JPS63158997A - 圧力波エネルギ伝達装置 - Google Patents

圧力波エネルギ伝達装置

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JPS63158997A
JPS63158997A JP62220578A JP22057887A JPS63158997A JP S63158997 A JPS63158997 A JP S63158997A JP 62220578 A JP62220578 A JP 62220578A JP 22057887 A JP22057887 A JP 22057887A JP S63158997 A JPS63158997 A JP S63158997A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、一般には圧力波変換九関し、更に詳細には電
気−音響変換器、例えば拡声器（スピーカ）駆動装置を
圧力波が伝播する媒体、例えば空気に結合する新規な装
置及び技術であって、製造が比較的簡単で安価なコンパ
クト構造を有し、比較的信頼性及び効率が高い動作をす
ると同時に。
圧力波変換システム、例えばスピーカ・システムの低音
応答を著しく改善する新規な装置に関する。
（背景技術） 音’ｌｌ伝送ラインを使用するラビリンス・スピーカ設
計を開示する０１ｎｅｙ　　の米国特許第２，０３１，
５００号は、キャビネット形スピーカの空洞共振を除去
し、低周波数応答を延長させ、そして音響ダンピングを
増大させている。この特許では、スピーカ・コーンの後
部を音吸収材で裏打ちされ他端が開放している導管の一
端に堅固に結合している。この特許は、また、キャビネ
ット内の導管を折り曲げキャビネットの底部に開放端を
配・置することを開示する。伝送ライン・スピーカ・シ
ステムについてのより詳細な検討は。
１９７５年の優秀論文であるオーストラリア、シトニー
大学、電気工学部のＧ、　Ｓ、Ｌｅｔｔｓ　著「Ａ；＝
ＳＴＵＤＹ　ＯＦ　ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ　ＬＩＮ
ＥＬＯＵＤＳＰＥＡＫＥＲＳＹＳＴＥＭＳＪ　に述べら
れている。
（目的） 本発明の重要な目的は、改良された音響変換器を提供す
ることである。
（発明の概要） 本発明によれば、圧力波の形態及び電気的形態のうちの
一方を他方に変換する振動面を有する変換手段と、媒体
と振動面の間でエネルギを伝達する第１の低損失圧力波
伝送ライン手段であって、その一端が振動面に近接し、
他端が媒体に近接し、その有効長が媒体と振動面との間
で伝達される圧力波エネルギの最低周波数における四分
の一波長にほぼ一致する、第１低損失圧力波伝送ライン
手段と、振動面に近接する一端及び媒体に近接する他端
を有し、その有効長が第１低損失圧力波伝送ライン手段
とは異なる第２の低損失圧力波伝送ライン手段とを有し
、第１及び第２低損失圧力波伝送ライン手段が協働して
各伝送ライン手段の端部における媒体と振動面との間に
１つだけの伝送ラインよりも有効に低周波エネルギを結
合する圧力波エネルギ伝達装置が提供される。
更に、本発明によれば、圧力波の形態及び電気的形態の
うちの一方を他方に変換する振動面を有する変換手段と
、媒体と振動面の間でエネルギを伝達する第１の低損失
圧力波伝送ライン手段であって、その一端が振動面に近
接し、他端が媒体に近接し、その有効長が媒体と振動面
との間で伝達される圧力波エネルギの最低周波数におけ
ろ四分の一波長にほぼ一致する、第１低損失圧力波伝送
ライン手段と、振動面に近接する一端及び媒体に近接す
る他端を有し、その有効長が第１低損失圧力波伝送ライ
ン手段とは異なる第２の低損失圧力波伝送ライン手段と
、低カットオフ周波数以下でシステム応答を鋭く低下さ
せ、それによってカットオフ周波数以下では感知可能な
出力を発生させないようにする等化回路と、を有し、第
