JPH09307985A - スピーカ装置 - Google Patents

スピーカ装置

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JPH09307985A
JPH09307985A JP11763196A JP11763196A JPH09307985A JP H09307985 A JPH09307985 A JP H09307985A JP 11763196 A JP11763196 A JP 11763196A JP 11763196 A JP11763196 A JP 11763196A JP H09307985 A JPH09307985 A JP H09307985A
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JP
Japan
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speaker
acoustic tube
hole
braking
braking mechanism
Prior art date
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Pending
Application number
JP11763196A
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English (en)
Inventor
Nobuhisa Atoji
信久 跡地
Naoki Okazaki
直毅 岡崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 扁平で、且つ断面積が開口部に向かって広が
る扁平な音響管の定在波による音圧周波数特性の盛り上
がりを吸音材を使用しないで抑圧することを目的とす
る。 【解決手段】 扁平で、且つ開口部24に向かって、そ
の断面積が広がっていくパラボラホーン20の一端閉の
閉側壁25に、音圧を抑圧する制動機構34を配設し、
この制動機構34の制動孔28に近接して、平面状側壁
23にスピーカ放射孔26を設け、その放射孔26を塞
ぐ様にスピーカユニット32を取付けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカから放射
される音波を導くための扁平な音響管を配置したスピー
カ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、スピーカ装置はスピーカの前面部
にホーンや音響管を設け、スピーカから発生した音波を
細長い矩形状の開口部、或いはさらに狭くしたスリット
状の開口部まで導く方法が採用されている。この方法は
狭い所に音波を導ける利点があり、今日、この方法がテ
レビジョン受像機やパーソナルコンピュータ等に多く採
用されている。
【0003】しかしながら、このような音響管で音波を
導く方法では、音響管の影響により、音圧周波数特性が
図7の点線に示す様にピークやディップが現れる。特
に、断面積が開口部に向けて広がり方が小さかったり、
逆に狭くなった音響管では、このピークやディップはλ
/4,3λ/4,5λ/4(λ;音波の波長)の波長の
周波数に一致した周波数で音響管が共振し、音圧特性に
ピークが現れる。
【0004】尚、図7の実線は特開平4−165797
号公報に開示の吸音材による手段で抑制した音圧周波数
特性を示すものである。吸音材の手段はピークやディッ
プを可成り抑制出来るが、図7の実線の様に、7kHz以
上の高音域で音圧の減衰が著しい。
【0005】このピークやディップの吸音材による抑制
方法は、音響管内に或いは音響管の側壁面に適当量の吸
音材を充填する事が当業者の常識となっていた。しか
し、吸音材による抑制方法は吸音材の量の管理、作業工
数等に課題があった。
【0006】そこで、吸音材を使用しないピークやディ
ップの抑制方法として、例えば、特開平4−24579
7号公報及び特開平8−47076号公報に開示された
方法が提案されている。この提案されているスピーカ装
置を図8,図9に示す。
【0007】図8において、1はスピーカユニット、1
aはスピーカユニットの振動板、2はスピーカ背面から
放射される音波が音響管3の開口部3aから放射される
音波と干渉させないためのバックチャンバーである。ス
ピーカ前面の音響管3の長さによって決まる第1次の定
在波を第1の共鳴器4で、第2次の定在波を第2の共鳴
器5で吸収する。第1共鳴器4は開口部4aの音響ポー
トと第1空気室4bとのヘルムホルツ共鳴により第1の
定在波を吸収しようとするものである。同様に第2次の
定在波を第2共鳴器5の開口部5aと第2空気室5bと
