(57)【要約】  【目的】高い吸音効果を有する音響特性調整具及び優れた音響特性を有するスピーカ・システムを提供する。  【構成】本発明の音響特性調整具は、吸音率が全オーディオ帯域でフラットであり、不自然なピークやディップが発生しない天然シルク繊維を０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３の密度の綿塊状又は厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのシート状に成形してなり、特に、蚕の繭形成前に吐出された絹糸を採取したものを用いているので低コストであって、スピーカ・システムのエンクロージュア内の内壁に従来の吸音材に替わるものとして、或いは既存のスピーカ・システムに付加される音響特性調整具としてエンクロージュア内全容積の２％以上を占めるように配置されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然シルク繊維を０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３の密度の綿塊状又は厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのシート状に成形してなる音響特性調整具。
【請求項２】
材料とする天然シルク繊維が、蚕の繭形成前に吐出された絹糸を採取したものを含むことを特徴とする請求項１に記載の音響特性調整具。
【請求項３】
スピーカ・ユニットがエンクロージュア内に配置されたスピーカ・システムにおいて、前記エンクロージュア内に、請求項１又は請求項２に記載の音響特性調整具がエンクロージュア内全容積の２％以上を占めるように配置されていることを特徴とするスピーカ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ機器分野における吸音材及びスピーカ・システムの音響特性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種のスピーカ・システムにおいて、スピーカ・ユニット（スピーカ本体）を収納しているエンクロージュア（ボックス或いはキャビネットとも称される。）は、単にスピーカ・ユニットを収納するためだけでなく、低音域の間接輻射器としての役目が大きい。その種類は平面バッフル、後面開放形、密閉形、バスレフ形、ホーン形及びコンビネーション形等様々であるが、市販されているスピーカ・システムの大半は上記密閉形とバスレフ形が占める。
【０００３】
そして、上記密閉形やバスレフ形その他のスピーカ・システムのエンクロージュア内には通常、その内壁に吸音材が張られており、さらに、密閉アコースティック・サスペンション型と称されるスピーカ・システムのように密閉エンクロージュア内部に多孔質の吸音材を一杯に入れてあるスピーカ・システムもある。これは吸音材の空気抵抗により、エンクロージュア内部の空気が動きにくくなるため、圧縮に対して生じる反発力が弱くなり、且つ内部だけで生じる響き的な現象も抑制されることを意図してのことである。
【０００４】
また、吸音材を壁面に張り付ける等して、外部に音が漏れないようにしつつ室内を所望の音響特性になるように設計された専用のオーディオ室（試聴室、録音室、放送室等）もある。
【０００５】
このようにスピーカ・システムのエンクロージュア内の内壁やオーディオ室の壁面に張り付ける等して配設されている吸音材は、音響空間の設計において、吸音と反射のバランスがポイントになり、吸音材自身（素材）の吸音特性が重要な要素となっている。
【０００６】
この点、オーディオ室やスピーカ・システムに使用されている吸音材に関する技術情報は少ないが、下記［非特許文献１］には、スピーカ・システムの吸音材として、グラスウールが一般的に使用されており、その他にロックウール、粗毛ウール、アセテート綿なども使用されていることが記載されている。最近では、吸音材としてカーボンウールも市販されている。
【０００７】
【非特許文献１】「現代オーディオ用語総辞典」９６頁、発行所；株式会社音楽之友社、著者；土屋赫、１９８７年１０月１０日初版発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スピーカ・システムの吸音材としてのグラスウールその他の上記素材は、可聴帯域に渡ってフラットな吸音効果が得られず、スピーカ・システムの音響特性に少なからず影響を与えていた。
【０００９】
