JP3144230B2 - 低音再生スピーカ - Google Patents

低音再生スピーカ

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  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不要音の発生を抑えて
高品位な低音再生を図った低音再生スピーカに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、高品位な音楽ソースやAVソース
に入っている重低音や超低音を高品位に再生すること
が、低音再生スピーカに対して要望されている。
【0003】重低音や超低音を高品位に再生するため
に、一つには、数十Hz以下の十分に低い帯域までフラ
ットな音圧周波数特性で、かつ高い出力音圧レベルで再
生できることが必要である。またもう一つにはキャビネ
ットの振動音や共振音、歪などが発生しないこと等が必
要である。
【0004】低い帯域までフラットな音圧周波数特性を
得るために適した低音再生スピーカとして、バスレフ型
スピーカや、文献「パッシブラジエータと音響変成器に
よる超低音再生」/油井啓之 著/日本音響学会講演論
文集,昭和53年10月,P281〜282に示す低音再生スピーカ
が提案されている。このスピーカのパッシブラジエータ
をポートに置き換えたものは通称ケルトン型スピーカと
呼ばれているので、このスピーカのキャビネットはケル
トン型キャビネットと呼ばれることが多い。
【0005】以下、この従来の低音再生スピーカの構成
について、図10の説明断面図を参照しながら説明す
る。図10において、キャビネット(ケルトン型キャビ
ネット)93の内部はキャビネット内部分割面94によ
ってバックキャビティ95とフロントキャビティ96に
分割されている。キャビネット内部分割面94にはドラ
イバユニット91が、キャビネット93の開口部にはパ
ッシブラジエータ92が取り付けられており、パッシブ
ラジエータ92から低音が放射される。つまりドライバ
ユニット91とその音の放射方向側に配置されたパッシ
ブラジエータ92とは密閉されたフロントキャビティ9
6で結合されている。ドライバユニット91とパッシブ
ラジエータ92はフロントキャビティ96を介した音響
変成器を構成している。
【0006】次に、この低用再生スピーカの動作につい
て図11,図12の電気音響等価回路を参照しながら説
明する。図11において、Fdはドライバユニットの磁
気回路のボイスコイルが振動系に与える駆動力、Mdは
ドライバユニットの振動系の実効振動質量、Cdはドラ
イバユニットの支持系(エッジとダンパ)コンプライア
ンス、Rdはドライバユニットの、振動系の機械抵抗と
磁気回路の逆起電力による電磁制動抵抗を加えたもので
ある。
【0007】CBはバックキャビティの空気コンプライ
アンス、RBはバックキャビティの空気の機械抵抗、CF
はフロントキャビティの空気コンプライアンス、RFは
フロントキャビティの空気の機械抵抗である。
【0008】Mpはパッシブラジエータの振動系の実効
振動質量、Rpはパッシブラジエータの振動系の機械抵
抗、Cpはパッシブラジエータの支持系(エッジとダン
パ)コンプライアンス、Vdはドライバユニットの振動
系速度、Vpはパッシブラジエータの振動系速度であ
る。
【0009】Sdはドライバユニットの実効振動面積、
Spはパッシブラジエータの実効振動面積であり、巻線
比Sd:SPの音響変成器を形成している。パッシブラジ
エータのパラメータをドライバユニット側から換算する
と図12に示す電気音響等価回路のようになる。つま
り、Mpは(Sd/Sp)2倍に、CpとRpは(Sp/Sd)
2倍になる。この電気音響等価回路においてVp'はドラ
イバユニットと実効振動面積を等しく見なした場合のパ
ッシブラジエータの振動速度である。
【0010】まず、周波数が極く低い場合にはCBのイ
ンピーダンスが高くなるのでVdが小さくなり、これに
つれてVpまたはVp'が減衰する。また周波数が高くな
るとCFが小さくなるためにVdはCFでバイパスされる
こととなり、VpまたはVp'が減衰する。つまりこのス
ピーカは、低域再生スピーカとして適したバンドパス特
性を有している。その帯域は一般に2オクターブ前後で
ある。
【0011】またバンドパス帯域の通過帯域内、つまり
再生帯域内ではMp、Md、CB、CFの互いの共振作用に
より、密閉型スピーカよりも遥かに効率良く低域を再生
できる。例えば再生帯域下限付近の周波数では、主にM
pとCFの共振により、Vp'はVdよりも数倍も大きくな
る。
【0012】さらにまたSpをN倍した場合、MpをN2
倍することにより(一般にRp、Cpは無視できるの
で)、同じ特性が得られる。つまりパッシブラジエータ
の実効振動質量を実効振動面積比の2乗に比例して大き
くすることにより、キャビネットに取り付けられる範囲
内でパッシブラジエータの口径を任意に大きくでき、大
口径振動板から放射される迫力ある低音を得ることがで
きる。またパッシブラジエータの口径を大きくすること
により、同じ出力音圧レベルを出すためのパッシブラジ
エータの振動系の振幅を小さくできるので、歪を低減す
ることができる。
【0013】なお、ポートの代わりにパッシブラジエー
タを用いたバスレフ型スピーカにおいても、パッシブラ
ジエータに関しては同じことが言える。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記の理由により、通
常この低音再生スピーカのパッシブラジエータの口径は
ドライバユニットの口径よりも大きく(1.25〜2倍程
度)設定される。
【0015】しかしながら、パッシブラジエータの口径
を大きくすると口径のほぼ2乗に比例して実効振動質量
が大きくなるので、パッシブラジエータの実効振動質量
が非常に大きくなる。通常パッシブラジエータの実効振
動質量はドライバユニットの実効振動質量の数倍〜20
倍程度にもなる。
【0016】そのためにパッシブラジエータの振動系が
キャビネットに与える振動反作用力が非常に大きくな
る。その結果キャビネットの振動が大きくなりキャビネ
ットが、がたつき音や共振音、またいわゆる箱鳴り音な
どを発生してしまうという問題点があった。
【0017】またこのためパッシブラジエータをキャビ
