WO2000052958A1

WO2000052958A1 - Systeme de haut-parleur

Info

Publication number: WO2000052958A1
Application number: PCT/JP2000/001176
Authority: WO
Inventors: Koichi Sadaie; Kenichiro Toyofuku
Original assignee: Onkyo Corporation
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2000-09-08
Also published as: KR20020002397A; CN1342384A; CN1179602C; US6798891B1; US7021419B2; AU767458B2; US20050039975A1; EP1161118B1; AU2695900A; EP1161118A1; AU767458C; MY125076A; JP3656551B2; ATE496495T1; EP1161118A4; KR100632743B1; DE60045547D1

Description

明細書スピーカシステム技術分野

本発明は、スピーカシステムに関する。より詳細には、本発明は、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムに関する。背景技術

長年にわたって、小型スピーカで低音を再生するために、種々の試みがなされている。例えば、特開昭 50- 39123号公報には、スピーカユニットを対向させて音波を合成する技術が記載されている。この公報によれば、音波を合成することにより、それまでの小型スピー力では実現困難であった低音の音圧を増大させ得ることが記載されている。

しかし、上記公報に記載の技術は、単に 2つのスピーカユニットから出力される音波の位相、振幅および波形を同一にして振動させることにより音圧を増大させているにすぎない。従って、この技術では、小型スピーカを用いて低音の再生帯域を拡大することはできない。

また、小型スピーカによる低音再生を補助するために、音導管を用いて低域の量感を増大させる技術が提案されているが、風切り音が発生して音質が低下するという問題がある。さらに、従来の音導管を用いた技術では、低音の再生帯域を十分に拡大したという報告はなされていない。

上記のように、小型低音再生用スピーカの分野においては、音質を低下させることなく低音の再生帯域を拡大させることが、長く解決されない課題として残っている。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムを提供することにある。発明の開示

本発明のスピーカシステムは、スピーカユニットと、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、該スピーカュニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部と、を備え、該スピーカシステムの f 0が、該スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の f 0と比較して 2 0 %以上低くなっている。

本発明の別のスピーカシステムは、第 1の箱体に取り付けられた第 1のスピー力ュニットと、第 2の箱体に取り付けられた第 2のスピーカュニットと、該第 1のスピーカュニットと該第 2のスピーカュニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第 1の箱体と該第 2の箱体との間に配設され、該該第 1の箱体および該第 2の箱体と一緒に、該第 1および第 2のスピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該スピーカシステムの f 0が、該第 1または第 2のスピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の f 0と比較して 2 0 %以上低くなっている。

好ましい実施形態においては、上記第 1のスピーカユニットと上記第 2のスピーカュニットとは同一である。

本発明のさらに別のスピーカシステムは、箱体に取り付けられたスピー力ユニットと、該スピーカュニッ卜から所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該スピーカシステムの f 0力該スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の ί 0 と比較して 2 0 %以上低くなっている。

好ましい実施形態においては、上記壁体は、上記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する。

好ましい実施形態においては、上記音導部は、上記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該音道は、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有する。好ましい実施形態においては、上記音道の平面形状を規定する線は、連続的な曲線で構成される。あるいは、上記音道の平面形状を規定する線は、少なくとも直線部分を含む。

本発明の別の局面によれば、スピーカシステムは、箱体に取り付けられたスピーカュニッ卜と、該スピーカュニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカュニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている。本発明のさらに別の局面によれば、スピーカシステムは、第 1の箱体に取り付けられた第 1のスピーカユニットと、第 2の箱体に取り付けられた第 2 のスピーカュニッ卜と、該第 1のスピーカュニットと該第 2のスピーカュニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第 1の箱体と該第 2の箱体との間に配設され、該該第 1の箱体および該第 2の箱体と一緒に、該第 1 および第 2のスピーカュニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材とを備え、該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている。好ましい実施形態においては、上記圧力吸収特性を有する材料は発泡ウレタンである。

好ましい実施形態においては、上記発泡ウレタンの発泡倍率は 2〜8 0倍である。

好ましい実施形態においては、上記音導部の壁面の少なくとも一部には、圧力調整部が設けられている。

好ましい実施形態においては、上記圧力調整部は、表面処理された音響材料から構成されている。

好ましい実施形態においては、上記表面処理された音響材料はフェルトである。

好ましい実施形態においては、上記音導部は、上記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカュニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該音道の中間部の幅は、該音源空間と該音道との接続部の幅よりも狭い。

好ましい実施形態においては、上記音道の出口部の面積は、上記スピーカュニットの振動板面積の 1 / 2 0〜 1 / 1 0の範囲である。

好ましい実施形態においては、上記壁体は、上記スピ一力ユニットに対向する部分に音響負荷部を有する。

好ましい実施形態においては、上記圧力吸収性を有する材料が上記中間部材内部に部分的に配設され、該材料と該中間部材の内壁との間に空気部分が規定されている。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカシステムの正面図である。

図 2は、図 1のスピーカシステムの Π- II線による断面図である。図 3は、図 1のスピーカシステムの ΙΠ-ΠΙ線による断面図である。

図 4は、図 3の音導部の改変例を説明するための概略図である。

図 5は、図 3の音導部のさらなる改変例を説明するための概略図である。図 6は、本発明の別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。図 7は、図 6のスピーカシステムの VII- VII線による断面図である。