１及び第２低損失圧力波伝送ライン手段が協働して各伝
送ライン手段の端部処おける媒体と振動面との間に１つ
だけの伝送ラインよりも有効に低周波エネルギを結合す
る圧力波エネルギ伝達装置が提供される。
即ち、少なくとも第１及び第２の離間した開口を限定す
る装置と、圧力波を発生する振動装置と。
振動装置の一端を第１開口に他端を第２開口に結合する
装置と、が設けられる。第１及び第２開口は、低周波数
特性が低下しない程度に接近し、高周波におけるシステ
ムの周波数応答に深い切り込みが生じない程度に離れた
、所定の距離に設けられる。好ましい離間は、振動装置
と第１及び第２開口との間の波路長の長い方と、振動装
置との間の圧力波の路長のμ〜１の間である。望ましく
は、振動装置を少なくとも１つの開口に結合する装置は
、前記振動装置と第１及び第２開口に近接の媒体（典型
的には空気）との間の圧力波インピーダンス整合を変え
る所定長の圧力波伝送ライン装置である。圧力波伝送ラ
イン装置は、望ましくは管から成り、振動装置はダイア
フラムから成り、管の断面積はダイアフラムの断面積よ
りも小さい。
ダイアフラムと第１開口との間の管長は、望ましくはダ
イアフラムと第２開口の０間の管長よりも小さい（例え
ば、ダイアプラムの断面積が管の断面積の１．５乃至２
倍）。また、望ましくは各管の入力端はダイアフラムに
非常に近接している。スピーカは、望ましくはダイアフ
ラムを有し、圧力波インピーダンス及び管の長さと共働
するＢｌ積によって特徴づけられ、イコライザを使用す
ることによって比較的低い低音部にまで伸びる比較的広
い周波数範囲に亘ってほぼ一定の周波数応答を有するス
ピーカ・システムを形成する。管は、スピーカ・キャビ
ネット内に交互に配列された内部パネルによって形成さ
れる矩形の断面を有する。
（実施例の説明） 本発明を実施例に従って詳細に説明する。
第１図を参照すると、本発明の実施例の正面図が示され
る。スピーカ・システム１１は、典型的には矩形で、頂
部パネル１２．低部パネル１８５側面パネル１４及び１
５及び前面パネル１６を含む。垂直内部パネル２１は、
頂部パネル１２かも下がり、典型的には市販されている
ＢＯ８Ｅ　８０２（商標名）スピーカ・システムに使用
される４Ｘ／２インチ（１１，４３ｍ）のスピーカ・ド
ライバであるスピーカ２２を収容する開口が設けられる
。スピーカ２２は垂直パネル２１と第２垂直パネル２３
との間に取り付けられ、パネル２３はパネル１２から下
がり内部の水平に配置されたパネル２４．２５゜２６及
び２７と共働して前面パネル１６及び背面パネル１７の
間に伸びる矩形断面の後部管を画定し、スピーカ２２の
背面を上部開口２８に結合し、その開口の断面は矩形に
囲まれた管の断面積と同じである。最下部パネル２４は
、垂直パネル２１と共働してスピーカ２２の前面を前面
パネル１６の開口３１に結合する前面管を形成する。開
口３１も、また、スピーカ２２と開口３１との間の直角
矩形管とほぼ同じ断面積を有する。スピーカ２２はフル
・レンジにすることができるけれども、前面パネルの一
方側にツイータを配置し、適当なりロスオーバ回路網が
左及び右ステレオ・チャンネルからの高周波をツイータ
に導き、コンパクト・キャビネットでステレオ音再生を
可能にする方が望ましい。
スピーカ２２の背面と上部開口２８との間の長い方の管
の長さは、スピーカ２２の前面と下部開口３１との間の
短い方の管の長さの約３倍である。
開口２８と３１との間の直線距離は、スピーカ２２と開
口３１との間の短い管の長さの半分程度である。内部の
全／ξネルは硬質即ち非吸収性で、スピーカ２２と開口
２８及び３１の各々との間に高いＱの圧力波即ち音響伝
送ラインを形成して、それらの管の内に大きな定在波比
を確立する。本発明は、管を有効に使用してスピーカの
圧力波を開口２８及び３１の外部空気に非常に低い音ま
で伸びる比較的広い周波数範囲に亘って結合し、低周波
エネルギを比較的高い音圧レベルで、そしてスピーカ２
