JPS58501251A - 干渉性音を作るためのラウドスピ−カ−装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 干渉性音を作るための ラウドスピーカ−装置 この発明は、主に時間と位相の干渉性音波を作るラウドスピーカ−装置、特に中 低周波を作り出すインバーテツド・スピーカー・コーンと、高周波金補うために インバーテツド・スピーカー・コーンに珍らＬい並べ方で取付けられた従来の高 周波スピーカーと、聴取域に伝搬される概ね半球状の干渉性音波を作る九めにコ ーンに独特に設置された減衰材とを独特に使用し九ラウドスピーカー装置に関す るものである。

一般に１従来のラウドスピーカ−装置は、低音、中音そして高音をつくるために 少なくとも２つ、しばしばＪりのスピーカー（ウーファ、ミツド・レンジ、ツイ ータ）を有している。スピーカーの遁いＫよって種々の遅れ時間があることが知 られている。遅れは、音に類似した電気的信号がスピーカーのボイスコイルによ って受信された時間とスピーカーの応答との間の差によって生じる。この遅れは 中でもボイスコイルの大きさによって変化する。干渉性音波を作る丸めの試みの ｌ′）Ｋ１ラウドスピーカ−装置中の各構成スピーカーの遅れ時間の差を補うよ うＫする試みが知られている。この様な従来の装置において、この装置における スピーカーの違いによる遅れ時間の差ｆ：禰うために、ウーファは聴取域の最も 近いところに取付けられ（ウーファのボイスコイル或はドライバは最も大きく、 従って最も遅れる）、ミツド・レンジは聴取域から更に離れて取付時られ（ミツ ド・レンジのボイスコイル或はドライバはウーファに比べて小さく、従って遅れ も少ないン、そしてツイータは最も離れて取付けられている（ツイータのボイス コイル或はドライバは最も小さく、従って遅れも最も小さい）。

しかしながら、この様な従来のラウドスピーカ−装置において、ツイータが聴取 域に対してウーファの後に置かれた場合、ウーファは聴取域に伝えられる音を多 少連断する。或はまた、ウーファが聴取域への音を遮断しないようにツイータを ウーファの横に置いた場合には、従来のスピーカーは部分的に球状の波面をｌり だけつくるので干渉性音響ができる範囲は通常コ、Ｓダ１立方（１インチ立方］ の比較的小さな範囲である。

構成スピーカーの各々の配置場所の問題と遅れ時間の差異を考慮して、作られて 聴取域で聞かれる音は干渉していない、これは、現実的でない音を作るので望ま しくない。

また、円柱状の時間と位相の干渉性音波は無指向性のインバーテツド・スピーカ ー・コーンによって作られることができ、このインバーテツド・スピーカー・コ ーンは高価で複雑な音源であるが、この単一の音源から可聴範囲の全周波数を本 来作ることができる。この盤のインバーテツド・スピーカー・コーンはウオルク の米国特許第３．ダ２ダ、Ｓ７３号明細書（以下、１ｇ７３号特許と略記する） 中に開示されている。この’ｔｔ、ｙ号特許に示されているスピーカーは、イン バーテツド・スピーカー・コーンから外方に放射し且つ円柱状の音波を形成し、 周囲の媒質中、すなわち空気中での音速よりもはるかに速く音波がこのコーンの 凸状の外面を下方向に伝わることが必要である。このスピーカーの有効な特性は 、無関係な振１ｊｔ除去するためのコーンの構成材料（通常は他の材料と共同し 九金属）とコーンの形状の適し九選択、およびガースンにより米国特許第３．９ 　ｊ　！、４ｔＯ−号明細書中に開示され九入力の音声信号とコーンの動きとの 間の遅れ時間を大幅に減じる型の小さく且つ高エネルギのボイスコイル（非常に 高価）の選択に帰因する。しかし、この様な無指向性のスピーカーは大きくなく てはならず、特殊化された構成物を有し、手工による組立品を必要とし、従って 非常に高価である。更に、スピーカーの有効な特性を充分に実現するためにはＳ 屋の中での配置が重要となる。

この発明の目的は、聴取域に伝えられるはｙ半球状の干渉性音波を作るための装 置を提供することにある。

この発明の更に特殊な目的は、中低周波を作るために設計された単純構造のイン バーテンド・スピーカー・コーンと、高周波を補うためにコーンの軸の後方且つ 上方に独特に取付けられた従来の高周波スピーカーと、聴取域に伝えられるはソ 半球状の音波を作る九めにコーンの小さい方の端部および後方部に取付けられた 減衰材と全使用する時間と位相の干渉性音波を′作るための装置を提供すること にある。

この発明の更に他の目的は、前述の目的を安価に且つ簡単に作られた装置によっ て達成することにある。

この発明の目的や特徴を示す実施例によれば、音を放射する凹状の内面と凸状の 外面を定める同軸の２つの端部を有するインバーテツド・スピーカー・コーンが 提供されている。このインバーテツド・スピーカー・コーンは、周囲の媒質中の 音速よシも速い速度で波面がその外面に沿って伝わるという特１１を有している 。

