JP4630400B2 - 位相反転方式のスピーカシステム - Google Patents
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Description
本発明は、位相反転方式のスピーカシステムに関するもので、複数連通等長マルチポートによりユニットの効率を高め、且つ特性を最適に調整することを目的としたものである。
一般にこの種のスピーカシステムにあって、スピーカユニットの後部から流れ出る音を集めてスピーカ前面から流すようにしたものは知られている。
特開平１１−１５５１８６号の発明
実開昭５８−１０７６８３号の発明
上記特許文献１の発明はエンクロージャの開口部にスピーカを、スペーサを介して取付け、また、エンクロージャの内底部位にダクトを設けたことによって、スピーカの後部から流れ出た音声がエンクロージャの開口とスピーカ前面との間から音が流れ、且つダクト内を通ってスピーカ前面から流れるようになっている。その結果、通気路となる隙間部を、スピーカユニット外周部内面とバッフル板前面の間若しくはスピーカユニット外周部外面とバッフル板背面との間に、複数のスペーサを介在させることにより形成したから、エンクロージャを振動させて共鳴を増加させることができる。また、バスレフダクトによるバスレフポートを設けたから、バスレフポートの共振周波数を可能な限り低くとることによって、最低音域を取ることができる、としている。
また、特許文献２の発明は、リニアフェーズ型のマルチウェイスビーカシステムに関し、ウーファをツイータの前方に配置するための台とウーファとの間に所定の隙間を形成し、この際間をバスレフポートとして利用するようにしたものである。
これによって、台及び隙間の寸法を適当に設定することにより、ウーファをツイータやスコーカより前方に配置し、音圧位相両周波数特性を平坦化することができ、しかもスピーカボックス内の音波が隙間を介してスピーカボックスの前方に放射されるため、この隙間にバスレフポートの機能を持たせることができる、としている。
ところが、上記の特許文献１及特許文献２にあっては、スピーカの後部から流れた音声がスピーカ前面に届くまでにはその距離が区々であるため最良の共鳴が得られない。
そこで、本発明は上記従来の課題を解決し、発明の目的を達成するために提供するものである。
本発明の第１は、位相反転方式のスピーカシステムにおいて、エンクロージャの内部にスピーカユニットの前面をフランジを介して開口付きパネルに設置し、そのスピーカユニットを挟んで左右両側にダクト形成体を配置し、そのダクト形成体の外面とエンクロージャの側部内面との間に、ダクトを形成し、そのダクト幅を塞ぐ厚さの位相調整体をダクト形成体に一体的に成形し、その位相調整体の側面にスピーカユニット前面開口部の縁部に到達する距離が等しくなる長さに設定した共鳴音流通路を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路を設けたものである。
本発明の第２は位相反転方式のスピーカシステムにおいて、エンクロージャの内部において、スピーカユニットをフランジを介して前面パネルに取付け、そのスピーカユニットの周囲を囲んでダクト形成体を配置し、そのダクト形成体の外面とエンクロージャの側部内面との間にダクトを形成し、そのダクト幅を塞ぐ厚さの位相調整体をダクト形成体に一体的に成形し、その位相調整体の厚さ内に共鳴音流通路を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路を成形したものである。
本発明の第３は、位相反転方式のスピーカシステムにおいて、エンクロージャの内部にスピーカユニットをフランジを介して前面パネルに取付け、そのスピーカユニットの周囲を囲んで位相調整体を配置し、その位相調整体の厚さ内に共鳴音導入路を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路を設けたものである。
本発明の第４は位相反転方式のスピーカシステムにおいて、球形のエンクロージャの内部において、スピーカユニットをフランジを介して前面パネルに取付け、そのスピーカユニットの周囲を囲んでダクト形成体を配置し、そのダクト形成体の外面とエンクロージャの両側面部位の内面との間にダクトを形成し、そのダクト幅を塞ぐ厚さの位相調整体をダクト形成体に一体的に成形し、その位相調整体の厚さ内に共鳴音流通路を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路を設けたものである。