２のダイアフラムの比較的小さい変位で聴取領域に結合
して、歪を非常に低く維持する。
管は、その管の一端にある振動ダイアフラムと他端にあ
る媒体のインピーダンスとの不整合を減少させるインピ
ーダンス及び長さで特徴付けられる伝送ライン媒体を有
する伝送ライン変成器として考えることができる。
本発明の実施例の物理的配置を述べたが、次に動作原理
を述べる。システムの平均化された有効帯域幅に亘って
、本発明は、スピーカ・システムに無限パンフル又は同
じ体積の穴を明けた包囲体内の同じスピーカよりも高い
感度、及びそのスピーカに匹敵する効率を与える。音響
伝送ラインを使用する従来の方法は、音吸収材を使用し
て管内の共振現象を最小限にするが１本発明によれば、
管は望ましくは硬質（非吸収性）で音吸収材を使用せず
に、音響伝送ラインにおける共振現象を利用して改善し
たインピーダンス整合を達成し、それによってスピーカ
とキャビネットの外部周囲との間のパワー伝送を改善す
る。
第２図を参照すると、スピーカと同じ断面積を有し、そ
の他端にスピーカ３２によって送り出される波を放射す
る開口端３４を有する長さｅの音響伝送ラインとして作
用する硬質管３３の一端に設けられるスピーカ３２が示
される。この簡略化した解析においては、スピーカ３２
を速度源とみなすと好都合である。開放端３４に与えら
れる音響インピーダンスは音響伝送ライン３３をその特
性音響インピーダンスで終端しないので、スピーカ３２
によって送出される圧力波は開放端３４で反射され管３
３内に定在波を発生させる。理想状態に対する境界条件
は、管の原端（Ｘ−ｏ）での粒子速度はスピーカ駆動源
３２の速度と一致しなければならず、また、管の開放端
（Ｘ−ｇ）での増分圧力は零に等しくなければならない
。所定の駆動周波数に対し、管の内部の定在波の包絡線
は正弦波状で、最大値、最小値及び相対位相は管の長さ
及び駆動周波数によって変わる。
第３，４及び５図を参照すると、駆動周波数における管
の長さｌか夫々／　波長よりも小さい場合、／４と４波
長との間にある場合、及び４波長の場合の速度定在波、
７ターンが示される。管の長さは端部効果を含む有効管
長を意味する。＋及び−符号は管の長さに沿った相対位
相を示す。
第３図は管３３の開放端３４の粒子速度Ｕ８　　が原端
のスＣ−力３２の速度よりも非常に大きく、管の両端の
位相が同じであることを示す。駆動周波数を増大させる
と、管長が一波長よりも少し大きくなり、第４図に示す
定在波パターンを生じる。
管の内に速度が零のところがあり、管３３の開放端３４
の粒子速度はスピーカ３２の源速度と位相が反対になる
。しかし、開放端の速度は原端のスピーカ３２の速度よ
りも非常に大きい。この範囲の周波数では、管３３は大
きな速度ゲインを発生する。
駆動周波数が更に上昇すると、管３３の長さは駆動周波
数において差波長となり第５図に示す定在波パターンが
生じる。開放端３４０粒子速度はスピーカ３２の源速度
と同じ大きさで位相が反対になる。更に周波数が上昇し
て、管の長さが％波長になると第３図に示すパターンと
同様になるが、管３３の開放端３４の粒子速度は原端の
スピーカ３２の速度と位相が反対になる。駆動周波数が
更に上昇すると、管長は１波長となり、開放端３４の粒
子速度は原端のスピーカ３２の速度と大きさ及び位相が
ほぼ同じになる。
低損失音響伝送ラインとして作用する管３３は、周波数
に従って反復する速度ゲイン及び反転する位相を与える
。理想的無損失の場合には、ゲインは２πｌ／λのセカ
ンドに比例する。ここでλは駆動周波数における管３３
内の音響エネルギの波長である。
第１図に示す本発明の実施例では、スピーカ２２の背面
は背面管を駆動し、その背面管は上部開口２８をスピー
カ２２に結合する。この背面管はスピーカ２２の前面と
位相がずれて駆動される。
スピーカ２２の前面を下部開口３１に結合させる管がな
い場合、この場合はスピーカ２２の前面がキャビネット
の外側に直接露出されるが、スピーカ２２の背面を上部
