JPH0654392A - スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透過路型スピーカ及び透過路型スピーカーシ
ステムに関し、スピーカシステムのレスポンスを最適化
するか、あるいは少なくとも従来のシステムに比べて改
善することを目的とする。 【構成】 透過路型スピーカ２０が少なくとも１台の駆
動部２１と、空洞状の音響フィルタ１２ａと、透過路１
９とを備えている。駆動部は透過路への入口部近傍に位
置決めされ、上記フィルタ及び透過路の両方を同時に並
列駆動するように動作する。また駆動部は、透過路内に
位置決めされ、そして上記入口部近傍となるように設け
られてもよい。これによりスピーカの低音域レスポンス
が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピーカ及びスピーカ
ーシステムに関し、特に透過路型スピーカ及び透過路型
スピーカーシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、透過路型スピーカはウーハ、また
は長い音響管の端部に設けられた駆動部の組合せ等から
構成されている。この音響管の一番シンプルな形状は、
均一直径の導管である。音の波長が音響管の長さの約４
倍である周波数において、当該音響管の開放端から放射
された音が、当該スピーカ駆動部自身から直接到来する
音を強めるように共振が起こる。この周波数範囲が高く
なればなるほど、音響管は、およそ共振周波数の１／４
の奇数倍、すなわち３／４倍，５／４倍、等の周波数で
共振を引き起こす。しかしこれらのモードは好ましくな
く、なぜなら音の強め合い(reinforcement) を与えるこ
れらのモードは第１モードだけであるからである。高い
周波数は、スピーカ駆動部からの直接出力を強めたり、
あるいは打ち消したりする。

【０００３】スピーカの設計者は、通常、これらの高次
の周波数モードを減らすために２つの手法を導入する。
まず第１の手法は、制振／吸音作用をシステム内に取り
入れることである。そして第２の手法は、導管の形状、
詳しくはその縦方向の外形を変えることである。上記減
衰／吸音作用が関与されるにおいては、例えば泡のよう
な吸音性材料が周波数依存の減衰特性をもたらし、これ
により高い周波数モードを制振させることができるが、
これらを完全に無くすことはできない。音響管内に多く
の吸音性材料を設けることはマイナスであり、多量の吸
音材を設けると、これにより第１モードが制振され、透
過路を用いた主たる利益が損なわれてしまう。また上記
音響管の形状を変形することにおける１つの提案は、音
響管の直径がスピーカ駆動部から音響管の開口端に向け
て小さくなるようにテーパを施すことである。しかしテ
ーパされた音響管では、低い周波数における音響特性が
均一直径の音響管と同じ特性となり、その結果、これで
はでは共振モードを僅かに小さくするだけである。

【０００４】透過路内に減衰／吸音材を設ける他の提案
は、当該透過路内に１つ又は複数の音響フィルタを設け
ることである。このような音響フィルタの介在は、透過
路端部から放射された中音域及び高音域の量を適当に減
らすことを可能にしている。これらの音響フィルタは、
導管内で拡張された部分形態又は狭められた部分形態、
あるいはこの拡張部分又は狭窄部分の連続形態のいずれ
かの形態が採用されている。導管内の拡張部分、すなわ
ち音響コンプライアンス成分、または狭窄部分、すなわ
ち音響イナータンス成分は、電子工学において見いださ
れた並列キャパシタ（または直列インダクタ）と同様、
リアクティブなローパスフィルタのように作用する。こ
のような音響フィルタの有効性は、スピーカダイアフラ
ム，拡張部分または狭窄部分，及び導管断面積の相対的
な大きさに依存する。このタイプの装置と、駆動部後方
にテーパされた導管を用いるという公知の透過路との間
に区画を設けることが重要である。この音響ローパスフ
ィルタが働くと、これによりコンプライアンス作用（拡
張部分）またはイナータンス作用（狭窄部分）が導管内
にもたらされる。これらの装置に関する考え方は、音響
ホーンのように動作するテーパされた導管に関する考え
方と大きく異なり、むしろ反対の考え方である。

【０００５】添付図面の図１は、スピーカと、空洞部
と、「直列に」配置された音響管とを組み合わせて構成
された公知の透過路型スピーカシステムを表している。
図において空洞部は導管端部に形成されており、スピー
カは導管への入口と反対側で且つ当該導管から最も離れ
た空洞部壁面に直接取り付けられている。この配置にお
いて空洞部は、スピーカと、当該スーピーカとほぼ同一
の断面積をもつ導管との間に配置されていることによ
り、拡張形ローパスフィルタの機能を果しているが、当
該導管は、実際上スピーカの断面積とは異なる断面積を
もつものが用いられている。

