JP6507401B2 - スピーカシステム、振動板および振動体 - Google Patents

Description

本発明は音声電気信号を機械振動に変換した振動を振動板に伝達し、振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムに関する。

振動板の振動により音を発生させる技術しては、次のようなものがある。
特許文献１には、湾曲板の周縁部に平面板を設け、この平面板に駆動手段を連結するようにした技術が記載されている。
特許文献２には、曲面版の裏面にリブを設けて、裏面にボイスコイルを設けるようにして薄型にした技術が記載されている。
特許文献３には、振動板である紙を、内部応力がある状態で弾性変形させて棒状の支持 部材と、狭着板とにより２点支持する技術が記載されている。

特許第２５１０６０７号公報 特開平１１−２７５６８８号公報 特開２０００−３５０２８５号公報

しかしながら、上記の従来の文献１または文献２に記載された技術は、機構的に複雑であり、文献３に記載された技術は設置場所や設置状態が制約されるという課題がある。
本発明は、構成が複雑でなく、設置について制約が少ない良好な音質のスピーカシステムを提供することを目的とする。

本発明のスピーカシステムは、音声電気信号を機械振動に変換して振動を発生させるドライバからの振動を振動板に伝達し、前記振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムであって、前記振動板は、湾曲した第１の曲面部分と、前記第１の曲面部分に連続した湾曲方向が前記第１の曲面部分とは逆方向の第２の曲面部分を有する面状のものであり、前記ドライバを内蔵した箱状の振動体を有し、前記振動体と前記振動板に、磁力により相互に吸着する１対の吸着部材を複数設け、前記吸着部材を介して前記振動体と前記振動板を結合して前記振動板を前記振動体に支持するとともに、前記吸着部材を介して、前記振動板に振動が伝達されることを特徴とする。
また、本発明のスピーカシステムは、前記ドライバからの振動を前記第２の曲面部分に伝達することを特徴とする。
また、本発明のスピーカシステムは、前記第１の曲面部分の長さが、前記第２の曲面部分の長さより長いことを特徴とする。

また、本発明のスピーカシステムは、音声電気信号を機械振動に変換して振動を発生させるドライバからの振動を振動板に伝達し、前記振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムであって、湾曲部分を有する面状の振動板と、ドライバを内蔵した箱状の振動体と、前記振動体と前記振動板に設けられ、前記振動板と前記振動体を結合して前記振動板を支持するとともに、前記ドライバからの振動を前記振動板に伝達する１対の吸着部材の複数とを有することを特徴とする。

本発明は 音声電気信号を機械振動に変換して振動を発生させるドライバからの振動を振動板に伝達し、振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムの振動板を、湾曲部分を有する面状のものとし、ドライバを箱状の振動体に内蔵し、前記振動体と前記振動板に１対の吸着部材の複数を設け、前記振動板と前記振動体を結合して前記振動板を支持するとともに、前記ドライバからの振動を前記振動板に伝達するようにしたので、良好な音質であって、機構的にシンプルな構成であり、設置についての自由度が高いという効果を有する。

図１は本発明の実施形態にかかるスピーカシステムの前方から見た斜視図である。 図２は本発明の実施形態にかかるスピーカシステムの後方から見た斜視図である。 図３は振動プレート２の裏面図である。 図４は振動プレート２の側面図である。 図５は図３のＡ−Ａ線断面図である。 図６は振動ボックス３の正面図である。 図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。 図８は取り付けられたドライバ４を示す図である。

本発明の実施形態について説明する。

図１および図２は本発明の実施形態に係るスピーカシステム１の斜視図で、スピーカシステム１は、振動プレート２と、振動ボックス３により構成される。
振動プレート２は、材質として木を用いた板状のものであり、上部に、湾曲した曲面部分２１が形成され、下部に曲面部分２１に連続して、湾曲方向が曲面部分２１とは逆方向の曲面部分２２が形成されている。

振動ボックス３は、端面３４の形状が略三角形で、前側面３１、後側面３２、および底面３３を有する横長の箱状のものであり、内部に、左右２チャンネルの音声電気信号をそれぞれ機械振動に変換して振動を発生させる振動式スピーカであるドライバ４（図７および図８参照）が取り付けられている。振動ボックス３は材質として振動プレート２と同様に木を用いている。

