JP2588205B2 - ド−ム型スピ−カ - Google Patents

ド−ム型スピ−カ

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JP2588205B2 JP62190171A JP19017187A JP2588205B2 JP 2588205 B2 JP2588205 B2 JP 2588205B2 JP 62190171 A JP62190171 A JP 62190171A JP 19017187 A JP19017187 A JP 19017187A JP 2588205 B2 JP2588205 B2 JP 2588205B2
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    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
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    • H04R1/22Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、ドーム型スピーカに係り、特に、ドーム
型振動板からの音波が球面波に近いことを基本にし、こ
の球面波を反射や回折が起こらないように音場空間へ拡
散するための球面波ホーンバッフルを備えたドーム型ス
ピーカに関するものである。
(ロ)従来技術 最近スピーカシステムにおいては、ツィータやミッド
レンズにドーム型振動板を用いたスピーカが多く採用さ
れている。
このドーム型スピーカを、第4図に示すように、平面
バッフル2に取付けたときに、周波数特性が乱れること
をしばしば経験する。これは、音波が急激に音場空間へ
広げられたことによる反射やバッフル面と振動板1との
間における音波の干渉が原因となっている。
このことは、第4図に示したような平面バッフル2中
に置かれたドーム型振動板1よる音波放射の測定を行っ
て見ると、その周波数特性および指向特性は、第5図に
示すように、山谷の多い特性となり、反射や干渉および
回折が起きていることが推測できる。
また、このときのドーム型振動板1付近の音波の状態
を、6320(Hz)と8000(Hz)での音響インテンシティを
用いて見ると、第6図(A)および(B)に示すよう
に、ドーム型振動板1により近いところでは、球面波に
近い波面を示しているものの、少し離れたところでは、
波面の乱れている様子がわかる。
このことから、基本的に、ドーム型振動板1から放射
される音波は、球面波として扱ってよいこと、また、そ
れとともに、波面の乱れは平面バッフル2の形状が不適
切なために起こる音波の反射や干渉、または回折による
ものであることが確認できる。したがって、ドーム型ス
ピーカの特性を平坦にするためには、バッフル形状を考
慮する必要がある。
このように、ドーム型振動板1では、その形状から、
作り出される音波の波面は、球面波として扱ってよいこ
とが確められたので、実際に、平坦な特性を得るために
は、この球面波を反射や回折が起こらないように音場空
間に広げることが必要である。
そこで、この発明の出願人は、ホーンの考え方を導入
した新しいバッフル形状を、先に、実願昭59−189547号
(実開昭61−104697号)にて提案している。
この球面波ホーンバッフルは、従来より音波を反射や
回折させることなく音場空間に拡散する手法として、ホ
ーンが用いられていることから、この考え方を基本的に
導入したものである。
すなわち、ドーム型振動板を、球面の一部としたと
き、この表面から出た音波が急激に音場空間へ広がらな
いようにホーンを形成し、このホーンの断面積をドーム
型振動板の表面積を基準に、これを徐々に広げていくよ
うに設計する。このとき、従来のホーンでは、ホーン内
の波面を平面波として、断面積を求めているのに対し、
この場合は、ホーン内の波面を球面積として断面積を求
めホーンを形成したものである。このホーンをドーム型
スピーカのバッフルとして用いることをもって、球面波
ホーンバッフルと定義した。この際、その球面波の中心
がどこにあるかが問題となるが、球面波のもととなる最
初の波面は、ドーム型振動板の表面形状とほぼ一致する
ものと考え、ここでは、ドーム型振動板を球面の一部と