図 8は、図 6のスピーカシステムの VIII - VIII線による断面図である。図 9は、図 7の音響負荷部の改変例を説明するための概略断面図である。図 1 0は、図 7の音響負荷部のさらなる改変例を説明するための概略断面図である。

図 1 1は、図 7の音響負荷部のさらなる改変例を説明するための概略断面図である。

図 1 2は、本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。

図 1 3は、図 1 2のスピーカシステムの XIII- XIII線による断面図である。図 1 4は、図 1 2のスピーカシステムの XIV- XIV線による断面図である。図 1 5は、図 1 4の改変例を説明するための概略断面図である。

図 1 6は、本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。

図 1 7は、図 1 6のスピーカシステムの XVII- XVII線による断面図である。図 1 8は、図 1 6のスピーカシステムの XVIII- XVIII線による断面図である。

図 1 9は、本発明に用いられる音導部の音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。

図 2 0は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。

図 2 1は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。

図 2 2は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。

図 2 3は、本発明に用いられる音導部の伝達関数と従来のスピーカシステムに用いられる音導部の伝達関数とを比較するグラフである。

図 2 4は、本発明に用いられる音導部の伝達関数と従来のスピーカシステムに用いられる音導部の伝達関数とを比較するグラフである。

図 2 5は、本発明のスピーカシステムについて、入力を変化させて伝達関数を測定した結果を示すグラフである。

図 2 6は、風切り音の発生について、本発明のスピーカシステムと比較例のスピーカシステムとを比較するためのグラフである。

図 2 7は、比較例のスピーカシステムについて、入力を変化させて伝達関数を測定した結果を示すグラフである。

図 2 8は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

(実施形態 1 )

図 1〜図 3を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図 1は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図 2は、図 1のスピーカシステムの I I- I I線による断面図であり；そして、図 3は、図 1のスピ一カシステムの III- III線による断面図である。

このスピーカシステム 1 0 0は、スピーカュニット 1 1が取り付けられた箱体 1 0と、スピーカュニット 2 1が取り付けられた箱体 2 0と、中間部材 3 0とを有する。箱体 1 0および 2 0は、スピーカユニット 1 1および 2 1 が互いに対向するようにして、中間部材 3 0を介して組み立てられている。スピーカュニット 1 1および 2 1は、所定の距離 Lだけ離間して対向している。距離 Lは、中間部材の高さ（厚み）を規定し、スピーカユニットの寸法等に応じて適宜変化し得る。例えば、口径 1 0 c mのスピーカュニットを互いに対向させる場合には、距離 Lの好ましい範囲は 2〜 3 6 mmであり、 Lの最適値は約 1 8 mmである。距離 Lがこの範囲より小さいとスピーカュエツト同士が接触してしまう場合がある。距離 Lがこの範囲より大きいと f 0の低下（すなわち、低音再生帯域の拡大）が不十分である場合がある。スピーカユニット 1 1および 2 1は、互いに同一仕様であってもよく、互いに異なる仕様であってもよい。スピーカユニット 1 1および 2 1の動作方式は特に限定されず、例えば、モノラル音響信号入力、ローパスフィルタおよびアンプを直列接続し、アンプに対して 2つのスピーカュニットを並列接続した構成が採用される。このような構成によれば、信号の位相ズレが抑制され、その結果、圧縮膨張時における位相干渉による圧力の打ち消し合いが低減され得る。

中間部材 3 0は、箱体 1 0および 2 0と一緒になつて音導部 4 0を規定する。音導部 4 0は、スピーカユニット 1 1および 2 1から放射される音波を自由空間（すなわち、受聴者が存在する空間） 7 0へと導出する。音導部 4 0は、スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、かつ、そのきわめて高い空気の膨張および圧縮を有効に自由空間に導出し得る形状を有し、低音再生帯域の拡大に寄与する。

次に、音導部 4 0について詳細に説明する。簡単のため、図 3を参照して平面形状について説明するが、音導部 4 0が、箱体 1 0および 2 0と中間部材 3 0とにより、図 3の平面形状に対応して立体的に規定されていることはいうまでもない。

音導部 4 0は、音源空間 4 1 と音道 4 2とを有する。音源空間 4 1は、スピー力ユニット 1 1 (および 2 1 ) を取り囲むように規定される。本実施形態においては、主に音源空間 4 1力;、スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる。スピー力ュニット 1 1および 2 1から放射される音波は、音源空間 4 1を経て音道 4 2へと伝播する。音道 4 2は、この音波を自由空間 7 0に導出する。

本実施形態においては、主に音道 4 2が、音源空間 4 1に生じる高い膨張および圧縮を有効に自由空間 7 0に放射し、低音再生帯域の拡大に寄与する。このような要求を満足し得る音道 4 2の具体的形状は以下の通りである： ( 1 ) 音道の中間部 4 3の幅は、音源空間 4 1 と音道 4 2との接続部 4 4の幅および音道の出口部 4 5の幅よりも狭く、かつ、（2 ) 音道 4 2の音波導出方向の軸 4 6に対して非対称である。（1 ) および（2 ) の要件が必要かつ十分な要件であるが、代表的には、中間部 4 3 (最も狭い部分）の幅と出口部 4 5の幅 W₂の比率（ ^ZW ! ) X 1 0 0は 1 2 0 %〜 1 8 0 %、好ましくは約 1 5 0 %である。

