JPH06205488A - スピーカーシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の低音用のポート付スピーカーシステム
を、構造を変えずに中高音まで含めた、全帯域再生の可
能な小形のスピーカーシステムを得る。 【構成】 中間バッフル２により第１と第２の２つの空
気室１ａ、１ｂに分割されたスピーカーキャビネット１
と、中間バッフル２に設けられた第１のスピーカー７
と、第１の空気室１ａに設けられたハイパスフイルター
（図示せず）が接続された第２のスピーカー８と、第２
の空気室の一部に設けられた音響ポート６から構成され
る。低音は、第１のスピーカー７から第２のスピーカー
８を通して放射されると共に、音響ポート６から放射さ
れ、中高音はハイパスフィルターを通して、第２のスピ
ーカー８から再生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全帯域を再生するスピ
ーカーシステムに関し、特に低音再生の効率改善を図っ
たスピーカーシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特開昭６０−９８７９３に
開示された従来のポート付スピーカーシステムを示す断
面図である。図７において、１はスピーカーキャビネッ
ト、１ａはスピーカーキャビネット１内に設けられた第
１の空気室、１ｂは同じくスピーカーキャビネット１内
に設けられた第２の空気室、２はスピーカーキャビネッ
ト１を２つの空気室に分割する中間バッフル、２ａは中
間バッフル２内に設けられた開口部、３は中間バッフル
２に取り付けられてた低音用スピーカー、５は第１の空
気室内１ａに設けられ、外部に音を放射する音響ポート
（受動的音響放射手段）、６は同じく第２の空気室１ｂ
内に設けられ外部に音を放射する音響ボート（受動的音
響放射手段）である。

【０００３】図９は前記、従来のポート付きスピーカー
を全帯域再生用スピーカーにしたもので、図７に中高再
生スピーカーを付加した構成になる。図９において、４
は中高音用のスピーカー、１ｃは密閉された第３の空気
室である。

【０００４】次に従来のポート付きスピーカーシステム
の動作について説明する。図７において、低音用スピー
カー３が振動する音はスピーカー前後の第１の空気室１
ａと第２の空気室１ｂに逆位相で放射される。第１の空
気室１ａと第２の空気室１ｂでは内部の空気による空気
バネ成分と音響ポート５、６による質量分とが共振し、
いわゆるヘルムホルツ共振を生ずる。図７の従来例では
この共振周波数を異なるよう設定してあり、第１の空気
室１ａと音響ポート５による共振周波数ｆｒ１と、第２
の空気室１ｂと音響ポート６による共振周波数ｆｒ２と
の比が例えば１：２に定められている。このとき低音用
スピーカー３から放射される音の位相はスピーカーの前
後で逆位相であるにも係わらず、音響ポート５、６から
最終的に放射される音はｆｒ１以下およびｆｒ２以上の
周波数では打ち消し合い、ｆｒ１からｆｒ２の範囲内で
は強めあうように合成される。この結果、ｆｒ１からｆ
ｒ２の範囲では効果良く音響信号が放射される。

【０００５】図８は従来のポート付きスピーカーシステ
ムに関して、音響ポート５、６の音圧周波数特性と総合
音圧特性とを具体的に示したものである。図において、
Ａは音響ポート５の音圧特性、Ｂは音響ポート６の音圧
特性、Ｃは音響ポート５、６の合成音圧を示す。各音響
ポートの音圧は共振周波数ｆｒ１、ｆｒ２において最大
になり、ｆｒ１からｆｒ２の周波数範囲ではほぼ平坦な
音圧周波数特性が獲られる。

【０００６】図７のポート付きスピーカーシステムは以
上のように低音再生専用スピーカーであり、全帯域を再
生するには従来のポート付きスピーカーシステムに中高
用スピーカーの追加が必要になる。図９は前記ポート付
きスピーカーシステムに中高音用スピーカー４を追加し
たものであり、低音は音響ポート５、６から放射され、
中高音は中高音用スピーカー４から放射される。図１０
に、このスピーカーシステム（図９）の音圧特性を示
す。図において、Ｃは音響ポート５、６の合成音圧特性
Ｄは中高用スピーカーの音圧特性であり、効果の良い低
音再生が可能な全帯域再生スピーカーシステムとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように低音再生
専用スピーカーとしては効率の良いスピーカーシステム
といえるが全帯域スピーカーシステムとしてみれば、中
高音用スピーカーシステムを付加しなければならず、そ
の結果、キャビネット構造が複雑になるばかりでなく、
スピーカーシステム全体としての外形寸法も大きくな
り、使用状況によっては大き過ぎて、省スペース性を損
なうなどの問題があった。

