JPH01218200A - 楽器用電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は楽器用電気音響変換器、詳しくは楽器用のス
ピーカに間し、発音部とこの発音部を駆動制御する電気
回路と仕切板とをユニット化して管に取り付けることに
より、スピーカの管への着脱を容易にするとともに、ス
ピーカを任意の管長の管に取り付けることを容易とし、
Ｑが高い自然な音を所望音高で放射することが容易にで
きるものである。

［従来の技術］ 一般に、楽器用電気音響変換器としてのホーン型スピー
カは振動板からの音波をホーンを通して空間に放射する
形式のスピーカである。

従来のこの種のホーン型スピーカの応用例としては例え
ば第４図に示すような自動車用の警笛があった。

この警笛は、電機駆動の膜（振動板に相当する）１がホ
ーン３に結合されて構成されている。その駆動機構は、
電磁石５、電機子７及び断続器９から構成されている。

静止位置では、断続器９の端子は、ばね１１に付勢され
て電機子７の接点１３に接触させられている。ボタン１
５を押すと回路１７が閉じて、電流が電磁石５に流れ、
電磁石５が電機子７を引き付ける。電機子７が電磁石５
の極１９に引き付けられると、断続器９の端子が離れ回
路１７が開いて、電機子７に対する電磁石５０力が働か
なくなる。この状態では、膜１の弾性回復力によって電
機子７は元に戻り、端子は再び接触する。この過程が繰
返される。

この現象のサイクルが、膜１、電機子７、及びホーン３
の組合せの共振周波数により繰り返される。電機子７に
働く駆動力は、複雑な波形である。

そのため膜１により生じる音は、倍音に冨んでいる。こ
の状態のもとては、ホーン３の共振特性が音質を決定す
る重要な役をする。小さな喉２１と緩やかなフレア２３
とを持つ長いホーン３か、最も心地よい音を発生する。

これはその音響出力の倍音構造が楽器のものに似ている
ためである。

しかしながら、このような従来の自動車用警笛にあって
は、その周波数特性において全体としてその出力音圧分
布のグラフが平坦であり、Ｑが低く自然楽器のそれとは
異なり、電気楽器的な音となっていた。

そこで、本願出願人は昭和６２年１２月２５日付の特許
願において、Ｑの高い自然楽器に良く対応したスピーカ
を既に提案している。

このスピーカは、その発音部に取着した共鳴管において
、その発音部側に、透孔を形成した仕切板を介設した構
成である。

従って、このスピーカにあっては、発音部において発生
した音波は共鳴管の内部を伝播して放射されるが、仕切
板が管体内部の音波における共鳴気柱の節を形成してい
るため、共振周波数を決定する際の気柱の長さが明確と
なるものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような先順に係るスピーカにあって
は、仕切板はスピーカとは別々に管体に取着され、また
、アンプ等もさらに別体で形成していたため、それらの
管体への取付が面倒であり、例えば温度変動等に対応し
て仕切板の管体での位置を調整したい場合にも容易にな
すことができなかったという問題点が生じていた。

そこで、本発明は、Ｑの高い自然楽器によく対応し、か
つ、管体の長さに対応して調整が容易な楽器用電気音響
変換器を提供することを、その目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、少なくとも所定長さの直管部を有する管体と
、その管体の管長方向に沿って移動可能で、この直管部
の適宜の位置に内嵌め固定される音響ユニットとを備え
た楽器用電気音響変換器であって、該音響ユニットは、
電気信号に基づき振動板を振動させて音波を発生させる
発音部と、この発音部を駆動する上記電気信号を外部か
らの信号に基づいて発生させ供給する電気回路と、上記
管体の管長方向に対して直交して設けられ、透孔を介し
て発音部を直管部に連通する仕切板と、をケースに内蔵
するとともに、上記音響ユニットの発音部で発生した音
波を管体の直管部内に伝播させることにより共鳴させ、
管体の放音用の開口から共鳴音を放射する楽器用電気音
響変換器を提供するものである。

［作用コ 本発明によれば、発音部においては振動板が振動して所
定の音波を発生させる。この発生した音波は管体の内部
を伝播して外部に放射される。この時、発音部側の所定
位置には透孔を有した仕切板が設けられているため、こ
の仕切板が管体内部での音波における共鳴気柱の節を構
成しており、管体すなわち放音用の開口から発音部に返
ってくる音波をさらに反射して管体内へ再供給する。す
なわち、仕切板の存在によって共振周波数を決定する際
の気柱の長さが明確になり、全体としてＱの大きな（高
い）スピーカとなっているのである。

