JPS6029272Y2

JPS6029272Y2 - スピ−カシステム

Info

Publication number: JPS6029272Y2
Application number: JP1978004327U
Authority: JP
Inventors: 志郎岩倉; 裕田尻; 繁博柳田
Original assignee: 株式会社ケンウッド
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1978-01-18
Publication date: 1985-09-04
Also published as: JPS54108028U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、音響再生に用いられるスピーカシステムに
係り、特にキャビネットの内容積をコンプライアンスと
して利用しているスピーカユニットのキャビネットバッ
フル面上での配置手段と、キャビネット内の構造に関す
るものである。

従来のスピーカシステムを第１図および第２図Ａ、Ｂ
に示す。

第１図はフルレンジまたはコアキシャル型スピーカユニ
ットを使用した例で、１はキャビネット、２は上記スピ
ーカユニットであり、このスピーカユニット２はキャビ
ネット１のバッフル面上部に配置される。

第２図Ａ、６はマルチウェイに構成した例で、１１はキ
ャビネット、１２はウーファ、１３はスコーカ、１４は
ツイータであり、ウーファ１２はキャビネット１１のバ
ッフル面下部に配置され、スコーカ１３とツイータ１４
はバッフル面上部に左右に並べｔ配置される。

なお、上記フルレンジ型スピーカユニット２、コアキシ
ャル型スピーカユニット２の場合はその一部または全部
、およびウーファ１２は、キャビネット１，１１の内容
積をコンプライアンスとして利用している。

また、第１図および第２図Ａ、Ｂいずれの場合も、キ
ャビネット１，１１内には、定在波の発生を防止するた
めに、グラスウールなどの吸音材１５（第１図では図示
せず）が設けられる。

以上のように、スピーカシステムにおいては、フルレン
ジ型スピーカユニット２、コアキシャル型スピーカユニ
ット２の一部または全部、およびウーファ１２が、キャ
ビネット１，１１の内容積をコンプライアンスとして利
用しているが、従来は、キャビネット１，１１内の定在
波の発生を吸音材１５により防止している。

しかるに、吸音材１５では、基本的に定在波の発生をな
くすことはむりである。

したがって、従来のスピーカシステムでは、依然として
定在波が生じ、それによる周波数特性の悪化が生じる。

特に、低い周波数における吸音材１５の吸音効果が悪い
ため、低域において上記欠点が顕著に現われる。

そこで、吸音材１５を必要以上に多く使用することも行
われているが、このようにすると音圧レベルの低下など
により音質が暗くなる。

また、吸音材１５を使用すると、その種類またはロフト
によって音質のバラツキが生じ、かつスピーカシステム
の製造作業性が劣り、コストも高くなる。

この考案は上記の点に鑑みなされたもので、吸音材を廃
止しても定在波の発生を確実に防止し得、これにより周
波数特性が向上することは勿論、音質の均一化、作業性
の向上、コストダウンを計ることができ、さらに過大吸
収によるレベルの低下をなくすことができるので音質を
明るく立ち上がりの良いものにし得るスピーカシステム
を提供することを目的とする。

以下この考案の実施例を図面を参照して説明する。

第３図Ａ、Ｂはこの考案の第１の実施例を示し、図中
２１はキャビネット、２２はウーファ、２３はスコーカ
、２４はツイータである。

この場合、ウーファ２２はキャビネット２１の内容積を
コンプライアンスとして利用しているが、ここではキャ
ビネット２１のバッフル面中央部に配置される。

また、スコーカ２３およびツイータ２４はキャビネット
２１のバッフル面上部に左右に並べて配置されている。

２５は複数の拡散板で、上記キャビネット２１内に設け
られる。

この場合、拡散板２５はキャビネット２１の背面および
底面に取付けて設けられるが、さらに上面、両側面に取
付けてもよく、またはこの逆に背面だけに取付けてるよ
うにしてもよい。

