JP2004015588A - Speaker system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号再生に用いられる音響放射ダクトを有するスピーカーシステム、特にバスレフ型エンクロージャーに代表される音響放射ダクトを有するスピーカーシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
音声信号再生に用いられるスピーカーシステム等において、スピーカーは低音域の再生特性を改善するために各種のエンクロージャーに取り付けられる。なかでも、よく知られたバスレフ型エンクロージャーでは、エンクロージャー内の空気のスティフネスと音響放射ダクト内の空気の質量が音響的に共振することを利用して、低音域の再生特性の改善を図ることができる。上記音響放射ダクトの第1の開口部は、エンクロージャーの外側のバッフル面に設けられ、第2の開口部は、エンクロージャーの内側に設けられる。
【0003】
上記の共振がおこる共振周波数付近においては、エンクロージャーの外側のバッフル面に設けられた音響放射ダクト開口からは高い音圧の放射音が得られる。このとき、音響放射ダクトの内側および開口では非常に早い速度で空気が振動する。その結果、音響放射ダクトでは、好ましくない風切音や高調波歪成分が生じる。
【0004】
この現象は、長さ方向に均一な断面を有する音響放射ダクトの場合に発生しやすい。また、音響放射ダクトの開口が小さい場合には、更に顕著になる。最近のスピーカーおよびスピーカーシステム等の小型化に伴い音響放射ダクトの開口が小さくなり、風切音や高調波歪成分が大きくなる傾向がある。
【0005】
そのために、従来は、音響放射ダクトの断面形状を長さ方向に従って変化させたり、特に音響放射ダクトの開口部にテーパーまたは曲面を設け、開口面積を滑らかに変化させたりする等の方法が採られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の方法では、風切音や高調波歪成分の発生を少なくするのには限界がある。音響放射ダクトの開口部にテーパーまたは曲面を設ける場合には、その効果を十分に得るにはかなり大きな変化をつける必要があり、音響放射ダクトの必要な断面積に比較して開口部の面積が大きくなる。従って、現実的には、音響放射ダクトの開口部で十分に大きなテーパーまたは曲面を設けることができないため、風切音や高調波歪成分の発生が多くなる。
【0007】
以上のように、音響放射ダクトの開口部での風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる音響放射ダクトを有するスピーカーシステムが求められている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0009】
本発明のスピーカーシステムは、エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備えるスピーカーシステムであって、上記音響放射ダクトが、上記エンクロージャーを構成する外壁のうちの1つの外壁から上記エンクロージャー内部へと延びる主ダクトと、上記主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有する。
【0010】
本発明において好ましくは、上記副ダクトが、主ダクトのエンクロージャー外壁側の開口部に近接して設けられた第1の開口部と、エンクロージャー外部に設けられた第2の開口部と、第1の開口部と第2の開口部とを連通する空間とによって規定される、スピーカーシステムが提供される。
【0011】
本発明において好ましくは、上記副ダクトが、流速制御手段を有する。
【0012】
本発明において好ましくは、上記副ダクトの流速制御手段が、副ダクトの第1および/または第2の開口部に設けられたテーパーである。
【0013】
本発明において好ましくは、上記副ダクトの流速制御手段が、副ダクトの前記第1の開口部と前記第2の開口部を連通する空間に配設された吸音材である。
【0014】
以下、本発明の作用について説明する。
【0015】
バスレフ型スピーカーシステムの低音域での再生特性は、スピーカーの振動板等の振動系質量と、ダンパー等の支持系のスティフネスと、音響放射ダクトの空気の質量と、エンクロージャーの内側の空気によるスティフネスから定まる。バスレフ型エンクロージャーの共振周波数付近では、音響放射ダクトの空気の体積速度が最大となり、音響放射ダクトの開口からの音響放射により低音域の再生特性の改善を図ることができる。この場合に、音響ダクト内の壁面等で生じる摩擦による抵抗や、音響放射ダクト開口で音響的な負荷が大きく変化したりすることによって空気の振動に乱れが生じ、風切音や高調波歪成分が発生する。音響的な負荷の大きな変化は、音響放射ダクトの開口部での空気の振動速度が早いのに対して、上記開口部が設けられたバッフル面の音響放射ダクト開口周囲の空気がほぼ静止していて、空気の振動速度が大きく異なることに起因する。
【0016】
本発明によれば、本発明のスピーカーシステムは、エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備えるスピーカーシステムであって、上記音響放射ダクトが、エンクロージャーを構成する外壁のうちの1つの外壁からエンクロージャー内部へと延びる主ダクトと、主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有するので、副ダクトの開口の空気が、主ダクトの開口の空気の振動に伴って誘導され、主ダクトの空気と同期して振動する。その結果、副ダクトの開口の空気は、主ダクトの開口の空気の振動速度と、開口周囲のほぼ静止している空気の振動速度の中間の振動速度で振動する。従って、空気の振動速度の不連続が少なくなるため、風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0017】
