JPH07131879A - 音波導管スピーカシステム - Google Patents

音波導管スピーカシステム

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JPH07131879A
JPH07131879A JP6094258A JP9425894A JPH07131879A JP H07131879 A JPH07131879 A JP H07131879A JP 6094258 A JP6094258 A JP 6094258A JP 9425894 A JP9425894 A JP 9425894A JP H07131879 A JPH07131879 A JP H07131879A
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
    • H04R1/2853—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements using an acoustic labyrinth or a transmission line
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低音域を減衰せず、高音域を効果的に減衰す
る。 【構成】 音響音波導管スピーカシステムは、振動面を
有する電気音響変換器（スピーカのドライバ）が開口Ａ
に取り付けられる。音響音波導管２２は、第１の端部開
口２３と、振動面に近接する第２端部（２２Ａの開口２
１Ａ側）を有し、これら端部の間に移送される圧力波エ
ネルギーの最低周波数における４分の１波長にほぼ相当
する有効的な長さを有する。音波導管２２の振動面近傍
の制振材料２４は、低音域周波数エネルギーをわずかに
減衰する一方、低音域周波数エネルギーの範囲を越える
より高い周波数においては、ピークを十分な量に減衰す
るように振動面に近い位置に位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボーズ社（Ｂｏｓｅ）
の米国特許第４，６２８，５２８号に開示される型の音
波導管スピーカシステム（acoustic waveguide loudspe
aker system）の改良に関する。より詳細には、制振機
能（damping ）を有する音波誘導管スピーカシステムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，６２８，５２８号に開示
されているように、通常スピーカと呼ばれている電気音
響変換器の前方に、音波導管を配置し、スピーカシステ
ムをコンパクトで、かつ低音応答を改善することが提案
されている。
【０００３】このスピーカシステムでは、電気音響変換
器の振動面の前面および背面に音波導管が接続されてい
る。そして、各導管は、振動面の近傍に振動面に平行な
音波導管壁を有し、それに後続して振動面に垂直な音波
導管壁を有し、この振動面に垂直な音波導管壁の終端に
開口端を有している。そこで、電気音響変換器の振動面
の振動が、音波導管内を伝達されて、終端開口から出力
される。したがって、全体をコンパクトにして、低音応
答を改善することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、音波導管の配置によって、不要な高周波ピークが発
生してしまうという問題点があった。また、音波導管を
折り曲げたことによる減衰が大きくなっていまうという
問題点があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、低音の減衰を抑制しつつ
高周波ピークを低減すると共に、音波全体の減衰を低減
できるスピーカシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の音波
導管（acoustic waveguide）は、一端に電気音響変換器
（electroacoustical transducer）、他端に開口部を有
し、前記電気音響変換器近くのわずかな領域に、ポリエ
ステルなどの制振材料を有することを特徴とする。
【０００７】すなわち、本発明は、振動面を有する電気
音響変換器と、第１端部開口と、前記振動面に近接する
第２端部を有し、この第１及び第２の端部の間に移送さ
れる圧力波エネルギーの最低周波数における４分の１波
長にほぼ相当する有効長さを有する音波導管と、低音域