このコーンの上部の小さい方の端部に連結されたドライビング装置はコーンの振 動を作シ出す。コーンに取付けられ九吸音材は、周囲の媒質中に伝えられる波面 が時間と位相の干渉性であるように、コーンの凹状の内面で作られる波面を含む 望ましくない波面を吸収する。ハソ半球状の干渉性波面がコーンの外面の第コの 部分から外方に聴取域に向かって伝わるように、コーンの外面の第１の部分周辺 の外方ＫＮＲ付けられた付加的な減衰材はその第１の部分で作られ且つ聴取域か ら離れていく望ましくない方向に伝わる干渉性波面を吸収する。聴取域において 、半球状の波面はコーンの軸の後に位置する虚音源によって作られるように感じ る。

この発明の好適な実施例において、主に中低周波を作るインバーテツド・スピー カー・コーンが提供されている。このコーンは同軸の−りの端部の間に音を放射 する凹状の内面と凸状の外面を有している。外面は聴取域への望ましい方向に音 波を伝える前面部と、聴取域から離れる望ましくない方向に音波を伝える背面部 を有している。インバーテツド・スピーカー・コーンは、音波面が周囲の空気中 の音速よりも早く外面に沿って伝わると埴う特徴を有している。コーン上部の小 さな方の端部に連結され九ドライビング装置はコーンの振動を作る。コーンに取 付けられた減衰材は、コーンの凹状の内面で作られ九波爾を含む望ましくない音 波面を吸収する。はソ半球状の干渉性音波面がコーンの前面部から外方に聴取域 に向かって伝わるように、付加的な減衰材はコーンの外面の背面部で干渉性波面 を吸収するために背面部のまわシの外方Ｋｊｌｊ付けられているう聴取域におい て、これらの波面はコー　ンの軸の後に位置する虚音源によって作られるように 感じる。

高周波を補うための高周波スピーカーは、コーンの小さい方の端部の上に隣接し て取付けられており、コーンによって作られる半球状の波面と同心の半球状の時 間と位相の干渉性波面を作るためにコーンの虚音源を通過する軸上付近に高周波 スピーカーの虚音源を有している。

この発明の他の目的−ＰＩｌＩｆ長および利点と同様、先に第１図はこの発明の 実施例のスピーカー・エンクロージャ・ハウジングの縮小された斜視図である。

第二図は一部省略された垂直断面図である。

第３図は第一図の３−３１１に沿って断面された頂部の拡大矢視図である。

第参図はスピーカー室の構造を示す一部を切シ欠いた拡大右側面図である。

第３図は第グ図のｔ−Ｓ＊に沿って切り欠いた頂部の拡大矢視図である。

第６図は波面が聴取域に伝わるところを例示するこの発明のスピーカーの概略正 面図である。

第７図は高周波スピーカーから聴敗域への伝搬範囲を示すこの発明のスピーカー の概略平面図である。

第Ｓ図は底部の拡大平面図である。

第９図はコーンの後部に取付けられた減衰材の拡大展開図である。

第１θ図はこの発明の電気的接続の概略説明図である。

第ｔｉ図社聴敗域に伝わる干渉性波面の一部を概略示す縮小斜視図である。

この発明の目的や特徴を示す実施例に従りた図面の第１乃至６図に特に示されて いる様に、参照符号１０によってラウドスピーカ−装置が示されている。

ラウドスピーカ−装置は、第Ｓ図に最もよく示される様に断面がはソ環状で、且 つ多孔性の金属製キャップ／４１（第２図２に囲まれ九スピーカー室ｌコを有し ている。ポリエステルの２重織布の様な音の通過する材料から作られた取外し可 能な飾格子（第１．−図）は、キャップ／ｌ全びったシと覆っている。

スピーカー室ｌコは、軸のまわりに直線或社曲ａ＋を回転させることによって作 られる様な形の曲面をし丸薄膜の円錐形の振動板やコーン／Ｉ′４Ｐ有する２　 ０．３　Ｊ　ｔｘｘ（ｒインデノのインバーテツド・スピーカーｌり（第１、コ 図）を含んでいる。曲線によって作られたこの様な面は完全な円錐体（コーン） ではないが、一般に工業上この様に呼ばれており、ここで使われている「コーン 」という言葉の中に含まれている。コーンｌざはフェルト布、紙、フェルト布と 紙の合成材、或はプラスチック等の様な堅い材料から作られている。コーン１ｇ 社垂直の軸を有しており、音を放射する凹状の内面／ｆａと凸状の外面／ｌｂと を定めている。コーンｌｔｔ″同軸の端部を有しておシ、コーン上部の小さい方 の端部はドライビング・サークルコＯと呼ばれ、そしてコーン１ｇの大きな方の 端部はヘリココと呼ばれている（第６図）。コーｙｉｔの角度θ（第６図）はコ ーン／１０垂直軸に垂直な面、から内面ｚｒａのヘリココにおける角［を言う、 コーン／ｌの面はより良い球状の波面を得るために曲げられており、例えば角Ｗ Ｌ＃は約！ｒθ°以下で、％にこの実施例においては約３００になっている。

明細書全体を通して、第ダ、ｔ、Ａ、７図においてラウドスピーカ−装置ｉｏの 一番左は「前面」、一番右Ｆｉｒ背面」と呼ばれており、縦方向はコーンｉｔと スピーカーｌりの軸方向のことである。