ネットの任意の位置に取り付けることが困難であるとい
う問題点もあった。特にパッシブラジエータをキャビネ
ット上端部付近に取り付けることが困難であった。なぜ
ならばパッシブラジエータをキャビネットの上端部付近
に取り付けると、キャビネットの底面を支点としてキャ
ビネット上端部が前後に揺れるモーメントが発生してキ
ャビネット振動が特に大きくなるからである。
【0018】また同じキャビネットに中高音用スピーカ
を取り付けた場合には変調歪を招くなどの問題点があっ
た。
【0019】またパッシブラジエータを用いたバスレフ
型スピーカや、パッシブラジエータを用いたその他形式
のスピーカにおいても、パッシブラジエータの口径はド
ライバユニットの口径よりも大きく設定されることが多
く、上記と同じ問題点があった。
【0020】またパッシブラジエータの代わりにポート
を用いた場合においても、ドライバユニットの実効振動
質量が非常に大きい場合には、同様の問題点を生じてい
た。
【0021】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、キャビネット振動を大幅に低減した低音再生スピー
カを、またキャビネット振動を大幅に低減したことによ
りキャビネットの任意の位置にパッシブラジエータを設
けられる低音再生スピーカを、提供することを目的とす
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の低音再生スピーカは、同等の実効振動面積と
実効振動質量をもつ複数個のドライバユニットと、同等
の実効振動面積と実効振動質量をもつ複数個のパッシブ
ラジエータと、これらを取り付けるケルトン型キャビネ
ットとを備え、前記ドライバユニットとその音の放射方
向側に配置された前記パッシブラジエータとは密閉され
たキャビティで結合され、前記各ドライバユニットが前
記キャビネットの互いに対向する略鉛直面に取り付けら
れ、前記各パッシブラジエータが前記キャビネットの外
側の互いに対向する略鉛直面に取り付けられ、前記各ド
ライバユニットを同位相で駆動したものである。
【0023】
【作用】この構成により、各々のパッシブラジエータの
振動系がキャビネットに与える振動反作用力が互いに打
ち消し合うため、また各々のドライバユニットの振動反
作用力も互いに打ち消し合うため、キャビネットの振動
が大幅に低減される
【0024】
【実施例】以下、本発明の参考例について図面を参照し
ながら説明する。
【0025】(第1の参考例) まず第1の参考例について説明する。図1は本参考例
低音再生スピーカの説明断面図である。
【0026】図1において、1はドライバユニットであ
る。2aは第1のパッシブラジエータ、2bは第2のパ
ッシブラジエータであり、これらの振動系仕様は同じで
ある。3はキャビネット(ケルトン型キャビネット)、
3aは第1のキャビネット面、3bは第2のキャビネッ
ト面である。4はキャビネット内部分割面、5はバック
キャビティ、6はフロントキャビティである。
【0027】ドライバユニット1はキャビネット内部分
割面4に取り付けられている。第1のキャビネット面3
aと第2のキャビネット面3bは互いに対向する外側の
面であり、第1のキャビネット面3aに第1のパッシブ
ラジエータ2aが、第2のキャビネット面3bに第2の
パッシブラジエータ2bが取り付けられている。キャビ
ネット3の内部はキャビネット内部分割面4によってバ
ックキャビティ5とフロントキャビティ6に分割されて
いる。第1のパッシブラジエータ2aと第2のパッシブ
ラジエータ2bは、フロントキャビティ6を共有してい
る。
【0028】以上のように構成された本参考例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性については先に述べた従来の低
音再生スピーカと全く同様である。
【0029】しかし本参考例においては第1のパッシブ
ラジエータ2aと第2のパッシブラジエータ2bの実効
振動質量が同じであり、フロントキャビティ6を共有し
ている各々の振動系は同位相(両者の振動板が互いに反
発する方向)で振動するので、かつ第1のパッシブラジ
エータ2aと第2のパッシブラジエータ2bが互いに対
向するキャビネット面3a,3bに取り付けられている
ので、第1のパッシブラジエータ2aがキャビネット3
に与える振動反作用力のベクトルと、第2のパッシブラ
ジエータ2bがキャビネット3に与える振動反作用力の
ベクトルとは、大きさが同じで互いに方向が逆である。
【0030】従って、第1のパッシブラジエータ2aが
キャビネット3に与える振動反作用力と、第2のパッシ
ブラジエータ2bがキャビネット3に与える振動反作用
力とが互いに打ち消し合うため、キャビネット3の振動
が低減される。
【0031】以上のように本参考例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネットの振
動が低減される。
【0032】なお本参考例においては、第1のパッシブ
ラジエータ2aと第2のパッシブラジエータ2bの振動
系を同じものとしたが、各々の振動系仕様や口径が多少
違っていても十分な効果が得られる。つまりこの場合に
は、各パッシブラジエータがキャビネットに与える振動
反作用力は完全には打ち消し合わないものの、従来の低
音再生スピーカよりもキャビネットの振動が十分小さい
ことに変わりはない。
【0033】なぜならば各パッシブラジエータがキャビ
ネットに与える振動反作用力のベクトルは互いに方向が
逆なので、この各々の振動反作用力ベクトルを加算した
ものは、従来のパッシブラジエータが1個だけの場合の
振動反作用力のベクトルよりはずっと小さくなるからで
ある。
【0034】また各パッシブラジエータが取り付けられ
る面が、互いに完全に対向した面でなくても、言い替え
れば互いに多少平行でなくとも十分な効果がある。
【0035】また本参考例では各パッシブラジエータは
同軸上に取り付けたが、これが多少同軸上から外れた位
置に取り付けられても十分な効果がある。
【0036】また本参考例ではドライバユニットを1個
としたが、これを複数個としても構わない。また本実施
例では各キャビネット面に1個ずつパッシブラジエータ
を取り付けたが、これを複数個としても構わない。
【0037】また本参考例では、ドライバユニットが取
り付けられる面をパッシブラジエータの取付方向に対し
