JP2010193228A

JP2010193228A - スピーカーシステム

Info

Publication number: JP2010193228A
Application number: JP2009036071A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kaneko; 正範金子
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】音圧を上げるために、複数の同一のスピーカー同士を互いに向くように配置するスピーカーシステムにおいて、点音源に近く、かつ、上下左右の音の指向性を均等に近づけることを課題とする。
【解決手段】筐体１０に少なくともＮ（Ｎ≧３）個の同一のスピーカーユニット２０を固定したスピーカーシステムXでとして、前記筐体１０に、前記各スピーカーユニット２０の前面側が、内側に向って表出するように固定される回転対称な筒状の内壁部１１と、前記各スピーカーユニット２０の背面側を覆うエンクロージャー部とを設け、さらに、前記各スピーカーユニット２０は、仮想的な円周上に互いに等間隔で配置されるとともに、当該円周の中心に直交する中心軸上の所定の一点に向かうように固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は複数の同一のスピーカーユニットを筐体に固定したスピーカーシステムに関する。

トーンゾイレ形式のスピーカーシステムなど、同一のスピーカーユニットを複数配列したスピーカーシステムは、比較的小さなスピーカーを用いて、高音部の質を維持しながら音圧を高くすることができるという利点を有する。
しかしながら、同一平面にスピーカーユニットを配列すると音源が平面もしくは線状に配置される結果、音像が肥大し定位が乱れやすいという問題を生じる。
これに対し、複数の同一スピーカーユニットを用いて、このような問題に対応する方法として、下記特許文献１の図６には、複数の同一のスピーカーユニットを対向させて配置し、スピーカーユニットの振動面にほぼ垂直な方向に向けて振動を伝える発明が示されている。この方法によれば、対向するスピーカー同士の音は合成されて大きくなるとともに、上下にスピーカーが並ばないので、音像定位の観点から好ましい。

特開平7-143588号公報図6 段落［0030］〜［0033］

ところで、上記特許文献１に記載の発明は、左右にスピーカーを対向させるものであるために、出力される音は上下方向と左右方向と指向性が異なってしまい、左右方向の音の指向性が狭くなるという問題が生じる。
本発明は、このような問題に鑑みて、音圧を上げるために、複数の同一のスピーカー同士を互いに向くように配置するスピーカーシステムにおいて、点音源に近く、かつ、上下左右の音の指向性を均等に近づけることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、筐体に少なくともＮ（Ｎ≧３）個の同一のスピーカーユニットを固定したスピーカーシステムであって、前記筐体は、前記各スピーカーユニットの前面側が、内側に向って表出するように固定される回転対称な筒状の内壁部と、前記各スピーカーユニットの背面側を覆うエンクロージャー部とを有する。そして、前記各スピーカーユニットは、仮想的な円周上に互いに等間隔で配置されるとともに、当該円周の中心に直交する中心軸上の所定の一点に向かうように固定される。なお、仮想的な円周の中心に直交する中心軸と、内壁部の回転中心の軸とは一致する。
請求項２に記載の発明は、前記スピーカーシステムにおいて、前記筒状の内壁部により形成される空間は、直円柱状又は直角柱状であり、前記スピーカーユニットは、前記円周の中心点に向かうものである。
請求項３に記載の発明は、前記スピーカーシステムにおいて、前記内壁部は前記中心軸に直交する任意の平面で切った断面形状が正Ｎ角形であり、前記各スピーカーは内壁部を構成する各平面部分に固定されるものである。
請求項４に記載の発明は、前記スピーカーシステムにおいて、前記Ｎを偶数としたものである。
請求項５に記載の発明は、前記スピーカーシステムにおいて、前記筐体には、筒状の内壁部の一方の開口部を閉じる背面板が設けられるものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のスピーカーシステムにおいて、前記背面板には前記スピーカーユニットよりも高音域用のスピーカーユニットが固定されるものである。
請求項７に記載の発明は、前記スピーカーシステムにおいて、前記筒状の内壁部の開いた開口部にホーンが固定されるものである。

請求項１に記載の発明は、筒状の内壁部に３以上の同一のスピーカーユニットが筒の中心軸に対称に、かつ、中心軸の一点に向かうように配置されることで、音が重なり合って音圧が上がるとともに、立体的にスピーカーユニットが配置されているので、筒状の内壁部の開口から発する音の上下、左右への音の指向性を均等に近づけることができる。
請求項２に記載の発明は、各スピーカーユニットの振動板から発せられる平面波が互いに平行となるので、これらの平面波を効率よく重ねあわせることができる。
請求項３に記載の発明は、内壁面がスピーカーユニットの数に一致する辺の数を有する正多角形状の断面を有するので、各スピーカーユニットを同一高さで、内壁面を構成する平面の中心位置に固定するだけで、簡単に、各スピーカーユニットを仮想的な円周に等間隔に配置し、かつ、円周の中心に直交する中心軸の一点を向くように設定することができる。
請求項４に記載の発明は、スピーカーユニットの数を偶数にすると、２つのスピーカーユニット同士が必ず互いに対向するように配置されるので、対向するスピーカーユニットの振動板から生じる平面波を平行かつ真っ直ぐに重ねることができ、音の干渉を抑制することができる。
請求項５に記載の発明は、内壁部の背面側となる開口の一部を背面板により閉じることで、スピーカーシステム背後の壁などからの反射を抑制し、余分な音の干渉を排除することができる。
請求項６に記載の発明は、高音域用のスピーカーユニットを設けることで、音を重ね合わせにより能率が低下する傾向がある高音部を補い、音の輪郭が明瞭にでき、相対的に低音の歯切れも良くすることができる。
請求項７に記載の発明は、内壁部の前面の開口にホーンを固定することで、開口から発生する音域間のつながりを滑らかにすることができる。

