ITBO20120708A1 - HEARING ACOUSTIC CASE - Google Patents
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Description
CASSA ACUSTICA RISONANTE RESONANT ACOUSTIC BOX
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invenzione s’inserisce neN’ambito acustico, in particolare nel settore tecnico relativo alle casse acustiche risonanti, nello specifico alle casse acustiche per altoparlanti e/o strumenti acustici, preferibilmente a strumenti percussione membranofoni risonanti quali tamburi, grancassa, bongos, ecc.. The present invention is inserted in the acoustic field, in particular in the technical sector relating to resonant acoustic boxes, specifically to acoustic boxes for loudspeakers and / or acoustic instruments, preferably to resonant membrane percussion instruments such as drums, bass drum, bongos, etc. .
Il volume di lavoro interno influenza enormemente il suono emesso dagli strumenti percussione membranofoni risonanti e dai sistemi altoparlanti risuonanti che, come noto, comprendono un altoparlante ed una cassa acustica risonante su cui è montato l’altoparlante. Pertanto un’importante fase della progettazione di tali sistemi e di detti strumenti consiste nel calcolo teorico del volume interno ed è particolarmente complessa. Per semplificare detto calcolo, neN’ambito dei sistemi altoparlanti, sono stati sviluppati i parametri elettroacustici di Thiele & Small, che sono specifici per ogni singolo altoparlante, e che vengono considerati per calcolare il volume interno teorico ottimale della cassa acustica risonante su cui montare l’altoparlante. Data la complessità del calcolo, sono stati sviluppati innumerevoli programmi software in grado di fornire, una volta impostati detti parametri, il volume interno teorico e/o le dimensioni interne della cassa. Sulla base del valore teorico così ottenuto, viene progettata la cassa acustica risonante e successivamente realizzata. Solo in seguito al montaggio dell’altoparlante sulla cassa si può verificare se il sistema altoparlante ottenuto risuona effettivamente in maniera soddisfacente o se è necessario progettare un’ulteriore cassa acustica previa modifica dei citati parametri. Generalmente, per ottenere un risultato soddisfacente in condizioni standard di collaudo acustico del sistema risonante, è necessario reiterare più volte il ciclo operativo che comprende le fasi di calcolo del volume teorico della cassa, di progetto della cassa, di assemblaggio del sistema risonante altoparlante e di collaudo acustico dello stesso. Ciò comporta un discreto dispendio di tempo di manodopera e, ovviamente un aggravio dei costi di produzione. Inoltre, il rendimento di un sistema altoparlante risonante è fortemente influenzato daN’ambiente in cui esso viene disposto. Infatti, lo stesso sistema altoparlante, posto all’aperto, avrà un rendimento diverso rispetto a quando è situato in un ambiente chiuso, e comunque sarà influenzato dalla conformazione deN’ambiente circostante, dagli ingombri ivi presenti e dal relativo posizionamento. Pertanto anche un sistema altoparlante, che ha superato il citato collaudo acustico in condizioni standard, può non superare soddisfacentemente un collaudo acustico nelle condizioni di utilizzo. Lo stesso si può affermare anche in relazione ai citati strumenti a percussione. Comunque a prescindere dall’esito del collaudo, è particolarmente sentita l’esigenza, da parte dell’utilizzatore finale, di modificare a proprio piacimento il suono generato da tali sistemi altoparlanti e da tali strumenti. In aggiunta a ciò, a seconda della tipologia di sistema altoparlante che si intende realizzare, in sospensione pneumatica (detto anche “sealed box” o “infinite baffle”) o in cassa “bass reflex”, il volume interno della relativa cassa acustica è notevolmente diverso e quindi non risulta possibile utilizzare uno stesso sistema altoparlante in sospensione pneumatica e in “bass reflex”. The internal working volume greatly influences the sound emitted by resonant membrane percussion instruments and resonant loudspeaker systems which, as known, include a loudspeaker and a resonant acoustic box on which the loudspeaker is mounted. Therefore an important phase of the design of these systems and tools consists in the theoretical calculation of the internal volume and is particularly complex. To simplify this calculation, in the field of loudspeaker systems, the electroacoustic parameters of Thiele & Small have been developed, which are specific for each individual loudspeaker, and which are considered to calculate the optimal theoretical internal volume of the resonant loudspeaker on which to mount the 