CN1060608C - 用于扬声器系统的一种箱体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不用吸音体而抑止扬声器系统产生的驻波，而可以不失跳跃感，减少失真、余响感，再现有丰满感的清晰低音的扬声器系统。安装扬声器部件3的表面壁2与背面壁5与侧壁4所形成的箱体1在内部配置纸制两端封闭的多个圆筒，其中第1圆筒6a从箱体较长方向的一端延伸靠近另一端，内部配置2个第2圆筒6b，该第2圆筒长度约为第1圆筒1/2，截面积约为箱体截面积的一半，该第2圆筒内内置2个第3圆筒6c，该第3圆筒的长度约为第2圆筒的1/2，其截面积约为第2圆筒的1/2。

Description

用于扬声器系统的一种箱体

本发明涉及的是较少发生驻波的箱体，特别是涉及具有适于音声真实再现箱体的扬声器系统。

以往已知道扬声器箱的种类有密封型、低声频反射型、背面开口型。这类已有的音箱产生内部空气共鸣所引起的驻波。这种驻波带来了种种弊端。

(1)驻波有碍于扬声器振动板按信号忠实的动作。其结果是输出声压频率特性紊乱使再现音失真。(2)音箱壁面随驻波共振产生箱鸣。附加有箱鸣声音的再现音变成为与原音不同的音。而且再现音与音箱相关，因而音距(音离れ)变差，而没有音场感。(3)由于驻波的共鸣音通过扬声器部件振动板和音箱外漏，因而在特定音上附有残响感，变成清晰度差的声音。为防止这些弊端，人们曾研究种种对策。

针对前述(1)问题例如有在音箱内充填吸音体的方法，用穿孔吸音板的方法(实公昭49-27241号公报)，穿孔吸音板与吸音体并用的方法(实开昭54-3930号公报)，设置反射板的方法(实公昭57-49492号公报)，蜂窝夹层结构芯材与吸音体并用的方法(特公昭58-45236号公报)，内部设置吸音用箱体的方法(特公昭61-61597号公报)，针对(2)问题有使音箱壁加厚的方法，针对(3)问题已知有用吸音体包扬声器框架开口部的方法。

但在上述对策中，(1)对于在音箱内充填吸音体的方式，众所周知有再现音失掉生命感、跳跃感的问题。对于穿孔板仅仅在与孔大小相对应的特定波长有效果而且吸音率也低。由于音箱内产生多个驻波因而不实用，而与吸音体一起使用时又有许多伴随吸音体弊端等问题。对于使用反射板使声音扩散的方式则需要根据驻波的波长与方向调节反射板的材料、大小、形状、方向，故处理多个驻波有困难。而且在音箱内面由反射板形成凹凸扩散反射面时有减小音箱实际容积的缺点。由于开口部总面积较大因而蜂窝夹层结构芯材也同样是仅仅对特定波长有效果，假如同时使用吸音体就存在受吸音体恶劣影响的缺点。还有在音箱内部设置所谓的吸音用箱体的方式，但该方式目的在于在特定频率上使之共振增大再现声压水平。这种吸音用箱体由于内部损失也小，适用宽带域用扬声器时，就有这种问题，即在特定频率的音上共振，使该音增大而形成伴有余响感的不自然音。

(2)对于加厚扬声器音箱壁的方式，由于不能抑止驻波发生而无法解决对扬声器部件的振动板影响的问题。

(3)用吸音体包扬声器框架开口部的方式，在吸音体数量较多时就对音质带来影响。而且仅用吸音体难以消除300Hz以下驻波的影响。

因而本发明目的在于提供一种没有这类以往扬声器系统缺点，可再现清晰的低音和还原丰满感音场的扬声器系统和音质改善方法。

可达到本发明目的的扬声器系统其特征在于，在箱体内部形成对多个驻波呈半透过性并且由内部损耗较大的障壁所包围的空间部，上述空间部的总容积是上述箱体容积的1／10以上，上述空间部封闭的一端位于从上述箱体长方向上一端至另一端距离的1／2至4／5之间。而且，对于横切上述箱体长方向的截面来说，上述空间与上述箱体的截面积之比以大于1∶5为好，还可以使上述空间部成为大小各异的多个空间部。并且最好是上述空间部的开口面积为空间部表面积1／10以下。此外，上述障壁的单位面积密度是0．01g／cm²至1．0g／cm²，而单位体积密度也可以定为0．1g／cm³以上，构成所述障壁的材料由纸构成，上述空间被上述障壁与上述隔音壁包围，上述空间也可以被上述障壁与上述隔音壁，上述隔音壁的加强构件包围住，上述空间由纸箱形成，具有上述特征的扬声器系统可充分发挥本发明效果。

