JPH02288596A - スピーカシステム - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スピーカ前方に音導路を備えるスピーカシス
テムにおいて、該音導路の共振周波数に起因して生ずる
周波数特性上のピークを除去するスピーカシステムに関
する。

〔従来の技術〕

従来、スピーカの音導路は、いわゆるホーンスピーカの
場合のように音導路の断面積が徐々に拡大するようにし
て音響インピーダンスを調整し電気音響変換能率を向上
させ、また正確な再生音を得ることを目的とするもので
あった。

しかし最近視聴覚装置の発達にともない各種のスピーカ
システムが要求される中で必ずしも音響的に合理的とい
えない音導路が用いられることもでてきた。

例えば、大型テレビジョンセット用に開発されたスピー
カシステムの例では、ブラウン管側面後方の空間を活用
してスピーカを据え、側面に設けた音導管で音波を前面
に導くようにしてテレビジョンセットの大型化を防ぎか
つ設置場所によらず音質を確保する工夫がなされている
。

ところがこうした方法によると収納スペースの制約から
音導管の断面積が単調増加するように設計することがで
きず、長いスリット状に形成され音響的にはストレート
な音響管に近いものとなる。

こうした音導路では、一端が解放された音響管を形成す
ることになるので、実効的な管路長Ｉで決まる特定周波
数ｆｎ ｆｎ＝　（Ｃ／（４ネｔ）］　　（２ｎ＋１）　　　（
ｎ＝ｏ、ｔ、２．−−−）で共振現象が生じるため、再
生音に共鳴音が含まれて音質が悪くなることはよく知ら
れている（ただしＣは音速である）。こうした場合に該
共鳴を抑えて音質を向上させる為、音導路内面に吸音材
を用い、例えば吸音材がホーンを形成する状態に取付け
て解決せんとしたものが公知である。該公知方法によっ
て耳ざわりダ周波数特性上のピークをある程度抑制する
ことが可能になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記公知方法による場合、音導路に生ずる共
振が実効的な音導路長さで定まる鋭いピークを有するの
に対し、吸音体は周波数選択性の弱い吸音特性を呈する
という原理的理由から、共鳴音の抑制は十分とはいえず
音質に敏感な聴者を完全に満足させることができない上
、再生音を全般的に吸音して出力音圧レベルを低下させ
るという欠点があった。上記従来技術の欠点に鑑み、本
願発明は音導路に起因する共振周波数成分を選択的に抑
制するスピーカシステムを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本願発明は、スピーカユニットの前面に備えた音導路に
よって音波を開口まで導くスピーカシステムにおいて、
該音導路の共振周波数成分を吸収する共鳴器吸音体を該
音導路に作用する状態に備えたことを特徴とする。該共
鳴器吸音体の共鳴周波数は前記音導路の共振周波数の十
分近傍になるように、あるいは該共振周波数を挟んで低
周波側と高周波側それぞれの近傍周波数を共鳴周波数と
する部分を含んで構成されることが好ましい。

また、本願のスピーカシステムは、上記共鳴器吸音体を
音導路の基本共振周波数成分を吸収する部分と高次共振
周波数成分を吸収する部分とにより構成することが好ま
しい。

本願発明スピーカシステムにおいては、共鳴器吸音体の
開口部が音導路に作用するように設けられるものである
が、音導路中間部位に設けられてよく、特に該開口部が
前記音導路のスピーカ側端部に設けられることが好まし
い。

さらに、本願発明スピーカシステムの共鳴器吸音体を音
導路の壁を隔てた外側に一体的に設けるようにした時、
あるいはスピーカ背面に配設した背面キャビネット内に
一体的に設ける時に製作上の利益が大きい。また、音導
路に拡大管部分を形成せしめ、その外側に共鳴器吸音体
を配設することができる。