またこの実施例においては、拡散板２５は３０°と４５
°の角度に交互に設定されている。

さらに、ここでは、各拡散板２５が横方向に配置されて
いるが、上述の取付角度およびこのような取付方向につ
いては設計条件によって任意に選択し得るものである。

上述のような第１の実施例はマルチウェイに構成した例
であるが、次に説明する第２の実施例はフルレンジまた
はコアキシャル型スピーカユニットを使用した例である
。

第４図はその第２の実施例を示し、図中３１はキャビネ
ット、３２はフルレンジまたはコアキシャル型スピーカ
ユニットである。

このスピーカユニット（コアキシャル型の場合はその一
部または全部）３２は、上記第１の実施例におけるウー
ファと同様に、キャビネット３１の内容積をコンプライ
アンスとして利用している。

そして、ここでは、このスピーカユニット３２がキャビ
ネット３１のバッフル面中央部に配置される。

また、図示しないが、キャビネット３１内には、第１の
実施例と同様にして拡散板が設けられている。

以上のように、この考案は、キャビネットの内容積をコ
ンプライアンスとして利用しているフルレンジまたはコ
アキシャル型スピーカユニットあるいはウーファ（以下
、これらをスピーカユニットという）をキャビネットの
バッフル面中央部に配置するとともに、キャビネット内
に拡散板を設けるもので、これにより定在波の発生を防
止するものである。

次に、この考案により定在波の発生が防止される点を詳
述するが、従来より一般的にキャビネット内部に発生す
る定在波により周波数特性が乱されるといわれているこ
とは、正確に表現するなら、定在波でも、ある条件を備
えたものを指していわれている。

すなわち、キャビネットのように密閉の箱（バスレフで
もほぼ同等とみなされる）では、その内部ではすべての
周波数が定在波となっている（進行波がない）。

しかし、すべての周波数で周波数特性が乱さているかと
いうと、そうではなく、それはキャビネットが反共振を
起した時のみである。

俗に、このことを゛定在波゛といっている。

そこで、この反共振について考える。

まず、スピーカユニットがキャビネットのバッフル面上
周辺部に配置されている場合を、これをモデル化して閉
管の一端にスピーカユニット（理想ピストン振動板）を
取付けた例（第５図）により考える。

この場合は、閉管の一端をｕＯｇ’ω１の速度で駆動す
ると、そこからＸ離れた所の音質Ｐ１粒子速度Ｕは次の
ように与えられ、ることが知れている。

（丸善発行１音響振動論ヨより）ｐ＝−ｊρｃｕσξｊωを哩〔旬・・・（１）ｓ
ｌｎＫｌｊ、５ｌｎｌＸ）、、・（２）Ｈ＝ｕ
０１６）５ｉｎｋ１（ただし、ｐは空気の密度、Ｃは音速、Ｓは断面積、ｋ
は位相定数である）この式によると、両式とも進行波であることを表わすｔ
ｊ（ωｔ＋ｋｘ）という因数が含まれないので、閉管
（キャビネット内）には進行波的な現象が起らないこと
がわかる。

そして、上式にＸ＝０を代入して、閉管の入力インピー
ダンス２（キャビネットが示すスピーカユニットに対す
るインピーダンスで、等価回路で表わされるべき値であ
リ、通常はＣで表わされているが、定在波が発生してい
る時はその値と異なる）を求てみると、次式のようにな
る。

ＰＳ、ｃｏｓＫＩＺ ”−ｘ
＝０＝ −Ｊｐｃ５ｉｎＫｌ −
（３）したがって、反共振は、この２を■にするので、
ｓｉｎｋｌ＝Ｑ
”（４）となり、ｋｌ＝ｍ？ｒ・・・
（５）（ただし、ｍは１．２．３の整数）となる。

すなわち、管の長さが１７２人、λ、１１７２人、２人
・・・・・・の時、俗に定在波と称される反共振が生じ
ていることがわかる。

また、このような時には、スピーカシステムの等価回路
が第６図に示すようになり、ｆ□〜ｆｍで順次（１１２
人、入・・・に対応して）共振を起すので、全体のイン
ピーダンスが極値（±ｏｏ）をとる。