このような形状の音道で音波を伝播させる場合には、（ 1 ) の要件に起因して、音道の実質的な長さが一義的に決定できなくなるため、音道 4 2の長さによって決まる定在波の基本波共振の鋭さを抑えることができる。従って、高次の定在波のレベルを低減することができる。さらに、（2 ) の要件に起因して、音道 4 2の壁面に沿った伝播速度が異なるようになるので、音道内を一体となって動く音響質量とみなせる部分が小さくなる。従って、音導部 4 0内の音圧変化が大きい場合に音導部 4 0内の音響質量を振動させるためのエネルギーロスが少ない。その結果、音導部 4 0の出口部 4 5付近の空気を、媒質の振動としてではなく、媒質そのものを空気の塊としてより大きな体積で放射する。これは一般の正弦波掃引などの測定では現れないが、音楽信号に含まれるベースやドラムなどのェネルギ一の大きな過渡音またはそれに相当する測定用信号を印加した場合に観測することができる。このように、本実施形態によるスピーカシステムは、約 5 O H z以下の帯域を増強する機能を有し、低音域での量感の向上に寄与する。

本実施形態によるスピーカシステムの f 0は、スピー力ュニット 1 1または 2 1を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合の f 0 と比較して 2 0 %以上、好ましくは 3 0 %以上低くなつている。なお、 f 0 低下率は大きければ大きいほど好ましいが、実用的な f 0の最大低下率は約 5 0 %である。

上記（1 ) および（2 ) の要件を満足する音導部 4 0の他の具体例としては、図 4または図 5に示すようなものが挙げられる。音道 4 2を規定する線 (すなわち、平面視した音道壁面）は、図 4に示すように連続的な曲線のみで構成されてもよく、図 5に示すように直線部分を含んでいてもよい。上記 ( 1 ) および（2 ) の要件を満足する限り、任意の適切な平面形状を有する音導部 4 0が採用され得ることはいうまでもない。

さらに、上記（1 ) および（2 ) の要件を満足する音導部 4 0によれば、風切り音等が発生せず、音質が低下することもない。

(実施形態 2 )

図 6〜図 8を参照して、本発明の別の実施形態を説明する。図 6は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図 7は、図 6のスピーカシステムの VII- VII線による断面図であり；そして、図 8は、図 6のスピーカシステムの VIII- VII I線による断面図である。本実施形態においては、 2つのスピーカュニットを対向させる代わりに、スピーカュニットと音響負荷部を設けた壁体とを対向させている。なお、実施形態 1 と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。

スピーカシステム 2 0 0は、スピーカユニット 1 1が取り付けられた箱体 1 0と、音響負荷部 5 1が設けられた壁体 5 0と、中間部材 3 0とを有する。箱体 1 0および壁体 5 0は、スピーカュニッ卜と音響負荷部 5 1の最突出部とが所定の距離 L ' だけ離間して対向するようにして、中間部材 3 0を介して組み立てられている。

距離 L ' は、スピーカユニットの寸法等に応じて適宜変化し得る。例えば、口径 1 3 c mのスピーカユニットを用いる場合には、距離 L ' の好ましい範囲は 2〜 3 6 mmであり、 L ' の最適値は 1 8 m mである。距離 L ' がこの範囲より小さいとスピーカュニッ卜と音響負荷部とが接触してしまう場合がある。距離 L ' がこの範囲より大きいと f 0の低下（すなわち、低音再生帯域の拡大）が不十分である場合がある。

壁体 5 0は、スピーカユニット 1 1に対向する部分に音響負荷部 5 1を有する。スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、低音再生帯域の拡大に寄与するような音導部 4 0が実現され得る限りにおいて、任意の適切な音響負荷部 5 1が採用され得る。図 7においては、音響負荷部 5 1は椀状凸部である。

あるレ、は、音響負荷部 5 1は、図 9に示すように、スピーカユニット 1 1 の振動板 1 2に対して均等な間隙を形成するような断面台形状凸部であり得；図 1 0に示すように、所定の高さと幅を有するリング状凸部（例えば、 1 3 c mュニットに対しては、高さ 1 0 m m、リング幅 1 5 mm) であり得；図 1 1に示すように、リング状凸部と椀状凹部との組み合わせであり得る。図 7および図 9のような単に突出しただけの音響負荷部に比べて、図 1 0および図 1 1のような凹凸を有する音響負荷部の方が ί 0低減効果（すなわち、低音再生帯域拡大効果）がさらに顕著である。

(実施形態 3 ) 図 1 2〜図 1 5を参照して、本発明のさらに別の実施形態を説明する。図 1 2は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図 1 3は、図 1 2のスピーカシステムの XI II- XIII線による断面図であり；そして、図 1 4は、図 1 2のスピーカシステムの XIV-XIV線による断面図である。図 1 5 は、図 1 4の改変例を説明するための概略断面図である。なお、実施形態 1 または 2と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。

