JPH11234783A - スピーカシステム - Google Patents

スピーカシステム

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JPH11234783A
JPH11234783A JP10071177A JP7117798A JPH11234783A JP H11234783 A JPH11234783 A JP H11234783A JP 10071177 A JP10071177 A JP 10071177A JP 7117798 A JP7117798 A JP 7117798A JP H11234783 A JPH11234783 A JP H11234783A
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speaker system
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Masaaki Takenaka
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/345Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for loudspeakers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過渡特性が良く、小型で、量産しやすい構造
を有し、かつ音質劣化の少ないスピーカシステムを提供
する。 【解決手段】 スピーカユニットの前面にスクリューホ
ーンを、背面に空室を設けたキャビネットとすることに
より、従来のフロントローデッドホーン形スピーカシス
テムの長所である過渡特性の良さを保持しつつ、その他
の多くの欠点を改善することができる。上記スクリュー
ホーンは同軸二重管とその間隙に設けられた螺旋状仕切
板とにより形成された音響管であり、音道が滑らかな曲
面により形成されているため音道内での共鳴などによる
不要音の発生が少なく高音質であり、小型化が可能で、
かつ構造が量産に適している。空室のバッフル板に第2
のスピーカユニットを取り付けることにより、完結した
スピーカシステムとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクリューホーンを備
えたフロント・ローデッド・ホーン形スピーカシステム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スピーカシステムの低音域を拡大するた
めの従来技術の一つとしてフロント・ローデッド・ホー
ン形システム(以下FLHと呼ぶ)が知られている。F
LHはホーンをスピーカユニットの振動板の前に付けた
形式のスピーカシステムであり、低音まで十分な負荷を
負わせることができるため、低音域での音圧増大が可能
であり、さらに、過渡特性が良く歯切れの良い低音が再
生できるという特徴を有している。
【0003】一方、FLHの欠点として、1)再生帯域
を広くするために低音限界を示すカット・オフ周波数を
低く選ぼうとすると非常に大型となり、家庭用としての
実用性が損なわれる。2)小型化するために、ホーン効
果よりもバッフル板的な効果をねらったショート・ホー
ンを搭載したシステムが実用化されているが、これは中
音用にとどまっている。3)ホーンをできるだけ小型に
するためにホーンの途中を折り畳んだ折り曲げホーンが
実用化されているが、構造が複雑であるため量産が困難
であり、高価にならざるを得ない。4)折り曲げホーン
は直線的な音道をつなぎ合わせたものであるため、直線
部分での共振や折り曲げ部分での気流の乱れなどによる
音質劣化が避けられない。
【0004】このように、従来技術によるFLHは優れ
た特徴を有しているものの、多くの欠点のために広く普
及するには至っていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に鑑みてなされたものであって、過渡特性が良く、小型
で、量産しやすい構造を有し、かつ音質劣化の少ないス
ピーカシステムを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のスピーカシステ
ムは以下の各項により構成される。