本願発明は、さらに上記音導路に吸音材を備えるスピー
カシステムである。

〔作　用〕

共鳴器吸音体が音導路の共振周波数とほぼ同じ周波数の
共鳴を起こすように構成されているため、スピーカが発
する音波により音導路の共振が励起されると、共鳴器吸
音体が該共振音波により共鳴を起こす。この時、該共鳴
器吸音体の開口部分で盛んに空気が出入りして該共鳴周
波数の音波エネルギーが消耗し、該共振周波数音波に対
し吸音効果を示す。

共鳴器吸音体の共鳴周波数は該音導路の共振周波数と十
分型なるように構成してあれば、吸音効果は著しい。な
お、該共振周波数を挟んで低周波側と高周波側それぞれ
の近傍周波数を共鳴周波数とする部分を含んで構成され
る場合には、共鳴する周波数範囲に適当な幅ができるの
で、設計や製作上の精度が多少良くなくとも十分な吸音
効果が得られる。

さらに、上記共鳴器吸音体が音導路の基本共振周波数成
分を吸収する部分と高次共振周波数成分を吸収する部分
とから構成されるスピーカシステムでは、高次周波数の
成分までも共振雑音を吸音する効果を有するので、極め
て良好な再生音が得られる。

音導路は一端解放の音響管を形成するので、それに応じ
た共振即ち定在波が音導路内部に発生するが、共鳴器吸
音体の開口部を音導路の中間に設けたときに、該定在波
のエネルギーによく作用して、吸音効果を得易い。さら
に該定在波の音圧最大値は閉管側の端に当たるスピーカ
側端部に存在するから、共鳴器吸音体の開口部を該音導
路のスピーカ側端部に設ける場合には、吸音効果が特に
著しい。

さらに、本願発明スピーカシステムの共鳴器吸音体を音
導路の壁を隔てた外側に一体的に設けるようにした時に
は、共鳴器吸音体が十分機能する−ための形状とそれに
対応する開口部形状と位置が比較的自由に設計でき、か
つ全体の形状をコンパクトにすることができるのみか、
合成樹脂等で成型することも極めて容易になる。

なお特に音導路に拡大管部分を形成する場合には、その
外側部分にデッドスペースが生ずるため、これを共鳴器
吸音体の収納スペースに転用すれば特にスピーカシステ
ム全体がコンパクトに形成できる。また、スピーカ背面
に配設した背面キャビネット内に一体的に設ける時にも
設計製作上の自由度が大きく製作も容易になる。

音導路に作用する共鳴器吸音体を備えた上に該音導路内
に吸音材を備えるスピーカシステムにおいては、音導路
に発生する共振周波数成分のうち特定の成分を選択的に
吸音すると共に、設計上選択されなかった共振周波数成
分およびそれ以外の雑音成分を平滑化することができる
。

〔発明の効果〕

本願発明によれば、音導路の発する共振周波数の成分を
選択的に吸収するので、正確な再生音を高能率で得るス
ピーカシステムを提供することができる。また、設計や
製造上の誤差を容易に吸収でき、樹脂成型品で形成する
と他の材料を組み合わせる必要が無いから製造工数も節
約でき、産業上利用価値の高いスピーカシステムを提供
することができる。