また、本発明によれば、上記副ダクトが、主ダクトのエンクロージャー外壁側の開口部に近接して設けられた第1の開口部と、エンクロージャー外部に設けられた第2の開口部と、第1の開口部と第2の開口部とを連通する空間とによって規定されるので、副ダクトの第1の開口の空気が、エンクロージャーの内部の空気に影響を受けることなく主ダクトの開口の空気の振動に伴って誘導され、主ダクトの空気と同期して振動する。その結果、副ダクトの開口の空気は、主ダクトの開口の空気の振動速度と、開口周囲のほぼ静止している空気の振動速度の中間の振動速度で振動する。従って、空気の振動速度の不連続が少なくなるため、風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0018】
また、本発明によれば、副ダクトに流速制御手段を設けることにより、副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、さらに良好に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0019】
また、本発明によれば、副ダクトの第1および/または第2の開口部にテーパーを設けることにより、副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、安価なコストで効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0020】
また、本発明によれば、副ダクトの第1の開口部と第2の開口部を連通する空間に吸音材を設けることにより、容易に副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、安価なコストで効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【0022】
図1は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム1の概略断面図である。このスピーカーシステム1は、スピーカー2および本発明の音響放射ダクト3が、エンクロージャー4に取り付けられており、バスレフ型スピーカーシステムとして構成されている。スピーカー2は、動電型スピーカーで任意の適切な構成が採用され得る。図1では、音響放射ダクト3はスピーカーが取り付けられたバッフル面と同一のバッフル面に取り付けられているが、エンクロージャの任意のバッフル面に取り付けられればよい。
【0023】
音響放射ダクト3は、主ダクト31と、副ダクト32からなる。主ダクト31の第1の開口部31aは、エンクロージャー4の外側のバッフル4aに設けられ、第2の開口部31bは、エンクロージャー4の内側に設けられる。図示例においては、副ダクト32は、折り返しダクトとして構成される。具体的には、副ダクト32の第1の開口部32aは、主ダクト31の開口部31aの周囲に設けられ、副ダクト32の第2の開口部32bは、副ダクト32の第1の開口部32aの周囲に設けられる。従って、主ダクト31の第1の開口部31aと副ダクト32の第1の開口部32aとが近接して配置され、主ダクト31の第2の開口部31bと副ダクト32の第2の開口部32bがエンクロージャ4の内側および外側に離間して配置される。
【0024】
図2は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカーシステム1の断面図である。本実施形態の副ダクト32は、第1の開口部32aが主ダクト31の第1の開口部31a周囲に設けられ、第2の開口部32bがエンクロージャ4の外側に配置されている。
【0025】
図3は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム1の音響放射ダクト3付近の部分断面図である。図4(a)は、図3の音響放射ダクトを構成する開口規定部材33および円筒ダクト34の正面図であり、(b)は断面図である。主ダクト31は、円筒ダクト34と該円筒ダクト34に取り付けられた開口規定部材33とにより構成される。主ダクト31の周囲には、主ダクト31を囲む外側筒状部33aが設けられている。主ダクト31は、円筒ダクト34が副バッフル4cを介してバッフル4aの貫通穴4bに取り付けられることにより、エンクロージャーに取り付けられる。副ダクト32は、開口規定部材33の外側筒状部33a、内側筒状部33cおよび円筒ダクト34によって規定される。より詳細には、副ダクト32の第1の開口部32aは、開口規定部材33の内側筒状部33cと外側筒状部33aとを同心的に接続する開口規定部33bに形成された複数の円弧状の開口部として規定される。副ダクト32の第2の開口部32bは、バッフル4aの貫通穴4bを規定する壁と、外側筒状部33aとによって規定される。従って、副ダクト32の第2の開口部32bは、第1の開口部32aの周囲に主ダクト31および第1の開口部32aと同心円上に位置する円環状の開口部として設けられる。以上のように、副ダクト32は、開口規定部材33の開口規定部33bに形成された第1の開口部32aと、外側筒状部33aと貫通穴4bによって規定される第2の開口部32bと、第1の開口部32aと第2の開口部32bとをつなぐ空間(この空間は、内側筒状部33c、外側筒状部33a、円筒ダクト34、副バッフル4cの壁および貫通穴4bの壁で規定される)とによって規定される折り返しダクトとして構成される。
【0026】
図5は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム1の音響放射ダクト3付近の部分断面図である。本実施形態においては、副ダクト32の空気の振動速度を制御するために副ダクトの第1および/または第2の開口部に流速制御手段が設けられる。具体的には、図5のようにバッフル4aの貫通穴4bにテーパーを設けて副ダクト32の第2の開口部32bを構成してもよい。このように、副ダクト32の第1および/または第2の開口部32aおよび/または32bに流速制御手段を設けることにより、効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【0027】
