JP2022118360A

JP2022118360A - 音の拡散器および拡散方法

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Publication number: JP2022118360A
Application number: JP2021014809A
Authority: JP
Inventors: 健太井奥; Kenta Ioku; 万純安達; Masumi Adachi
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2022-08-15
Also published as: US20220248129A1; CN114845207A; CN217088134U; US11937046B2

Abstract

【課題】フルレンジ型スピーカに適用した場合においても音を歪ませることなく指向性を広げることができる拡散器を提供する。【解決手段】拡散器であるディフューザ１は、第１の連通孔１１と、第１の連通孔１１を取り囲み、第１の連通孔１１の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板１２を有する第１の環状制御部１０と、第１の連通孔１１と同軸の第２の連通孔２１と、第２の連通孔２１を取り囲み、かつ、第１の環状制御部１０を内側に収容し、第２の連通孔２１の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板２２を有する第２の環状制御部２０と、第３の連通孔３１が複数開口し、第２の環状制御部２０を取り囲む第３の環状制御部３０とを有する。【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカシステムの指向性を広げる音の拡散器および拡散方法に関する。

スピーカシステムの指向性を広げる技術として、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された技術では、スピーカユニットからの音を小さな孔に集めて絞り込み、この孔に設けられた滴状のディフューザ（拡散器）が音を拡散させることで指向性を広げている。

特許第３８１８９５９号

ところで、特許文献１に開示の技術では、音の絞り込みを効果的に行うため、絞り込み用の孔の周辺に多数の孔の空いたグリルが設けられていない。このような技術をフルレンジ型スピーカに適用した場合、ディフューザとスピーカユニットとの間の空間に空気が閉じ込められ、スピーカユニットが歪むことにより音が歪む可能性がある。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、フルレンジ型スピーカに適用した場合においても音を歪ませることなく指向性を広げることができる技術的手段を提供することを目的としている。

この発明は、第１の連通孔と、前記第１の連通孔を取り囲み、前記第１の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第１の環状制御部と、第２の連通孔と、前記第２の連通孔を取り囲み、かつ、前記第１の環状制御部を内側に収容し、前記第２の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第２の環状制御部と、第３の連通孔が複数開口し、前記第２の環状制御部を取り囲む第３の環状制御部とを有する音の拡散器を提供する。

この発明による音の拡散器の一実施形態であるディフューザの構成を示す平面図である。図１のＩ－Ｉ’線断面図である。同実施形態の適用例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

図１は、この発明による音の拡散器の一実施形態であるディフューザ１の構成を示す平面図である。図２は図１のＩ－Ｉ’線断面図である。なお、図２ではディフューザ１の使用状態を分かりやすくするため、スピーカユニット２がディフューザ１とともに図示されている。

図１および図２に示すように、ディフューザ１は、第１の環状制御部１０と、第２の環状制御部２０と、第３の環状制御部３０と、支持部４１～４４とを有する。

第１の環状制御部１０は、漏斗状の部材であり、その中央に第１の連通孔１１が空いており、この第１の連通孔１１を取り囲み、第１の連通孔１１の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板１２を有する。ディフューザ１がスピーカユニット２に取り付けられた状態において、第１の連通孔１１の軸は、スピーカユニット２の中心軸Ｏと一致する。

第２の環状制御部２０は、漏斗状の部材であり、第１の連通孔１１と同軸の第２の連通孔２１が中央に空いており、この第２の連通孔２１を取り囲み、かつ、第１の環状制御部１０を内側に収容し、第２の連通孔２１の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板２２を有する。

図示の例では、第１の環状制御部１０の傾斜板１２は、同傾斜板１２から放射状に延びた４枚の支持板１３を介して第２の環状制御部２０の傾斜板２２に接続されており、傾斜板２２によって支持されている。

そして、本実施形態では、図２に示すように、第１の連通孔１１および第２の連通孔２１の軸、すなわち、スピーカユニット２の中心軸Ｏから離れるに従って、第１の環状制御部１０の傾斜板１２と第２の環状制御部２０の傾斜板２２との間の空間の断面積が広がっている。

また、本実施形態では、図２に示すように、第２の環状制御部材２０は、第１の連通孔１１および第２の連通孔２１の軸、すなわち、スピーカユニット２の中心軸Ｏから離れるに従って、傾斜板２２の厚みが増している。

第３の環状制御部３０は、グリルに相当するものであり、第３の連通孔３１が複数開口し、第２の環状制御部２０を取り囲んでいる。図示の例において、第３の環状制御部３０は、同心円状の複数の桟部材３２と、ディフューザ１の中心から外側に向かう方向に放射状に延びた複数のリブ３３とにより構成されており、複数の第３の連通孔３１は、桟部材３２とリブ３３とにより囲まれた略矩形状の連通孔となっている。

支持部４１～４４は、ディフューザ１の周囲の４カ所に設けられている。支持部４１～４４には、貫通孔４１ａ～４４ａが空いている。この貫通孔４１ａ～４４ａにネジを挿通し、ネジをスピーカユニット２が取り付けられたバッフル板（図示略）に設けられた雌ネジ孔にねじ込むことによりディフューザ１がスピーカユニット２に固定される。

