(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を第１キャビネットと第２キャビネットに区画する隔壁と、前記第１キャビネットと前記第２キャビネットを連通させる第１のダクトと、前記第２キャビネットを外部空間に連通させる第２のダクトと、を備え、前記第１キャビネットにスピーカユニット取り付け部を有するダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャであって、
前記第１のダクトの側壁に設けられたスリットと、
前記スリットを覆う音響抵抗材と、
を備え、
前記スリットは、前記第１のダクトの前記第２キャビネット側の開口と連通している、スピーカ用エンクロージャ。
【請求項２】
前記スリットは平面形状が矩形である請求項１記載のスピーカ用エンクロージャ。
【請求項３】
前記スリットが複数設けられている請求項１又は２記載のスピーカ用エンクロージャ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ用エンクロージャを有し、前記エンクロージャの第１キャビネット内のスピーカユニット取り付け部に、前面を外部に解放してスピーカユニットが取り付けられているスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ用エンクロージャおよびこのエンクロージャを用いたスピーカシステムに関するもので、特に、ダブルバスレフ型エンクロージャおよびスピーカシステムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムにおいては、エンクロージャの容積が小さい割には低音域を良好に再生することができるバスレフ型が広く普及している。バスレフ型エンクロージャは、バッフル板としての前板の上下および左右を板で囲うとともに、これら上下左右の板の後端部を背板で密閉し、上記前板にはスピーカユニットを取り付けるとともに開口を形成し、この開口に続くダクトを上記前板に設けたものである。スピーカユニットの背面側から放出される音波は、エンクロージャ内で反転されて上記ダクトおよび開口からエンクロージャの外に放射される。したがって、上記ダクトおよび開口から放射される音波の位相はスピーカユニットの前面から放射される音波の位相と同相となる。これによって、再生される音波の音圧レベル、特に低音域での音圧レベルを高めることができる。バスレフ型のエンクロージャあるいは音響装置の例として、特許文献１、特許文献２などに記載されているものが知られている。
【０００３】
上に述べたとおり、バスレフ型のスピーカ用エンクロージャを用いたスピーカシステムによれば、低音域の音圧レベルを高めることができ、小さな容積のエンクロージャであっても、再生可能な最低周波数を下げることができる。しかし、低音域まで再生することが可能であっても、ダンピング（抑制）の効かない、「フガフガ」したような切れの悪い低音域の再生音になってしまう欠点がある。換言すれば、低音域の入力信号に忠実な低音を再生することができないという欠点がある。
【０００４】
そこで、バスレフ型エンクロージャの改良型として、図６に示すようなダブルバスレフ型エンクロージャが提案され実用化されている。図６において、エンクロージャ１は、バッフル板としての前板１０と、前板１０の上下左右端を囲んで一体に形成された上下左右の板と、これら上下左右の板の後端に密着させて一体に形成された背板を有している。これらの板は密着して結合されることにより密閉された箱形のエンクロージャ１が形成されている。前板１０の内面には、前板１０の上端寄りの位置においてスピーカユニット２が取り付けられ、スピーカユニット２の再生音が前板１０に開けられた開口から放射されるようになっている。
【０００５】
エンクロージャ１の内部は隔壁１１によって二つのキャビネットに分けられている。隔壁１１はスピーカユニット２を背面側から覆うように設けられていて、スピーカユニット２の背面側に第１キャビネット３を形成している。換言すれば、第１キャビネット３内にスピーカユニット２が取り付けられている。エンクロージャ１の内部の、第１キャビネット３を除く他の空間は第２キャビネット５を構成している。隔壁１１には、第１キャビネット３と第２キャビネット５を連通させる第１のダクト４が一体に形成されている。上記前板１０には、スピーカユニット２の下方において第２のダクト６が一体に形成されている。第２のダクト６は第２キャビネット５と外部空間を連通させている。第１キャビネット３と第１のダクト４のほかに、第２キャビネット５と第２のダクト６を有していることから、ダブルバスレフ型といわれている。
【０００６】
図６に示すようなダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、スピーカユニット２の背面側から放射される音波は、一旦、第１キャビネット３に放射され、第１のダクト４を経て第２キャビネット５に導かれ、第２のダクト６からエンクロージャ１外に放射される。したがって、前記バスレフ型スピーカシステムと比較すると、第１キャビネット３と第１のダクト４が付加された構成になっている。この第１のダクト４が音響抵抗となり、第２のダクト６からエンクロージャ１の外に放射されるスピーカユニット２の背面側の音波が適度に抑制され、ダンピングの効いた歯切れの良い低音を再生することができる。