開口２８に接続する背面管は、位相反転を行なわせるべ
きであり、それによって管のスピーカ２２の前面と開放
端２８とが同相となり、加え合せて相当なエネルギの波
を聴取領域に送出するように作用する。この条件は、背
面管の長さが波長の／と／　の間にある場合に適合する
。管の長さか／波長となる周波数では、スピー力２２の
前面の体積速度及び上部開放端２８の体積速度は位相及
び大きさがほぼ等しく、それによって無限バッフルの同
じスピーカに比較して感度が６ｄｌ）上昇する。管が波
長の１／　又は３／の場合の周波数では、スピーカ２２
を開放端２８に結合する管は、相当な速度ゲインを与え
、スピーカ・システムの感度をも非常に増大させる。
管が波長のべの長さとなる周波数のすぐ上では、スピー
カ２２の前面及び上部開放端２８の速度は位相が反対で
ある。管によって与えられる速度ゲインが１に向って減
少するように周波数が上昇すると、スピーカ２２の前面
と上部開口２８とは音響双極子に類似した作用を行う。
スピーカ２２を開放端２８に結合する管の長さが１波長
となる周波数では、スピーカ２２のコーンの前面は上部
開口２８の粒子速度とほぼ同じ大きさで位相が反対とな
り、スピーカ・システムの応答が最低となる。
第６図を参照すると、スピーカのコーンの背面に近接す
る管を駆動するスピーカ・システムの応答の一般的形状
が示される。３オクターブよりも少し大きな周波数範囲
について、本質的に無損失の音響伝送ラインとして作用
する単一管を有するスピーカ・システムは、無限バッフ
ルの同じスピーカから成るスピーカ・システムに相当の
ゲインを与える。
第７図を参照すると、ダイアフラム２２の前面を下部開
口３１に結合する前面管を有する第１図の実施例の周波
数の関数として音響パワー出力に比例するグラフ表示が
示される。この構成は、長い方の管が１波長の長さの範
囲の周波数についてのノツチ（切り込み）を埋める。前
面管は、下部開口３１において前面管が波長のべ〜べの
長さにある周波数の範囲で、スピーカ２２のコーンの前
面によって与えられる体積速度の位相を反転させること
によって、この結果を達成する。更に、この前面管は速
度ゲインを与え、システム全体の感度はスピーカ２２の
背面から上部開口２８への背面管よりも非常に高くなる
利点がある。
前面管を背面管の長さの牝　にすることによって、背面
管がζ波長である周波数において前面管は署　波長とな
り、両方の管が相当のゲインを与え、その周波数を越え
ろとき位相を反転させろ。
こうして、両方の管の出力は、背面管か４　波長の長さ
にある周波数で背面管が位相を変えるまで、同相で加え
合せろ。前面管の加算は、２つの管の有効帯域幅を１つ
の管よりも少なくとも５０％増加させる。両方の管が同
じ体積速度の大きさ及び位相を有する結果としての零（
ｎｕｌｌ）は背面管の長さが波長のｂの場合の周波数で
生じる。
本発明は、更に、通常欠点とみられる特性を利用する。
台管によってスピーカ２２のコーンに与えられる音響イ
ンピーダンスは、コーンに著しい負荷をかけ、スピーカ
２２は簡略化された解析と関連して前述した理想の速度
源ではない。管が著しいゲインを有する周波数でのコー
ン速度は、スピーカが無限バッフルにあるとした場合よ
りも相当率さい。こうしてコーンの必要とする変位は、
無限バッフルの同様のスピーカに比較して減少させられ
る。
管のゲインは前述したものよりは太き（ない。
その理由は、管における損失は実用的な低さに維持され
るが、管の内には何らかの損失があり、その管は空気負
荷のある実数成分を有する。無損失管の機械的インピー
ダンスは速度によって除算される力として定義され、ス
ピーカ２２のコーンによって次の様に表わされる。
ここで、ｚＯは管の特性音響インピーダンス％ＡＣはス
ピーカ２２の有効面積、ＡＴは管の断面積、ｒは管の開
放端３４における反射係数、及びＣは管内の音速である
。コーンの面積に対する管の面積の比（ＡＴＣＲ−ＡＴ
／Ａｃ　）を代入すると、一般的スピーカのモデルを使
