オーディオ機器の設計には、主に次のような側面がある：
- 商品企画・工業デザイン - スピーカーの目的、位置づけ、使用場面、方法、物理的寸法、外観を決定する。.
- 音響デザイン - スピーカー全体の設計、ドライバーユニットの選定、音質評価。.
- 構造設計 - エンクロージャー/キャビネットの設計とドライバー取り付け構造の設計-金型工場による金型製作に至る。.
- プロトタイピングとテスト - スピーカーの性能テスト/評価、最適化/改善、最終的なシステムの音質調整。.
スピーカー・エンクロージャーは主に次のように分類される。 密閉/クローズドボックス (据え置き型、本棚型など）と バス・リフレックス（ポート付き）ボックス (ポート付き、R-J、伝送ライン設計など）。.
バスレフ（ポート付き）スピーカー設計の全体要件
スピーカーの音の放射の指向性
音波は、特定の音響原理に従って、伝播中に反射、回折、干渉などの現象を示す。スピーカーから放射される音波の波長は、周波数が高くなるにつれて短くなる。波長がスピーカーの物理的寸法に匹敵するようになると、放射される音波は回折と干渉によって顕著な指向性を持つようになる。.
スピーカーの指向性は、さまざまな方向に音を放射する能力を示すもので、周波数に依存する。高周波の音は指向性が強く、低周波の音は指向性が比較的弱い。.
- サブウーファーとウーファー： 音の放射方向は自由です。エンクロージャーはリスニングエリアのどこにでも設置できます。.
- フルレンジ、ミッドレンジ、高周波スピーカー： ドライバーはリスニングポジションに正対するのが理想的です。構造的または美的な設計上の制約で直接正面を向けない場合は、音響反射板を設計して指向性による音の減衰を緩和する必要があります。.
スピーカーの放射方向とリスナーとの角度は、以下のように90°を超えないようにしてください：
スピーカー・ドライバーの選択
ドライバーの選択とスピーカー・エンクロージャーとの統合が、システムの最終的な音質を直接決定します。.
ドライバーの開口形状による選択
開口部が円形のスピーカーが最も性能がよく、次いでレーストラック型や楕円形のものがよい。細長い帯状のスピーカーや極端に細いスピーカーはできるだけ使わないほうがよい。.
スピーカーのサイズは、キャビネットのサイズとその正味容積に基づいて選択する必要があります。スピーカーシステムの設計原理に従って、スピーカーの適切なT/Sパラメータと電気音響パラメータを選択する必要があります。.
ドライバーマグネットの選択
外付けマグネット（フェライトマグネット）はコストパフォーマンスに優れていますが、占有体積が大きく、スピーカーキャビネット内の有効容積が小さくなります。内部磁石（希土類磁石）はコストが高いが、場所を取らず、キャビネット内の有効容積が大きく、磁気性能に優れている。.
コーンの選択
コーンの形状は一般的に、直円錐と指数円錐を採用している。ストレート・サイド・コーンの円錐形は製造工程が簡単だが、高周波性能が比較的劣り、エクスポネンシャル・コーンは高周波性能が良い。特殊な状況下では、デュアルコーン設計を採用することもできる。.
コーンの主な素材には、天然繊維（植物繊維、動物繊維）、人工繊維（化学繊維、合成繊維）、無機繊維、プラスチック（例．, PP コーン）、金属（アルミニウムなど）がある。音色やコストなどの要求に応じて選択することができる。.
エンクロージャーのデザイン
スピーカー・エンクロージャーのサイズ設計は、スピーカーのパラメーターとエンクロージャー内の正味容積を組み合わせる必要があります。この2つが最適にマッチングして初めて、低域の音響性能を最大限に引き出すことができるのです。.
エンクロージャーの素材は一般的に木材やプラスチックが中心で、厚みはエンクロージャーの振動や内部で発生する共振を考慮して決める。条件が許せば、なるべく肉厚のものを使用し、適切に 補強リブ キャビネットの振動を低減し、エンクロージャー内の音響共振を抑制するために、内壁に施されている。.
エンクロージャーは、風切り音の発生や低周波性能への影響を避けるため、密閉性が高く、空気漏れなどの問題があってはならない。.
バスレフ型エンクロージャーのポートの設計は、スピーカーの低域カットオフ周波数に決定的な役割を果たします。ポートの設計位置と形状は、低域の歪みと風切り音を低減するために、キャビネット内部の空気のスムーズな流れを確保する必要があります。ポートの長さと断面積は、エンクロージャーの容積と関連するスピーカーのパラメーターに基づいて設計・調整されます。その目的は、スピーカーのインピーダンス・カーブが、下図に示すようなダブルピーク特性にできるだけ近くなるようにすることです。.
