JP2008160230A - スピーカシステム - Google Patents

Abstract

【課題】廉価で吸音効果が高く廃棄処理も容易な吸音材を用い、平坦な再生周波数特性を有する高音質再生が可能なスピーカシステムを提供する。
【解決手段】ユニット装着口１１ａを有するスピーカキャビネット１と、ユニット装着口１１ａに取り付けられたスピーカユニット２と、スピーカユニット２の背面側でスピーカキャビネット１内に配置された不定形の吸音構造物３とを備える。吸音構造物３は、多孔状で通気性を有する袋３１内に、薄片状の木材チップ３２を充填して成るもので、木材チップ３２には、材木を鉋掛けすることによって発生する厚さ０．０５〜１ｍｍのカールした鉋屑が用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気信号を音響エネルギーに変換するスピーカシステムに係わり、特にスピーカキャビネット内における定在波の発生を抑制してピーク／ディップの少ない平坦な再生周波数特性が得られるようにしたスピーカシステムに関する。

スピーカシステムは、ユニットとキャビネット（エンクロージャ）とにより構成されるが、これを構成するスピーカユニットは再生帯域によってフルレンジ、トゥイータ、ミッドレンジ、ウーファに分けられる。一方、スピーカユニットを取り付けるキャビネットとしては、その形態などによって背面開放型や密閉型といったものが知られる。

ここに、上記のようなスピーカキャビネットは、スピーカキャビネットが取り付けられるユニット装着口を有するバッフル板（前面板）を基本にして、その後方に折れ曲がった上下左右の板状部分を有するため、スピーカユニットの駆動時にキャビネット内部に定在波を発生し、再生周波数特性上、鋭いピーク／ディップが多くなるという難点がある。

このため、その種のスピーカキャビネットでは、定在波の発生を抑制するべく内部に吸音材を配置することが通例である。

吸音材としては、グラスウール、ロックウール、粗毛ウール、粗毛フェルト、アセテート綿、あるいはペットボトルから再生される柔軟多孔質のカールロック（登録商標）が用いられるが、いずれも多くの工程を経て工場生産されるものであるから廉価ではないし、廃棄処理も容易でない。又、期待するほど音波の減衰効果が高くない場合もあり、キャビネット内に入射した音波が少なからず外部に漏れ出し、これがユニット前方に放射された音波に干渉するために再生音の躍動感が失われ、再生音質が劣化する場合もあった。

一方、キャビネット内に穴あき板や吸音室（音響管）を設ける場合もあるが、穴あき板は吸音率が低い上、特定の周波数にしか吸音効果を発揮しないので実効性に欠け、吸音室（音響管）では特定の周波数に共振し、その音を増強させてしまうので、ユニットによる再生音が残響感を伴った不自然な音になってしまう場合もあった。

尚、吸音材として、ポリプロピレン等から成る硬質樹脂短管を用い、これを袋内に充填して枕とし、当該枕でスピーカユニットを包み込んだ構造のものが知られる（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２８１５７９号公報（段落００８９、００９６、００９７、図６）

然しながら、特許文献１に記載されるような硬質樹脂短管から成る吸音材は必ずしも廉価であるとは言えず、廃棄処理する場合にも大きな処理コストが必要となる。

又、特許文献１では、上記のような吸音材内にスピーカユニットを収容するので、聴取者の耳に到達する音波、特に高域音の多くが減衰してしまうだけでなく、吸音材がユニットの前方に放射される特定周波数の音波に共振し、これがノイズとして聴取者に伝搬してしまう。従って、特許文献１では良質な再生音を得られない。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は廉価で吸音効果が高く廃棄処理も容易な吸音材を用い、平坦な再生周波数特性を有する高音質再生が可能なスピーカシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るスピーカシステムは、
ユニット装着口１１ａを有するスピーカキャビネット１と、
前記ユニット装着口１１ａに取り付けられたスピーカユニット２と、
前記スピーカユニット２の背面側で前記スピーカキャビネット１内に配置された吸音構造物３と、を備え、
前記吸音構造物３は、多孔状で通気性を有する袋３１内に、薄片状の木材チップ３２が充填されて成る構造物であることを特徴とする。