'speaker. Given the complexity of the calculation, countless software programs have been developed capable of providing, once these parameters have been set, the theoretical internal volume and / or internal dimensions of the case. On the basis of the theoretical value thus obtained, the resonant acoustic box is designed and subsequently built. Only after mounting the loudspeaker on the speaker can it be verified whether the resulting loudspeaker system actually resonates satisfactorily or if it is necessary to design an additional loudspeaker after modifying the aforementioned parameters. Generally, in order to obtain a satisfactory result under standard acoustic test conditions of the resonant system, it is necessary to repeat several times the operating cycle which includes the phases of calculation of the theoretical volume of the enclosure, of the design of the enclosure, of assembly of the resonant loudspeaker system and of acoustic testing of the same. This involves a fair amount of labor time and obviously an increase in production costs. Furthermore, the performance of a resonant speaker system is strongly influenced by the environment in which it is placed. In fact, the same loudspeaker system, placed outdoors, will have a different performance than when it is located in a closed environment, and in any case it will be influenced by the conformation of the surrounding environment, by the dimensions present therein and by the relative positioning. Therefore, even a loudspeaker system, which has passed the aforementioned acoustic test under standard conditions, may not satisfactorily pass an acoustic test under the conditions of use. The same can also be said in relation to the aforementioned percussion instruments. In any case, regardless of the outcome of the test, the need is particularly felt by the end user to modify the sound generated by these loudspeaker systems and by these instruments at will. In addition to this, depending on the type of loudspeaker system to be built, in pneumatic suspension (also called "sealed box" or "infinite baffle") or in "bass reflex" enclosure, the internal volume of the relative loudspeaker is considerably different and therefore it is not possible to use the same loudspeaker system in pneumatic suspension and in “bass reflex”.
Per sopperire a tali problematiche sono stati proposti in passato dei sistemi di equalizzazione elettronica del suono generabile da detto sistema altoparlante risonante e/o da detti strumenti ma essi non permettono una regolazione fine del suono e comunque non evitano i citati problemi di progettazione e di produzione. To overcome these problems, electronic equalization systems have been proposed in the past for the sound that can be generated by said resonant loudspeaker system and / or by said instruments but they do not allow a fine adjustment of the sound and in any case do not avoid the aforementioned design and production problems. .
Lo scopo della presente invenzione consiste nel risolvere i sopra citati inconvenienti correlati alle casse risonanti di tipo noto. Il suddetto scopo è ottenuto mediante una cassa risonante in accordo con la rivendicazione indipendente. The object of the present invention consists in solving the aforementioned drawbacks related to known types of resonant boxes. The aforesaid object is achieved by means of a resonating box in accordance with the independent claim.
Con la presente invenzione è possibile modificare il volume interno di lavoro del sistema altoparlante o dello strumento musicale membranofono potendone così variare a piacimento e con continuità il “fattore di merito in cassa chiusa” (noto anche come “QTC” o “fattore di rendimento in cassa chiusa”) influenzando il suono emesso dal sistema altoparlante e/o dello strumento membranofono per avvenuta variazione del carico acustico esercitato da aria. With the present invention it is possible to modify the internal working volume of the loudspeaker system or of the membrane-sounding musical instrument, thus being able to vary at will and continuously the "merit factor in closed case" (also known as "QTC" or "performance factor in closed case ”) by influencing the sound emitted by the loudspeaker system and / or the membrane-phone instrument due to a variation in the acoustic load exerted by air.
Tale regolazione è possibile anche in fase di riproduzione o di esecuzione di un suono, o di un brano musicale, in base alle preferenze dell’utilizzatore finale. This adjustment is also possible during playback or execution of a sound, or a piece of music, according to the preferences of the end user.