周波数エネルギーをわずかに減衰する一方、低音域周波
数エネルギーの範囲を越えるより高い周波数において
は、ピークを十分な量に減衰するように、前記音波導管
の前記振動面近傍に設けられた制振材料と、を有するこ
とを特徴とする。
【０００８】このように、振動面近傍に制振材料を設け
ることによって、この近辺に、１／４波長が位置する高
周波数の圧力波（音波）が選択的に減衰され、低音の減
衰をわずかにして、十分な高周波数のピークの減衰が図
れる。
【０００９】また、前記制振材料が多孔質のポリエステ
ル材料で形成されていることを特徴とする。
【００１０】また、前記音波導管が、前記振動面にほぼ
垂直な方向に設けられる音波導管壁の組と、前記振動面
にほぼ平行な複数の音波導管壁により形成されることを
特徴とする。
【００１１】この構成によって、音波導管における圧力
波の減衰を小さくして、効果的な音波出力を達成でき
る。
【００１２】また、前記振動面近傍の前記音波導管部分
は、実質的に前記制振材料によって実質的に満たされて
いることを特徴とする。これによって、効果的な高周波
ピークの減衰が図られる。
【００１３】また、前記音波導管の最終端部は、前記振
動面にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される
前記音波導管部の第２のグループによって、前記振動面
に近い側の音波導管壁の第１のグループから分離される
ことを特徴とする。
【００１４】また、前記振動面に最も近い前記音波導管
の部分は、前記制振材料により実質的に満たされている
ことを特徴とする。
【００１５】さらに、本発明は、振動面を有する電気音
響変換器と、第１端部開口と、振動面に近接する第２端
部を有し、この第１及び第２の端部の間に移送される圧
力波エネルギーの最低周波数における４分の１波長にほ
ぼ相当する有効的な長さを有する音波導管と、から成る
音波導管スピーカシステムにおいて、前記音波導管は、
前記振動面にほぼ垂直な音波導管壁の組と、前記振動面
にほぼ平行な複数の音波導管壁を有することを特徴とす
る。
【００１６】また、前記音波導管の最終端部は、前記振
動面にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される
前記音波導管部の第２のグループによって、前記振動面
に近い側の振動面に垂直な音波導管部分の第１のグルー
プから分離されることを特徴とする。
【００１７】また、前記音波導管の前記最終端部は、通
常Ｌ字型の音波導管部分により、前記音波導管部分の前
記第２グループから分離されることを特徴とする。
【００１８】また、前記音波導管部分の最終端部及び前
記Ｌ字型音波導管部に近接する振動面を有する第２電気
音響変換器をさらに有し、２つの振動面の平面に対する
垂線の角度は平行からわずかにずれていることを特徴と
する。これによって、ステレオ・レシーバ・キャビネッ
ト内にコンパクトに収められて、十分な出力を得ること
ができる。
【００１９】
【実施例】図１について詳しく説明する。図１は、硬材
質の管（hard tube ）１２と、その１端部に位置するス
ピーカのドライバ１１を概略的に示す。管１２は、その
断面がドライバ１１の断面のおよそ５５％から６０％を
有し、ドライバ１１により他端において発生した音波を
出力する端部開口１３を有する、長さｌ（エル）の音波
導管として機能する。管１２のドライバ１１近くには、
制振材料１４が配置されている。この例では、ポリエス
テルの多孔質材が、管１２内に充満されている。
【００２０】従って、スピーカのドライバ１１の振動板
の振動によって生成された音波が、長さｌの管１２内を
共鳴伝達され、端部開口１３から出力される。そして、
上述のように管１２のドライバ１１の近傍に制振材料１
４が配置されているため、ここで音波のエネルギーが減
衰される。ところが、この長さｌは、スピーカシステム
の出力すべき最低周波数の音波の１／４波長の長さに設
定されている。このため、ドライバ近傍に１／４波長が
位置する音波は、高周波の音波に限定される。そこで、
低音成分の減衰は少なくして、管１２を配置したことに
よって生じる不要な高周波ピーク（高調波成分）を減衰
して、好適な出力が得られる。
【００２１】図２には、テーブル型レシーバの形状に適
する本発明の実施例の斜視図が示される。ドライバ２１
は、端部開口２３を有する音波導管２２の開口２１Ａに
取り付けられる。なお、図においては、布等の柔軟な部