して、その球の中心を球面波の中心としている。
上記のこの発明の出願人が先に提案した球面波バッフ
ルホーンは、次式、 SX=2π(R+X)HXJ・・・(1) SO=2πRHO ・・・・・(2) のように部分球面積で与えることにより、例えば、第
7図のようなホーン形状になる。このホーン形状は、カ
ットオフ周波数fcを可変することにより、第8図に示す
ような変化をする。
この第7図からわかるように、ここで定義した球面波
ホーンバッフル21においては、ホーン壁21aが、ドーム
型振動板1の背後に廻り込んで閉じ、そのときの波面が
呼吸球によるものと等価と見なすことができる。
したがって、この球面波ホーンバッフル21で得られる
特性は、呼吸球によるものに、理論的には置き換えられ
る。ただし、呼吸球では、理論的には指向性はないが、
実際には波面が、ドーム型振動板1の背後に廻り込むに
つれて、音圧が減衰するため指向性を持つことになる。
また、第8図に示したように、同一のドーム型振動板
においても、そのカットオフ周波数fcを可変することに
より、バッフルの大きさが異なってくるが、実際のドー
ム型スピーカに採用するには、求められる特性はどのよ
うであるかを具体的に考慮して、その大きさを定める必
要がある。
第9図に示すものは、高域周波数再生用のドーム型ス
ピーカSPに球面波ホーンバッフル21を採用した一例であ
る。
この時の球面波ホーンバッフルの周波数特性および指
向性を第10図に示す。
これを見ると、特性に山谷がなく、ドーム型振動板か
ら放射された音波は、反射や回折を起こしていないこと
がわかる。特に、指向性で特徴的なのは、30゜の特性
が、0゜の特性とほとんど相似のカーブを呈していると
ともに、そのレベル差は、3〜4(dB)と、第4図に示
した平面バッフル2を用いたものと比べると平均的に大
きい。この傾向は60゜の特性についても同様である。こ
のことは、正面軸から左右30゜程度までの範囲では直接
音の周波数特性は、ほとんど同じとなり、試聴位置を選
ばないのに加えて、横の壁等に反射してくる音のエネル
ギーが小さく、音像定位が良くなるということを意味し
ている。したがって、球面波ホーンバッフルは、試聴位
置を選ばないことと、定位の良さという相反する事項を
同時に満足する極めて優れたバッフルである。
さらに、ドーム型振動板の近くの音波の様子を見るた
めに、音響インテンシティを用いた結果を第11図(A)
および(B)に示す。第6図(A)および(B)に示し
たものと比べると、ドーム型振動板1から離れたところ
でも、波面の乱れは極めて少ないことがわかる。
この新しい球面波ホーンバッフルをドーム型スピーカ
に採用することにより、ドーム型スピーカにおいて、平
坦な特性を得ることができ、あわせて指向特性の改善お
よび音像定位の向上を図ることができた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 これまで述べてきたことから、第7図および第9図の
球面波ホーンバッフルは、ドーム型スピーカにとって、
音波を反射や干渉および回折を起こすことなく放射させ
るのに非常に優れた形状であることが明らかとなった。
しかしながら、この形状のままでは、従来のスピーカ
キャビネットに取付ける場合には、キャビネットの上面
に載せて取付けることは可能であるが、キャビネットの
平面バッフル2へ直接取付けることは難しい形状をして
いる。
この球面波ホーンバッフル21を備えたドーム型スピー
カSPを、第12図に示すように、キャビネットの平面バッ
フル2に加工を施し取付けを行なった場合、球面ホーン
バッフル21のホーン壁21aが平面バッフル2と結合する
点において不連続部分ができ、この不連続部分によ
って音波の乱れが生じ、周波数特性や音質に悪影響を与
えるという問題点があった。
この問題点を解消するためには、球面波ホーンバッフ
ル21のホーン壁21aと、キャビネットの平面バッフル2
の表面とを、不連続部分がないように繋げる必要があ
る。
そこで、この発明の出願人は、先に、第13図に示すホ
ーン壁21aと平面バッフル2の表面と不連続部分なし
に、その接合点を繋げた構造のものを提案した。
この第13図のように構成することによって、周波数特
性上での反射や回折による音波の乱れは少なくすること