Forme di realizzazione specifiche dell’invenzione saranno descritte nel seguito della presente trattazione, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l’ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali: Specific embodiments of the invention will be described later in this discussion, in accordance with the claims and with the aid of the attached drawing tables, in which:
la figura 1 è una vista prospettica schematica frontale di una prima forma di realizzazione della cassa acustica secondo l’invenzione; Figure 1 is a schematic front perspective view of a first embodiment of the sound box according to the invention;
la figura 2 è una vista in sezione dall’alto cassa acustica di Fig. 1 secondo l’asse III; Figure 2 is a sectional view from the top of the sound box of Fig. 1 according to axis III;
la figura 3 è una vista in sezione dall’alto di una seconda forma di realizzazione della cassa acustica secondo l’invenzione; Figure 3 is a sectional view from above of a second embodiment of the acoustic box according to the invention;
la figura 4 è una vista prospettiva schematica con porzioni omesse di una terza forma di realizzazione della cassa acustica secondo l’invenzione 1 ; Figure 4 is a schematic perspective view with omitted portions of a third embodiment of the acoustic box according to the invention 1;
la figura 5 è una vista in sezione dall’alto della forma di realizzazione della cassa acustica di Fig. 1 ; e Figure 5 is a sectional view from above of the embodiment of the acoustic box of Fig. 1; And
la figura 6 è una prospettiva di un componente della cassa acustica di Fig. 5. figure 6 is a perspective of a component of the acoustic box of Fig. 5.
Con riferimento alle suddette figure, si è indicato con 1 una cassa acustica risonante comprendente: una struttura esterna 2 definente un primo volume interno. La struttura esterna 2 è interessata, in un primo lato, da una prima apertura 3 per l’accoppiamento della cassa acustica 1 con un altoparlante 33 o una membrana acustica per uno strumento membranofono risonante. Tale cassa acustica 1 è caratterizzata dal fatto di comprendere: almeno una prima camera 4 disposta internamente alla struttura esterna 2, detta prima camera 4 essendo chiudibile circoscrivendo uno spazio chiuso; e mezzi di azionamento 55 azionabili per chiudere detta prima camera 4 per, quando detta cassa acustica 1 è accoppiata a detto altoparlante 33 o a detta membrana e detta prima camera 4 è chiusa, ottenere un secondo volume di lavoro, interno alla struttura esterna e minore di detto primo volume, in cui si troverà a lavorare detto altoparlante o detta membrana. Ciò consente di variare il volume interno in cui opera l’altoparlante variandone il comportamento e quindi il suono emesso da un sistema altoparlante secondo l’invenzione. Nelle figure sono illustrate solo casse 1 per sistemi altoparlanti 30 (in cui la struttura esterna presenta pareti continue sui rimanenti cinque relativi lati) in quanto particolarmente vantaggiose. Dimensionando opportunamente gli spazi chiudibili da una pluralità di camere 4, è possibile una regolazione fine del secondo volume di lavoro e quindi del suono emesso. Ciò risulta possibile anche con una forma di realizzazione alternativa, in cui è sufficiente una unica prima camera 4 chiudibile in una pluralità di diverse disposizioni relative fra le parti 6,7,9 che la compongono, con ogni disposizione che definisce uno spazio chiuso occupante un relativo diverso terzo volume. Tale prima camera 4 può vantaggiosamente comprendere: una parete di fondo 6, una porzione laterale 7 a sezione trasversale fissa, originantesi da detta parete di fondo 6 e terminante con un relativo bordo 8, per delimitare lateralmente detto spazio chiuso (ossia detto terzo volume); una parete di chiusura 9 mobile e scorrevolmente inseribile nella porzione laterale 7 per regolare le dimensioni di detto spazio chiuso. I mezzi di azionamento 55 possono comprendere mezzi di regolazione 5 della distanza fra la parete di chiusura 9 inserita nella porzione laterale 7 e detto bordo 8. Come mostrato nelle Figg. 1-2, tale prima camera può occupare la maggior parte del primo volume. La porzione laterale 7 può essere vantaggiosamente costituita da una parete cilindrica 7 e la parete di chiusura 9 può essere costituita da un diaframma circolare 9 che viene movimentato all’interno della parete cilindrica 7 da una vite 5 che lo attraversa centralmente. Secondo una