图1是本发明适用的圆筒型扬声器系统的第1实施例的中央截面图。

图2是第1实施例的传递能量频率特性图。

图3是本发明第2实施例的斜视图与频率特性图。

图4是本发明适用的箱型扬声器系统的第3实施例的说明图。

图5是本发明第4实施例的说明图。

图6是本发明第5实施例的说明图。

图7是本发明第6实施例的说明图。

图8是本发明第7实施例的说明图。

图9是本发明第8实施例的说明图。

兹根据示于附图中的实施例说明本发明的扬声器系统。但本发明不限定于所述实施例。

图1是关于圆柱状扬声器音箱的本发明第1实施例的中央截面图。

第1实施例的扬声器系统是以纵向较长的扬声器音箱(以下称为箱体)1顶部作为表面壁2，将扬声器部件朝上安装成高个男孩型(ト-ルボ-イ型)无方向性扬声器系统。箱体1是把内径25cm、长度1m、厚度0．5cm的建筑材料用纸管作成的侧壁4载置于厚板5上，再在纸管上载置厚度1．1cm复合板制的表面壁2。与此相对应的共鸣抑止装置第1型由圆筒6a、6b、6c构成。圆筒6a、6b、6c全都是两端封闭的圆筒，是厚度为0．4cm，面密度为0．07g／cm²的双面瓦楞纸制成的。圆筒6a为外径23cm、长度88cm的大小，该圆筒6a的内部配置2个圆筒6b(外径18cm、长度42cm)，圆筒6b的内部又分别配置2个圆筒6c(外径12cm，长度19cm)。因而在圆筒6a中内置共计4个圆筒6c。纸管以及各圆筒的中心轴无需一致。图2中实线示出本实施例1的扬声器系统传递能量频率特性。虚线是从实施例1除去共鸣抑止装置第1型时的特性。测定则是在轴上离开扬声器部件3的边缘面10cm位置上设置麦克风，利用正弦波扫描进行的。从此图谱可知改善了频率特性的紊乱。听上去中低域清晰度提高，并提高了音的丰满度。

虽未图示，但作为本发明实施例1的变形将靠近扬声器部件3的2个圆筒6c移去也可以。而且除去圆筒6a也可以，代替圆筒6a、6b、6c采用3个直径18cm、长度30cm两端封闭的圆筒也是可以的。又使9个直径18cm、长度10cm的一端封闭的圆筒堆积也可得到与上述方式相近的效果。但对于仅仅是封闭直径18cm、长度85cm的两端而无中间间隔的长圆筒，就不太好改善180Hz附近频率特性的紊乱。还有在纸管中嵌合多片直径25．2cm的双面瓦楞纸圆板而使内径25cm的纸管在长度方向上分断为多个，也可在听感上得到改善，但频率特性在别的位置产生峰谷。

另外，在扬声器部件3与表面壁2之间，用牛皮纸和纸、布、树脂等与扬声器部件碰接时，若将厚度变成0．3mm以下从而使内部损耗较大弹性较小的薄片挟进去就容易听出爵士乐之类的冲击音较多的音乐。

图3(A)是有关本发明扬声器系统第2实施例的斜视图。

该第2实施例箱体7的侧壁8与第1实施例相同用内径25cm的纸管制作，但高度为117cm。该共鸣抑止装置第2型9是在厚度0．4cm的双面瓦楞纸板制的角筒上附加直径4cm、长度4cm的纸管脚。角筒的上下端却是开口的。具体来说，是在外表尺寸宽17cm，进深17cm，高度57cm的带底瓦楞纸箱的底9a上用粘接胶带固定17cm×17cm×35cm的瓦楞纸角筒，在此下面接上脚。因而，9a成为上下方向的障壁。图3(B)中实线示出该第2实施例传递能量频率特性。虚线是去掉共鸣抑止装置第2型9时的特性。由图可知凭借本发明的共鸣抑止装置第2型9减少了驻波引起的峰谷。听上去跳跃感未下降并且提高了低音域的清晰度。