用すると、コーン゛速度に対する表現は次の様に与えら
れる。
ここで、ｖｏはコーン速度、Ｅはスピーカ２２のボイス
・コイルに加えられる電圧、Ｂｌはスピーカ２２の電気
−機械変換巻数比で、ボイス・コイルのギャップにおけ
る磁束密度Ｂ及びギャップＧのボイス・コイルの長さに
比例する。Ｇ−（１／（Ｒｅ／Ｂ１２））＋（１／Ｒｍ
）で、Ｒｏはボイス・コイルの抵抗で、Ｒｍはスピーカ
２２の機械的応答性、Ｍｍはボイス・コイル及びコーン
組立ての機械的質量、Ｃ□はスピーカ２２の機械的コン
プライアンスｂＹＴｔ及びＹＴ２　　は前面及び背面管
のアドミッタンスで、前述のヰからスピーカ２２のコー
ンについて導き出される。
以上、動作について説明したが、次に実用的システムに
ついてのパラメータの選択について検討する。管３３の
長さｌが長くなればなるほど、システム応答がロール・
オフする周波数は低くなる。
通常、有効管長（端部効果を含む）ｌは管内の音速の署
　をシステムの所望の低い方のロール・オフ周波数で割
った値が望ましい。６０Ｈｚのカットオフに対し、その
長さは媒体が空気の場合約１．４メートルである。
２つの管の開口２８と３１の間の距離Ｓ（又は、単一管
のときはスピーカ・コーンと管の開口との距離）は、長
い方の管の長さのＡ〜１程度が望ましい。もしＳが非常
に小さいと、長い方の管の長さが波長の３２（又は単一
管システムのときは１波長）に等しくなる周波数での零
（ｎｕｌｌ）は非常に深くなる。Ｓを大きくすることＫ
よってこの零の深さをほとんど目立たなくすることがで
きる。しかし％Ｓが大きすぎると、システム応答は中間
及び低周波で低下する。第１図に示す実施例においては
、開口２８及び３１は前面パネルにおいて実用的に離れ
ているとともに、中間及び低周波数での応答が著しく低
下するのを防止できる程度に近接している。
一定の比（Ｂｌ）２／Ｒｏに対し、管の面積のコーンに
対する比（ＡＴＣＲ）は、管の長さが単一管の署波長の
奇数倍である周波数のシステム応答ピークの大きさを制
御する。
第１１図に、コーン面積に対する管の断面積の比を変え
た場合の周波数特性を示す。縦軸はｌワットに対する相
対レー：ル（ａＢ−）を示す。曲線（Ａ）はＡＴＣＲが
１の場合を示し、ピークは比較的大きい。ＡＴＣＲが０
．６７、即ちコーンの面積が管の即ちコーンの面積が管
の断面積の２倍以上、例えば曲線じ）（ＡＴＣＲが０．
３３）ではシステム応答は低下してしまう。その理由は
管がスピーカ・コーンに増大した負荷を与えるからであ
る。
管の屈曲は動作帯域でのシステム効率を著しく変えない
ことがわかった。第１図の実施例の管は、３つの１８０
°の方向転換と１つの９０°の方向転換がある。鋭い屈
曲は聴える乱流源となり得る。
第１図の実施例疋おいて、正弦波励起は可聴乱流を生じ
させるが、乱流ノイズは音楽の励起で聴えない。また、
高周波数領域でのシステム応答は、実用に即した数の異
なった長さの直線状セグメントで折りたたんだ管を設計
することによってより一様にすることができることがわ
かった。
スピーカ・コーンと管との間に無視し得るコンプライア
ンス（空気体積）があるとよい。これによって、第１図
の実施例では、スピーカ２２のコーンが、コーンを上部
開口２８及び下部開口３１に結合する管の壁の一部を形
成する。
スピーカの自由空気共振周波数は、長い方の管の長さが
Ａ波長であるように選択することができ、それによりて
スピーカと管のリアクタンス性要素間の共振によって発
生され得る応答変動を小さくすることができる。望まし
くは、スピーカはオーバーダンプされ、スピーカと管と
の間の不所望な共振を防止する。
Ｂ、積を増加させると、帯域（管の長さが一波長の奇数
倍に対する）の端部での応答ピークが増加するＡＴＣＲ
の効果と同様に増加する。こうして、低いＡＴＣＲは高
いＢ、積を使用することによって部分的オフセットとな
る。更に、より大きいＢ、積は長い方の管がＡ波長の長
さの中間帯域において感度を低下させる。Ｂ、　積は、