図6は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム1の音響放射ダクト3付近の部分断面図である。図6のように副ダクト32の第1の開口部32aと第2の開口部32bを連通する空間に吸音材5を配置して、副ダクト32の空気の振動速度を制御してもよい。
【0028】
上記の実施例の説明では、副ダクト32は、副バッフル4cを介してバッフル4aに開口規定部材33ならびに円筒ダクト34を取り付けて構成したが、任意の適切な開口規定部材およびダクト形成部材および取り付け部材により構成してもよい。また、音響放射ダクト3は、予め形成した折り返しダクト等を用いることより構成してもよい。
【0029】
上記の実施形態では、主ダクトの第1の開口を円形、副ダクトの第1のおよび第2の開口を複数の円弧状ならびに円環状としたが、本発明の音響放射ダクトの開口の形状は円形、円弧状、ならびに円環状に限られず、楕円形、四角形等の多角形でもよい。また、主ダクトならびに副ダクトのそれぞれの開口の寸法も実施形態の説明における寸法に限られるものではない。
【発明の効果】
【0030】
図7は、本発明の音響放射ダクトを有するスピーカーシステムにおいて、音響放射ダクト正面の距離10cmで測定した場合のダクト正面音圧ならびに第2次および第3次高調波歪の周波数特性のグラフである。このとき、主ダクトの開口部31aの開口直径は34mm、主ダクト31の開口部31aと同心円上に位置する副ダクト32の12個の円弧状の第1の開口部32aの中心直径は42.5mm、開口幅は2.5mm、長さは21mm、同様に副ダクト32の円環状の第2の開口部32bの中心直径は55mm、開口幅は6mmである。このように、本発明の実施により、第2次高調波歪において40〜60Hzで、第3次高調波歪において40〜100Hzで、歪が減少している。
【0031】
本発明により、音響放射ダクトの開口部での風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる音響放射ダクトおよびスピーカーシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音響放射ダクトを用いたスピーカーシステムの断面図である。
【図2】本発明の他の好ましい実施形態の音響放射ダクトを用いたスピーカーシステムの断面図である。
【図3】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図4】本発明の音響放射ダクトを構成する開口規定部材および円筒ダクトの正面図並びに断面図である。
【図5】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図6】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図7】本発明の音響放射ダクトを有するスピーカーシステムにおいて測定したダクト正面音圧ならびに第2次および第3次高調波歪の周波数特性のグラフである。
【符号の説明】
1 スピーカーシステム
2 スピーカー
3 音響放射ダクト
31 主ダクト
31a 主ダクトの第1の開口
31b 主ダクトの第2の開口
32 副ダクト
32a 副ダクトの第1の開口
32b 副ダクトの第2の開口
33 開口規定部材
33a 外側筒状部
33b リブ
33c 内側筒状部
34 円筒ダクト
4 エンクロージャー
4a バッフル
4b バッフルの貫通穴
4c 副バッフル
5 吸音材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker system having an acoustic radiation duct used for reproducing an audio signal, and more particularly to a speaker system having an acoustic radiation duct represented by a bass reflex type enclosure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a speaker system or the like used for audio signal reproduction, speakers are attached to various enclosures in order to improve reproduction characteristics in a low frequency range. Above all, in the well-known bass reflex type enclosure, it is possible to improve the bass reproduction characteristics by utilizing the acoustic resonance of the air stiffness in the enclosure and the air mass in the acoustic radiation duct. it can. The first opening of the acoustic radiation duct is provided on a baffle surface outside the enclosure, and the second opening is provided inside the enclosure.