forma di realizzazione alternativa (non illustrata), la prima camera può essere delimitata dai 5 lati dalla stessa struttura esterna 2 non interessati dalla prima apertura 3, tali lati si identificano quindi con la relativa parete di fondo e la porzione laterale. In tal caso, la parete di chiusura è parallela a detto primo lato della struttura esterna 2 e movimentabile da un pistone idraulico lungo una direzione perpendicolare a tale primo lato. With reference to the aforementioned figures, 1 indicates a resonant acoustic box comprising: an external structure 2 defining a first internal volume. The external structure 2 is affected, in a first side, by a first opening 3 for the coupling of the acoustic box 1 with a speaker 33 or an acoustic membrane for a resonant membranophone instrument. This acoustic box 1 is characterized in that it comprises: at least a first chamber 4 arranged inside the external structure 2, said first chamber 4 being closable by circumscribing a closed space; and actuation means 55 which can be operated to close said first chamber 4 for, when said loudspeaker 1 is coupled to said loudspeaker 33 or to said membrane and said first chamber 4 is closed, to obtain a second working volume, internal to the external structure and smaller than said first volume, in which said loudspeaker or said membrane will work. This allows you to vary the internal volume in which the speaker operates by varying its behavior and therefore the sound emitted by a speaker system according to the invention. The figures show only speakers 1 for loudspeaker systems 30 (in which the external structure has continuous walls on the remaining five relative sides) as they are particularly advantageous. By appropriately dimensioning the spaces that can be closed by a plurality of chambers 4, it is possible to fine-tune the second working volume and therefore the sound emitted. This is also possible with an alternative embodiment, in which a single first chamber 4 is sufficient that can be closed in a plurality of different relative arrangements between the parts 6,7,9 that compose it, with each arrangement defining a closed space occupying a its different third volume. Said first chamber 4 can advantageously comprise: a bottom wall 6, a lateral portion 7 with a fixed cross section, originating from said bottom wall 6 and ending with a relative edge 8, to laterally delimit said closed space (i.e. said third volume) ; a closing wall 9 movable and slidably insertable in the side portion 7 to adjust the dimensions of said closed space. The actuation means 55 can comprise means 5 for adjusting the distance between the closing wall 9 inserted in the lateral portion 7 and said edge 8. As shown in Figs. 1-2, this first chamber can occupy most of the first volume. The side portion 7 can be advantageously constituted by a cylindrical wall 7 and the closing wall 9 can be constituted by a circular diaphragm 9 which is moved inside the cylindrical wall 7 by a screw 5 that crosses it centrally. According to an alternative embodiment (not shown), the first chamber can be delimited from the 5 sides by the same external structure 2 not affected by the first opening 3, these sides are therefore identified with the relative bottom wall and the side portion. In this case, the closing wall is parallel to said first side of the external structure 2 and can be moved by a hydraulic piston along a direction perpendicular to said first side.
Secondo una relativa e preferita forma di realizzazione, la cassa 1 comprende almeno due camere chiudibili 4, 10, con la seconda camera 10 chiudibile per circoscrivere uno spazio chiuso avente un predeterminato secondo volume fisso. Nelle Figg. 4-5, tale cassa prevede, oltre la prima, ulteriori cinque camere chiudibili, ognuna delle quali aventi come parete di chiusura 9 uno sportello 9 vincolato girevolmente ad un’ulteriore parete 19 facente parte della porzione laterale della camera 4 e guidato da una ghiera 18. La parete di fondo 6 può essere costituita da una porzione della struttura esterna 2 della cassa. Ciò semplifica la fabbricazione della cassa 1. Nella forma di realizzazione di Fig. 3, le ulteriori tre camere 10 chiudibili, in aggiunta a detta prima camera 4 sono disposte in sequenza dal primo lato della struttura esterna verso un ulteriore lato contrapposto a detto primo lato e sono definite da una serie di pannelli 20 forati fissi e da una serie di pareti di chiusura 9 scorrevoli su detti pannelli per chiudere i fori 21 dei pannelli forati. Facendo scorrere opportunamente le pareti di chiusura 9 sui relativi pannelli si regola grossolanamente il secondo volume di lavoro, che può essere regolato finemente per mezzo della prima camera 4 chiudibile analogamente a quanto avviene nelle casse delle Figg. 1 , 2 e 4-5. 