【０００８】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、効率の良い低音はもちろんのこ
と、キャビネット構造が簡略でコンパクトな全帯域再生
を可能とするスピーカーシステムを得ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスピーカ
ーシステムは、キャビネットと、このキャビネットを第
１と第２の二つの空気室に分割する中間バッフルと、こ
の中間バッフルに取り付けられた第１のスピーカーと、
上記第１の空気室に設けられ外部へ音を放射する第２の
スピーカーと、この第２のスピーカーに接続されたハイ
パスフィルターと、上記第２の空気室に設けられ外部へ
音を放射する受動的音響放射手段とを備えたものであ
る。

【００１０】この発明に係るスピーカーシステムは、キ
ャビネットと、このキャビネットを第１と第２の二つの
空気室に分割する中間バッフルと、この中間バッフルに
取り付けられた第１のスピーカーと、上記第１の空気室
に設けられ外部へ音を放射する第２のスピーカーと、こ
の第２のスピーカーに接続されたハイパスフィルター
と、上記第２の空気室に設けられ外部へ音を放射する受
動的音響放射手段とを備え、上記第１の空気室と上記第
２のスピーカーによって生じる共振周波数ｆｒ１と、上
記第２の空気室と受動的音響放出手段によって生じる共
振周波数ｆｒ２との比が、ほぼ、 ｆｒ１：ｆｒ２＝１：１．５〜３ の範囲にあると共に、上記ｆｒ２と、上記ハイパスフィ
ルターのカットオフ周波数ｆｃとの比が、ほぼ、 ｆｒ２：ｆｃ＝１：１．５〜３ の範囲にあるように構成したものである。

【００１１】この発明に係るスピーカーシステムは、キ
ャビネットと、このキャビネットを第１と第２の二つの
空気室に分割する中間バッフルと、この中間バッフルに
取り付けられた第１のスピーカーと、上記第１の空気室
に設けられ外部へ音を放射する第２のスピーカーと、こ
の第２のスピーカーに接続されたハイパスフィルター
と、上記第２の空気室に設けられ外部へ音を放射する受
動的音響放射手段とを備え、上記第１の空気室の体積Ｖ
１と上記第２の空気室の体積Ｖ２の比が、ほぼ、 Ｖ１：Ｖ２＝１．５〜４：１ の範囲にあるように構成したものである。

【００１２】

【作用】この発明に係るスピーカーシステムは、第１の
空気室のスピーカーにハイパスフィルターを通した中高
音の信号を入力して中高音を再生させると共に、第２の
スピーカーからの低音出力により第１の空気室を介して
第１のスピーカーが駆動され、また、第２のスピーカー
からの低音出力は受動的音響放射手段を介して外部へ放
射される。

【００１３】そうして、第１の空気室内とこれに対応し
て設けられたハイパスフィルターが接続された第２のス
ピーカーによって生じる共振周波数ｆｒ１、第２の空気
室とこの第２の空気室に対応して設けられた受動的音響
放射手段とによって生じる共振周波数ｆｒ２、更にハイ
パスフィルターのカットオフ周波数ｆｃの３つの周波数
を任意に設定可能とし、これらの共振周波数を適正な周
波数に設定することにより、ｆｒ１からｆｒ２の周波数
帯域でも再生可能になる。

【００１４】また、この発明に係るスピーカーシステム
は、第１の空気室と第２のスピーカーによって生じる共
振周波数ｆｒ１と、第２の空気室と受動的音響放出手段
によって生じる共振周波数ｆｒ２との比が、ほぼ、 ｆｒ１：ｆｒ２＝１：１．５〜３ の範囲にあると共に、ｆｒ２とハイパスフィルターのカ
ットオフ周波数ｆｃとの比が、ほぼ、 ｆｒ２：ｆｃ＝１：１．５〜３ の範囲にあるようにして音圧特性を向上させている。

【００１５】また、この発明に係るスピーカーシステム
は、第１の空気室の体積Ｖ１と第２の空気室の体積Ｖ２
の比が、ほぼ、 Ｖ１：Ｖ２＝１．５〜４：１ の範囲にあるようにして音圧特性を向上させている。

【００１６】

【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施例を図１、
図２に基づいて説明する。図１は本スピーカーシステム
の構成図で、図２は図１の回路図であり、１、１ａ、１
ｂ、２、２ａは従来の技術と同等のものである。７は第
１の空気室１ａと第２の空気室１ｂとのに設けられた中
間バッフル２に設けられた第１のスピーカー、８は第２
のスピーカーで、第１の空気室内１ａに設けられ、任意
の周波数以上を通過するハイパスフィルター９を通して
入力され、外部に音を放射する音響ポートである。

