(57)【要約】【課題】音響放射ダクトの開口部での風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる音響放射ダクトを有するスピーカーシステムを得る。【解決手段】本発明の音響放射ダクトを有するスピーカーシステムにおいては、エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備え、前記音響放射ダクトが、前記エンクロージャーを構成する外壁のうちの１つの外壁から該エンクロージャー内部へと延びる主ダクトと、前記主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有する。【選択図】　図１
2004015588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備えるスピーカーシステムであって、
該音響放射ダクトが、
該エンクロージャーを構成する外壁のうちの１つの外壁から該エンクロージャー内部へと延びる主ダクトと；
該主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有する
スピーカーシステム。
【請求項２】
前記副ダクトが、前記主ダクトのエンクロージャー外壁側の開口部に近接して設けられた第１の開口部と、エンクロージャー外部に設けられた第２の開口部と、該第１の開口部と該第２の開口部とを連通する空間とによって規定される、請求項１に記載のスピーカーシステム。
【請求項３】
前記副ダクトが流速制御手段を有する、請求項１または２に記載のスピーカーシステム。
【請求項４】
前記流速制御手段が、前記副ダクトの前記第１および／または前記第２の開口部に設けられたテーパーである、請求項１から３のいずれかに記載のスピーカーシステム。
【請求項５】
前記流速制御手段が、前記副ダクトの前記第１の開口部と前記第２の開口部を連通する空間に配設された吸音材である、請求項１から３のいずれかに記載のスピーカーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号再生に用いられる音響放射ダクトを有するスピーカーシステム、特にバスレフ型エンクロージャーに代表される音響放射ダクトを有するスピーカーシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声信号再生に用いられるスピーカーシステム等において、スピーカーは低音域の再生特性を改善するために各種のエンクロージャーに取り付けられる。なかでも、よく知られたバスレフ型エンクロージャーでは、エンクロージャー内の空気のスティフネスと音響放射ダクト内の空気の質量が音響的に共振することを利用して、低音域の再生特性の改善を図ることができる。上記音響放射ダクトの第１の開口部は、エンクロージャーの外側のバッフル面に設けられ、第２の開口部は、エンクロージャーの内側に設けられる。
【０００３】
上記の共振がおこる共振周波数付近においては、エンクロージャーの外側のバッフル面に設けられた音響放射ダクト開口からは高い音圧の放射音が得られる。このとき、音響放射ダクトの内側および開口では非常に早い速度で空気が振動する。その結果、音響放射ダクトでは、好ましくない風切音や高調波歪成分が生じる。
【０００４】
この現象は、長さ方向に均一な断面を有する音響放射ダクトの場合に発生しやすい。また、音響放射ダクトの開口が小さい場合には、更に顕著になる。最近のスピーカーおよびスピーカーシステム等の小型化に伴い音響放射ダクトの開口が小さくなり、風切音や高調波歪成分が大きくなる傾向がある。
【０００５】
そのために、従来は、音響放射ダクトの断面形状を長さ方向に従って変化させたり、特に音響放射ダクトの開口部にテーパーまたは曲面を設け、開口面積を滑らかに変化させたりする等の方法が採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の方法では、風切音や高調波歪成分の発生を少なくするのには限界がある。音響放射ダクトの開口部にテーパーまたは曲面を設ける場合には、その効果を十分に得るにはかなり大きな変化をつける必要があり、音響放射ダクトの必要な断面積に比較して開口部の面積が大きくなる。従って、現実的には、音響放射ダクトの開口部で十分に大きなテーパーまたは曲面を設けることができないため、風切音や高調波歪成分の発生が多くなる。
【０００７】
以上のように、音響放射ダクトの開口部での風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる音響放射ダクトを有するスピーカーシステムが求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明のスピーカーシステムは、エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備えるスピーカーシステムであって、上記音響放射ダクトが、上記エンクロージャーを構成する外壁のうちの１つの外壁から上記エンクロージャー内部へと延びる主ダクトと、上記主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有する。
【００１０】
本発明において好ましくは、上記副ダクトが、主ダクトのエンクロージャー外壁側の開口部に近接して設けられた第１の開口部と、エンクロージャー外部に設けられた第２の開口部と、第１の開口部と第２の開口部とを連通する空間とによって規定される、スピーカーシステムが提供される。
【００１１】
本発明において好ましくは、上記副ダクトが、流速制御手段を有する。
【００１２】
本発明において好ましくは、上記副ダクトの流速制御手段が、副ダクトの第１および／または第２の開口部に設けられたテーパーである。
【００１３】