現在のところ、吸音材に関する分野で、従来素材を超える理想に近い音響特性が得られるものは未だ提供されていない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、吸音材の素材の見直しから始めて、従来品よりも優れた吸音効果が得られる吸音材からなる音響特性調整具を提供し、併せて同音響特性調整具をエンクロージュア内部に吸音材として備えるスピーカ・システムを可及的に安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を達成するために、
（１）天然シルク繊維を０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３の密度の綿塊状又は厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのシート状に成形してなる音響特性調整具を提供する。
（２）材料とする天然シルク繊維が、蚕の繭形成前に吐出された絹糸を採取したものを含むことを特徴とする上記（１）に記載の音響特性調整具を提供する。
（３）スピーカ・ユニットがエンクロージュア内に配置されたスピーカ・システムにおいて、前記エンクロージュア内に、上記（１）又は（２）に記載の音響特性調整具がエンクロージュア内全容積の２％以上を占めるように配置されていることを特徴とするスピーカ・システムを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
（１）本発明に係る音響特性調整具は、唯一、細胞組織がランダムに構成されている天然シルク繊維を素材とするため、従来の吸音材に比して広いオーディオ帯域に渡ってフラット（均一）で高率な吸音効果が得られるという優れた効果を有する。
（２）さらに、従来は商品にならない不用物として廃棄されていた蚕が繭形成前に吐出した絹糸を材料とすることで、非常に製造コストが低廉になり、且つ天然資源の無駄を省くことができる。
（３）本発明のスピーカ・システムは、そのエンクロージュア内に従来の吸音材に代わるものとして、或いは既存の吸音材とは別個に付加される音響特性改善部材として、天然シルク繊維を材料として綿塊状又は厚いシート状に成形された音響特性調整具が配設されているために、従来の吸音材を用いたスピーカ・システムに比してフラットで優れた音響特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る音響特性調整具及びこれを用いたスピーカ・システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明の音響特性調整具の素材として用いられている天然シルク繊維は、現存するあらゆる繊維の中で唯一、細胞組織がランダム（不均一）な繊維である。
【００１５】
不均一であるがゆえに、スピーカ・システムの吸音材やオーディオ室内の音響調整材として使用した場合、従来使用されているグラスウール等に比して全オーディオ帯域に渡ってよりフラット（均一）な吸音効果が得られる。
【００１６】
また、均一な吸音特性の結果、スピーカからの再生音、オーディオ室内の音響特性の帯域自体に不自然なピーク（盛り上がり）やディップ（落ち込み）が発生しないため、音質的に好ましいものとなることが予想される。以上の吸音材としての音響特性調整具の性能は後述の実験データで詳述する。
【００１７】
次に、本発明の音響特性調整具の製造方法について述べる。先ず、材料は蚕より吐出された天然シルク繊維そのものである。このシルク繊維は熱処理等された繭から紡がれた絹糸を素材として成形されたものであってもよいが、一般に繭を熱処理等して紡がれた絹糸は高価であって、量的に多く使用する本発明の音響特性調整具にはコスト的に難点がある。
【００１８】
そこで、本発明では、糸として用いるのではなく吸音材として用いる点を鑑みて、蚕が繭を形成する前に桑の葉の上に吐き出す絹糸の塊を採取して使用する。この絹糸の塊も材質は繭のものと同じであり、唯、桑の葉の上に吐き散らかされた状態の塊となっていて、養蚕では不用物として廃棄されていたものである。本発明では、絹糸として紡ぐ必要もないので、この塊となっている天然シルク繊維も素材として利用できるのである。むしろ蚕を殺す必要も無く、ランダムに吐き出されたシルクの塊は不均一という意味で本発明の音響特性調整具として適合的である。さらに、養蚕業における新たな用途として有効活用が図られるというメリットもある。尤も、成形前に熱湯に浸漬する等の熱処理を施して滅菌するのが望ましいであろう。
【００１９】
次に、上記天然シルク繊維を０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３の密度（好ましくは０．０２ｇ／ｃｍ３〜０．０７ｇ／ｃｍ３）で綿塊状又はシート状に成形する。この成形は外形状を整えて吸音材の商品として提供し易くするためのものである。