この発明のインバーテツド・コーン／ｆｆｔｉ、空気中の音速よりも速い速度で 波面がその外面ｔｇｂを伝わるという特徴を有している。ここに示されている実 施例において、ドライビング・サークル−〇で作られた波面が時間と位相の干渉 性波面を形成するように、空気中での音速の約２倍の速さで外面ｌｔｂを下方に 伝わシ、そして空気中に発せられる。干渉性波面とは、入力の音響信号と完全に 同位相で同時に内外に動くコーンの面の全部分にて放射状に振動する球面によっ て作られ九波面に１コーンの音響出力が近づくことを意味する。この種の出力音 はレーザによって作られる様な光の干渉に類似している、 スピーカーの位相応答紘周波数応答と同様に重要である。位相の干渉がな轄れば 、楽器の基不周波数と高調波は歪みのない周波数応答で再生できるが、それらは 聴取者の耳Ｋｌｊ１時に届かないであろう。これは「遅延歪」として知られてい る。この様にして再生された音は、音が悪いという明確な感じではなく漠然と不 自ぁアあう。　特表昭５８−５０１２５１　（５）いくつかの例において、’ｔ 　Ｖ　３号特許で述べられた方法で作動させた場合、インバーテツド・コーンの 減衰は主にコーンの材料によって左右される。例えば、コーン１ｇの外面ｔｔｂ 上に適宜に広げられたシリコンラバー、グラスチック、柔軟な粘着性の薄板状に かわ、そして吸取紙の様な合成材の小量の適用が、下方に伝わる望ましくない波 面を吸収する丸めに用いられる。ここに述べられているこの発明の図示実施例に おいて、この様な下方に伝わる波面の減衰は、ヘリココ（第６図２の一端にその 内側方向に放射状に一定間隔で円周上に接着されたエラストマー製の減衰リング コ参によって主に達成されている。減衰リングコダは、へりに達するｑｙ可聰周 波数全域を越える波面の大部分を吸収する商業的に入手□可能なブチルフオーム の様な吸収性の材料によって作られることができる。空気漏れに対してもへ１Ｊ Ｊｊの環状開口部をシールする減衰リング２４Ｌは、コーン１ｇの比較的自由な 軸上の動１！を許すために極めて柔軟な（適当な復元力を有する）ものである。

この発明の特定の実施例において、外面１１ｂに沿って伝わる波面の速度は周囲 の空気中の音速の約１倍の超音速である。主に、コーン１１の構成材料、高さそ して角度が外面ｔｘｔ１に沿っての実際の波面の速度を決定する。例えば、望ま しい波面速度となるようコーンの構成材料のみを考慮して設計する場合、高さと 角＊’を各々同じとしてフェルト布よりもプラスチックを使うならと１その波面 速［ａ７エルト布中よりもプラスチックにおける方が約１０−速い。コーンの高 さと角度は、望ましい波面速度を得る九めの必要条件の設計に応じて適度に変え ることができる。

この発明の特定の実施例において、コーン１ｇは主に中低周波を作る。更に、こ こに示される好適外実施例において、周波数帯域の下限は約ケコＨｚで、普通上 限は約ざθθＯＨｚである。周波数帯域の通常の上限はコーンの構成材料とボイ スコイルの反応性によって一般に限定される。作られる中低周波と、減衰リング ２ダと付加的な減衰部、すなわち以下に述べられる減衰パネル３６とｙｇ（第参 図）とを考え合わせることによって、コーンｌざを”ざり３号特許の金属製のコ ーンの材料よりも製作がはるかに簡単且つ安価な前に説明した様な材料から作る ことができる。コーンｉｔの構成材料やボイスコイルを調節するこ七により、コ ーン／１は種々の周波数応答１０出す。この発明の従属発明に従りた他の実施例 において、コーン１１は従属発明の他の特徴と結合して満足いく音質で可聴周波 数帯域の重要部分を再生することができる。この様にして、ラウドスピーカ−装 置ｌθは高周波スピーカーを必要とせず、費用を低減して提供される。しかし、 広域の周波数帯域が必要ならば、ラウドスピーカ−装置１０は以下に示される様 に高周波スピーカー３２を有することができる。

第６図に概略水される従来のラウドスピーカ−・モーター６は磁石と、磁石の空 隙の間に配置されたボイスコイルを有している。レコードやテープの様な音源に よってつくられる可聴周波数と釣合って変動する電流は適宜に増幅され、ボイス コイルの従来の入力端子コア（第１Ｏ図］に送られ、このボイスコイルは空隙内 の磁界と相互に作用してボイスコイルが可聴周波数に釣合う割合いで機械的な動 きに変換されるようになっている。ボイスコイルの動きの方向はスピーカーｌり の縦軸と同じ方向に前後し、可聴周波数と釣合っている。一般に、ボイスコイル の巻きは薄紙の円柱或はボビン（図示しない）の外面にのり付けされている。

この円柱の一端はモータコ基の磁石のポールの間の環状空隙の中央に配され、他 端はドライビング・サークル２０の中央に配されている。ボイスコイルが縦方向 の動きに変換されると、その動きが続いてコーンｌざに伝えられて可聴音が空気 中に発せられる。金属性のバスケット・エンクロージャコｒ（第ダ、ｊ図１はス ピーカー室ｌコの中央に設けられ九ド２イビング・サークル−〇（第６図）およ びボイスコイルとボビンを有するモータコロを支持しているが、コーンＩｔとボ イスコイルが比軟的自由に軸方向に動けるようになっている。エンクロージャコ ｔはその底端部において、減衰り／グコダの放射状外側の縁部に全周に亘りて接 着されており　減衰リングコクとスピーカー室ｌコ内に中心法めされたヘリココ とを支持しているが、減衰リングコクによってコーン／１が軸方向に自由に動く ことができるようＫなっている。

