JPH11275679A

JPH11275679A - スピーカシステム

Info

Publication number: JPH11275679A
Application number: JP11129798A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takenaka; 正明竹中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】過渡特性が良く、小型で、量産しやすい構造
を有し、かつ低音の量感が豊かなスピーカシステムを提
供する。【解決手段】スピーカユニットの前面および／または
後面にスクリューホーンが設けられたキャビネットを有
し、上記スクリューホーンが内管および外管からなる同
軸二重管とその間隙に設けられた螺旋状仕切板とにより
形成された音響管であり、かつ前記スクリューホーンに
吸音手段が設けられた構成とする。吸音手段として音響
管の内面を被覆した多孔性吸音材料、および内管の内部
に設置された共鳴管が擧げられる。スクリューホーンは
音道が滑らかな曲面により形成されているため音道内で
の共鳴などによる不要音の発生が少なく高音質であり、
小型化が可能で、かつ構造が量産に適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリューホーンを備
えたホーン形スピーカシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スピーカシステムの低音域を拡大するた
めの従來技術の一つとしてホーン形スピーカシステムが
あり、フロント・ローデッド・ホーン形（以下ＦＬＨと
呼ぶ）、バック・ローデッド・ホーン形（以下ＢＬＨと
呼ぶ）およびコンビネーション・ホーン形などが知られ
ている。ＦＬＨおよびＢＬＨはホーンをスピーカユニッ
トの振動板の前または後に付けた形式のスピーカシステ
ムであり、コンビネーション・ホーン形は振動板の前後
が共にホーンであるか、または一方が位相反転形になっ
たスピーカシステムである。

【０００３】何れも低音まで十分な負荷を負わせること
ができるため、低音域での音圧増大が可能であり、ダイ
ナミックレンジが広く、さらに、過渡特性が良く歯切れ
の良い低音が再生できるという特徴を有している。

【０００４】一方、上記低音用ホーン形システムの欠点
として、１）再生帯域を広くするために低音限界を示す
カット・オフ周波数を低く選ぼうとすると非常に大型と
なり、家庭用としての実用性が損なわれる。。２）ホー
ンをできるだけ小型にするためにホーンの途中を折り畳
んだ折り曲げホーンが実用化されているが、構造が複雑
であるため量産が困難であり、高価にならざるを得な
い。３）折り曲げホーンは直線的な音道をつなぎ合わせ
たものであるため、直線部分での共振や折り曲げ部分で
の気流の乱れなどによる音質劣化が避けられない。

【０００５】このように、従来技術による低音用ホーン
形スピーカシステムは優れた特徴を有しているものの、
多くの欠点のために広く普及するには至っていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に鑑みてなされたものであって、過渡特性が良く、小型
で、量産しやすい構造を有し、かつ低音の量感が豊かな
スピーカシステムを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

【０００８】本発明のスピーカシステムは、スピーカ
ユニットの前面および／または後面にスクリューホーン
が設けられたキャビネットを有し、前記スクリューホー
ンが内管および外管からなる同軸二重管とその間隙に設
けられた螺旋状仕切板とにより形成された音響管であ
り、かつ前記スクリューホーンに吸音手段が設けられた
ことを特徴とする。

【０００９】本発明で用いるスクリューホーンは、内管
および外管からなる同軸二重管の間隙に螺旋状仕切板を
設けることにより形成された３次元的な螺旋状の音響管
であり、通常は音道の断面積がホーン開口部に向けて次
第に拡大される。上記スクリューホーンが３次元的構造
を有していることにより、空間が有効に利用され、ホー
ン形スピーカシステムの小型化が可能になる。

【００１０】上記スクリューホーンは中高音成分を減衰
させる音響フィルターとして機能するが、ホーン開口部
から放射される音に含まれる中高音成分の音圧減衰率が
高いほど、他の音源から出る音との干渉が少なくなり、
音質的には好ましい結果をもたらす。したがって何らか
の減衰率向上のための補助的手段がスクリューホーン内
に組み込まれることにより音質がさらに向上することが
期待できる。本発明においては上記補助的手段として吸
音手段の設置が有効であることを明らかにした。