1 In una stessa cassa acustica 1 , le camere 10 in aggiunta a detta prima camera 4 possono essere di tipologia, forma e dimensioni diverse, ad esempio sia del tipo indicato in Fig. 3 che nelle Fig. 4 e 5. According to a relative and preferred embodiment, the casing 1 comprises at least two closable chambers 4, 10, with the second chamber 10 being closable to circumscribe a closed space having a predetermined second fixed volume. In Figs. 4-5, this case provides, in addition to the first, five further lockable chambers, each of which having as a closing wall 9 a door 9 rotatably linked to a further wall 19 forming part of the lateral portion of the chamber 4 and guided by a ring 18. The bottom wall 6 can be constituted by a portion of the external structure 2 of the box. This simplifies the manufacture of the case 1. In the embodiment of Fig. 3, the further three lockable chambers 10, in addition to said first chamber 4, are arranged in sequence from the first side of the external structure towards a further side opposite to said first side and are defined by a series of fixed perforated panels 20 and by a series of closing walls 9 sliding on said panels to close the holes 21 of the perforated panels. By suitably sliding the closing walls 9 on the relative panels, the second working volume is roughly adjusted, which can be finely adjusted by means of the first closable chamber 4 similarly to what occurs in the boxes of Figs. 1, 2 and 4-5. 1 In the same loudspeaker 1, the chambers 10 in addition to said first chamber 4 can be of different types, shapes and sizes, for example both of the type indicated in Fig. 3 and in Fig. 4 and 5.
Preferibilmente la cassa 1 secondo l’invenzione è predisposta per la fabbricazione di sistemi 30 risonanti altoparlanti (Figg. 2, 5). A tale scopo detta prima apertura 3 è conformata per impegnarsi con un cestello 34 di un altoparlante 33. Vantaggiosamente per realizzare un sistema 30 altoparlante bass reflex, il primo lato di detta struttura esterna 2 interessato da detta prima apertura 3 è interessato ulteriormente da un’ulteriore seconda apertura 11 per impegnarsi con un condotto acustico, detto anche "raccordo del reflex" per convogliare le frequenze sonore emesse posteriormente da detto altoparlante 33 e riflessibili all’interno della cassa acustica. Preferibilmente la cassa acustica 1 comprende ulteriormente: un primo tubo 12 interno originatesi da detta seconda apertura 11 e terminante un’estremità aperta ed un secondo tubo 13 telescopicamente accoppiabile a detto primo tubo 12 per costituire congiuntamente a quest’ultimo un condotto acustico per convogliare le frequenze sonore emettibili da detto altoparlante 33 e riflessibili all’interno della cassa acustica 1 (nel citato volume di lavoro); ed ulteriori mezzi di regolazione 14 azionabili per movimentare il secondo tubo 13 rispetto al primo tubo 12 per regolare la lunghezza di detto condotto (Figg. 6). Preferably the case 1 according to the invention is designed for the manufacture of resonant speaker systems 30 (Figs. 2, 5). For this purpose, said first opening 3 is shaped to engage with a basket 34 of a loudspeaker 33. Advantageously, to make a bass reflex loudspeaker system 30, the first side of said external structure 2 affected by said first opening 3 is further affected by a further second opening 11 to engage with an acoustic duct, also called "reflex connection" to convey the sound frequencies emitted at the rear by said loudspeaker 33 and reflectable inside the acoustic box. Preferably, the acoustic box 1 further comprises: a first internal tube 12 originating from said second opening 11 and ending with an open end and a second tube 13 which can be telescopically coupled to said first tube 12 to form together with the latter an acoustic duct for conveying the sound frequencies emitted by said loudspeaker 33 and reflectable inside the acoustic box 1 (in the aforementioned working volume); and further adjustment means 14 which can be operated to move the second tube 13 with respect to the first tube 12 to adjust the length of said conduit (Figs. 6).