【０００６】本発明の透過路型スピーカシステムは、ロ
ーパスフィルタを用いるものであるが、図１に示したシ
ステムとは異なるものである。周波数レスポンスに基づ
く意味ある効果を奏する空洞部のために、当該空洞部は
必然的に比較的大きなものである。したがって当該空洞
部内の音圧分布は、周波数全体にわたり均一ではない。
駆動部，空洞部及び導管の相対位置、及び空洞部の形状
がシステムのレスポンスに効果をもたらす。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、少な
くとも１つの駆動部と、音響フィルタと、透過路とを備
え、当該システムのレスポンスが最適化されるか、ある
いは少なくとも従来のシステムと比べて改善される透過
路型スピーカを設計することである。

【０００８】本発明の更なる目的は、当該透過路の開放
端から放射された音から所望の周波数レスポンスを生成
する透過路型スピーカを提供することである。

【０００９】また本発明の更なる目的は、システムの性
能が、均一直径の透過路要素またはテーパされた透過路
要素を用いた従来の透過路よりも優れている透過路型ス
ピーカを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも１台の駆動部と、音響フィルタと、透過路とを備
え、この駆動部あるいは複数の駆動部がある場合にはそ
のなかの１台が、透過路への入口部またはその近傍に位
置決めされ、当該駆動部が上記音響フィルタ及び透過路
の両方を同時に並列駆動するように構成された透過路型
スピーカが提供される。

【００１１】好ましくは、上記音響フィルタは空洞部を
備えている。

【００１２】上記駆動部、あるいは複数の駆動部がある
場合にはその中の１台を上記透過路の入口部に近接して
位置決めすることは、当該駆動部での音圧及び導管への
入口での音圧が広い周波数範囲にわたりほぼ同一である
ことを意味している。

【００１３】上記駆動部での音圧及び透過路入口での音
圧は、上記空洞部内のモードが不均一な音圧分布がある
と意味するときにおいても、広い周波数範囲でほぼ同一
である。このようにすることにより、当該構成は、まる
で理想化された音響ローパスフィルタに優る動作をおこ
なう。

【００１４】好ましい具体例において、透過路への入口
部またはその近傍に設けられた駆動部は、連続した透過
路の壁である音響フィルタの側壁面に位置決めされる。

【００１５】好ましくは、透過路への入口と、当該入口
またはその近傍に設けられた駆動部との距離が、当該透
過路が出力のために働く最大周波数における波長のほぼ
１／４以下である。

【００１６】この周波数は、約５００Hzのオーダである
ことが好ましい。

【００１７】また本発明の好ましい具体例においては、
少なくとも１台の駆動部と、フィルタと、透過路とがキ
ャビネット内に収容され、当該キャビネットの第１の部
分がローパスフィルタとして働く空洞部を構成し、キャ
ビネットの第２の部分がキャビネットの前から後ろにか
けて曲がりくねったトラックとして境界された透過路を
構成する。

【００１８】更に好ましい具体例において、１台または
複数の駆動部がキャビネットの前面上方に取り付けら
れ、透過路の開放端がキャビネットの後面下方にある。

【００１９】本発明が一層良く理解されるように、本発
明に係るスピーカの好ましい一実施態様が、ここに添付
図面を参照しながら実例を以て説明される。

【００２０】

【実施例】図２は、本発明を裏付ける概念を示してい
る。本システムの透過路は、均一な横断面をもつ導管１
０によって構成されている。導管１０の開放端部から離
れたところにあるその終端部に形成されているのは、適
切に形造られた壁によって輪郭形成された空洞部１２で
ある。この空洞部１２は音響フィルタとして作用する。
図示した構成において、空洞部１２は、当該透過路の縦
方向の中心軸に対してオフセットされており、上記空洞
部の一方の壁１４に導管１０の一方の壁が延びている。
駆動部１６は、空洞部１２から導管１０に至る入口部近
傍の壁１４内に配設されている。この駆動部１６は上記
導管内側に設けられても良いし、あるいは実際上、上記
空洞部と導管との接続部に設けられてもよい。

【００２１】図３は、図２のシステムを別の方法で示し
たものである。図３は、音響フィルタの「直列」配置つ
まり図１の導管とを対比して、本発明が並列配置を採用
し、その駆動部１６が音響フィルタ１２及び透過路１０
の両方を同時に駆動することをわかりやすく示したもの
である。これは、当該透過路への入口部または入口部近
傍に配置されることによって実現されている。