本発明において好ましくは、上記副ダクトの流速制御手段が、副ダクトの前記第１の開口部と前記第２の開口部を連通する空間に配設された吸音材である。
【００１４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】
バスレフ型スピーカーシステムの低音域での再生特性は、スピーカーの振動板等の振動系質量と、ダンパー等の支持系のスティフネスと、音響放射ダクトの空気の質量と、エンクロージャーの内側の空気によるスティフネスから定まる。バスレフ型エンクロージャーの共振周波数付近では、音響放射ダクトの空気の体積速度が最大となり、音響放射ダクトの開口からの音響放射により低音域の再生特性の改善を図ることができる。この場合に、音響ダクト内の壁面等で生じる摩擦による抵抗や、音響放射ダクト開口で音響的な負荷が大きく変化したりすることによって空気の振動に乱れが生じ、風切音や高調波歪成分が発生する。音響的な負荷の大きな変化は、音響放射ダクトの開口部での空気の振動速度が早いのに対して、上記開口部が設けられたバッフル面の音響放射ダクト開口周囲の空気がほぼ静止していて、空気の振動速度が大きく異なることに起因する。
【００１６】
本発明によれば、本発明のスピーカーシステムは、エンクロージャーとスピーカーユニットと音響放射ダクトとを備えるスピーカーシステムであって、上記音響放射ダクトが、エンクロージャーを構成する外壁のうちの１つの外壁からエンクロージャー内部へと延びる主ダクトと、主ダクトの周縁部に設けられた副ダクトとを有するので、副ダクトの開口の空気が、主ダクトの開口の空気の振動に伴って誘導され、主ダクトの空気と同期して振動する。その結果、副ダクトの開口の空気は、主ダクトの開口の空気の振動速度と、開口周囲のほぼ静止している空気の振動速度の中間の振動速度で振動する。従って、空気の振動速度の不連続が少なくなるため、風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、上記副ダクトが、主ダクトのエンクロージャー外壁側の開口部に近接して設けられた第１の開口部と、エンクロージャー外部に設けられた第２の開口部と、第１の開口部と第２の開口部とを連通する空間とによって規定されるので、副ダクトの第１の開口の空気が、エンクロージャーの内部の空気に影響を受けることなく主ダクトの開口の空気の振動に伴って誘導され、主ダクトの空気と同期して振動する。その結果、副ダクトの開口の空気は、主ダクトの開口の空気の振動速度と、開口周囲のほぼ静止している空気の振動速度の中間の振動速度で振動する。従って、空気の振動速度の不連続が少なくなるため、風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、副ダクトに流速制御手段を設けることにより、副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、さらに良好に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、副ダクトの第１および／または第２の開口部にテーパーを設けることにより、副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、安価なコストで効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００２０】
また、本発明によれば、副ダクトの第１の開口部と第２の開口部を連通する空間に吸音材を設けることにより、容易に副ダクトの空気の振動速度を調整できるため、安価なコストで効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【００２２】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１の概略断面図である。このスピーカーシステム１は、スピーカー２および本発明の音響放射ダクト３が、エンクロージャー４に取り付けられており、バスレフ型スピーカーシステムとして構成されている。スピーカー２は、動電型スピーカーで任意の適切な構成が採用され得る。図１では、音響放射ダクト３はスピーカーが取り付けられたバッフル面と同一のバッフル面に取り付けられているが、エンクロージャの任意のバッフル面に取り付けられればよい。
【００２３】
音響放射ダクト３は、主ダクト３１と、副ダクト３２からなる。主ダクト３１の第１の開口部３１ａは、エンクロージャー４の外側のバッフル４ａに設けられ、第２の開口部３１ｂは、エンクロージャー４の内側に設けられる。図示例においては、副ダクト３２は、折り返しダクトとして構成される。具体的には、副ダクト３２の第１の開口部３２ａは、主ダクト３１の開口部３１ａの周囲に設けられ、副ダクト３２の第２の開口部３２ｂは、副ダクト３２の第１の開口部３２ａの周囲に設けられる。従って、主ダクト３１の第１の開口部３１ａと副ダクト３２の第１の開口部３２ａとが近接して配置され、主ダクト３１の第２の開口部３１ｂと副ダクト３２の第２の開口部３２ｂがエンクロージャ４の内側および外側に離間して配置される。
【００２４】
図２は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１の断面図である。本実施形態の副ダクト３２は、第１の開口部３２ａが主ダクト３１の第１の開口部３１ａ周囲に設けられ、第２の開口部３２ｂがエンクロージャ４の外側に配置されている。
【００２５】