て鉛直方向としたが、これが任意の方向であっても構わ
ない。
【0038】また本参考例では、キャビネットをケルト
ン型としたが、バスレフ型、ダブルケルトン型、ケルト
ン型の変形、その他の形式のキャビネットであってもよ
いことはもちろんである。
【0039】バスレフ型キャビネットにおける場合を次
に説明する。では次に第2の参考例について説明する。
【0040】図2は第2の参考例の説明断面図である。
図2において、11はドライバユニットである。12a
は第1のパッシブラジエータ、12bは第2のパッシブ
ラジエータであり、これらの振動系仕様は同じである。
13はキャビネットであり、本実施例ではバスレフ型キ
ャビネットである。13aは第1のキャビネット面、1
3bは第2のキャビネット面である。
【0041】第1のキャビネット面13aと第2のキャ
ビネット面13bは互いに対向する面であり、第1のキ
ャビネット面13aにドライバユニット11と第1のパ
ッシブラジエータ12aが、第2のキャビネット面13
bに第2のパッシブラジエータ12bが取り付けられて
いる。
【0042】以上のように構成された本参考例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性については通常のバスレフ型ス
ピーカと全く同じなので、説明は省略する。
【0043】しかし本参考例においては第1のパッシブ
ラジエータ12aと第2のパッシブラジエータ12bの
実効振動質量が同じであり、キャビネット13の内容積
を共有している各々の振動系は同位相(両者の振動板が
互いに反発する方向)で振動するので、かつ第1のパッ
シブラジエータ12aと第2のパッシブラジエータ12
bが互いに対向するキャビネット面13a,13bに取
り付けられているので、第1のパッシブラジエータ12
aがキャビネット13に与える振動反作用力のベクトル
と、第2のパッシブラジエータ12bがキャビネット1
3に与える振動反作用力のベクトルとは、大きさが同じ
で互いに方向が逆である。
【0044】従って、第1のパッシブラジエータ12a
がキャビネット13に与える振動反作用力と、第2のパ
ッシブラジエータ12bがキャビネット13に与える振
動反作用力とが互いに打ち消し合うため、第1の参考例
と同様にキャビネット13の振動が低減される。
【0045】以上のように本参考例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、パッシブラジエー
タを用いたバスレフ型スピーカの場合においてもキャビ
ネットの振動が低減される。
【0046】なお、本参考例では1つのキャビネット面
に片方のパッシブラジエータとドライバユニットを取り
付けたが、例えばドライバユニットをキャビネット前面
に、各パッシブラジエータをキャビネット両側面に取り
付けても構わない。
【0047】また、各パッシブラジエータの振動系仕様
や口径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニット
とパッシブラジエータの数、適用するキャビネットの形
式、その他については、第1の参考例で述べたのと同様
であってもよいことは言うまでもない。
【0048】では次に第3の参考例について説明する。
図3は第3の参考例の低音再生スピーカの説明矢視図で
ある。
【0049】図3において、21はドライバユニットで
ある。22aは第1のパッシブラジエータ、22bは第
2のパッシブラジエータ、22cは第3のパッシブラジ
エータ、22dは第4のパッシブラジエータである。そ
して、第1のパッシブラジエータ22aと第2のパッシ
ブラジエータ22bの振動系仕様は同じであり、第3の
パッシブラジエータ22cと第4のパッシブラジエータ
22dの振動系仕様は同じである。23はキャビネット
(ケルトン型キャビネット)、23aはキャビネットの
第1の外側の面、23bはキャビネットの第2の外側の
面、23cはキャビネットの第3の外側の面、23dは
キャビネットの第4の外側の面である。24はキャビネ
ット内部分割面、25はバックキャビティ、26はフロ
ントキャビティである。
【0050】ドライバユニット21はキャビネット内部
分割面24に取り付けられている。第1のキャビネット
面23aと第2のキャビネット面23bとは互いに対向
する面であり、第3のキャビネット面23cと第4のキ
ャビネット面23dとは互いに対向する面である。そし
て、第1のキャビネット面23aに第1のパッシブラジ
エータ22aが、第2のキャビネット面23bに第2の
パッシブラジエータ22bが、第3のキャビネット面2
3cに第3のパッシブラジエータ22cが、第4のキャ
ビネット面23dに第4のパッシブラジエータ22dが
取り付けられている。キャビネット23の内部はキャビ
ネット内部分割面24によってバックキャビティ25と
フロントキャビティ26に分割されている。4つのパッ
シブラジエータ22a,22b,22c,22dは、フ
ロントキャビティ26を共有している。
【0051】以上のように構成された本参考例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性については先に述べた従来の低
音再生スピーカと全く同様である。
【0052】しかし本参考例においては第1のパッシブ
ラジエータ22aと第2のパッシブラジエータ22bの
実効振動質量が同じであり、フロントキャビティ26を
共有している各々の振動系は同位相(両者の振動板が互
いに反発する方向)で振動するので、かつ第1のパッシ
ブラジエータ22aと第2のパッシブラジエータ22b
が互いに対向するキャビネット面23a,23bに取り
付けられているので、第1のパッシブラジエータ22a
がキャビネット23に与える振動反作用力のベクトル
と、第2のパッシブラジエータ22bがキャビネット2
3に与える振動反作用力のベクトルとは、大きさが同じ
で互いに方向が逆である。
【0053】第3のパッシブラジエータ22cと第4の
パッシブラジエータ22dについても、これと全く同じ
ことが言える。
【0054】従って、第1のパッシブラジエータ22a
がキャビネット23に与える振動反作用力と、第2のパ
ッシブラジエータ22bがキャビネット23に与える振
動反作用力とが互いに打ち消し合うため、かつ第3のパ
