JP5611068B2 - スピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステム - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ用エンクロージャおよびこのエンクロージャを用いたスピーカシステムに関するもので、特に、ダブルバスレフ型エンクロージャおよびスピーカシステムの改良に関するものである。

スピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムにおいては、エンクロージャの容積が小さい割には低音域を良好に再生することができるバスレフ型が広く普及している。バスレフ型エンクロージャは、バッフル板としての前板の上下および左右を板で囲うとともに、これら上下左右の板の後端部を背板で密閉し、上記前板にはスピーカユニットを取り付けるとともに開口を形成し、この開口に続くダクトを上記前板に設けたものである。スピーカユニットの背面側から放出される音波は、エンクロージャ内で反転されて上記ダクトおよび開口からエンクロージャの外に放射される。したがって、上記ダクトおよび開口から放射される音波の位相はスピーカユニットの前面から放射される音波の位相と同相となる。これによって、再生される音波の音圧レベル、特に低音域での音圧レベルを高めることができる。バスレフ型のエンクロージャあるいは音響装置の例として、特許文献１、特許文献２などに記載されているものが知られている。

上に述べたとおり、バスレフ型のスピーカ用エンクロージャを用いたスピーカシステムによれば、低音域の音圧レベルを高めることができ、小さな容積のエンクロージャであっても、再生可能な最低周波数を下げることができる。しかし、低音域まで再生することが可能であっても、ダンピング（抑制）の効かない、「フガフガ」したような切れの悪い低音域の再生音になってしまう欠点がある。換言すれば、低音域の入力信号に忠実な低音を再生することができないという欠点がある。

そこで、バスレフ型エンクロージャの改良型として、図８に示すようなダブルバスレフ型エンクロージャが提案され実用化されている。図８において、エンクロージャ１は、バッフル板としての前板１０と、前板１０の上下左右端を囲んで一体に形成された上下左右の板と、これら上下左右の板の後端に密着させて一体に形成された背板を有している。これらの板は密着して結合されることにより密閉された箱形のエンクロージャ１が形成されている。前板１０の内面には、前板１０の上端寄りの位置においてスピーカユニット２が取り付けられ、スピーカユニット２の再生音が前板１０に開けられた開口から放射されるようになっている。

エンクロージャ１の内部は隔壁１１によって二つのキャビネットに分けられている。隔壁１１はスピーカユニット２を背面側から覆うように設けられていて、スピーカユニット２の背面側に第１キャビネット３を形成している。換言すれば、第１キャビネット３内にスピーカユニット２が取り付けられている。エンクロージャ１の内部の、第１キャビネット３を除く他の空間は第２キャビネット５を構成している。隔壁１１には、第１キャビネット３と第２キャビネット５を連通させる第１のダクト４が一体に形成されている。上記前板１０には、スピーカユニット２の下方において第２のダクト６が一体に形成されている。第２のダクト６は第２キャビネット５と外部空間を連通させている。第１キャビネット３と第１のダクト４のほかに、第２キャビネット５と第２のダクト６を有していることから、ダブルバスレフ型といわれている。

図８に示すようなダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、スピーカユニット２の背面側から放射される音波は、一旦、第１キャビネット３に放射され、第１のダクト４を経て第２キャビネット５に導かれ、第２のダクト６からエンクロージャ１外に放射される。したがって、前記バスレフ型スピーカシステムと比較すると、第１キャビネット３と第１のダクト４が付加された構成になっている。この第１のダクト４が音響抵抗となり、第２のダクト６からエンクロージャ１の外に放射されるスピーカユニット２の背面側の音波が適度に抑制され、ダンピングの効いた歯切れの良い低音を再生することができる。

しかし、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、図９に符号Ｄで示すように、特定の周波数領域で音圧レベルが極端に低下する欠点があった。図９は従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの周波数特性を示しており、図１０はインピーダンス特性を示している。インピーダンス特性とは、スピーカユニット２のボイスコイルが音声信号によって駆動されるときに生じる逆起電力のインピーダンスの特性で、横軸は周波数ｆである。図９に示す周波数特性からわかるように、特定の周波数領域で音圧レベルが極端に低下している。図１０に示すインピーダンス特性によれば、三つのピークがある。これらのピークが生じる周波数を、低い周波数から高い周波数に向かって順にｆ１、ｆ２ａ、ｆ３ａとする。周波数ｆ２ａと周波数ｆ３ａの間に、音圧レベルが極端に低下する上記特定の周波数領域が存在している。第１のピークが生じる周波数ｆ１およびこのピークの高さはエンクロージャ１の仕様によって決まり、第１のダクト４による音響抵抗などを調整してもほとんど変化はない。