振動プレート２は、曲面部分２１の曲面が凹んだ面が表面であり、膨らんだ面が裏面である。
振動ボックス３の前側面３１，後側面３２は、振動プレート２の曲面部分２２の凹んだ面すなわち裏面の曲面に沿う曲面に形成されており、前側面３１と、振動プレート２の曲面部分２２の裏面がホールドメダル５１および５２とキャッチャー８１および８２により結合される。これにより、図１および図２に示すように、振動プレート２が振動ボックス３により垂直方向に支持される。

図３から図５は振動プレート２の詳細を示すもので、図３は裏面図、図４は側面図、図５はＡ−Ａ断面図である。

図４に示すように、振動プレート２の曲面部分２１は板状のものを曲げて懸垂曲線状に湾曲した曲面に形成され、曲面部分２２はこの曲面部分２１の端部に連続した逆方向に湾曲した曲面に形成されている。
曲面の湾曲度合いは曲面部分２１の方が曲面部分２２より緩やかで、曲面の長さは曲面部分２１の方が曲面部分２２よりも長いものとなっている。
なお、曲面部分２１の湾曲は懸垂曲線状に限らす、正弦曲線状、または円弧状であってもよい。

図３に示すように、振動プレート２の曲面部分２２の裏側には、振動ボックス３に振動プレート２を結合するための左右のホールドメダル５１および中央のホールドメダル５２が取り付けられている。
ホールドメダル５１および５２は、図５に示すように磁性体からなる円盤状のもので、振動プレート２に強固に接着されている。
ホールドメダル５１および５２は、磁力により、後述する振動ボックス３のキャッチャー８１および８２（図６参照）に固着される。

振動プレート２は、この実施形態においては木の種類としてスプルースを用いており、大きさは概ね高さ４００ｍｍ．横３００ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度である。また、振動プレート２の面は楽器例えばギターの塗装と同様な塗装を施している。
なお、振動プレート２の材質としては、他の種類の木、金属、磁器、ガラスまたは陶器等を用いることもでき、これらを交換して用いることができる。

図６から図８は振動ボックス３を示すものである。

図６は、振動ボックス３の正面図であり、前側面３１を示している。
前側面３１には、振動プレート２のホールドメダル５１および５２を吸着し固定するためのキャッチー８１および８２が取り付けられている。キャッチャー８１は前側面３１の左右に位置し、キャッチャー８２は、中央の少し下寄りに位置している。

図７は振動ボックス３の図６のＡ−Ａ線断面図であり、この図にもとづいて振動ボックス３の全体構成および各部材の配置を説明する。
図７に示すように、振動ボックス３は、二つに分割されており、前側面３１を有する前側ユニット３５と後側面３２を有する後側ユニット３６の前後２つのユニットにより構成されている。
前側ユニット３５と後側ユニット３６とは、各部材が配置された後に、それぞれの内側の面である接合面３５１と３６１が接着されて一体化されている。

まず、前側ユニット３５について説明する。
図７に示すように前側ユニット３５の接合面３５１が前側面３１の方向に掘り下げられて、凹部３５２が形成されている。この凹部３５２は図６に示すように、横方向の左右２か所に形成されている。この凹部３５２には、左右各チャンネルの音声電気信号に対応したドライバ４が取付けられている。

凹部３５２の底面には、ドライバ４を取付ける取付部６が形成されている。この取付部６は、ドライバ４と略同じ大きさの平板状のもので、その周囲に前側面３１との厚さが薄い溝状の部分が形成されており、取付部６の上面は凹部３５２の底面よりも高くなっている。
また、取付部６の上面は前側面３１と略平行になっており、取付部６の周囲に厚さが薄い部分が形成されていることにより、取付部６が前側面３１方向へ振動しやすくなり、前側面３１に効率よく振動が伝達される。

図６に示すように取付部６には，４つの角の近傍に、ドライバ４をタッピングネジ９０により取付けるための取付孔７１および７２が形成されている。
取付孔７１は取付部６から振動ボックス３の前側面３１にわたる貫通孔であり、上側中央寄り角の１か所に形成されている。取付孔７２は残りの３か所に形成されており、貫通孔ではなく取付部６から凹部３５２の底面の内部にわたるものである。取付孔７１および７２は、タッピングネジ９およびタッピングネジ１１よりも小径であり、ドライバ４は、図７に示すように、取付孔７１および７２を通してタッピングネジ９を締め付けるにより、取付部６および前側ユニット３５に固定される。
図８は、取り付けられたドライバ４を接合面３５１から見た図を示している。

