JPH0370393A - スピーカ・システム - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、スピーカ・システムのキャビネットの改良
に間するものである。

［従来の技術］ 第１７図は従来のスピーカ・システムの構成を示す縦断
面図である。図において、１ｂはキャビネット（エンク
ロージャ）、２はキャビネットｌｂの前面に装着された
スピーカ・ユニット、７ζよキャビネッ）ｌｂの内部に
取り付けられた吸音材である。

上記従来のスピーカ・システムでは、キャビネットｌｂ
の材料として、木材又はＡＢＳ樹脂、スチロール等のプ
ラスチック（合成樹脂）が多く用いられている。これら
の材料は吸音率が比較的に小さいので、キャビネット１
ｂの内部に、さらにフェルト、グラスウール等から成る
吸音材７が取り付けられている。また、キャビネット１
ｂに用いられる上記のような材料は非磁性体であるので
、防磁型のスピーカ・システムとする場合には、スピー
カ・ユニット２を防磁構造としている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ 上記のような従来のスピーカ・システムの構成では、キ
ャビネッ）Ｉｂは比較的に吸音率の小さい材料によって
構成されているので、キャビネッ）１ｂの内部で音の定
在波を抑えるためには、キャビネッ）Ｉｂの内部に吸音
率の大きい材料から成る吸音材７を取り付けることが必
要であり、その結果、部品点数が増加することによるコ
スト・アップと作業が煩雑になるなどの問題点があった
。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、キャビネットの内部に吸音材を用いることな
く、キャビネットの内部で音の定在波を抑えることがで
き、またコスト・アップを抑制することができると共に
、作業を簡略化することができるスピーカ・システムを
得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るスピーカ・システムは、キャビネットを
構成する材料に、多孔質構造体を用い、この多孔質構造
体は、比重を、層の厚さ方向もしくは層の面方向に連続
的に変化させた多孔質層を有する構成としたものである
。

［作用］ この発明におけるスピーカ・システムは、キャビネット
を構成する材料に、多孔質構造体を用い、この多孔質構
造体は、比重を、層の厚さ方向もしくは層の面方向に連
続的に変化させた多孔質層を有する構成としたので、キ
ャビネットの内部に吸音特性を有する吸音材を別個に用
いることなく、キャビネットの内部で音の定在波を抑え
ることができ、特に、多孔質構造体を構成する多孔質層
は、その比重、すなわち空孔率を変化させであるために
、キャビネットの内部での吸音特性を一層向上させるこ
とができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の実施例であるスピーカ・システムの
構成を示す縦断面図である。図において、１ａは多孔質
構造体により構成されたキャビネット（エンクロージャ
）、２はキャビネット１ａの前面に装着されたスピーカ
・ユニットである。

第２図、第３図、第４図及び第５図は、それぞれ第１図
のスピーカ・システムのキャビネットに用いられる多孔
質構造体を拡大して示す部分断面図である０図において
、３は比重の大きい層、例えば融合層で、非通気性であ
る。４は比重の小さい多孔質層で、通常は通気性であり
、空孔率は厚さ方向に連続的に変化している。５は通常
比重が融合層３と多孔質層４の中間にあるスキン層で、
例えば厚さ１００ミクロン以下の融合層である。

６は融合層３内に含まれる鉄、ニッケル等の磁性体の粒
状素材である。

上記のような多孔質構造体で層状を成すもの、すなわち
多層材は、第２図及び第４図に示す融合Ｆｊ３と多孔質
層４とは一体化しており、また同様に、第３図及び第５
図に示す融合層３と多孔質層４とスキン層５とは一体化
している。

なお、上記した多孔質構造体の製造方法の詳細について
は、先に出願（平成１年４月２８日出願）された特願平
１−１１０９９６号「多孔質構造体」に記載されている
。

上記多孔質構造体く多層材）の原料としては、ＰＰ（ポ
リプロピレン）、ＡＳ（アクリルスチロール）、スチロ
ール等の熱可塑性樹脂、フェノール、ＰＢＴ（ポリブチ
レンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）等の熱硬化性樹脂が用いられる。また、多孔質
構造体をキャビネッ）ｌａに使用する時は、多孔質層４
をキャビネット１ａの内側となし、これにより音のエネ
ルギーを吸収減衰させ、キャビネットｌａの内部で音の
定在波を抑え、さらに融合層３で音波が透過するのを防
止する。