【００１１】本発明における吸音手段が多孔性吸音材料
である場合には、上記スクリューホーンの音道に沿った
内面の一部または全部が多孔性吸音材料により被覆され
ており、それによりスクリューホーン内を伝播する音の
中の中高音成分が、多孔性吸音材料により被覆されてい
ない場合よりも多く吸収され、減衰率が高まる。

【００１２】多孔性吸音材料により被覆される部分はス
クリューホーンの内面の全部であってもよいが、通常は
その一部であり、製造の容易さという点で内管の外周の
被覆が特に有利である。

【００１３】上記多孔性吸音材料としては通常使用され
るものであれば何であっても良く、例えばグラスウー
ル、ロックウール、ナイロンウール、ウレタンフォー
ム、各種の織布または不織布、発泡ポリスチレン、キル
テイング等の複合体、フェルトなどが挙げられる。

【００１４】本発明における他の吸音手段として、上記
内管の内側に形成された共鳴管を挙げることができる。
共鳴管は、内管内に形成された一端が閉じた空気柱、す
なわち閉管からなっている。音の波長が上記共鳴管の長
さのおよそ４倍になる振動数において共鳴することによ
り音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、吸
音される。

【００１５】必要ならば、内管内に縦方向の仕切板など
を挿入することにより、または内管の内径よりも小さな
外径を有するパイプ等を挿入することにより、長さが異
なる複数の共鳴管を形成することもできる。それにより
単一の共鳴管を用いる場合よりも広い周波数帯域での吸
音が可能になる。

【００１６】上記二つの吸音手段はそれぞれ単独で用い
ても良く、併用しても良い。

【００１７】一般にホーンを経てその開口部から外部に
放射される音にはホーン内に形成された音道の距離に比
例した位相遅延が生じる。本発明のスクリューホーンの
音道の長さは、音道の内周に沿った最短距離と外周に沿
った最長距離の差が大きいため、ホーン用スピーカユニ
ットの振動板から発せられた音がホーン開口部から放射
されるまでに位相遅延の分布が生じる。

【００１８】ホーン形システムにおいては、ホーン開口
部から出力される音圧は他の音源からの音圧に加算され
る。通常のホーン形システムならば、上記加算の際に、
特定の周波数帯域において位相的に干渉し鋭い谷を生じ
るという現象が観測されることが多い。本発明において
は中高音成分の減衰が吸音手段により強められた効果、
および上記位相遅延分布の効果などにより特定の周波数
帯域での位相的干渉が緩和され、平坦な音圧周波数特性
が得られる。

【００１９】上記音圧周波数特性における谷の発生防止
をさらに確実なものにするために、スピーカユニットと
スクリューホーンの間に小空気室を設け、その音響キャ
パシタンスにより中高音域を吸収する方法などを併用す
ることができる。

【００２０】本発明で用いるスクリューホーンは滑らか
な曲面により形成されているため、実質的に直線的な音
道や急峻な折り曲げ部分が存在せず、したがって、不要
な共振や気流の乱れによる音質劣化を低減することがで
きる。さらに、低音域での過渡特性の良さや、ダイナミ
ックレンジの広さなどは通常のホーン形システムの長所
が継承されており、上記本発明のスピーカシステムの長
所である平坦な音圧周波数特性などと相俟って、良好な
音質が実現される。

【００２１】また、後述の製造方法によれば上記スクリ
ューホーンは工業的な量産が容易な構造であり、比較的
安価なスピーカシステムを提供することができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００２３】（実施例１）図４は本発明のスピーカシス
テムの構成を示す実施例であり、低音用システムとして
有用である。図４において、ホーン用スピーカユニット
１の前面に設けられたスクリューホーンと、前記スピー
カユニット１の背面に設けられた空室７からなるキャビ
ネットを有している。上記スクリューホーンは、図２に
示す螺旋体を、内部の断面形状が円形の外管４内に挿入
することにより形成されている。

【００２４】図２の螺旋体は内管２の周囲に螺旋状の仕
切板３を配設することにより、螺旋状の谷５を形成した
ものである。外管４に上記螺旋体を挿入すると、外管４
と内管２は同軸２重管を構成し、その間隙に仕切板３が
設けられており、谷５は図４の３次元的螺旋音道５とな
る。

