JPH104597A

JPH104597A - 据え置き形スピーカーシステム

Info

Publication number: JPH104597A
Application number: JP19131296A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Takenaka; 恭子竹中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】次の二つの特徴のうち、少なくとも一つを備
えたスピーカーシステムを提供する。（１）バックロー
デッド・ホーン形および音響迷路形の音質上の長所を保
持しつつ、小型で、比較的構造が単純で、量産性に優
れ、安価である。（２）簡単な方法で、直接音のみでは
なく間接音を積極的に取り入れることにより、臨場感の
ある立体的な音場が形成できる。【解決手段】下記の二つの技術要素の一方または両方
を組み入れたスピーカーシステムを構築する。（１）エンクロージャーの内部に多重筒体により形成さ
れた長さ１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道を組み込む。（２）エンクロージャーの頂部に主スピーカーユニット
を上向きに設置し、該スピーカーユニットの上に、壁に
複数の貫通孔を穿ったエルボー形ホーンを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、据え置き形の高音
質スピーカーシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直接放射形のコーン形スピーカーにおい
て、振動板が振動して音波を放射するとき、振動板の前
面と背面で位相が逆の音波が放射され、両者は振動板の
周辺で打ち消しあって音響出力が弱められる。このよう
な打ち消しあいの度合いは周波数によって異なり、低周
波数において著しいため、スピーカーユニットをエンク
ロージャーのない裸の状態で鳴らすと低音がほとんどで
ないことが知られている。そこで、上述の打ち消しあい
を防ぎ、バランスのとれた豊かな低音を得るために種々
の形態のエンクロージャーにスピーカーユニットを取り
付けたスピーカーシステムが開発され、高音質スピーカ
ーシステムとして市販されている。

【０００３】エンクロージャーとしては例えば密閉形、
バスレフ形、ドロン・コーン形、反射形、バックローデ
ッド・ホーン形、音響迷路形など各種提案されている。
これらのエンクロージャーにおおむね共通しているの
は、その外形が箱形であり、前面バッフルに穴を開けて
１個または複数個のスピーカーユニットが取り付けられ
て一つのシステムをなしていることである。

【０００４】上記各種エンクロージャーのうちで、広く
使用されているバスレフ形は、構造は単純であるが、ポ
ートにおける共振を利用して特定の周波数のみを増強す
る方法であるため、音質的にはかなり不十分な面があ
る。一方、バックローデッド・ホーン形および音響迷路
形は、低音域をかなり広い範囲にわたって増強するた
め、得られる低音の量感が豊かであり、高能率な高音質
スピーカーシステムを構築するのに適しているとされて
いる。

【０００５】しかしながら、バックローデッド・ホーン
形のエンクロージャーは背面から放射された音波の音道
をホーンを用いて拡大する方式であり、低音再生のため
カット・オフ周波数を下げようとすると、ホーン開口寸
法が大きくなり、必然的に大形化する。また一般に、共
振を防止する目的で、遮蔽板を用いて音道をジグザグに
折り曲げた複雑な構造が採用されるため、量産しにく
く、従って高価であるという欠点があり、市販品は極め
て少ない。

【０００６】一方、音響迷路形はスピーカーユニットの
背面から放射された音波が、全長１．５〜４ｍの曲がり
くねった迷路を経由して外部に放出されるようにしたも
のである。これにより中高音が遮断されると共に、低音
の位相がずれ、前面から放射された音波との打ち消しあ
いを防ぐことができ、豊かな低音再生が可能になる。上
記音響迷路形は比較的小さな設置面積ですむが、通常は
遮蔽板を用いて音道をジグザグに折り曲げた複雑な構造
が採用されている点ではバックローデッド・ホーン形と
同様であり、量産性が悪く、従って高価になるという欠
点があり、市販品は極めて少ない。

