(57)【要約】【課題】スピーカーキャビネットの定在波対策において、吸音材は一般に利用され効果的である反面、原音再生に必要な自然な響きを含む音量低下を伴い、音質向上を阻む要因であり、スピーカーに過度な内部損失および制動を与えなくても良いように、吸音材に代わる好適な音質改善方法を求める。【解決手段】スピーカー背後、位相反転ダクトなど音の通過部に通過抵抗が生じにくいように、小型で装着し易い消音性振動板ユニットを設けるものであり、１枚の振動板を区分けする支持部品で構成され、一区分の受動面に入力された音は他の裏表輻射面に分割され、その内２面の空気振動は逆位相の関係となり打ち消し合うことで消音性を求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音の通過部の振動板に接合する支持部品を境に音を受ける受動面一区分と他の裏表面を輻射面として連動される消音性振動板ユニット。
【請求項２】
受動面の音響入力が２面以上の輻射面に分割された音響出力となり、その内２面同士の音響出力が逆位相の関係で打ち消し合う請求項１記載の消音性振動板ユニット。
【請求項３】
輻射面の内１面を位相反転ダクトに割り当てる請求項１記載の消音性振動板ユニット。
【請求項４】
直線上で曲がる支持部品によるスイングモーション支持とした請求項１記載の消音性振動板ユニット。
【請求項５】
環状で変位する支持部品によるピストンモーション支持とした請求項3記載の消音性振動板ユニット。
【請求項６】
キャビネットに取り付け安いフレームに単数または複数の振動板および支持材を接合する請求項１記載の消音性振動板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカーキャビネットの定在波防止および位相反転用ダクトに利用できる消音性振動板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーキャビネットの定在波対策において一般に通気摩擦を生じる吸音材料などが用いられる。
【０００３】
位相反転型キャビネットは、低音を出すための開口部となるダクトあるいはドロンコーン、パッシブラジエターなどを設ける方式があり、吸音材は低音の音量や最低共振周波数に影響するため、音質調整の大きな要素である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許開平08-307984号広報、段落番号0005、図4および図5、1a、2a
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスピーカーキャビネットの定在波対策における吸音材は、定在波の発生周波数以下でもスピーカーの振動負荷に影響し、低音の量感や過渡特性の低下としての音質向上を阻むマイナス要因を伴っている。
【０００６】
製品開発、自作における位相反転用ダクトの調整は、開口面積、奥行きの調整が最低限必要であり、ダクトの低音出力に対して吸音材のマイナス要因との兼ね合いでの妥協点を定めることなど吸音材に関わる浪費作業を要する。
【０００７】
吸音材の装着は製造コスト、装着スペース、放熱の観点から装着困難なスピーカー搭載機器では吸音対策が難しい。
【０００８】
吸音材による低音損失の他、スピーカーを透過する定在波対策としてのスピーカー振動板の質量および内部損失、強度の増加は、原音再生に必要な自然で豊かな音量に反映されず、非効率化を伴い電力供給の増大が求められる。
【０００９】
本発明が、スピーカーに過度な内部損失および制動を与えなくても良いように吸音材に代わる好適な音質改善方法を求める。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
スピーカー背後、ダクトなど、音の通過部に通過抵抗が生じにくいように、小型で軽量または取り付けやすい消音性振動板を設け、好適な音質調整を可能とする。
【００１１】
振動板の１区分が音の受動面として作用できる支持部品などを接合することにより、他の裏表面が消音を導く輻射面とする消音性振動板ユニットを形成する。
【００１２】
位相反転型キャビネットでは、受動面と輻射面２面が同一空間内となり、輻射面１面をダクト側に割り当てる。
【００１３】
振動板の支持形態をスイングモーションもしくはピストンモーション支持とする支持部品などで仕切り、受動面１面と輻射面２面または３面を形成する。
【００１４】
消音性振動板における受動面の音響入力が２面または３面の輻射面に分割された輻射出力となり、その内２面の一方の輻射出力が空気の粗としての弾性であれば、他の一方は密としての弾性で逆位相の関係となり粗密が打ち消し合い消音性をもたらす。
【００１５】
振動板を小型とすることで音としての輻射性を低下させるとともに、２面間で逆位相の輻射出力が近接され、打ち消し合う経路を短くでき、消音性を高められる。
【００１６】
面積を確保するときは複数または一方を長辺とする。
【００１７】