【００１７】次に本発明のスピーカーシステムの動作を
説明する。第２のスピーカー８はこのハイパスフィルタ
ー９で設定されたカットオフ周波数以下では、音響信号
が入力されなくなり、ドローンコーンのような受動的動
作をするようになる。したがって低音では、第２のスピ
ーカー８を有する第１の空気室１ａとこの第１の空気室
１ａに対応して設けられたハイパスフィルター９によっ
て、低域音響信号がカットされた第２のスピーカー８に
よって生じる共振周波数ｆｒ１、第２の空気室１ｂと第
２の空気室１ｂに対応して設けられた音響ポート６とに
よって生じる共振周波数ｆｒ２は、ほぼ、数１によって
計算される。

【００１８】

【数１】

【００１９】ここで、Ｓｃ１は第１の空気室１ａのスチ
クネス ｍｓは第２のスピーカー８の音響信号がカットされてい
る状態での等価質量 Ｓｃ２は第２の空気室１ｂのスチクネス ｍｐは音響ポート６のポートの等価質量

【００２０】ここでｆｒ１、ｆｒ２および第２のスピー
カー８に接続されたハイパスフィルタ９のカットオフ周
波数ｆｃの各周波数を例えば１：２：４に選んだ場合の
第２のスピーカー８、及び音響ポート６からの音圧特性
と総合音圧特性を図３に示す。 図３において、Ａ１お
よびＡ２は第２のスピーカー８の音圧特性、Ｂは音響ポ
ート６の音圧特性、Ｃは第２のスピーカー８と音響ポー
ト６の合成音圧を示す。図からわかるように、合成音圧
Ｃはｆｒ１からｆｒ２の周波数範囲の他に、ハイパスフ
ィルター９により設定されたｆｃ以上の周波数では第２
のスピーカー８から音が放射されるため、中高音域まで
再生周波数帯域が拡大する。

【００２１】このように、共振周波数ｆｒ１、ｆｒ２、
ｆｃの３つの周波数が任意に選択して設計できるので、
周波数特性が良く、且つ、スピーカー２台のみで小形化
されたスピーカーシステムを実現できる。また、これら
の共振周波数を適正な周波数に設定することにより、ｆ
ｒ１からｆｒ２の周波数帯域でも再生可能になり音域を
拡大することができる。

【００２２】実施例２．ｆｒ１、ｆｒ２、ｆｃの周波数
比については上記１：２：４が実験的にはほぼ最適であ
る。しかし ｆｒ１：ｆｒ２＝１：１．５〜３ ｆｒ２：ｆｃ＝１：１．５〜３ の範囲に選んでも聴感上、十分な再生周波数拡大に効果
がある。

【００２３】もし、ｆｒ１、ｆｒ２、ｆｃの周波数比を ｆｒ１：ｆｒ２＝１：３．５ ｆｒ２：ｆｃ＝１：３．５ にした場合の音圧特性を図４に示す。総合音圧特性Ｃは
ｆｒ１とｆｒ２及びｆｒ２とｆｃの間の周波数におい
て、各音圧Ａ１，Ｂ，Ａ２が適切に合成されないため、
谷が生じる。 また、ｆｒ１：ｆｒ２＝１：１．５未満 ｆｒ２：ｆｃ＝１：１．５未満 では、低音域の再生周波数帯域が狭くなるため、改善さ
れたとは言えなくなる。

【００２４】実施例３．また、ｆｒ１、ｆｒ２、ｆｃの
周波数は、第１、第２の空気室１ａ、１ｂの体積Ｖ１、
Ｖ２に関係しており、上記再生周波数帯域拡大を十分実
現するためには体積比を Ｖ１：Ｖ２＝１．５〜４：１ の範囲に選ぶとよい。

【００２５】もし、Ｖ１、Ｖ２の体積比を Ｖ１：Ｖ２＝１．２：１ にした場合の音圧特性を図５に示す。また、 Ｖ１：Ｖ２＝４．５：１ にした場合の音圧特性を図６に示す。それぞれ、総合音
圧特性の低音域では、平坦な特性が得られなくなる。

【００２６】実施例４．上記実施例においては、受動音
響放射手段として音響ポート６を用いたが、例えば、受
動音響放射手段としていわゆるドロンコーンなどを用い
てもよい。