の共鳴により吸収するものである。
【0008】図9において、6はスピーカユニット、6
aは音波を放射する振動板、7は音響管8のスピーカ取
付け部11に取付けるためのバッフル板、12は音響管
8の開口部で、この例ではスピーカ前面部の面積より小
さく絞った形の音響管である。10は音響管8の平面状
内側壁部に設けられた放射孔である。
【0009】放射孔10の動作は、同公報の[001
8]によれば、音響管8の内壁へ与える圧力を緩和し、
かつ音響管8内での定在波の発生を抑制するものであ
る。この場合は、[0020]によれば、内側壁部の傾
きが鋭い内壁面に音響信号による圧力が大きいと記述し
ている。これは音響管8の断面積が開口部12に向けて
小さくなっているからと推測される。
【0010】従って、図8はヘルムホルツ共鳴器によっ
て定在波を吸収し、図9は開口部の面積がスピーカ前面
の面積より小さいから、上昇した音圧を放射孔10から
漏洩させるものと考えられる。
【0011】ところが、図8の構成では、音響管の内壁
に共鳴器を付けると言うが、実際は音響管の途中に設け
ている。[0004]の音圧分布の説明では振動板前面
が音圧が最も高い、まして2次の定在波では節になる所
で、共振の吸収効果が非常に小さい事が分かる。出来る
だけスピーカユニットの振動板に近い所に共鳴器を取り
付ければ、吸収効果が大きい。従って、音響管の音波進
行方向の任意の位置では、大きい吸収エネルギーが必要
で、共鳴器が大きくなり、省スペース性の面やコスト高
の点で欠点となっていた。従って実用化の例が非常に少
ないものであった。
【0012】又、図9の構成の基本は、開口部に近づく
に従って断面積が小さくなった音響管に放射孔を設けた
事に特徴があるものと考える。ところが、音響管の断面
積を開口部に向けて小さくする方法は、音響工学の常識
からみて、音波を出にくくさせ、音圧周波数特性が乱
れ、能率も低下させるものである。特に、低音域(音響
管の長さの4倍の波長の周波数より低い帯域)では、音
圧が漏洩してしまい能率が低下するものである。又、漏
洩の小さい放射孔10では定在波の抑制効果が小さい事
も音響工学の周知な理論である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述のヘルムホルツの
共鳴器方式は(1)省スペース、小型化、(2)低コス
ト化の点で課題であった。又、放射孔による音圧漏洩方
式は音響管の断面積を開口部に向けて小さく絞るので、
(3)音が出にくく(音が奥まって聞こえる)、(4)
低音域の減衰が課題であった。
【0014】本発明は、断面積が開口部に向かって広が
った扁平な音響管の平面状側壁にスピーカユニットを取
付けたスピーカ装置の構成において、音圧特性の盛り上
がりを抑制する事を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明は、一端が閉の扁平な音響管の閉側壁
に、音波を抑制する制動機構を配設して、音響管の低音
側の定在波、主にλ/4,3λ/4の周波数での音圧の
盛り上がりを抑圧するものである。
【0016】扁平な音響管の断面積が開口部方向に向け
て大きくなり、その音響管のいずれか一方の平面状側壁
に、前記制動機構に接近してスピーカ放射孔を設け、こ
の放射孔を塞ぐ様にスピーカユニットを取付け、音響管
の中に向かって音響放射する構造である。
【0017】ここで言う扁平な音響管とは、具体的に
は、パラボラ曲線ホーンや楕円曲線ホーンの焦点近傍を
通る軸線が交わるいずれか一方の平面状側壁にスピーカ
放射孔を設け、或いはエクスポネンシャルホーンやコニ
カルホーンの喉部分(スロート部とも言う)に相当する
いずれか一方の平面状側壁にスピーカ放射孔を設けたも
のである。
【0018】次に音波を抑制する制動機構は、色々な形
態があり、また、本発明は、TVやパソコンに用いるス
ピーカ装置に適用するものである。
【0019】音響管内で発生している定在波の音圧分布
は、一端が閉の側壁面の所が最も音圧が高く、他端の開
口部の所の音圧は「0」である事は音響工学上、周知で
ある。
【0020】本発明は、その最も音圧の高い一端が閉の
側壁面に制動機構の制動孔を配設したものであるから、
(1)スピーカの有効放射面積より十分小さい面積の制
動孔で効果がある。
【0021】その作用としては、図9の従来例の放射孔
10の動作に良く似ているが、本発明において音響管は
開口部に向かって断面積が広がっているから、(2)定
在波の進行波に対する後退波はもともと非常に小さいも
のである。また、パラボラ曲線や楕円曲線の焦点にスピ
ーカを設置するから、(3)進行波の行程(音波の道
程)が全て等距離になり、その行程が等しい波長の周波
数で音圧が盛り上がるもので、断面一様な音響管のλ/