振動板の通過抵抗が影響しにくい要素において振動板の軽量化の他に、吸音材とは異なる負荷形態の特徴として、消音性振動板は空気粗密に平衡作用を及ぼすことで消音の達成と言えるため、空気運動の非制動が成り立ち、運動迂回経路で生じる慣性モーメントがもたらす渦としての消費しない回転負荷が成り立つものであり、そのことによる負荷の損失の少ない消音によって原音のクオリティーへの反映を期待するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の振動板ユニットを備えるスピーカーシステムは、出力音圧周波数特性における山谷の発生や低域の音量低下など、特性に弊害なく好適に無吸音材が可能となり従来にない自然で豊かな再生音が可能である。
【００１９】
インパルス再生波形で、減衰振動が低下できることが観測でき、定在波など低減要素と言える。
【００２０】
振動板ユニットによる音質設定可能な位相反転ダクトとして形成でき、キャビネット内部の反射波や定在波による影響が現れにくい滑らかな特性に改善できる。
【００２１】
製品開発、自作での音質調整におけるマイナス要素を含む吸音材の無用化によって音質調整での浪費を軽減できる。
【００２２】
従来の位相反転ダクトの設定および既存のダクトに振動板ユニットを追加装備であっても吸音材を廃して簡単に調整でき、気温、設置場所などによる音響環境変化での低音特性および音質の悪化が少ない。
【００２３】
高能率で過度特性の良いフルレンジスピーカーでも制動不足または過制動のない好適な音質を得られやすい。
【００２４】
定在波に類似する原音での定常的な音の響きや余韻は音の表現において重要な要素であり定在波に似て非なる原音成分を削除せず好適に再生されやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】最小単位の振動板ユニットを示す斜視図である。
【図２】スピーカー背後振動板ユニットの一例を示す斜視図である。
【図３】スピーカー背後振動板ユニットの実施例を示す断面図である。
【図４】V型振動板ユニットの実施例を示す側面図である。
【図５】キャビネット内のスピーカー周囲に実施するV型振動板ユニットの平面図である。
【図６】ダクトを含む振動板ユニットの斜視図である。
【図７】ダクトを含む振動板ユニットの実施を示す断面図である。
【図８】ダクトに接合して実施できる振動板ユニットの斜視図である。
【図９】ダクトを含むピストンモーション振動板ユニットの斜視図である。
【図１０】ダクトを含むピストンモーション振動板ユニットの実施を示す断面図である。
【図１１】振動板ユニットによる位相反転型キャビネットの実施例を示す正面図である。
【図１２】振動板ユニットによる位相反転型キャビネットの実施例を示す側断面図である。
【図１３】gは実施例での密閉型スピーカーシステムの出力音圧周波数特性である。
【図１４】iは実施例での位相反転型スピーカーシステムの出力音圧周波数特性である。
【図１５】Bは実施例での密閉型スピーカーシステムのインパルス再生波形である。
【図１６】Dは実施例での位相反転型スピーカーシステムのインパルス再生波形である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を実施できるスイング型振動板ユニットの最少単位は、図1に示すように振動板1の直線上で二分する所に曲げ運動できる支持部品2を接合した二つの部品で構成される。
【００２７】
音の入力する受動面を1aとしたとき、支持部品2を軸として連動する面1bと裏の1c、1dの３面に分割される輻射出力の面となり、1b、1d面あるいは1c、1d面の輻射出力は逆位相で相殺する関係となり、3面の内2面同士の輻射出力に消音性がもたらされるように実施できる。
【００２８】
高音域まで消音性を得るには、振動板周りの迂回経路が短いことが良く、それには支持部品2から振動板端部1までのスイング半径が小さいことが良いと考える。
【００２９】
また、たわみにくい振動板の形状においても、スイング半径が短く小面積で複数の振動板であることが良く、軽量化ではリブ形成など補強対策なしでよいスイング半径を40mm以下が望ましい。
【００３０】
振動板材料は軽くてたわみにくい紙貼りスチレンボード、PSPなども適し、支点接合部には補強の木材1fなどを仕込むことでスイング動作以外の支点の不動性を考慮する。
【００３１】
支持部品2の材料は直線上で角度変化のみしやすい柔軟性および曲げ疲労に強い繊維、和紙なども適する。  
【００３２】
図2、図3はスピーカー背後に備える振動板ユニットの実施の形態であり、10cm程度の小口径スピーカーでは振動板1を４枚で囲む様に、取り付けフレーム3を形成して備えるものであり、キャビネット幅が狭い場合は２枚で形成してもよく、周波数特性における中音域で山谷の影響が出る場合、開放部3aを増すことやスイング半径を小さくするかスピーカー7周囲から振動板1を遠ざけることでも対処できる。
【００３３】
支持部品2と振動板1の接着時は、振動板周囲がフレーム3や他の面に接触しない間隙に相当する紙などをはさむ仮固定状態で接着後、紙を取り除くことで簡単にセットできる。