第ダ図に示される様に、断面が環状である吸収性の減衰パネルｊＡＦｉモータコ 乙の側面のまわりに貼着されており、この好適な実施例においてはその放射状外 方に１．コクｅｘ　（ＯＪインチ）延びている。断面がはソ半円の減衰パネル３ ｔはモータ２６の頂部表面Ｋｍ付けられ、外面／Ｉｂの前面部の上方に配置され 、減衰リングコクの外方に砥びている。減衰パネルＪｂ、３には減衰り／グｊｌ からはソ上方に反射される望ましくない音波Ｗｉミラ収する。コーン／１から放 射状外方に伝わる波面は減衰パネル３６，３ｇによってほとんど吸収されず、吸 収されたとしてもほんの僅かである。両減衰パネルＪＡ　、：Ｉｇは約へテ１（ 約ｖタインチ）の厚さで、例えばタフレックスの商品名で売られている家具の材 料に用いられるふわふわし九セルロース・ポリウレタン６綿の様な材料から作ら れている。

第ダ、ツ図に示される様に、減衰材参〇の付加的な取付片はキャップｌダの内面 の後部に熾付けられている。減衰材参〇は、外面ｔｇｂの背面部で作られ九聴取 域から離れていく望ましくない方向に伝わる干渉性波面を吸収する。減衰材参〇 は１．コクｍ　（／／Ｊインチ］の厚さの扇形のセルロース６綿から作られてい る。減衰材ＱＯの半円形部材参〇ａ（第を図］はそこに伝えられる波面を吸収す る九めにキャップｌ参の上面に取付けられている。第デ図に展開されて示されて いる減衰材ダ０は、コーン／１の軸から測ってキャップｌダの頂部で約９０’、 底部で約２０００の角度をなしており、効果的に外面ｔｔｂの背面部で作られる 波面を吸収するようになっている。

従って、この発明の特定の実施例において、外面ｔｇｂで作られるはソ半球状の 音波面はコーン／Ｉの軸の後の軸（第１１図）から測って約ｔ＆ｏ０の角に亘る 聴取域への望ましい方向に伝わる。軸Ｂの意味は後に説明する。このｉｂｏｏと いう角度は部屋の壁に沿ってラウドスピーカ−装置１０ｔ設置し穴場合に相当す る。ラウドスピーカ−装置ｌＯが部屋のかどく置かれたならば、最適の「前面部 」は周囲の壁からの反射を最低にする丸めに９０°に設計されるであろう、一般 に、聴取域に向から波面を作る外面ｉｔｂの前面部は／コク０から一〇θ°の角 度まで広げることができる。

先に述べた様に、この発明の好適な実施例においてコーン／ｇは主に中低周波を 作るので、従来の高周波スピーカーやツイータタコが高周波を補うようになって いる。ツイータＳ−の周波数応答は概ね／に００Ｔｌｚから／’ＦＯＯＯＴｈｓ に及んでいる。第参、！、６図に４１に示されている様に、入力リード線Ｓダ（ 第参図ＫＦｉ／りのみ示されている）を通る音源によって形成された可聴域周波 数に釣合って変動する電ｆＩＬｔ受は取り、そしてはソ半球状の音波面を作るツ イータｊ２はコーン／１の軸に対して一定角度でモータコ基の上面に据付けられ ている。一般に１ツイータ！コの軸とコーン／ｇの軸の角度は４Ｅ＆’からデＱ ＠の間である。この発明の図示実施例において、好適な角度は？！’である。こ の両輪の角度がダｊ０以下ならば、ツイータＳ２によって作られた波面はキャッ プｌダの頂部に向って伝えられ、テ０＠以上であると減衰パネル３ＩＫ伝えられ て吸収されてしまう。ツイータＳ２のベースに取付けられたボール紙の反射板ｔ ａ（第ｊ図］は、減衰パネル３Ｋに伝えられて吸収されるであろう半球状の高周 波を反射板５６の側縁にて水平方向に更に拡散するようになっている。ツイータ ５２は、作られる半球状の波面が外方に聴取域に向かって伝搬する際にコーンｌ Ｓによって遮断されないように、コーンＩｇのドライビング・サークルコＯの上 方且つ後方に配置されている。

この発明の図示実施例において第７図に示される様に、ツイータＳ−は約ｔｂｏ °の角度でそこから延びる半球状の波面を作るように設計されている。ツイータ まコの水平面（対する正確な位置は重要であシ、更に詳細に後に説明する。