〔実施例１〕 以下、図面を参照して本願発明の詳細な説明する。図は
本願発明をテレビジョンのスピーカシステムに実施した
例を示すものである。

第６図に示すように、テレビジョンにおいて、スピーカ
（３）をブラウン管（２）側面後方の空間に収納し、音
波を音導路（４）によりブラウン管側面前方に導くよう
に構成することによって、テレビジョンセット（１）の
据付は幅を縮小し、しかも設置場所による音場の乱れが
なく、音像が画面に接近した良好位置に定位するものに
なる。この目的に使用するスピーカシステムは、第１図
に示すように、スピーカ（３）と、バスレフポー）　（
１２）を有する背面キャビネット（１１）と、スピーカ
前面に設けられる音導路（４）とから構成されるスピー
カシステム（１０）であるが、収納、部分と開口部の形
状的制約があるため、図に示すような特殊な形状になら
ざるを得ない。スピーカ前面の音をブラウン管側面のス
リット状開口部まで導く前記音導路（４）は、合成樹脂
で成型された内側部材と外側部材を接合して一体にして
製造される。該音導路（４）は、上述の制約から、スピ
ーカ前面からブラウン管側部中間までのホーン状に拡大
する拡大管部分（４１）とブラウン管側部に沿って前面
に達するまでの断面積が余り変化しない平行管部分（４
２）とから構成される。従って、音源から開口にかけて
の音導路の断面積変化は単調増加させることができず、
音導路は音響学的見地からはストレートな音響管に近い
ものにならざるを得ない。このため、音導路には周波数
ｆｎ＝ｃ（２ｎ＋１）／（４本ｌ）の共振が生ずる。こ
こで、Ｃは音速、ｌは音導路の有効長さ、ｎは整数であ
る。実際に適用するスピーカシステムの寸法から、上式
中のｎがＯの時に３５０−４００Ｈｚ付近、ｎｆＪ（１
の時に１０５０−１２００Ｈｚ付近に共振が起こり、聴
者の聴覚に与える影響が大きい。さらに高次の共振も音
楽鑑賞の場合など影響が免れない。

そこで本願発明の第１の実施例として、第１図及び第２
図に示すような、音導路拡大管部分（４１）の上下の外
側にそれぞれ１個ずつの共鳴器吸音体（５１）、　（５
２）を備えて、共振を吸収させたものがある。それぞれ
の共鳴器吸音体（５１）、　（５２）は音導路（４）の
中程、特に、拡大管部分（４１）と平行管部分（４２）
の境界部分に向けて開口する開口すなわちポート（６１
）、　（６２）を有して、いわゆるヘルムホルツの共鳴
器を形成する。ヘルムホルツの共鳴器における共鳴周波
数ｆｒは、％ ｆｒ＝（Ｃ／２π）　（Ｓ／Ｖ（１２＋０．８ｄ））で
求められる。ただし、■は共鳴器の容積、Ｓは開口面積
、ｄはポートの径、ｌはポートの長さである。上側の共
鳴器（５１）の共鳴周波数ｆｒｌは該音導路（４）の０
次共振周波数ｆＯより若干高く、一方、下側の共鳴器（
５２）の共鳴周波数ｆｒ２を該共振周波数ｆＯより若干
低くなるように設計しである。

本願発明のスピーカシステムを作動させて音圧周波数特
性を測定した結果を第９図から第１２図に示した。

図は、音圧検出用マイクロフォンを上記音導路の開口前
方にセットして測定した結果を、１ｍ距離に換算して表
示するもので、各図中、下グラフは出力音圧レベルをス
ピーカ駆動周波数に対してｄＢ単位でプロットしたもの
、上のグラフは、インピーダンス特性図である。第９図
が、共鳴器吸音体を付与しない音導路の共振状態である
。第１θ図が上記実施例１の測定結果で、０次共振周波
数ｆＯをはさんだ２ケの共鳴周波数ｆｒｌ、　ｆｒ２を
用いる共鳴体吸音体を付加したスピーカシステムについ
てのものである。４００Ｈｚ付近で７ｄＢはどのピーク
を示した共振（第９図Ａ）が、３００Ｈｚと４００Ｈｚ
付近に共鳴を有する上記２個の共鳴器吸音体を付加した
ために約４ｄＢ減衰した（第１Ｏ図Ｃ）ことが読み取れ
、極めて顕著な効果を証明している。共振周波数を挟ん
で２個の共鳴周波数を用意したのは、設計上あるいは製
作上生ずることのある共振周波数の差を吸収して確実な
吸音効果を得る為であるが、本図により対象とする共振
周波数からかなり離れた共鳴周波数を選ぶ場合にもその
目的が十分達成されることが示された。

〔実施例２〕 第３図と第４図は、本願スピーカシステムの別の実施例
を説明する図面である。共鳴器吸音体（５３）、　（５
４）の開口（６３）、　（６４）がスピーカ前面の脇部
分に設けられる。一端解放の音響管に発生する定在波は
閉管側の端に音圧の最大値が存在するため、本実施例の
共鳴器吸音体（５３）、　（５４）は吸音効果が著しい
。゛また共振周波数に対応する共鳴器吸音体（５５）が
音導路の外側、テレビジョンセット外枠壁との間に設け
られ、開口（６５）。

