JP6243513B2

JP6243513B2 - スピーカシステム

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Publication number: JP6243513B2
Application number: JP2016509864A
Authority: JP
Inventors: 徹長谷; 長谷　　徹; 智裕末永; 晴樹武田; 亀一郎大友
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp; Technical Audio Devices Laboratories Inc
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp; Technical Audio Devices Laboratories Inc
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: US9854339B2; JPWO2015145774A1; US20170127164A1; WO2015145774A1

Description

本発明は、スピーカシステムに関するものである。

上述したスピーカシステムとして例えば特許文献１に記載のスピーカキャビネットが知られている。このスピーカキャビネットは、スピーカユニットが取り付けられた第１のキャビネットと、この第１のキャビネットの底面に取り付けられたバスレフダクトを形成する第２のキャビネットと、を有している。この第１のキャビネット底壁の端部に、バスレフダクトに連通する開口が設けられている。

第１のキャビネットは、略直方体状に設けられ、互いに対向する３対の壁部を有している。この互いに対向する壁部間には、当該壁部が節となり、その中央が腹となる定在波がそれぞれ生じている。一般に定在波の振幅は振動の節で最小であるが、音圧は振動の節で最大となる。上述したように第１のキャビネット底壁の端部に開口を設けると、定在波の節にあたる部分、つまり、定在波の音圧が最大となる部分に開口が設けられることとなる。このため、バスレフダクトを通じて放射される音に対する定在波の影響が大きくなる、という問題が一例としてあった。特に、上下に長い第１のキャビネットの底壁に開口を設けると、低い周波数で大きなピーク、またはディップを生じてしまう。

そこで、本発明は、例えば、定在波の影響を受けにくいスピーカシステムを提供することを課題の一例とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、スピーカ装置と、前記スピーカ装置が取り付けられるスピーカ取付壁と、該スピーカ取付壁に対向する対向壁と、前記スピーカ取付壁及び前記対向壁間に設けられた互いに対向する２対の側壁と、を有するキャビネットと、を備え、前記キャビネットの側壁には、当該キャビネット内部と連通する第１ダクトが設けられ、前記キャビネット内部と前記第１ダクト入口とを連通する第１開口が、前記２対の側壁のうち互いの距離が小さい一対の側壁の一方の中央を含む位置に設けられたことを特徴とするスピーカシステムである。

第１実施例における本発明のスピーカシステムの斜視図である。図１に示すスピーカシステムの正面図である。図２のＩ−Ｉ線断面図である。図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図１に示すスピーカシステムに生じる定在波について説明するための説明図である。図１に示すスピーカシステム及びこのスピーカシステムに設けられた第１ダクトの周波数特性を示すグラフである。他の実施例における図２のＩ−Ｉ線断面図である。他の実施例における図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。第２実施例における本発明のスピーカシステムの正面図である。図１０のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１０のＶ−Ｖ線断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかるスピーカシステムを説明する。本発明の一実施形態に係るスピーカシステムは、スピーカ装置と、スピーカ装置が取り付けられるスピーカ取付壁と、該スピーカ取付壁に対向する対向壁と、スピーカ取付壁及び対向壁間に設けられた互いに対向する２対の側壁と、を有するキャビネットと、を備え、キャビネットの側壁には、当該キャビネット内部と連通する第１ダクトが設けられ、キャビネット内部と第１ダクト入口とを連通する第１開口が、２対の側壁のうち互いの距離が小さい一対の側壁の一方の中央を含む位置に設けられている。

これにより、スピーカの周波数特性に影響を与えやすい低い周波数の定在波の腹にあたる部分、つまり、定在波の音圧が最小となる部分に第１開口を設けることができ、定在波の影響を受けにくくなる。

また、第１ダクトが、第１開口が設けられた側壁に沿って延在され、第１ダクトの出口が、入口よりもスピーカ装置の音放射方向側に設けられていてもよい。これにより、第１ダクトを通った音を音放射方向側に放射できる。

