００２４】
１０３は音響管であり、外部空間に向かって円弧曲線状にゆるやかに開口端が広がるスフェリカル形状を有しており、音響管１０３はエアチャンバ内輪壁１０２ａとなめらかに接続されており、振動板１００の正面から放出された音波はエアチャンバ内輪壁１０２ａ、音響管１０３の内側を順に経由し、最終的に外部空間へと放出される。
【００２５】
１０４は貫通ホールであり、エアチャンバ内面壁１０２ａを貫いており、複数が形成されている。
【００２６】
図２は図１（ｂ）に示したスピーカの貫通ホール１０４が存在する箇所Ａ−Ａ断面において音響管１０３が存在する方向を見上げた水平断面図である。
【００２７】
図２において１０２はエアチャンバであり、エアチャンバ内輪壁１０２ａとエアチャンバ外面壁１０２ｂから構成されており中空構造を成す。１０４ａ〜ｄはイコライザ内輪壁１０２ａを貫く複数の貫通ホールであり、本実施例では４つが形成されている。貫通ホール１０４ａ〜ｄを通じて外部の空気がエアチャンバ１０２内部に出入りできる。
【００２８】
エアチャンバ内輪壁１０２ａは図２が示すように厚みが一様でなく、貫通ホール１０４ａの長さをｄ１、貫通ホール１０４ｂの長さをｄ２、貫通ホール１０４ｃの長さをｄ３、貫通ホール１０４ｄの長さをｄ４とした場合、各々が異なる長さｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４である。  
【００２９】
以上のような構成のスピーカについて、以下にその動作について説明する。振動板１００の背面に放出された音波は筐体シェル１０１に閉じられているが、前面に放出された音波はエアチャンバ内面壁１０２ａおよび音響管１０３の内側の空間を経由し、最終的に音響管１０３の開口端から外部空間に到る。音響管１０３が本実施例のようなスフェリカル形状を有している場合、音波の進行方向空間の音響インピーダンスが連続的にゆるやかに変化しているため、音響インピーダンス不整合による音波反射が極めて少なく、周波数特性上のピークやディップの少ない図３（ａ）の（イ）の実線で示されるようなフラットな周波数特性を有する。
【００３０】
音波すなわち振動する空気がエアチャンバ内面壁１０２ａの内側部分を通過する際、貫通ホール１０４ａ〜ｄを通じてエアチャンバ１０２内部に空気の出入りが発生し、エアチャンバ１０２の音響抵抗により音エネルギーが熱エネルギーに変換され、
【数１】
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の数式より求められる周波数の音波が吸音される。
【００３１】
貫通ホール１０４ａ〜ｄはそれぞれ少しずつ長さが異なるため、各々の貫通ホール１０４ａ〜ｄで吸音される音波の周波数は少しずつ異なり、全体としては一定範囲の連続した周波数帯域においてなめらかに音圧が低減される。このため、音響管１０３の開口端から外部空間へ放出される音波は、実践（イ）の周波数特性から図３（ａ）の破線（ロ）で示される様な連続の帯域部分が低減され、使用者が音波を聴く際は一定の連続帯域が抑えられた周波数特性に変化する。このことにより、ある音源が最もよく使用する周波数帯域あるいはその近傍の連続した帯域において周波数帯域を変化させ、使用者が最も心地よく聞こえる周波数特性となるよう貫通ホール１０４ａ〜ｄを設ければ、自然で違和感のない音響特性でより楽しく音楽を聴く事ができるようになる。
【００３２】
貫通ホール１０４ａ〜ｄの長さｄ１〜ｄ４の値を変えることにより、吸音される周波数帯域を全体的に高くしたり低くしたり、帯域幅を広くしたり狭くしたりすることができる。
【００３３】
周波数特性が図３（ａ）の破線（ロ）である場合、ｄ１〜ｄ４の長さを一様に増加させると、吸音される周波数帯域は図３（ａ）の破線（ハ）で示されるように全体的に低音域側にシフトし、逆にｄ１〜ｄ４を短くすると吸音される周波数帯域は図３（ａ）の破線（ニ）に示されるように全体的に高音域側にシフトする。
【００３４】
周波数特性が図３（ｂ）の破線（ホ）である場合、ｄ１〜ｄ４の長さのばらつきを大きくすると、吸音される周波数帯域幅は図３（ｂ）の破線（ヘ）に示されるように広くなり、逆にｄ１〜ｄ４の長さのばらつきを小さくすると吸音される周波数帯域は図３（ｂ）の破線（ト）に示されるように狭くなる。
【００３５】
特定の周波数帯域を強調させたい場合、例えば３００Ｈｚ以下の低音周波数帯域を強調させたい場合、図４の（ト）に示されるような３００Ｈｚ直上の周波数帯域である例えば３００〜１０００Ｈｚ周波数帯域の音圧を低減するような貫通ホール１０４ａ〜ｄを設ければ、３００Ｈｚ以下の低音周波数帯域がマスキング効果により相対的に大きく聞こえるようになり、低音周波数帯域を増幅させたのに近い聴覚効果をもたらす。
