JPH0744887U - 三点支持による共振防止インシュレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案は，音響装置が宿命として持っている
函体の共振を，常識的にはちょっと特異な三点による支
持方法を採用して，函体の振動による歪成分を防止する
事で，音響機器最大の目的である『原音再生』に少しで
も近づこうとするものである。 【構成】中国には古来より『鼎』と言う器が有る。三本
足の容器で，それを設置される場所に多少の凸凹が有っ
ても安定して座っていられる。物理学的には単位安定と
も呼ばれ，建築物の格段の構造強化にも採用されている
ものである。この器具の構成は，そうした三点支持によ
る構造強化から来る振動押さえ込みの静音思想に基づ
き，鍛造金属（製品には最終的に，ステンレスを用い
た）の円柱を上下二つの部分に分け，これ等を形状加工
して，接点により支持される様にして，三点支持を，よ
り，追求したものである。

Description

【考案の詳細な説明】 【考案の目的】 【産業上の利用分野】

『原音再生』，全ての音響機器は，この大テーマに基づいて作られていると言 っても過言ではない。非常に稀には，それに逆らった方式も考案されるが，それ にせよ，「現場の雰囲気を醸し出す為には，時には演出も必要である」と言う， 高尚な精神性が含まれての事である。 しかし何れにせよ，そのポリシーに従った製品が求められる最大の要点は，『 設計通りに音がしてくれる事』であろう。ところがどっこい，理論は理論，現実 は現実と言った調子で，設計思想がその儘反映される事は，何も音響機器に限ら ず，どの分野の事に於いても無いと断言出来るだろう。 音響装置，中でも特にスピーカー・システムが原音再生の要である事は，どの 様な音響技術者も否定しない。それは，人間の耳に聞こえる音と言うものが具体 的に再生されるのが，この，スピーカー・システムだからである。 事実，全く同じスピーカー・ユニットを用いても，ほんのちょっとしたスピー カー・ボックスの設計で，音は完全に変わってしまう。それ故，フロント・ショ ート・ホーン，バック・ロード・ホーン，バスレフ等，その応用に到っては，実 に数十種類もの基本形が考案されたのである。 しかし，普遍的に言って，どの様なシステムを設計する際にも共通な点は，ス ピーカーを収納する函体の容積を充分取らなければならないと言う事であろう。 その為に，採算を度外視したスピーカー・システムは，何れも大きな容積を誇っ ている。端的な表現をすれば，「容積さえ充分に取れば，スピーカー・ユニット の持つ本来の特性を充分に引き出せるのである」とでも言っている様である。 しかし，そうした要素は函体強度の必然的脆弱さを惹起し，その対応の為には 非常に厚い板厚を要求した。その結果，これ等のシステムは例外なく，体積比に 対して弩級の重量を有する事になったが，それでも充分と言う事は無い。その為 ，在りと総ゆる趣向を凝らしたインシュレーターの開発が始まったのである。

【従来の技術】

それ等の函体は基本的には直方体・立方体であって，その函体形状に合わせて ４点支持か，底面で面支持されていた。近年，不規則な点に於ける支持方法も編 み出されたが，何れも従来の様に，４点支持であって，その効果には課題が残さ れていた。 それは結局，「四角形のものは，その隅（角）の四箇所で支持するのが自然で ある」と言う常識と言うか，固定概念に支配されてきたからであろう。しかしそ の為に，函体では音の振動によって，その函体の形状・材質と音そのものとの絡 みで複雑な定在波の共振が発生し，それが信号経路に影響を与えて，充分に綺麗 な音質を獲得する事に障害を与えており，これを解決する為に，実に色々な方法 が考案されてきたのである。