第コ図ｆＩｃＩＰ１示される様に、スピーカー室ｌコはバッフル・ニックロージ ャ６６の中央に載置されてしつかりと取付けられている。取付方法は、）（スケ ット・エンクロージャコｌの肩部と）くツフル・エンクロージャ６＆を通って凰 びる開口部１ｆａ−＆ｇａ（第Ｓ図）の中にねじ込まれたねじ（図示しない）の 使用による様な従来の方法による。インバーテツド・コーンＩｔは、第３図に明 示される様に断面がはソ方形で且つダクの脚部７０ｅＬ〜７０ｄによりて床上で 支持された外方に傾斜シタバッフル・エンクロージャ６乙の内部に向カって下方 に面している。このバッフル・エンクロージャ６基は例えば乾式繊維板の様な従 来の無反響材料によって作られ、好適な実施例においてはその外面に油板が貼ら れて仕上げられている。この特定の実施例において、バフフル・エンクロージャ ６乙の全体の大キサは、高さ６参、ｌダ１（２３，２５インチ）、底面コデ、コ １１平方（ｔ　ｔ−ｚインチ平方）で、上面λダ、７７信平方（ｑ、ｑ　ｒイン チ平方ンに傾斜している。このバッフル・エンクロージャ４６は、その内部での 望ましくない高周波分子の形成を最小限にするために、支持リブ７２ａ〜クコθ （第２，３図ンによって全体を堅固にしている。

吸収性の減衰材７ダ（第一図）は、縦波がノ（ツフル・エンクロージャ６６の内 側で形成されるのを防ぐために、コーン／Ｅの内面／ｌｔＬで作られて）（ツフ ル・エンクロルジャ６６の内部に伝えられる干渉してしない音波面を吸収する。

低周波音波面は通過するが、高周波すなわち少なくとも数百Ｈ２の高周波は減衰 材７１によって取除かれる。減員材３４，３１．ＩＡＯＫ用いられたものと同じ セルロース６纏から作られた減衰材７ダは、下方の途中の７．６コ１（３インチ ）の深さまでバッフル・エンクロージャ６１の内部全面に取付けられている。

ま九、バッフル・エンクロージャＡｇｏ一部ｆ）バスレフボートクロ（第１２ｇ 図）は、内部の空気量を変えて１つの共振周波数を作る。すなわち、ｌりの急な 共振の最大値を有するラウドスピーカ−装置１０の代わシに、コクの振動系を連 結した特性で−りの平坦な共振曲線が頁に直線的な出力を作り出す。ボート７６ の長さと直径は、減衰材７ダを通過する低周波がボート７６の通過中に遅延して 逆転し、それによりてコーンｔｇの外面／ｌｂから発せられる波面と同位相に変 わるように選ばれる。

第コ、Ｂｉｏ図に示される様゛に１　ラウドスピーカ−装置１０Ｋスピーカー線 を簡単に連結するために、−りの従来のブツシュ式ターミナルｇｏ、ｆｊがバッ フル・エンクロージャ６６の底面に設けられている。ラウドスピーカ−装置１０ のｒＱ、Ｊｔ制御する一つの従来の３ポジシヨン（高、中、低域）の３段スイッ チｌダ。

ｔ６がターミナル１０，１コに隣接して設けられている。このスイッチざダ、１ ４によって聴取者は最適に実行するために、例えば聴取域とスピーカーを適合さ せるために３９の出力を調節することができる。更に正確にはｒＧＬＪはインピ ーダンス、すなわちラウドスピーカ−装置の音響レジスタンスに対する音響リア クタンスの割合を意味する。３ポジシヨンのスイッチｔ６は、スピーカーｌりの ｒＧＬＪを制御するために亜音速の周波数を除去する従来の誘導キャパシタンス 型ネットワークデθを介して連結されている。スイッチｔｑＢ抵抗キャパシタン ス型ネットワーク？θを介してツイータタコに連結されている。従来の電気的な りロスオーバー・ネットワーク（図示しない）は、例えば２！ｒ００Ｈｚ以上の 周波数のみツイータタコに補うことが好適である。

作動において、交流電流信号がターミナル１０，１コと電気的なネットワークデ ０（第１Ｏ図）ｔＡ−）て％−タ２６のボイスコイルの入力端子２７に加えられ ると、振動力がドライビング・サークルコ０にてコーンｉｔの縦軸と千行くコー ン／Ｉに加えられる。ドライビング・サークルコ０での振動は、空気中の音速よ シはるかに速い速度の波面として、そして前述した様にコーｙｔｔの形状および 特徴の作用としてどんどん変換される。この発明のこの様な実施例において、先 に述べ九様に外面／ｆｂに沿う波面の速度は周囲の空気中の音速の約１倍である 。コーン１ｇの軸に平行な振動は、外面／１１３に平行と垂直の両ベクトル分子 を有して−るように分解できる。速度の垂直方向のベクトルだけが空気や音の変 位を生み出すので重畳である。

平行分子は空気の変位を引起こさず、従って音波を作らな−。伝搬速度性波面が ドライビング・サークルコ０からヘリｊ　２　Ｋ伝わる際Ｋかなり変化し、普通 それが伝わる際に増加する。ヘリ２２において波のエネルギの大部分は減衰リン グコクによって吸収される。

減衰リングコクによって吸収されなかった波のエネルギは、通常モータコロの方 向に反射されて聴取域の方に伝えられる遅れのある波面を形成する。しかし、遅 れのある波面の主ベクトルは上方に向いており、聴取域に到達する音Ｋｆｉんの 僅かしか影響を与えない。この望ましくない影響は、望ましくない波面を吸収す る減衰パネル３４．３１をドライビング・サークルコ０の付近の放射状外方に適 宜に配置することにより更に小さくされる。