また、第１ダクトが、第１開口が設けられた側壁に沿って延在され、第１ダクトの出口が、入口よりもスピーカ装置の音放射方向と反対側に設けられていてもよい。これにより、第１ダクトを通った音を音放射方向の反対側に放射できる。

また、キャビネットの側壁には、当該キャビネット内部と連通する第２ダクトが設けられ、キャビネット内部と第２ダクト入口とを連通する第２開口が、互いの距離が小さい一対の側壁の他方の中央を含む位置に設けられていてもよい。これにより、スピーカの周波数特性に影響を与えやすい低い周波数の定在波の腹にあたる部分、つまり、定在波の音圧が最小となる部分に第２開口を設けることができ、定在波の影響を受けにくくなる。

また、第１ダクト又は第２ダクトの少なくとも一方が、その入口に連通された第１開口又は第２開口が設けられた側壁に沿って延在され、第１ダクト又は第２ダクトの少なくとも一方の出口が、入口よりもスピーカ装置の音放射方向側に設けられていてもよい。これにより、第１ダクトや第２ダクトを通った音を音放射方向側に放射できる。

また、第１ダクト又は第２ダクトの少なくとも一方が、その入口に連通された第１開口又は第２開口が設けられた側壁に沿って延在され、第１ダクト又は第２ダクトの少なくとも一方の出口が、入口よりもスピーカ装置の音放射方向と反対側に設けられていてもよい。これにより、第１ダクトや第２ダクトを通った音を音放射方向と反対側に放射できる。

また、第１ダクトは、入口から出口に向かうに従って面積が広くなるように設けられていてもよい。これにより、第１ダクト内の空気に不必要な乱気流等を発生させないで音を放射できる。

また、第１ダクトは、入口から出口に向かうに従って第１開口が設けられた側壁と平行方向の幅が広くなり、かつ、第１開口が設けられた側壁と直交する方向の幅が一定となるように設けられていてもよい。これにより、スピーカシステムの第１開口が設けられた側壁と直交する方向の幅を一定に保ったまま入口から出口に向かうに従って第１ダクトの面積を広くできる。

また、第１ダクト又は前記２ダクトの少なくとも一方が、入口から出口に向かうに従って面積が広くなるように設けられていてもよい。これにより、第１ダクト又は第２ダクト内の空気に不必要な乱流等を発生させないで音を放射できる。

また、第１ダクト又は第２ダクトの少なくとも一方が、入口から出口に向かうに従って第１開口又は第２開口が設けられた側壁と平行方向の幅が広くなり、かつ、第１開口又は第２開口が設けられた側壁と直交する方向の幅が一定となるように設けられていてもよい。これにより、スピーカシステムの第２開口が設けられた側壁と直交する方向の幅を一定に保ったまま入口から出口に向かうに従って第２ダクトの面積を広くできる。

また、第１開口において前記第１ダクトの入口から出口に向かう方向に対向する縁部が、中央に近づくに従って近くなるように設けられていてもよい。これにより、第１ダクト内の空気に不必要な乱流等を発生させないで音を放射できる。

また、第１開口又は前記２開口の何れか一方において、当該一方が連通する第１ダクト又は第２ダクトの入口から出口に向かう方向に対向する縁部が、中央に近づくに従って近くなるように設けられていてもよい。これにより、第１ダクト又は第２ダクト内の空気に不必要な乱流等を発生させないで音を放射できる。

（第１実施例）
次に、第１実施例におけるスピーカシステムについて図１〜図６を参照して説明する。同図に示すように、スピーカシステム１は、スピーカ装置２と、このスピーカ装置２が取り付けられる直方体状のキャビネット３と、を備えている。本実施例において、キャビネット３には、２台のスピーカ装置２が取り付けられている。上記キャビネット３は、スピーカ装置２が取り付けられるスピーカ取付壁としての前壁３１と、この前壁３１に対向する対向壁としての後壁３２と、前壁３１及び後壁３２間に設けられた２対の側壁３３及び３４、側壁３５及び３６と、を有している。