このスピーカシステム 3 0 0は、スピー力ュニット 1 1が取り付けられた箱体 1 0と、スピーカユニット 2 1が取り付けられた箱体 2 0と、中間部材 3 0とを有する。箱体 1 0および 2 0は、スピーカユニット 1 1および 2 1 が互いに対向するようにして、中間部材 3 0を介して組み立てられている。中間部材 3 0のうち音導部 4 0を規定する部分（以下、規定部分 3 1という）の少なくとも一部は、圧力吸収特性を有する材料（圧力吸収材料）から構成されている。ここで、「規定部分 3 1の少なくとも一部が圧力吸収材料から構成されている」とは、音導部 4 0を規定する中間部材の壁面の少なくとも一部に圧力吸収材料が存在することをいう。例えば、（ i ) 中間部材 3 0のエンクロージャーを構成する部分（剛体部分）と同じ材料で一体的に規定部分 3 1を構成し、当該剛体規定部分の表面の所定の位置に圧力吸収材料を貼りつけてもよく、あるいは（ i i ) 圧力吸収材料自体によって規定部分を構成してもよい（すなわち、中間部材内部全部または所定の一部に、所定の形状の規定部分 3 1を規定するようにして圧力吸収材料を充填してもよい）。図 1 4は、圧力吸収材料を中間部材内部全部に充填する場合を例示し、図 1 5は、中間部材内部の所定の位置に圧力吸収材料を配する場合（すなわち、エンクロージャー内壁と規定部分との間に空気部分 6 0を設ける場合）を例示している。

圧力吸収材料の配設位置および厚み等は、目的に応じて変化し得る。上記のように、圧力吸収材料の厚みは、中間部材内部全部を充填するような分厚いものであってもよく、剛体で構成された規定部分に貼りつけるような薄いものであってもよい。より具体的には、圧力吸収材料の厚みは、 1〜 1 0 0 mmである。圧力吸収材料は、音道 4 2に对応する部分のみに配設されてもよく、音源空間 4 1から音道 4 2に至る部分に対応する部分に配設されてもよい。圧力吸収材料の配設位置および厚み等を適切に選択することにより、得られるスピーカシステムの低音再生能力、出力特性、ノイズ、風切り音等を制御することができる。例えば、図 1 5に示すような構成（すなわち、ェンクロージャー内壁と規定部分との間に空気部分 ₆ 0を設ける構成）によれば、人間の耳に最も敏感な帯域（2〜5 k H z ) のノイズを低減させることができる。

ここで、圧力吸収材料とは、小入力時（空気の流速が遅いとき、すなわち、音導部の圧力変化が小さいとき）には剛体と同様に機能し、大入力時（空気の流速が速いとき、すなわち、音導部の圧力変化が大きいとき）には軟質材料と同様に機能する材料をいう。代表的な圧力吸収材料としては、いわゆる緩衝材料が挙げられる。圧力吸収材料は吸音性である必要はないが、吸音性を有していてもよい。吸音力が音質向上の効果をもたらす代表的な場合としては、当該材料が有する吸音率の周波数特性が不要な雑音（例えば、風切り音）の帯域において高い場合である。このような圧力吸収材料の具体例としては、発泡ウレタン、発泡ゴム、発泡ポリエチレンが挙げられる。発泡ウレタンが好ましい。発泡ウレタンを用いる場合には、その発泡倍率は、好ましくは 2〜8 0倍である。圧力吸収材料を規定部分 3 1に用いることにより、大入力時にスピーカ前面部が過圧になるのを緩和するので大入力時にも特性を乱すことなく応答の速い低音が得られる。さらに、高域において高い吸音性を有する材料を用いる場合には、風切り音の発生（特に、大入力時における風切り音の発生）を特に良好に防止することができる。好ましくは、圧力調整部 3 2が、音導部 4 0を規定する壁面の少なくとも一部に設けられている。圧力調整部 3 2は、音導部 4 0の壁面全面に設けてもよい。圧力調整部 3 2は、目的に応じて、壁面の任意の適切な位置に配設され得る。例えば、圧力調整部 3 2は、音道 4 2の壁面全面に配設されてもよく、音道 4 2の片側の壁面のみに配設されてもよく、音源空間 4 1から音道 4 2に至る壁面に配設されてもよい。好ましくは、圧力調整部 3 2は、表面処理された音響材料から構成される。ここで、表面処理された音響材料とは、上記圧力吸収材料と同様の機能を有し、さらに、圧力吸収材料に比べて平滑な表面性状を有する材料をいう。平滑な表面性状を有することにより、空気の流動抵抗を低減することが可能となるので、大入力時または小入力時にかかわらず空気の流れをスムーズにすることができ、その結果、得られるスピー力の音質を顕著に向上させることができる。表面処理された音響材料の代表例としては、フェルト、軟質フィルムが挙げられる。表面処理された音響材料は吸音性である必要はないが、吸音性を有していてもよい。代表的には、圧力調整部 3 2は、表面処理された音響材料を規定部分 3 1に貼り付けることにより配設される。このような圧力調整部 3 2を設けることにより、上記の効果に加えて、低域におけるエネルギーロスが顕著に抑えられる。圧力吸収材料（例えば、発泡ウレタン）が低域において有するわずかな吸音力を、音響材料と組み合わせて使用することによりほぼゼロにすることができるので、低域におけるエネルギーロスがさらに抑えられるからである。従つて、目的に応じて、圧力吸収材料と音響材料とを適宜組み合わせて用いるのが好ましい。