又、上記のようなスピーカシステムにおいて、
前記木材チップ３２は、材木から削り出された厚さ０．０５〜１ｍｍのカールした木材チップであることを特徴とする。

本発明に係るスピーカシステムによれば、吸音材として薄片状の木材チップを利用することから、材料コストを抑制することができ、廃棄も容易で環境を害することがなく、廃材を燃料や堆肥原料として利用したり、吸音材として再利用したりすることもできる。

又、薄片状の木材チップは吸音効果が高く、スピーカキャビネット内に配置して定在波の発生を抑制できるため、鋭いピーク／ディップを生じない平坦な再生周波数特性が得られ、再生音質の向上を図ることができる。

更に、多孔状で通気性を有する袋内に薄片状の木材チップを充填していることから、木材チップが散乱せず、スピーカキャビネット内への配置も容易に行うことができ、グラスウールなどをキャビネットの内壁に張り付けるものと比べて作業性を大幅に改善することができる。特に、袋内に木材チップを充填してなる吸音構造物は、その自由変形によって内部形状が様々なキャビネット内に確実に配置することができる。

加えて、木材チップに厚さ０．０５〜１ｍｍのカールしたものを用いることから、これまで焼却処理していた鉋屑などを吸音材として有効利用することができるほか、入手が容易で、従来スピーカと同等の周波数特性が得られ、聴感が従来スピーカより格段に向上し、高音質、高忠実再生が可能となる。

以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は、本発明に係るスピーカシステムの構成例を示した断面概略図である。

図１において、１はスピーカキャビネット（エンクロージャ）である。本例において、スピーカキャビネット１は、木板などから成る前面部１１（バッフル板）、前面部１１に対向する背面部１２、前面部１１と背面部１２とを連結する左右一対の側面部１３、上面部１４、及び底面部１５を有して成る横長の矩形中空体で、その背面部１２に内外を連通するダクト１６を取り付けた位相反転型とされる。又、背面部１２には図示せぬアンプなどに導電接続するためのターミナル１７が取り付けられる。

尚、係るスピーカキャビネット１は、位相反転型（ダクト１６は前面部１１に取り付けることも可）に限らず、ダクト１６を省略して密閉型としたり、背面部１２を省略して背面開放型としたりしてもよい。又、その形状は矩形（箱型）に限らず、円筒や断面楕円形のオバル型などとしてもよい。

ここで、スピーカキャビネット１の前面部１１には円形のユニット装着口１１ａが穿設され、そのユニット装着口１１ａにスピーカユニット２が発音面を外向きにして取り付けられている。そして、そのスピーカユニット２と上記のターミナル１７がスピーカキャビネット１内に通される図示せぬ信号線で導電接続されている。尚、本例では、スピーカユニット２にフルレンジを用いて１ウェイ構造のスピーカシステムを構成しているが、スピーカユニット２にトゥイータ、ミッドレンジ、ウーファなどを用いて２〜５ウェイ構造のスピーカシステムとしてもよい。

又、図１において、３はスピーカキャビネット１内に配置した不定形の吸音構造物であり、これはスピーカユニット２の背面側を覆う状態でスピーカキャビネット１内に詰め込まれる。

図２は吸音構造物３の斜視外観図であり、図３（実物を写真撮影したもの）にはその内容物を示す。図２において、３１は通気性を有する変形自在な多孔状の袋であり、その内部には図３に示されるような薄片状の木材チップ３２が充填されている。

袋３１は、綿や麻などの天然繊維、あるいはポリエステルやナイロンなどの化学繊維から成る粗目状（網状）のメッシュ生地を袋状にしたもので、その網目は０．１×０．１〜３×３ｍｍ（３〜１００メッシュ）とされる。但し、袋３１は粗目の布地や編地に限らず、上記より細目の通気抵抗の小さい不織布などを利用することもできる。要するに、係る袋３１は変形自在な多孔状にして通気性を有していながら、内部の木材チップ３２が外部に漏れ出すこと防止できるものであればよい。

一方、木材チップ３２は、柔軟な薄片上であれば材質を問わず利用できるが、キリのような軟質材よりも音の伝搬速度が大きく、内部損失（吸音率）が高い硬質材であることが好ましい。例えば、サクラ（チェリー）、カバ、ブナ、オーク、シナ、スプルスなどを好適に用いることができる。尚、それらの伝搬速度は４〜５ｋｍ／ｓｅｃ（繊維方向）、内部損失は０．０１〜０．０３である。