この際に得られる音は、スペクトル・エネルギー分布が
周期性の極めて高い包路線パターンを有するもので、ホ
ルマント等が大変明確であり、聴感上から言って、大変
音高の知覚が容易なものである。この結果、小音量でも
遠くから弁別可能な通りの良い音となっている。

また、本発明によれば、音響ユニットはケース内に、仕
切板、電気回路、発音部を一体的に配した構成のため、
管体に対してユニットを取り付は易い。また、管長に対
応して仕切板の位置調整が簡単に行えるようになってい
るものであり、任意の位置に設定し得て設定した位置の
調節も可能である。この結果、音高設定の際の自由度が
大変高くなっている。

［実施例］ 以下、本発明に係る楽器用電気音響変換器の実施例を図
面を参照して説明する。

棗よ叉施１ 第１図は本発明の第１実施例に係る楽器用電気音響変換
器としてのスピーカ装置を示すその縦断面図である。第
２図は第１実施例の要部を示すその拡大断面図である。

第３図は第１実施例の電気系制御回路を示すそのブロッ
ク図である。

第１図において、３１は円筒からなる共鳴管であって、
この共鳴管３１内部の孔３３の軸線方向の一端には音響
ユニット（スピーカユニット）３５が位置決め固定され
ている。

この共鳴管３１は所定の直径を有するとともに、所定の
長さを有して形成されている。

従って、この共鳴管３１の長手方向の他端には放音用の
開口３７が配設されていることになる。

スピーカユニット３５は、振動板を有する周知のスピー
カ３９（発音部）に、例えばアンプ等を組み合わせたも
のである。

詳しくは、スピーカユニット３５は、共鳴管３１の内径
よりわずかに小径でこれに嵌合（内嵌め）される円筒ケ
ース４１を有している。この円筒ケース４１内にはその
軸線方向の一端側に裏蓋４３を介して増幅回路や制御回
路等の電気回路およびその他を有するボックス４５が取
り付けられているとともに、その他端側には仕切板４７
が固定されている。

発音部であるスピーカ３９はこの仕切板４７に空間４９
を介して近接して対向配置され、上記電気回路にハーネ
ス５１を介して結線されているものである。

そして、この円筒ケース４１の裏蓋４３とスピーカ３９
との間の空間には吸音材５３、例えばロックウール、グ
ラスウール等が充填されている。

仕切板４７は所定の厚さを有する例えば軟鉄で形成され
、共鳴管３１の内孔３３にあってその軸線方向に対して
直交するように（管路に対して垂直に）固定されている
。

また、この仕切板４７の中央部には内孔３３と上記空間
４９とを連通ずる透孔５５が形成されている。

この透孔５５は断面が円形で所定の直径を有して形成さ
れている。例えば、内孔３３との関係でその透孔５５の
直径は規定されるものである。

従って、このスピーカ装置にあっては、スピーカ３９の
振動板が振動することにより生じた音波は、仕切板４７
の透孔５５を通って共鳴管３１の内部の孔３３に侵入し
、内孔３３に音波の定在波を形成する。

すなわち、仕切板４７と放音用間口３７との間で音波は
繰り返し反射され、この共鳴管３１の内部で所定の共鳴
周波数の気柱振動が明確に形成されて、Ｑの高い音を放
音用の開口３７から放射することができる。

ここで、仕切板４７は内孔３３内の音波の反射面を構成
している。そして、共鳴管３１はその軸線方向について
断面の開口面積が同一の直管であるため、基本振動に対
して奇数倍の倍振動について明確な共振を構成している
。

第２図にその一例を示すように、この円筒ケース４１は
共鳴管１０所定位置に位置決めして固定されている。

すなわち、共鳴管３１の内面から突出してテーバ面５７
を有する位置決め片５９を固着し、このテーバ面５７に
係合する傾斜面６１を形成した環状部材６３を裏蓋４３
及び円筒ケース４１の一端側に固着したものである。

環状部材６３はその軸線方向にスリット（図示していな
い）を有し、上記位置決め片Ｓ９にボルト６５、ナツト
６７を介して固定されるものである。そして、位置決め
片５９の孔に遊嵌したこのボルト６５の締め付は量によ
り環状部材６３は拡径、縮径して係合面においてスライ
ドし、円筒ケース４１、すなわち音響ユニット３５全体
としての内孔３３内での軸線方向の位置調整が可能とな
っている。