実施形態に係るスピーカーシステムの斜視図である。実施形態に係るスピーカーシステムの横断面図である。実施形態に係るスピーカーシステムの縦断面図である。（ａ）〜（ｂ）はスピーカーシステムの変形例を示す横断面図である。スピーカーシステムの他の変形例を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施形態に係るスピーカーシステムＸの斜視図を示し、図２にスピーカーシステムＸの横断面図を示し、図３にスピーカーシステムＸの縦断面図を示す。スピーカーシステムＸは、筐体１０に６つのスピーカーユニット２０とツィーターとなるスピーカーユニット３０とを固定したものである。なお、筐体１０の前面にはホーン４０が固定されている。
筐体１０は、内側に正六角柱状の空間を有する筒状の内壁部１１、内壁部外周に設けられるより大きな正六角筒状の外壁部１２、内壁部１１と外壁部１２との間にできる空間を仕切る仕切板１３、内壁部１１と外壁部１２との間にできる空間の背面側を閉じる第１背面板１４、内壁部１１の筒状の空間の背面側を閉じる第２背面板１５、内壁部１１と外壁部１２との間にできる空間の前面側を閉じる前面板１６、ホーンを固定する扁平な６角形のリング状をした台座部１７とから構成される。なお、第２背面板１５と内壁部１１とでできる角部には、角部分を滑らかにつなぐ棒状の部材１５ａが設けられることで、内壁部１１の底には角が生じないようにしている。

内壁部１１を構成する各面の幅方向の中心線上の同じ高さに各スピーカーユニット２０を固定するための開口部が形成され、それぞれにスピーカーユニット２０が内側を向くように固定される。これにより、各スピーカーユニット２０は円周上に互いに等間隔に配置されるとともに、各スピーカーユニット２０はこの円周の中心点に向かうように固定されることになる。なお、内壁部１１を構成する各平面部分の幅は、スピーカーユニット２０を取り付けることができる最小の幅とすることが望ましい。また、内壁部１１の背面側を閉じる第２背面板１５の中央にはツィーター３０が前方を向くように固定される。第２背面板１５の取り付け位置は、相対するスピーカーユニット２０同士の中点とスピーカーユニット２０の振動面までの距離と、当該中点とツィーターであるスピーカーユニット３０の振動面までの距離とがほぼ一致するように定められる。

外壁部１２と内壁部１１とは、中心軸に対する回転方向に３０度だけ互いにずれており、仕切り板１３は図２に示すように内壁部１１の外側の６つの頂点部分と、外壁部１２の内側のこれらの頂点部分に対向する６つの辺の中点部分とを連結するように６枚設けられる。これにより、内壁部１１の外側と外壁部１２の内側との間に６つの断面5角形状の筒状の空間が形成され、これが第１背面板１４と前面板１６とで閉じられることで、６つのスピーカーユニット２０のそれぞれの背面側を覆う６つのエンクロージャー部が形成される。
スピーカーユニット２０は、フルレンジ用又はウーファー用のスピーカーユニットが用いられる。各スピーカーユニット２０は、同相の音が生じるように直並列に接続される。スピーカーユニット３０は、ホーンツィーターが用いられる。
ホーン４０は、トラクトリックホーンのショートホーンであり、内壁部１１の前面開口に滑らかにつながるように、台座部１７に固定される。