[0003]
In the vicinity of the resonance frequency at which the above-mentioned resonance occurs, radiation sound of high sound pressure is obtained from the sound radiation duct opening provided on the baffle surface outside the enclosure. At this time, the air vibrates at a very high speed inside the acoustic radiation duct and at the opening. As a result, undesirable wind noise and harmonic distortion components occur in the acoustic radiation duct.
[0004]
This phenomenon tends to occur in the case of an acoustic radiation duct having a uniform cross section in the length direction. In addition, when the opening of the sound radiation duct is small, it becomes more remarkable. With the recent miniaturization of speakers and speaker systems, the opening of the acoustic radiation duct has become smaller, and the wind noise and harmonic distortion components tend to be larger.
[0005]
For this purpose, conventionally, a method has been adopted in which the cross-sectional shape of the sound radiation duct is changed in accordance with the length direction, or in particular, a tapered or curved surface is provided at the opening of the sound radiation duct to smoothly change the opening area. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional method, there is a limit in reducing the generation of wind noise and harmonic distortion components. If a tapered or curved surface is provided in the opening of the sound radiation duct, it is necessary to make a considerable change to obtain the effect sufficiently, and the area of the opening is smaller than the required cross-sectional area of the sound radiation duct. growing. Therefore, in reality, it is not possible to provide a sufficiently large taper or curved surface at the opening of the sound radiation duct, so that wind noise and harmonic distortion components increase.
[0007]
As described above, there is a need for a speaker system having an acoustic radiation duct that can reduce the generation of wind noise and harmonic distortion components at the opening of the acoustic radiation duct.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical measures.
[0009]
A speaker system according to the present invention is a speaker system including an enclosure, a speaker unit, and an acoustic radiation duct, wherein the acoustic radiation duct extends from one of outer walls constituting the enclosure to the inside of the enclosure. It has a duct and a sub duct provided at a peripheral portion of the main duct.
[0010]
In the present invention, preferably, the sub duct has a first opening provided in proximity to an opening on the enclosure outer wall side of the main duct, a second opening provided outside the enclosure, A speaker system is provided that is defined by a space that communicates the opening and the second opening.
[0011]
In the present invention, preferably, the sub duct has a flow velocity control means.
[0012]
In the present invention, preferably, the flow velocity control means of the sub duct is a taper provided at the first and / or second opening of the sub duct.
[0013]
In the present invention, preferably, the flow control means of the sub duct is a sound absorbing material disposed in a space communicating the first opening and the second opening of the sub duct.
[0014]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
[0015]
The bass bass reflex speaker system's low-frequency reproduction characteristics are based on the mass of the vibration system such as the diaphragm of the speaker, the stiffness of the support system such as the damper, the mass of the air in the acoustic radiation duct, and the stiffness of the air inside the enclosure. Is determined. In the vicinity of the resonance frequency of the bass reflex type enclosure, the volume velocity of the air in the sound radiation duct becomes maximum, and the sound reproduction from the opening of the sound radiation duct can improve the reproduction characteristics in the low frequency range. In this case, the air vibration is disturbed by the resistance due to the friction generated on the wall surface in the acoustic duct and the acoustic load greatly changing at the acoustic radiation duct opening, and the wind noise and harmonic distortion components are generated. Occurs. A large change in the acoustic load is that the vibration velocity of the air at the opening of the sound radiation duct is high, while the air around the sound radiation duct opening on the baffle surface provided with the opening is almost stationary. This is due to the fact that the vibration speed of the air is greatly different.
