JP4181989B2 - 直接放射と最適放射の音響性能を持つスピーカ - Google Patents

Description

本発明は、可動振動板がその外側端縁部で、フレームを形作っている剛性シャーシに取付けられている従来のタイプの直接放射スピーカに関するものである。本発明は、特に、この種のスピーカの指向性を適合させるための改良に関連しており、また特に、矩形ピストンの指向性を再現する改良に関するものである。本発明の１つの利点は、この種のスピーカの指向性を適合させることで、より広い周波数範囲にわたり干渉を排除し、従って、複数の直接放射式スピーカを共に連結することができるようにするという事実にある。

従来の直接放射式スピーカは、比較的剛性に富むが軽量で、かつ、円錐形又は指数関数曲線形又はそれ以外の形状の断面を有する可動振動板を備えているが、この振動板の中心には、磁石によって生成された磁界の内部で移動するようにされたコイルが取り付けられている。可動振動板はその外側端縁部で、フレームを形作っている剛性シャーシに取付けられており、このフレームは磁石を支持している。フレームは、本明細書後段で「音響放射平面」と呼ばれている平面と一致し、この平面を越えて音声が外部媒体に伝播してゆく。この種のスピーカは、音声増幅の技術分野で最も広く採用されている部品の１つである。再生される音を表す電気信号がコイルの端子に印加され、このコイルが磁石の空隙内を移動するようになっている。この移動の運動周期が振動板を同調させ、振動板は音響放射平面を越えて外部媒体に音響エネルギを放射する。この種のスピーカは以下のような特徴を有している。

−上述のフレームの輪郭が円形である場合は、スピーカからの音響エネルギ放射は軸対称であり、すなわち、スピーカの軸線を含む全ての平面で同一であるが、この場合のスピーカの軸線は可動コイルの軸線でもある。
−スピーカの音響エネルギ散乱は周波数が高くなるにつれて減少する。

本発明は、この種のスピーカに固定されるように設計されている付属品を提案しており、かかる付属品は、音響エンクロージャの設計に関連する特定の要件の関数として各種特性を、少なくとも或る範囲の周波数について修正するよう図ったものである。

このために、本発明は、可動振動板がその外側端縁で、音響放射平面を画定しているフレームを形作っている剛性シャーシに取付けられ、同じ構成を有する他の直接放射式スピーカと連結されるようにされている直接放射式スピーカであって、該直接放射式スピーカとこれに連結された他の直接放射式スピーカとの間における干渉をより広い周波数帯域において防止するために、前記フレーム内の音響放射平面の中央領域を塞ぐ閉塞部材を更に有し、その閉塞部材の両側には前記音響放射平面に二つの広い開口部が設けられていることを特徴とする。

従って、その閉塞部材はスピーカの前面の一部の正面に設置される。閉塞部材はシャーシに機械的に固定されるか、或いは、シャーシに取付けられた部品に固定される。固定手段は従来のナットとボルト等である。

閉塞部材の形状は、大抵は、所要の効果次第で決まる。しかし、一般的には、閉塞部材はフレームの直径に沿って設置するか、或いは、フレームの対称軸線に沿って設置され、閉塞部材の対称軸線に関して対称である音響放射平面の２つの等しい部分は空いたままにして、フレームの前表面の３分の１ないし２分の１を覆う。

好ましい実施形態では、閉塞部材は十分な剛性を備えているため振動しない材料、恐らくは合成材料から製造される。例えば、プラスチック材料又は木材から製造することができる。閉塞部材は、一般に、振動板の軸線を含む少なくとも１つの第１の対称平面を有しているが、振動板の軸線を含むと同時に、この第１の対称平面に直交する第２の対称平面をも有していることが好ましい。閉塞部材の背面、すなわち、スピーカの振動板に対向している面には輪郭曲線が設けられているのが好ましい。振動板の背面は球状に突出しており、例えば、振動板と音響放射平面との間に画定される空間内に嵌合するような形状にすればよい。