材によって端部開口２３が覆われているが、音響的に端
部開口であれば、実際の開口であっても、所定の部材に
覆われていても良い。また、この端部開口２３は、必ず
しも音波導管２２の先端方向でなく、横方向に設けても
良い。例えば、図２における底部側でなく、表面側、右
側、背面側に設けても良い。
【００２２】そして、ポリエステル制振材料２４は、音
波導管２２のドライバコンパートメント部２１Ｂに近接
する領域に満たされている。この例では、多孔質のポリ
エステル材料が音波導管２２の所望の領域（ドライバコ
ンパートメント部２１Ｂに近接する領域）に充満されて
いる。
【００２３】図３は、図２の実施例の周波数の関数とし
て、音圧感度（pressure response）を示したグラフで
あり、ポリエステル制振材料２４を用いた場合が実線
で、用いない場合が点線で示されている。なお、横軸が
周波数（Ｈｚ）で、縦軸が音圧感度（ＡＬＰＬＤＢ：振
幅レベル・デシベル）である。また、横軸対数目盛でＥ
は１０であり、１Ｅ2 は１００である。
【００２４】ピークを縮小する１つの方法は、そのピー
クに対して高速度（high velocity）である音波導管の
特定の部分（すなわち、伝達している音波の腹（１／
４，３／４波長に位置））に泡材（foam）のＥブロック
及び／またはＴブロックを用いることである。ブロック
は各ピークに対して必要であり、このブロック位置が端
部開口に近づくにつれ、バス（低音域）周波数の出力が
減少することが、発見されている。なお、Ｅブロック、
Ｔブロックは、泡材のブロック形状を示しており、Ｅ字
型または／およびＴ字型の泡材が所望の領域に充填され
る。また、この制振材料２４は、空気の流れに対し所定
の抵抗を当たれるものであれば、繊維状のもの等他の形
状のものでも良く、さらにポリエステル材料でなくても
良い。しかし、実験によれば、Ｅ字型または／およびＴ
字型のポリエステル泡材が最も効果的であった。
【００２５】図示のように、ポリエステル制振材料２４
をドライバ側の端部に設けた場合、低周波数では速度は
低く、制振材料が減するバス周波数エネルギーはごくわ
ずかである。しかしながら、高周波数では、波長が短
く、速度は高くなり、制振材料２４は、図のような単一
ブロックで、高周波数ピークを図３のように減衰する。
【００２６】図４は、ステレオ・レシーバ・キャビネッ
トに取り付けられた本発明の１実施例を示す平面概略図
である。本実施例においては、ドライバ開口２１’の平
面は、その垂線が左方向に外向きになるように角度をつ
けられ、ドライバ開口３１の平面は、その垂線が右方向
に外向きになるように角度をつけられる。この角度付け
により、左チャネルドライバが開口２１Ａ’に取り付け
られ、右チャネルドライバがドライバ開口３１に取り付
けられたときに、ステレオ再生（stereo reproduction
）が強化される。音波導管２２は、連続する９のセク
ション２２Ａ’、２２Ｂ’、２２Ｃ’、２２Ｄ’、２２
Ｅ’、２２Ｆ’、２２Ｇ’、２２Ｈ’、２２Ｏ’を有し
ている。この例においても、スピーカのドライバに近い
位置にポリエステル制振材料２４´が配置されている。
また、スピーカのドライバに近い位置にこのスピーカド
ライバの振動面にほぼ垂直方向の音波導管２２Ａ´，２
２Ｂ´が配置され、その後に振動面にほぼ平行な音波導
管２２Ｃ´，２２Ｄ´，２２Ｅ´が配置されている。そ
して、その後ほぼ垂直な音波導管２２Ｆ´、ほぼ平行な
音波導管２２Ｇ´、ほぼ垂直な音波導管２２Ｈ´，２２
Ｏ´を介し、端部開口２３が配置されている。また、端
部開口２３に接続されている音波導管２２Ｏ´，２２Ｈ
´は、これらでＬ字型を形成している。
【００２７】また、これらのセクションの物理的な長さ
は、ドライバキャビティ２１Ｂ’と共に作用して、通常
８０Ｈｚの所定のバス周波数において４分の１波長モー
ドを提供するよう、選択される。
【００２８】１チャンネルのスピーカのドライバは、ス
ピーカのドライバ開口２１Ａ´に取り付けられる。この
図においては、スピーカのドライバの図示は省略されて
いるが、本体がドライバキャビティ２１Ｂ´内に収容さ
れる。そこで、スピーカのドライバは音波を図における
下方側に放出すると共に、スピーカの背面側に形成され
る音波が音波導管２２を伝達して、端部開口２３から放
出される。
【００２９】一方、ステレオの他のチャンネルのスピー
カはスピーカのドライバ開口３１に取り付けられる。こ
のスピーカも開口の内側に本体が存在するように取り付