4,3λ/4,5λ/4の音響インピーダンス変化とは
一寸様子が異なるものである。だから、拡開形の音響管
では、周波数特性上でディップが生じなく、単に盛り上
がるだけである。又、拡開形の音響管だから、(4)音
が出やすく、奥まって聞こえない特徴もある。
【0022】従って、拡開形の扁平な音響管の一端閉の
側壁に音波を抑制する制動機構を配置するだけで、周波
数特性上の音圧の盛り上がりを抑圧することが出来、音
が奥まって聞こえず、癖のない良質な音を聞く事ができ
る。
【0023】
【発明の実施の形態】請求項1〜5に記載の発明は、扁
平で、且つ開口部に向かって断面積が広がっている音響
管の一端閉の側壁に音波を抑制する制動機構を配設し、
相対する一対の平面状側壁からなる扁平な音響管のいず
れか一方の平面状側壁に、前記制動機構の制動孔に近接
してスピーカ放射孔を設け、この放射孔を塞ぐ様にスピ
ーカを取り付けたスピーカ装置である。前記制動機構に
は種々の形態があり、実施の形態をもって説明する。
【0024】図1は本発明の第1の実施形態のスピーカ
装置を示し、拡開形状の音響管として扁平なパラボラホ
ーンを採用した場合である。図1(a)は斜視図、図1
(b)は平面断面部、図1(c)はx軸で切った側面断
面図を表す。
【0025】音響管としてのパラボラホーン20は一対
の平面状側壁22,23の間にパラボラ曲面21を設
け、細長い矩形状の開口部24、一端閉の側壁の一部2
5を有する。Fは音波の進行方向をx軸としたときのパ
ラボラ曲面21の焦点であり、この焦点Fを中心とする
スピーカの放射孔26を平面状側壁23に有する。パラ
ボラホーン20は開口部24と反対側に制動機構34を
配している。この制動機構34は一端閉の側壁25に開
けられた音響的なポート27、ポート27と連結した制
動孔28、適当な漏れと抵抗を持たせた漏洩抵抗孔29
等から成り、制動孔28はスピーカ放射孔26の直径D
sより小さい高さhqを有する。
【0026】30はスピーカから放射された音波の位相
干渉を防止するための遮蔽体、31は音波の高音域を開
口部24に向けて平行に反射させるためのイコライザー
である。32はスピーカユニット、33はスピーカユニ
ットの振動板である。
【0027】ここで、各部の寸法は、 音響管の長さ l=160mm 制動機構の長さlq=40mm 音響管の高さ h=180mm 制動孔の高さ hq=30mm 音響管の幅 w=12mm ポートの高さ hp=10mm 焦点距離 f=30mm 漏洩抵抗孔 3×φ3 スピーカ放射孔直径 Ds=58mm スピーカユニットの公称口径=70mm と設定し、実測した音圧周波数特性を図6に示す。
【0028】図6の点線は一端閉の側壁25に制動機構
が無い場合、即ちhp=0でポートが無いときの特性で
あり、従来の図7の点線と比較すると、ピークが低く、
ディップが無く、単なる盛り上がりを示している。実線
は制動機構を図1の様に設計した場合の特性である。
尚、制動孔28はその断面積がスピーカの有効放射面積
の30%より小さく構成してもよい。
【0029】図2は本発明の第2の実施形態を示し、扁
平な音響管がエクスポネンシャルホーン40の場合であ
る。図1と同様に、図2(a)は斜視図を、図2(b)
は平面断面図を、図2(c)はx軸で切った側面断面図
を表す。制動機構34は漏洩抵抗孔29の部分を開放に
し、ポート27の部分を無くし、即ち、hp=hqと
し、単なる制動孔28だけの場合である。
【0030】図3は本発明の第3の実施形態を示し、扁
平な音響管がコニカルホーン50の場合である。前述と
同様に、図3(a),(b),(c)は夫々斜視図、平
面断面図、側面断面図を示し、制動機構34は図2と同
様に単なる制動孔28の場合であり、一対の平板状側壁
22,23が平行とは限らぬ例を示している。
【0031】図4は制動機構34の漏洩抵抗孔29の別
な例を示し、非常に狭い複数のスリット37で漏洩抵抗
孔を構成している。
【0032】図5は制動機構34の別な考え方の例を示
し、例えばパラボラホーン20の場合について述べる。
制動孔28の断面の長い方の一辺hqの一端閉の側壁2
5部分に矢印方向に、振動可能なバネ機構35(コンプ
ライアンスとも言う)を持った振動板36を配設する。
振動板36の質量とバネ35のコンプライアンスによる
共振を扁平な音響管、この例ではパラボラホーンの盛り
上がり周波数に共鳴する様に設計される。その結果、振
動板36の共振エネルギーがその盛り上がりの音圧を抑
圧する。高域においては、この振動板36は反射板とし
て働き、高音域を吸収する事はない。
【0033】
【発明の効果】以上説明した通り本発明のスピーカ装置
は、扁平で、且つ開口部に向かって断面積が広がる音響
管の一端が閉の閉側壁に、音波を抑制する制動機構を配