【００２５】ホーン用スピーカユニット１の前面には必
要に応じて小空気室８を設けることができ、スピーカユ
ニット１の前面の音は小空気室８を経て螺旋音道５の入
り口、すなわちスロート１６を通過し、螺旋音道５を経
て中高音成分は大幅に減衰し、低音成分と残留中高音成
分は開口部１１から外部に放射される。音の伝播方向は
図４に矢印で示す。図３にスロート１６近傍の形状を示
す。開口部は図示のように、断面積が連続的に拡大され
たストレートホーン２１により形成されている。螺旋の
回転方向は左右いずれであっても良い。

【００２６】内管２の外周には、螺旋状仕切板にほぼ平
行に、スロート１６近傍から螺旋音道５の出口近傍に至
る部分に、多孔性吸音材料２０が巻き付けられている。
吸音材料の材質、厚さおよび幅は音道の断面積を著しく
縮小しない範囲において、十分な吸音効果が得られるよ
うに決定すればよい。

【００２７】内管の内側には共鳴管２２が形成されてお
り、吸音したい特定の周波数帯域において共鳴するよう
に、底部に砂等の充填材１５を入れてその長さを調節す
る。

【００２８】螺旋音道５の長さは、その中心、すなわち
内径および外径の算術平均径で音道垂直方向の中点、に
沿って測った長さであると定義し、０．３ｍ以上、４ｍ
以下が好ましい。長さが０．３ｍ未満である場合には、
中高音成分の減衰が不十分である。長さが４ｍを越える
場合には、開口部１１を経て外部に放射された音が聴取
位置に届くまでの時間遅れが無視できなくなることによ
る音質劣化があり、さらに音道内での気流抵抗が増大す
るために音響出力が低下するなどの問題が生じる。螺旋
の回転数については特に制限はないが、中高音成分を十
分に減衰させるには１回以上が望ましい。

【００２９】螺旋音道の断面積は、同軸二重管の中心軸
を通る平面により切り取られた音道の断面積であると定
義する。スロート１６の断面積は、スピーカユニットの
実効振動面積を１として、０．１から１５の範囲が望ま
しい。螺旋音道の断面積は音の進行方向に向かって一定
であっても良いが、次第に拡大される方が通常は好まし
い。

【００３０】螺旋音道の断面積を拡大させる場合、拡大
は連続的かつ滑らかであれば良く、必ずしもエクスポネ
ンシャルである必要はない。断面積を拡大させる方法と
しては、音道の高さを拡大する方法と、幅を拡大する方
法および両者を同時に拡大する方法がある。図４および
図２は高さのみ拡大し、幅を一定とした場合を示してい
る。図４および図２とは別に、外管の直径を下部ほど大
きくするか、内管の直径を下部ほど小さくするなどの方
法により音道の幅を拡大することもできる。

【００３１】本発明で用いる内管２の外部および外管４
の内部の断面形状は共に円形が望ましい。断面形状が円
形の方が製造は容易であり、かつ音の進行方向に直線部
分が実質的に存在しない音道を形成できるため共振が生
じにくく、気流の乱れが少ない。外管４の外部断面形状
は円形であることは必ずしも必要ではなく、四角形など
であっても良い。内管２および外管４は同軸上に配置さ
れて同軸二重管となる。

【００３２】内管２は管であることは必ずしも必要では
なく、内部空間のない棒状体であってもよい。なお、外
管、内管共に直径が一定である必要はなく、前述のよう
に、音道断面積の拡大などを目的として変化させてもよ
い。

【００３３】螺旋状仕切板３は種々の方法で形成するこ
とができる。例えば、内管２の周囲に帯状のゴム板、キ
ャブタイヤケーブルなどを何重にも巻き付け、接着剤で
固定するなどの方法がある。キャブタイヤケーブルなど
の柔軟性のある材料により螺旋状仕切板３を形成した場
合、振動を防止するために、エポキシ樹脂などを塗布す
ることにより螺旋状仕切板３の剛性を高めることが望ま
しい。得られた螺旋体を外管４内に挿入し、螺旋状仕切
板３の外周と外管４の内面などを接着剤により接合する
ことにより螺旋音道５が形成される。