パッシブラジエーターエンクロージャーは、バスレフ 設計の一種です。ポートの代わりにパッシブラジエーターを使用し て構成される。適切な制御により、パッシブラジエーターの振動により発生する放射音をスピーカーの前方放射音と同位相にすることができ、スピーカーの低域特性を改善し、低域レスポンスを向上させることができる。パッシブラジエーターバスレフボックスは、比較的容積 の小さいエンクロージャーでの使用に適しています。.
下図は、バスレフ型エンクロージャーの2つのタイプ （標準的なポート付きとパッシブラジエーター付き） を示している。.
エンクロージャの内部構造設計は、エンクロージャ内部のスムーズなエアフローを確保する必要がある。エンクロージャの内部構造設計は、エンクロージャ内部のスムーズな気流を確保する必要がある。ポートの両端の断面は、開口部での「ポコポコ」という気流の風切り音の発生を避けるため、緩やかな移行形状で設計する。.
エンクロージャー内部での音波の共振を防ぐため、エンクロージャーシェルには十分な強度が必要であり、内部に補強リブを適切に追加し、フロントカバーとリアカバーの接続を強化する。エンクロージャー内部に吸音材を適切に追加し、エンクロージャー内壁に密着させて設置する。.
音響放射設計
外部構造物が音の出力位置（ポートの出力位置を含む）を遮らないようにしてください。最も良い方法は、スピーカードライバーを直接露出させることです。次に、スピーカーグリルクロスやスチールメッシュなどの音響透過性の高い素材を使用すること、次に大きな穴の開いたプラスチックパネルを使用すること、小さな穴の開いた出力パネルはなるべく使用しないことです。スピーカードライバーの音響出力エリアが密閉された空洞になってはいけません。.
スピーカーの制振設計
スピーカーが動作すると、ドライバーからの振動がスピーカー・エンクロージャーのあらゆる部分に伝わります。これは、さまざまな場所で共振を引き起こしやすく、余計なノイズを発生させます。そのため、適切な制振設計が求められます。.
例えば、スピーカーが固定され、他の構造部品と接続されている場所には、ゴム製のダンピングパッドを使用します。.
パッシブラジエーター・スピーカー（ドローン・コーンスピーカー）の場合、パッシブラジエーターがもたらす振動を打ち消すために、左右対称のデュアル・パッシブラジエーター・デザインを採用します。.
スピーカーの放熱設計
エンクロージャー内のスピーカー・ドライバーは、トランスデューサー・デバイスです。電気エネルギーを機械エネルギー（ドライバーの振動）に変換し、それを音エネルギー（音波の放射）に変換する装置です。スピーカードライバーは、電気エネルギーを音エネルギーに変換する効率が低く、残ったエネルギーは熱に変換されます。そのため、スピーカー・ドライバーの放熱は非常に重要です。特にスペースの限られた小型エンクロージャー内では、スピーカーの信頼性に直結します。.
スピーカー・ドライバーの主な発熱部品はボイスコイルである。その熱は、ポールプレートとTヨーク/Uヨークを介して、磁気回路とバスケットの外面に伝わります。したがって、条件が許す限り、ボイスコイルが外部に露出するように設計し、放熱を助けるようにしてください。.
磁気漏れ防止設計
スピーカーシステムに使用されるダイナミックスピーカーは、磁気回路に永久磁石を使用しているため、漏洩磁気が発生します。漏洩磁気に敏感な使用環境では、スピーカーの磁気回路に漏洩磁気防止設計を施す必要があります。.
スピーカーの構造設計提案
製品の構造形式と要求に基づき、スピーカーはモノラル構成で設計されています。音の放射方向により、上方放射構造、前方放射構造、下方放射構造の3つの構造形態に分けられる。これら3つの形態に関する構造設計の要件と推奨事項は、以下の提案に詳述されている。本製品はマイクロホンを内蔵している。パッシブラジエーターデザインは、相対的に振動が大きくなる傾向があるため、パッシブラジエーターバスレフエンクロージャーの使用は推奨されません。.
上方放射スピーカー・デザイン：
この構造的アプローチでは、円形で比較的大口径のフルレンジ・ドライバーが上方に放射され、円形ドーム・トゥイーターが前方に放射され、ポートが後方に放射されるように設計されている。.
デザインの説明
- 円形の大口径ドライバーはフルレンジドライバーである。放射方向は上向きです。中音域と低音域は比較的指向性が弱く、前方のリスナーの耳によく届きますが、高音域は指向性が強く、前方に向かって減衰が大きくなります。.
- ドーム・トゥイーターは分散放射パターンを持ち、高域の到達範囲を効果的に拡大することができます。前方に放射することで、フルレンジドライバーから減衰した高域部分を十分に補うことができます。.