次に、多孔質構造体において、層の厚さ方向もしくは層
の面方向に比重を連続的に変化させた多孔質層４の各種
特性について説明する。

吸音特性 第６図はこの発明に係る実施例の多孔質構造体の厚さに
対する空孔率を示す特性図である。第６図は特願平１−
１１０９９６号に開示されているように、製法例■−１
で成形された厚さ１０（ｍｍ）の多孔質構造体（はとん
ど全域が多孔質Ｎ４）における厚さ方向の空孔率（比重
）の分布図を示している０図中、曲線Ａ、　　Ｃは空孔
率が厚さ方向にほぼ−様な特性を示し、それぞれ約２５
（％）。

約１０（％）のものである。曲線Ｂは空孔率が厚さ方向
に分布を有し、約１０〜２５（％）の範囲で連続的に変
化しているものである。この種の多孔質構造体を吸音材
として利用する場合には、その吸音特性が問題になる。

第７図は第６図に空孔率曲線を示した多孔質構造体の垂
直入射吸音率の特性図である。第７図は、第６図に示す
三種類の空孔率分布を有するサンプルにおける垂直入射
吸音率を、ＪＩＳ　　Ａ１４０５「管内法による建築材
料の垂直入射吸音率の測定法」により測定した結果を示
すものである。なお、曲線Ｂの厚さ方向に空孔率分布を
有するサンプルでは、空孔率が１０（％）の方を音波を
入射する面とした。第７図から分かるように、空孔率分
布を有するサンプル（曲線Ｂ）が最も吸音率特性が良い
ことを確認した。

次に、多孔質構造体の面方向に空孔率（比重）を変化さ
せることによる吸音特性の改善効果について説明する。

第８図はこの発明に係る実施例の多孔質構造体の厚さに
対する空孔率を示す特性図、第９図は第８図に空孔率曲
線を示した多孔質構造体の垂直入射吸音率の特性図であ
る。第８図は三種類のサンプルの空孔率の変化を示して
おり、曲線Ａ＝Ｂ→Ｃの順で空孔率が小さくなっている
。この時の吸音特性は、第９図の特性図に示されている
。第９図から分かるように、特に音波入射面側の空孔率
を小さくすれば（曲線Ｃに相当）、低周波数域の吸音率
が向上する。従って、多孔質構造体の面方向の空孔率に
分布を持たせることにより、広い周波数帯で良好な吸音
特性を得ることができる。

以上説明した多孔質構造体の多孔質層４を形成する樹脂
粒子は、形状が球状のほか、円筒状２円柱状、立方体な
どでも良い。ひげ付きの熱可塑性樹脂粒子はひげの部分
が溶融しやすいので、原料としては好適である。また、
多孔質構造体の軽量化を図る目的で、例えば発泡した中
空粒状素材や発泡性素材を原料として利用することもで
きる。

また、補強用として原料に短繊維を混入させても良いし
、バインダーとして糸状の熱可塑性樹脂を原料に混入さ
せても良い。

なお、多孔質構造体としての特性、特に吸音特性に対し
、粒状素材の形状や長径には、より優れた特性を有する
範囲があることを確認した。このことを、以下に説明す
る。

第１０図は多孔質構造体の多孔質層を形成する粒状素材
の形状を変化させた場合の垂直入射吸音率の特性のバラ
ツキを示す図である。第１０図は、多孔質層４を形成す
る粒状素材の形状を変化させた場合の垂直入射吸音率の
特性のバラツキ（サンプル数５個での特性のバラツキ）
を示している。

図中、曲線Ａは粒状素材が直径０．　８　（ｍｍ）。

長さ１（ｍｍ）の円筒形状のものであり、曲線Ｂは直径
１（ｍｍ）の球体形状のものである。なお、いずれも多
孔質層４の厚さは１０（ｍｍ）であり、吸音率を測定し
た周波数は２（ＫＨｚ）　　である。

第１０図に示すように、球体形状のもの（曲線Ｂ〉は、
サンプルの違いによる特性の差が少なく、極めて安定し
ていることが分かる。この理由は、球体形状の場合に粒
状素材どうしの接触点が一箇所となるので、成形時に粒
状素材の層状態が安定して均一になるためである。