以上のような構成を有するスピーカーシステムＸは、６つのスピーカーユニット２０により、同相で内壁部１１の中心に向かって立体的に音が重なるので、音圧が上がるともに、上下左右方向の指向性をより均等に近づけることができる。また、点音源に近くなるので、音像定位がよくなるという利点を有する。さらに、複数のスピーカーユニット２０を使用することで、相対的にコーンの振幅が低下して大音量時の再生音の歪が低減する。また、各スピーカーユニット２０から内壁部１１への振動を相対するユニットの振動により相殺して減衰させることができる。
さらに、複数のスピーカーユニット２０による合成音は、高音部の能率が低下する傾向があるので、ツィーターとなるスピーカーユニット３０を設けることで、高音部を補うことができ、また、６つのスピーカーユニット２０から各スピーカーユニット２０同士の中心点までの距離と、スピーカーユニット３０から当該中心点までの距離が等しいので、高音域と中低音域との音ずれを抑制することができる。そして、内壁部１１の中心軸上にツィーターとなるスピーカーユニット３０を設けることで、音像定位がよくなるという利点も生じる。
そして、６つのスピーカーユニット２０からの音を合成する構造により、平面バッフルに比べ振動板の空振り現象が低下し、低音の能率が向上するので、ホーン４０はショートホーンでも足り、これにより中高音域を滑らかにすることができる。
また、６つのスピーカーユニット２０の背面にそれぞれにエンクロージャーを設けることで、前面側への音圧の低下を抑制するとともに、各スピーカーユニット背面側への音を抑え、また、エンクロージャーをスピーカーごとに設けることで、背面側での各スピーカーユニット同士の音の干渉を防止して、音をクリアにすることができる。

なお、上記実施形態では内壁部１１に固定されるスピーカーユニット２０の数を６としているが、この数は３以上であれば、任意の数を選択することができる。図４（ａ）（ｂ）に内壁部に取り付けるスピーカーユニット２０の数を変えたスピーカーシステムＹ、Ｚを示す横断面図を示す。図４（ａ）に示すようにスピーカーユニット２０は奇数でもよい。また、図４（ｂ）に示すようにエンクロージャーは各スピーカーユニット２０の背面側を覆っていればよく、形状は任意の形状を採用できる。さらに、内壁部１１の形状は、上記実施形態や図４（ａ）（ｂ）に示すような多角筒である必要はなく、図４（ｃ）に示すスピーカーシステムＶのように、内壁部の形状を円筒状にしてもよい。

また、上記実施形態では内壁部１１は直六角筒状であり、円周上に等間隔で配列される各スピーカーユニット２０は、当該円周の中心点に向かうように固定されているが、図５に示すスピーカーシステムＷのように、内壁部１１Ｄに傾斜を設けることで、各スピーカーユニット２０が配列されている円周の中心からずれた点に向くようにしてもよい。この場合、各スピーカーユニット２０が向く点となる、各スピーカーユニットの中心軸が交わる点は内壁部１１を構成する筒内に収まるようにすることが望ましい。

さらに、上記実施形態では、スピーカーユニット２０のエンクロージャーは密閉型であるが、例えば、内壁部１１の各平面の一部に互いに対称となるように穴を開けることでバスレフ型にすることも考えられる。
また、使用する場所の背面側が音の反射の少ない場合は、背面板１５およびツィーターとなるスピーカーユニット３０をなくしてもよい。この場合、スピーカーユニット２０はフルレンジ用のものを用いることが望ましい。
それから、内壁部１１に設けられるスピーカーユニットは円周上に互いに等間隔で配列されればよいので、２以上のスピーカーユニット群を設けることも可能である。例えば、上記実施形態において、６つのスピーカーユニットを一つ飛ばしにウーハー用のスピーカーユニットとスコーカー用のスピーカーユニットが配列されるようにすると、ウーファー用のスピーカーユニットは３つで円周上に等間隔に配列され、同時に、スコーカー用のスピーカーも３つで、６０度ずれた位置で円周上に等間隔で配置されることとなる。このような構成により、３ウエイ以上のスピーカーシステムを構成することも可能となる。

Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗスピーカーシステム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ筐体
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ内壁部
１５第二背面板
２０スピーカーユニット
３０スピーカーユニット（ツィーター）
４０ホーン

Claims

筐体に少なくともＮ（Ｎ≧３）個の同一のスピーカーユニットを固定したスピーカーシステムであって、
前記筐体は、前記各スピーカーユニットの前面側が、内側に向って表出するように固定される回転対称な筒状の内壁部と、前記各スピーカーユニットの背面側を覆うエンクロージャー部とを有し、
前記各スピーカーユニットは、仮想的な円周上に互いに等間隔で配置されるとともに、当該円周の中心に直交する中心軸上の所定の一点に向かうように固定されるものであるスピーカーシステム。
前記筒状の内壁部により形成される空間は、直円柱状又は直角柱状であり、前記スピーカーユニットは、前記円周の中心点に向かうものである請求項１に記載のスピーカーシステム。
前記内壁部は前記中心軸に直交する任意の平面で切った断面形状が正Ｎ角形であり、前記各スピーカーは内壁部を構成する各平面部分に固定されるものである請求項１又は２に記載のスピーカーシステム。
前記Ｎは偶数である請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカーシステム。
前記筐体には、筒状の内壁部の一方の開口部を閉じる背面板が設けられるものである請求項１から４のいずれか１項に記載のスピーカーシステム。
前記背面板には前記スピーカーユニットよりも高音域用のスピーカーユニットが固定されるものである請求項５に記載のスピーカーシステム。
前記筒状の内壁部の開いた開口部にホーンが固定される請求項１から６のいずれか１項に記載のスピーカーシステム。