特許第３８９０１８３号公報 実公平７−２７７５２号公報

上に述べた通り、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、ダンピングの効いた歯切れの良い音を再生することができる利点がある反面、特定の周波数領域において音圧が極端に低下する。換言すれば、上記特定の周波数領域において音が出ないという欠点がある。この欠点の原因について検討したところ、特定の周波数において、第２のダクト６から放射されるスピーカユニット２の背面側からの音波が、スピーカユニット２の前面側から放射される音波と干渉してスピーカユニット２の前面側から放射される音波を打ち消すことが原因であることがわかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消すること、すなわち、特定の周波数領域において音圧が極端に低下することをなくして、平坦な周波数特性を得ることができるダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るスピーカ用エンクロージャは、内部空間を第１キャビネットと第２キャビネットに区画する隔壁と、上記第１キャビネットと第２キャビネットを連通させる第１のダクトと、上記第２キャビネットを外部空間に連通させる第２のダクトと、を有し、上記第１キャビネットにスピーカユニット取り付け部を有するダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャであって、上記隔壁に設けられていて上記第１キャビネットから上記第２キャビネットに通じる筒型の孔と、孔の中に詰め込まれ孔を覆う音響抵抗材と、を有することを最も主要な特徴とする。

本発明に係るスピーカシステムは、本発明に係るスピーカ用エンクロージャを有し、上記エンクロージャの第１キャビネット内のスピーカユニット取り付け部に、前面を外部に解放してスピーカユニットが取り付けられていることを特徴とする。

本発明は、従来のダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムが備えている構成に加えて、スピーカユニット取り付け部を有する第１キャビネットを隔壁によって形成し、隔壁に第１キャビネットから第２キャビネットに通じる孔を設け、この孔を覆う音響抵抗材を設けている。上記孔を有することによって、上記音響抵抗材を有効に機能させることができ、上記音響抵抗材の密度などを調整することによって、第１キャビネットの内圧を調整することができる。第１キャビネットの内圧を調整することにより、図１０に示すインピーダンス特性について説明したような、ピークが生じる周波数ｆ２ａ，ｆ３ａを移動させることができ、結果として、図９について説明した周波数特性上の特定の周波数領域における音圧レベルの落ち込みを解消し、良好な周波数特性を得ることができる。

本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの一実施例を示す側面縦断面図である。 上記実施例の周波数特性を示すグラフである。 上記実施例のインピーダンス特性を示すグラフである。 上記実施例の周波数特性と従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの周波数特性を比較して示すグラフである。 上記実施例のインピーダンス特性と従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのインピーダンス特性を比較して示すグラフである。 本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの別の実施例を示す側面縦断面図である。 本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムのさらに別の実施例を示す側面縦断面図である。 従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの例を示す側面縦断面図である。 上記従来のスピーカシステムの周波数特性を示すグラフである。 上記従来のスピーカシステムのインピーダンス特性を示すグラフである。

以下、本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの実施例について図面を参照しながら説明する。なお、図８に示す従来例の構成部分と同じ構成部分には共通の符号を付している。

図１において、符号１はスピーカ用のエンクロージャを示している。エンクロージャ１は、バッフル板としての前板１０と、前板１０の上下左右端を囲んで一体に形成された上下左右の板、すなわち、天板、底板、右側板および左側板と、これらの板の後端に密着させて一体に形成された背板を有している。これらの板は互いに密着して結合されることにより箱形のエンクロージャ１が形成されている。

エンクロージャ１の内部空間は隔壁１１によって第１キャビネット３と第２キャビネット５の二つのキャビネットに区画されている。第１キャビネット３は、前板１０と隔壁１１に囲まれた空間であって、第１キャビネット３にスピーカユニット取り付け部を有している。より具体的には、第１キャビネット３を区画している前板１０に比較的大きな円形の窓孔１０１が設けられていて、この窓孔１０１の形成部分の内面がスピーカユニット取り付け部になっている。上記スピーカユニット取り付け部にはスピーカユニット２が取り付けられ、スピーカユニット２の前面側からの再生音が窓孔１０１からエンクロージャ１の外に向かって放射されるようになっている。スピーカユニット２が上記のように前板１０の内面側に取り付けられることにより、スピーカユニット２は第１キャビネット３内に取り付けられ、かつ、スピーカユニット２の背面側に第１キャビネット３が存在していることになる。