【００２２】本発明の目的は、スピーカの低音特性、す
なわちスピーカの低音域特性を改善することにあり、特
に約５００Hz以下のレスポンスを改善することにある。
これは、透過路が効果的な役割を果たす周波数オーダで
ある。

【００２３】またこの周波数は、最大距離を決める際の
決定要素であり、上記駆動部をフィルタ／導管結合部か
ら離して位置決めを可能とし、これにより並列駆動によ
る利益を成就可能にするものである。この駆動部の中心
から上記結合部までの距離は、関与される透過路に適当
とされる最大周波数における波長の４分の１（λ／４）
以上であってはならない。たとえば周波数が５００Hzの
場合、ｃを音速として関係式ｃ＝ｆλをあてはめると、
音速ｃ＝３３０ｍ／sec のとき、４分の１波長の大きさ
は１６．５ｃｍ（６．５インチ）となる。また周波数が
３００Hzとされた場合、４分の１波長の大きさλ／４は
２７．５ｃｍ（１０．８インチ）である。

【００２４】図２に示した透過路型スピーカシステム
は、導管１０に沿った所望の位置に例えば拡大部または
制限部の形態で付加的な音響フィルタを結合することに
よって変形可能である。図４は、透過路１０と直列にあ
る付加的な音響フィルタ１７を図に示したものである。
このフィルタ１７と導管１０との組合せは、第１のフィ
ルタ及び導管１７，１０とを直列に連続させることがで
きる。また吸収性に満ちた材料が、導管１０内及び空洞
部１２内の少なくともいずれか一方に結合されて、散逸
的効果を奏するようにすることもできる。

【００２５】図５乃至図７に示したスピーカは、参照番
号２０で概略的に示されたマルチコンポーネント式ハウ
ジングを備えている。このキャビネットは前壁２３と後
壁２４とを含んでいる。駆動部２１は、当該ハウジング
の前壁上部に設けられている。この駆動部２１は、この
図では空洞部（音響フィルタ）内、すなわち入口部から
透過路まで空間形成された空洞部内に設けられている
が、並列駆動機能を実行するために十分に密閉状態にあ
る。シールされた後部の包囲部分をもつ高音域駆動部が
参照番号２２で示されている。ハウジングの前壁２３と
後壁２４との間に空間を形成する一対の隔壁２５，２６
は、ハイジングの前壁及び後壁と平行であり、当該ハウ
ジング内部をほぼ大きさが等しい３つの部分に分割して
いる。隔壁２５，２６の間にあり、その隔壁のほぼ中間
の高さのところには斜めに延びた分離壁２７が設けられ
ている。この分離壁２７の介在は、音響特性における著
しい変動を回避するために役立っている。同様な分離壁
２８がハウジングの隔壁２６と後壁２４との間に設けら
れているが、この分離壁２８は水平に延びている。上記
各隔壁及びキャビネットの外壁は、例えば中位に密集し
た段ボール製またはアルミニウム製の蜂の巣状サンドイ
ッチ構造のように、適当な堅い材料で造られることが好
ましい。

【００２６】上記分離壁２７，２８の取付けられた高さ
より上の隔壁２５，２６部分には、大型の穴３０ａ，３
０ｂ，３０ｃ，３０ｄ及び３０ｅが設けられている。こ
れにより、分離壁２７，２８上方の容積が、図２の空洞
部１２と同様な空洞部１２ａとされている。この空洞部
は駆動部２１の直ぐ後ろにある。

【００２７】上記分離壁２７，２８が設けられた高さよ
り下の隔壁２５部分には当該隔壁の最下部と隣接した開
口３１が設けられている。また一方の隔壁２６には、上
記分離壁２７，２８の直ぐ下に開口３２が設けられてい
る。これらの開口は、実質的に全て矩形状である。この
ように当該各開口は、筋交い及び堅固な構造をもたらす
水平支柱の位置を決定している。上記開口３１，３２の
断面積は、透過路導管１９の断面積と同様である。ハウ
ジングの後面２４には、当該後面最下部に向かって出口
３３が設けられており、図では二重出口として示されて
いる。図に示した出口３３は、導管１９と同じ面積であ
るが、これより大きい面積の出口、あるいはこれより小
さい面積の出口とすることができる。これらの開口及び
出口３１，３２、３３の構成により、当該スピーカ・キ
ャビネット内には、駆動部２１からキャビネット最下部
に向かって下に延び、そしてこのキャビネット最下部か
ら分離壁２７、そして更にそこから出口３３に向かって
延びるに透過路が構成され、これにより駆動部から出口
に至る曲がりくねったトラックが形成される。これは図
５の点線矢印によって示されている。