[0016]
According to the present invention, the speaker system of the present invention is a speaker system including an enclosure, a speaker unit, and an acoustic radiation duct, wherein the acoustic radiation duct is connected to one of the outer walls constituting the enclosure from the inside of the enclosure. The main duct, and the auxiliary duct provided at the periphery of the main duct, so that the air at the opening of the auxiliary duct is guided by the vibration of the air at the opening of the main duct, and the air of the main duct Vibrates in synchronization. As a result, the air at the opening of the sub duct oscillates at a vibration speed between the vibration speed of the air at the opening of the main duct and the vibration speed of the air at rest around the opening. Therefore, the discontinuity of the vibration speed of the air is reduced, so that the generation of wind noise and harmonic distortion components can be reduced.
[0017]
Further, according to the present invention, the sub duct has a first opening provided in proximity to an opening of the main duct on the enclosure outer wall side, a second opening provided outside the enclosure, The air in the first opening of the sub duct is defined by the space communicating the first opening and the second opening, so that the air in the opening of the main duct is not affected by the air inside the enclosure. Is induced by the vibration of the main duct, and vibrates in synchronization with the air in the main duct. As a result, the air at the opening of the sub duct oscillates at a vibration speed between the vibration speed of the air at the opening of the main duct and the vibration speed of the air at rest around the opening. Therefore, the discontinuity of the vibration speed of the air is reduced, so that the generation of wind noise and harmonic distortion components can be reduced.
[0018]
Further, according to the present invention, by providing the sub-duct with the flow velocity control means, the vibration velocity of the air in the sub-duct can be adjusted, so that the generation of wind noise and harmonic distortion components can be further reduced. .
[0019]
Further, according to the present invention, since the vibration velocity of the air in the sub duct can be adjusted by providing the first and / or the second opening of the sub duct with a taper, the wind noise can be effectively produced at low cost. And the generation of harmonic distortion components can be reduced.
[0020]
Further, according to the present invention, by providing the sound absorbing material in the space communicating the first opening and the second opening of the sub duct, the vibration speed of the air in the sub duct can be easily adjusted. The generation of wind noise and harmonic distortion components can be effectively reduced at a low cost.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a speaker system according to preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0022]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a
[0023]
The
[0024]
FIG. 2 is a sectional view of a
[0025]
FIG. 3 is a partial cross-sectional view near the
[0026]
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
[0027]
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
[0028]
In the description of the above embodiment, the
[0029]
In the above-described embodiment, the first opening of the main duct is circular, and the first and second openings of the sub duct are a plurality of arcs and an annular shape. The shape is not limited to a circular shape, an arc shape, and an annular shape, but may be a polygonal shape such as an elliptical shape or a rectangular shape. Further, the dimensions of the openings of the main duct and the sub duct are not limited to the dimensions described in the embodiment.
【The invention's effect】
[0030]
FIG. 7 is a graph of the sound pressure in front of the duct and the frequency characteristics of the second and third harmonic distortion when measured at a distance of 10 cm in front of the sound emitting duct in the speaker system having the sound emitting duct of the present invention. . At this time, the opening diameter of the opening 31a of the main duct is 34 mm, and the center diameter of the 12 arc-shaped first openings 32a of the sub-duct 32 located concentrically with the opening 31a of the
[0031]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acoustic radiation duct and the speaker system which can reduce generation | occurrence | production of the wind noise and the harmonic distortion component in the opening part of an acoustic radiation duct can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a speaker system using an acoustic radiation duct of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a speaker system using an acoustic radiation duct according to another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the vicinity of an acoustic radiation duct in another preferred embodiment of the speaker system of the present invention.
FIG. 4 is a front view and a cross-sectional view of an opening defining member and a cylindrical duct that constitute the acoustic radiation duct of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the vicinity of an acoustic radiation duct in another preferred embodiment of the speaker system of the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the vicinity of an acoustic radiation duct in another preferred embodiment of the speaker system of the present invention.
FIG. 7 is a graph of duct front sound pressure and frequency characteristics of second and third harmonic distortion measured in a speaker system having an acoustic radiation duct of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該音響放射ダクトが、
該エンクロージャーを構成する外壁のうちの1つの外壁から該エンクロージャー内部へと延びる主ダクトと;
該主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有する
スピーカーシステム。A speaker system including an enclosure, a speaker unit, and an acoustic radiation duct,
The acoustic radiation duct is
A main duct extending from one of the outer walls constituting the enclosure to the interior of the enclosure;
A speaker system including a sub duct provided on a peripheral portion of the main duct.
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