JP3307310B2 - マルチスピーカシステム - Google Patents
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Description
ステムに関し、特にたとえばウーファ、スコーカ、ツイ
ータを有する3ウェイスピーカシステムや2ウェイスピ
ーカシステムなどのように音域の異なる複数のスピーカ
を有するマルチスピーカシステムに関する。
のものでは、各スピーカのコーンなどの振動体や各スピ
ーカのためにキャビネットに形成される開口部が、リス
ナーに向くように正面側に設けられている。このような
従来のマルチスピーカシステムには、各スピーカから発
生する音の位相を合わせるために、各スピーカのボイス
コイルなどの駆動部がキャビネットの正面に対して平行
になるように各スピーカを配置し、各スピーカの駆動部
を1つの面に一致させたものがある。また、従来のマル
チスピーカシステムには、各スピーカから発生する音の
方向を一致させるために、ウーファの中心軸上にスコー
カやツイータを配置し、各スピーカの中心軸を設置面に
平行する方向における1つの軸に合わせたものもある。
のマルチスピーカシステムでは、いずれも、設置面に平
行する方向において指向性を有するため、最良のステレ
オ音響が得られる範囲は、左右の2つのマルチスピーカ
システムの中心軸ないし音軸が交差する交差点あたりの
非常に狭い範囲しかない。
置面に平行する方向において無指向性となるマルチスピ
ーカシステムを提供することである。
スピーカシステムは、低音域スピーカを含む音域の異な
る複数のスピーカを有するとともに、その中心軸が設置
面に直交する方向における1つの軸に重なるように前記
複数のスピーカが配置され、さらに前記複数のスピーカ
から発生する音が設置面に平行する方向において全方位
に放射されるマルチスピーカシステムであって、前記複
数のスピーカの少なくとも1つは、半球面状の振動体を
含み、前記振動体の湾曲した外面に直交する方向に関し
て無指向性を有し、前記低音域スピーカは、キャビネッ
ト、および前記キャビネット内に設けられる低音域スピ
ーカユニットを含み、前記キャビネットは、設置面から
間隔を隔てて設置面に平行に設けられる底板、および前
記底板に平行に設けられる上板を含み、前記底板の中央
に開口部が形成され、さらに前記上板の中央にバスレフ
ポートが形成され、前記低音域スピーカユニットの振動
体が前記キャビネットの開口部を介して設置面に向くよ
うに、前記低音域スピーカユニットが前記キャビネット
の開口部の周囲で取り付けられたことを特徴とする。 ま
た、前記複数のスピーカのうちの他の1つのスピーカ
は、前記低音域スピーカの上に設けられる中高音域スピ
ーカを含むことを特徴とする。 また、前記中高域スピー
カは、半球面状の振動体、前記振動体を振動するための
駆動手段、および前記振動体の湾曲した内面から外側に
配置され、その中央から外側に従って広がりかつ折り返
される音道を有するホーンを含み、前記振動体と前記ホ
ーンとの間に前記音道に通じるキャビティが形成され、
さらに前記ホーンに設置面に平行する方向においてほぼ
全方位にわたって前記音道の開口部が形成されることを
特徴とする。
では、音域の異なる複数のスピーカの中心軸が設置面に
直交する方向における1つの軸に重なるとともに、複数
のスピーカから発生する音が設置面に平行する方向にお
いて全方位に放射されるので、各スピーカから発生する
音が設置面に直交する方向における1つの軸を中心にし
て波紋状に放出される。そのため、この発明にかかるマ
ルチスピーカシステムは、設置面に平行する方向におい
て無指向性となる。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
ピーカシステムの一例を示す斜視図であり、図2はその
部分断面図解図であり、図3はそれに用いられる中高音
域スピーカを示す分解斜視図である。
テム10は、たとえば中高音域スピーカ11を含む。中
高音域スピーカ11は、半球面状の振動子12を含む。
