PL220092B1 - Kolumna głośnikowa - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest kolumna głośnikowa zawierająca pionową obudowę (1) posiadającą przekrój poprzeczny w kształcie elipsy lub okręgu z symetrycznie rozmieszczonymi na jej zewnętrznym obwodzie dodatkowymi kanałami akustycznymi (5) biegnącymi na całej długości obudowy (1), spełniającymi rolę filtrów akustycznych oraz głośnik niskotonowy (2), głośnik szerokopasmowy (3) i rozpraszacz (4) promieniowania akustycznego zamontowane współosiowo z obudową (1) kolumny.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kolumna głośnikowa, zwłaszcza do przekazywania dźwięku w systemie nagłaśniania pomieszczeń zamkniętych.

W literaturze zarówno technicznej jak i patentowej znane są różne rozwiązania kolumn głośnikowych między innymi z obudowami otwartymi i zamkniętymi, względnie z obudowami z otworem lub membraną. Te podstawowe typy kolumn charakteryzują się określonymi cechami, do których należą szybkość odpowiedzi impulsowej czy dolna częstotliwość graniczna, zależne od wyboru rozwiązania przy tych samych typach zastosowanych głośników. Konstrukcja obudowy głośników jest uzależniona od zastosowanych typów głośników, a zwłaszcza ich pasma przetwarzania. W przypadku głośników szerokopasmowych, stosowane obudowy otwarte są zazwyczaj w formie odgrody mającej często postać płaskiej płyty, w której umieszczony jest głośnik szerokopasmowy. Tego typu rozwiązanie powoduje, iż część promieniowania akustycznego, głównie z dolnego pasma jest bezpowrotnie tracona, ponieważ nie są to odgrody o rozmiarach nieskończonych. Większość tego typu rozwiązań posiada głośniki emitujące promieniowanie tylko w jednym kierunku. Najczęściej głośnik umieszczony jest z przodu kolumny i skierowany wylotem promieniowania akustycznego w kierunku słuchacza. Tego typu kolumny znane są przykładowo z opisu wzoru użytkowego nr PL62855 oraz opisu patentowego nr PL164918. Ponadto tego typu kolumny znane są z wielu dostępnych na rynku rozwiązań np. rozwiązanie kolumny głośnikowej „KleinHorn Nelson Pass”, w której wylot promieniowania akustycznego skierowany jest w tą samą stronę co głośnik szerokopasmowy lub kolumna głośnikowa „Ferguson Hill”, ujawniona między innymi w patencie nr US D502168 (US Design Patent), która zawiera skierowane w tą samą stronę: głośnik oraz wylot promieniowania akustycznego w kształcie elipsy, o obwodzie znacząco większym od obwodu głośnika.

Znane są również rozwiązania eliminujące niedogodność związaną z jednokierunkową emisją promieniowania akustycznego, emitowanego z głośników. Tego typu rozwiązania, dzięki odpowiedniej konstrukcji membrany głośnika lub zastosowaniu odpowiednich rozpraszaczy ciśnienia akustycznego, umożliwiają emitowanie ciśnienia akustycznego o jednakowych parametrach we wszystkich kierunkach (dookólnie), dzięki czemu słuchacz nie jest ograniczony do zajmowania jednego wybranego miejsca (kierunku) odsłuchu.

Z opisu zgłoszenia patentowego US 2007/0242844 A1 znana jest kolumna głośnikowa, której konstrukcja oparta jest o głośnik elektrostatyczny, którego membrana ma kształt cylindryczny i emituje fale dźwiękowe dookólnie. U dołu umieszczony jest w komorze głośnik niskotonowy uzupełniający pasmo.

Z oferty firmy MBL of America znana jest kolumna głośnikowa, której konstrukcja i zasada działania opiera się o wytwarzanie ciśnienia akustycznego poprzez cienkie paski (lamele) rozmieszczone cylindrycznie. Ze względu na masę lamel oraz ich różną amplitudę pracy zależną od częstotliwości podzielono głośniki (podobnie jak tradycyjnie) na nisko, średnio i wysokotonowe.