本実施形態において、スピーカユニット２から放音された音は、ディフューザ１の第１の環状制御部１０の第１の連通孔１１を通過して進行する一方、第１の環状制御部１０の傾斜板１２と、第２の環状制御部２０の傾斜板２２との間の空間に案内され、同空間を進行することにより指向性が広げられてディフューザ１外部へと放音される。また、スピーカユニット２から放音された音は、第３の環状制御部３０に設けられた複数の第３の連通孔３１を介してディフューザ１外部へと放音される。

本実施形態では、上述した特許文献１の技術のように音の絞り込みを行うのではなく、傾斜板１２および２２の表面に沿って音を伝搬させることにより指向性を広げる。従って、本実施形態によれば、ディフューザ１をフルレンジ型スピーカに適用した場合においても、音の歪を発生させることなく、指向性を広げることができる。

また、本実施形態によれば、中心軸Ｏから離れるに従って、第１の環状制御部１０の傾斜板１２と第２の環状制御部２０の傾斜板２２との間の空間の断面積が広がるので、傾斜板１２および２２間の空間を音が通過し易く、指向性を広げる効果が増す。

また、本実施形態によれば、第２の環状制御部材２０は、スピーカユニット２の中心軸Ｏから離れるに従って、傾斜板２２の厚みが増すので、次の効果が得られる。まず、中心軸Ｏに近いところでは、傾斜板２２が薄いので、スピーカユニット２から放音される音を傾斜板１２および２２間の空間に容易に案内することができる。また、中心軸Ｏから離れたところでは、傾斜板２２が厚いので、傾斜板１２を支持する傾斜板２２の機械的強度が高い。

図３は本実施形態の適用例を示す図である。この適用例では、床４に設置された鍵盤電子楽器３において、鍵を支持する棚板の上面にスピーカユニット２が配置されている。このスピーカユニット２は、放音面を下方に向けており、ディフューザ１は、このスピーカユニット２の放音面を覆っている。鍵盤電子楽器３の前の座席に座った演奏者Ｕ１が鍵盤電子楽器３を演奏すると、スピーカユニット１は、この演奏に応じて下方に向けて放音する。また、この適用例では、演奏者Ｕ１の背後の離れた位置に立っている聴者Ｕ２が演奏者Ｕ１の鍵盤演奏を聴いている。

図３において、演奏者Ｕ１が聴く音は、スピーカユニット２により放音され、床４において反射されて演奏者Ｕ１に届く音が支配的となる。仮にディフューザ１が設けられていない場合には、床４において反射された音の指向性が狭いため、演奏者Ｕ１が聴く音の周波数特性には構造物（例えば床４や鍵盤電子楽器３）の干渉によるピークディップが現れやすくなる問題がある。また、スピーカユニット２から離れた位置に立つ聴者Ｕ２には、スピーカユニット２により放音される演奏音のうち特に高域の音が届きにくい問題がある。

しかしながら、この適用例では、スピーカユニット２の放音面がディフューザ１によって覆われている。このため、スピーカユニット１から放音された音は、ディフューザ１を通過することにより、指向性の広がった音Ｓ１となった床４に向かう。そして、音Ｓ１は、床４において反射され、指向性の広がった音Ｓ２となって演奏者Ｕ１の身体全体を包含する空間領域内に放音される。このため、上記の諸問題が解決される。

本願発明者が実験を行ったところ、スピーカユニット２の前面にディフューザ１を設けることにより、スピーカユニット２から放音された音の指向性が広がることを確認することができた。具体的には、スピーカユニット２の駆動軸方向に対して±９０度の方向の音圧が、１ｋＨｚでは－１２ｄＢから０ｄＢに増加し、２ｋＨｚでは－２０ｄＢから－５ｄＢに増加することを確認した。また、スピーカユニット２の駆動軸方向に対して±４５度の方向の音圧が、２ｋＨｚでは－３０ｄＢから－２ｄＢに増加し、４ｋＨｚでは－３０ｄＢから―９ｄＢに増加することを確認した。また、ディフューザ１を設けない場合に演奏者Ｕ１が聴く音の周波数特性では、３ｋＨｚに大きなディップが生じていたが、ディフューザ１を設けると、この３ｋＨｚの大きなディップが改善されることを確認することができた。ディフューザ１を設けない場合に聴者Ｕ２が聴く音の周波数特性においても、３ｋＨｚに大きなディップが生じていたが、ディフューザ１を設けると、この３ｋＨｚの大きなディップが改善されることを確認することができた。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）上記実施形態では、環状の傾斜板１２および２２として、漏斗状の傾斜板を採用したが、円錐台の側面形状を有する傾斜板を採用してもよい。

（２）上記実施形態では、スピーカユニット２の放音方向に進むに従って、第１の環状制御部１０の傾斜板１２の内側の空間の断面積および第２の環状制御部２０の傾斜板２２の内側の空間の断面積が広がるように、両傾斜板を傾けた。しかし、そのようにする代わりに、スピーカユニット２の放音方向に進むに従って、第１の環状制御部１０の傾斜板１２の内側の空間の断面積および第２の環状制御部２０の傾斜板２２の内側の空間の断面積が狭くなるように、両傾斜板を傾けてもよい。