圧電体からなる半球面状の振動体14を含む。この振動
体14の湾曲した内面および外面には、振動体14を振
動するための駆動手段としての電極16aおよび16b
がそれぞれ形成される。なお、振動体14は、その厚み
方向にたとえば内面から外面に向かって分極されてい
る。
ホーン18に固着される。すなわち、ホーン18は上基
台20を含み、上基台20は振動子12の形状にほぼ対
応した突出部分22を有し、突出部分22の周囲にフラ
ンジ部分24が形成される。そして、振動子12は、突
出部分22を覆うように配置され、溝を有するリング状
の絶縁体からなる支持部材26を介して、突出部分22
の周囲においてフランジ部分24上に接着される。この
場合、振動子12と突出部分22との間には、振動子1
2を振動させるためのキャビティ28が形成される。な
お、振動子12の電極16aおよび16bは、内側の電
極16aに接続されかつ上基台20と支持部材26との
間に挟まれる導電性リボンや外側の電極16bに接続さ
れる導電性リボンなどの導体を介して、振動子12の外
側に設けられる入力端子(図示せず)に接続される。
が、キャビティ28に通じるように形成される。この場
合、孔30は、キャビティ28側の部分が狭くなるよう
に段差部を有する。また、上基台20の下面には、孔3
0を周回するようにして断面3角形で環状の凸部32が
形成され、凸部32を周回するようにして環状の平坦部
34が形成され、平坦部34を周回するようにして断面
3角形で環状の凸部36が形成され、さらに、一番外側
に凸部36を周回するようにして環状の平坦部38が形
成される。
とそれより口径の大きい第2の円筒42とが固着され
る。この場合、第1の円筒40の端部の外側の段差部に
第2の円筒42の一端部の内面が接着され、第1の円筒
40の外面および第2の円筒42の一端部の外面が上基
台20の孔30を規定する内面に接着される。また、第
2の円筒42の他端部の外側の段差部には、第2の円筒
42より口径の大きい第3の円筒44の一端部の内面が
接着される。この第3の円筒44の他端側のほぼ全周囲
には、V字形の3つの切欠部分46が、互いに等間隔を
隔てて形成される。この場合、各切欠部分46は、第3
の円筒44の他端側の端面に近づくに従って徐々に広が
るように形成される。
の円筒44より口径の大きい第4の円筒48が固着され
る。すなわち、第4の円筒48は、その一端側が下方を
向くように、第2の円筒42および第3の円筒44の周
囲に配置される。第4の円筒48の他端側のほぼ全周囲
には、V字形の3つの切欠部分50が、互いに等間隔を
隔てて形成される。この場合、各切欠部分50は、第4
の円筒48の他端側の端面に近づくに従って徐々に広が
るように形成される。そして、第4の円筒48の他端側
の端面が、上基台20の平坦部34に接着される。この
場合、第4の円筒48の3つの切欠部分50は、平面的
に見て、第3の円筒44の3つの切欠部分46に対応す
る位置に配置される。なお、第4の円筒48の切欠部分
50は、平面的に見て、第3の円筒44の切欠部分46
に対応して配置せず、たとえば切欠部分46に対して千
鳥にないしは交互に配置してもよい。
4の円筒48より口径の大きい第5の円筒52が固着さ
れる。すなわち、第5の円筒52は、その一端側が上方
を向くように、第4の円筒48の周囲に配置される。第
5の円筒52の他端側のほぼ全周囲には、音道の開口部
となるV字形の3つの切欠部分54が、互いに等間隔を
隔てて形成される。この場合、各切欠部分54は、第5
の円筒52の他端側の端面に近づくに従って徐々に広が
るように形成される。そして、第5の円筒52の一端側
の端面が、上基台20の平坦部38に接着される。この
場合、第5の円筒52の切欠部分54は、平面的に見
て、第3の円筒44の切欠部分46および第4の円筒4
8の切欠部分50に対応する位置に配置される。なお、
第5の円筒52の切欠部分54は、平面的に見て、第4
の円筒48の切欠部分50に対応して配置せず、たとえ
ば切欠部分50に対して千鳥にないしは交互に配置して
もよい。