ッシブラジエータ22cがキャビネット23に与える振
動反作用力と、第4のパッシブラジエータ22dがキャ
ビネット23に与える振動反作用力とが互いに打ち消し
合うため、キャビネット3の振動が低減される。
【0055】以上のように本参考例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネットの振
動が低減される。
【0056】さらに本参考例では4つのキャビネット面
にパッシブラジエータを取り付けることにより、キャビ
ネットが小型の場合にもパッシブラジエータの実効振動
面積の合計を大きくすることができ、一層迫力のある低
音を再生することができる。
【0057】なお、各パッシブラジエータの振動系仕様
や口径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニット
とパッシブラジエータの数、適用するキャビネットの形
式、その他については、第1の参考例で述べたのと同様
であってもよいことは言うまでもない。
【0058】では次に第4の参考例について説明する。
図4は第4の参考例の低音再生スピーカの説明矢視図で
ある。
【0059】図4において、31はドライバユニットで
ある。32aは第1のパッシブラジエータ、32bは第
2のパッシブラジエータ、32cは第3のパッシブラジ
エータであり、これらの振動系仕様は同じである。33
はキャビネット(ケルトン型キャビネット)であり正三
角柱形状を有している。33aはキャビネットの第1の
外側の面、33bはキャビネットの第2の外側の面、3
3cはキャビネットの第3の外側の面であり、互いに6
0゜ずつの角度をもって対向している。34はキャビネ
ット内部分割面、35はバックキャビティ、36はフロ
ントキャビティである。
【0060】ドライバユニット31はキャビネット内部
分割面34に取り付けられている。そして、第1のキャ
ビネット面33aに第1のパッシブラジエータ32a
が、第2のキャビネット面33bに第2のパッシブラジ
エータ32bが、第3のキャビネット面33cに第3の
パッシブラジエータ32cが取り付けられている。キャ
ビネット33の内部はキャビネット内部分割面34によ
ってバックキャビティ35とフロントキャビティ36に
分割されている。3つのパッシブラジエータ32a,3
2b,32cは、フロントキャビティ36を共有してい
る。
【0061】以上のように構成された本参考例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性については先に述べた従来の低
音再生スピーカと全く同様である。
【0062】しかし本参考例においては、第1のパッシ
ブラジエータ32aと第2のパッシブラジエータ32b
と第3のパッシブラジエータ32cの実効振動質量が同
じであり、フロントキャビティ36を共有する各々の振
動系は同位相(両者の振動板が互いに反発する方向)で
振動するので、かつ3つのパッシブラジエータ32a,
32b,32cが、互いに60゜の角度をもって対向す
るキャビネット面33a,33b,33cに各々取り付
けられているので、各パッシブラジエータ32a,32
b,32cが各々キャビネット33に与える振動反作用
力のベクトルは、大きさが同じで互いに方向が中心点対
称である。
【0063】従って、3つのパッシブラジエータ32
a,32b,32cがキャビネット33に与える各々の
振動反作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネット
33の振動が低減される。
【0064】以上のように本参考例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネットの振
動が低減される。
【0065】さらに本参考例では三角柱状のキャビネッ
ト面にパッシブラジエータを取り付けたことにより、キ
ャビネットをリスニングルームのコーナー付近に設置し
て容易に低音を増強することができる。
【0066】なお本参考例では各パッシブラジエータの
取付キャビネット面が互いに60゜ずつの角度をもって
対向していたが、これを任意の角度としても、各パッシ
ブラジエータの実効振動面積や実効振動質量などを調整
することにより、互いの振動反作用力を十分に打ち消す
ようにすることが可能である。
【0067】さらにまたキャビネット形状が、任意の内
角を有する四角柱、多角柱、円柱、または三角錐、四角
錐、円錐など任意の形状であっても、各パッシブラジエ
ータの実効振動面積や実効振動質量などを調整すること
により、互いの振動反作用力を十分に打ち消すようにす
ることが可能である。
【0068】また、各パッシブラジエータの振動系仕様
や口径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニット
とパッシブラジエータの数、適用するキャビネットの形
式、その他については、第1の参考例で述べたのと同様
であってもよいことは言うまでもない。
【0069】では次に第5の参考例について説明する。
図5は第5の参考例の低音再生スピーカの説明断面図で
ある
【0070】本参考例の低音再生スピーカは、音の放射
方向に対するパッシブラジエータの前後方向を除いて
は、先に説明した第1の参考例と同じ構成なので、これ
らの説明は省略する。
【0071】異なる点は、第1のパッシブラジエータ4
2aの音の放射方向に対する前後方向と、第2のパッシ
ブラジエータ42bの音の放射方向に対する前後方向と
を、互いに逆にしたことである。
【0072】以上のように構成された本参考例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性については先に述べた従来の低
音再生スピーカと全く同様である。またキャビネット振
動が低減される作用、効果については先に説明した第1
の発明の第1の実施例と全く同じである。
【0073】ところが本参考例においては、各パッシブ
ラジエータ42a,42bの音の放射方向に対する前後
方向を互いに逆にしているので、各パッシブラジエータ
の振動系は互いに逆方向に動く(例えば、第1のパッシ
ブラジエータ42aにおいて振動系が飛び出る方向に動
く時に、第2のパッシブラジエータ42bにおいては振
動系が沈む方向に動く)ことになる。このために第1の
パッシブラジエータ42aと、第2のパッシブラジエー