図１に示す例では、隔壁１１がスピーカユニット２を上下左右および後ろから囲っている。エンクロージャ１の内部空間は、第１キャビネット３が占める空間を除く他の空間が第２キャビネット５となっている。隔壁１１のうちスピーカユニット取り付け部の背後に位置する隔壁には、第１キャビネット３と第２キャビネット５を連通させる第１のダクト４が一体に形成されている。上記前板１０には、スピーカユニット２の下方において、かつ、隔壁１１よりも下方において第２のダクト６が一体に形成されている。第２のダクト６は筒形の部材で第２キャビネット５と外部空間を連通させている。ここまで説明してきた構成は、図８に示す従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの構成と実質的に変わりがない。

図１に示す実施例では、上記の構成に加えて、以下に述べるような特徴のある構成を備えている。上記隔壁１１には、上記スピーカユニット取り付け部の背後に位置する部分に、第１キャビネット３から第２キャビネット５に通じる孔８が設けられている。図１に示す例では、孔８は複数設けられている。また、各孔８は円形の孔で、各孔８の直径は、これらの孔が形成されている隔壁１１部分の厚さ寸法よりも小さくなっている。スピーカユニット２の背面とこの背面に対向する隔壁１１との間に形成されている空間には音響抵抗材７が配置されている。孔８の大きさと数および音響抵抗材７の密度を適宜設定することによって、音響抵抗材７と孔８を通じて第１キャビネット３から第２キャビネット５に至る部分の音響抵抗が適宜の値に設定される。第１のダクト４は、隔壁１１に一体に、かつ、孔８形成部分の下方直近に設けられている。

以上説明した実施例によれば、前述のダブルバスレフ型スピーカシステムのように、スピーカユニット２の背面側から放射される音波は、一旦、第１キャビネット３に放射され、第１のダクト４を経て第２キャビネット５に導かれ、第２のダクト６からエンクロージャ１外に放射される。これに加えて、第１のダクト４とは別に、音響抵抗材７と孔８を有しているため、第１キャビネット３が音響抵抗材７と孔８を経て第２キャビネット５に通じ、スピーカユニット２の駆動で生じる第１キャビネット３内の音圧が抑制される。

図３は上記実施例に係るスピーカシステムのインピーダンス特性を示すもので、特定の三つの周波数においてピークが生じている。それぞれのピークが生じる周波数を、低い周波数から高い周波数に向かって順にｆ１、ｆ２ｂ、ｆ３ｂとする。このインピーダンス特性と前記従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのインピーダンス特性とを重ねて表したものが図５に示すグラフである。点線ａが従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのインピーダンス特性、実線ｂが上記実施例のインピーダンス特性である。第１番目のピークが生じる周波数ｆ１とこのピークの高さは、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのものとほとんど変わりがない。これに対して、第２番目と第３番目のピークが生じる周波数ｆ２ｂ、ｆ３ｂは、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムにおいて第２番目と第３番目のピークが生じる周波数ｆ２ａ、ｆ３ａよりもそれぞれ高い周波数の方にずれている。また、第２番目のピークは上記従来のスピーカシステムにおける第２番目のピークよりも高くなり、第３番目のピークは上記従来のスピーカシステムにおける第３番目のピークよりも低く、ほとんど平坦に近くなっている。なお、本願において特性を示すグラフはいずれも、所定の規格化された測定装置を用い規格化された方法で測定したものである。

上記実施例に係るスピーカシステムのインピーダンス特性において、上記のように第２、第３のピーク位置が移動する結果、周波数特性がほぼ平坦になるように設計仕様を決定し、調整することができる。図２は上記実施例に係るスピーカシステムの周波数特性を示す。図４は、この周波数特性と前記従来のスピーカシステムの周波数特性とを重ねて表している。点線Ａが従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの周波数特性、実線Ｂが上記実施例の周波数特性である。図４から明らかなように、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムにおいて特定の周波数で生じていた音圧レベルの極端な落ち込みがなくなり、平坦で良好な周波数特性を得ることができる。

図１に示す実施例において、上記のような効果を得ることができるのは、音響抵抗材７の密度を適宜調整し、また、隔壁１１に形成する孔８の大きさと数を適宜設定することによって前述のインピーダンス特性を調整することができ、結果として周波数特性を可能な限り最大限良好な特性に調整することができるからである。

次に、本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの別の実施例について説明する。別の実施例が上記第１の実施例と異なるのは、隔壁１１に形成されている孔の構成と、この孔を覆う音響抵抗材の構成であるから、この構成の相違点を中心に説明する。