好ましくは応答を一様にするように選択される。所定の
形状のコーン及び管に対し、Ｂｌは、大きい方の管のλ
／４に対応する周波数での応答が大きい管のλ／２に対
応する周波数における応答に匹敵するように、選択する
のが望ましい。
第８図を参照すると、多数のスピーカを使用して比較的
大きい有効コーン面積を与える本発明の実施例を示す概
略図が示される。この実施例は前面に８個のスピーカを
有するＢＯ８Ｅ　　８０２（商標名）スピーカ・システ
ムの変形例である。
この実施例は、矩形の断面の折り曲げた管によって開口
４２に結合されるスピーカ４１のコーンの背面を有する
単一管ユニットである。前面パネルに垂直の平面内にお
いて前面・ξネルから部分的又は全体的に後方開口に伸
びる１又はそれ以上の縦長の垂直パネルを配置し、スピ
ーカ間の分離を与え、スピーカが不平衡の場合の相互作
用を防止し。
これによって１又はそれ以上のスピーカが他のスピーカ
と異なった位相で動作することが可能である。第１図に
示す本発明の実施例において、キャビネットは１フイン
チ（４３，２ｃｍ　）の幅、８１／２インチ（２１ｃｍ
）の高さ％６インチ（１５，２ｍ）の奥行きで、ポータ
ズル・カセットＡＭ−１’Ｍ受信機のキャビネットとし
て充分小さくでき、一対の３インチのツイータ−を有す
るＢＯ８Ｅ８０２（商標）スピーカ・システムに使用さ
れる型式の単一の４捧インチ（１１，４ｍ）のスピーカ
を使用するキャビネットを１５ワツトのバッテリ動作・
ぐワー・アンプが駆動できる。
ＢＯ３Ｅ　　８０２（商標名）の一対の　ツイータ−の
うちの１つは左側に、他方は右側に配置され５００Ｈｚ
のクロスオーバ周波数以上で分離されて、可聴歪のない
相当なしはルの低音を放射する。この実施例においては
、開口２８及び３１の各々は幅５インチ（１２，７ｃＷ
Ｌ）で高さ１　’／４　（３，２ｃｍ　）である。前面
から後方に伸びるバッフル２５．２６及び２７の各々は
、長さが１１Ａインチ（２９，２儂）である。垂直バッ
フル２１及び２３は、夫々６インチ（１５，２ｍ）及び
４捧インチ（１１，４ｃｒｒＬ）の長さである。全ての
外側部分は、ＬｅＸａｎのＡインチ（１，２７ｃｍ）厚
で作られ、全ての内部バッフルは１／４　　インチ（０
，６４ｃｍ）　Ｐ　Ｖ　Ｃで作られ、硬貫壁で本質的に
無損失の音響伝送ラインを供給し、その壁は管内の定在
波の結果として生じ得る強い圧力ピークに対して変位は
最小となる。
システム応答における非一様性は等化回路によって減少
させられ、システム全体の応答をあらゆる所望の特性曲
線にすることができる。等化回路を使用して、システム
応答の管の長さが°暑　波長となる周波数以下にノツチ
を挿入することは望ましいことである。管スピーカ・シ
ステムの応答はこの周波数よりも低い。このノツチを有
する等化回路をスピーカを駆動するパワー・アンプの前
に配置すること罠よって、ノξワー・アンプはこの周波
数帯域ではスピーカにそれ程電力を伝送しない。
この特徴は、パワー・アンプ消費（必要となる容量）を
減少させ、スピーカ・ダイアフラムの変位及び歪を低下
させる。この特命は他のスピーカ、例えばポートのつい
たスピーカにも有益である。
第９図を参照すると、特定のパラメータ値の好適ノツチ
回路の実施例の回路図が示される。第１０図を参照する
と、このノツチ回路の周波数応答特性が示され、そのノ
ツチ周波数は４０Ｈｚのすぐ下で５（Ｈｌｚでは相当の
応答がある。この回路の重要な特徴は、システムの低カ
ットオフ周波数のすぐ下で応答が鋭く下がり、カットオ
フ周波数以下で応答を比較的低く維持していることであ
る。
こうして、ノツチ周波数における応答を低周波数カット
オフよりも６デシペル低（する回路が申し分のないもの
である。また、ノツチ周波数の近くに複素共役ポール及
びゼロの対を有する等化回路が望ましい。更に、このノ
ッチ・フィルタは他の帯域外ロールオフ・フィルタと結
合して一層効率を上げることができる。第１Ｏ図かられ