けられ、その背面側に反響室が形成される。
【００３０】このような、ステレオチャンネル用のスピ
ーカシステムでは、スピーカのドライバ開口２１Ａ´に
フルレンジのスピーカが取り付けられ、スピーカのドラ
イバ開口３１に中高音用のスピーカが取り付けられる。
また、ステレオ再生信号の中高音域は２つのスピーカか
ら出力され、低音域（ほぼ７０〜３００Ｈｚ）は加算さ
れてフルレンジスピーカから出力される。
【００３１】そして、フルレンジスピーカの背面側に設
けられた音波導管２２によって、低音成分は、端部開口
２３から出力される。特に、この例では、音波導管２２
には、ポリエステル制振材料２４´が充填されているた
め、フルレンジスピーカから出力される高音・中音成分
が減衰される。このため、比較的ステレオ分離の必要の
ない低音成分がスピーカキャビネットの両側から出力さ
れ、中高音成分は、分離されて２つのスピーカから出力
される。例えば、音波導管２２の長さを８０Ｈｚの１／
４波長の長さに設定した場合、音波導管２２の入り口か
ら１／４の長さの部分まで制振材料を充填することによ
って、理論的には３２０Ｈｚ以上の音波成分が比較的多
く減衰されることになる。
【００３２】このようにすることによって、安価なスピ
ーカシステムで、良好なステレオ再生が達成される。
【００３３】この特定構造は、テーブルレシーバキャビ
ネット内にコンパクトに納まり、効果的である。この実
施例においては、折り重ね型（folded）音波導管２２
は、ドライバ２１の３．９１平方インチの断面積の５５
％から６０％に相当するほぼ均一の方形断面を有し、そ
の断面は、幅約０．７５インチ、高さ２．８７５インチ
である。音波導管２２の、ドライバキャビティ２１Ｂ’
から端部開口２３までの長さはほぼ３４インチで、およ
そ８０Ｈｚにおいて４分の１波長モードを提供する。
【００３４】図２の構成配置も効果的であり、これは、
スピーカのドライバ（スピーカ本体は図示していない
が、キャビティ２１Ｂ内にスピーカ本体が収容され、キ
ャビティ２１Ｂもスピーカのドライバとして作用する）
の振動板（diaphragm ）を横断する方向（垂直方向）に
通常設けられた共通の音波導管壁によって形成される複
数のチャネル２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを含む。
この構成はさらに、スピーカのドライバの振動板に通常
平行な共通音波導管壁によって形成される複数の部分２
２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇを含み、これにより、ドライバの
振動板２１Ａの平面に通常垂直な音波導管壁によって形
成される出力部２２０は、前記複数のチャネル２２Ａ、
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄから分離される。
【００３５】なおほぼ平行な、また、ほぼ垂直な、また
は横断方向の、という用語使いは、図４の音波導管壁に
も適用される。また、スピーカは、通常音波導管に背面
を向けて取り付けるが、前面を向けてもよい。
【００３６】上述のように、ステレオレシーバの１チャ
ネル用フルレンジドライバを備えた単一端部音波導管の
形状を有する本発明の実施例は、小型テーブルレシーバ
に特に効果的である。他方のステレオチャネルからの低
音域スペクトル成分（spectral components ）は、ほぼ
７０から３００Ｈｚまでの範囲（低音域）で、合計され
出力される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１端部にスピーカのドライバを有し、ドライバ
近傍に制振材料を有する中空硬材質音響音波導管（holl
ow hard tube acoustic waveguide ）を示す図である。
【図２】本発明の１実施例の斜視図であり、上部が取り
除いてある。
【図３】図２の実施例の周波数の関数として音圧感度を
示したグラフである。
【図４】ステレオレシーバキャビネットに納められた、
本発明の１実施例の構成を示した平面図である。
【符号の説明】
２１ ドライバ ２２ 音波導管 ２４ 制振材料

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 振動面を有する電気音響変換器と、 第１端部開口と、前記振動面に近接する第２端部を有
    し、この第１及び第２の端部の間に移送される圧力波エ