【００２８】図５に示したように作られたスピーカの実
施例において、空洞部１２ａの容積は例えば約１８リッ
トルであり、入口から出口に至る導管１９の長さは例え
ば約１．７ｍ（５．５フィート）である。

【００２９】吸音製に満ちた材料は散逸的な効果をも
ち、当該キャビネット内に結合されて周波数レスポンス
を向上させている。好ましくは、当該システムの透過路
部分が、例えば厚さ約１５ｍｍの繊維状またはセルラー
フォーム状の材料で内張りされるれることが好ましい。
そして当該キャビネット下部の内張り３５が二重の厚み
であることが好ましい。キャビネット内の各壁材は散逸
効果を多少助長する。また導管１９を内張りするかわり
に、発泡材またはファイバーグラス材が詰められてもよ
い。尚、キャビネット内上部の空洞部１２ａは、実際
上、上記と同一あるいは同様な材料３６で満たされてい
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピーカシステムのレスポンスが最適化されるか、ある
いは少なくとも従来のシステムと比べて改善された透過
路型スピーカが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来のスピーカシステム構成の縦断面
図である。

【図２】本発明に係るスピーカシステムの駆動部，音響
フィルタ及び透過路の構成の縦断面図である。

【図３】図２に示した構成を他の方法で示した説明図で
ある。

【図４】図３に示した構成を発展させた構造の説明図で
ある。

【図５】本発明を基に作られたスピーカの側面断面図で
ある。

【図６】図５のスピーカの正面図である。

【図７】図５のスピーカの後面図である。

【符号の説明】

１０…導管 １２…空洞部 １４…壁 １６…駆動部 １７…音響フィルタ ２０…マルチコンポーネント式ハウジング ２１…駆動部 ２２…高音域駆動部 ２３…前面壁 ２４…後面壁 ２５，２６…隔壁 ２７，２８…分離壁 ３０…穴 ３１，３２…開口 ３３…出口 ３５…内張り

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１台の駆動部と、音響フィル
   タと、透過路とを具備し、前記駆動部または前記駆動部
   が複数の場合にはその中の１台が、前記透過路への入口
   部または入口部近傍に位置決めされ、前記フィルタ及び
   透過路の両方を同時に並列駆動する透過路型のスピー
   カ。
2. 【請求項２】 前記音響フィルタが空洞部を備えてい
   る、請求項１に記載のスピーカ。
3. 【請求項３】 前記透過路への入口部またはその近傍に
   設けられた駆動部が、連続した透過路の壁である音響フ
   ィルタの側壁面に位置決めされている、請求項１または
   ２のいずれか一方に記載のスピーカ。
4. 【請求項４】 前記透過路への入口部と、該入口部また
   は該入口部近傍の前記駆動部との間の距離が、当該透過
   路が出力のために働く最大周波数のほぼ１／４波長以下
   である、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の
   スピーカ。
5. 【請求項５】 前記周波数が約５００Hzのオーダであ
   る、請求項４に記載のスピーカ。
6. 【請求項６】 少なくとも１台の前記駆動部と、前記フ
   ィルタと、前記透過路とがキャビネット内に収容され、
   該キャビネットの第１部分がローパスフィルタとして動
   作する空洞部を構成し、該キャビネットの第２部分が、
   該キャビネットの前から後ろに至る曲がりくねったトラ
   ックとして境界される透過路を構成する、請求項１乃至
   ５のうちのいずれか１項に記載のスピーカ。
7. 【請求項７】 前記１台または複数の駆動部が、前記キ
   ャビネットの前面上方に取り付けられ、前記透過路の開
   放端が該キャビネットの後面下方にある、請求項６に記
   載のスピーカ。
8. 【請求項８】 前記透過路が平行な壁で分割された３つ
   の区画を備え、該壁が該区画間の連絡のために貫通した
   穴を備えており、それぞれの穴の断面積が各区画の断面
   積とほぼ等しい、請求項６又は７に記載のスピーカ。
9. 【請求項９】 前記音響フィルタが、吸音材で満たされ
   た空洞部を備え、前記透過路が吸音材で満たされるか又
   は内張りされている、請求項１乃至８のうちのいずれか
   １項に記載のスピーカ。
10. 【請求項１０】 更なる音響フィルタを具備し、該フィ
    ルタが前記透過路と直列且つ該透過路の前段に設けられ
    ている、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の
    スピーカ。