本発明の第５は位相反転方式のスピーカシステムにおいて、球形のエンクロージャの内部において、スピーカユニットをフランジを介して前面パネルに取付け、そのスピーカユニットの周囲を囲んで位相調整体を配置し、その位相調整体の厚さ内に共鳴音流通路を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路を設けたものである。
本発明は上記の構成であるから、次のような効果がある。複数連の等長長さの凹条溝又は貫通孔からなる共鳴音流通路により、スピーカユニットの効果を高め、且つ特性を最適に調整することができる。また、聴感上スピーカユニットの特性に最適に逆相、正相成分を外縁部より放射し、混変調歪、群遅延を改善することができる。
また、スピーカユニットの開口部と、その前面に位置するネット体と、スピーカユニットの開口部近傍から位相反転しながら放出されてくる音は、この特殊な仮想空気室となる空間部で、一定の機械抵抗（スティフネス）を得て、スピーカユニットに前室と後室が設けられた形となり、音の低域が改善される。
さらに、スピーカユニットの振動板の分割振動による不完全なピストンモーション（中心のボイスコイル付近と外縁部エッジ付近との振幅動作遅れ）に対しても妥当な位相反転量を均一にスピーカユニット開口縁部から対向放射されるので、一般の位相反転形スピーカーより帰還量が増大し、低域歪みを相殺すると共に補完がなされる。
また、スピーカユニットの開口部と、その前面に位置するネット体と、スピーカユニットの開口部近傍から位相反転しながら放出されてくる音は、この特殊な仮想空気室となる空間部で、一定の機械抵抗（スティフネス）を得て、スピーカユニットに前室と後室が設けられた形となり、音の低域が改善される。
さらに、スピーカユニットの振動板の分割振動による不完全なピストンモーション（中心のボイスコイル付近と外縁部エッジ付近との振幅動作遅れ）に対しても妥当な位相反転量を均一にスピーカユニット開口縁部から対向放射されるので、一般の位相反転形スピーカーより帰還量が増大し、低域歪みを相殺すると共に補完がなされる。
本発明を実施するための最良の形態は次の通りである。
エンクロージャを直方形とし、その内部において、スピーカユニットの前面をフランジを介して開口付きパネルに設置する。そして、そのスピーカユニットを挟んで左右両側に板状のダクト形成体を配置し、そのダクト形成体の外面とエンクロージャの側部内面との間に、ダクトを形成する。そのダクト幅を塞ぐ厚さの位相調整体をダクト形成体に一体的に成形する。その位相調整体の側面にスピーカのフランジの外縁に到達する距離が等しくなる長さに設定した共鳴音流通路を複数本成形する。そして、スピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連通する共鳴音流通路を成形する。
エンクロージャを直方形とし、その内部において、スピーカユニットの前面をフランジを介して開口付きパネルに設置する。そして、そのスピーカユニットを挟んで左右両側に板状のダクト形成体を配置し、そのダクト形成体の外面とエンクロージャの側部内面との間に、ダクトを形成する。そのダクト幅を塞ぐ厚さの位相調整体をダクト形成体に一体的に成形する。その位相調整体の側面にスピーカのフランジの外縁に到達する距離が等しくなる長さに設定した共鳴音流通路を複数本成形する。そして、スピーカユニットを取付ける前面パネルにも前記共鳴音流通路に連通する共鳴音流通路を成形する。
次に、本発明に係る位相反転方式のスピーカシステムを図面に即して説明する。１は箱形又は球形のエンクロージャであり、図１〜図１２はボックス形であり、図１３〜図１６は球形（ボール形）を示すが、台形や複合楕円形の立方体もある。２はスピーカユニットあり、その前面をフランジ２1を介して開口部３′を有するパネル３に設置してある。４はスピーカ２を挟んだ左右両側に配置したダクト形成体であり、その前部板厚端面をパネル３に近接ないし取付けてある。なお、２2はスピーカユニットの可動振動板である。
前記のダクト形成体４は、スピーカユニット２の開口部２′の口径が２５ｃｍ程の大径の形状にあっては必要とする(上記段落「０００８」、「０００９」、「００１１」を参照)が、当該スピーカユニットの開口部の口径が１２ｃｍ程の小径の形状にあっては、エンクロージャ１の内部が小スペースになるから、必ずしもダクト形成体４を必要としない場合がある。（上記段落「００１０」、「００１２」を参照）。