【００２０】
音響特性調整具の大きさは任意であるが、大小のスピーカ・システムに対して、エンクロージュア内に、エンクロージュア内全容積の２％以上を占めるように配置することが吸音特性の改善に資すると考えられるので、音響特性調整具としては数センチ角の矩形状或いは直径十センチ程度の球形状とする。
【００２１】
スピーカ・システムのエンクロージュアの内壁或いはオーディオ室の壁面に張る吸音材としては、厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのフェルト布のような柔らかいシート状とする。この場合、天然シルク繊維を主素材として他の部材を成形性を高める目的で吸音率を損ねない程度に混ぜてもよい。
【００２２】
次に、本発明の音響特性調整具の吸音材としての天然シルク繊維と従来の吸音材であるグラスウール及びカーボンウールとの垂直入射吸音率の比較実験について詳述する。
［吸音材の垂直入射吸音率測定実験］
（１）測定方法
測定は、ＪＩＳ  Ａ  １４０５「音響−インピーダンス管による吸音率及びインピーダンスの測定−定在波比法」に準じる。測定のダイアグラムを図１に、試験体の取り付け方法を図２に示す。
【００２３】
図１において、符号１はサイン波発生器、２はパワーアンプ、３は１／３オクターブ分析器、４はメジャーリングアンプ、５（点線枠内）は垂直入射吸音率測定器であり、６は試験体（吸音材）、７はインピーダンス管（円形で直径約１０ｃｍ、長さ１００ｃｍ又は直径３ｃｍ、長さ２９ｃｍ）、８はスピーカ、９はプローブマイクである。
【００２４】
また、図２において、試験体６のインピーダンス管７への取り付けにあたっては、厚みは５０ｍｍとし、インピーダンス管７の端面に固定された試験体ホルダー１０に取り付けており、背面に空気層は設けていない。吸音率はインピーダンス管７内で測定した（音源から１番目の）音圧極大と（音源から１番目の）音圧極小とのレベル差ΔＬより、下式［数１］から求めた。
【００２５】
【数１】
2005064886.tif 000003
また、参考として、反射係数の振幅｜ｒ｜及び位相角Φを求めた。算出式は下式［数２］による。
【００２６】
【数２】
2005064886.tif 000004
インピーダンス管７は、下表［表１］に示すように、直径１０ｃｍ、長さ１００ｃｍ及び直径３ｃｍ、長さ２９ｃｍのものを使用した。
【００２７】
【表１】
2005064886.tif 000005
（２）測定対象
試験体は下表［表２］に示す本発明のシルク繊維及び従来の吸音材のグラスウールとカーボンウールの３種類の試験体（吸音材）各２個に対して行った。
【００２８】
【表２】
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（３）測定結果
各試験体（１−１、１−２、１−３、１−４（以上、シルク繊維）、２−１、２−２、２−３、２−４（以上、グラスウール）、３−１、３−２、３−３、３−４（以上、カーボンウール））の測定結果を下表に各々示す。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
【表４】
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【００３１】
【表５】
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【００３２】
【表６】
2005064886.tif 000010
【００３３】
【表７】
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【００３４】
【表８】
2005064886.tif 000012
【００３５】
【表９】
2005064886.tif 000013
【００３６】
【表１０】
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【００３７】
【表１１】
2005064886.tif 000015
【００３８】
【表１２】
2005064886.tif 000016
【００３９】
【表１３】
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【００４０】
【表１４】
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（４）実験結果概要
各吸音材について２つの試験体の測定結果の平均値を図３に示す。何れの吸音材も２００Ｈｚ以下の周波数では吸音率０．１以下で殆ど吸音しない。シルク繊維及びカーボンウールでは１０００Ｈｚ以上、グラスウールでは５００Ｈｚ以上の周波数で吸音率は０．８以上でほぼ一定となる傾向が見られる。これら比較的高い周波数帯域での吸音率はシルク繊維がほぼ０．９以上と最も大きい値となる。