このように、特にサンプル間で特性の安定性を要する場
合などには、球体形状（球体もしくは楕円体）にする方
がより好ましい多孔質構造体を得ることができる。

また、吸音特性は、粒状素材の長径によっても異なるこ
とを確認した。

第１１図は第１０図の粒状素材の直径と吸音率との関係
を示す特性図である。第１１図は、粒状素材の長径と吸
音率との関係を示しており、サンプルの厚さは１０（ｍ
ｍ）で、測定周波数は２（ＫＨｚ）である。粒状素材の
径を小さくし過ぎたり、大きくし過ぎたりすると、音波
が多孔質構造体内に侵入しにくくなったり、多孔質構造
体の固有の音響インピーダンスが空気側の固有の音響イ
ンピーダンスと整合しなくなったりして吸音率が低下す
る。第１１図に示すように、粒状素材の長径は、実用的
な範囲では０．　２〜３．　０　（ｍｍ）、好ましくは
ｉ、　　ｏ〜２．　０　（ｍｍ）の範囲とすることによ
り、吸音特性を良好にできることを確認した。

次に、この発明に用いるこの種の多孔質構造体の他の実
施例について説明する。この多孔質構造体は、層の厚さ
方向もしくは層の面方向に比重を連続的に変化させた多
孔質層４と、この多孔質層４よりも空孔率が小さく比重
の大きい中実層とを層状にしたものである。この中実層
は、粒状素材が熱可塑性樹脂の場合は融合層３になり、
その融合の程度により通気性から非通気性まで変化する
。

また、粒状素材が熱硬化性樹脂の場合には、粒状素材が
軟化しバインダーで接着されて比重の大きい層となり、
軟化の程度により通気性から非通気性まで変化する。

上記のような多層材（層状の多孔質構造体〉の特性につ
いて、以下に説明する。

（１）空孔率 第１２図はこの発明に係る実施例の多孔質構造体の厚さ
に対する空孔率を示す特性図である。第１２図に示され
る曲線の実■−２．実■−３は、それぞれ特願平１−１
１０９９６号に開示された製法例■−２．製法例■−３
によって製造された多層材（層状の多孔質構造体）の厚
さ（ｍ　ｍ　）に対する空孔率（％）を示している。融
合層３はいずれも非通気性で、実■−２の多孔質層４は
厚さ方向に空孔率が連続的に変化し、表面部（低温側）
で空孔率が最大となる。実■−３の多孔質層４は厚さ方
向に空孔率が連続的に変化するが、多孔質層４の中央で
空孔率が最大になり、表面部（低温側）で空孔率が低下
する。すなわち、多孔質層４の表面部の空孔率は、多孔
質層４の最大の空孔率と融合層３の空孔率の中間にあり
、部分的に融合したスキン層５が形成されていることを
示している。なお、比重は、材質が同じであれば当然な
がら空孔率が小さい程大きくなる。

（■）Ｆ　Ｐの 上記した多層材（Ｎ状の多孔質構造体〉を吸音材として
使用する場合には、その吸音特性が問題になる。

第１３図及び第１４図は、それぞれ従来のものと第１２
図に空孔率曲線を示した多孔質構造体との垂直入射吸音
率の特性を比較する図である。第１３図は垂直入射吸音
率について、従来のものとこの発明に係る実施例とを比
較する特性図であり、垂直入射吸音率は、前述したよう
にＪＩＳ　　Ａ１４０５により測定した結果を示してい
る。曲線実■−２は、特願平１−１１０９９６号に開示
された製法例■−２で製造した多層材で厚さ１０（ｍｍ
）のものの特性を示し、曲線従は、従来の吸音材である
ウレタンホームで厚さ１０（ｍｍ）のものの特性を示し
ている。第１３図からも分かるように、多層材の垂直入
射吸音率は従来の吸音材（ウレタンホーム）のそれと同
等以上の特性を有することを確認した。

第１４図は同様な垂直入射吸音率の特性図であり、いず
れの曲線も前述の方法で製造した多層材の特性を示して
いる。実■−２．実■−３は、それぞれ特願平１−１１
０９９６号で開示された製法例■−２．！！法例■−３
で製造した厚さ１０（ｍｍ）の多層材の特性を示す。こ
こで、製法例の−３のものの特性が良好である理由は、
多層材の表面部の空孔率が最適であることによる影響と
思われる。

（ｍ）≦１＋２」１λ勲」し 次に、スキン層５により吸音特性が向上する現象の解明
及びその最適な厚さについて説明する。

まず、多孔質構造体の素材としてＡＢＳ樹脂を用いて、
厚さ１０（ｍｍ）のサンプルを特願平ｌ−１１０９９６
号に開示された製法例■により製作した。

第１５図はこの発明に係る実施例のスキン層を有する多
孔質構造体の空孔率を示す特性図、第１６図は第１５図
の空孔率曲線を示したスキン層を有する多孔質構造体の
垂直入射吸音率の特性図である。