在该实施例方式下获得同样效果的条件如下所述。即使用瓦楞纸、厚板等屏蔽该角筒的一端或两端的开口部也有效果。角筒的截面积较好是直径25cm的纸管截面积的50±30％，但截面积的总面积若相同则也可使用多个小直径的筒。

横穿箱体较长方向的障壁9a的设置位置是从音源到箱体端部长度的1／2至4／5，或者是从箱体一端到另一端长度的1／2至4／5的范围为好。

障壁9a的形状变化为圆形，半圆形，环形等也有效果。该障壁9a设置于较长方向障壁9b与侧壁8之间也可以。而且，障壁9a的端部与较长方向障壁9b相接为好。

较长方向的障壁9b从障壁9a的端部连到箱体的一端为好。障壁9b对箱体7内部产生的长波长一侧的驻波呈半透过性的场合障壁9a也可以是隔音性的。

虽然未图示，但作为本发明实施例2的变形，在共鸣抑止装置第2型角筒9的内侧增加设置截面积约为该角筒9截面积的1／2，表面壁2到障壁9a距离的1／2至4／5之间具有与障壁9a相对应障壁的角筒9缩小体时，频率特性的峰谷就进一步减小。

图4是第3实施例斜视图。该实施例涉及的是长方体箱体中的音质改善。

箱体10内部尺寸高度75cm、宽度50cm、进深25cm，是由厚度2cm的复合板、塑合板等形成的密闭型箱体，扬声器部件(未图示)是安装在表面壁11开口部12上38cm口径的全音域扬声器。

箱体10与扬声器部件在图5至图8的实施例中是相同的。

共鸣抑止装置第3型是由纸箱集合体13构成的。它是将厚度0．06cm、面密度0．04g／cm²的厚纸作成7cm×7cm×20cm密闭箱如图4(B)所示将5个作为一组用粘接带形成一体。将上述纸箱集合体的各组往箱体10的天花板14与背面壁15和左右侧壁16、17靠近，并用粘接带固定。

图4(C)是箱体内背面音的频率特性。

测定是在扬声器部件框架开口部附近设置麦克风用正弦波扫描的。麦克风软线经过设于箱体10的插入口(未图示)。实线是有共鸣抑止装置第3型的场合，虚线则是没有的场合。可以看出共鸣引起的峰谷在500Hz以下显著地减小。听感方面不失跳跃感，并提高低音域的清晰度。

在该实施例中是使用2组纸箱集合体的，但用4组或6组也可以。

图5(A)是第4实施例的斜视图。

该第4实施例的共鸣抑止装置第4型是由山型瓦楞纸19a、19b、19c以及19d构成。山型瓦楞纸是将厚度0．4cm宽度25．2cm的双面瓦楞纸嵌合在表面壁11与背面壁15之间，在箱体的周边部分形成高度分别为7cm、11cm、6cm、3cm的山型。所用的瓦楞纸中，山型19a用的25．2cm×24cm瓦楞纸共计4块，19b用的25．2cm×18cm瓦楞纸共4块，19c用的25．2cm×26cm瓦楞纸共2块，19d用25．2cm×25．3cm瓦楞纸共2块。该第4实施例也有类似上述第3实施例的效果。

反射板是双面瓦楞纸，故可以认为本发明的效果比非平行平面形成的低音扩散效果还大。

还有象该第4实施例中所用的扬声器部件那样重量在1kg以上的场合，用链条悬挂扬声器部件而使框架与表面壁碰接，就适合欣赏爵士之类冲击音多的音乐。这时，要防止扬声器系统移动时的损伤也可以用螺栓等在框架、表面壁之间固定，还可以形成在框架周缘前后和侧部配置防止扬声器部件移位用板的构造。图5(B)示出一例。

为使不锈钢锁链20悬挂的扬声器部件21与表面壁11相碰接，使用锁链定位构件22(铁制配件)。要上下方向作位置调整采用了拉丝螺丝23。吊钩24设置于表面壁与侧壁相交的部分为好。

图6(A)是第5实施例的斜视图。

该第5实施例的共鸣抑止装置第5型由纸箱25与纸箱26构成。纸箱25如图6(B)所示是由表面防水加工的厚度0．06cm的厚纸作成的7cm×7cm×20cm的密封箱。29个纸箱如图所示配置于箱体天花板、底板以及侧板的内侧，根据需要用粘接带，图钉等固定。纸箱26是如图6(C)中所示的厚度0．4cm双面瓦楞纸制的密闭箱(5cm×34cm×36cm)，并固定在背面壁15扬声器部件背面位置。