【０００７】ところで、聴取者の耳に入る音は、スピー
カーユニットから放射されて直接耳に届く直接音と、壁
や床などで反射してから届く間接音とに分けられる。人
間は直接音によって音源の位置を知ることができ、一方
間接音によって臨場感あるいは暖かさといったものを感
じることができる。通常家庭内で使用されるスピーカー
システムは前面に向けて平面的にスピーカーユニットを
配置するため、直接音の割合が大きくなる傾向があり、
臨場感が損なわれる。このような問題を解決するためＢ
ＯＳＥ社は反射形システムを発表したが、複数個のスピ
ーカーユニットを使用するため、必然的に大形で、高価
なシステムになるという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、上記のバックローデッド・ホーン形および音響迷路
形の音質上の長所を保持しつつ、小型で、比較的構造が
単純で、量産性に優れ、安価な高音質スピーカーシステ
ムを提供することである。

【０００９】さらに、本発明の第二の目的は、簡単な方
法で、直接音のみではなく間接音を積極的に取り入れる
ことにより、臨場感のある立体的な音場が形成できるス
ピーカーシステムを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の据え置き形スピ
ーカーシステムは、下記の各項により構成される。（１）エンクロージャーの頂部に主スピーカーユニット
が上向きに設置され、該スピーカーユニットの上に、壁
に複数の貫通孔が穿たれたエルボー形ホーンが配置さ
れ、かつ、上記エンクロージャーの内部に多重筒体によ
り形成された長さ１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道が組み
込まれていることを特徴とする据え置き形スピーカーシ
ステム。

【００１１】（２）音道がｎ本（ｎ＝１〜４）の筒体か
らなる上部筒体と、ｎ本またはｎ−１本の筒体からなる
下部筒体を互いにかみ合わせることにより構成された多
重筒体により形成されている（１）に記載の据え置き形
スピーカーシステム。

【００１２】（３）エルボー形ホーンの開口面面積を１
００として、各貫通孔の開口面積の和が５〜１００の割
合である（１）に記載の据え置き形スピーカーシステ
ム。

【００１３】（４）エルボー形ホーンの内部に高音用ス
ピーカーユニットを設置した（１）に記載の据え置き形
スピーカーシステム。

【００１４】（５）エンクロージャーの内部に多重筒体
により形成された長さ１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道が
組み込まれていることを特徴とする据え置き形スピーカ
ーシステム。

【００１５】（６）音道がｎ本（ｎ＝１〜４）の筒体か
らなる上部筒体と、ｎ本またはｎ−１本の筒体からなる
下部筒体を互いにかみ合わせることにより構成された多
重筒体により形成されている（５）に記載の据え置き形
スピーカーシステム。

【００１６】（７）エンクロージャーが外部筒体と、該
筒体の頂部に取り付けられたエルボーからなり、該エル
ボーの先端に主スピーカーユニットが前向きに設置され
た（５）に記載の据え置き形スピーカーシステム。

【００１７】（８）エンクロージャーの頂部に主スピー
カーユニットが上向きに設置され、該スピーカーユニッ
トの上に、壁に複数の貫通孔が穿たれたエルボー形ホー
ンが配置されていることを特徴とする据え置き形スピー
カーシステム。

【００１８】（９）エルボー形ホーンの開口面面積を１
００として、各貫通孔の開口面積の和が５〜１００の割
合である（８）に記載の据え置き形スピーカーシステ
ム。

【００１９】（１０）エルボー形ホーンの内部に高音用
スピーカーユニットを設置した（８）に記載の据え置き
形スピーカーシステム。

【００２０】以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の具体例を図１から図６に示す。本発明には二つ
の新規技術要素が含まれている。すなわち第一に振動板
の前面から放射される音波の処理法、および第二に振動
板の背面から放射される音波の処理法に関するものであ
る。図１及び図６は上記二つの技術要素を共に含み、図
２、図３、図４および図５は両者のうちいずれか一方と
従来技術とを組み合わせたものである。