図６は本発明の第２の実施例を示している。第２の実施例が第１の実施例と異なっているのは、スピーカユニット取り付け部の背後に位置する隔壁１１に形成されている孔８の構成である。図６に示す第２の実施例における孔８の数は一つであり、孔８は円形でその直径は隔壁１１の厚さ寸法よりも大きい。孔８が形成されている隔壁１１と、スピーカユニット取り付け部に取り付けられたスピーカユニット２の背面との間に形成されている空間には、音響抵抗材７が介在し、音響抵抗材７は上記孔８を覆っている。その他の第１、第２キャビネット３、５、第１、第２のダクト４、６などを含む構成は、前記第１の実施例の構成と同じである。

第２の実施例によれば、第１のダクト４とは別に、音響抵抗材７と孔８を有することによって、スピーカユニット２の駆動で生じる第１キャビネット３内の音圧が抑制され、急激な落ち込みのない良好な周波数特性を得ることができる。そして、音響抵抗材７の密度を調整し、さらに、孔８の大きさを適宜設定することにより、第１の実施例と同様に、インピーダンス特性を調整して、周波数特性を可能な限り最大限良好な特性になるように調整することができる。

図７に第３の実施例を示す。第３の実施例が前記第１、第２の実施例と異なっているのは、スピーカユニット取り付け部の背後に位置する隔壁１１に形成されている孔８の形状が筒形になっていることであり、かつ、音響抵抗材７が上記孔８に充填されていて、孔８が音響抵抗材７で覆われていることである。孔８は円筒形の孔になっていて、その内径は隔壁１１の厚さ寸法よりも大きい。その他の第１、第２キャビネット３、５、第１、第２のダクト４、６などを含む構成は、前記第１、第２の実施例の構成と同じである。

第３の実施例によれば、第１のダクト４とは別に、音響抵抗材７が充填された筒形の孔８を有することによって、スピーカユニット２の駆動で生じる第１キャビネット３内の音圧が抑制され、急激な落ち込みのない良好な周波数特性を得ることができる。そして、孔８の大きさを適宜設定し、音響抵抗材７の密度を調整することにより、第１、第２の実施例と同様に、インピーダンス特性を調整して、周波数特性を可能な限り最大限良好な特性になるように調整することができる。

本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムは、比較的簡易な低コストの製品に適用してもよいし、高級なオーディオシステムのスピーカシステムに適用してもよい。
また、エンクロージャ構造あるいは素材についても製品コンセプトに応じて適宜選択すればよい。例えば、比較的簡易な低コストの製品であれば、合成樹脂を素材とした一体成形を多用した構造にすることもできるし、高級なオーディオシステムのスピーカシステムであれば、木製の部品を組み立てた構造にすることもできる。

１ エンクロージャ
２ スピーカユニット
３ 第１キャビネット
４ 第１のダクト
５ 第２キャビネット
６ 第２のダクト
７ 音響抵抗材
８ 孔
１１ 隔壁

Claims (7)

1. 内部空間を第１キャビネットと第２キャビネットに区画する隔壁と、
   上記第１キャビネットと第２キャビネットを連通させる第１のダクトと、
   上記第２キャビネットを外部空間に連通させる第２のダクトと、を有し、
   上記第１キャビネットにスピーカユニット取り付け部を有するダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャであって、
   上記隔壁に設けられていて上記第１キャビネットから上記第２キャビネットに通じる筒形の孔と、
   上記孔の中に詰め込まれ上記孔を覆う音響抵抗材と、
   を有するスピーカ用エンクロージャ。
2. 第１キャビネットから第２キャビネットに通じる孔は、スピーカユニット取り付け部の背後に位置する隔壁に設けられている請求項１記載のスピーカ用エンクロージャ。
3. 隔壁に設けられている孔は円形の孔で、この孔の直径は上記隔壁の厚さ寸法よりも小さい請求項１または２記載のスピーカ用エンクロージャ。
4. 隔壁に設けられている孔の数は複数である請求項１、２または３記載のスピーカ用エンクロージャ。
5. 隔壁に設けられている孔の数は一つであり、上記孔の直径は上記隔壁の厚さ寸法よりも大きい請求項１または２記載のスピーカ用エンクロージャ。
6. 隔壁に設けられている孔は円筒形の孔であり、上記円筒形の孔の径は隔壁の厚さよりも大きく、上記孔の数は一つである請求項１または２記載のスピーカ用エンクロージャ。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のスピーカ用エンクロージャを有し、上記エンクロージャの第１キャビネット内のスピーカユニット取り付け部に、前面を外部に解放してスピーカユニットが取り付けられているスピーカシステム。

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