In tal caso è preferibile che la cassa 1 comprenda uno sportello 15 per chiudere detta seconda apertura 11. Ciò, unitamente alla regolazione del secondo volume di lavoro, consente all’utilizzatore finale di utilizzare la stessa cassa acustica 1 sia per sistemi 30 risonanti altoparlanti sospensione pneumatica sia in cassa “bass reflex”. Vantaggiosamente tale cassa 1 comprende anche mezzi di movimentazione 16 di detto sportello 15 azionabili per chiudere almeno parzialmente la seconda apertura 11 (Fig. 6). Tali mezzi di movimentazione 16 possono essere azionabili per regolare il posizionamento dello sportello 15 rispetto alla seconda apertura 11 da una prima posizione in cui la seconda apertura è completamente aperta ad una seconda posizione in cui la seconda apertura è completamente chiusa. In this case it is preferable for the speaker 1 to include a door 15 to close said second opening 11. This, together with the adjustment of the second working volume, allows the end user to use the same speaker 1 for both resonant and suspension speaker systems 30 pneumatic both in the “bass reflex” case. Advantageously, this box 1 also comprises means 16 for moving said door 15 which can be operated to at least partially close the second opening 11 (Fig. 6). Such movement means 16 can be operable to adjust the positioning of the door 15 with respect to the second opening 11 from a first position in which the second opening is completely open to a second position in which the second opening is completely closed.
La cassa 1 può essere compresa in uno strumento membranofono quando la prima apertura 3 è conformata per accoppiarsi con una membrana acustica per strumenti membranofoni a percussione. The case 1 can be comprised in a membranophone instrument when the first opening 3 is shaped to couple with an acoustic membrane for percussion membraneophone instruments.
In ogni forma di realizzazione della cassa 1 secondo l’invenzione può essere prevista almeno una valvola pneumatica 17 (Figg. 1 e 2) elettricamente comandata o ad azionamento meccanico pneumatico per consentire il passaggio di aria dallo spazio chiuso al volume di lavoro e viceversa e/o guarnizioni per garantire la tenuta pneumatica fra questi ultimi. In each embodiment of the casing 1 according to the invention, at least one pneumatic valve 17 (Figs. 1 and 2) can be provided that is electrically controlled or mechanically pneumatically operated to allow the passage of air from the closed space to the working volume and vice versa and / or gaskets to ensure the pneumatic seal between the latter.
Inoltre sono vantaggiosamente previsti mezzi di comando, non mostrati, dei citati mezzi di azionamento 55, degli ulteriori mezzi di regolazione 14 e dei mezzi di movimentazione 16. Tali mezzi di comando possono anche essere del tipo a controllo remoto. Risulta vantaggioso un sistema risonante 30 altoparlante comprendente una cassa 1 in accordo con l’invenzione e un sistema per la riproduzione di suoni comprendente il citato sistema 30. Moreover, control means, not shown, are advantageously provided for the aforementioned actuation means 55, for the further adjustment means 14 and for the movement means 16. These control means can also be of the remote control type. A resonant speaker system 30 comprising a speaker 1 in accordance with the invention and a system for reproducing sounds comprising the aforementioned system 30 is advantageous.
Esempi preferiti di detto sistema per la riproduzione di suoni comprendono diffusori acustici o P.A. (public address) e professionali, impianti diffusori acustici per uso domestico, impianti diffusori acustici per automezzi, televisioni, personal computer, personal computer del tipo desktop, personal computer del tipo notebook, personal computer del tipo tablet, lettore di musica digitale (IPOD), cuffie stereofoniche, auricolari telefoni, telefoni cellulari, e strumenti musicali. Preferred examples of said system for reproducing sounds include acoustic speakers or P.A. (public address) and professional, loudspeaker systems for domestic use, loudspeaker systems for vehicles, televisions, personal computers, desktop personal computers, notebook personal computers, tablet personal computers, digital music players (IPOD) , stereo headphones, earphones, cell phones, and musical instruments.
Sono inoltre vantaggiosi gli strumenti musicali membranofoni comprendenti una cassa acustica risonante 1 in accordo con l’invenzione. Also advantageous are the membranous musical instruments comprising a resonant acoustic box 1 in accordance with the invention.
S’intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti costruttive s’intendono rientranti neN'ambito protettivo della presente soluzione tecnica, come nel seguito rivendicata. It is understood that the above has been described by way of non-limiting example, so any construction variants are understood to fall within the protective scope of this technical solution, as claimed below.
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