- ドーム・トゥイーターは分散放射パターンを持ち、高域の到達範囲を効果的に拡大することができます。前方に放射することで、フルレンジドライバーから減衰した高域部分を十分に補うことができます。.
- 上方への放射エリアには、音響透過性の高いグリルクロスやスチールメッシュを採用し、音の減衰を低減。上面全体が放射エリアとなり、「フロントキャビティ効果」の発生を防ぎます。.
- トゥイーターの放射エリアにはグリルクロスやスチールメッシュを使用し、高域の減衰を抑えている。.
- 筐体全体が気密でなければならない。.
- チューニングの要求に応じて、内部に吸音材を適切に追加する。.
前面放射型スピーカー・デザイン：
この構造的アプローチでは、フルレンジ・ドライバーとドーム・トゥイーターを使用します。放射方向はすべてリスナーに正対します。ポートは下方または後方に放射するように設計されています。.
デザインの説明
- 円形の大口径ドライバーはフルレンジドライバーである。放射方向は前方です。前方に放射する設計のため、すべての周波数帯域で減衰が比較的小さく、リスナーの耳に前方からよく届く。.
- ドーム・トゥイーターは分散放射パターンを持ち、高域の到達範囲を効果的に拡大することができます。前方に放射することで、フルレンジドライバーから減衰した高域部分を十分に補うことができます。.
- 前面放射口はフレア状（ホーン状）構造で、各周波数帯域の指向性を効果的に拡大できる。.
- ポートは後方に放射される。このポートが発する低周波音は基本的に無指向性で、リスナーの耳によく届く。.
- 前面放射部にはグリルクロスまたはスチールメッシュを使用し、音の減衰を抑える。6.エンクロージャー全体が気密であること。.
- チューニングの要求に応じて、内部に吸音材を適切に追加する。.
下向きに放射するスピーカー・デザイン：
この構造的アプローチでは、円形で比較的大口径のフルレンジ・ドライバーを下向きに放射し、円形ドーム・トゥイーターを前方に放射し、ポートを後方に放射するように設計しています。下向きのドライバーから放射された音は、リフレクター構造によって全方位に反射され、無指向性の音響放射という目標を達成する。.
デザインの説明
- 円形の大口径ドライバーはフルレンジドライバーである。放射方向は下向き。音はリフレクター構造を介して全方位に反射し、無指向性スピーカーの目的を達成する。.
- 上方への放射エリアには、音響透過性の高いグリルクロスやスチールメッシュを採用し、音の減衰を低減。上面全体が放射エリアとなり、「フロントキャビティ効果」の発生を防ぎます。.
- ポートは後方に放射される。このポートが発する低周波音は基本的に無指向性で、リスナーの耳によく届く。.
- スピーカーの放射エリアにはグリルクロスやスチールメッシュを使用し、高域の減衰を抑えている。.
- 筐体全体が気密でなければならない。.
- チューニングの要求に応じて、内部に吸音材を適切に追加する。.
放熱設計
製品全体は円筒形のデザイン。この製品は、発熱ユニットを分散配置したモジュール式レイアウトを採用しています（下の製品スタッキング図を参照）。主要な発熱ユニットには、熱対流を促進するための通気孔が設けられています。ローカルモジュールが過度の熱を発生する場合、チップにヒートシンクを取り付けるか、熱伝導性シリコンと冷却プレートを組み合わせて放熱するなどの解決策を採用することができます。.
| いや。. | モジュールの説明 | コンポーネント | コンポーネント |
|---|---|---|---|
| 1 | ピックアップモジュール、キー回路 | 各種アンテナ＆接続ワイヤー | ブリージング・ライト |
| 2 | Wi-Fiおよびその他のサブボードモジュール | ||
| 3 | スピーカー音響アセンブリ | ||
| 4 | メイン・コントロール・ボード、アンプ回路 |
製品構造スタッキングの簡略図 注：1から4の数字は上から下への順序を示す。アンテナは設計スキームとマッチング要件に従って積み重ねられる。ブリージングライトはその機能定義と効果図に従って積み重ねられる。.
ブリージング・ライト・デザイン
工業デザインの効果に基づいて、必要な照明の数を決定する。その後、各ライトの電気パラメータとレイアウト図に従って、ハードウェア設計スキームを確定する。現在、一般的な用途は以下の通り：比較的少数のライトの場合、一般的にアクセント照明やインジケーター効果に使用される。3～12個のRGBライトの場合、通常、円形、周辺部、エッジなど、特定の領域に照明効果を生み出すために使用されます。これらを製品アクションと組み合わせることで、呼吸や点滅のライト効果を作り出すことができます。ライトの数が多い場合は、マトリクス配置が一般的です。アニメーションや画像情報などを表示するには、より複雑なセットアップやLEDマトリックスが採用される。.