【考案が解決しようとする課題】

その尤も有効な解決方法は，何等かの技法により，それらの定在波を吸収する か，元よりそれが起きない様にする事であろう。近年，掃除機や洗濯機など，静 振（音）設計のものがどんどん開発されてきたが，これ等は耳に聞こえる「騒音 防止」を旨としている。 しかし音響マニアが道を極めて行くと，それが騒音である事実は勿論の事乍ら ，「騒音ではない騒音」と言うものも有る事に突き当たる。これが総称して『歪 音』と呼ばれるもので，電源回路から回り込むハム音や，信号伝達・増幅の過程 で生ずる高調波／スイッチング歪，信号が実際に音となった時に，様々な状況下 で生ずる定在波（高調波）が存在する。 それ等の殆どは，音として耳に聞こえる様なものではない。しかし本来ならば 透き通って聞こえるべきピアノの音が濁って聞こえたり，柔らかな音色のフルー トが騒々しく感じられたりするのである。そして特に，（ｎ＋１）次高調波，即 ち奇数次高調波が音質を酷いものにしている。 その中で一番大きな影響を与えるのが，函体に生ずる定在波等，機械的振動に 由来するものである。更に，『回路を流れる電気信号と，装置を収納した函体の 機械的振動との間には何の関係も無さそうに見えて，実際にはこれも影響を与え ている』事実が有る。その証拠にアンプ等，純粋な電気装置でさえ，電源部に当 たるシャーシ部分を特に強化したり，巨大なインシュレーターを搭載したりする のである。 我々は，少なくともこれを，出来れば一つでも多く総ゆる悪条件を克服して行 かなければならないが，今も述べた様に，機械的振動を抑える事で，副次的に電 気系統の雑音混入を幾分か抑止出来る事実が有る。その振動とは最早言う迄も無 く，定在波として存在しているものである。

【考案の構成】 【課題を解決する為の手段】

そこで，この，函体に生ずる定在波を押さえ込むにはどうしたら良いかを考え た。そして数々の実験の結果，函体に生ずる定在波が，函体の材質にも左右はさ れるが，その何れもが主に函体の形状によって，また，その支持方法から来るも のだと言う事が分かった。 例えば弦楽器の様に，一本の線を振動させて音を発生させる場合，線の両端， 或いはその線分を幾等分かした地点を軽く抑えて振動させた時，その波長の定在 波が生じており，板の場合はこれより遥かに状況解析が難しくなるが，四角形の 時の様にその縁と対を成す縁との間で生ずる場合と，三角形等では材質に関係し た或る領域から角の方向に生ずる定在波と，広大な板の中の平面部で多くの定在 波が生ずる。 これ等の領域で生ずる振動の山や谷の部分（最も振動の大きな部分）をしっか り固定すると，元の振動はほぼ完全に抑えられ，逆に，また新たな複数の振動に 変化しはするが，その振動の振幅もかなり小さなものになる。これは弦の場合と 異なり，主に物体の弾性の問題である。 物体の構造弾性は，具体的には非常に複雑だが，それを端的に表現するとした 時，或る一つの物体を取り上げた場合，加えられた圧力の３乗に比例する。これ は逆に，その構造体を小さく分割すると，この力に比例して振動が減少すると言 う事でもある。 また，それだけでは無い。例えば音響機器の函体は殆ど立方体であるが，これ 等の定在波の厄介なものの多くは，函体の辺と辺の間で起きている。するとこれ を奇数点で支持すれば，この定在波は分割されて減衰するばかりか，方向を分散 されて，尚一層の効果を発揮出来る事になる。