【０００７】
従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの等価回路図を図７に示す。図７中、Ｆはスピーカユニットの駆動力、Ｒはスピーカユニットの直流抵抗、Ｃはスピーカユニットの振動系のコンプライアンス、Ｍはスピーカユニットの機械系の実効振動質量、Ｃ１は第１キャビネットの空気のコンプライアンス、Ｒｃ１は第１キャビネットの空気の機械抵抗、Ｍｐ１は第１のダクトの空気の実効質量、Ｒｐ１は第１のダクトの空気の機械抵抗、Ｃ２は第２キャビネットの空気のコンプライアンス、Ｒｃ２は第２キャビネットの空気の機械抵抗、Ｍｐ２は第２ダクトの空気の実効質量、Ｒｐ２は第２ダクトの空気の機械抵抗、Ｖｓｐはスピーカユニットの振動系速度、Ｖｐ１は第１ダクトの空気の速度、Ｖｐ２は第２ダクトの空気の速度を示している。従来のスピーカシステムにおいては、第１ダクトの空気の実効質量Ｍｐ１および第１ダクトの空気の機械抵抗Ｒｐ１と、第２ダクトの空気の実効質量Ｍｐ２および第２ダクトの空気の機械抵抗Ｒｐ２とは、直列につながった構成になっている。
【０００８】
しかし、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、図８に符号Ｄで示すように、特定の周波数領域で音圧レベルが極端に低下する欠点があった。図８は従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの周波数特性を示しており、図９はインピーダンス特性を示している。インピーダンス特性とは、スピーカユニット２のボイスコイルが音声信号によって駆動されるときに生じる逆起電力のインピーダンスの特性で、横軸は周波数ｆである。図８に示す周波数特性からわかるように、特定の周波数領域で音圧レベルが極端に低下している。図９に示すインピーダンス特性によれば、三つのピークがある。これらのピークが生じる周波数を、低い周波数から高い周波数に向かって順にｆ１、ｆ２ａ、ｆ３ａとする。周波数ｆ２ａと周波数ｆ３ａの間に、音圧レベルが極端に低下する上記特定の周波数領域が存在している。第１のピークが生じる周波数ｆ１およびこのピークの高さはエンクロージャ１の仕様によって決まり、第１のダクト４による音響抵抗などを調整してもほとんど変化はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８９０１８３号公報
【特許文献２】実公平７−２７７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上に述べた通り、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムによれば、ダンピングの効いた歯切れの良い音を再生することができる利点がある反面、特定の周波数領域において音圧が極端に低下する。換言すれば、上記特定の周波数領域において音が出ないという欠点がある。この欠点の原因について検討したところ、特定の周波数において、第２のダクト６から放射されるスピーカユニット２の背面側からの音波が、スピーカユニット２の前面側から放射される音波と干渉してスピーカユニット２の前面側から放射される音波を打ち消すことが原因であることがわかった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消すること、すなわち、特定の周波数領域において音圧が極端に低下することをなくして、平坦な周波数特性を得ることができるダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャおよび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】
【００１２】
本発明に係るスピーカ用エンクロージャは、内部空間を第１キャビネットと第２キャビネットに区画する隔壁と、第１キャビネットと第２キャビネットを連通させる第１のダクトと、第２キャビネットを外部空間に連通させる第２のダクトと、を備え、第１キャビネットにスピーカユニット取り付け部を有するダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャであって、第１のダクトの側壁に設けられたスリットと、スリットを覆う音響抵抗材と、を備え、スリットは、第１のダクトの第２キャビネット側の開口と連通している、ことを最も主要な特徴とする。
【００１３】
本発明に係るスピーカシステムは、本発明に係るスピーカ用エンクロージャを有し、エンクロージャの第１キャビネット内のスピーカユニット取り付け部に、前面を外部に解放してスピーカユニットが取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、従来のダブルバスレフ型のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムが備えている構成に加えて、スピーカユニット取付け部を有する第１キャビネットを隔壁によって形成し、隔壁に第１キャビネットから第２キャビネットに通じる第１のダクトにスリットを設けるとともに、スリットを覆う音響抵抗材を設けている。上記スリットの位置や大きさ、上記音響抵抗材の密度等を調整することによって、第１キャビネットの内圧を調整することができる。第１キャビネットの内圧を調整することにより、図９に示すインピーダンス特性について説明したような、ピークが生じる周波数ｆ２a、ｆ３aを移動させることができ、結果として、図８について説明した周波数特性上の特定の周波数領域における音圧レベルの落ち込みを解消し、良好な周波数特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの一実施例を示す側面縦断面図である。