（６６）が音導路拡大管部分（４１）の外壁に適当数設
けられた例を点線で示した。共鳴周波数は各開口毎に開
口の形状とその後背部分が等価的に形成する空間によっ
て定まるので、これらが音導路の共振周波数に合致する
ように設計される。

第１１図に共鳴器吸音体の開口が音導路の拡大管部分に
設けられたスピーカシステムの測定結果を示した。共鳴
周波数は０次共振周波数に適合するよう設けられている
。第９図Ａに示された７ｄＢのピークが、すっかり吸収
されて平坦になっており（第１１図Ｄ）、著しい吸音効
果が証明された。

また第１２図には、共鳴器吸音体の開口がスピーカ側端
部に設けられたもので、高次共振周波数（第９図Ｂ）に
対応する共鳴周波数を有する共鳴器吸音体を付加した場
合の測定結果を示した。図中Ｅに示すように、約４ｄＢ
の改善が図れた。

〔実施例３〕 第４図に示したように、前記共鳴器吸音体（５３）、　
（５４）を備える音導路（４）の内壁に、さらに布、シ
ュウタン、グラスウールなどの繊維や発泡樹脂などによ
って作られた多孔質吸音材（１３）を取り付けると、共
振成分を選択的に除去する共鳴器吸音体（５３）、　（
５４）と、全般的に音響特性を平滑化する吸音材（１３
）それぞれの特性が生かされて、スピーカシステムは極
めて望ましい再生特性を呈するようになる。

第１３図が上記吸音材（１３）を第１図第２図に示した
音導路に付属せしめたときの測定結果である。第１Ｏ図
から第１２図の高周波域に見られるように、共振周波数
を吸収する共鳴器吸音体（５３）。

（５４）のみを使用したスピーカシステムでは、音響特
性が鋭いピークを多数有するのに対して、吸音材（１３
）を併用するものではこれらがかなり平滑化されること
がわかる。

〔実施例４〕 第７図と第８図は、ウーファを組み込んだ本願発明のス
ピーカシステム（１０）と、別途ツイータ（９）とを取
り付けて、音質の向上を図ったテレビジョンセットを示
した図面である。高音再生用ツイータ（９）が、テレビ
ジョンセット前面キャビネット（１）の左右上側に、裏
側からネジで取り付けられ、前方に向けて音を放射する
ようにされている。さらに、ウーファを組み込んだメイ
ンのスピーカシステム（１０）が、その開口部をセット
前面、ブラウン管（２）の左右に隣接して配置するよう
に、キャビネット（１）側面部にネジ止め固定されてい
る。このように、音導路の共振が特に問題になるメイン
スピーカについてのみ本願を適用し、左程問題がないツ
イータについては適用しないで全体の音響システムを構
築しても、音響上の効果を減滅しないことは当然である
。

第７図には、上記音響システムに追加して、サラウンド
用スピーカ（８）が、キャビネット（１）の左右の後側
面に裏側から直接に取付けられた場合が示されている。

〔その他の、実施例〕

上記の実施例に、共振周波数を挟んで２個の共鳴周波数
を使用するものを示したが、ある程度以上の製作精度が
得られる場合、あるいは許容度がある場合などには、音
導路の各共振周波数それぞれに対して１個ずつの共鳴器
吸音体を用いることで十分であることは言うまでもない
。

各共振周波数に対応する吸音体の配置は上述したものに
限定するものでなく、開口を音導路に設ければ音導路に
作用するから本願の目的は達成される。゛また例えば、
音導路のスピーカ側端部付近と、中央部とに分けて開口
を設けても効果は変らない。