ができた。しかし、この第13図に示す構造のものは、ホ
ーン長を長くすることができないことや、ドーム型振動
板1の位置が、平面バッフル2の表面よりも、かなりキ
ャビネット内に引っ込んで配置されるため、音質に影響
を与えるという欠点があった。
この発明は、上記した点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、上記各提案の欠点を解消
し、球面波ホーンバッフルのホーン壁とキャビネットの
平面バッフル面とを不連続部分を持たないように繋げる
ことができるようにすることにより、周波数特性および
音質を改良することができるようにしたドーム型スピー
カを提供することにある。
(ニ)問題を解決するための手段 この発明に係るドーム型スピーカは、そのドーム型振
動板の外周に設けた球面波ホーンバッフルのホーン壁が
平面バッフルの表面と結合する点より手前の点における
接線を延長して平面バッフルの表面へ不連続部分を持た
ないように滑らかなスロープを形成して繋げることによ
り、問題の解決を図っている。
(ホ)作用 ドーム型スピーカに設けた球面波ホーンバッフルのホ
ーン壁に連続させて形成したスロープにより、ドーム型
スピーカを取付けた平面バッフル面へ不連続部分なし
に、また不連続部分を極めて小さくして結合することが
でき、音波の反射、回折が起こりにくくなり、周波数特
性が滑らかになる。
(ヘ)実施例 この発明に係るドーム型スピーカの実施例を、第1図
(A),(B)乃至第3図(A),(B)に基づいて説
明する。
第1図(A)は、この発明の第1の実施例を示す要部
の断面図、第1図(B)は、第2の実施例を示す要部の
断面図である。
第2図(A)および(B)は、周波数特性図、第3図
(A)および(B)は、ドーム型振動板付近の音波の状
態を、6320(Hz)と8000(Hz)での音響インテンシティ
を用いて見た図である。
〔実施例1〕 この発明の第1の実施例を、第1図(A)により説明
する。
ドーム型スピーカSPに設けた球面ホーンバッフル21
を、キャビネットの平面バッフル2の表面に取付ける場
合、単純に第12図のようには接続せずに、平面バッフル
2の表面と、球面波ホーンバッフル21のホーン壁21aと
を連続的に接続するためのスロープ4を介して接続す
る。
すなわち、このスロープ4は、球面波ホーンバッフル
の終点である点における接線と、平面バッフル2の表
面との接点における接合がスムーズに不連続部分なし
に繋がるように形成されている。
なお、図中3は球面波ホーン21の開口部での波面を示
している。
上記のように構成することによって、第2図(A)の
周波数および指向特性に示すように、特性にほとんど乱
れはない。30゜および60゜の特性と0゜のレベル関係
も、第10図のものにほぼ近く、第7図の閉じたものの特
性は充分に保たれている。
また、このときのドーム型振動板1の付近の音響イン
テンシティを用いて見ると、第3図(A)および(B)
に示すように、第6図(A)および(B)の特性より乱
れはかなり少ないことがわかる。
さらに、第2図(B)に示すように、接合部に不連続
部分を有する第12図の場合の特性と比較すると、ス
ロープ4を設けた第1図(A)のものは特性のよう
に、音波の反射、回折が起こりにくくなり、特性が滑ら
かとなる。
〔実施例2〕 この発明の第2の実施例を、第1図(B)により説明
する。
この実施例は、ドーム型スピーカSPに取付けた球面波
ホーンバッフル21のホーン壁21aからの接線を延長して
形成したスロープ4と、ドーム型スピーカSPを取付けた
キャビネットの平面バッフル2の表面との接合点に不
連続部分、すなわち、立ち上がりをつけて接続して場合
の構成を示している。
したがって、この実施例においては、接合点の立ち
上がり部分(不連続部分)の大きさを、ドーム型スピー
カSPの使用周波数帯域の波長に比べて充分に小さく形成
している。
球面波ホーンバッフルを平面バッフルに取り付ける構
造とした場合、接合点におけるスロープの厚さを零にす
ることは部品の管理上難しいが、この場合、この実施例
のように、不連続部分を使用周波数帯域の波長に比べて
充分小さくすることにより、この不連続部分による音波
への影響はほとんど無視することができ、第1の実施例
と同等の効果を得ることができる。
(ト)発明の効果 この発明に係るドーム型スピーカによれば、ドーム型