第４図に示される様に、ドライビング・サークルコθで空気中に作られる波９＃ がａＸ水平方向の放射状外方に弓形線Ａ上の点？ｆＫ伝わるのに要する時間と同 じ時間で、波？６はコーンｌざの外面／ｆｔ）ｆ：音速の約二倍で下がシ、そし て空気中を外方に弓形線Ａ上の点１００に伝わる。コーン／１の形状は、直線で なく長い距離を進む波を番と空気中を音速で直進する波デダとの間の正確な関係 を維持するように設計されている。空気中に作られる全ての波は弓形線Ａ上で交 わるので、事実上時間や位相のずれのない球状の波面が作られる。

（ｌデ　） 音の出力をコーン１１の前面部に限定するために、コーン１ｇの軸から測ってキ ャップｌ参の内面の底部のまわり約コ００°の角度で広がる減衰材ａＯによって 、後方向への波面が吸収される。第１／図に示される様に、コーン／１の形状と 構成、およびキャップｌダの後部に配置された減衰材ｑｏを含む減衰材の位置は 、はソ半球状の干渉性波面がコーン１ｇの望ましい方向に波面を向ける前部から 外方に聴取域に伝わるようになっている。

更に第１／図に示される様に、コーン／１の前部の聴取域における水平軸Ｃ上の 点において、作られた半球状の波面は、コーン／１の軸と平行で後にある縦軸Ｂ 上のコーン／１の虚音源と言われるところにあるように感じる。モータコロのボ イスコイルへの入力端子２７に可聴周波数に応じて変動する電流が流された時間 と、電流と相対する波面が外面／ｇｂに表われる時間との間にボイスコイルの固 有の遅れ時間によって起こる遅れがあるので、波面の源が実際の場所よシも聴取 域から更に離れたところにあるように聴取者には感じられる。正しくは、波面の 虚音源はスピーカー１７の見える位置にか＼わらずコーン／Ｉの軸の後にいつも ある。外面ｔｔ’ｂｏ背面部で作られた干渉性波面を吸収することによって、ｌ りの場所に虚音源を有するはソ半球状の波面が形成される。

この発明の実施例に２いて、コーン／１は主に中低周波を作るので、高周波を補 うためにツイータｊコがコーン／Ｉのドライビング・サークル−〇の上方且つ後 方に城付けられている。また、ツイータ５コも虚音源を有しており、聴取域にお いてスピーカーｌりの虚音源の軸Ｂ上に配置されているように感じる。ツイータ ３コの僅かな遅れ時間を補う九めに、ツイータｊコはコーン／１のドライビング ・サークル２０の後方で虚音源の軸ＢＯ−？＼前方に設置されている。正確な位 置はツイータ５コの遅れ時間に対するスピーカー１７の遅れ時間によって決めら れる。この結果、スピーカーｌγとツイータ３コは同じ位置に虚音源を有する。

ま九第６図に示される様に、弓形線ム上の点ｔｚｐｃ波／（７Ｊが達するのに必 要な時間と同じ時間で、波１０ダは弓形線ム上の点ｔｏｏｐｃ達する。こうして 、半球状の時間と位相の干渉性波面はコー７／Ｉｔ／Ｃよって作られた半球状波 面と同心にツイータ３２によって作られ、そして聴取域に伝えられる。

従って、この発明の特定の実施例において、２つのスピーカー／１．！コすなわ ちモータコロの中に含まれたや−重いボイスコイルによって動かされる主に中低 周波を作るための簡単な構造のインバーテツド・コーン１ｇと、高音域を補うた めの更に小さな高周波スピーカーＳ−とが提供されている０円柱状ではなくはｙ 球状の波画社コーンｉｔの外＠／ｌｂから放射状外方に伝わる。この様なわけで 、コーン／ｌの外面／ｆｂを下方に伝わっていく波面の速度は゛１７３号特許で 示され丸型のコーンにおいて必要である速度など速い必要はなく、この従属発明 のインバーテツド・スピーカー・コーンｉｔは、メタルを含む高価な合成材でな く、紙、フェルト布、紙とフェルト布の合成材、或はプラスチックの様な材料か ら作られている。周囲の空気中の音波面は、作られるとコーン１ｇの外面／ｌｂ からコーン１ｇの垂直軸のまわシに一様に放射状外方に向かって伝わる。コーン ／１は無指向性ではなく、聴取域への望ましい方向に波ｍを伝える外面ｌｔｂの 前面部と、聴取域から離れていく望ましくない方向に波面を伝える背面部とを有 している。吸音用の減衰材ｌｌＯはコーンｌｔの背面部のまわりの外方に堰付け られておシ、背面部から伝えられる音波面を吸収する。コーン／１の凹状の内面 ｌｊａによって作られ九波面はバッフル・エンクロージャ６番によって吸収或は 制限される。

波面がヘリ２２に到達すると、その波のエネルギの大部分は減衰リングコダに吸 収される。’ｔ　７７号特許において示される発明の目的祉、減衰す／グで吸収 されない波のエネルギは反射されて′ｔ７３号特許のコーンの大きな方の端から はｙ上方に伝わるもう１つの干渉性波ｌ１ｔ−形成するので、減衰リングで波の エネルギの実質１全てを吸収することにある。この望ましくない上方への反射、 すなわちそれが聴取域に伝えられる干渉性波面を妨げる遅れのある波面を空気中 に作るという点で好ましくないというこの反射は、この従属発明において、コー ン／１の小さい方の端部の付近の放射状外方に取付けられた付加的次吸収性の減 衰パネル３４．３１によって吸収される。これらの付加的に取付けられた減衰パ ネルＪＡ　、３１は聴取域に伝えられる波面をほとんど吸収しない。