前壁３１には、その内面に上記２台のスピーカ装置２が並べて取り付けられている。前壁３１は、この２台のスピーカ装置２の並び方向が長尺の矩形状に設けられている。後壁３２は、前壁３１と同様に並び方向が長尺の矩形状に設けられている。以下、説明を簡単にするため、上記並び方向を上下方向、前壁３１と後壁３２との対向方向を前後方向、並び方向及び前後方向の双方に直交する方向を左右方向として説明する。

側壁３３〜３６はそれぞれ、前壁３１の縁部から後壁３２の縁部に向かって立設している。側壁３３及び３４は、前壁３１の上下方向に沿った縁部から立設し、互いに左右方向に対向している。これら側壁３３及び３４は、ほぼ同じ形状、同じ面積に設けられている。また、側壁３５及び３６は、前壁３１の左右方向に沿った縁部から立設し、互いに上下方向に対向している。これら側壁３５及び３６も、ほぼ同じ形状、同じ面積に設けられている。

上述したように前壁３１及び後壁３２は、上下方向に長尺に設けられているため、側壁３３及び３４間の距離は、側壁３５及び３６間の距離よりも小さく設けられている。即ち、側壁３３及び３４が、２対の側壁３３及び３４、側壁３５及び３６のうち互いの距離が小さい一対の側壁である。

この一対の側壁３３及び３４の一方である側壁３４には、図５に示すように、上記壁３１〜３６に囲まれた空間であるキャビネット３内部と連通する第１ダクト３４Ａが設けられている。第１ダクト３４Ａは、キャビネット３内においてスピーカ装置２の前後方向後側から発生する低音を通過させてキャビネット３外に放射させるものである。

この第１ダクト３４Ａは、側壁３４に沿って前後方向に延在され、その出口が第１ダクト３４Ａ入口よりも前側（＝音放射方向側）と後側（＝音放射方向と反対側）に設けられている。即ち、前壁３１及び後壁３２には、この第１ダクト３４Ａ出口となる開口がそれぞれ設けられている。上記第１ダクト３４Ａの断面は、上下方向に長尺な矩形に設けられ、入口から出口にかけて一定の面積になるように設けられている。

また、側壁３４には、図３〜図５に示すように、その中央を含む位置にキャビネット３内部と第１ダクト３４Ａ入口とを連通する第１開口３４Ｂが設けられている。また、第１開口３４Ｂは、図４に示すように、上下方向に長尺な矩形状に設けられている。この第１開口３４Ｂの上下方向の高さは第１ダクト３４Ａの上下方向の高さと同じである。

上記第１ダクト３４Ａ及び第１開口３４Ｂを設けることにより、スピーカ装置２の後側から放射された低音は、図５に示すように、第１開口３４Ｂから第１ダクト３４Ａに入り、第１ダクト３４Ａを通過して前壁３１及び後壁３２に設けた開口からキャビネット３外に放射される。

次に、上述したキャビネット３内部に生じる定在波について図６を参照して説明する。一般的に、１次元波または平面波において進行方向に対して垂直な２つの壁（端）を作ることにより共振又は共鳴と呼ばれる現象がおきる。この２つの端に挟まれた部分では、一方の端で反射された波が再びもう一方の端で反射される。この繰り返しにより振幅が非常に増幅された定在波ができる。

上述した直方体状のキャビネット３は、前壁３１及び後壁３２、側壁３３及び側壁３４、側壁３５及び側壁３６の三対が互いに対向している。そして、互いに対向する前壁３１及び後壁３２間、側壁３３及び側壁３４間、側壁３５及び側壁３６間にはそれぞれ、定在波Ｗ１〜Ｗ３が生じる。図６（Ａ）に示すように、定在波Ｗ１は、固定端である側壁３５及び側壁３６が節となり、側壁３５及び側壁３６間の中央が腹となる定在波である。また、定在波Ｗ２は、固定端である前壁３１及び後壁３２が節となり、前壁３１及び後壁３２間の中央が腹となる定在波である。さらに、図６（Ｂ）に示すように、定在波Ｗ３は、固定端である側壁３３及び側壁３４が節となり、側壁３３及び側壁３４間の中央が腹となる定在波である。