キャッチャー８１および８２は、図６および図７に示すように、ドーナッツ状の磁石１０とその中心に挿入された磁性体のタッピングネジ１１により構成されており、このキャッチャー８１および８２のタッピングネジ１１により前側面３１に取り付けられる。
このように構成することにより、前側面３１側にドーナッツ状の磁石１０による磁界の他に、タッピングネジ１１の頭と磁石１０の間にも磁界が生じる。具体的には、キャッチャー８１および８２の中心のタッピングネジ１１の頭に磁石１０の磁極と逆極性の磁極が新たに生じる。これによりホールドメダル５１および５２との吸着の際に、ホールドメダル５１および５２中央の凸部が、タッピングネジ１１の頭部分の凹みに吸着され、中心合わせがしやすくなる。また振動プレート２の取付けが強化され安定することになる。

振動ボックス３の前側面３１にわたる貫通孔である取付孔７１は、ドライバ４の取付けの他に、キャッチャー８１の取り付けに用いられる。
なお、キャッチャー８２の取付けのために、振動ボックス３の前側面３１側に取付孔７３が形成されている。

キャッチャーのうち左右のキャッチャー８１は取付孔７１に、また中央のキャッチャー８２は。取付孔７３にタッピングネジを通して締めることにより、キャッチャー８１および８２は振動ボックス３の前側面３１に固定される。
この場合、取付孔７１に取り付けるキャッチャー８１のタッピングネジ１１を締めると、このタッピングネジ１１の先端のネジ部が、ドライバ４を取付けるために取付孔７１に通したタッピングネジ９の先端のネジ部と重なる位置に進入して接触することになり、双方のネジ部同士が回転しながら噛み合うことになる。
そして、双方のタッピングネジ９および１１とが強固な締め付け状態となり、ドライバ４を取付部６方向へ強く引っぱることになると同時に、取付部４を挟んでキャッチャー８１とドライバ４が強く連結される。

この結果、左右のキャッチャー８１のそれぞれには、タッピングネジ９および１１を介して一方のチャンネルのドライバ４からの振動が直接に伝達されるとともに、振動ボックス３の振動が伝達される。中央のキャッチャーには、振動ボックス３の振動が伝達される。

振動プレート２を、左右のキャッチャー８１および中央のキャッチャー８２により３点で振動ボックス３に結合するようにしている。これにより振動プレート２は、前後左右の姿勢が安定した状態で振動ボックス３に固定される。

図７に示すように、後側ユニット３６には、底面３３側に開口する凹部３６２が形成され、この凹部３６２と前側ユニット３５の凹部３５２をつなげる貫通孔３６３が形成されている。
ドライバ４の信号コード（図示せず）は、この貫通孔３６３を通してこの凹部３６２に導入される。
またこの凹部３６２には、必要に応じてアンプが内蔵され、これらの電源コード、信号コード（図示せず）がこの凹部３６２を通って、底面３３側の開口から、外部に導出される。
後側ユニット３６の接合面３６１と、前側ユニット３５の接合面３５１が接着され、一体化した振動ボックス３がつくられる。

振動ボックス３は、この実施形態においては、材質としてひのきを用いており、大きさは概ね高さ１１５ｍｍ．横３００ｍｍ、前後の奥行１１７ｍｍ程度のものを用いた。また振動プレートと同様に表面は例えばギター等の塗装と同様な塗装を施している。
なお、振動ボックス３の材質としては、他の種類の木を用いることができ、木に限らず例えば金属等を用いることもできる。

振動プレート２と振動ボックス３を結合させてスピーカシステム１を組み立てるには、振動プレート２のホールドメダル５１および５２を、振動ボックス３のキャッチャー８１および８２の位置に合わせて接触させる。この場合、ホールドメダル５１および５２は磁力によりかなり強い力で引き付けられるので、ある程度の位置が合うように接触させ、接触した後に振動プレート２を横方向に（面と平行な方向）にスライドさせてキャッチャー８１および８２との間の正確な位置に合わせを行う。
音響ボックス３から振動プレート２から取り外すときも、振動プレート２を横方向にスライドさせて磁力による引付力が弱い位置で取り外すようにする。