【００３４】上記螺旋音道を工業的に量産するには、上
記の方法以外にも種々の方法が採用できるが、プラスチ
ックの射出成形法が特に好ましい。すなわち、外管４と
螺旋体を一体化した部分または螺旋体のみを螺旋状仕切
板３の１回転ごと、または必要に応じて１未満の回転ご
とのブロックに分割し、各ブロックをそれぞれ射出成形
法により成形し、得られた複数のブロックを接合して螺
旋音道または螺旋体を形成する方法である。高度の職人
的熟練技術を必要としない上記製造法などが採用できる
のは、本発明のスピーカシステムの構造が量産性に優れ
ているからである。

【００３５】スピーカユニット１および空室７を上記同
軸二重管に取り付けるためにＴ字型またはＬ字型継ぎ手
に類する形状の管体などが使用できる。空室７および小
空気室８の内部には吸音材料を設置することができる
（不図示）。

【００３６】図５の太線は上記実施例の音圧周波数特性
であり、広い低音域と、中高音域の著しい減衰が観測さ
れている。また、図５の細線は吸音手段を設けない場合
の音圧周波数特性であり、中高音域の減衰が不十分であ
る。

【００３７】（実施例２）図１は上記実施例１のシス
テムに、主として中高音域を分担する第２のスピーカユ
ニット６を空室のバッフル板１０に取り付けて、完結し
たスピーカシステムとしたものである。上記スピーカユ
ニット６は図示のように１個であっても良く、また、中
音域用と高音域用などからなる複数個であっても良い。

【００３８】空室７の内部は図示のように、仕切板１７
により両スピーカユニット間を遮断してもよく、また、
仕切板なしであっても良い。

【００３９】スピーカユニット６とホーン開口部１１の
向きの相対的関係は任意であり、同一であっても良く、
逆または回転自在であってもよい。

【００４０】図６の太線は上記実施例の音圧周波数特性
であり、ホーン開口部１１から放射される低音にスピー
カユニット６の前面の音が加算され、広い再生帯域が実
現されている。前記位相遅延分布、小空気室および吸音
材料などの効果により、干渉による谷を生じていないこ
とがわかる。図６の細線は吸音手段を設けない場合の音
圧周波数特性であり、中高音域の音圧レベルが高く、低
音の量感が不足している。

【００４１】（実施例３）図７は本発明のＢＬＨの一例
であり、中管に多孔性吸音材料２０が巻き付けられてい
る。

【００４２】（実施例４）図８は本発明によるコンビネ
ーションホーンの一例であり、低音用システムとして用
いられる。中管には多孔性吸音材料２０が巻き付けられ
ている。

【００４３】（実施例５）図９は実施例４のコンビネー
ションホーンに第二のスピーカユニット６としてフルレ
ンジユニット、または中高音用ユニットを取り付けるこ
とにより完結したスピーカシステムを構成した例であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、スクリュ
ーホーンを備えたホーン形スピーカシステムであり、過
渡特性が良く、小型で、量産しやすい構造を有し、かつ
低音の量感が豊かなスピーカシステムを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。

【図２】本発明において用いられるスクリューホーン
の構造を示す説明図。

【図３】スクリューホーンのスロート近傍を示す説明
図。

【図４】本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。

【図５】図４に示したスピーカシステムの音圧周波数
特性図。

【図６】図１に示したスピーカシステムの音圧周波数
特性図。

【図７】本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。

【図８】本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。

【図９】本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。

【符号の説明】

１ホーン用スピーカユニット２内管３螺旋状仕切板４外管５螺旋音道６第２のスピーカユニット７空室８小空気室９Ｔ字形管体１０バッフル板１１ホーン開口部１２支持台１３底板１４ターミナル１５砂１６スロート１７仕切板２０多孔性吸音材料２１ストレートホーン２２共鳴管２３外箱

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スピーカユニットの前面および／または
後面にスクリューホーンが設けられたキャビネットを有
し、前記スクリューホーンが内管および外管からなる同
軸二重管とその間隙に設けられた螺旋状仕切板とにより
形成された音響管であり、かつ前記スクリューホーンに
吸音手段が設けられたことを特徴とするスピーカシステ
ム。
【請求項２】吸音手段が音響管の内面の一部または全部
を被覆するように配置された多孔性吸音材料である請求
項１に記載のスピーカシステム。
【請求項３】吸音手段が内管の内側に設けられた共鳴管
である請求項１に記載のスピーカシステム。