図３は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム１の音響放射ダクト３付近の部分断面図である。図４（ａ）は、図３の音響放射ダクトを構成する開口規定部材３３および円筒ダクト３４の正面図であり、（ｂ）は断面図である。主ダクト３１は、円筒ダクト３４と該円筒ダクト３４に取り付けられた開口規定部材３３とにより構成される。主ダクト３１の周囲には、主ダクト３１を囲む外側筒状部３３ａが設けられている。主ダクト３１は、円筒ダクト３４が副バッフル４ｃを介してバッフル４ａの貫通穴４ｂに取り付けられることにより、エンクロージャーに取り付けられる。副ダクト３２は、開口規定部材３３の外側筒状部３３ａ、内側筒状部３３ｃおよび円筒ダクト３４によって規定される。より詳細には、副ダクト３２の第１の開口部３２ａは、開口規定部材３３の内側筒状部３３ｃと外側筒状部３３ａとを同心的に接続する開口規定部３３ｂに形成された複数の円弧状の開口部として規定される。副ダクト３２の第２の開口部３２ｂは、バッフル４ａの貫通穴４ｂを規定する壁と、外側筒状部３３ａとによって規定される。従って、副ダクト３２の第２の開口部３２ｂは、第１の開口部３２ａの周囲に主ダクト３１および第１の開口部３２ａと同心円上に位置する円環状の開口部として設けられる。以上のように、副ダクト３２は、開口規定部材３３の開口規定部３３ｂに形成された第１の開口部３２ａと、外側筒状部３３ａと貫通穴４ｂによって規定される第２の開口部３２ｂと、第１の開口部３２ａと第２の開口部３２ｂとをつなぐ空間（この空間は、内側筒状部３３ｃ、外側筒状部３３ａ、円筒ダクト３４、副バッフル４ｃの壁および貫通穴４ｂの壁で規定される）とによって規定される折り返しダクトとして構成される。
【００２６】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム１の音響放射ダクト３付近の部分断面図である。本実施形態においては、副ダクト３２の空気の振動速度を制御するために副ダクトの第１および／または第２の開口部に流速制御手段が設けられる。具体的には、図５のようにバッフル４ａの貫通穴４ｂにテーパーを設けて副ダクト３２の第２の開口部３２ｂを構成してもよい。このように、副ダクト３２の第１および／または第２の開口部３２ａおよび／または３２ｂに流速制御手段を設けることにより、効果的に風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる。
【００２７】
図６は、本発明の他の好ましい実施形態におけるスピーカーシステム１の音響放射ダクト３付近の部分断面図である。図６のように副ダクト３２の第１の開口部３２ａと第２の開口部３２ｂを連通する空間に吸音材５を配置して、副ダクト３２の空気の振動速度を制御してもよい。
【００２８】
上記の実施例の説明では、副ダクト３２は、副バッフル４ｃを介してバッフル４ａに開口規定部材３３ならびに円筒ダクト３４を取り付けて構成したが、任意の適切な開口規定部材およびダクト形成部材および取り付け部材により構成してもよい。また、音響放射ダクト３は、予め形成した折り返しダクト等を用いることより構成してもよい。
【００２９】
上記の実施形態では、主ダクトの第１の開口を円形、副ダクトの第１のおよび第２の開口を複数の円弧状ならびに円環状としたが、本発明の音響放射ダクトの開口の形状は円形、円弧状、ならびに円環状に限られず、楕円形、四角形等の多角形でもよい。また、主ダクトならびに副ダクトのそれぞれの開口の寸法も実施形態の説明における寸法に限られるものではない。
【発明の効果】
【００３０】
図７は、本発明の音響放射ダクトを有するスピーカーシステムにおいて、音響放射ダクト正面の距離１０ｃｍで測定した場合のダクト正面音圧ならびに第２次および第３次高調波歪の周波数特性のグラフである。このとき、主ダクトの開口部３１ａの開口直径は３４ｍｍ、主ダクト３１の開口部３１ａと同心円上に位置する副ダクト３２の１２個の円弧状の第１の開口部３２ａの中心直径は４２．５ｍｍ、開口幅は２．５ｍｍ、長さは２１ｍｍ、同様に副ダクト３２の円環状の第２の開口部３２ｂの中心直径は５５ｍｍ、開口幅は６ｍｍである。このように、本発明の実施により、第２次高調波歪において４０〜６０Ｈｚで、第３次高調波歪において４０〜１００Ｈｚで、歪が減少している。
【００３１】
本発明により、音響放射ダクトの開口部での風切音や高調波歪成分の発生を少なくすることができる音響放射ダクトおよびスピーカーシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音響放射ダクトを用いたスピーカーシステムの断面図である。
【図２】本発明の他の好ましい実施形態の音響放射ダクトを用いたスピーカーシステムの断面図である。
【図３】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図４】本発明の音響放射ダクトを構成する開口規定部材および円筒ダクトの正面図並びに断面図である。
【図５】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図６】本発明のスピーカーシステムの他の好ましい実施形態における音響放射ダクト付近の部分断面図である。
【図７】本発明の音響放射ダクトを有するスピーカーシステムにおいて測定したダクト正面音圧ならびに第２次および第３次高調波歪の周波数特性のグラフである。
【符号の説明】
１　　　スピーカーシステム
２　　　スピーカー
３　　　音響放射ダクト
３１　　主ダクト
３１ａ　主ダクトの第１の開口
３１ｂ　主ダクトの第２の開口
３２　　副ダクト
３２ａ　副ダクトの第１の開口
３２ｂ　副ダクトの第２の開口
３３　　開口規定部材
３３ａ　外側筒状部
３３ｂ　リブ
３３ｃ　内側筒状部
３４　　円筒ダクト
４　　　エンクロージャー
４ａ　　バッフル
４ｂ　　バッフルの貫通穴
４ｃ　　副バッフル
５　　　吸音材
【図１】
2004015588.tif 000003
【図２】
2004015588.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004015588.tif 000007
【図６】
2004015588.tif 000008
【図７】
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