本実施例においては、側壁３５及び３６間の距離が最も長くなり、次に、前壁３１及び後壁３２間の距離が長くなり、側壁３３及び３４間の距離が最も短い。よって、定在波Ｗ１〜Ｗ３の周波数は、定在波Ｗ１が最も低くなり、次に定在波Ｗ２が低くなり、定在波Ｗ３が最も高くなる。

次に、上述したスピーカシステム１の周波数特性に対する上記定在波Ｗ１〜Ｗ２の影響を図７を参照して説明する。図中、Ｌ１が第１ダクト３４Ａの周波数特性を示し、Ｌ２がスピーカシステム１全体の周波数特性を示す。上述したように第１ダクト３４Ａは、低音が導かれるダクトである。このため、第１ダクト３４Ａの周波数特性は、低周波で音圧が高くなり、高周波では低くなる。

上述した定在波Ｗ１〜Ｗ３が発生すると、各定在波Ｗ１〜Ｗ３の周波数で第１ダクト３４Ａの周波数特性が乱れ、その影響がスピーカシステム１の周波数特性に及ぶ。即ち、定在波Ｗ１〜Ｗ３がなければ、第１ダクト３４Ａの周波数特性は、図中Ｌ１に示すように高周波になるに従って音圧がなだらかに落ちるはずだが、定在波Ｗ１〜Ｗ３の影響を受けてＮ１１〜Ｎ１３に示すように周波数特性に乱れが生じる。なお、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３がそれぞれ定在波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の影響による第１ダクト３４Ａの周波数特性の乱れを示す。特に定在波Ｗ１、Ｗ２の低い周波数では、第１ダクト３４Ａの音圧も高いため、スピーカシステム１の周波数特性への影響が出やすい。逆に定在波Ｗ３の高い周波数では、第１ダクト３４Ａの音圧はほどんとないため、スピーカシステム１の周波数特性への影響はほとんどない。これにより、定在波Ｗ１〜Ｗ３がなければ、スピーカシステム１の周波数特性は、図中Ｌ２に示すように高周波領域でフラットであるが、定在波Ｗ１、Ｗ２の影響を受けてＮ２１、Ｎ２２に示すように周波数特性に乱れが生じる。なお、Ｎ２１、Ｎ２２はそれぞれ定在波Ｗ１、Ｗ２の影響によるスピーカシステム１の周波数特性の乱れを示す。ただし、定在波Ｗ３の影響による周波数特性の乱れはほとんどない。

本実施例では、互いの距離が小さい側壁３３及び３４の一方である側壁３４の中央を含む位置に第１開口３４Ｂを設けている。これにより、図６（Ａ）に示すように、第１開口３４Ｂを、スピーカシステム１の周波数特性に影響を与えやすい低い定在波Ｗ１、Ｗ２の腹にあたる部分、つまり、定在波Ｗ１、Ｗ２の音圧が最小となる部分に設けることができ、定在波Ｗ１〜Ｗ３の影響を受けにくくなる。また、第１開口３４Ｂは、定在波Ｗ３の節にあたる部分、つまり、定在波Ｗ３の音圧が最大となる部分に設けられているが、上述したように周波数の高い定在波Ｗ３の影響はもともと小さい。

また、上述した第１実施例によれば、第１ダクト３４Ａが、第１開口３４Ｂが設けられた側壁３４に沿って延在され、第１ダクト３４Ａの出口が、第１ダクト３４Ａの入口よりもスピーカ装置２の前側（＝音放射方向側）に設けられている。これにより、第１ダクト３４Ａを通った音を音放射方向側に放射できる。

また、上述した第１実施例によれば、第１ダクト３４Ａの出口が、第１ダクト３４Ａの入口よりもスピーカ装置２の後側（＝音放射方向と反対側）に設けられている。これにより、第１ダクト３４Ａを通った音を音放射方向の反対側に放射できる。