び第4の円筒48の一端側の端面は、円板状の下基台5
6に固着される。すなわち、下基台56の上面には、そ
の中央に円錐状の凸部58が形成され、凸部58を周回
するようにして環状の平坦部60が形成され、平坦部6
0を周回するようにして断面3角形で環状の凸部62が
形成され、さらに、一番外側に凸部62を周回するよう
にして環状の平坦部64が形成される。そして、第3の
円筒44の他端側の端面および第4の円筒48の一端側
の端面が、下基台56の平坦部60および64にそれぞ
れ接着される。
じる第1の円筒40の内側部分、第2の円筒42の内側
部分、第3の円筒44の内側部分、第3の円筒44の切
欠部分46、第3の円筒44と第4の円筒48とで挟ま
れた部分、第2の円筒42と第4の円筒48とで挟まれ
た部分、第4の円筒48の切欠部分50、第4の円筒4
8と第5の円筒52とで挟まれた部分、および第5の円
筒52の切欠部分54の順に断面積が段階的に広がり、
それらの部分で長い音道が形成される。この場合、ホー
ン18の音道となる各部分の断面積Sは、スロート部
(音道の始まりの一番狭い部分)の断面積をST とし、
スロート部から音道となる各部分の中央部分までの距離
をLとし、ホーン18のカットオフ周波数から定まる係
数をmとした場合に、S=ST εmLの関係を有するよう
に設定される。したがって、このホーン18では、エキ
スポーネンシャルホーンと同様に、音道の長さに対して
音道の断面積が段階的ではあるがほぼ対数的に変化す
る。
される音と、振動子12の湾曲した内面からキャビティ
28および音道を介して放出される音とが相殺されない
ようにするために、それらの音がマルチスピーカシステ
ム10の設置面ないし床面に平行する方向においてほぼ
同じ位相になるように、キャビティ28および音道が形
成される。
2および下基台56の下部には、スペーサとして働くた
とえば合成樹脂からなる板状の3つの脚部材66が、互
いに等間隔を隔てて固着される。
ーカ70上に載置される。この場合、中高音域スピーカ
11の中心軸と低音域スピーカ70の中心軸とがマルチ
スピーカシステム10の設置面ないし床面に直交する鉛
直方向における1つの軸に重なるように、中高音域スピ
ーカ11および低音域スピーカ70が配置される。
からなる中空円柱状のキャビネット72を含む。このキ
ャビネット72は、互いに平行に形成される円板状の底
板74および上板76を有する。なお、キャビネット7
2の上板76上に、上述の中高音域スピーカ11が載置
される。
たとえば円形の開口部78が形成される。また、キャビ
ネット72の上板76の中央には、たとえば円筒状のバ
スレフポート80が形成される。さらに、キャビネット
72の底板74の下には、スペーサとして働く3つの脚
部材82が互いに等間隔を隔てて形成され、底板74が
設置面から間隔を隔てて設置面に平行に配置される。
ユニット84が設けられる。この場合、低音域スピーカ
ユニット84のコーンなどの振動体がキャビネット72
の開口部78を介して設置面に向くように、低音域スピ
ーカユニット84がキャビネット72の底板74の中央
において開口部78の周囲で取り付けられる。この低音
域スピーカユニット84は、キャビネット72を貫通す
るリード線(図示せず)で、上述の中高音域スピーカ1
1の振動子12の電極16aおよび16bに接続される
入力端子(図示せず)に接続される。
力端子に電気信号を入力すれば、中高音域スピーカ11
の振動子12が振動し、振動子12の湾曲した外面から
音が放出されるとともに、振動子12の湾曲した内面か
らキャビティ28および音道を介して音が放出され、さ
らに、低音域スピーカ70の低音域スピーカユニット8
4が駆動し、キャビネット72の開口部78から音が放
出されるとともに、キャビネット72のバスレフポート
80から音が放出される。
12の湾曲した外面から放出される音は、振動子12な
いし振動体14が半球面状に形成されているので、設置
面ないし床面に平行する方向においては、全方位に放射
され無指向性となる。また、振動子12の湾曲した内面