設し、その制動機構に近接してスピーカ放射孔を設け、
この放射孔を塞ぐ様にスピーカを取付け、音響管の中に
向かって音響放射する構造であるから、 (1)スピーカの有効面積より十分小さい面積の制動孔
で十分である。 (2)焦点近傍にスピーカを取付けるから、周波数特性
上でディップが生じないので、抑制し易い。 (3)拡開形の音響管であるから、音が前に出やすく、
音が奥まった感じがしなく、癖のない音質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1の実施形態であるスピーカ
装置を示す斜視図 (b)同装置の平面断面図 (c)同装置の側面断面図
【図2】(a)本発明の第2の実施形態であるスピーカ
装置を示す斜視図 (b)同装置の平面断面図 (c)同装置の側面断面図
【図3】(a)本発明の第3の実施形態であるスピーカ
装置を示す斜視図 (b)同装置の平面断面図 (c)同装置の側面断面図
【図4】本発明の第4の実施形態であるスピーカ装置を
示す要部の斜視図
【図5】本発明の第5の実施形態であるスピーカ装置を
示す平面断面図
【図6】本発明のスピーカ装置の音圧周波数特性図
【図7】従来のスピーカ装置の音圧周波数特性図
【図8】従来のスピーカ装置を示す断面図
【図9】従来のスピーカ装置の組立斜視図
【符号の説明】
1 スピーカユニット 1a 振動板 2 バックチャンバー 3 音響管 4 第1の共鳴器 4a 開口部 4b 第1空気室 5 第2の共鳴器 5a 開口部 5b 第2空気室 6 スピーカユニット 6a 振動板 7 バッフル板 8 音響管 9 内側壁部 10 放射孔 11 スピーカ取付け部 12 開口部 20 パラボラホーン 21 パラボラ曲面 22,23 扁平な音響管の平面状側壁 24 開口部 25 閉側壁 26 スピーカ放射孔 27 音響ポート 28 制動孔 29 漏洩抵抗孔 30 遮蔽体 31 イコライザー 32 スピーカユニット 33 スピーカ振動板 34 制動機構 35 振動板のバネ機構 36 振動板 37 スリット 40 エクスポネンシャルホーン 50 コニカルホーン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対する一対の平面状側壁と音波の進行
    方向に拡開する面とからなる扁平な音響管を有し、この
    音響管の一端に音波を抑制する制動機構を配設し、音波
    の進行方向に拡開する他端に細長い開口部を配設し、前
    記音響管のいずれか一方の平面状側壁に前記制動機構に
    接近してスピーカの放射孔を設け、前記放射孔を塞ぐ様
    にスピーカを取付けたスピーカ装置。
  2. 【請求項2】 前記制動機構はその制動孔の断面の一辺
    の長い方の長さがスピーカの有効口径より小さいか、又
    は前記制動孔の断面積がスピーカの有効放射面積の30
    %より小さい事を特徴とする請求項1記載のスピーカ装
    置。
  3. 【請求項3】 前記制動機構はその他端を音響的に開放
    にするか、或いは1個又は複数個の孔もしくはスリット
    を有する閉側端とした事を特徴とする請求項1または2
    記載のスピーカ装置。
  4. 【請求項4】 前記制動機構はその制動孔のスピーカ側
    の端面の断面積を小さく絞って作成した音響的なポート
    を有することを特徴とする請求項1,2,3のいずれか
    に記載のスピーカ装置。
  5. 【請求項5】 前記制動機構はその制動孔のスピーカ側
    の端面に音響管の盛り上がり周波数に共鳴させた振動板
    を配設した事を特徴とする請求項1,2,3のいずれか
    に記載のスピーカ装置。
JP11763196A 1996-05-13 1996-05-13 スピーカ装置 Pending JPH09307985A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020024186A (ko) * 2002-01-31 2002-03-29 황상문 이동통신 단말기용 수신유니트
DE102012009917A1 (de) 2011-05-24 2012-11-29 Panasonic Corp. Warnlautsprecher
JP2013198026A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Katsuhiko Nishiuchi 回転楕円体型エンクロージャーを用いたスピーカー装置
US9173018B2 (en) 2012-06-27 2015-10-27 Bose Corporation Acoustic filter

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