【００３４】
20cm規格に達する大きな口径のフルレンジスピーカーでは振動板を６枚程で6角形状で形成してもよい。
【００３５】
振動板ユニットの最少単位で簡単な取り付けとして、図4、図5に示すように90度V型振動板1vのように曲げ形成すれば支持部品取り付け面5が平面であってもよく、スピーカー7周りに多数取り付けたり、あるいはスピーカーに直接付ける構造も可能である。
【００３６】
標準とする振動板は平面で中心支持とすることで双方の面積が等しくバランスがとれる状態であり、良好な音質設定に問題ないものであるが、輻射面の増減で低音特性の変化が可能である。
【００３７】
位相反転型キャビネットにおける振動板ユニットの実施の形態は、図6、図7に示すようにキャビネット5への取り付け部を形成するダクト4を含む振動板ユニットであり、形状は四角の他、三角、円なども可能である。
【００３８】
振動板の角度変化制限ストッパー6として、接触音が出にくいスポンジを付けても良い。
【００３９】
図8は円形などのダクト形状に合わせた接合穴8を形成するフレーム4aを含む振動板ユニットとであり、ダクトに接合する振動板ユニットである。
【００４０】
図9、図10はビストンモーション型での位相反転ダクトを含む振動板ユニットの実施の形態であり環状の支持部品9はスピーカーのロールエッヂ材料を利用できる。
【実施例】
【００４１】
図2、図3は口径10cmスピーカー背後を振動板４枚で囲むユニットであり、振動板材料は厚み3mmの紙張りスチレンボードを使用し、この材料で、たわみなどによる特性に影響しない振動板スイング半径の上限を考慮した結果40mmとし、支持部品材料は厚み0.1mmの丈夫な荷造り用紙粘着テープで実施可能であった。
【００４２】
図3に示すキャビネット5は内容積13リットル密閉型であり、このスピーカーシステムとしての出力音圧周波数特性を図13に示し、振動板ユニット無しhと振動板ユニット付きgは中音域での山谷の差違のほか変化はなく、振動板ユニット付きは音の通過抵抗となるものの音圧低下やその他、悪化の見られない特性と判断し、開放部3aは設けず最小の隙間とした。
【００４３】
開放部3aを設けない場合、最低共振周波数を5Hz程度下げられることがインピーダンス特性で確認でき好適に実施できる。
【００４４】
図15に示す下方のインパルス再生波形においてKで示す部分から右は減衰振動であり振動板ユニット無しAに比べ、振動板ユニット付きBは減衰振動のレベル低下が見られ動的S:N比向上傾向であり、本発明人での聴感においても音のクオリティーに反映されるため、端的な指標となり、最良の実施に役立つひとつの簡単な観測である。
【００４５】
図11、図12は口径10cmフルレンジスピーカーによる内容積6リットル位相反転型キャビネットでの振動板ユニット実施例であり、キャビネット寸法およびダクト開口面積、奥行きはスピーカーメーカー推奨設定であるが、開口部10の形状はキャビネット内寸幅とすることで、ダクト部品11は一枚板でもよく、振動板1はスイング半径を短くする長方形で面積を確保し、たわみにくい形状にできる。
【００４６】
ダクト開口部10の面積よりダクト側の輻射振動板面積1cを大きくすることにより、振動板の振幅を減少でき支持部品の負担を低減でき、また音の透過抵抗を減らせることで標準のダクト設定値のままでも良好な低音特性を得やすい。
【００４７】
図14は出力音圧周波数特性i、jを示し、従来のダクトjに対し振動板ユニットiは音の通過抵抗となるものの音圧低下やその他、悪化の見られない特性であり、50Hz以下での低音下降が少ない特性が得られ、吸音材不足特有のボンつき音と言われる軽い耳障な低音を回避できる。
【００４８】
図16はインパルス再生波形であり振動板ユニット無しCに比べ、ユニット付きDは約1.5ms以後で振動低減が見られ実施状態を反映できる。
【符号の説明】
【００４９】
1  振動板
1a 受動面
1b,1c,1d輻射面
2  支持部品
3  取り付けフレーム
3a  開放部
3b  ビス止め用穴
4  ダクト
5  キャビネット
6  ストッパー
7  スピーカー
8  接合穴
9  支持材
10  開口部
11  ダクト部品
g  振動板ユニット付きの特性
h  振動板ユニット無しの特性
i  振動板ユニット付きの特性
j  振動板ユニット無しの特性
K  入力波形と減衰波形の境点を示す
A、C  振動板ユニット無しの観測波形
B、D  振動板ユニット付きの観測波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015026932.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2015026932.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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