本実施形態においては、音道 4 2の最も狭い部分の幅が音源空間 4 1 と音道 4 2との接続部 4 4の幅よりも狭ければ十分である。規定部分 3 1に圧力吸収材料を用いることにより、音道 4 2の壁面に沿った音波の伝播速度が異なるようになるので、音道が非対称な平面形状を有する場合と同様の効果が得られるからである。従って、音道の平面形状は、音波導出方向の軸 4 6に対して対称であっても非対称であってもよい（図 1 4は、対称である場合を例示している）。また、音道 4 2の最も狭い部分は、図 3に示すような中間部 4 3であってもよく、図 1 4に示すような出口部 4 5であってもよレヽ。言いかえれば、音道 4 2は、図 3に示される中間部 4 3を規定するようなくびれた平面形状を有していてもよく、図 1 4に示すように接続部 4 4から出口部 4 5にかけて幅が単調減少するような（すなわち、中間部 4 3が規定されないような）平面形状を有していてもよい。なお、接続部 4 4から出口部 4 5にかけて幅が単調減少するような平面形状を有する音道 4 2を規定できることが、本実施形態の特微の一つである。このこともまた、規定部分 3 1に圧力吸収材料を用いることに起因するものである。すなわち、規定部分 3 1 に圧力吸収材料を用いることにより、音道の実質的な長さが一義的に決定できなくなるため、音道 4 2の長さによって決まる定在波の基本波共振の鋭さを抑えることができるからである。音道 4 2の最も狭い部分（すなわち、中間部 4 3または出口部 4 5 ) の幅 W₃と接続部 4 4の幅 W₄の比率（W₄ /W ₃) X 1 0 0は、 1 2 0 %〜 1 8 0 %、好ましくは約 1 5 0 %である。

好ましくは、音道 4 2の容積は、振動板の変位体積に対して約 1〜 2倍である。このような範囲の容積で音道 4 2を形成することにより、空気の非線形性の影響を受けることが少なく、かつ、コーン紙等の音圧による変形が防止されるので、大入力時にも特性を乱すことなく応答の速い低音が得られる。出口部 4 5の面積は、スピーカュニッ卜の振動板面積の好ましくは 1 / 1 0以下、さらに好ましくは 1 Z 2 0〜 1 Z 1 0の範囲である。面積比が 1 Z 2 0より小さい場合には、音圧が不十分となる場合がある。面積比が 1 / 1 0より大きい場合には、空気の移動速度が小さくなるので、応答の速い低音が得られない場合が多い。このような出口部面積（すなわち、スピーカシステムの開口部面積）は、従来の小型低音再生用スピーカに比べて格段に小さいので、応答の速い低音が得られ、かつ、製品設計上も非常に有利である。本実施形態によるスピーカシステムの f 0もまた、スピー力ュニット 1 1 または 2 1を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合の f 0と比較して 2 0 %以上、好ましくは 3 0 %以上低くなっている。

(実施形態 4 )

図 1 6〜図 1 8を参照して、本発明のさらに別の実施形態を説明する。図 1 6は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図 1 7は、図 1 6のスピーカシステムの XVII- XVII線による断面図であり；そして、図 1 8は、図 1 6のスピーカシステムの XVIII- XVIII線による断面図である。本実施形態においては、実施形態 2と同様に、 2つのスピーカユニットを対向させる代わりにスピーカュニッ卜と音響負荷部を設けた壁体とを対向させている。なお、本実施形態は、音道 4 2が音波導出方向の軸に対して非対称な平面形状である場合を示している。実施形態 1〜3と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。

スピーカシステム 4 0 0は、スピーカュニット 1 1が取り付けられた箱体 1 0と、音響負荷部 5 1が設けられた壁体 5 0と、中間部材 3 0とを有する。箱体 1 0および壁体 5 0は、スピーカュニットと音響負荷部 5 1の最突出部とが所定の距離 L ' だけ離間して対向するようにして、中間部材 3 0を介して組み立てられている。距離 L，については、実施形態 2で説明したとおりである。音響負荷部 5 1についても、実施形態 2で説明したとおり、任意の適切な音響負荷部 5 1が採用され得る（例えば、図 1 8だけでなく図 9〜図 1 1に示すような音響負荷部 5 1が採用され得る）。

本実施形態によるスピーカシステムの f 0もまた、スピーカュニッ卜 1 1 を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合の f 0と比較して 2 0 %以上、好ましくは 3 0 %以上低くなっている。 (実施形態 5 )

本発明のさらに別の実施形態によれば、スピーカユニット 1 1が取り付けられた箱体 1 0と、音響負荷部 5 1が設けられた壁体 50と、中間部材 30 とを有するスピーカシステムを、スピーカユニットが対向するように（すなわち、音響負荷部 5 1の背面同士が対向するように）重ね合わせて用いてもよい。この場合、音響負荷部 5 1は、同一であってもよく異なっていてもよレ、。以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。