【0007】(1)スピーカユニットの前面に設けられ
たスクリューホーンと、前記スピーカユニットの背面に
設けられた空室からなるキャビネットを有し、前記スク
リューホーンが同軸二重管とその間隙に設けられた螺旋
状仕切板とにより形成された音響管であることを特徴と
するスピーカシステム。
【0008】(2)スピーカユニットの前面直近に小空
気室が設けられ、該小空気室がスクリューホーンのスロ
ートに接続されている(1)に記載のスピーカシステ
ム。
【0009】(3)空室のバッフル板に第2のスピーカ
ユニットが取り付けられている(1)に記載のスピーカ
システム。
【0010】(4)空室および小空気室内部に、長さ分
布を有する空気柱の集積体からなる吸音材料を設置する
(1)から(3)のいずれかに記載のスピーカシステ
ム。
【0011】本発明で用いる、同軸二重管とその間隙に
設けられた螺旋状仕切板とにより形成された音響管であ
る3次元的螺旋ホーン(以下これをスクリューホーンと
呼ぶ)は、フロントローデッドホーン形システム(FL
H)に応用することができる。
【0012】本発明はスピーカユニットの前面に前記ス
クリューホーンを、背面に空室を設けたFLHを提供す
るものである。空室は密閉形であってもよく、位相反転
形システムを構成できるようなポートを有していてもよ
い。
【0013】スクリューホーンは、内管および外管から
なる同軸二重管の間隙に螺旋状仕切板を設けることによ
り形成された3次元的な螺旋状のホーンであり、通常は
音道の断面積がホーン開口部に向けて次第に拡大され
る。上記スクリューホーンが3次元的構造を有している
ことにより、空間が有効に利用され、FLHの小型化が
可能になる。
【0014】FLHは一般に高域の音圧レベルが著しく
低下するが、本発明の上記構成FLHも同様であり、し
たがって低音用システムとしての利用が可能である。独
立したスピーカシステムとするには前記空室のバッフル
板に第2のスピーカユニットを取り付ければよい。
【0015】一般にホーンを経てその開口部から外部に
放射される音にはホーン内に形成された音道の距離に比
例した位相遅延が生じると共に、中高音成分の音圧が減
衰する。本発明のスクリューホーンの音道の長さは、音
道の内周に沿った最短距離と外周に沿った最長距離の差
が大きいため、上記ホーン用スピーカユニットの振動板
前面から発せられた音がホーン開口部から放射されるま
でに位相遅延の分布が生じる。
【0016】通常のホーンシステムならば、ホーン開口
部から放射される音と、前記第2のスピーカユニットの
前面の音とが特定の周波数で位相的に干渉し鋭い谷を生
じるという現象が観測されるはずであるが、本発明にお
いては上記位相遅延分布および中高音成分減衰の効果に
より緩和され、谷の少ない音圧周波数特性が得られる。
【0017】上記音圧周波数特性における谷の発生防止
をさらに確実なものにするために、ホーン用スピーカユ
ニットの前面に小空気室を設け、その音響キャパシタン
スにより中高音域を吸収する方法、および空室と小空気
室の内部に吸音材料を設置することにより中高音域を吸
収する方法などを併用することができる。
【0018】上記吸音材料としては、段ボールの積層体
などを斜めに切断して作った、長さ分布を有する空気柱
の集積体が特に好適である。空気柱の集積体からなる吸
音材料は、長さの異なる多数の空気柱の共鳴により音の
エネルギーを熱エネルギーに変換することにより吸音す
るものであり、広い周波数帯域において有効である。
【0019】本発明で用いるスクリューホーンは滑らか
な曲面により形成されているため、実質的に直線的な音
道や急峻な折り曲げ部分が存在せず、したがって、不要
な共振や気流の乱れによる音質劣化を低減することがで
きる。さらに、FLHの長所である、低音域での過渡特
性の良さは継承されており、上記本発明のスピーカシス
テムの長所と相俟って、良好な音質が実現される。
【0020】また、後述の製造方法によれば上記スクリ
ューホーンは工業的な量産が容易な構造であり、比較的
安価なスピーカシステムを提供することができる。
【0021】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
【0022】(実施例1)図4は本発明の基本的構成を
示す実施例であり、低音用システムとして有用である。
図4において、ホーン用スピーカユニット1の前面に設