５は位相調整体であり、ダクト形成体４の外面とエンクロージャ１の側部内面に形成したダクト７内においてパネル３の板に一方の板厚端面を接して設けてある。当該位相調整体５の他方の板厚端面５′はスピーカユニット２の開口部２′の凹弧形の縁部２ 1 ′と同形の凸弧形に設定してある（図７参照）。６は位相調整体５の外面に成形した複数本の共鳴音流通路であり、細い凹溝（図１〜図４、図１１・図１２）又は貫通孔（図５〜図１０、図１３〜図１６）の両方がある。６′はその前面パネル３に成形した共鳴音流通路であり、前記ダクト形成体４の共鳴音流通路６に連通するようになっていると共に。スピーカユニット開口部２′の縁部２1′にほぼ同位置に設定してある。８はダクト７の上下部を塞ぐ閉塞部材、９はスピーカユニット２の開口部２′の前面に張設されたセラミックネット又はサランネット等のネット体、１０はそのネット体９とスピーカユニット２の開口面との間に形成された空間部である。
５は位相調整体であり、ダクト形成体４の外面とエンクロージャ１の側部内面に形成したダクト７内においてパネル３の板に一方の板厚端面を接して設けてある。当該位相調整体５の他方の板厚端面５′はスピーカユニット２の開口部２′の凹弧形の縁部２ 1 ′と同形の凸弧形に設定してある（図７参照）。６は位相調整体５の外面に成形した複数本の共鳴音流通路であり、細い凹溝（図１〜図４、図１１・図１２）又は貫通孔（図５〜図１０、図１３〜図１６）の両方がある。６′はその前面パネル３に成形した共鳴音流通路であり、前記ダクト形成体４の共鳴音流通路６に連通するようになっていると共に。スピーカユニット開口部２′の縁部２1′にほぼ同位置に設定してある。８はダクト７の上下部を塞ぐ閉塞部材、９はスピーカユニット２の開口部２′の前面に張設されたセラミックネット又はサランネット等のネット体、１０はそのネット体９とスピーカユニット２の開口面との間に形成された空間部である。
図１１及び図１２にあっては、位相調整体５と開口部３′付きパネルの３のスピーカユニットの開口縁部までの距離がそれぞれ等長になるように設定した曲線状の共鳴音流通路６・６′が形成されている。なお、「等長」は、位相調整体５の共鳴音流通路がスピーカユニット２の外縁に到達するまでの共鳴音流通路の距離を意味する。
図１３〜図１６は球形のエンクロージャであり、その内部において、スピーカユニット２を囲んで周囲にダクト形成体４を設置し、そのダクト形成体の外面に複数の位相調整体５を間隔を保持して一体的に設けてある。その位相調整体には、その厚さ内に共鳴音流通路６として貫通孔があけてある。６′は当該共鳴音流通路６に連通する共鳴音流通路であり、前面パネル３に成形してある。
また、球形本体１の内壁面とダクト形成体４の間に位相調整体５の流通路に音を導くダクト７が形成されている。
また、球形本体１の内壁面とダクト形成体４の間に位相調整体５の流通路に音を導くダクト７が形成されている。
上記の共鳴音流通路６は、前面板３の共鳴音流通路６′に対して概ね直角（図１〜図１２）に交差しているが、球形（図１３〜図１６）の場合は、直角よりは鈍角（約１００〜１２０度）に交差するようになっている。その交差設定するめには、当該共鳴音流通路の材質が木材であると、ルーターやドリル等の孔明け工具により加工され、ルーターの場合は、横幅は概ね１０ｍｍ、深さ５ｍｍに設定する。また、孔の場合は直径が９．８ｍｍを可とする。この共鳴音流通路は、ユニットの特性に合わせて本数やピッチも増減して調整する。図中９はスピーカユニット２の開口部２′の前面に張設されたセラミックネット又はサランネット等のネット体、１０はそのネット体９とスピーカユニットの２開口部２′の間に形成された空間部を示す。
「具体的な使用例」
本発明は上記の構成において、スピーカユニット２の正面開口部２′から流れる音（主として正相波）は、スピーカ２のテーパー開口部２′と空間部１０に設けられた複数の連通等長の共鳴音流通路６′を通して流れ出る音と合流して放射される。
その流通路６′から流れ出る音は次の通りである。すなわち、スピーカユニット２の背面側から流れる音（主として逆相波）はエンクロージャ内部の障壁１１に当たって反射し、ダクト７に入っていく。そのダクトに入った音は共鳴音流通路６を通り、さらに前面パネル３の共鳴音流通路６′を通ってスピーカユニット２の前面パネル３の開口縁部３1′から空間部１０に流れ出る。
本発明は上記の構成において、スピーカユニット２の正面開口部２′から流れる音（主として正相波）は、スピーカ２のテーパー開口部２′と空間部１０に設けられた複数の連通等長の共鳴音流通路６′を通して流れ出る音と合流して放射される。
その流通路６′から流れ出る音は次の通りである。すなわち、スピーカユニット２の背面側から流れる音（主として逆相波）はエンクロージャ内部の障壁１１に当たって反射し、ダクト７に入っていく。そのダクトに入った音は共鳴音流通路６を通り、さらに前面パネル３の共鳴音流通路６′を通ってスピーカユニット２の前面パネル３の開口縁部３1′から空間部１０に流れ出る。