【００２７】実施例５．第１のスピーカー７を低音と中
高音との全帯域を再生するスピーカーとしたが、この第
１のスピーカー７を低音と中音との帯域用とし、高音用
として専用の別のスピーカーを設けて、更に、音質を改
善するようにしてもよい。この場合、ハイパスフィルタ
ー９の中低音用のカットオフ周波数ｆｃを実施例２の条
件にすればよい。この高音専用のスピーカーは、本発明
のスピーカーキャビネット１の上に別の空気室を設けて
取り付けてもよいが、一般に高音用のスピーカーは非常
に小さく、例えば、ホーン形のスピーカーであれば、本
発明のスピーカーキャビネット１の上に置くだけでもよ
く、また、室内の壁面等に取り付けてもよい。尚、第１
の空気室内１ａ、または、第２の空気室１ｂに小さな空
気室を設けて取り付けてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、中間
バッフルにより第１と第２の２つの空気室に分割された
キャビネットと中間バッフルに設けられた第１のスピー
カーと、第１の空気室の一部に設けられたハイパスフィ
ルターが接続された第２のスピーカーと、第２の空気室
の一部に設けられた受動音響放射手段とから構成するよ
うにしたので、効率的な低音再生が可能になると共に、
低音用だけであったこの種の従来のものと比べて中高音
まで再生ができ、再生周波数の拡大が図れる。従って、
キャビネット構造が簡単でコンパクトであり、全帯域再
生可能なスピーカーシステムを提供できる効果がある。

【００２９】また、共振周波数ｆｒ１、ｆｒ２、ｆｃの
比を適切な範囲にするようにしたので、再生周波数帯域
が拡大されたスピーカーシステムが得られる効果があ
る。

【００３０】また、第１、第２の空気室１ａ、１ｂの体
積Ｖ１、Ｖ２の比を適切な範囲にするようにしたので、
再生周波数帯域が拡大されたスピーカーシステムが得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すスピーカーシステム
の構成図。

【図２】図１のスピーカーシステムの回路図。

【図３】図１のスピーカーシステムの音圧特性図。

【図４】周波数比を変えた場合のスピーカーシステムの
音圧特性図。

【図５】体積比を変えた場合のスピーカーシステムの音
圧特性図。

【図６】体積比を変えた場合のスピーカーシステムの音
圧特性図。

【図７】従来のスピーカーシステムの構成を示す断面
図。

【図８】図７の音圧特性図。

【図９】従来の中高音用スピーカー付きのスピーカーシ
ステムの構成を示す断面図。

【図１０】図９の音圧特性図。

【符号の説明】

１ スピーカーキャビネット １ａ，１ｂ，１ｃ 第１、第２、第３の空気室 ２ 中間バッフル ２ａ 開口部 ３ 低音用スピーカー ４ 中高音用スピーカー ５，６ 音響ポート ７ 第１のスピーカー ８ 第２のスピーカー ９ ハイパスフィルター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビネットと、このキャビネットを第
   １と第２の二つの空気室に分割する中間バッフルと、こ
   の中間バッフルに取り付けられた第１のスピーカーと、
   上記第１の空気室に設けられ外部へ音を放射する第２の
   スピーカーと、この第２のスピーカーに接続されたハイ
   パスフィルターと、上記第２の空気室に設けられ外部へ
   音を放射する受動的音響放射手段とを備えたスピーカー
   システム。
2. 【請求項２】 キャビネットと、このキャビネットを第
   １と第２の二つの空気室に分割する中間バッフルと、こ
   の中間バッフルに取り付けられた第１のスピーカーと、
   上記第１の空気室に設けられ外部へ音を放射する第２の
   スピーカーと、この第２のスピーカーに接続されたハイ
   パスフィルターと、上記第２の空気室に設けられ外部へ
   音を放射する受動的音響放射手段とを備え、上記第１の
   空気室と上記第２のスピーカーによって生じる共振周波
   数ｆｒ１と、上記第２の空気室と受動的音響放出手段に
   よって生じる共振周波数ｆｒ２との比が、ほぼ、 ｆｒ１：ｆｒ２＝１：１．５〜３ の範囲にあると共に、上記ｆｒ２と、上記ハイパスフィ
   ルターのカットオフ周波数ｆｃとの比が、ほぼ、 ｆｒ２：ｆｃ＝１：１．５〜３ の範囲にあることを特徴とするスピーカーシステム。
3. 【請求項３】 キャビネットと、このキャビネットを第
   １と第２の二つの空気室に分割する中間バッフルと、こ
   の中間バッフルに取り付けられた第１のスピーカーと、
   上記第１の空気室に設けられ外部へ音を放射する第２の
   スピーカーと、この第２のスピーカーに接続されたハイ
   パスフィルターと、上記第２の空気室に設けられ外部へ
   音を放射する受動的音響放射手段とを備え、上記第１の
   空気室の体積Ｖ１と上記第２の空気室の体積Ｖ２の比
   が、ほぼ、 Ｖ１：Ｖ２＝１．５〜４：１ の範囲にあることを特徴とするスピーカーシステム。