上記した製法例のにより製作されたサンプルの空孔率分
布の実測結果を第１５図に示し、空孔率の小さい方を音
波入射面となして、その垂直入射吸音率の特性の実測結
果を第１６図に示す。第１６図から明らかなように、４
００（Ｈｚ）　　という低周波数で吸音率が最大となり
、しかもその値が９０（％）を越える良好な吸音特性が
得られた。

この時、このサンプルの音波入射面側の低空孔率部を顕
微鏡で破断観察した結果、その表面は、厚さ３０ミクロ
ン程度のほぼ非通気性のスキン層５になっていることが
見いだされた。

さらに、スキンＮ５の厚さを種々変更して吸音特性の試
験を行った結果、スキン層５の厚さがｌ００ミクロンを
越えると、スキンＮ５が質量としてではなく、弾性膜（
バネ系）として働くようになり、最高の吸音率の周波数
は、逆に上がってしまい所要の効果が得られなかった。

従って、スキン層５の厚さは１００ミクロン以下が妥当
であることを確認した。

さらに、上記した粒状素材に樹脂粒子以外の粒子を含む
素材を用いることにより、多孔質構造体の機能をさらに
拡大させることができる。その一実施例は、第４図及び
第５図に示すように鉄、ニッケル等の磁性体の粒状素材
６が、融合層３内に含まれている構成を有する。このよ
うな構成を有する多孔質構造体では、内部に含まれてい
る磁性体の粒状素材６のために磁気シールドの効果があ
り、このような構成の多孔質構造体をキャビネッ）１ａ
に用いることにより、非防磁構造のスピーカ・ユニット
２を用いて、防磁型のスピーカ・システムを安価に得る
ことができる。

なお、上記実施例において、多孔質構造体の融合層３や
多孔質層４の強度を向上させるために、合成樹脂の粒状
素材に、炭素繊維、ガラス繊維。

シリコンカーバイト繊維、ボロン繊維、グラファイト繊
維、芳香族ポリアミド繊維等を混入して成形しても良い
。

［発明の効果］ 以上のように、この発明のスピーカ・システムによれば
、キャビネットを構成する材料に、多孔質構造体を用い
、この多孔質構造体は、比重を、層の厚さ方向もしくは
層の面方向に連鋳的に変化させた多孔質層を有する構成
としたので、この種の従来例のようにキャビネットの内
部に吸音特性を有する吸音材を別個に用いることなく、
キャビネットの内部で音の定在波を有効的に抑えること
ができ、さらに製作費を低減できるから、その作業を簡
略化することができるなどの優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１［ｍはこの発明の実施例であるスピーカ・システム
の構成を示す縦断面図、第２図、第３図。 第４図及び第５図は、それぞれ第１図のスピーカ◆シス
テムのキャビネットに用いられる多孔質構造体を拡大し
て示す部分断面図、第６図はこの発明に係る実施例の多
孔質構造体の厚さに対する空孔率を示す特性図、第７図
は第６図に空孔率曲線を示した多孔質構造体の垂直入射
吸音率の特性図、第８図はこの発明に係る実施例の多孔
質構造体の厚さに対する空孔率を示す特性図、第９図は
第８図に空孔率曲線を示した多孔質構造体の垂直入射吸
音率の特性図、第１０図は多孔質構造体の多孔質層を形
成する粒状素材の形状を変化させた場合の垂直入射吸音
率の特性のバラツキを示す図、第１１図は第１０図の粒
状素材の直径と吸音率との関係を示す特性図、第１２図
はこの発明に係る実施例の多孔質構造体の厚さに対する
空孔率を示す特性図、第１３図及び第１４図は、それぞ
れ従来のものと第１２図に空孔率曲線を示した多孔質構
造体との垂直入射吸音率の特性を比較する図、第１５図
はこの発明に係る実施例のスキン層を有する多孔質構造
体の空孔率を示す特性図、第１６図は第１５図に空孔率
曲線を示したスキン層を有する多孔質構造体の垂直入射
吸音率の特性図、第１７図は従来のスピーカ・システム
の構成を示す縦断面図である。 図において、ｌａ、ｌｂ・・・キャビネット、２・・・
スピーカ・ユニット、３・・・融合層、４・・・多孔質
層、５・・・スキン層、６・・・磁性体の粒状素材、７
・・・吸音材　である。 なお、図中、同一符号は同一　又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　スピーカ・システムに用いるキャビネットにおいて、
   このキャビネットを構成する材料に、比重を、層の厚さ
   方向もしくは層の面方向に連続的に変化させた多孔質層
   を有する多孔質構造体を用いたことを特徴とするスピー
   カ・システム。