聴取域において、半球状の波面はコーン１ｇの軸の後の「虚音源」で作られてい るように感じる。この効果はモータコロのボイスコイルの固有の遅れ時間によっ て説明される。従来、この遅れ時間は、例えば’ｉｔＪ号特許で示される様に１ インバーテツド・コーン・スピーカーに高エネルギの小型のボイスコイルを用い ることによシ無視或は極小化される。正しくは、波面の虚音源はスピーカーｌり の見えている位置にかかわらずスピーカー１７の縦軸の後にあるように感じられ る。従って、コーンｌざの背面部で作られた干渉性波面を吸収することによって 、ｌりの場所の虚音源が作シ出される。

ここに示された発明の特定の実施例にシけるインバーテツド・コーン／１は主に 中低周波を作るので、従来の型の高周波ｔ−襠うためのツイータ！！２は、ツイ ータｊコの虚音源がコーｙｔｇの虚音源を通る軸上に大体位置するようにドライ ビング・サークル−〇の上方且つ後方、そして聴取域に対してコーンｉｔの虚音 源（コ３） の前方に取付けられる。ウーファとミツド・レンジの働きのためにインバーテツ ド・コーン１ｔｔｆ用することによって、ツイータｊコの取付けは、ツイータｊ コがコーン１ｇによって遮断されない半球状の波面を作れるようにドライビング ・サークル２０の上方且つ後方、そしてコーン１ｇの虚音源の付近に行われる。

はｙ同軸上にスピーカーｌりとツイータ！ｒ２の虚音源を配置することＫより、 同中心の半球状の時間と位相の干渉性波面が作られて聴取域に伝搬される。

この発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他のいろいろな形、 或は他の目的で実施することができることは、当業者にとって明らかであろう。

従って、この実施例はあらゆる点で単なる例、示にすぎず、限定的に解釈しては ならない、この発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文 には何等拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て この発明の範囲内のものである。