Z oferty firmy German Physiks znana jest kolumna głośnikowa wykorzystująca głośnik o konstrukcji membrany w kształcie stożka. Sposób wzbudzania drgań jest podobny jak w przypadku głośnika dynamicznego natomiast z uwagi na charakterystyczny kształt głośnik ten wymaga też mocowania membrany z drugiej strony cewki. Mocowanie to narzuca konieczność wykorzystywania tego typu głośnika jedynie jako dookólnego.

Znane są również rozwiązania, które do dookólnej emisji ciśnienia akustycznego wykorzystują odpowiednie rozpraszacze. Przykładowo z opisu US D484490S znana jest kolumna, której konstrukcja oraz zasada działania oparte są o odpowiednie rozpraszanie ciśnienia akustycznego, którego źródłem jest klasyczny głośnik dynamiczny. Ciśnienie akustyczne w tym przypadku nie jest jednak kierowane w pełni dookólnie. Zawężenie wszechkierunkowości promieniowania zapobiega powstawaniu odbić w przypadku umieszczenia kolumny w rogu nie tłumionego pomieszczenia.

Natomiast z oferty firmy Duevel znana jest kolumna głośnikowa (Jupiter) wykorzystująca dwa głośniki (średnio i wysokotonowy) umieszczone wraz z rozpraszaczami u góry obudowy natomiast głośnik niskotonowy jest umieszczony na dole obudowy.

W opisanych rozwiązaniach nadal najwięcej problemu stwarza odpowiednie zaprojektowanie zwrotnicy przeznaczonej do podziału pasma między głośnikami, czyli odpowiedniej korekty ich charakterystyki. W tym celu na ogół stosuje się zwrotnice aktywne lub pasywne. Rozwiązanie ze zwrotnicą aktywną polega na odpowiedniej konstrukcji filtra w układzie wejściowym stopnia mocy, natomiast w przypadku zwrotnicy pasywnej, która jest fizycznie mocowana zazwyczaj w kolumnie głośnikowej,

PL 220 092 B1 stosuje się układ filtrów umieszczonych za stopniem mocy. Niedogodnością tych rozwiązań jest konieczność budowy dodatkowych elementów elektronicznych korygujących charakterystykę głośników, przy czym w drugim przypadku (zwrotnica pasywna) stosuje się zazwyczaj duże i ciężkie elementy elektroniczne (cewki o znaczącej indukcyjności) zajmujące znaczną przestrzeń w kolumnie głośnikowej.

Potrzebę stosowania w kolumnie głośnikowej zwrotnic elektrycznych w całości lub w znacznej części eliminuje rozwiązanie według wynalazku, zawierające obudowę pionową, głośnik niskotonowy zamontowany w dolnej części obudowy, głośnik szerokopasmowy zamontowany w górnej części obudowy oraz rozpraszacz promieniowania akustycznego, które charakteryzuje się tym, że obudowa posiada przekrój poprzeczny w kształcie elipsy lub okręgu z symetrycznie rozmieszczonymi na jej zewnętrznym obwodzie dodatkowymi kanałami akustycznymi biegnącymi na całej długości obudowy, spełniającymi rolę filtrów akustycznych, przy czym głośnik niskotonowy, głośnik szerokopasmowy i rozpraszacz promieniowania akustycznego zamontowane są współosiowo z obudową kolumny.

Korzystnie, wylot promieniowania akustycznego głośnika niskotonowego skierowany jest w dół.

Korzystnie, wylot promieniowania akustycznego głośnika szerokopasmowego skierowany jest w górę, w kierunku umieszczonego nad nim rozpraszacza promieniowania akustycznego.

W szczególnym przypadku obudowa kolumny, korzystnie drewniana stanowi hermetyczną, jednolitą całość.

W innym szczególnym przypadku obudowa kolumny wykonana jest w formie pionowego stosu mocowanych jeden na drugim płaskich elementów składowych.