第３図は上記ボックス４５に配された電気回路を示して
いる。

この図に示すように、該音響ユニット３５の電気回路は
、定電圧源に接続された電圧安定化回路７１を有し、こ
の電圧安定化回路７１からはボリュームコントロール回
路７３、バンドパスフィルタ７５、アンプ７７に一定電
圧がそれぞれ供給されている。ボリュームコントロール
回路７３には音響信号例えば音量制御信号、波形信号等
が外部信号（ＭＩＤＩ信号）として入力されており、こ
れらの外部信号に基づいて所定の音についての所定ボリ
ュームの信号をバンドパスフィルタ７５を介してアンプ
７７、さらにはスピーカ３９に出力している。

以上の構成に係る電気音響変換器としてのスピーカ装置
にあっては、音響ユニット３５は上記ボルト６５のねじ
込み量を調整することにより軸線方向の位置決めがなさ
れる。

そして、この位置決めは微調整が例えば温度等に対応し
て可能なものである。

また、上記実施例以外にも、音響ユニット３５の円筒ケ
ース４１を共鳴管３１の所定位置に、例えば接着等の他
の固定手段を配して位置決めしてもよいことは当然であ
る。

なお、スピーカユニット３５から気柱の共鳴周波数に対
応する音高の音を発生させると一層効果的である。

また、このように構成したスピーカ装置を所定の音高に
対応させて複数個用意し、各音高ごとにそれぞれの共鳴
管３１の共鳴周波数およびスピーカユニット３５から放
射する音の高さを異ならせることにより各スピーカ装置
の放射音の高さを所定のものとし、例えばバイブオルガ
ンの音源を構成しても良い。

スペクトル・エネルギー分布の包路線パターンは周期性
の大変高いものであり、聴覚的立場から言うと、ホルマ
ントが明確で、基本音の弁別が容易な音となっている。

この際に、各ピークの部分音を臨界帯域＠（２音を分離
して聞き分は可能な周波数差）よりも離しておけば、主
観的なラウドネスは大きくなり、弁別が一層容易になる
。

また、包路線の周期性は、音高知覚にとって支配的な周
波数領域、すなわち５００〜２，０００Ｈｚで強く発現
させるのが好ましい。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、自然な音が
得られ、楽器の音源用として好適な電気音響変換器（ス
ピーカ）を得ることができる。特に、野外演奏等の場合
に通りの良い、弁別性の高い発音を容易に得ることがで
きる。

また、各音響ユニットについてそれぞれパワーアンプを
内蔵させることにより、電気的音源（信号源）への負担
を軽減することができる。

そしてこれらの場合において、本発明によれば、音響ユ
ニットを如何なる管長の管体にも容易に取着することが
でき、さらに、−旦取着した後も温度変化等に対応して
簡単にその位置を調整することができて所望の音高に設
定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る楽器用電気音響変換
器としてのスピーカ装置を示すその縦断面図、 第２図は第１実施例の要部を示すその拡大断面図、 第３図は第１実施例の電気系制御回路を示すそのブロッ
ク図、 第４図は従来の自動車用警笛を示すその断面図である。 ３１・・・・・・・・共鳴管（管体）、３３・・・・・
・・・内孔、 ３５・・・・・・・・スピーカユニット（音響ユニット
）、 ３７・・・・・・・・放音用開口、 ３９・・・・・・・・スピーカ（発音部）、４１・・・
・・・・・円筒ケース、 ４７・・・・・・・・仕切板、 ５５・・・・・・・・透孔、 ７７・・・・・・・・アンプ（電気回路）。 特許出願人　　　　　　ヤマハ株式会社代理人　　　　
　弁理士　　桑井　清−第２図 篇１実党例の９郁１示す拡丈吋面因 ■←

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも所定長さの直管部を有する管体と、 その管体の管長方向に沿って移動可能で、この直管部の
   適宜の位置に内嵌め固定される音響ユニットとを備えた
   楽器用電気音響変換器であって、該音響ユニットは、電
   気信号に基づき振動板を振動させて音波を発生させる発
   音部と、この発音部を駆動する上記電気信号を外部から
   の信号に基づいて発生させ供給する電気回路と、上記管
   体の管長方向に対して直交して設けられ、透孔を介して
   発音部を直管部に連通する仕切板と、をケースに内蔵す
   るとともに、 上記音響ユニットの発音部で発生した音波を管体の直管
   部内に伝播させることにより共鳴させ、管体の放音用の
   開口から共鳴音を放射することを特徴とする楽器用電気
   音響変換器。