さらに、■を微分したものが音圧であるから、その周波
数の上下にピーク、ディップを生じることになる。

また、入力インピーダンスは第７図に示すようになる。

次に、スピーカユニットがキャビネットのバッフル面上
中央部に配置されている場合を考える。

この場合は、上記スピーカユニットがキャビネット内部
に及ぼす音圧の分布を考えた時、閉管の両端を同時に同
相に駆動したと同等にみなすことができる。

そして、このことは、それぞれ別々に片側づつ駆動した
結果を１重ねの理ヨによって加えたと考えることができ
るので、前者（スピーカユニットをバッフル面上周辺部
に配置した例）と同様に、ｘ＝１／２１を＜１）、
（２１式に代入して中央部のインピーダンスを求める
と、００°Ｋｌ／２・・・（６）”” ”
’５ｉｎＫｌ／２となる。

したがって、反共振は、ｚ＝■であるので、５ｉｎｋｌ
／２＝０となり、ｋｌ＝２ｍ？ｒ（ただし、ｍは１．２．３・・・の整数）となる。

すなわち、管の長さが入、２人、３人・・・・・・時に
、反共振が生じることがわかる。

これを前者と比較すれば、その発生する回数が１７２に
なり、しかも前者では１７２λから始まっていたのが、
この場合は入から始まっており、その最低周波数が２倍
となったことがわかる。

この考案では、スピーカユニットをキャビネットのバッ
フル面上中央部に配置する以外に、キャビネット内に拡
散板を設けている。

次にこの拡散板について考えてみると、定在波は平行な
２面で、しかも反射率がよい時に発生するので、そのど
ちらか一方の面について拡散板を設けて波を乱反射させ
れば、定在波が発生しにくいことは明らかである。

したがって、背面、さらには上面、底面、両側面に取付
けてキャビネット内に拡散板を設ければ、キャビネット
内部の定在波（反共振）を相当低下させることができる
。

以上により、この考案により定在波の発生が防止される
ことがわかる。

第８図はスピーカユニットをキャビネットバッフル面上
周辺部に配置した場合で、吸音材がない時の周波数特性
図であり、３００、７００Ｈｚ付近に定在波による大き
なピーク、ディップが生じている。

この状態で、スピーカユニットをバッフル面上中央部に
配置した時の周波数特性図が第９図であり、３００Ｈｚ
付近の定在波によるピーク、ディップが除去されている
。

これが、スピーカユニットを中央部に配置した時の効果
である。

第１０図は、スピーカユニットは周辺部に配置したまま
で、キャビネット内に拡散板を設けた場合の周波数特性
図で、７００Ｈｚ付近の定在波によるピーク、ディップ
が除去されている。

これが、拡散板による効果である。

そして、第１１図が、スピーカユニットを中央部に配置
するとともに、拡散板を設けた場合の周波数特性図であ
り、この場合は３００．７００Ｈｚいずれの定在波によ
るピーク、ディップも除去されている。

なお、この考案は、密閉型キャビネットのスピーカシス
テムに限らず、バスレフ型キャビネットを使用したスピ
ーカシステムにも適用できる。

以上詳述したように、この考案によるスピーカシステム
によれば、吸音材を廃止して定在波の発生を防止し得、
周波数特性を向上させ得る。

また、吸音材を廃止することにより、音質の均一化、作
業性の向上（吸音材止め作業を省略できる）、コストダ
ウンを計ることができ、さらに過大吸収によるレベル低
下をなくし音質を明るく立ち上がりの良いものにし得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図Ａ、Ｂは従来のスピーカシステム
を示す正面図および断面図、第３図Ａ、Ｂおよび第４
図はこの考案によるスピーカシステムの実施例を示す正
面図および断面図、第５図はスピーカユニットをキャビ
ネットバッフル面上周辺部に配置したモデルとして、閉
管の一端にスピーカユニットを取付けた例を示す図、第
６図および第７図は第５図の場におけるスピーカシステ
ムの等他回路図および入力インピーダンス特性図、第８
図ないし第１１図は各状態における周波数特性図である
。２１・・・・・・キャビネット、２２・・・・・・ウー
ファ、２５・・・・・・拡散板、３１・・・・・・キャ
ビネット、３２・・・・・・スピーカユニット。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

キャビネットの内容積をコンプライアンスとしているフ
ルレンジまたはコアキシャル型スピーカユニットあるい
はウーファを、バッフル面と両側板とが直角に構成され
たキャビネットのバッフル面中央部に配置するとともに
、キャビネット内に拡散板を設けたことを特徴とするス
ピーカシステム。