本発明による指向性アダプタが取付けられた直接放射式スピーカの実施例を具体例としてのみ提示している後段の説明に照らして、添付の図面を参照すれば、本発明はより良好に理解することができるし、本発明の別な利点もよりはっきり明確にすることができる。

図１ないし図５は、指向性アダプタを構成している閉塞部材２５を受容するのに適した従来の直接放射式スピーカ１１を示している。スピーカは、背部に永久磁石１７を保持した剛性シャーシ１５を備えており、永久磁石１７には円筒状の空隙が設けられており、その中を可動振動板１９に固定された可動コイルが移動する。振動板１９の外側端縁が剛性シャーシ１５に取付けられており、より詳しく特定すると、内側の輪郭が円形であるシャーシのフレーム２１に取付けられている。従来、フレーム２１は音響エンクロージャ又は同様の構造にスピーカを固定させるための孔２３を有している。

本願では、「音響放射平面」という語は、シャーシのフレームに振動板を取付ける部位の輪郭部を含む平面Ｐのことをいう。通常は音が空中に放射されるのは、この平面からである。

本発明の重要な特徴に従って、スピーカには更に上述の閉塞部材２５が取付けられており、この部材は、フレーム２１の内側に限定された放射平面の中央の細長い領域のみを塞ぐように成形されている。前述の「中央の細長い領域のみ」の「のみ」とは、フレームの内側で、かつ、振動板１９の主軸ｘ−ｘ'を含む第１の対称平面Ｐ１のそれぞれ両側に、音響放射平面Ｐに２つの広い開口部を残すように閉塞部材が成形されることを意味する（図２を参照）。前述の振動板１９の主軸はコイルがその方向に沿って移動する軸でもある。これら２個の結合した開口部の形状と、閉塞部材２５の背面の形状とは、直接放射式スピーカの音響エネルギ散乱特性を変化させたり改変させたりする。

閉塞部材２５の構造は剛性に富む。上述のように、閉塞部材２５はプラスチック材料、木材、又は、これら以外の材料から製造することができるが、合成材料から製造してもよい。この材料はできる限り不活性であるように選択されており、すなわち、望ましくない振動をしないように選択されている。本件で例示されているように、軸線ｘ−ｘ'を含む第１の対称平面Ｐ１は、閉塞された中心の細長い領域の最大寸法に平行な方向に配置されている。閉塞部材２５は、振動板１９の軸線ｘ−ｘ'を含むと同時に第１の対称平面Ｐ１に直交する第２の対称平面Ｐ２をも有しているのが好ましい。例示の実施形態では、閉塞部材２５は実質的に平面状の前面２７を有している。
他方で、閉塞部材の背面２９、すなわち、スピーカ１１の振動板１９に対向している面は輪郭曲線が設けられているのが好ましい。例えば、本願に例示されているように、背面は球状に突出して、かつ、振動板１９と音響放射平面Ｐとの間に画定される空間に嵌合する。より正確に言うと、凸状ドーム形の表面３１と第１の対称平面Ｐ１のそれぞれ両側にある２個の湾曲した凹状の側方へこみ部３３との交差部により画定される。２つの湾曲した側方へこみ部３３は第１の対称平面Ｐ１に関して互いに対称であり、各側方へ込み部それ自体は、第２の対称平面に関して対称である。

また別な注目すべき特徴によれば、任意ではあるが、ドーム状の表面３１は、それが対向している振動板１９の一部と実質的に形状が同じである。換言すると、ドーム状の表面は実質的に全ての点で振動板から等距離にある。

前面２７は全体的に矩形であるが、その中央部は２個のへこみのせいで幅が狭くなっている。閉塞部材２５は４つの固定用の孔３５を有しており、これらはシャーシのフレームの４つの孔２３と整合している。