かるように、ノツチ周波数はほぼ３７ｈで、カットオフ
周波数（３ａＢ降下点）はほぼ４７Ｈｚである。即ち。
ノツチ周波数はカットオフ周波数よりも発オクターブ程
度低い（ノツチ周波数からの１オクターブは３７Ｈｚの
ノツチ周波数よりもほぼ３７Ｈｚ高い）。
本発明によるスピーカ・システムに等化回路を使用する
ことは望ましいけれども、電子的等化をしないシステム
を組立ることができる。電子的等化のないノξラメータ
は、一般に過度の変動のない最適帯域幅のために選択さ
れる。電子的等化では、パラメータは、比較的広い帯域
幅に亘って比較的平滑な応答のために選択されることが
望ましく、それによって電子的に等化するのを容易にし
て広帯域幅に亘ってほぼ一様な応答を与える。
以上、比較的製造が簡単で安価なコンパクト構造で、非
常に低い音の範囲まで伸びろ信号を正確にそして効率よ
く再生することができる、改良された経済的スピーカ・
システムを提供する新規な装置及び技術を説明した。本
発明を特にスピーカ・システムと関連させて説明したが
、本発明の原理は、振動面と圧力波を伝播する媒体との
間でエネルギの結合を行う他のシステムにも適用するこ
とができる。従って、本発明の原理は、圧力波を伝播す
る媒体から、又はその媒体に結合される振動面を使用す
るソナー及び超音波システム、あるいはマイクロホンに
適用することができる。当業者には本発明の範囲から離
れることなく、前述した実施例及び技術から種々の利用
が可能であることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ポータプルなエンタティンメント・センター
を構成する非常に小形のキャビネットで非常に低い音を
発生する本発明の実施例の正面図である。 第２図は、中空の硬質管音響伝送ラインの一端にスピー
カを配置した概略図である。 第３．　４．　５図は、管の長さが、夫々、−波長より
も短いとき、署波長と＆　波長の間のとき、残波長のと
きの定在波パターンを示す。 第６図は、典型的管スピーカの周波数応答を示す。 第７図は第１図に示す実施例の周波数応答を示す。 第８図はキャビネット内に多数の類似スピーカを設けて
使用する本発明の実施例を示す概略図である。 第９図はノツチ回路の回路図である。 第１０図は第９図のノツチ回路の周波数応答を示すグラ
フである。 第１１図はコーン面積に対する管の断面積の比を変えた
場合のスピーカの周波数特性を示す。 （符号説明） １１：スピーカ・システム １２：頂部パネル １６：前面パネル １７：背面パネル １８：底部パネル ２１．２３：垂直パネル ２２：スピーカ ２４．２５，２６，２７：水平パネル 特許出願人　　ポーズ・コーポレーション第６図 第７図 Ｌ”ｌｋ￥Ｌ（Ｈｚ） 第１０図

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）圧力波を伝播する媒体によって圧力波エネルギを
    伝達する装置であって、 圧力波の形態及び電気的形態のうちの一方を他方に変換
    する振動面を有する変換手段と、 前記媒体と振動面の間でエネルギを伝達する第１の低損
    失圧力波伝送ライン手段であって、その一端が前記振動
    面に近接し、他端が前記媒体に近接し、その有効長が前
    記媒体と振動面との間で伝達される圧力波エネルギの最
    低周波数における四分の一波長にほぼ一致する、第１低
    損失圧力波伝送ライン手段と、 前記振動面に近接する一端及び前記媒体に近接する他端
    を有し、その有効長が前記第１低損失圧力波伝送ライン
    手段と異なる第２の低損失圧力波伝送ライン手段と、 から構成され、前記第１及び第２低損失圧力波伝送ライ
    ン手段が協働して各伝送ライン手段の端部における媒体
    と前記振動面との間に１つだけの伝送ラインよりも有効
    に低周波エネルギを結合する、圧力波エネルギ伝達装置
    。
  2. （２）前記振動面及び媒体が、通常それらの間に不整合