タ42bの非対称性歪(偶数次高調波歪)が打ち消し合
うので、パッシブラジエータに起因する歪が低減され
る。
【0074】以上のように本参考例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネットの振
動が低減される。
【0075】さらに本参考例では、各パッシブラジエー
タの音の放射方向に対する前後方向を互いに逆にしたこ
とにより、パッシブラジエータに起因する歪を低減する
ことができる。
【0076】なお、各パッシブラジエータの振動系仕様
や口径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニット
とパッシブラジエータの数、適用するキャビネットの形
式、その他ついては、第1の参考例で述べたのと同様で
あってもよいことは言うまでもない。
【0077】(第1の実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。図6は本発明の低音再生スピーカの第1の実施例
(請求項1)の説明断面図である。
【0078】図6において、51aは第1のドライバユ
ニット、51bは第2のドライバユニットであり、どち
らも同じ仕様で、口径22cm、実効振動質量40gで
ある。52aは第1のパッシブラジエータ、52bは第
2のパッシブラジエータであり、どちらも同じ仕様で、
口径27cm、実効振動質量180gである。53はキ
ャビネット(ケルトン型キャビネット)、53aはキャ
ビネットの第1の外側の面、53bはキャビネットの第
2の外側の面である。54aは第1のキャビネット内部
分割面、54bは第2のキャビネット内部分割面であ
る。55はバックキャビティであり内容積は約50リッ
トルである。56aは第1のフロントキャビティ、56
bは第2のフロントキャビティでありどちらも内容積は
約10リットルである。
【0079】第1のキャビネット内部分割面54aと第
2のキャビネット内部分割面54bとは互いに対向する
面であり、第1のキャビネット内部分割面54aに第1
のドライバユニット51aが、第2のキャビネット内部
分割面54bに第2のドライバユニット51bが取り付
けられている。そして両ドライバユニット51a,51
bは同位相で駆動される。
【0080】また第1のキャビネット面53aと第2の
キャビネット面53bとは互いに対向する鉛直面であ
り、第1のキャビネット面53aに第1のパッシブラジ
エータ52aが、第2のキャビネット面53bに第2の
パッシブラジエータ52bが取り付けられている。キャ
ビネット53の内部は2つの互いに対向する鉛直面であ
キャビネット分割面54a,54bによって、バック
キャビティ55と2つのフロントキャビティ56a,5
6bに分割されている。つまりドライバユニット51a
とその音の放射方向側に配置されたパッシブラジエータ
52aとは密閉された第1のフロントキャビティ56a
で結合され、ドライバユニット51bとその音の放射方
向側に配置されたパッシブラジエータ52bとは密閉さ
れた第2のフロントキャビティ56aで結合されてい
る。
【0081】以上のように構成された本実施例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
第1のドライバユニットと第2のドライバユニット、第
1のパッシブラジエータと第2のパッシブラジエータと
は、互いに同じ周波数応答を行い、低音再生上の動作、
特性については先に述べた従来の低音再生スピーカと全
く同様である。本実施例では20Hz〜140Hz/−
10dBの再生帯域を有している。
【0082】また第1のパッシブラジエータ52aがキ
ャビネット53に与える振動反作用力と、第2のパッシ
ブラジエータ52bがキャビネット53に与える振動反
作用力とが互いに打ち消し合って、キャビネット53の
振動が低減されることについては、先に説明した第1の
参考例と全く同じである。
【0083】ところがさらに本実施例においては、第1
のドライバユニット51aと第2のドライバユニット5
1bの実効振動質量、駆動力が同じであり、各々の振動
系は同位相(両者の振動板が互いに反発する方向)で振
動するので、かつ第1のドライバユニット51aと第2
のドライバユニット51bが互いに対向するキャビネッ
ト内部分割面54a,54bに取り付けられているの
で、第1のドライバユニット51aがキャビネット53
に与える振動反作用力のベクトルと、第2のドライバユ
ニット51bがキャビネット53に与える振動反作用力
のベクトルとは、大きさが同じで互いに方向が逆であ
る。
【0084】従って、第1のドライバユニット51aが
キャビネット53に与える振動反作用力と、第2のドラ
イバユニット51bがキャビネット53に与える振動反
作用力とが互いに打ち消し合うため、キャビネット53
の振動がなお一層低減される。
【0085】本実施例においては、上記と同じドライバ
ユニットとパッシブラジエータを1個ずつ用いた従来の
低音再生スピーカに比べて、キャビネット振動レベルを
再生帯域内平均で約30dB低減(振幅にして約1/3
0)、最大40dB低減(振幅にして約1/100)す
ることができた。
【0086】以上のように本実施例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うばかりでなく、各々のド
ライバユニットの振動系がキャビネットに与える振動反
作用力も互いに打ち消し合うため、キャビネットの振動
が著しく低減される。
【0087】なお本実施例では、ドライバユニットとパ
ッシブラジエータを同軸上に配置したが、このようにし
なくとも同様の効果が得られる。
【0088】また本実施例では、パッシブラジエータが
取り付けられるキャビネット面とドライバユニットが取
り付けられるキャビネット内部分割面とが互いに平行で
あったが、これらが互いに任意の角度をもって対向して
いても同様の効果が得られる。
【0089】また本実施例では、キャビネットをケルト
ン型としたが、バスレフ型、ダブルケルトン型、ケルト
ン型の変形、その他の形式のキャビネットであってもよ
いことはもちろんである。
【0090】また、ドライバユニットとパッシブラジエ
ータ1個ずつを1つのキャビネットに取り付けたスピー
カを2個用意して、これらの背面どうしを連結して一体