【作用】 つまり，「４角形のものは３角形（３点）で支持してやると，その定在波の大 部分が殆ど無くなる」と言う事である。「奇数点で支持」と言う事であれば，何 も３角形にこだわらずに５角形でも構わない様だが，此処に前述の『単位安定』 ，つまり３角形と言う形が非常に堅固であると言う，物理学的常識が登場してく るのである。 ３角形を脚部に採用した場合，函体の辺方向に生ずる定在波は方向性を失い， 且つ分割されるので，非常に小さく減衰する事になる。また，設置する環境が少 々杜撰でも安定して設置出来ると言う利点がある。 更に，こうした点支持法は，その支点周囲の振動を全く消し去る訳ではなく， これを上手く使うと却って，その支点の周囲の複数の振動が互いに相殺してしま う原理を上手く利用して振動を激減させる事も出来る。但し，これは解析が困難 である為に，オーディオ・テクニシャンの聴覚と技術力が大きく影響を与える。 説明を用意にする為に，一番簡単な『弦』の場合を例に採って，定在波相殺の状 況を図１に表現してみた。 この図からも分かる様に，本考案実施後の左右の定在波は互いに干渉して両者 の波形は歪む。図１の場合，支点３）付近では，両者の波が山と谷の関係に有っ て一部の波の立ち上がり（『スルー・レイト』と呼称する）が大きくなる現象が 起きているが，その為に，この付近での波の周波数は本来の定在波より高めとな り，仮にこれが山と山の関係なら，支点３）付近の波の周波数は立ち上がりが小 さくなるので，それより低めとなる。 そこで，もし，或るオーディオ・システムに於いて，全周波数帯域を計測し， 何処か，歪音の大きな周波数帯域が有った場合，その周波数の音叉を作り，それ を鳴らし乍らシステムをなぞり，函体に響く音叉の音が一番高くなったり，低く なったりする所に本考案物を設置する方法を取れば，割と素人にでも，うまいセ ッティングが出来るであろう。

【実施例】

また，従来のインシュレーターの場合は，内部構造にバネ等を用いて圧力を平 均化していたが，これが逆に新たな問題を生む事は阻止し様が無かった。その構 造上の理由で生ずる，インシュレーター独自の振動（共振）が生じたのである。 出来ればこの問題も極力防止する方向にしたかった。 そして３点支持の場合，その三角形には自然の作用で最も優れた重量配分が自 動的に行われるので，そうした悪要因を排除出来る。この，三点支持による共振 防止構造を持ったインシュレーターは，三点支持の思想を極限に迄，押し進める 為に，図２．図３ａ／ｂの様に，インシュレーターを上下二分割して，一方の中 心に円錐乃至球欠形の丸い穴を，もう一方には円錐形の突起を設け，この頂点と で極小の部分での点支持を行う事にした。 このインシュレーター（『３点支持による共振防止インシュレーター』）につ いては，その形状や材質，また設置方法等，実に広範多岐にわたった実験を繰り 返したが，元々，実用新案を出願する事は，実際の販売をしている時に周囲の忠 告から急に行う事になった事も有って，実験の具体的データは残っていない。 それに加え，この点支持法は，函体の材質・形状，更にその支持位置が微妙に 異なる事によって，あたかも天体の『３体問題』の様に，高性能なコンピュータ ーを用いても十二分な解析を加える事は至難の業と言えよう。そこで私は，「オ ーディオ・テクニシャンの聴覚と技術力が大きく影響する」と述べた。確かにこ のインシュレーターを適当に設置するだけでも大きな効果が有るが，より一層を 期侍するには，一種，勘にも関わるノウハウが物を言う。 つまり，この手法を用いる事によって，確実に，それも格段に音質が向上する 事が分かっていても，実際のセッティング如何で，千差万別の変化を見せる為に 最悪と最善の効果の範囲の規定も難しく，実際の実験データを記載していては， それだけで明細書は一冊の本の様に分厚くなってしまうので，記載の必然性も喪 失している。 ともあれ，実際に製作・販売してみて，その効果と反響の大きさには予想外の ものが有り，「こんなにも高い評価が得られるとは！」と，ただただ驚かされる ばかりである。尚，実際の製品のインシュレーター上部には，電装機器への固定 を考慮し，中央に螺子穴を開けてある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 点支持法による定在波相殺現象の説明図 １）裸の弦の基本定在波 ２）その第３次高調波 ３）点支持の支点 ４）支点左側の本来の定在波 ５）支点右側の本来の定在波 ６）互いに相殺した定在波の残滓

【図２】 インシュレーター立面図 ７）インシュレーター上部 ８）インシュレーター下部 ９）円錐形の突起 １０）窪みの穴 １１）それぞれの頂点

【図３】 ａ：インシュレーター上部平面図 ｂ：インシュレーター下部平面図

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鼎の如く，三点支持により音響装置を支持し，函体の共
   振を分散・防止すると共に，安定した設置を行う器具で
   ある。