からキャビティ28および音道を介して放出される音
は、設置面ないし床面に平行する方向において、音道が
ほぼ全方位にわたって形成されているので、音道の開口
部となる切欠部分54から全方位に放射され無指向性と
なる。
ト72の開口部78から放出される音は、キャビネット
72の底面74が設置面ないし床面から間隔を隔てて配
置されているので、設置面ないし床面に平行する方向に
おいて、キャビネット70の底面74と設置面ないし床
面との間から全方位に放射され無指向性となる。また、
キャビネット72のバスレフポート80から放出される
音は、キャビネット72の上面76が中高音域スピーカ
11の第5の円筒52および下基台56から間隔を隔て
て配置されているので、設置面ないし床面に平行する方
向において、キャビネット70の上面76と中高音域ス
ピーカ11の第5の円筒52および下基台56との間か
ら全方位に放射され無指向性となる。
0では、音域の異なる中高音域スピーカ11および低音
域スピーカ70の中心軸が設置面ないし床面に直交する
鉛直方向における1つの軸に重なるとともに、中高音域
スピーカ11および低音域スピーカ70から発生する音
が設置面ないし床面に平行する方向において全方位に放
射されるので、中高音域スピーカ11および低音域スピ
ーカ70から発生する音が設置面ないし床面に直交する
鉛直方向における1つの軸を中心にして波紋状に放出さ
れる。そのため、このマルチスピーカシステム10で
は、設置面ないし床面に平行する方向において無指向性
となる。したがって、このマルチスピーカシステム10
を用いた場合に最良のステレオ音響が得られる範囲は、
左右の2つのマルチスピーカシステム10からの距離に
関係なく比較的広い範囲となる。
音域スピーカ11において、振動子12の湾曲した外面
から放出される音と振動子12の湾曲した内面から放出
される音との位相差は、180°である。しかしなが
ら、それらの音は、移相手段としても用いられるキャビ
ティ28および音道によって、設置面ないし床面に平行
する方向においてほぼ同じ位相にされる。そのため、設
置面ないし床面に平行する方向において、それらの音が
必要な音域において相殺されず逆に重畳され、音圧が高
い。
音域スピーカ70において、低音域スピーカユニット8
4からキャビネット72の開口部78側に放出される音
と低音域スピーカユニット84からキャビネット72の
バスレフポート80側に放出される音との位相差は、1
80°である。しかしながら、それらの音は、移相手段
としても用いられるバスレフポート80によって、設置
面ないし床面に平行する方向においてほぼ同じ位相にさ
れる。そのため、設置面ないし床面に平行する方向にお
いて、それらの音が必要な音域において相殺されず逆に
重畳され、音圧が高い。
では、中高音域スピーカ11において、長さに対して断
面積が段階的ではあるがほぼ対数的に変化する長い音道
がホーン18に形成されるので、中音域の能率がよい。
は、中高音域スピーカ11において、間隔を隔てて3重
に配置される多数の円筒などでホーン18の音道が形成
されるので、ホーン18の音道が長くて中音域の能率が
よい割に小型である。
では、中高音域スピーカ11において、ホーン18の音
道の折り返し部となる切欠部分46および50がそれぞ
れの折り返し部の外側に近づくに従って徐々に広がるの
で、音道の折り返し部の外側である音道の距離の長い部
分においては音の流れが速くなり、逆に、折り返し部の
内側である音道の距離の短い部分においては音の流れが
遅くなる。その結果、音道の折り返し部の外側から内側
の部分において音の流れがほぼ等速となり、音道の折り
返し部において音の流れが乱れにくく、ほぼ平面波が得
られ、歪みの少ない音が得られる。同様に、ホーン18
の音道の開口部となる切欠部分54においても、音の流
れが乱れにくく、ほぼ平面波が得られ、歪みの少ない音
が得られる。
は、中高音域スピーカ11において、第1の円筒40、
第3の円筒44、第4の円筒48および第5の円筒52
が上基台20および下基台56に位置決めしやすいの
で、作りやすい。