图6(D)示出了背面音频率特性。由图可知驻波减少了。该第5实施例中尤其650Hz附近驻波的减少正是图示纸箱26所带来的效果。听上去中低音域的清晰度也提高了。另外纸箱25使用了29个，但再增加14个，堆积于底板部分上共计使用43个也有效果，低音再现临界和中低音域的再现水平都不太会变化。

图7(A)是第6实施例斜视图。

该第6实施例共鸣抑止装置第6型构成为将上述第5实施例共鸣抑止装置第5型中所用的厚度0．4cm双面瓦楞纸制密封箱26(5cm×34cm×36cm)与上述第5型相同固定在背面壁上，再将厚度0．4cm、宽度25．2cm的双面瓦楞纸27与天花板、底板或侧板平行地嵌合在表面壁和背面壁之间形成多个密闭的空间。

在第6实施例中，H=75cm，H1=H3=28cm，H2=19cm，H4=6cm，W=50cm，W1=W2=7cm，D=25cm。

图7(B)示出了第6实施例背面音的频率特性。

从该图可知，驻波引起的频率特性的峰谷振幅减少了。在听感上中低音域的清晰度也有提高。

对于该实施例的变形也可以使H1≠H3，W1≠W2。确定W1，W2间隔、与左右侧壁相接的双面瓦楞纸27a也可以改为厚板使之兼用作侧壁的加强构件。同样也可以使与表面壁、背面壁、天花板、底板相接的双面瓦楞纸的一部分加厚而兼用作加强构件。

图8(A)是第7实施例的斜视图。

该第7实施例共鸣抑止装置第7型是由10支图8(B)中带有内部间隔的上下两端封闭的厚纸角筒28，和2个图8(C)中密闭型瓦楞纸箱29构成的。上述角筒28左右各5支靠近侧壁立着。2个密闭瓦楞板箱并列固定在背面壁扬声器相对面。角筒28是厚度0．06cm厚纸制的，是用粘接带将2个7cm×7cm×24cm上侧开口箱与7cm×7cm×20cm密闭箱的下面相接，形成7cm×7cm×68cm角筒的。2个密闭瓦楞纸箱是厚度0．4cm的双面瓦楞纸制的，大小为5cm×15cm×22cm。

图8(D)示出该第7实施例背面音频率特性。虚线是没有共鸣抑止装置的；实线则是具有本发明共鸣抑止装置时的特性。可看出本发明实施例的场合藉此驻波减少了。听感上也不是有失真感、余响感而令人不快的中低音，而是变成清晰度高有跳跃感的中低域音。而且很少有声音从扬声器音箱出来的感觉，而可得到具有丰满感的再现音。另外揉搓构成共鸣抑止装置第7型的厚瓦楞纸使之柔软，则音质更好。而且本发明方法将角筒的当中间隔全部去掉，300Hz以上的效果没有变化，但200Hz的峰谷就不太有变化。

图9是第8实施例斜视图，该实施例涉及的是大型扬声器音箱的音质改善。

箱体30外部尺寸为高度160cm、幅度60cm、进深40cm，是如图9(D)所示在厚度1．4cm复合板36a上内贴了3张厚度0．4cm双面瓦楞纸36b的密闭型扬声器音箱。该箱体在离开底面70cm与120cm高度的截断，成为堆积3个箱体31、32、33的构造。堆积部分是如图9(D)中示出的纵截面与其旁边的代表例那样具有厚板34加强的定位用嵌合部35，和使上下箱体配合防止箱体落下的旋转式固定构件37。扬声器部件(未图示)是悬挂着与中段箱体32的表面壁碰接的口径38cm的全音域扬声器。

该第8实施例共鸣抑止装置第8型是由厚度0．4cm双面瓦楞纸制的密闭箱38-46构成。密闭箱38、39、40进深为7cm，如图9(B)中示出代表例那样，内部由中间间隔47隔开了，并如图9(A)所示粘接在各箱体31、32以及33背面壁上。密闭箱41-46如图9(C)中示出代表例那样，三角柱外箱中的截面积是外箱的1／2，并有将内部间隔为3段的内箱48。上述密闭箱41、42、45以及46分别粘接在箱体31与33的表面壁上。密闭箱43、44粘接在箱体32的侧壁上。