【００４１】
また、グラスウールでは、５００Ｈｚにピークが現れてその前後に大幅な吸音特性の乱れが見られる。
【００４２】
カーボンウールでは、比較的穏やかな吸音特性が見られるが、１０００Ｈｚ以上の高帯域においてやや大きなばらつきが現れている。
【００４３】
一方、天然シルク繊維は全帯域に渡り大きなばらつきも無く穏やかなでフラットな吸音特性を発揮しており、本発明の天然シルク繊維からなる音響特性調整具の吸音材としての優位性が明らかとなった。
【００４４】
次に、図４に示される本発明に係るスピーカ・システム２０は、そのエンクロージュア１１の構造及びエンクロージュア１１内に収納されているスピーカ・ユニット１２自体は全く従来のスピーカ・システム（２ウェイ、３ウェイ等を含む）と変わるところはないが、エンクロージュア１１内の内壁に張られている吸音材として、スピーカ・システム２０のエンクロージュア１１の寸法に応じて厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのシート状の音響特性調整具１５がエンクロージュア内全容積の２％以上を占めるように接着剤その他の接着手段で張られている構成である。ここに上記２％以上の容積とは吸音効果を実効的に得る最低限の量と想定される容積を意味する。勿論、吸音材としての音響特性調整具１５の量は吸音と反射のバランスを考慮して決められる。また、上記厚さ３ｍｍの数値は吸音材として実効的な吸音効果を得る最小値であり、厚さ７０ｍｍはコスト面と吸音効果を考慮した最大値である。
【００４５】
次に、図５に示される本発明に係るスピーカ・システム３０は、既存のエンクロージュア１１とスピーカ・ユニット１２とグラスウール等の吸音材１３を備えるスピーカ・システムの内部構造において、本発明の綿塊状の音響特性調整具１４（例えば図示されるような球形状、或いは略直方体形状、板状等）が図示しない接着剤やピン止め等の接着手段で内壁の適当な箇所或いは全体を埋めるように固定配置されている。このように既存のスピーカ・システムに対して、本音響特性調整具１４をエンクロージュア１１内に納めるだけで、簡単に吸音効果の向上が図られて、スピーカ・システムの音響特性の改善が実現する。
【００４６】
次に、オーディオ室内の壁面に吸音材として用いる場合は、フェルト布のような厚さ３ｍｍ〜７０ｍｍのシート状の音響特性調整具を接着剤やピン留めで張り付けて使用する。
【００４７】
なお、本発明の綿塊状或いはシート状とした音響特性調整具１４、１５の天然シルク繊維の吸音材としての密度は、オーディオ用吸音材としては０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３の密度の範囲とすることが実使用上適当であり、好ましくは０．０２ｇ／ｃｍ３〜０．０７ｇ／ｃｍ３であることが試作により判明した。
【００４８】
念のために付言すれば、以上の本発明の音響特性調整具の説明は、スピーカ・システムに用いられる吸音材を主たる用途としてなされたが、それ以外の音響特性を改善するための吸音材としての利用も本発明の音響特性調整具の射程内であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】吸音率測定実験のダイアグラムである。
【図２】試験体の取り付け方法を示す図である。
【図３】３つの吸音材の各２つの試験体の吸音率測定結果の平均値のグラフである。
【図４】本発明の音響特性調整具を吸音材として用いたスピーカ・システムの内部構造図である。
【図５】本発明の音響特性調整具を備えるスピーカ・システムの内部構造図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    サイン波発生器
２    パワーアンプ
３    １／３オクターブ分析器
４    メジャーリングアンプ
５    垂直入射吸音率測定器
６    試験体（吸音材）
７    インピーダンス管
８    スピーカ
９    プローブマイク
１０    試験体ホルダー
１１    エンクロージュア
１２    スピーカ・ユニット
１３    吸音材（グラスウール）
１４    綿塊状の音響特性調整具
１５    シート状の音響特性調整具
２０、３０    スピーカ・システム
【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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