第５図に略示するように音導路（４）に開口する共鳴器
吸音体（７）を背面キャビネット部分（１）に設けると
、部材の配置設計上の自由度を拡げることができる。

上述の実施例においては、スピーカ前面を放射面とし、
音導路がスピーカの前方に配置された場合を示したが、
スピーカ後面を放射面とし、音導路がスピーカ後方にあ
る場合でも共鳴器吸音体の吸音効果は変わることがない
。

また、スピーカはどの様な形式のものであってもよいこ
とは言うまでもない。

以上、本願発明をテレビジョンに用いるスピーカシステ
ムに実施した例について説明したが、本願の技術思想は
例えばコックピットチニア形視聴装置や自動車内の音楽
鑑賞装置など、音導路を利用して利益がある場合に広く
活用されるものである。

なお、特許請求の範囲の記載中に図面を参照する番号を
添えているが、これは理解を助ける目的で添付したもの
であって、これによって本願発明の技術的思想を制約す
るものではないことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明スピーカシステムの１実施例を示す立
面断面図、第２図は同平面断面図、第３図は本願発明ス
ピーカシステムの別の実施例を示す立面断面図、第４図
は同平面断面図、第５図は本願発明のさらに別の実施例
を示す立面断面図、第６図は本願発明のスピーカシステ
ムの使用状況を示す平面断面図、第７図は本願発明のさ
らに別の実施例を示す斜視図、第８図は同断面図、第９
図から第１３図は音導路の音圧周波数特性図である。 （３）・・・・・・スピーカ、（４）・・・・・・音導
路、（１１）・・・・・・背面キャビネット、（１３）
・・・・・・吸音材、（５１）・・（５５）・・・・・
・共鳴器吸音体、（６１）・・（６６）・・・・・・開
口。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．スピーカ（３）の前面に備えた音導路（４）によっ
   て音波を開口まで導くスピーカシステムであって、該音
   導路（４）の共振周波数成分を吸収する共鳴器吸音体（
   ５１）−−（５５）を該音導路（４）に作用する状態に
   備えたスピーカシステム。
2. ２．前記共鳴器吸音体（５１）−−（５５）の共鳴周波
   数が前記音導路（４）の共振周波数の十分近傍である請
   求項１記載のスピーカシステム。
3. ３．前記共鳴器吸音体（５１）−−（５５）が、前記音
   導路（４）の共振周波数を挟んで低周波側の近傍周波数
   を共鳴周波数とする部分と高周波側の近傍周波数を共鳴
   周波数とする部分とから構成される請求項１記載のスピ
   ーカシステム。
4. ４．前記共鳴器吸音体（５１）−−（５５）が、前記音
   導路（４）の基本共振周波数を吸収する部分と高次共振
   周波数を吸収する部分とから構成される請求項１ないし
   ３のいずれかに記載のスピーカシステム。
5. ５．前記共鳴器吸音体（５３），（５４）の前記音導路
   （４）に作用する開口部（６３），（６４）が該音導路
   のスピーカ（３）側の端部に設けられる請求項１ないし
   ４のいずれかに記載のスピーカシステム。
6. ６．前記共鳴器吸音体（５１），（５２）の前記音導路
   （４）に作用する開口部（６１），（６２）が前記音導
   路の中間部位に設けられる請求項１ないし４のいずれか
   に記載のスピーカシステム。
7. ７．前記共鳴器吸音体（５１）−−（５５）が前記音導
   路（４）の壁を隔てた外側に一体的に設けられる請求項
   １ないし６のいずれかに記載のスピーカシステム。
8. ８．前記音導路（４）が拡大管部分（４１）を有し、そ
   の外側に前記共鳴器吸音体（５１）−−（５５）を配設
   する請求項１ないし６のいずれかに記載のスピーカシス
   テム。
9. ９．前記共鳴器吸音体（７）がスピーカ（３）の背面に
   配設した背面キャビネット（１１）内に一体的に設けら
   れる請求項１ないし６のいずれかに記載のスピーカシス
   テム。
10. １０．前記音導路（４）にさらに吸音材（１３）を備え
    る請求項１ないし９のいずれかに記載のスピーカシステ
    ム。