なお、第１実施例では、第１ダクト３４Ａはその面積が入口から出口にかけてどの位置でも同じであり、第１開口３４Ｂが矩形状に設けられていたが、これに限ったものではない。例えば、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１ダクト３４Ａの入口から出口に向かうに従って面積が広くなるホーン形状に設けてもよい。これにより、第１ダクト３４Ａ内の空気に不必要な乱気流等を発生させないで音を放射できる。また、図９（Ｃ）に示すように、第１ダクト３４Ａの入口付近は出口に向かうに従って面積が小さくなり、その後、出口に向かうに従って面積が広くなるような形状に設けてもよい。

また、同図に示すように、第１ダクト３４Ａは、入口から出口に向かうに従って上下方向の幅（＝側壁３４と平行方向の幅）が広くなり、かつ、入口から出口にかけて左右方向の幅（＝側壁３４と直交する方向）が一定に設けられている。これにより、スピーカシステム１の左右方向の幅を一定に保ったまま入口から出口に向かうに従って第１ダクト３４Ａの面積を広くできる。

また、第１開口３４Ｂは、図８及び図９（Ａ）に示すように、前後方向（＝第１ダクト３４Ａの入口から出口に向かう方向）に対向する縁部が中央に近づくに従って近くなるような形状に設けてもよい。これにより、第１ダクト３４Ａ内の空気に不必要な乱気流等を発生させないで音を放射できる。もちろん、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、第１ダクト３４Ａをホーン形状に設け、第１開口３４Ｂは第１実施例と同様に矩形状であってもよい。

（第２実施例）
次に、第２実施例におけるスピーカシステム１について図１０〜図１２を参照して説明する。第１実施例と第２実施例とで異なる点は、互いの距離が小さい一対の側壁３３及び３４の他方である側壁３３に第２ダクト３３Ａ及び第２開口３３Ｂが設けられている点である。

第２ダクト３３Ａは、第１ダクト３４Ａと同様に、キャビネット３内においてスピーカ装置２の前後方向後側から発生する低音を通過させてキャビネット３外に放射させるものである。

この第２ダクト３３Ａも、側壁３３に沿って前後方向に延在され、その出口が第２ダクト３３Ａ入口よりも前側と後側に設けられている。即ち、前壁３１及び後壁３２には、この第２ダクト３３Ａ出口となる開口がそれぞれ設けられている。上記第２ダクト３３Ａの断面は、上下方向に長尺な矩形に設けられ、入口から出口にかけて一定の面積になるように設けられている。

また、側壁３３には、図１１及び図１２に示すように、その中央を含む位置にキャビネット３内部と第２ダクト３３Ａ入口とを連通する第２開口３３Ｂが設けられている。また、第２開口３３Ｂは、図１１に示すように、上下方向に長尺な矩形状に設けられている。この第２開口３３Ｂの上下方向の高さは第２ダクト３３Ａの上下方向の高さと同じである。

この場合も、第２開口３３Ｂを側壁３３の中央を含む位置に設けることにより、周波数の低い定在波Ｗ１、Ｗ２の腹にあたる部分が第２ダクト３３Ａに導かれるため、同様に、定在波Ｗ１〜Ｗ３の影響を少なくすることができる。

また、この第２ダクト３３Ａについても、図８及び図９に示すように、入口から出口に向かうに従って面積が広くなるように設けてもよい。また、第２ダクト３３Ａを、入口から出口に向かうに従って上下方向の幅が広くなり、かつ、入口から出口にかけて左右方向の幅が一定になるように設けてもよい。また、第２開口３３Ｂも、図８及び図９に示す第１開口３４Ｂと同様に、第２開口３３Ｂにおいて第２ダクト３３Ａの入口から出口に向かう方向に対向する縁部が、中央に近づくに従って近くなるように設けられてもよい。

なお、上述した第１及び第２実施例では、第１ダクト３４Ａや第２ダクト３３Ａの出口は、前側と後側との２箇所設けられていたがこれに限ったものではない。第１ダクト３４Ａ、第２ダクト３３Ａの出口は、前側と後側との何れか一方に設けるようにしてもよい。