Konstrukcja kolumny głośnikowej według wynalazku umożliwia jednoczesną emisję ciśnienia akustycznego o jednakowych parametrach we wszystkich kierunkach, a dzięki specyficznym filtrom akustycznym eliminuje całkowicie lub w przeważającej mierze potrzebę stosowania zwrotnicy elektrycznej. Ponadto dzięki umieszczeniu dodatkowego głośnika niskotonowego następuje poszerzenie dolnego pasma częstotliwości, a skierowanie jego wylotu promieniowania akustycznego do dołu znacząco zmniejsza dudnienia w pomieszczeniu spowodowane między innymi odbiciami fał akustycznych, występującymi zwłaszcza przy umieszczeniu kolumny w rogu pomieszczenia. Zaletą rozwiązania jest również stosunkowa łatwość i niski koszt jego wykonania. Ponadto istnieje możliwość korekty ustawień filtru akustycznego bez uszkadzania obudowy zewnętrznej. Filtr (kanały akustyczne) umieszczone są bowiem wewnątrz obudowy i strojone jednorazowo również wewnątrz obudowy, gdzie poszerzenie lub zmiana objętości pojedynczego kanału nie prowadzi do ingerencji i ryzyka jakichkolwiek uszkodzeń na zewnętrznej części obudowy.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia obudowę kolumny w przekroju poprzecznym, fig. 2 - elementy składowe kolumny z obudową wykonaną z płaskich elementów składowych, przed ich złożeniem w całość, w widoku perspektywicznym, a fig. 3 - złożoną kolumnę głośnikową w widoku perspektywicznym.

Kolumna głośnikowa zawiera obudowę pionową 1, głośnik niskotonowy 2 zamontowany w dolnej części obudowy 1, głośnik szerokopasmowy 3 zamontowany w górnej części obudowy 1 oraz rozpraszacz 4 promieniowania akustycznego. Przekrój poprzeczny obudowy 1 ma ks zt ałt okręgu z symetrycznie rozmieszczonymi na jej zewnętrznym obwodzie dodatkowymi kanałami akustycznymi 5 biegnącymi na całej długości obudowy 1, spełniającymi rolę filtrów akustycznych, przy czym głośnik niskotonowy 2, głośnik szerokopasmowy 3 i rozpraszacz 4 promieniowania akustycznego zamontowane są współosiowo z obudową 1 kolumny. Wylot promieniowania akustycznego głośnika niskotonowego 2 skierowany jest w dół, natomiast wylot promieniowania akustycznego głośnika szerokopasmowego 3 skierowany jest w górę, w kierunku umieszczonego nad nim stożkowego rozpraszacza 4 promieniowania akustycznego. Obudowa 1 kolumny wykonana jest w formie pionowego stosu mocowanych jeden na drugim płaskich elementów składowych.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kolumna głośnikowa zawierająca obudowę pionową, głośnik niskotonowy zamontowany w dolnej części obudowy, głośnik szerokopasmowy zamontowany w górnej części obudowy oraz rozpraszacz promieniowania akustycznego, znamienna tym, że obudowa (1) posiada przekrój poprzeczny w kształcie elipsy lub okręgu z symetrycznie rozmieszczonymi na jej zewnętrznym obwodzie dodatkowymi filtrami akustycznymi w postaci kanałów (5), biegnącymi na całej długości obudowy (1),

   PL 220 092 B1 przy czym głośnik niskotonowy (2), głośnik szerokopasmowy (3) i rozpraszacz (4) promieniowania akustycznego zamontowane są współosiowo z obudową (1) kolumny.
2. 2. Kolumna według zastrz. 1, znamienna tym, że wylot promieniowania akustycznego głośnika niskotonowego (2) skierowany jest w dół.
3. 3. Kolumna według zastrz. 1, znamienna tym, że wylot promieniowania akustycznego głośnika szerokopasmowego (3) skierowany jest w górę, w kierunku umieszczonego nad nim rozpraszacza (4) promieniowania akustycznego.
4. 4. Kolumna według zastrz. 1, znamienna tym, że obudowa (1) kolumny, korzystnie drewniana stanowi hermetyczną, jednolitą całość.
5. 5. Kolumna według zastrz. 1, znamienna tym, że obudowa (1) kolumny wykonana jest w formie pionowego stosu mocowanych jeden na drugim współosiowych, płaskich elementów składowych.