この等長共鳴音流通路６′・６に導かれる前段において、十分低音域を共鳴させてある。スピーカユニット２の振動板２2の材質で、内部損失が小さいアルミ等のフルレンジユニットの場合、さらに、等長共鳴音流通路６の前段で中高域がダンプ（減衰）させる工夫が必要となるが、その有効な対策として、パッシブラジェータ（ドローンコーン）でエンクロージャ１内を２分し、シュノーケルで共鳴音流通路６を延長して、前室を貫通させ、中高域がダンプされた後、室から放射される音を拾い、共鳴音流通路６に帰還する。ダクト同士の内圧を均一化するため、貫通孔で連結してある。このようにして、整えられた低域（低音）逆相波は、音響管形と、その他の形の利点を共有し、位相反転しながら音源に直交することで、自身がモーショナルフィードバックをする。
１ エンクロージャ
２ スピーカユニット
３ 開口付きパネル
４ ダクト形成体
５ 位相調整体
６ 共鳴音通流通路
７ ダクト
８ ダクト閉塞部材
９ ネット体
１０ 空間部
１１ 障壁部
２ スピーカユニット
３ 開口付きパネル
４ ダクト形成体
５ 位相調整体
６ 共鳴音通流通路
７ ダクト
８ ダクト閉塞部材
９ ネット体
１０ 空間部
１１ 障壁部
Claims (5)
- エンクロージャ(1)の内部において、スピーカユニット(2)の前面をフランジ(21)を介して開口(1′)付きパネル(3)に設置し、そのスピーカユニット(2)を挟んで左右両側にダクト形成体(4)を配置し、そのダクト形成体の外面(41)とエンクロージャの側部内面(12)との間にダクト(7)を形成し、そのダクト幅(W)を塞ぐ厚さの位相調整体(5)をダクト形成体(4)に一体的に成形し、その位相調整体(5)の側面にスピーカユニット前面開口部(2′)の縁部(21′)に到達する距離が等しくなる長さ(L)に設定した共鳴音流通路(6)を複数本設け、且つスピーカユニット(2)を取付ける開口(31)付き前面パネル(3)にも前記共鳴音流通路に連なる共鳴音流通路(6′)を設けたことを特徴とする位相反転方式のスピーカシステム。
- エンクロージャ(1)の内部において、スピーカユニット(2)をフランジ(21)を介して前面パネル(3)に取付け、そのスピーカユニット(2)の周囲を囲んでダクト形成体(4)を配置し、そのダクト形成体の外面(41)とエンクロージャの側部内面(12)との間にダクト(7)を形成し、そのダクト幅(W)を塞ぐ厚さの位相調整体(5)をダクト形成体(4)に一体的に成形し、その位相調整体(5)内に共鳴音流通路(6)を複数本設け、且つスピーカユニット(2)を取付ける前面パネル(3)にも前記共鳴音流通路(6)に連なる共鳴音流通路(6′)を成形したことを特徴とする位相反転方式のスピーカシステム。
- エンクロージャ(1)の内部において、スピーカユニット(2)をフランジ(21)を介して前面パネル(3)に取付け、そのスピーカユニット(2)の周囲を囲んで位相調整体(5)を配置し、その位相調整体の厚さ内に共鳴音流通路(6)を複数本設け、且つスピーカユニットを取付ける前面パネル(3)にも前記共鳴音流通路(6)に連なる共鳴音流通路(6′)を設けたことを特徴とする位相反転方式のスピーカシステム。
- 球形のエンクロージャ(1)の内部において、スピーカユニット(2)をフランジ(21)を介して前面パネル(3)に取付け、そのスピーカユニット(2)の周囲を囲んで位相調整体(5)を配置し、その位相調整体(5)の厚さ内に共鳴音流通路(6)を複数本設け、且つスピーカユニット(2)を取付ける前面パネル(3)にも前記共鳴音流通路(6)に連なる共鳴音流通路(6′)を設けたことを特徴とする位相反転方式のスピーカシステム。
- 球形のエンクロージャ(1)の内部において、スピーカユニット(2)をフランジ(21)を介して前面パネル(3)に取付け、そのスピーカユニット(2)の周囲を囲んでダクト形成体(4)を配置し、そのダクト形成体の外面(41)とエンクロージャの両側面部位の内面(12)との間にダクト(7)を形成し、そのダクト幅(W)を塞ぐ厚さの位相調整体(5)をダクト形成体(4)に一体的に成形し、その位相調整体(5)の厚さ内に共鳴音流通路(6)を複数本設け、且つスピーカユニット(2)を取付ける前面パネル(3)にも前記共鳴音流通路(6)に連なる共鳴音流通路(6′)を設けたことを特徴とする位相反転方式のスピーカシステム。
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| JP2006002233A JP4630400B2 (ja) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | 位相反転方式のスピーカシステム |
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