【００２１】エンクロージャー１は、スピーカーシステ
ムの主要な外形を形成する部分であり、主スピーカーユ
ニットの背面を覆う外箱、またはキャビネットであると
定義する。エンクロージャーの横断面形状は特に限定さ
れず、通常の方形だけでなく円形、楕円形、三角形およ
び五角形以上の多角形なども採用される。エンクロージ
ャーおよび後述のエルボー形ホーンや筒体等の材質は特
に限定されず、通常使用される木材だけでなく、各種プ
ラスチック、金属繊維・ガラス繊維・炭素繊維・ケブラ
ー（デユポン社製品の商品名）等の液晶繊維などと各種
樹脂を組み合わせた複合材料、木材チップと樹脂との複
合材料、プラスチックと各種無機粉体・金属粉体や木粉
等の有機粉体との複合材料およびプラスチックとゴムま
たは異種プラスチックからなるポリマーアロイなどが使
用できる。

【００２２】本発明においては、主スピーカーユニット
は全帯域用（フルレンジ）スピーカーユニットまたは低
音用（ウーファー）スピーカーユニットを指し、通常こ
れらの主スピーカーユニットを単独で使用した１ウエイ
スピーカーシステム、または主スピーカーユニットに高
音用（トウイーター）スピーカーユニットを組み合わせ
た２ウエイスピーカーシステムが採用される。

【００２３】エルボー形ホーンは主スピーカーユニット
の上に取り付けられたホーンである。その形状は、主ス
ピーカーユニットの振動板の中心軸に対して６０〜１２
０度の角度をなす方向に垂直か、または６０〜１２０度
の角度をなす開口面を有するホーンであり、かつ、振動
板の中心軸方向から見ると該振動板面積の８０％以上が
見えない大きさを有するホーンであると定義する。開口
面とは、開口部壁面の端部により形成された面である。
上記開口面は少なくとも主スピーカーユニットの振動板
面積と同じかそれより大きな面積を有することが望まし
い。具体的に図面により説明すると、図１、図５および
図６の７はいずれも本発明のエルボー形ホーンの例であ
り、断面形状等は特に限定されない。

【００２４】上記エルボー形ホーンを形成する壁には複
数の貫通孔が穿たれていて、主スピーカーユニットの前
面から放射された音波の一部は該貫通孔を通って、上・
背後・左右などの方向に向かい、壁などに反射して間接
音として聴取者の耳に届く。一方、放射された音波の残
りの部分は開口面を通って直接音として聴取者の耳に届
く。上記貫通孔の数、形状、位置およびそれぞれの大き
さは限定されないが、各貫通孔の面積の和は、エルボー
形ホーンの開口面の面積を１００として５〜１００の割
合であることが望ましい。５未満では、直接音に対する
間接音の比率が小さく、臨場感が損なわれる。また、１
００を越えると音像の定位が悪化する場合がある。

【００２５】図２、図３および図４のエルボー７はエン
クロージャーの一部であって、後述の多重筒体の中心軸
に対して９０度の角度をなす方向に垂直な開口面を有
し、該開口面に主スピーカーユニットが取り付けられる
部分であると定義する。同様に外部筒体１も、上記エル
ボー７と一体となって、エンクロージャーの一部をなす
筒体である。

【００２６】次に、本発明で用いられる多重筒体につい
て説明する。筒体とは、筒・パイプまたはダクト状の中
空体であり、中心軸が直線であるものをいう。その横断
面形状は限定されず、円形、楕円形、三角形、方形、５
角形以上の多角形などのいずれであっても良い。筒体の
軸方向の長さ（以下単に、長さと呼ぶ）は限定されない
が、通常は横断面の最大外径と同じか、それ以上の長さ
を有するものを指すことにする。

【００２７】多重筒体とは、径の大きな筒体の内部に、
径の小さな筒体が挿入されたものを指す。それぞれの筒
体の中心軸の位置は同じであても、異なっていてもよ
い。また、それぞれの筒体の横断面形状は、互いに相似
形であても、異なる形状であってもよい。