のキャビネットとしても本実施例と同様の効果が得られ
る。あるいはバックキャビティの内部を略2等分割して
も差し支えない。
【0091】また、各パッシブラジエータの振動系仕様
や口径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニット
とパッシブラジエータの数、適用するスピーカの形式、
その他については、第1の発明の第1の実施例で述べた
のと同様であってもよいことは言うまでもない。また各
ドライバユニットの振動系仕様や口径、各取付面や取付
位置の関係などについても、パッシブラジエータと全く
同様のことが言える。
【0092】(第2の実施例) では次に本発明の第2の実施例(請求項2,3)につい
て説明する。図7は第2の実施例の低音再生スピーカの
説明断面図である。
【0093】本参考例の低音再生スピーカは、音の放射
方向に対するドライバユニットとパッシブラジエータの
前後方向を除いては、先に説明した第1の実施例と同じ
構成なので、これらの説明は省略する。
【0094】異なる点は、第1のパッシブラジエータ6
2aの音の放射方向に対する前後方向と、第2のパッシ
ブラジエータ62bの音の放射方向に対する前後方向と
を互いに逆にしたことと、第1のドライバユニット61
aの音の放射方向に対する前後方向と、第2のドライバ
ユニット61bの音の放射方向に対する前後方向とを互
いに逆にしたことである。
【0095】以上のように構成された本実施例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
低音再生上の動作、特性、さらにキャビネット振動が著
しく低減される作用、効果については、先に述べた第1
の実施例と全く同様である。
【0096】ところが本実施例においては、各パッシブ
ラジエータ62a,62bの音の放射方向に対する前後
方向を互いに逆にしているので、先に説明した第5の参
考例と同様に、第1のパッシブラジエータ62aと、第
2のパッシブラジエータ62bの非対称性歪(偶数次高
調波歪)が打ち消し合い、パッシブラジエータに起因す
る歪が低減される。
【0097】さらにドライバユニット61a,61bの
音の放射方向に対する前後方向を互いに逆にしているの
で、各ドライバユニットの振動系は互いに逆方向に動く
(例えば第1のドライバユニット61aにおいて振動系
が飛び出る方向に動く時に、第2のドライバユニット6
1bにおいては振動系が沈む方向に動く)ことになる。
このために第1のドライバユニット61aと、第2のド
ライバユニット61bの非対称性歪(偶数次高調波歪)
が打ち消し合い、ドライバユニットに起因する歪が低減
される。
【0098】以上のように本実施例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、そればかりでなく
各々のドライバユニットの振動系がキャビネットに与え
る振動反作用力も互いに打ち消し合うため、キャビネッ
トの振動が著しく低減される。
【0099】さらに、各パッシブラジエータの音の放射
方向に対する前後方向を互いに逆にしたことにより、ま
各ドライバユニットの音の放射方向に対する前後方向
互いに逆にしたことにより、またキャビネットの取付
面に対する各ドライバユニットの取付方向を互いに逆に
したことにより、パッシブラジエータばかりでなくドラ
イバユニットに起因する歪をも低減することができる。
【0100】なお本実施例では、パッシブラジエータと
ドライバユニットの両方について音の放射方向に対する
前後方向を各々逆にしたが、例えばパッシブラジエータ
の歪が十分少ないような場合などには、パッシブラジエ
ータについては音の放射方向に対する前後方向を逆にし
なくてもよい。
【0101】また、各パッシブラジエータや各ドライバ
ユニットの振動系仕様や口径、各取付面や取付位置の関
係、ドライバユニットとパッシブラジエータの数、適用
するキャビネットの形式、その他については、第1の実
施例で述べたのと同様であってもよいことは言うまでも
ない。
【0102】では次に本発明の第3の実施例(請求項
4)について説明する。図8は第3の実施例の低音再生
スピーカの説明断面図である。
【0103】図8において、71aは第1のドライバユ
ニット、71bは第2のドライバユニット、71cは第
3のドライバユニット、71dは第4のドライバユニッ
トであり、いずれも同じ仕様で、口径22cm、実効振
動質量35gである。72aは第1のパッシブラジエー
タ、72bは第2のパッシブラジエータ、72cは第3
のパッシブラジエータ、72dは第4のパッシブラジエ
ータであり、いずれも同じ仕様で、口径27cm、実効
振動質量140gである。73はキャビネット(ケルト
ン型キャビネット)であり、高さ150cm、幅48c
m、奥行き36cmである。73aはキャビネットの第
1の外側の面、73bはキャビネットの第2の外側の面
である。74aは第1のキャビネット内部分割面、74
bは第2のキャビネット内部分割面である。75はバッ
クキャビティであり内容積は約120リットル、76a
は第1のフロントキャビティ、76bは第2のフロント
キャビティでありどちらも内容積は約25リットルであ
る。
【0104】第1のキャビネット内部分割面74aと第
2のキャビネット内部分割面74bとは互いに対向する
面であり、第1のキャビネット内部分割面74aに第1
のドライバユニット71aと第3のドライバユニット7
1cが、第2のキャビネット内部分割面74bに第2の
ドライバユニット71bと第4のドライバユニット71
dが取り付けられている。
【0105】また第1のキャビネット面73aと第2の
キャビネット面73bとは互いに対向する面であり、第
1のキャビネット面73aの上端部付近に第1のパッシ
ブラジエータ72aが、また同一面73aの下端部付近
に第3のパッシブラジエータ72cが、第2のキャビネ
ット面73bの上端部付近に第2のパッシブラジエータ
72bが、また同一面73bの下端部付近に第4のパッ
シブラジエータ72dが取り付けられている。各パッシ
ブラジエータ72a,72b,72c,72dはすべ
て、その中心がキャビネット面73aと73bの上下端
部から17cmのところに位置している。つまり上下の
各パッシブラジエータの中心どうしの間隔は116cm
であり、またキャビネット面73aと73bの上下端部