けられたスクリューホーンと、前記スピーカユニット1
の背面に設けられた空室7からなるキャビネットを有し
ている。上記スクリューホーンは、図2に示す螺旋体を
内部の断面形状が円形の外管4内に挿入することにより
形成されている。
【0023】図2の螺旋体は内管2の周囲に螺旋状の仕
切板3を配設することにより、螺旋状の谷5を形成した
ものである。外管4に上記螺旋体を挿入すると、外管4
と内管2は同軸2重管を構成し、その間隙に仕切板3が
設けられており、谷5は図4の3次元的螺旋音道5とな
る。
【0024】ホーン用スピーカユニット1の前面に必要
に応じて小空気室8を設けることができ、スピーカユニ
ット1の前面の音は小空気室8を経て螺旋音道5の入り
口、すなわちスロート16を通過し、螺旋音道5を経て
中高音成分はある程度減衰し、低音成分と残留中高音成
分は開口部11から外部に放射される。音の伝播方向は
図4に矢印で示す。図3にスロート16近傍の形状を示
す。螺旋の回転方向は左右いずれであっても良い。
【0025】螺旋音道5の長さは、その中心、すなわち
内径および外径の算術平均径で音道垂直方向の中点、に
沿って測った長さであると定義し、0.3m以上、4m
以下が好ましい。長さが0.3m未満である場合には、
中高音成分の減衰が不十分である。長さが4mを越える
場合には、開口部11を経て外部に放射された音が聴取
位置に届くまでの時間遅れが無視できなくなることによ
る音質劣化があり、さらに音道内での気流抵抗が増大す
るために音響出力が低下するなどの問題が生じる。螺旋
の回転数については特に制限はないが、中高音成分を十
分に減衰させるには1回以上が望ましい。
【0026】螺旋音道の断面積は、同軸二重管の中心軸
を通る平面により切り取られた音道の断面積であると定
義する。スロート16の断面積は、スピーカユニットの
実効振動面積を1として、0.1から15の範囲が望ま
しい。螺旋音道の断面積は音の進行方向に向かって一定
であっても良いが、次第に拡大される方が通常は好まし
い。
【0027】螺旋音道の断面積を拡大させる場合、拡大
は連続的かつ滑らかであれば良く、必ずしもエクスポネ
ンシャルである必要はない。断面積を拡大させる方法と
しては、音道の高さを拡大する方法と、幅を拡大する方
法および両者を同時に拡大する方法がある。図4および
図2は高さのみ拡大し、幅を一定とした場合を示してい
る。図4および図2とは別に、外管の直径を下部ほど大
きくするか、内管の直径を下部ほど小さくするなどの方
法により音道の幅を拡大することもできる。
【0028】本発明で用いる内管2の外部および外管4
の内部の断面形状は共に円形が望ましい。断面形状が円
形の方が製造は容易であり、かつ音の進行方向に直線部
分が実質的に存在しない音道を形成できるため共振が生
じにくく、気流の乱れが少ない。外管4の外部断面形状
は円形であることは必ずしも必要ではなく、四角形など
であっても良い。内管2および外管4は同軸上に配置さ
れて同軸二重管となる。
【0029】内管2は管であることは必ずしも必要では
なく、内部空間のない棒状体であってもよい。内管2が
管である場合には、管内に砂または鉛粒子などの充填材
を入れて内管の振動による音質への悪影響を低減するこ
とができる。なお、外管、内管共に直径が一定である必
要はなく、前述のように、音道断面積の拡大などを目的
として変化させてもよい。
【0030】螺旋状仕切板3は種々の方法で形成するこ
とができる。例えば、内管2の周囲に帯状のゴム板、キ
ャブタイヤケーブルなどを何重にも巻き付け、接着剤で
固定するなどの方法がある。キャブタイヤケーブルなど
の柔軟性のある材料により螺旋状仕切板3を形成した場
合、振動を防止するために、エポキシ樹脂などを塗布す
ることにより螺旋状仕切板3の剛性を高めることが望ま
しい。得られた螺旋体を外管4内に挿入し、螺旋状仕切
板3の外周と外管4の内面などを接着剤により接合する
ことにより螺旋音道5が形成される。
【0031】上記螺旋音道を工業的に量産するには、上
記の方法以外にも種々の方法が採用できるが、プラスチ
ックの射出成形法が特に好ましい。すなわち、外管4と
螺旋体を一体化した部分または螺旋体のみを螺旋状仕切
板3の1回転ごと、または必要に応じて1未満の回転ご
とのブロックに分割し、各ブロックをそれぞれ射出成形
法により成形し、得られた複数のブロックを接合して螺