上述した第１及び第２実施例では、キャビネット３は、直方体状に設けられていたが、これに限ったものではない。キャビネット３は、略直方体状であればよく、例えば、直方体の一部の角がかけている形状であってもよい。

また、上述した実施例では、キャビネット３には、２台のスピーカ装置２が取り付けられていたが、これに限ったものではない。キャビネット３にはスピーカ装置２が１台のみ取り付けられていてもよいし、３台以上のスピーカ装置２が取り付けられていてもよい。

また、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１スピーカシステム
２スピーカ装置
３キャビネット
３１前壁（スピーカ取付壁）
３２後壁（対向壁）
３３〜３６側壁
３３Ａ第２ダクト
３３Ｂ第２開口
３４Ａ第１ダクト
３４Ｂ第１開口

Claims

スピーカ装置と、
前記スピーカ装置が取り付けられるスピーカ取付壁と、該スピーカ取付壁に対向する対向壁と、前記スピーカ取付壁及び前記対向壁間に設けられた互いに対向する２対の側壁と、を有するキャビネットと、を備え、
前記キャビネットの側壁には、当該キャビネット内部と連通する第１ダクトが設けられ、
前記キャビネット内部と前記第１ダクト入口とを連通する第１開口が、前記２対の側壁のうち互いの距離が小さい一対の側壁の一方の中央を含む位置に設けられた
ことを特徴とするスピーカシステム。
前記第１ダクトが、前記第１開口が設けられた側壁に沿って延在され、
前記第１ダクトの出口が、入口よりも前記スピーカ装置の音放射方向側に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクトが、前記第１開口が設けられた側壁に沿って延在され、
前記第１ダクトの出口が、入口よりも前記スピーカ装置の音放射方向と反対側に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
前記キャビネットの側壁には、当該キャビネット内部と連通する第２ダクトが設けられ、
前記キャビネット内部と前記第２ダクト入口とを連通する第２開口が、前記互いの距離が小さい一対の側壁の他方の中央を含む位置に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクト又は前記第２ダクトの少なくとも一方が、その入口に連通された前記第１開口又は前記第２開口が設けられた側壁に沿って延在され、
前記第１ダクト又は前記第２ダクトの少なくとも一方の出口が、入口よりも前記スピーカ装置の音放射方向側に設けられた
ことを特徴とする請求項４に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクト又は前記第２ダクトの少なくとも一方が、その入口に連通された前記第１開口又は前記第２開口が設けられた側壁に沿って延在され、
前記第１ダクト又は前記第２ダクトの少なくとも一方の出口が、入口よりも前記スピーカ装置の音放射方向と反対側に設けられた
ことを特徴とする請求項４に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクトは、入口から出口に向かうに従って面積が広くなるように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクトは、入口から出口に向かうに従って前記第１開口が設けられた側壁と平行方向の幅が広くなり、かつ、前記第１開口が設けられた側壁と直交する方向の幅が一定となるように設けられた
ことを特徴とする請求項７に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクト又は前記２ダクトの少なくとも一方が、入口から出口に向かうに従って面積が広くなるように設けられた
ことを特徴とする請求項４に記載のスピーカシステム。
前記第１ダクト又は前記第２ダクトの少なくとも一方が、入口から出口に向かうに従って前記第１開口又は前記第２開口が設けられた側壁と平行方向の幅が広くなり、かつ、前記第１開口又は前記第２開口が設けられた側壁と直交する方向の幅が一定となるように設けられた
ことを特徴とする請求項９に記載のスピーカシステム。
前記第１開口において前記第１ダクトの入口から出口に向かう方向に対向する縁部が、中央に近づくに従って近くなるように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
前記第１開口又は前記２開口の何れか一方において、当該一方が連通する前記第１ダクト又は前記第２ダクトの入口から出口に向かう方向に対向する縁部が、中央に近づくに従って近くなるように設けられた
ことを特徴とする請求項４に記載のスピーカシステム。