から各パッシブラジエータの外周部までの距離はわずか
3.5cmである。
【0106】キャビネット73の内部は2つのキャビネ
ット内部分割面74a,74bによって、バックキャビ
ティ75と2つのフロントキャビティ76a,76bに
分割されている。
【0107】以上のように構成された本実施例の低音再
生スピーカについて、以下その動作について説明する。
本実施例では20Hz〜140Hz/−10dBの再生
帯域を有しており、低音再生上の動作、特性、さらにキ
ャビネット振動が著しく低減される作用、効果について
は、先に述べた第1の実施例と全く同様である。
【0108】ところが本実施例ではキャビネット面73
a,73bの同一面内の長手方向の両端部付近に各々パ
ッシブラジエータ72a、72b、72c、72dが取
り付けられているので、キャビネット73においてほぼ
最大限互いに離れた各位置から低音が放射される。この
ためリスニングルーム内に発生する定在波を、キャビネ
ット73において最大限低減することができ、リスニン
グポジションによって低音の音質が変化することを最大
限に低減できる。本実施例では上下の各パッシブラジエ
ータが116cm離れており、これは73Hzの音波の
1/4波長に、また36.5Hzの1/8波長に相当す
る。従って部屋の定在波の低減効果は36.5Hz付近
から現れはじめ、73Hz付近以上で特に大きい。つま
り再生周波数帯域上限の140Hz以内で効果が得られ
る。
【0109】以上のように本実施例によれば、各々のパ
ッシブラジエータの振動系がキャビネットに与える振動
反作用力が互いに打ち消し合うため、そればかりでなく
各々のドライバユニットの振動系がキャビネットに与え
る振動反作用力も互いに打ち消し合うため、キャビネッ
トの振動が著しく低減される。
【0110】さらにキャビネットの長手方向の同一面内
両端部付近に各々パッシブラジエータを取り付けたの
で低音が互いに離れた音源位置から放射され、リスニン
グルーム内に発生する定在波が、使用するキャビネット
において再生帯域内で最大限に低減され、その結果リス
ニングポジションによって低音の音質が変化することを
最大限に低減できる。通常のスピーカではキャビネット
の上端部付近にパッシブラジエータを取り付けることは
困難であるが、本実施例ではキャビネットの振動が著し
く低減されるので問題がない。
【0111】なお本実施例では、音の放射方向に対する
各ドライバユニットの前後方向と、音の放射方向に対す
る各パッシブラジエータの前後方向を同じとしたが、各
パッシブラジエータの音の放射方向に対する前後方向を
互いに逆にしたり、各ドライバユニットの音の放射方向
に対する前後方向を互いに逆にしたりすれば、パッシブ
ラジエータやドライバユニットに起因する歪を低減する
ことができる。
【0112】また本実施例では1つのフロントキャビテ
ィを2個のパッシブラジエータが共有していたが、フロ
ントキャビティを分割して1個のパッシブラジエータご
とにフロントキャビティを割り当ててもよい。
【0113】また各パッシブラジエータや各ドライバユ
ニットの振動系仕様や口径、各取付面や取付位置の関
係、ドライバユニットとパッシブラジエータの数、適用
するキャビネットの形式、その他については、第3の発
明の実施例で述べたのと同様であってもよいことは言う
までもない。
【0114】では最後に第6の参考例について説明す
る。図9は第6の参考例の低音再生スピーカの説明断面
図である。
【0115】図9において、81aは第1のドライバユ
ニット、81bは第2のドライバユニットであり、どち
らも同じ仕様で、口径22cm、実効振動質量180g
である。82aは第1のポート、82bは第2のポート
であり、どちらも内径30mm、長さ190mmであ
る。83はキャビネット(ケルトン型キャビネット)、
83aはキャビネットの第1の外側の面、83bはキャ
ビネットの第2の外側の面である。84aは第1のキャ
ビネット内部分割面、84bは第2のキャビネット内部
分割面である。85はバックキャビティであり内容積は
約12リットル、86aは第1のフロントキャビティ、
86bは第2のフロントキャビティでありどちらも内容
積は約4リットルである。
【0116】第1のキャビネット内部分割面84aと第
2のキャビネット内部分割面84bとは互いに対向する
面であり、第1のキャビネット内部分割面84aに第1
のドライバユニット81aが、第2のキャビネット内部
分割面84bに第2のドライバユニット81bが取り付
けられている。
【0117】また第1のキャビネット面83aに第1の
ポート82aが、第2のキャビネット面83bに第2の
ポート82bが取り付けられている。キャビネット83
の内部は2つのキャビネット内部分割面84a,84b
によって、バックキャビティ85と2つのフロントキャ
ビティ86a,86bに分割されている。
【0118】以上のように構成された第6の参考例の低
音再生スピーカについて、以下その動作について説明す
る。
【0119】本参考例ではドライバユニット84a,8
4bの実効振動質量を180gと極めて大きくすること
により、小型のキャビネットながら十分低い帯域まで再
生ができ、20Hz〜120Hz/−10dBの再生帯
域を有している。本参考例ではパッシブラジエータの代
わりにポートを用いているが、パッシブラジエータを用
いた場合と動作は同様であり、低音再生上の動作、特性
については先に述べた従来の低音再生スピーカと全く同
様である。
【0120】本参考例では低音の放射はポート82a,
82b内の空気が一体的に振動することによって行われ
る。ポート82a,83b内の空気の質量は非常に小さ
いので、これがキャビネット83に与える振動反作用力
は非常に小さい。しかし本参考例ではドライバユニット
84a,84bの実効振動質量を180gと極めて大き
くしたので、これらのキャビネット83に与える振動反
作用力は大きい。
【0121】しかし本参考例では、第1のドライバユニ
ット81aと第2のドライバユニット81bの実効振動
質量、駆動力が同じであり、各々の振動系は同位相(両
者の振動板が互いに反発する方向)で振動されるので、
かつ第1のドライバユニット81aと第2のドライバユ
ニット81bが互いに対向するキャビネット内部分割面
84a,84bに取り付けられているので、先に説明し
た第3の発明の一実施例と同様に、第1のドライバユニ