旋音道または螺旋体を形成する方法である。高度の職人
的熟練技術を必要としない上記製造法などが採用できる
のは、本発明のスピーカシステムの構造が量産性に優れ
ているからである。
【0032】スピーカユニット1および空室7を上記同
軸二重管に取り付けるためにT字型またはL字型継ぎ手
に類する形状の管体などが使用できる。空室7および小
空気室8の内部には吸音材料を設置する(不図示)。
【0033】図5は上記実施例の音圧周波数特性であ
り、広い低音域と、中高音域の減衰が観測されている。
【0034】(実施例2) 図1は上記実施例1のシス
テムに、主として中高音域を分担する第2のスピーカユ
ニット6を空室のバッフル板10に取り付けて、完結し
たスピーカシステムとしたものである。上記スピーカユ
ニット6は図示のように1個であっても良く、また、中
音域用と高音域用などからなる複数個であっても良い。
【0035】空室7の内部は図示のように、仕切板17
により両スピーカユニット間を遮断してもよく、また、
仕切板なしであっても良い。
【0036】スピーカユニット6とホーン開口部11の
向きは任意であり、同一であっても良く、逆または回転
自在であってもよい。
【0037】図6は上記実施例の音圧周波数特性であ
り、ホーン開口部11から放射される低音にスピーカユ
ニット6の前面の音が加算され、広い再生帯域が実現さ
れている。前記位相遅延分布、小空気室および吸音材料
などの効果により、干渉による谷を生じていないことが
わかる。
【0038】
【発明の効果】 以上述べたように本発明は、スクリュ
ーホーンを備えたFLHであり、過渡特性が良く、小型
で、量産しやすい構造を有し、かつ音質劣化の少ないス
ピーカシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。
【図2】 本発明において用いられるスクリューホーン
の構造を示す説明図。
【図3】 スクリューホーンのスロート近傍を示す説明
図。
【図4】 本発明のスピーカシステムの一実施例を示す
断面図。
【図5】 図4に示したスピーカシステムの音圧周波数
特性図。
【図6】 図1に示したスピーカシステムの音圧周波数
特性図。
【符号の説明】
1 ホーン用スピーカユニット 2 内管 3 螺旋状仕切板 4 外管 5 螺旋音道 6 第2のスピーカユニット 7 空室 8 小空気室 9 T字形管体 10 バッフル板 11 ホーン開口部 12 支持台 13 底板 14 ターミナル 15 砂 16 スロート 17 仕切板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピーカユニットの前面に設けられたス
    クリューホーンと、前記スピーカユニットの背面に設け
    られた空室からなるキャビネットを有し、前記スクリュ
    ーホーンが同軸二重管とその間隙に設けられた螺旋状仕
    切板とにより形成された音響管であることを特徴とする
    スピーカシステム。
  2. 【請求項2】 スピーカユニットの前面直近に小空気室
    が設けられ、該小空気室がスクリューホーンのスロート
    に接続されている請求項1に記載のスピーカシステム。
  3. 【請求項3】 空室のバッフル板に第2のスピーカユニ
    ットが取り付けられている請求項1に記載のスピーカシ
    ステム。
  4. 【請求項4】 空室および小空気室内部に、長さ分布を
    有する空気柱の集積体からなる吸音材料を設置する請求
    項1から3のいずれかに記載のスピーカシステム。
JP10071177A 1998-02-13 1998-02-13 スピーカシステム Pending JPH11234783A (ja)

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JP10071177A JPH11234783A (ja) 1998-02-13 1998-02-13 スピーカシステム
US09/246,642 US6078676A (en) 1998-02-13 1999-02-08 Speaker system with a three-dimensional spiral sound passage

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