(実施例 1 )

同一仕様の 10 cmスピーカュニットを 2つ作製し、それぞれを 2リツタ一密閉箱（124raraX217画 Xll5mra) に取り付けた。ユニットが 1 8mm離れて互いに対向するようにして、これらの密閉箱を中間部材を介して組み立て、図 1〜図 3に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが 1 8mm、出口部の幅が 60mm、中間部（最も狭い部分）の幅が 4 Omm、そして音道の長さが 50 mmとなるような形状を有する中間部材を用いた。次に、スピーカシステムを実際に動作させ、 f Oを測定した。一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、 f 0を測定した。

その結果、本発明のスピーカシステムの f 0は 62H zであり、ユニット単独の ί 0は 9 OH zであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ュニット単独に比べて f 0が約 3 1 %低くなつていることがわかった。

さらに、音導部の空間の高さをそれぞれ 36 mmおよび 54 mmとしたこと以外は上記と同様にしてスピーカシステムを作製し、 f Oを測定した。その結果、 36 mmスピーカシステムの f 0は 72 H z (ユニット単独に比べて約 20%低い）であり、 54 mmスピーカシステムの f 0は 78Hz (ュニット単独に比べて約 1 3%低い）であった。このことから、ユニット同士を接触させず、かつ、できるだけ近接させるのが好ましいことがわかる。

(実施例 2 )

1 3 cmスピーカュニットを作製し、 3 リッター密閉箱（150隨 X 210麵 X 150rara) に取り付けた。ユニットが壁体から 1 8 mm離れて対向するようにして、密閉箱と壁体とを中間部材を介して組み立て、図 6〜図 8に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが 1 8mm、出口部の幅が 90mm、中間部（最も狭い部分）の幅が 60mm、そして音道の長さが 75 mmとなるような形状を有する中間部材を用いた。次に、スピ一カシステムを実際に動作させ、 ί θを測定した。

一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、 f Oを測定した。

その結果、本発明のスピーカシステムの f 0は 95H zであり、ユニット単独の f 0は 1 26 H zであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ュニット単独に比べて f 0が約 25%低くなっていることがわかった。

(実施例 3 )

実施例 2と同様にして、図 9に示すような音響負荷部を有するスピーカシステムを作製し、実施例 2と同様の試験に供した。その結果、 f (^t92H zであり、ュニッ卜単独に比べて f 0が約 27%低くなっていることがわかつた。 (実施例 4 )

実施例 2と同様にして、図 1 0に示すような音響負荷部を有するスピーカシステムを作製し、実施例 2と同様の試験に供した。その結果、 ί θは 8 4 Η ζであり、ュニット単独に比べて ί 0が約 3 3 %低くなっていることがわかった。

(実施例 5 )

本発明のスピーカシステムに用いられる音導部（例えば、図 3に示すような音導部）の音波伝播特性を、従来の音響管の音波伝播特性と比較した。具体的には、実施例 1で作製したユニット付き密閉箱に、実施例 1で用いた中間部材を介して平板を取り付け、実施例 1と同様の音導部を形成した。この音導部に微粉を敷き詰め、低周波（6 0 H z ) のサイン波でユニットを駆動し、粉の移動の様子（すなわち、空気の疎密の様子）を観察した。観察結果の写真を図 1 9に示す。

一方、断面矩形状（すなわち、直方体状）の音響管（剛体、幅 4 O mmおよび幅 2 O mm) について、それぞれ同様の試験を行った。観察結果の写真を図 2 0および図 2 1に示す。

さらに、中間部分が幅狭の形状を有する従来の音響管についても同様の試験を行った。観察結果の写真を図 2 2に示す。

図 1 9〜図 2 2を比較すると明らかなように、本発明に用いられる音導部においては、移動した粉によって形成される縞（節）の数が、従来の音響管において形成される縞（節）の数より少ない。さらに、本発明に用いられる音導部によれば、出口部の粉の移動が広範囲である。この結果は、本発明に用いられる音導部によれば、空気をより大きな塊としてより大きな力で放射することが可能となり、低音の再生帯域が拡大され得ることを示している。 (実施例 6 )

実施例 1のスピーカシステムに 6 0 H zサイン波 1 0波 ( 2 Vおよび 6 V) を入力し、放射される音圧をマイクロフォンで受けて、伝達関数を測定した。一方、図 2 2に示すような音道を形成したこと以外は上記と同様にしてスピーカシステムを作製し、伝達関数を測定した。入力が 2 Vである場合の結果を図 2 3に、入力が 6 Vである場合の結果を図 2 に示す。

図 2 3および図 2 4から明らかなように、 2 V入力の場合は両者に顕著な差異は認められないが、 6 V入力の場合には、実施例 1のスピーカーシステムにおける振動板前方の圧力変化が顕著に大きい。従って、実施例 1のスピ —カーシステムによれば、出口部から空気の塊を低周波で放射することが可能となることがわかる。その結果、超低域成分が強調され、高い臨場感が実現され得ることがわかる。