【００２８】上部筒体とは、上部仕切板５に密着して取
り付けられた筒体群を指す。例えば、図１、図２および
図６の筒体３、図３および図４の筒体３、３Ａであり、
その内面に沿って音波が下降し、底板４の近傍で音波は
方向を転換し、外面に沿って上昇する。上部筒体の下端
近傍と底板４の間には音波の通路が形成されている。上
部筒体の数はｎ本（ｎ＝１〜４）である。ここで、エン
クロージャーは筒体の数ｎに含めない。ｎが５以上で
は、構造が複雑過ぎ、量産性が阻害される。

【００２９】下部筒体とは、底板４に密着して取り付け
られた筒体群を指す。例えば、図１、図２および図６の
筒体２、図３の筒体２、２Ａ、図４の筒体２であり、そ
の内面に沿って音波が上昇し、上部仕切板５の近傍で音
波は方向を転換し、外面に沿って下降する。下部筒体の
上端近傍と上部仕切板５の間には音波の通路が形成され
ている。下部筒体の数はｎ本またはｎ−１本である。図
１、図２、図３および図６はｎ本の場合であり、エンク
ロージャーの下端近傍に音波の出口である開口部１２が
設けられている。図４はｎ−１本の場合であり、エンク
ロージャーの上端近傍に音波の出口である開口部１２が
設けられている。なお、ｎ＝１では下部筒体が存在しな
い場合があることになるが、その場合も本発明に含まれ
る。開口部１２の位置は図１から図４に示したようにエ
ンクロージャーの後方にあっても、あるいは、前方にあ
ってもよい。

【００３０】上部筒体と下部筒体はそれぞれ交互にかみ
合わされて多重筒体となり、エンクロージャー中に収納
されて、折り曲げられた音道を形成する。音道の長さは
主スピーカーユニットのマグネット後端から、音道の中
心を経由して、エンクロージャー壁に設けられた開口部
１２の中心に至る長さであると定義する。主スピーカー
ユニットの背面から放射された音波は上記音道を通る間
に中高音成分は減衰し、低音成分は開口部１２から外部
に放出される。音道の長さは１．５ｍ以上、４ｍ以下で
ある。音道の長さが１．５ｍ未満である場合には、低音
域の量感が不十分であるため高音質が得られない。音道
の長さが４ｍを越える場合には、音波が聴取位置に届く
までの時間遅れが無視できなくなり、音質が劣化する。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、図面によって本発明のスピ
ーカーシステムについて具体的に説明する。図１は本発
明の一例の概略構成を示した縦断面図である。図１にお
いて、エンクロージャー１は横断面形状が円形であり、
硬質ポリ塩化ビニル製の内径１５０ｍｍＪＩＳ規格パイ
プ（ＶＰ１５０）を８５０ｍｍの長さに切断したもので
ある。なお、図１および後述の図２に示す具体例におい
て使用されているエンクロージャー、エルボー形ホー
ン、筒体および盲キャップはすべて硬質ポリ塩化ビニル
製のＪＩＳ規格品に切断、研削、穿孔等の機械加工を施
すことにより製作されたものである。

【００３２】下部筒体２は内径１００ｍｍ（ＶＰ１０
０）、長さ６７０ｍｍのパイプであり、下端部は底板４
（ＪＩＳ規格硬質ポリ塩化ビニル製盲キャップ）に接着
された盲キャップにより固定され、上端部はボルト６に
より固定されている。なお、図１および後述の図２に示
す具体例において、接着剤としてはエポキシ系弾性接着
剤が使用されている。

【００３３】上部筒体３は内径５０ｍｍ（ＶＰ５０）、
長さ７３０ｍｍのパイプであり、下端部は接着された盲
キャップにより、上端部は上部仕切板５によりそれぞれ
固定されている。上部筒体３の下端部近傍には同一円周
上に長さ８０ｍｍ，巾２０ｍｍの矩形の穴が４個設けら
れ、音波の通路が形成されている。

【００３４】上記エンクロージャー、上部および下部筒
体のそれぞれの中心軸は同一である。

【００３５】上部仕切板５の上下両面および底板４の上
面には音波の反射を防ぐために、吸音材９が張り付けら
れている。

【００３６】主スピーカーユニット２１は１６ｃｍフル
レンジ形（松下電器産業社製、ＴｅｃｈｎｉｃｓＥＡ
Ｓ−１６Ｆ２０）であり、フレームの一部が切除されて
最大外径が１６３ｍｍとなっており、エンクロージャー
１の頂部に上向きに設置され、接着剤により固定されて
いる。