【図２】図１のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムを示す等価回路図である。
【図４】図１のスピーカシステムの周波数特性と従来のスピーカシステムの周波数特性を比較するグラフである。
【図５】図１のスピーカシステムの周波数特性と従来のスピーカシステムのインピーダンス特性を比較するグラフである。
【図６】従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの例を示す側面縦断面図である。
【図７】図６のスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムを示す等価回路図である。
【図８】上記従来のスピーカシステムの周波数特性を示すグラフである。
【図９】上記従来のスピーカシステムのインピーダンス特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムの実施例について図面を参照しながら説明する。なお、図６に示す従来例の構成部分と同じ構成部分には共通の符号を付している。
【実施例】
【００１７】
図１において、符号１はスピーカ用のエンクロージャを示している。エンクロージャ１は、バッフル板としての前板１０と、前板１０の上下左右端を囲んで一体に形成された上下左右の板、すなわち、天板、底板、右側板および左側板と、これらの板の後端に密着させて一体に形成された背板を有している。これらの板は互いに密着して結合されることにより箱形のエンクロージャ１が形成されている。
【００１８】
エンクロージャ１の内部空間は隔壁１１によって第１キャビネット３と第２キャビネット５の二つのキャビネットに区画されている。第１キャビネット３は、前板１０と隔壁１１に囲まれた空間であって、第１キャビネット３にスピーカユニット取り付け部を有している。より具体的には、第１キャビネット３を区画している前板１０に比較的大きな円形の窓孔１０１が設けられていて、この窓孔１０１の形成部分の内面がスピーカユニット取り付け部になっている。上記スピーカユニット取り付け部にはスピーカユニット２が取り付けられ、スピーカユニット２の前面側からの再生音が窓孔１０１からエンクロージャ１の外に向かって放射されるようになっている。スピーカユニット２が上記のように前板１０の内面側に取り付けられることにより、スピーカユニット２は第１キャビネット３内に取り付けられ、かつ、スピーカユニット２の背面側に第１キャビネット３が存在していることになる。
【００１９】
図１に示す例では、隔壁１１がスピーカユニット２を上下左右および後ろから囲っている。エンクロージャ１の内部空間は、第１キャビネット３が占める空間を除く他の空間が第２キャビネット５となっている。隔壁１１のうちスピーカユニット取り付け部の背後に位置する隔壁には、第１キャビネット３と第２キャビネット５を連通させる第１のダクト４が一体に形成されている。上記前板１０には、スピーカユニット２の下方において、かつ、隔壁１１よりも下方において第２のダクト６が一体に形成されている。第２のダクト６は筒形の部材で第２キャビネット５と外部空間を連通させている。ここまで説明してきた構成は、図８に示す従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの構成と実質的に変わりがない。
【００２０】
図１に示す実施例では、上記の構成に加えて、以下に述べるような特徴のある構成を備えている。図１および図２に示すように、上記第１のダクト４の上部にはスリット７が設けられている。図１に示す例では、スリット７は平面形状が矩形であり、１つのみ設けられている。スリット７は、第１のダクト４の第２キャビネット５側の開口と連通している。スリット７が第１のダクト４の上記開口と連通していることにより、第１のダクト４内の気流の乱れを防止することができる。
【００２１】
このスリット７を覆うように、音響抵抗材８が設けられている。音響抵抗材８は、スリット７よりも一回り大きな長板状の部材である。この音響抵抗材８の密度や厚さ等を適宜設定することによって、第１のダクト４、スリット７および音響抵抗材８を通じて第１キャビネット３から第２キャビネット５に至る部分の音響抵抗が適宜の値に設定される。音響抵抗材８の材料としては、フェルト等を好適に用いることができる。
【００２２】
上述した実施例に係るスピーカシステムの等価回路図を図３に示す。図７に示す等価回路の各構成と同じ構成については、同じ符号を付してある。図７に示す従来のスピーカシステムの等価回路図に加えて、第１ポートの空気の実効質量Ｍｐ１および第１ポートの空気の機械抵抗Ｒｐ１と並列に、音響抵抗材８の抵抗Ｍｐｒが付加されている。Ｖｐ３は第１ダクトの空気抵抗部を通過する空気の速度を示している。