    ネルギーの最低周波数における４分の１波長にほぼ相当
    する有効長さを有する音波導管と、 低音域周波数エネルギーをわずかに減衰する一方、低音
    域周波数エネルギーの範囲を越えるより高い周波数にお
    いては、ピークを十分な量に減衰するように、前記音波
    導管の前記振動面近傍に設けられた制振材料と、 を有することを特徴とする音波導管スピーカシステム。
  2. 【請求項２】 前記制振材料が多孔質のポリエステル材
    料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の音
    波導管スピーカシステム。
  3. 【請求項３】 前記音波導管が、前記振動面にほぼ垂直
    な方向に設けられる音波導管壁の組と、前記振動面にほ
    ぼ平行な複数の音波導管壁により形成されることを特徴
    とする請求項１記載の音波導管スピーカシステム。
  4. 【請求項４】 前記振動面近傍の前記音波導管部分は、
    実質的に前記制振材料によって実質的に満たされている
    ことを特徴とする請求項３記載の音波導管スピーカシス
    テム。
  5. 【請求項５】 前記音波導管の最終端部は、前記振動面
    にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される前記
    音波導管部の第２のグループによって、前記振動面に近
    い側の音波導管壁の第１のグループから分離されること
    を特徴とする請求項３記載の音波導管スピーカシステ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記振動面に最も近い前記音波導管の部
    分は、前記制振材料により実質的に満たされていること
    を特徴とする請求項１記載の音波導管スピーカシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 振動面を有する電気音響変換器と、 第１端部開口と、振動面に近接する第２端部を有し、こ
    の第１及び第２の端部の間に移送される圧力波エネルギ
    ーの最低周波数における４分の１波長にほぼ相当する有
    効的な長さを有する音波導管と、 から成る音波導管スピーカシステムにおいて、 前記音波導管は、前記振動面にほぼ垂直な音波導管壁の
    組と、前記振動面にほぼ平行な複数の音波導管壁を有す
    ることを特徴とする音波導管スピーカシステム。
  8. 【請求項８】 前記音波導管の最終端部は、前記振動面
    にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される前記
    音波導管部の第２のグループによって、前記振動面に近
    い側の振動面に垂直な音波導管部分の第１のグループか
    ら分離されることを特徴とする請求項７記載の音波導管
    スピーカシステム。
  9. 【請求項９】 前記音波導管の前記最終端部は、通常Ｌ
    字型の音波導管部分により、前記音波導管部分の前記第
    ２グループから分離されることを特徴とする請求項８記
    載の音波導管スピーカシステム。
  10. 【請求項１０】 前記音波導管部分の最終端部及び前記
    Ｌ字型音波導管部に近接する振動面を有する第２電気音
    響変換器をさらに有し、２つの振動面の平面に対する垂
    線の角度は平行からわずかにずれていることを特徴とす
    る請求項９記載の音波導管スピーカシステム。
JP09425894A 1993-05-06 1994-05-06 音波導管スピーカシステム Expired - Lifetime JP3792263B2 (ja)

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US08/058,478 US6278789B1 (en) 1993-05-06 1993-05-06 Frequency selective acoustic waveguide damping

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JPH07131879A true JPH07131879A (ja) 1995-05-19
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