クリエイティブなスピーカー・デザイン10選
それでは、最も想像力豊かなオーディオデザインを見てみよう。.
1.メビウスL50スピーカー
メビウスL50は、全周波数帯域にわたって音楽を拡散し、深く没入感のあるサウンドで周囲を満たします。.
メビウスの帯の数学的エレガンスにインスパイアされた、継ぎ目のない連続的なフォルムは、空間内を移動する音の流動性を象徴しています。このスピーカーは、単に音楽を再生するためだけでなく、音の体験を高めるために設計されています。.
デザイン・ソースプシェミスワフ・ヴォルニツキ
2.多機能衛星音楽プレーヤー
Satelliteは、ヘッドフォンとしてもスピーカーとしても機能するサウンドオブジェです。これらの異なる状況に適応し、あなたの音楽体験を向上させるように設計されています。例えば、騒がしい街を一人で歩いているときは、ヘッドフォンのように機能します。他の人と一緒にいるときはスピーカーに変身する。それはまるで衛星のようで、常に惑星の周りを回っている。.
デザインソースキム・チャンウィ
3.Beosound 2 スピーカー
Beosound 2スピーカーは、従来の円筒形を廃した素晴らしい外観を備えています。円錐形の360度スピーカーも全面アルミニウム製で、ピカピカに磨き上げられ、光沢のある仕上がりになっています。このスピーカーはすでに驚くべきインパクトを持っていますが、Bang & Olufsenはこれをさらに進化させることができると考えました。.
音、感情、色のつながりを利用しています。Beosound 2 Gradientシリーズは、感情や音楽がある瞬間から次の瞬間へと移り変わっていくように、互いに滑らかに溶け合う色のミックスを提供します。このシリーズには、ブラウン・バリトン、ジェリー・ジャム、エレクトリック・リフなど、音が表現できる感情を表す「色」があります。このような考え方が、本当に自分の考える感情と一致するのか疑問に思うかもしれない。しかし、その特別な表情を見たとき、何かを感じさせてくれることは間違いない。.
デザインソースバング＆オルフセン
04.レトロ “ビニール ”ミニスピーカー
このデザインは、機能と形状を一体化させる。見た目に生命を吹き込む。昔ながらの感覚を取り戻し、ゆっくりとした生活のペースを体験させてくれる。.
デザイン・ソースジョン・リー
05.レトロ・キャンプ・ランタン・スピーカー
キャンプ用に作られている。小型なので持ち運びも簡単。スピーカーとライトを一体化したデザインで、キャンプサイトの雰囲気を盛り上げるのに最適なツールだ。クラシックな電球のようなオールドスタイルのライトが、超強力な雰囲気を盛り上げてくれる。キャンプには欠かせないアイテムだ。.
デザイン・ソースサイチュアン・デザイン
06.甲虫スピーカー
クラシックなビートルといえば、多くの人の記憶にある「小さなかわいこちゃん」だ。その滑らかでコンパクトなフォルムは世界中で有名です。このスピーカーのデザインは、ビートル特有の曲線的なラインを採用しています。古風な色使いでレトロなスタイルをアピールしています。.
デザインソースCiCi
07.ポータブルBluetoothスピーカー
この製品は、通常のサイズや期待されることの限界を打ち破ります。1つのスピーカーが1つの場所で活躍し、持ち運びにも適しており、さらにいろいろなことができる。.
デザイン・ソースシャンタヌ・マヘシュワリ
08.ブラインドスピーカー
これはブラインドに内蔵されたBluetoothスピーカーだ。上部のカバーを回して音量を変えると、本体のブラインドも回転する。音量を上げると、ブラインドが大きく開き、まるでブラインド越しに音楽が聞こえてくるよう。音量を変えて、より楽しく音楽を楽しむことができる。.
09.360度パーフェクト・サウンド・スピーカー
この製品は、あまり一般的ではないキューブ型をしている。ラインはすっきりと滑らかで、シンプルでモダンな印象を与える。一般的な丸型やチューブ型のスピーカーに比べ、この形状は安定感があり、モダンでシンプルなスタイルの住宅にしっくりとなじみます。.
デザイン・ソースムハメット・ウズンタシュ
10.ダンベルBluetoothスピーカー
スポーティーかつハイテクを感じさせる新しいダンベル型をしている。見た目はユニークで目立ちやすい。ジムのような場所にもフィットする。デザインは斬新で、スピーカーの常識を覆す。.
デザイン・ソースシャン・ジンリー
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