【００２３】
以上説明した実施例によれば、前述のダブルバスレフ型スピーカシステムのように、スピーカユニット２の背面側から放射される音波は、一旦、第１キャビネット３に放射され、第１のダクト４を経て第２キャビネット５に導かれ、第２のダクト６からエンクロージャ１外に放射される。そして、第１のダクト４にスリット７が設けられ、このスリット７の形状、大きさ等と、スリット７を覆う音響抵抗材８の密度や厚さ等を調整することで、第１のダクト４から第２キャビネット５への音波の放出の状態を調整することができる。このように、音波の放出の状態を調整することで、スピーカユニット２の駆動で生じる第１キャビネット３内の音圧が抑制される。
【００２４】
図５は上記実施例に係るスピーカシステムと従来のスピーカシステムのインピーダンス特性を重ねて示すもので、特定の三つの周波数においてピーク（ｆ１、ｆ２、ｆ３）が生じている。上記実施例に係るスピーカシステムにおいてそれぞれのピークが生じる周波数を、低い周波数から高い周波数に向かって順にｆ１、ｆ２ｂ、ｆ３ｂとする。点線ａが従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのインピーダンス特性、実線ｂが上記実施例のインピーダンス特性である。第１番目のピークが生じる周波数ｆ１とこのピークの高さは、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムのものとほとんど変わりがない。これに対して、第２番目と第３番目のピークが生じる周波数ｆ２ｂ、ｆ３ｂは、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムにおいて第２番目と第３番目のピークが生じる周波数ｆ２ａ、ｆ３ａよりもそれぞれ高い周波数の方にずれている。また、第２番目のピークは上記従来のスピーカシステムにおける第２番目のピークよりも低くなり、第３番目のピークは上記従来のスピーカシステムにおける第３番目のピークよりも低く、平坦に近くなっている。なお、本願において特性を示すグラフはいずれも、所定の規格化された測定装置を用い規格化された方法で測定したものである。
【００２５】
上記実施例に係るスピーカシステムのインピーダンス特性において、上記のように第２、第３のピーク位置が移動する結果、周波数特性がほぼ平坦になるように設計仕様を決定し、調整することができる。図４は上記実施例に係るスピーカシステムと従来のスピーカシステムの周波数特性とを重ねて表している。点線Ａが従来のダブルバスレフ型スピーカシステムの周波数特性、実線Ｂが上記実施例の周波数特性である。図４から明らかなように、従来のダブルバスレフ型スピーカシステムにおいて特定の周波数で生じていた音圧レベルの極端な落ち込みがなくなり、平坦で良好な周波数特性を得ることができる。
【００２６】
図１に示す実施例において、上記のような効果を得ることができるのは、スリット７の大きさおよび音響抵抗材７の密度や厚さを適宜調整することによって前述のインピーダンス特性を調整することができ、結果として周波数特性を可能な限り最大限良好な特性に調整することができるからである。
【００２７】
なお、本発明においては上述した実施例に限らず、平面形状が矩形以外の種々の形状のスリットを設けてもよい。また、スリットの数は１つに限られず、複数設けてもよい。さらに、スリットを第１ダクトの第２キャビネット側の開口と連通させない態様としてもよい。このように、スリットの形状および数を調節することで、前述のインピーダンス特性の調整の自由度を増すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムは、比較的簡易な低コストの製品に適用してもよいし、高級なオーディオシステムのスピーカシステムに適用してもよい。
【００２９】
また、エンクロージャ構造あるいは素材についても製品コンセプトに応じて適宜選択すればよい。例えば、比較的簡易な低コストの製品であれば、合成樹脂を素材とした一体成形を多用した構造にすることもできるし、高級なオーディオシステムのスピーカシステムであれば、木製の部品を組み立てた構造にすることもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１    エンクロージャ
２    スピーカユニット
３    第１キャビネット
４    第１のダクト
５    第２キャビネット
６    第２のダクト
７    スリット
８    音響抵抗材
１１    隔壁
【図１】
0005611075.tif 000002
【図２】
0005611075.tif 000003
【図３】
0005611075.tif 000004
【図４】
0005611075.tif 000005
【図５】
0005611075.tif 000006
【図６】
0005611075.tif 000007
【図７】
0005611075.tif 000008
【図８】
0005611075.tif 000009
【図９】
0005611075.tif 000010