【００３７】エンクロージャー１の後方、下端近傍に音
波の出口である開口部１２が設けられている。開口部１
２は直径１００ｍｍの円形に近い形状の穴である。

【００３８】上記構成により形成された音道の長さは
２．０ｍである。音道は２カ所に１８０゜の折り曲げ箇
所を有しているが、それぞれの折り曲げ箇所の後は音道
の断面積が拡大されている。

【００３９】主スピーカーユニット２１の上には、壁に
複数の貫通孔１１が穿たれたエルボー形ホーン７が配置
されている。複数の貫通孔１１は、曲管部側壁下端に穿
たれた直径１２ｍｍの円形の穴が７個、曲管部の全面に
わたってほぼ均等な間隔で穿たれた直径６．５ｍｍの円
形の穴が１５７個からなっている。貫通孔の開口面積の
和は６０ｃｍ^２、エルボー形ホーン７の開口面の面積
は、高音用スピーカーユニット２２により占められる面
積６０ｃｍ^２を差し引くと、１１７ｃｍ^２となる。従っ
て該エルボー形ホーン７の開口面の面積を１００とする
と、各貫通孔の開口面積の和は５１の割合となる。エル
ボー形ホーン７の開口面にはスピーカーグリル８がはめ
込まれている。

【００４０】エルボー形ホーン７の内部側壁には高音用
スピーカーユニット２２（フォステクス社製、ＦＴ１７
Ｈ）がアルミニウム製止め金具により固定されている。

【００４１】高音用スピーカーユニット２２が１．０μ
Ｆのコンデンサーを介して上記スピーカーシステムに組
み込まれた不図示のネットワークに結合される以外に
は、コイル、アッテネーターおよびコンデンサーは使用
されていない。そのため、ネットワークに起因する音質
劣化は少ない。

【００４２】次に、図２から図６について説明する。な
お、図１から図６には音波の放射される方向が矢印によ
り示されている。図２は本発明の一例の概略構成を示し
た縦断面図である。図１と図２では全体の外形はほぼ同
じである。図２の場合、エンクロージャーは直管状の外
部筒体１とエルボー７により構成されている。主スピー
カーユニットは１６ｃｍフルレンジ形（フォステクス社
製ＦＥ１６８Σ）であり、これがエルボー７の先端に
前向きに設置されている。直管状の外部筒体１内には図
１と同じ多重筒体が組み込まれており、ほぼ同じ長さの
音道が形成されている。

【００４３】図３〜図６はいずれも模式縦断面図であ
り、細部は省略されている。

【００４４】図３および図４は多重筒体により形成され
た音道を有する箱形のスピーカーシステムの例であり、
上述のように、図３は下部筒体がｎ本の場合、図４は下
部筒体がｎ−１本の場合を表しているが、それ以外の点
では両者は同等である。すなわち、バッフル面に開けら
れた穴に主スピーカーユニット２１が前向きに取り付け
られている点では従来技術と同様であるが、これに、筒
体３、３Ａ、２、２Ａなどからなる多重筒体により形成
された１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道が組み込まれてい
る点で従来技術と異なる。上記音道の組み込みにより量
感豊かな低音が得られ、かつスピーカーシステムの構造
は比較的単純であるため量産性に優れている。

【００４５】図３および図４の例においては、必要なら
ば不図示の高音用スピーカーユニットをバッフル面に取
り付けることにより２ウエイシステムとすることもでき
る。

【００４６】図５の例においては、エンクロージャー１
は箱形であり、ポート１４を有している点で通常のバス
レフ形に類似しているが、主スピーカーユニット２１が
上向きに設置され、該スピーカーユニットの上に、壁に
複数の貫通孔１１が穿たれたエルボー形ホーン７が配置
されている点で通常のバスレフ形とは異なる。このよう
な簡単な方法により、直接音のみではなく間接音を積極
的に取り入れた、臨場感のある立体的な音場を形成でき
るスピーカーシステムが提供される。

