JPH0370394A - 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・システムのバスレフ・ポート（
音響管）の改良に間するものである。

［従来の技術］ 第１５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、１はキャビネット（エンクロ
ージャ）、２はキャビネットｌの前面の一部に設けられ
たバスレフ・ポート、３はキャビネット１の前面に取り
付けられたスピーカ・ユニット、４はバスレフ・ポート
２の外側面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１は
木材あるいはプラスチック（合成樹脂）等の材料で形成
されており、キャビネッ）１の前面の一部にバスレフ・
ポート２が設けられている。

このバスレフ・ポート２は木材、プラスチック。

金属等の材料で形成されており、バスレフ・ポート２の
外側面には、キャビネット１の内部での音の反射音を防
ぐために、吸音材４が被着されている。また、バスレフ
・ポート２の内側面は、このバスレフ・ポート２から出
る低音による空気の流れがスムーズになるように平滑面
に仕上げられている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ 上記のような従来のスピーカ・システムにおけるバスレ
フ・ポート２では、このバスレフ・ポート２の外側面部
分がキャビネッ）１の内部に位置しているため、バスレ
フ・ポート２の外側面部分で音の反射音が生じやすく、
そのために、パスレフ・ボート２の外側面に吸音材４を
被着す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、バスレフ・ポートに吸音材を別個に用いる必
要がなく、音の反射音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、キャビネットの
一部に設けられたバスレフ・ポートを構成する材料に、
多孔質構造体を用い、このバスレフ・ポートの外側面を
吸音面とし、その内側面を平滑面となし、さらに、上記
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で、かつ非通気性の
中実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
の一部に設けられたバスレフ・ポートを構成する材料に
多孔質構造体を用い、このバスレフ・ポートの外側面を
吸音面とし、その内側面を平滑面となしたので、多孔質
構造体で構成されるバスレフ・ポートが吸音特性を持つ
ことになり、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、バ
スレフ・ポートによる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、ｌはキャビネ
ット、２ａはキャビネットｌの前面の一部に設けられ、
かつ多孔質構造体により構成されたバスレフ・ポート、
２ｂはバスレフ・ボー）２ａの内側面であり、この内側
面２ｂは平滑面に形成されている。３はキャビネット１
の前面に取り付けられたスピーカ・ユニットである。

第２図及び第３図は、それぞれ第１図のスピーカ・シス
テムのバスレフ・ポー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。図において、５は比重の
大きい層、例えば融合層で、非通気性である。６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。７は通常比重が融合層
５と多孔質Ｎ６の中間にあるスキン層で、例えば厚さ１
００ミクロン以下の融合層である。

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図に示す融合層５と多孔質層６とは一体
化しており、また同様に、第３図に示す融合層５と多孔
質Ｎ６とスキン層７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（ポリエチレンテレブタ
レート）等の熱硬化性樹脂が用いられる。また、多孔質
構造体をバスレフ・ボー）２ａに使用する時は、多孔質
層６をバスレフ・ポート２ａの外側となし、これにより
音のエネルギーを吸収減衰させ、音の反射波を抑え、さ
らに融合層５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６の各種
特性について説明する。

吸音特性 第４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４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）の多孔質構造体くほとん
ど全域が多孔質層６）における厚さ方向の空孔率（比重
）の分布図を示している。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ｌＯ〜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５図は第４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５図は、第４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５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であ
る。第６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７図の特性図に示されてい
る。第７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６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８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８図は、多孔質層６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Ｑ、　　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６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８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９図は第８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９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　（ｍｍ）
で、測定周波数は２（ＫＨｚ）である０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９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１、　
０〜２−　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６と、この多孔質層６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Ｎ５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。

（Ｉ）ま五工 第１０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１Ｏ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．製法例の−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５はいずれも非通気性で、実■−２の多孔１［６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Ｎ６は厚さ方
向に空孔率が連続的に変化するが、多孔質Ｎ６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６０表面部の空孔率は、多孔
質層６の最大の空孔率と融合層５の空孔率の中間にあり
、部分的に融合したスキンＦ！７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。

（■）　　Ｐ　　　Ｐ　　の　　　　　　量　　　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１１図及び第１２図は、それぞれ従来のものと第１０
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１１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０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１１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１２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（ｍ　ｍ　）の多層材の特性を示す
。ここで、製法例■−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。

（Ｉｎ）二＜＋ｙ屓Ｉ目心り 次に、スキン層７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１３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１４図は第１３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１３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１４図に示す。第１４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Ｎ７になっていることが
見いだされた。

さらに、スキンＮ７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７の厚さが１００ミクロンを
越えると、スキンＮ７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Ｎ７の厚さは１００ミクロン以下が妥当
であることを確認した。

なお、上記実施例において、多孔質構造体の融合層５や
多孔質Ｍ６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！ｌ！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
、キャビネットの一部に設けられたバスレフ・ポートを
構成する材料に、多孔質構造体を用い、このバスレフ・
ポートの外側面を吸音面とし、その内側面を平滑面とな
し、さらに、上記多孔質構造体は、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で
、かつ非通気性の中実層を有する構成としたので、この
種の従来例のようにバスレフ・ポートの外側面に吸音特
性を有する吸音材を別個に用いることなく、音の反射音
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、第２図及び第３図は、それぞれ第
１図のスピーカ・システムのバスレフ・ポートに用いら
れる多孔質構造体を拡大して示す部分断面図、第４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５図は第４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９図は第８図の粒状素材の直径と吸音率との関係を示
す特性図、第１０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１１図及び
第１２図は、それぞれ従来のものと第１０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１３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１４図
は第１３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１５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、１・・・キャビネット、２，２ａ・・・バ
スレフ・ポート、２ｂ・・・内側面、３・・・スピーカ
・ユニット、４・・・吸音材、５・・・融合層、６・・
・多孔質層、７・・・スキン層　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. 　バスレフ方式のスピーカ・システムにおいて、キャビ
   ネットの一部に設けられたバスレフ・ポートを構成する
   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で、かつ非通気性の中実層を
   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。