（３）上記実施形態では、第１の環状制御部１０の傾斜板１２および第２の環状制御部２０の傾斜板２２からなる２枚の傾斜板をディフューザ１に設けたが、さらに多くの傾斜板をディフューザ１に設けてもよい。

（４）第１の環状制御部１０も、スピーカユニット２の放音方向に進むに従って、傾斜板１２の厚みが増すようにしても良い。この場合、厚みが厚い箇所を支持板１３によって支持する。このようにすることで、第１の環状制御部１０および支持板１３の機械的強度が増す。

（５）ディフューザ１への放音方向、すなわち、スピーカユニット２の中心軸Ｏの方向に対する第１の環状制御部１０の傾斜板１２の傾き度合いより、第２の環状制御部２０の傾斜板２２の傾き度合いを大きくしても良い。この場合、放音方向に進むに従って、第１の環状制御部１０の傾斜板１２と第２の環状制御部２０の傾斜板２２との間の空間の断面積が広がるので、音が通過し易く、指向性を広げる効果が増す。

（６）第１の環状制御部１０を支持する４枚の支持板１３は、第２の環状制御部２０に支持されていたが、第３の環状制御部３０に支持されても良い。この場合、支持板１３が、第３の環状制御部３０を構成する桟部材３２、または、リブ３３、またはそれら両方に支持される。

（７）上記実施形態では、スピーカユニット２の駆動軸、第１の連通孔１１の軸、第２の連通孔２１の軸が同軸であった。しかし、指向性制御の観点では、必ずしもそれらは同軸である必要はない。例えば、第１の連通孔１１の軸がスピーカユニット２の駆動軸から傾いた構成、例えば図３において、第１の連通孔１１の軸が演奏者Ｕ１の脚の方向に傾いた構成であってもよい。このようにすることによって、より指向性が広がることが期待される。

（８）上記実施形態では、第１の環状制御部１０と第２の環状制御部２０と第３の環状制御部３０とを一体化したディフューザ１として本発明を実施した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。本発明は、第１の連通孔と、前記第１の連通孔を取り囲み、前記第１の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第１の環状制御部と、第２の連通孔と、前記第２の連通孔を取り囲み、かつ、前記第１の環状制御部を内側に収容し、前記第２の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第２の環状制御部と、第３の連通孔が複数開口し、前記第２の環状制御部を取り囲む第３の環状制御部とをスピーカユニットの放音面の前面に配置し、スピーカユニットから放音される音の指向性を広げる音の拡散方法としても実施され得る。

１……ディフューザ、１０……第１の環状制御部、１１……第１の連通孔、１２，２２……傾斜板、１３……支持板、２０……第２の環状制御部、２１……第２の連通孔、３０……第３の環状制御部、３１……第３の連通孔、３２……桟部材、３３……リブ、４１～４４……支持部、４１ａ～４４ａ……貫通孔、２……スピーカユニット、３……鍵盤電子楽器、４……床、Ｕ１……演奏者、Ｕ２……聴者。

Claims

第１の連通孔と、前記第１の連通孔を取り囲み、前記第１の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第１の環状制御部と、
第２の連通孔と、前記第２の連通孔を取り囲み、かつ、前記第１の環状制御部を内側に収容し、前記第２の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第２の環状制御部と、
第３の連通孔が複数開口し、前記第２の環状制御部を取り囲む第３の環状制御部と
を有する音の拡散器。
前記第２の連通孔が前記第１の連通孔と同軸である請求項１に記載の拡散器。
前記第２の連通孔の軸から離れるに従って、前記第１の環状制御部の傾斜板と前記第２の環状制御部の傾斜板との間の空間の断面積が広がる請求項１または２に記載の拡散器。
前記第２の環状制御部の傾斜板は、前記第２の連通孔の軸から離れるに従って厚みが増す請求項１～３のいずれか１項に記載の拡散器。
前記第１の環状制御部の傾斜板は、前記第１の連通孔の軸から離れるに従って厚みが増す請求項１～４のいずれか１項に記載の拡散器。
前記拡散器への放音方向に対する第1の環状制御部の傾斜板の傾き度合いより、第２の環状制御部の傾斜板の傾き度合いが大きい請求項１～５のいずれか１項に記載の拡散器。
第１の連通孔と、前記第１の連通孔を取り囲み、前記第１の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第１の環状制御部と、
第２の連通孔と、前記第２の連通孔を取り囲み、かつ、前記第１の環状制御部を内側に収容し、前記第２の連通孔の軸方向に対して傾斜した環状の傾斜板を有する第２の環状制御部と、
第３の連通孔が複数開口し、前記第２の環状制御部を取り囲む第３の環状制御部と
をスピーカユニットの放音面の前面に配置し、
スピーカユニットから放音される音の指向性を広げる
音の拡散方法。