象该实施例这样的扬声器系统，没有失真感、不快感，可获得清晰度高、具有丰满感的再现音，听电视播送的音声也不会疲倦。

以上是对代表性的实施例作说明，但本发明不限定于这些实施例。

本发明所用的障壁材料除瓦楞纸、厚纸外还有布、高密度毡、树脂板、铅薄片、隔音板、薄板等面密度为0．01g／cm²～1．0g／cm²，最好是0．02g／cm²～0．5g／cm²，有体密度在0．1g／cm³以上内部损耗较大，弹性小的薄片状物，可根据共鸣音波长和所要得到的音质作适宜地选择。但这些薄片状物不必是穿孔板。而且障壁内部也无需充填玻璃棉等体密度0．05g／cm³以下的公知吸音体。

从图6、图7以及图8实施例可知上述障壁至少有必要对于接近箱体较长方向长度的波长的音呈半透过性。应明白全透过性没有效果。全反射性在障壁处没有音的扩散效果时，产生别的波长的驻波，产生箱体实际容积减小这样的问题。用上述障壁围出的空间有必要形成为使其一端进入箱体较长方向的一端到另一端距离1／2～4／5的位置。而且上述空间一端所占的面积最好为与箱体较长方向相正交方向上箱体面积的80％以下。上述空间中没有共鸣声音源的空间的总容积最好是箱体容积的10％-80％。形成上述空间的障壁最好有箱体较长方向间隔的障壁和箱体宽度方向间隔的障壁。

作为简便方法也可以如下所述在箱体内配置厚纸制或瓦楞纸制简体所形成的空间。

首先，将截面积为箱体截面积一半至2／3的封闭的中空空间2个或3个从箱体较长方向一端到另一端排列成直列。该直列中2个或3个排列的中空空间也可以分作二组或三组以上较细的中空空间。根据需要在上述中空空间的内部将2个或3个截面积为上述中空空间截面积的一半、封闭的小空间在箱体的较长方向排列为直列。另外在上述中空空间的外部排列上述小空间时，也可以使上述中空空间与小空间截面积为各个箱体截面积的1／4至1／3。

另外，按照爱好还可以在箱体和障壁内少量并用吸音体。

又，图9所示的第8实施例中，是通过内贴瓦楞纸并堆积截断的箱体，可以避免箱体重量化，而抑制箱体不需要的共振。另外，与构成箱体的板材形成一体的瓦楞纸层也可以叠加复合瓦楞纸，使之更厚，也可以为板材、瓦楞纸层和树脂制的类似构造体。而且为使扬声器部件容易更换，也可以从中段箱体32使链悬挂的扬声器部件与表面壁整体地拆下。还可以在箱体天花板和底板的内侧上粘接双面瓦楞纸制的密闭箱38和同样的箱。

本发明的扬声器系统可适用于具有密封型、低声频反射型、后面开放型的扬声器系统以及具有扬声器音箱的喇叭型扬声器。

Claims (4)

1、一种用于扬声器系统的一种箱体，具有隔音壁构成的箱体，其特征在于，所述箱体的内侧具有障壁围出的空间部，令所述箱体内部尺寸宽度、深度、高度当中最长的长度为L，所述障壁至少有一部分对于所述箱体内部所产生的驻波中波长是所述L和两倍L长度至少这两种驻波呈半透过性，并由内部损耗大的、单位面积的密度在0．01g／cm²以上，1．0g／cm²以下，单位体积的密度在0．1g／cm³以上的材料构成；所述空间部具有的开口部面积占空间部表面积的1／10以下；所述空间部所具有的封闭的一端处于所述长度L方向从一端到另一端距离的1／2至4／5之间。

2、一种扬声器系统音质改善的方法，所述扬声器系统具有隔音壁构成的箱体和扬声器，并且在所述箱体内，通过所述扬声器产生多个驻波，其特征在于，所述改善方法包括如下步骤：

利用障壁围出一个空间部，构成所述障壁的材料至少对于所述箱体内部所产生的驻波中波长较长的驻波呈半透过性，并且是一种内部损耗大的、单位面积的密度在0．01g／cm²以上，1．0g／cm²以下，单位体积的密度在0．1g／cm³以上的材料，所述空间部具有的开口部面积占空间部表面积的1／10以下，而且所述空间部具有封闭的一端；

将所述空间部放入所述箱体中。

3、如权利要求1所述的箱体，其特征在于，构成所述障壁的材料为纸。

4、如权利要求1所述的箱体，其特征在于，所述隔音壁的内侧具有瓦楞纸构造体层。

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