【００４７】図６は上述のように基本的な構成は図１と
同様であるが、エンクロージャー１の横断面形状が方形
である点で、また、主スピーカーユニット２１が水平バ
ッフル１５により支持されている点で図１と異なる。図
５および図６において必要ならば、図示のように高音用
スピーカーユニット２２をエルボー形ホーン内に取り付
けることにより２ウエイシステムとすることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の据え置き形スピーカーシステム
は次の点で優れている。１）小型のエンクロージャーにより量感豊かな低音が
得られる。２）簡単な方法により臨場感のある立体的な音場を形
成できる。３）従来のバックローデッド・ホーン形や音響迷路形
に比べて構造が単純で、量産性に優れ、安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した概略構成縦断面図である。

【図２】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した概略構成縦断面図である。

【図３】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した模式縦断面図である。

【図４】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した模式縦断面図である。

【図５】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した模式縦断面図である。

【図６】本発明の据え置き形スピーカーシステムの一例
を示した模式縦断面図である。

【符号の説明】

１エンクロージャー（外部筒体）２下部筒体２Ａ下部筒体３上部筒体３Ａ上部筒体４底板５上部仕切板６ボルト７エルボー形ホーン（エルボー）８スピーカーグリル９吸音材１１貫通孔１２音道の開口部１３上部筒体の下端近傍開口部１４ポート１５水平バッフル２１主スピーカーユニット２２高音用スピーカーユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンクロージャーの頂部に主スピーカーユ
ニットが上向きに設置され、該スピーカーユニットの上
に、壁に複数の貫通孔が穿たれたエルボー形ホーンが配
置され、かつ、上記エンクロージャーの内部に多重筒体
により形成された長さ１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道が
組み込まれていることを特徴とする据え置き形スピーカ
ーシステム。
【請求項２】音道がｎ本（ｎ＝１〜４）の筒体からなる
上部筒体と、ｎ本またはｎ−１本の筒体からなる下部筒
体を互いにかみ合わせることにより構成された多重筒体
により形成されている請求項１に記載の据え置き形スピ
ーカーシステム。
【請求項３】エルボー形ホーンの開口面面積を１００と
して、各貫通孔の開口面積の和が５〜１００の割合であ
る請求項１に記載の据え置き形スピーカーシステム。
【請求項４】エルボー形ホーンの内部に高音用スピーカ
ーユニットを設置した請求項１に記載の据え置き形スピ
ーカーシステム。
【請求項５】エンクロージャーの内部に多重筒体により
形成された長さ１．５ｍ以上、４ｍ以下の音道が組み込
まれていることを特徴とする据え置き形スピーカーシス
テム。
【請求項６】音道がｎ本（ｎ＝１〜４）の筒体からなる
上部筒体と、ｎ本またはｎ−１本の筒体からなる下部筒
体を互いにかみ合わせることにより構成された多重筒体
により形成されている請求項５に記載の据え置き形スピ
ーカーシステム。
【請求項７】エンクロージャーが外部筒体と、該筒体の
頂部に取り付けられたエルボーからなり、該エルボーの
先端に主スピーカーユニットが前向きに設置された請求
項５に記載の据え置き形スピーカーシステム。
【請求項８】エンクロージャーの頂部に主スピーカーユ
ニットが上向きに設置され、該スピーカーユニットの上
に、壁に複数の貫通孔が穿たれたエルボー形ホーンが配
置されていることを特徴とする据え置き形スピーカーシ
ステム。
【請求項９】エルボー形ホーンの開口面面積を１００と
して、各貫通孔の開口面積の和が５〜１００の割合であ
る請求項８に記載の据え置き形スピーカーシステム。
【請求項１０】エルボー形ホーンの内部に高音用スピー
カーユニットを設置した請求項８に記載の据え置き形ス
ピーカーシステム。