ここで、本例では係る木材チップ３２として厚さ０．０５〜１ｍｍの鉋屑が用いられるが、これには帯状に連なったものや平面状のものより、嵩密度が小さく表面積が大きい図３のような半円筒状乃至は円筒状にカールしたものが適する。

特に、木材チップ３２はバルキー性に富み、その嵩密度が０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、これによればスピーカユニット２による圧縮に対して起こるキャビネット内空気の反発力を弱くすることができるので、スピーカユニット２を円滑に駆動することができる。

因みに、図３のようにカールした短小な薄片状の木材チップ３２（個々の大きさは巻き径３〜５ｍｍ、長さ１０〜３０ｍｍ程度）は、電動鉋（かんな盤を含む）で材木を削るときに大量に発生するので、入手が容易で、しかも極めて低コスト（運送費程度）で確保することができるという利点がある。

図４は本発明に係るスピーカシステムの周波数特性を示したグラフであり、図５には比較例として本発明に係る吸音構造物３を省略したスピーカシステムの周波数特性を示し、図６には本発明に係る吸音構造物３に代えてキャビネット内に粗毛フェルトを配置したスピーカシステム（従来の典型例）の周波数特性を示す。尚、スピーカユニットとキャビネットはいずれも同一のものを使用した。又、本発明に係るスピーカシステムにおいて、吸音構造物３を構成する袋３１には、ポリエステル製のメッシュ袋（６０メッシュのサランネット）を用い、木材チップ３２には桜の木を電動鉋で削ることにより発生した図３のような形態の鉋屑（厚さ約０．１ｍｍ）を用いた。そして、係る鉋屑３０グラムを袋３１に詰め込み、その口を封鎖して吸音構造物３とした（木材チップ３２の見掛容積は約３００ｃｍ^３）。

図４、図５に基づき本発明に係るスピーカシステムと吸音材無しのスピーカシステムを比較すると、後者は図５のように周波数８００Ｈｚ付近において音圧レベルが大きく減衰したディップｄ（中音の谷）を発生しているのに対し、前者では「中音の谷」の発生が抑制されていることが判る。これは、吸音構造物３によりスピーカキャビネット２内での定在波が抑制されていることを示している。

一方、図６から明らかなように、吸音材として粗毛フェルトを用いた典型的従来スピーカシステムでも、周波数特性上「中音の谷」の発生を抑制できることが判るが、聴感上の点では上記のような吸音構造物３を内蔵する本発明のスピーカシステムが勝っていることが明らかとなった。具体的には、本発明のスピーカシステムは、従前の吸音材を利用したものに比べて再生音に躍動感があり、取り分け低域の解像度が鮮明で、個々の楽器音の分離が良好であった。

このように、本発明によれば、廉価で廃棄処理も容易な木材チップを利用しながら従来スピーカに比べて同等の周波数特性が得られるだけでなく、聴感が従来スピーカより格段に向上し、高音質、高忠実再生が可能になるという優れた効果を得られる。

本発明に係るスピーカシステムの構成例を示す断面概略図 吸音構造物の斜視外観図 木材チップを示す図（写真） 本発明に係るスピーカシステムの再生周波数特性を示すグラフ 吸音材のないスピーカシステムの再生周波数特性を示すグラフ 吸音材に粗毛フェルトを用いたスピーカシステムの再生周波数特性を示すグラフ

符号の説明

１ スピーカキャビネット
１１ａ ユニット装着口
２ スピーカユニット
３ 吸音構造物
３１ 袋
３２ 薄片状の木材チップ

Claims (2)

1. ユニット装着口を有するスピーカキャビネットと、
   前記ユニット装着口に取り付けられたスピーカユニットと、
   前記スピーカユニットの背面側で前記スピーカキャビネット内に配置された吸音構造物と、を備え、
   前記吸音構造物は、多孔状で通気性を有する袋内に、薄片状の木材チップが充填されて成る構造物であることを特徴とするスピーカシステム。
2. 前記木材チップは、材木から削り出された厚さ０．０５〜１ｍｍのカールした木材チップであることを特徴とする請求項１記載のスピーカシステム。

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