ＦＩＧ、１ ，６８Ｃ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　はソ半球状の時間と位相の干渉性音波面を聴取域に伝搬するために、 音を放射する凹状の内面と凸状の外面とを定める同軸の２″：）の端Ｓを有し、 波面が周囲の媒質中の音速よりも速い速度で前記外面に沿って伝わるという特性 を有する円錐形の振動板と、 前記振動板の振動を作る之めに振動板の第１の端部に連結されたドライビング装 置とを備えたラクトスピーカー装置において、 周囲の媒質に伝えられる波面が時間と位相の干渉性を有するように凹状の前記内 面で作られる波面管含む望ましくない波面を吸収するために撮動板に取付けられ た第１の減衰材と、 ａｙ半球状の干渉性波面が振動板の軸の後に配置され九虚音源で作られた如く外 面の第一の部分から外方に向かって聴取域に伝わるように、外面の第１の部分に おいて作られて聴取域から離れていく望ましくない方向に伝えられる干渉性波面 を吸収するために第１（０８分まわシの外方に取付けられた第２０減衰材とを備 えたことを特徴とするラウドスピーカ−装置。 コ　振動板は主に中低周波を作シ、更に高周波を補うための高周波スピーカーを 備えたラウドスピーカ−装置におりて、前記高周波スピーカー扛、振動板によっ て作られる半球状の波面と同中心の半球状の時間と位相の干渉性波面を作るため に振動板の虚音源を通る棚上に高周波スピーカーの虚音源を有し且つ振動板の第 １の端部の上に隣接して取付けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記 載のラウドスピーカ−装置。 ３　高周波スピーカーは撮動板の軸に対して一定の角度、すなわち高周波スピー カーのドライバの軸と振動板の軸との間の角度がｌＩ！”から？θ°の間である ように取付けられていることｔ−特徴とする請求の範囲第コ項記載のラウドスピ ーカ−装置。 瞑　外面の第１の部分は／２００から２０００の間の一定角度で延びていること を特徴とする請求の範囲第１項記載のラウドスピーカ−装置。 Ｓ　円錐形の振動板はフェルト布、紙、フェルト布と紙の合成材、或はプラスチ ックから成るグループから選ばれた材料から主に作られていることｔ−特徴とす る請求の範囲第１項記載のラウドスピーカ−装置。 ム　第一の減衰材はセルロース石綿の複数層を有すること金特徴とする請求の範 囲第１項記載のラウドスピーカ−装置。 ２　振動板の音の放射は主にｔｏｏｏＨｚよｉ下の周波数であることを特徴とす る請求の範囲第コ項記載のラウドスピーカ−装置。 菰　は覧半球状の時間と位相の干渉性音波面ｔ−聴取域に伝えるために、 音を放射する凹状の内面と凸状の外面とを定める同軸のコつの端Ｓを有し、ａ面 が周囲の媒質中の音速よシも速い速度で前記外面に沿って伝わるという特性を有 する主に中低周波を作る円錐形の振動板と、高周波を補うための高周波スピーカ ーとを備えたラウドスピーカ−製置において、 ｔＸ　を半球状の干渉性波面が外方に聴取域に伝わり且つ前記半球の干渉性波面 が振動板の軸の付近にある虚音源で作られて−る如く聴取域にて感じられるよう に振動板管振動させるための装置を備え、前記高周波スピーカーは、振動板によ って作られる半球状の時間と位相の干渉性波面と同中心の干渉性波面を作るため に振動板の虚音源を通る軸上に大体位置する虚音源を有していることｔ％黴とす る２クドスビーカー装置。 唖　高周波スピーカー社振動板の軸に対して一定の角度、すなわち高周波スピー カーのドライバの軸と撮動板の軸との間の角度が弘〆から９０６の間であるよう に取付けられていることを特徴とする請求の範囲第Ｓ項記載のラウドスピーカ− 装置。 ｉａ　円錐形の振動板は７エルト布、紙、フェルト布と紙の合成材、或社プラス チックから成るグループから選ばれ丸材群から主に作られていることを特徴とす る請求の範囲第ｇ項記載のラウドスピーカ−装置。 ／／　振動板の音の放射は主Ｋｔ０００Ｈｒａ　よシ下の周波数であることｔ− 特徴とする請求の範囲第を項記載のラウドスピーカ−装置。 ｌよ　はソ半球状の時間と位相の干渉性音波面を聴取域に伝搬する九めに１ 音を放射する凹状の内面と凸状の外面とを定める同軸のλつ端部を有し、前記外 面は聴取域への望ましい方向に音波を発する前面部と聴取域から離れていく望ま しくない方向に音波を発する背面部とを有し、そして波面が周囲の媒質中の音速 よりも速い速度で外面に沿って伝わるという特性を有する主に中低周波を作る円 錐形の振動板と、 前記振動板を振動させるために振動板の第１の端部に連結されたドライビング装 置と、高周波を補うための高周波スピーカーとを備え九ラウドスピーカ−とを備 え九ラウドスピーカー装置において、凹状の内面で作られる波面を含む望ましく ない音波面を吸収するためＫｍ動板Ｋ１１ｊ付叶られ九第１の減衰材と、はソ半 球状の干渉性波面が外方に向かって前面部から聴取域に伝わり且つ波面が聴取域 において撮動板の軸の後方にある虚音源によって作られている如く聴取域にて感 じるように背面部で作られた干渉性波ｍを吸収する九めに外面の背画部周辺の外 側に取付けられ友第２の減衰材と金備え、前記高周波スピーカーは、撮動板によ って作られる半球状の波面と同中心の半球状の時間と位相の干渉性波面を作るた めに振動板の虚音源を通る軸上に大体位置する虚音源を有し、撮動板の第１０亀 部の上方付近に取付けられていることを特徴とするラウドスピーカ−装置。 ｌユ　高周波スピーカーは振動板の軸に対して一定の角度、すなわち高周波スピ ーカーのドライバの軸と撮動板の軸との間の角度がダ！０からデ０＠の間である ように堰付けられていることｔ％黴とする請求の範囲第１コ項記載のラウドスピ ーカ−装置。 ｌ喫　外面の背面部は１２０°からコｏｏ＠の間の一定角度で延びていること１ ＊黴とする請求の範囲第１コ項記載のラウドスピーカ−装置。 ｌよ　円錐形の撮動板はフェルト布、紙、フェルト布と紙の合成材、或はグラス チックから成るグループから選ばれ丸材群から主に作られてｉることを特徴とす る請求の範囲第１コ項記載のラウドスピーカ−装置。 ｌム　第一の減衰材はセルロース６綿の複数層を有することを特徴とする請求の 範囲第１２項記載のラウドスピーカ−装置。 ／’Ｚ　撮動板の音の放射は主１１Ｃｔ０００ＨＭより下の周波数であることを 特徴とする請求の範囲第１２項記載のラウドスピーカ−装置。 ／ｌｆｔ’ｆ半球状の時間と位相の干渉性音波面を聴取域に伝搬するために、 音を放射する凹状の内面と凸状の外面と金定める上部の小さな方の端部とその同 軸の大きな方の端部を有し、前記外画は聴取域への望ましい方向に音波を発する 前面部と聴取域から離れていく望ましくない方向に音波を発する背面部とを有し 、波面が周囲の空気中の音速の約１倍の速度で外面に沿って伝わるという特性を 有するｔ０００血以下の周波数を主に作る円錐形の振動板と、 振動板を振動させるために振動板の小さい方の亀部に連結されえモータ装置と、 高周波を補うための高周波スピーカーとを備えたラウドスピーカ−装置にシいて 、 振動板の大きな方の端部で反射された波面と凹状の内面で作られた波面を含む望 ましくない音波面を吸収するために振動板と取付けられて振動板の背面部が／コ θ０からコ００＠の間の成る角度で延びている吸収性の減衰材と、はｙ半球状の 干渉性波面が外方に向かって前面部から聴取域に伝わ夛且り波面が振動板の軸の 後方にある虚音源によって作られて−る如く聴取域にて感じるように背面部で作 られ九干渉性波面を吸収する丸めに外面の背画部周辺の外１１に取付けられた付 加的な吸収性の減衰材とを備え、前記高周波スピーカーは、振動板によって作ら れる半球状の波面と同中心の半球状の時間と位相の干渉性波面を作るために１振 動板の虚音源を通る軸のはソ上に位置する虚音源を有し、振動板の小さい方の端 部の上方付近に取付けられ、前記高周波スピーカーの軸が振動板の軸に対して一 定の角度、すなわち高周波スピーカーと振動板の軸との間の角度が４１！０か虻 ヂｏ６の間となるように取付けられていることを特徴とするラウドスピーカ−装 置。