ステムの他の例を示す斜視図であり、図5はその部分断
面図解図である。
テムでは、図1および図2に示すマルチスピーカシステ
ムと比べて、特に、低音域スピーカ70のキャビネット
72が中空6角錐台状に形成されるとともに、中高音域
スピーカ11の第5の円筒52および脚部材66の代わ
りに、たとえば合成樹脂からなり両端が開口された中空
6角錐台状の側部材53が設けられ、さらに、上基台2
0のフランジ部24が6角板状に形成される。また、側
部材53は、その上部が中高音域スピーカ11の上基台
20の平坦部38に固着され、その下部が低音域スピー
カ70のキャビネット72に接続される。この場合、中
高音域スピーカ11の中心軸と低音域スピーカ70の中
心軸とがマルチスピーカシステム10の設置面ないし床
面に直交する鉛直方向における1つの軸に重なるよう
に、側部材53が形成される。また、側部材53の下部
の周囲の大部分には、たとえば長方形状の3つの切欠部
分55が、中高音域スピーカ11の音道および低音域ス
ピーカ70のバスレフポート80に通じるように、互い
に等しい間隔を隔てて形成される。
テムでも、図1および図2に示すマルチスピーカシステ
ムと同様に、入力端子に電気信号を入力すれば、中高音
域スピーカ11の振動子12が振動して振動子12から
音が放出されるとともに、低音域スピーカ70の低音域
スピーカユニット84が駆動して低音域スピーカユニッ
ト84から音が放出される。
12の湾曲した外面から放出される音は、設置面ないし
床面に平行する方向においては、全方位に放射され無指
向性となる。また、振動子12の湾曲した内面からキャ
ビティ28および音道を介して放出される音は、設置面
ないし床面に平行する方向において、音道に通じる切欠
部分55から全方位に放射され無指向性となる。
ト72の開口部78から放出される音は、設置面ないし
床面に平行する方向において、キャビネット70の底面
74と設置面ないし床面との間から全方位に放射され無
指向性となる。また、キャビネット72のバスレフポー
ト80から放出される音は、設置面ないし床面に平行す
る方向において、バスレフポート80に通じる切欠部分
55から全方位に放射され無指向性となる。
ピーカシステム10でも、音域の異なる中高音域スピー
カ11および低音域スピーカ70の中心軸が設置面ない
し床面に直交する鉛直方向における1つの軸に重なると
ともに、中高音域スピーカ11および低音域スピーカ7
0から発生する音が設置面ないし床面に平行する方向に
おいて全方位に放射されるので、中高音域スピーカ11
および低音域スピーカ70から発生する音が設置面ない
し床面に直交する鉛直方向における1つの軸を中心にし
て波紋状に放出される。そのため、図4および図5に示
すマルチスピーカシステム10でも、設置面ないし床面
に平行する方向において無指向性となる。したがって、
図4および図5に示すマルチスピーカシステム10を用
いた場合に最良のステレオ音響が得られる範囲は、左右
の2つのマルチスピーカシステム10からの距離に関係
なく比較的広い範囲となる。
カシステムでは、図1および図2に示すマルチスピーカ
システムと比べて、中高音域スピーカ11および低音域
スピーカ70が一体的に形成されているので、中高音域
スピーカ11と低音域スピーカ70との中心軸を合わせ
る必要がなく、全体の強度も強くなり、全体の持ち運び
が容易となり、脚部材66が不要であることすなわち部
品点数が減少することにともなってコストが安価になる
という別の効果も奏する。
0では、中高音域スピーカ11と低音域スピーカ70と
の2種類のスピーカが用いられているが、この発明で
は、他の種類のスピーカであって音域の異なる複数のス
ピーカが用いられてもよい。たとえば、ウーファとスコ
ーカとツイータとが用いられてもよい。この場合、たと
えば、これらのスピーカは、中心軸が設置面ないし床面
に直交する鉛直方向における1つの軸に重なるように1
つのキャビネット内に配置され、さらに、これらのスピ
ーカから発生する音が設置面ないし床面に平行るす方向
において全方位に放射されるようにそのキャビネットに