スピーカに取付けた球面波ホーンバッフルとドーム型ス
ピーカを取付けたキャビネットの平面バッフル面との接
合点での不連続部分による音波の反射や、回折の影響を
少なくすることができるから、周波数特性上の乱れを著
しく少なくすることができるとともに、音質の向上を図
ることができる。
また、ホーン長も、第13図のものに比べ、長くとるこ
とができるから、球面波ホーンバッフルの効果がより大
きく得られる。さらに、ドーム型振動板の配置位置が、
第13図のものに比べ、より前に出すことができるから、
音質上極めて好ましい構成となる。
このように、球面波ホーンバッフルを備えたドーム型
スピーカを、キャビネットの平面バッフル面へ簡単に取
付けることができ、ドーム型スピーカの特性を著しく改
善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、この発明に係るドーム型スピーカ
の実施例を示すもので、第1図(A)は第1の実施例の
要部断面図、第1図(B)は第2の実施例の要部断面
図、第2図(A)および(B)は周波数特性図、第3図
(A)および(B)はドーム型振動板の近くの音波の様
子を示す特性図である。 第4図乃至第13図は従来例を示すもので、第4図はドー
ム型スピーカをキャビネットの平面バッフルへ取付けた
状態を示す要部断面図、第5図は周波数特性図、第6図
(A)および(B)はドーム型振動板の近くの音波の様
子を示す特性図、第7図は球面波ホーンバッフルの原理
を説明するための図、第8図はドーム型振動板のカット
オフ周波数を可変したときのバッフルの大きさの違いを
説明するための図、第9図は高域周波数再生用ドーム型
スピーカに球面波ホーンバッフルを採用したものの要部
断面図、第10図は周波数特性図、第11図(A)および
(B)は、第9図のドーム型振動板の近くの音波の様子
を示す特性図、第12図は球面波ホーンバッフルを備えた
ドーム型スピーカをキャビネットの平面バッフルへ取付
けた状態を示す要部断面図、第13図は球面波ホーンバッ
フルと、キャビネットの平面バッフル面との接合例を示
す要部断面図である。 主な図番の説明 SP:ドーム型スピーカ、1:ドーム型振動板 2:キャビネットの平面バッフル 21:球面波ホーンバッフル、21a:ホーン壁 3:球面波ホーンの開口部での波面 4:スロープ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指数関数ホーンのホーン壁21aが、ドーム
    型振動板1における球中心を仮装中心とする球体表面積
    を基準としてその球体表面積が振動板表面からの距離に
    応じて指数関数的に増加するような値となるように形成
    された球面波ホーンバッフル21を備えたドーム型スピー
    カにおいて、 前記球面波ホーンバッフル21のホーン壁21aが平面バッ
    フル2の表面と結合する点より手前の点における接線
    を延長して平面バッフル2の表面へ不連続部分を持たな
    いように滑らかなスロープ4を形成して繋げたことを特
    徴とするドーム型スピーカ。
  2. 【請求項2】指数関数ホーンのホーン壁21aが、ドーム
    型振動板1における球中心を仮想中心とする球体表面積
    を基準としてその球体表面積が振動板表面からの距離に
    応じて指数関数的に増加するような値となるように形成
    された球面波ホーンバッフル21を備えたドーム型スピー
    カにおいて、 前記球面波ホーンバッフル21のホーン壁21aが平面バッ
    フル2の表面と結合する点より手前の点における接線
    を延長して平面バッフル2の表面へ向けてスローブ4を
    形成するとともに、このスロープ4と平面バッフル2の
    表面との接合点に形成される不連続部分を、ドーム型
    振動板1の再生帯域の波長に比べ充分に小さく構成した
    ことを特徴とするドーム型スピーカ。
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JPS6436193A (en) 1989-02-07
DE301552T1 (de) 1989-06-01
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