【００３６】
図４の（チ）で示されるような高音周波数帯域を吸音する特性を持つグラスウールやロックウール等の多孔性の吸音材を、エアチャンバ内面壁１０２ａの表面に装着し、貫通ホール１０４ａ〜ｄと吸音される周波数帯域を分担させることにより、広帯域の周波数を吸音させることができ、低音周波数帯域のマスキング効果はより効果的となる。
【００３７】
本実施例では貫通ホール１０４ａ〜ｄの長さｄ１〜ｄ４を変えることによりスピーカより放音される音波の周波数特性を変えているが、エアチャンバ１０２の空気層厚すなわちエアチャンバ内面壁１０２ａとエアチャンバシェル１０２ｂの間の距離を変えることにより周波数特性を変えてもよい。あるいは貫通ホール１０４ａ〜ｄの直径を変えてもよい。これらの複数の手法を混ぜ合わせてもよい。
【００３８】
本実施例では貫通ホール１０４は４つ設けてあるが、吸音される音波の周波数を満たす条件であればいくつ設けてもよい。
【００３９】
また本実施例では音響管１０３はフラットな周波数特性を持つスフェリカル形状のものを用いているが、特定の狭い周波数帯域を強調するために、共鳴反射波によるピーク・ディップが発生しやすいエクスポネンシャルホーンや単純な筒を用いてもよい。指向性を持たせるためにパラボラ曲線形状としてもよい。
【００４０】
吸音効率を上げるためには、貫通ホール１０４ａ〜ｄはなるべく振動板１００の近傍の音波閉口端に配置されていることが好ましい。
【００４１】
図５は他の実施例であり、エアチャンバ１０２と音響管１０３が筐体シェル１０１から着脱可能な構成としたものである。５００ａは振動板１００の外周部に設置されたマウントであり、５０２ｂはエアチャンバ１０２に設けられたマウント接続部材である。エアチャンバ１０２は、マウント５００ａとマウント接続部材５０２ｂのバヨネット機構により筐体シェル１０１に装着接続される。  
【００４２】
バイオリンやウクレレなど楽器の種類により、またクラッシックやロックミュージックなど音楽の種類により、音源が主に使用する周波数帯域が異なるが、各々の楽器や音楽ジャンルなどのターゲットとなる音源に適した周波数特性を持つエアチャンバ１０２および音響管１０３をあらかじめ用意しておけば、使用者が聴く音源の楽器や音楽の種類にあわせて交換できる。また異なる使用者が自分の好みにあわせて交換し音楽を楽しむことができる。
【００４３】
例えばロックミュージックはベースの低音周波数帯域の音圧が比較的大きいため、ロックミュージックを聴く場合は低音域周波数帯域を強調することにより、使用者はより音楽を楽しめため、中〜高音周波数帯域の音圧を低減させるエアチャンバ１０２を装着するとロックミュージックのベースの躍動感が強調され効果的である。
【００４４】
エアチャンバ１０２および音響管１０３は周波数特性により各々異なるサイズや形状を有する。これらの表面上にはターゲットとなる音源の楽器にあわせて各々異なるカラーリングや塗装が施され、また音楽種類にちなんだデザイン装飾が施されて、音響特性の説明文やメーカーやブランドロゴ等の文字情報１０５もあわせてプリントされている。
【００４５】
例えばバイオリン用に設計されたエアチャンバ１０２および音響管１０３の表面には、バイオリンの外観に似た木目調のプリントを施し、バイオリン塗装に使用されるのと同種の光沢感を持つニス塗装を施し、バイオリン向け用途であることと音響特性を示す説明文やメーカー名ブランドロゴ等の文字情報１０５がプリントされている。このためこれらをスピーカに装着すると、使用者はバイオリン向けのエアチャンバ１０２および音響管１０３である事を容易に想起でき、さらに使用者が好む楽器や音楽の種類と関連性を有する外観もあわせて楽しむことができる。
【００４６】
本実施例では、エアチャンバ１０２と音響管１０３はバヨネット機構により筐体シェル１０１に脱着が可能であるが、バヨネット機構ではなく螺旋ねじ込み等の別機構で脱着してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００  振動板
１０１  筐体シェル
１０２  エアチャンバ
１０２ａ  エアチャンバ内輪壁
１０２ｂ  エアチャンバシェル
１０３  音響管
１０４  貫通ホール
１０４ａ  長さｄ１の貫通ホール
１０４ｂ  長さｄ２の貫通ホール
１０４ｃ  長さｄ３の貫通ホール
１０４ｄ  長さｄ４の貫通ホール
１０５    文字情報
５００ａ  マウント
５００ｂ  マウント接続部材
【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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