    をもたらす圧力波インピーダンスによって特徴づけられ
    る特許請求の範囲第１項記載の装置。
  3. （３）前記第１低損失圧力波伝送ライン手段の長さが前
    記第２の低損失圧力波伝送ライン手段の約３倍である特
    許請求の範囲第１項記載の装置。
  4. （４）前記第１及び第２の低損失圧力波伝送ライン手段
    が前記振動面で分離される第１及び第２非吸収性内壁の
    中空管から成る特許請求の範囲第１項記載の装置。
  5. （５）前記中空管の各々が複数の区分から成り、前記振
    動面を夫々第１開口を画定する手段及び第２開口を画定
    する手段に相互結合し、それらの区分は長さが異なる特
    許請求の範囲第４項記載の装置。
  6. （６）前記中空管が、頂部、底部、側面、前面、及び背
    面の外部パネルを有する包囲体と、前記前面及び背面の
    外部パネル間にずれて伸びる複数のほぼ平行な内側パネ
    ルと、前記第１及び第２中空管を形成し前記振動面を包
    囲体の内部に支持する内部パネルと、から成る特許請求
    の範囲第５項記載の装置。
  7. （７）前記第１開口が、前記前面パネルにその頂部近く
    で前記側面パネルの一方に近接して配置され、前記第２
    開口が前記前面パネルにその底部近くで他方の側面パネ
    ルに近接して配置される、特許請求の範囲第６項記載の
    装置。
  8. （８）圧力波を伝播する媒体によって圧力波エネルギを
    伝達する装置であって、 圧力波の形態及び電気的形態のうちの一方を他方に変換
    する振動面を有する変換手段と、 前記媒体と振動面の間でエネルギを伝達する第１の低損
    失圧力波伝送ライン手段であって、その一端が前記振動
    面に近接し、他端が前記媒体に近接し、その有効長が前
    記媒体と振動面との間で伝達される圧力波エネルギの最
    低周波数における四分の一波長にほぼ一致する、第１低
    損失圧力波伝送ライン手段と、 前記振動面に近接する一端及び前記媒体に近接する他端
    を有し、その有効長が前記第１低損失圧力波伝送ライン
    手段と異なる第２の低損失圧力波伝送ライン手段と 低カットオフ周波数以下でシステム応答を鋭く低下させ
    、それによって前記カットオフ周波数以下では感知可能
    な出力を発生させないようにする等化回路と、 から構成され、前記第１及び第２低損失圧力波伝送ライ
    ン手段が協働して各伝送ライン手段の端部における媒体
    と前記振動面との間に１つだけの伝送ラインよりも有効
    に低周波エネルギを結合する、圧力波エネルギ伝達装置
    。
  9. （９）前記等化回路が、周波数零よりも前記カットオフ
    周波数に近いノッチ周波数を有するノッチ・フィルタか
    ら成る特許請求の範囲第８項記載の装置。
  10. （１０）前記ノッチ周波数が前記カットオフ周波数より
    も約１／３オクターブ低い特許請求の範囲第９項記載の
    装置。
  11. （１１）前記等化回路が、前記カットオフ周波数及びそ
    れ以上のスペクトルを有する信号に比較して、周波数零
    よりも前記カットオフ周波数に近い所定のノッチ周波数
    及びそれ以下の周波数のスペクトルを有する信号に対し
    て、少なくとも約６デシペルの減衰を与える周波数応答
    特性を有する手段を含む、特許請求の範囲第８項記載の
    装置。
  12. （１２）前記回路装置が前記カットオフ及びノッチ周波
    数に近い一対の共役ポール及び共役ゼロによって特徴づ
    けられる特許請求の範囲第１０項記載の装置。
JP62220578A 1982-09-29 1987-09-04 圧力波エネルギ伝達装置 Granted JPS63158997A (ja)

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