通常の動作では、スピーカ１１は図２に例示されているように配置される。すなわち、閉塞部材２５によって覆われた中央の細長い領域が実質的に垂直方向に位置するように配置される。この構成では、閉塞部材は音響エネルギ散乱を垂直面では拡大し、水平面では低減する。上述の形状はスピーカのエネルギ散乱特性を好適に適合させる一方で、他のスピーカ固有の性能にはそれほど影響を与えず、とりわけ、その効率、最大パワー入力、及び歪みには影響を与えないことが分かっている。

ここに例示されているように、閉塞部材は、水平面における閉塞度合いを小さくしているため、複数の直接放射式スピーカを水平方向に連結して、より広い周波数範囲にわたり干渉を排除することができるようにしている。

図８は、閉塞部材２５が取付けられたこの種のスピーカ１１が専用の音響エンクロージャ４０にどのように収められているかを例示している。エンクロージャは各々が台形の水平部を有している。音響エンクロージャはそれぞれの側面で互いに接触している。この種の組立体は、複数のスピーカ１１を互いに干渉させずに連結する。

図６及び図７は他の実施形態を例示している。図６では、閉塞部材２５ａは非常に簡単な形状に縮小され、放射平面の中心の細長い領域のみを覆う矩形プレートから構成されている。図７の実施形態では、前面は円盤状の部分３９のそれぞれ両側に２個の矩形部３７を組み合わせた構成になっている。上記２つの実施形態では、それぞれ、背面２９は平面状ではあるが、図３ないし図５を参照しながら説明したものに匹敵する態様で、輪郭曲線を設けられているのが好ましい。

直接放射式スピーカと部分閉塞部材を形成している指向性アダプタとを例示した分解斜視図である。 スピーカのシャーシのフレーム上の適所に閉塞部材が設置されているのを例示する、図１と同じ分解斜視図である。 閉塞部材の正面図である。 閉塞部材の側立面図である。 閉塞部材の斜視図である。 閉塞部材の代替の形状を例示した図である。 閉塞部材の代替の形状を例示した図である。 複数のスピーカを連結したところを例示した図である。

Claims (10)

1. 可動振動板（１９）がその外側端縁で、音響放射平面（Ｐ）を画定しているフレームを形作っている剛性シャーシ（１５）に取付けられ、同じ構成を有する他の直接放射式スピーカと連結されるようにされている直接放射式スピーカであって、
   該直接放射式スピーカとこれに連結された他の直接放射式スピーカとの間における干渉をより広い周波数帯域において防止するために、
   前記フレーム内の音響放射平面の中央領域を塞ぐ閉塞部材（２５）を更に有し、
   その閉塞部材の両側には前記音響放射平面に二つの広い開口部が設けられている、
   ことを特徴とする、直接放射式スピーカ。
2. 前記閉塞部材（２５）は剛性構造であり、前記振動板の軸線（ｘ−ｘ'）を含む第１の対称平面（Ｐ１）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記閉塞部材が、前記振動板の前記軸線を含むとともに、前記第１の対称平面に直交する第２の対称平面を有していることを特徴とする、請求項２に記載のスピーカ。
4. 前記閉塞部材が実質的に平面状の前面（２７）を有していることを特徴とする、請求項３に記載のスピーカ。
5. 前記閉塞部材が輪郭曲線を有する背面（２９）を備えていることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のスピーカ。
6. 前記前面が全体的に矩形であることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載のスピーカ。
7. 前記背面（２９）が球状に突出しており、かつ、前記振動板（１９）と前記音響放射平面（Ｐ）との間に画定されている空間内に嵌合することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のスピーカ。
8. 前記背面が、ドーム状の表面（３１）と前記第１及び第２の対称平面のうちの一方の平面のそれぞれ両側に設けられた２つの湾曲した側方へこみ部（３３）との交差部により画定されていることを特徴とする、請求項７に記載のスピーカ。
9. 前記ドーム状の表面（３１）が、対向する振動板の一部と実質的に同じ形状であることを特徴とする、請求項８に記載のスピーカ。
10. 前記閉塞部材（２５）が、その閉塞部材（２５）の対称平面の両側に、２つの湾曲した側方へこみ部（３３）を備えていることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のスピーカ。

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