切欠部分などを形成すればよい。
0では、中高音域スピーカ11において、圧電体からな
る振動体の湾曲した内面および外面に電極が形成された
振動子が用いられているが、そのような振動子に代え
て、たとえば金属、セラミックあるいは合成樹脂からな
る半球面状の振動体の一部に振動体を振動するための駆
動手段としての圧電素子を接着した振動子が用いられて
もよい。また、ボイスコイルを用いた電磁駆動も可能で
ある。
10では、ホーンやキャビネットが合成樹脂で形成され
ているが、ホーンやキャビネットは、金属、木、セラミ
ック、ガラスなどで形成されてもよい。
0では、中高音域スピーカ11において、中央の音道が
第1の円筒、第2の円筒および第3の円筒の3段の円筒
で形成れているが、中央の音道は1段、2段あるいは4
段以上の円筒で形成されてもよい。
10では、中高音域スピーカ11において、ホーンの音
道を構成する多数の筒が中心軸上で間隔を隔てて3重に
配置されているが、ホーンの音道を構成する筒は2重あ
るいは4重以上に配置されてもよい。
する筒としては、円筒に限らず楕円筒や角筒などの筒が
用いられてもよい。
する筒としては、一端部から他端部にわたって徐々に広
がる通路を有するものが用いられてもよい。
10では、中高音域スピーカ11において、3つのV字
形の切欠部分が1つの円筒に形成されているが、この発
明では、4つの以上のV字形の切欠部分が1つの筒に形
成されてもよい。
開口部として、V字形以外の形状の切欠部分が形成され
てもよい。
平行する方向において無指向性となるマルチスピーカシ
ステムが得られる。したがって、この発明にかかるマル
チスピーカシステムを用いた場合に最良のステレオ音響
が得られる範囲は、左右の2つのマルチスピーカシステ
ムからの距離に関係なく比較的広い範囲となる。
例を示す斜視図である。
図解図である。
る中高音域スピーカを示す分解斜視図である。
の例を示す斜視図である。
図解図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 低音域スピーカを含む音域の異なる複数
のスピーカを有するとともに、その中心軸が設置面に直
交する方向における1つの軸に重なるように前記複数の
スピーカが配置され、さらに前記複数のスピーカから発
生する音が設置面に平行する方向において全方位に放射
されるマルチスピーカシステムであって、 前記複数のスピーカの少なくとも1つは、半球面状の振
動体を含み、前記振動体の湾曲した外面に直交する方向
に関して無指向性を有し、前記低音域スピーカは、キャビネット、および前記キャ
ビネット内に設けられる低音域スピーカユニットを含
み、前記キャビネットは、設置面から間隔を隔てて設置
面に平行に設けられる底板、および前記底板に平行に設
けられる上板を含み、前記底板の中央に開口部が形成さ
れ、さらに前記上板の中央にバスレフポートが形成さ
れ、前記低音域スピーカユニットの振動体が前記キャビ
ネットの開口部を介して設置面に向くように、前記低音
域スピーカユニットが前記キャビネットの開口部の周囲
で取り付けられたことを特徴とする マルチスピーカシス
テム。 - 【請求項2】 前記複数のスピーカのうちの他の1つの
スピーカは、前記低音域スピーカの上に設けられる中高
音域スピーカを含むことを特徴とする、請求項1に記載
のマルチスピーカシステム。 - 【請求項3】 前記中高域スピーカは、半球面状の振動
体、前記振動体を振動するための駆動手段、および前記
振動体の湾曲した内面から外側に配置され、その中央か
ら外側に従って広がりかつ折り返される音道を有するホ
ーンを含み、前記振動体と前記ホーンとの間に前記音道
に通じるキャビティが形成され、さらに前記ホーンに設
置面に平行する方向においてほぼ全方位にわたって前記
音道の開口部が形成されることを特徴とする、請求項2
に記載のマルチスピーカシステム。
Priority Applications (5)
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