このような構成において、左右２チャンネルの音声電気信号が、振動ボックス３内の左右のドライバ４により機械振動に変換され、この振動が取付部６を介して、前側ユニット３５を含む振動ボックス３全体に伝達される。
また、左右それぞれのドライバ４の振動は、ドライバ４を取付けるタッピングネジ９と、これに機械的に接触しているキャッチャー８１のタッピングネジ１１を介して、左右それぞれのキャッチャー８１の表面まで導かれる。
中央のキャッチャー８２には振動ボックス３全体の振動が導かれる。すなわち、左右チャンネルの振動が混じり合って供給される。

そして、左右のキャッチャー８１および中央のキャッチャー８２から振動はホールドメダル５１および５２を介して振動プレート２に伝達され、これらの混じり合った振動により、振動プレート２の曲面部分２１および２２、主には曲面部分２１を共鳴させ、生じた音が空間に放出される。
中央のキャッチャー８２からの振動は左右チャンネルの振動が混じり合ったものであり、この振動の共鳴効果により音が豊かなものとなる。

なお、本発明の発明者による実験では、振動プレートの曲面部分がひとつの場合には、共振によるビビリ音が発生したが、曲面部分２１の他に曲面部分２２を設けて共振点をずらすことによりビビリ音発生を防止することができ、良好な音質が得られた。
具体的には、特定の周波数（１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ程度）で共振が発生したが、上記のように構成することにより、１０ＨＺ〜１０ｋＨＺの範囲について、通常の音量で動作させた場合には音響を損なう振動は生じなかった。
また、振動プレート２の曲面部分２１の湾曲により音量は大きくなるが、発明者の実験によると、曲面部分２１の湾曲が、長手方向の長さに対する湾曲の深さが１５％から２０％のあたりが比較的音量が安定した。

共鳴により生じる音は振動プレート２の材質により異なり、材質の特質による振動音の音色となる。この実施例においては、材質として木を用いているので、ギターやバイオリンのような弦楽器に近い音色の音となる。
なお、振動ボックス３には、上記のようにドライバ４からの振動が伝達され、振動プレート２を結合しない場合であっても振動ボックス３から音が発生するので、そのままでもスピーカとして用いることができる。

１ スピーカシステム
２ 振動プレート
２１ 曲面部分
２２ 曲面部分
３ 振動ボックス
３１ 前側面
３２ 後側面
３３ 底面
３４ 端面
３５ 前側ユニット
３５１ 前側ユニットの接合面
３５２ 凹部
３６ 後側ユニット
３６１ 後側ユニットの接合面
３６２ 凹部
３６３ 貫通孔
４ ドライバ
５１，５２ ホールドメダル
６ 取付部
７１、７２、７３ 取付孔
８１ ８２ キャッチャー
９ タッピングネジ
１０ 磁石

Claims (4)

1. 音声電気信号を機械振動に変換して振動を発生させるドライバからの振動を振動板に伝達し、前記振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムであって、
   前記振動板は、湾曲した第１の曲面部分と、前記第１の曲面部分に連続した湾曲方向が前記第１の曲面部分とは逆方向の第２の曲面部分を有する面状のものであり、
   前記ドライバを内蔵した箱状の振動体を有し、
   前記振動体と前記振動板に、磁力により相互に吸着する１対の吸着部材を複数設け、前記吸着部材を介して前記振動体と前記振動板を結合して前記振動板を前記振動体に支持するとともに、前記吸着部材を介して、前記振動板に振動が伝達されることを特徴とするスピーカシステム。
2. 前記ドライバからの振動を前記第２の曲面部分に伝達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。
3. 前記第１の曲面部分の長さが、前記第２の曲面部分の長さより長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカシステム。
4. 音声電気信号を機械振動に変換して振動を発生させるドライバからの振動を振動板に伝達し、前記振動板の振動により音を発生させるスピーカシステムであって、
   湾曲部分を有する面状の振動板と、
   ドライバを内蔵した箱状の振動体と、
   前記振動体と前記振動板に設けられ、前記振動板と前記振動体を結合して前記振動板を支持するとともに、前記ドライバからの振動を前記振動板に伝達する１対の吸着部材の複数と、
   を有することを特徴とするスピーカシステム。

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