ット81aがキャビネット83に与える振動反作用力
と、第2のドライバユニット81bがキャビネット83
に与える振動反作用力とが互いに打ち消し合う。従っ
て、キャビネット83の振動が大幅に低減される。
【0122】以上のように本参考例によれば、各々のド
ライバユニットの振動系がキャビネットに与える振動反
作用力が互いに打ち消し合うため、キャビネットの振動
が大幅に低減される。またポートを用いているので組立
が容易でローコストな低音再生スピーカを提供すること
ができる。
【0123】なお、本参考例では各ポートを互いに対向
するキャビネット面に取り付けたが、ポート内の空気の
振動反作用力は極めて小さいので、各ポートをキャビネ
ットの任意の位置に取り付けても構わない。
【0124】また本参考例ではキャビネットをケルトン
型キャビネットとしたが、バスレフ型キャビネットをは
じめ、ポートを用いるあらゆる形式のキャビネットにお
いて、本参考例の方法が適用できる。
【0125】また、ドライバユニットとポート1個ずつ
を1つのキャビネットに取り付けたスピーカを2個用意
して、これらの背面どうしを連結して一体のキャビネッ
トとしても本参考例と同様の効果が得られる。あるいは
バックキャビティの内部を略2等分割しても差し支えな
い。
【0126】また各ドライバユニットの振動系仕様や口
径、各取付面や取付位置の関係、ドライバユニットとポ
ートの数、その他については、第1の実施例で述べたの
と同様であってもよいことは言うまでもない。
【0127】
【発明の効果】以上説明したように本発明の低音再生ス
ピーカは、同等の実効振動面積と実効振動質量をもつパ
ッシブラジエータをケルトン型キャビネットの外側の対
向する面に取り付けることにより、各々のパッシブラジ
エータの振動系がキャビネットに与える振動反作用力が
互いに打ち消し合うため、さらに同等の実効振動面積と
実効振動質量をもつドライバユニットをキャビネットの
対向する面に取り付けることにより、各々のドライバユ
ニットの振動系がキャビネットに与える振動反作用力も
互いに打ち消し合うため、キャビネットの振動が大幅に
低減される。
【0128】また、各パッシブラジエータの音の放射方
向に対する前後方向を互いに逆にすることにより、各パ
ッシブラジエータの非対称性歪が打ち消し合うので、パ
ッシブラジエータに起因する歪を低減することができ
る。
【0129】
【0130】また、各ドライバユニットの音の放射方向
に対する前後方向を互いに逆にすることにより、各ドラ
イバユニットの非対称性歪が打ち消し合うので、ドライ
バユニットに起因する歪を低減することができる。
【0131】また、キャビネットの同一面内の長手方向
の両端部付近に各々パッシブラジエータを取り付け前記
各パッシブラジエータの中心どうしの間隔を再生周波数
帯域上限の波長の1/8以上とすることにより低音が互
いに離れた音源位置から放射され、リスニングルームの
定在波を低減してリスニングポジションによって低音の
音質が変化することを最大限に低減できる。
【0132】
【0133】以上のように本発明は極めて大きな実用的
価値をもつものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の参考例の低音再生スピーカの説明断面図
【図2】第2の参考例の低音再生スピーカの説明断面図
【図3】第3の参考例の低音再生スピーカの説明矢視図
【図4】第4の参考例の低音再生スピーカの説明矢視図
【図5】第5の参考例の低音再生スピーカの説明断面図
【図6】第1の実施例の低音再生スピーカの説明断面図
【図7】第2の実施例の低音再生スピーカの説明断面図
【図8】第3の実施例の低音再生スピーカの説明断面図
【図9】第6の参考例における低音再生スピーカの説明
断面図
【図10】従来の低音再生スピーカの説明断面図
【図11】従来の低音再生スピーカの電気音響等価回路
【図12】従来の低音再生スピーカの電気音響等価回路
【符号の説明】
1 ドライバユニット 2a 第1のパッシブラジエータ 2b 第2のパッシブラジエータ 3 キャビネット 3a 第1のキャビネット面 3b 第2のキャビネット面 4 キャビネット内部分割面 5 バックキャビティ 6 フロントキャビティ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−176390(JP,A) 特開 昭54−94019(JP,A) 実開 昭47−31638(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 1/28 310

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同等の実効振動面積と実効振動質量をもつ
    複数個のドライバユニットと、同等の実効振動面積と実
    効振動質量をもつ複数個のパッシブラジエータと、これ
    らを取り付けるケルトン型キャビネットとを備え、前記
    ドライバユニットとその音の放射方向側に配置された前
    記パッシブラジエータとは密閉されたキャビティで結合
    され、前記各ドライバユニットが前記キャビネットの互
    いに対向する略鉛直面に取り付けられ、前記各パッシブ
    ラジエータが前記キャビネットの外側の互いに対向する
    略鉛直面に取り付けられ、前記各ドライバユニットを同
    位相で駆動したことを特徴とする低音再生スピーカ。
  2. 【請求項2】互いに対向する面に取り付けられた各パッ
    シブラジエータの前後方向を、音の放射方向に対して
    いに逆にしたことを特徴とする請求項1記載の低音再生
    スピーカ。
  3. 【請求項3】互いに対向する面に取り付けられた各ドラ
    イバユニットの前後方向を、音の放射方向に対して互い
    に逆にしたことを特徴とする請求項1または2記載の低
    音再生スピーカ。
  4. 【請求項4】キャビネットの同一面内の長手方向の両端
    部付近に各々パッシブラジエータを取り付け、前記各パ
    ッシブラジエータの中心どうしの間隔が再生周波数帯域
    上限の波長の1/8以上であることを特徴とする請求項
    1,2,3記載の低音再生スピーカ。
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