(実施例 7 )

音響負荷部の最突出部とスピーカュニッ卜の距離を変化させて、実施例 2 と同様にしてスピーカシステムを作製し、 f 0を測定した。比較のため、本実施例で用いたスピーカユニット単独での f 0を測定した。測定値、およびュニット単独での f 0に対する本発明のスピーカシステムの f 0低下率を下記表 1に示す。

ュニットと負荷部との距離 (醒） f 0 (Hz) 低下率（％) ュニット単独 1 1 2

36 88 21. 4

1 8 7 1. 7 36. 0

9 68. 0 39. 3

3 66. 4 40. 7

2 6 2. 1 44. 6 表 1から明らかなように、音響負荷部の最突出部とスピーカュニットとが接触せず、かつ、できるだけ近接するのが好ましい。

(実施例 8 )

13 cmスピーカユニットを作製し、 3リツター密閉箱（150WX210DX14 0H) に取り付けた。ユニットが壁体から 1 8 mm離れて対向するようにして、密閉箱と壁体とを中間部材を介して組み立て、図 14および図 7に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが 1 8mi 、出口部の幅が 26mm、接続部の幅が 60mm、そして音道の長さが 71m mとなるような形状を有する中間部材を用いた。中間部材のェンクロージャ一を構成する部分については MDF (マイクロデンシティファイバーボード、剛体）を用い、音導部（音源空間から音道に至る壁面）を規定する部分については発泡ウレタンを用いた。発泡ウレタンは、中間部材内部全部に充填した。さらに、音導部を規定する部分にフュルトを貼り付けた。

得られたスピーカシステムについて、 I V (0.25W) 負荷および 2 V (1 W) 負荷の場合に関して、通常の方法で伝達関数を測定した。結果を図 25 に示す。さらに、 2 V負荷時に発生する風切り音を通常の方法で測定した _c 結果を、後述の比較例 1の結果と併せて図 2 6に示す。

加えて、得られたスピーカシステムの f 0を通常の方法で測定した。一方、密閉箱に取り付けたスピーカュニットを単独で動作させ、 f 0を測定した。その結果、本発明のスピーカシステムの ί 0は 5 8 H zであり、ユニット単独の f 0は 1 0 1 H zであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ュニット単独に比べて ί 0が約 4 3 %低くなつていることがわかった。すなわち、本実施例によれば、従来の小型スピーカに比べて低音の再生帯域が顕著に拡大されていることがわかる。

(比較例 1 )

MD Fのみからなる中間部材を用いたこと以外は実施例 8と同様にして、スピーカシステムを作製した。得られたスピーカシステムについて、実施例 8と同様にして伝達関数を測定した。結果を図 2 7に示す。さらに、実施例 8と同様にして風切り音を測定した。結果を図 2 6に示す。

図 2 5と図 2 7とを比較すると明らかなように、実施例 8のスピ一カシステムは、比較例 1のスピーカシステムに比べて入力の違いによる特性の乱れが少ないことがわかる。さらに、図 2 6から明らかなように、規定部分が圧力吸収材料で構成された実施例 8のスピーカシステムは、比較例 1のスピー力システムに比べて、高域で発生する風切り音が格段に少ないことがわかる。

(実施例 9 )

同一仕様の 1 0 c mスピーカュニッ卜を 2つ作製し、それぞれを 2リツタ一密閉箱（124W X 218D X 115H) に取り付けた。ユニットが 1 8 m m離れて互いに対向するようにして、これらの密閉箱を中間部材を介して組み立て、図 1 2〜図 1 4に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが 1 8 m m、出口部の幅が 2 6 m m、接続部の幅が 6 0 mm、そして音道の長さが 7 1 mmとなるような形状を有する中間部材を用いた。音源空間から音道に至る壁面を規定する部分については、発泡ウレタンを用いた。さらに、当該部分にフェルトを貼り付けた。

加えて、得られたスピーカシステムの f 0を通常の方法で測定した。一方、密閉箱に取り付けたスピーカュニットを単独で動作させ、 f 0を測定した。その結果、本発明のスピーカシステムの f 0は 5 7 H zであり、ユニット単独の f ◦は 9 0 H zであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ュニット単独に比べて f 0が約 3 7 %低くなつていることがわかった。すなわち、本実施例によれば、従来の小型スピーカに比べて低音の再生帯域が顕著に拡大されていることがわかる。

(比較例 2 )

MD Fのみからなる中間部材を用いたこと以外は実施例 9と同様にして、スピーカシステムを作製した。得られたスピーカシステムについて、実施例 8と同様にして伝達関数を測定した。

実施例 9と比較例 2とを比較すると、実施例 8および比較例 1を比較した場合と同様に、規定部分が圧力吸収材料で構成された実施例 9のスピーカシステムは、入力の違いによる特性の乱れが少なく、かつ、高域で発生する風切り音が格段に少ないことがわかった。

(実施例 1 0 )

図 1 5に示すような空気部分を設けたこと以外は実施例 8と同様にしてスピ一力システムを作製した。このスピーカシステムに 6 4 H zのサイン波を入力した場合におけるスピーカシステム前面の周波数特性を測定した。結果を図 2 8に示す。なお、参考として、実施例 8のスピーカシステムについて同様の評価を行った。結果を併せて図 2 8に示す。

図 2 8から明らかなように、空気部分を設けることにより、人間の耳に最も敏感な 2〜5 k H zのノイズがさらに低減されていることがわかる（なお、実施例 8のノィズレベルも十分に満足し得るものである）。

以上のように、本発明によれば、スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、音源空間から放射される圧力変化を効率よく自由空間へと導出するような形状を有する音導部分を形成することにより、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムが得られる。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、上記音導部分を規定する壁を圧力吸収材料（例えば、発泡ウレタン）から構成することにより、さらに優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムが得られる。

加えて、本発明のスピーカシステムによれば、入力が違っても特性が乱れることがなく、かつ、風切り音の発生が顕著に抑制される。産業上の利用可能性

本発明のスピーカシステムは、小型低音スピーカとして広範囲に利用可能である。本発明の範囲および精神を逸脱することなく、他の多くの改変が当業者に明らかであり、かつ、当業者によって容易になされ得る。従って、添付のクレームの範囲は本明細書の記載に限定されることを意図しているのではなく、広く解釈されるべきものである。

Claims

請求の範囲

1 . スピー力ュニットと、

該スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、該スピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間へと導出する音導部と、

を備えたスピーカシステムであって、

該スピーカシステムの f 0が、該スピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の f 0と比較して 2 0 %以上低くなっている、

スピ一カシステム。

2 . 第 1の箱体に取り付けられた第 1のスピーカュニットと、

第 2の箱体に取り付けられた第 2のスピーカュニッ卜と、

該第 1のスピーカュニットと該第 2のスピーカュニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第 1の箱体と該第 2の箱体との間に配設され、該第 1の箱体および該第 2の箱体と一緒に、該第 1および第 2のスピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、

を備えたスピーカシステムであって、

該スピーカシステムの f 0力該第 1または第 2のスピーカュニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の f 0と比較して 2 0 %以上低くなつている、

スピー力システム。

3 . 前記第 1のスピーカュニッ卜と前記第 2のスピーカュニットとが同一である、請求項 2に記載のスピーカシステム。

4 . 箱体に取り付けられたスピーカユニットと、

該スピーカュニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピ一力ュニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、

を備えたスピーカシステムであって、

該スピーカシステムの f 0が、該スピーカユエットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合の f 0と比較して 2 0 %以上低くなっている、

スピーカシステム。

5 . 前記壁体が、前記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する、請求項 4に記載のスピーカシステム。

6 . 前記音導部が、前記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカュニッ卜から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、

該音道が、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有する、

請求項 1カゝら 5のいずれかの項に記載のスピーカシステム。

7 . 前記音道の平面形状を規定する線が、連続的な曲線で構成される、請求項 1から 6のいずれかの項に記載のスピーカ

8 . 前記音道の平面形状を規定する線が、少なくとも直線部分を含む、請求項 1から 6のいずれかの項に記載のスピー力システム。

9 . 箱体に取り付けられたスピーカユニットと、

該スピ一カュ-ットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピ一力ュニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、

を備えたスピーカシステムであって、

該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている、

スピーカシステム。

1 0 . 第 1の箱体に取り付けられた第 1のスピーカユニットと、

第 2の箱体に取り付けられた第 2のスピー力ュニットと、

該第 1のスピーカュ-ットと該第 2のスピーカュニッ卜とが所定の距離だけ離間して対向するように該第 1の箱体と該第 2の箱体との間に配設され、該第 1の箱体および該第 2の箱体と一緒に、該第 1および第 2のスピ一カュニッ卜から放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、

を備えたスピーカシステムであって、

該中間部材のうち該音導部を規定する ¾分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている、

スピーカシステム。

1 1. 前記圧力吸収特性を有する材料が発泡ウレタンである、請求項 9または 10に記載のスピーカシステム。

12. 前記発泡ウレタンの発泡倍率が、 2から 80倍である、請求項 1 1に記載のスピーカシステム。

13. 前記音導部の壁面の少なくとも一部に、圧力調整部が設けられている、請求項 9から 1 2のいずれかに記載のスピーカシステム。

14. 前記圧力調整部が、表面処理された音響材料から構成されている、請求項 13に記載のスピーカシステム。

15. 前記表面処理された音響材料がフェルトである、請求項 14に記載のスピーカシステム。

16. 前記音導部が、前記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカュニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、

該音道の中間部の幅が、該音源空間と該音道との接続部の幅よりも狭い、請求項 9から 15のいずれかの項に記載のスピーカシステム。

17. 前記音道の出口部の面積が、前記スピーカユニットの振動板面積の 1 /20〜 1 Z 10の範囲である、請求項 9から 16のいずれかの項に記載のスピーカシステム。

18. 前記壁体が、前記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する、請求項 9に記載のスピーカシステム。

1 9 . 前記圧力吸収性を有する材料が前記中間部材内部に部分的に配設され、該材料と該中間部材の内壁との間に空気部分が規定されている、請求項 9から 1· 8のいずれかの項に記載のスピーカシステム。