(57)【要約】【課題】  スピーカ装置における複数の周波数帯域の改善等を、位相回りを小さく抑えて実現することができて、マルチウェイを構成易い音響負荷装置を提供すること。【解決手段】  スピーカユニットＳ１〜Ｓ５の前面に対向して配置されるディフューザ板４１による硬質音響負荷層３１と、このディフューザ板４１に積層された吸音材による軟質音響負荷層とを備えて、それぞれの音響負荷層毎に、コントロールする帯域を変えることで、機構的に、複数帯域の改善を可能にする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカユニットの前面に対向して配置されるディフューザ板による硬質音響負荷層と、このディフューザ板に積層された吸音材による軟質音響負荷層とを備えたことを特徴とする音響負荷装置。
【請求項２】
前記硬質音響負荷層と前記軟質音響負荷層とによって３層構造以上の多層構造に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の音響負荷装置。
【請求項３】
少なくとも１層の前記軟質音響負荷層は、前記ディフューザ板とスピーカユニットとで挟む空間の開放部を覆うように装備されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の音響負荷装置。
【請求項４】
最外層に、スピーカ装置の外装を兼ねるメッシュ材が装備されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の音響負荷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響負荷装置に関し、特に、スピーカ装置における再生音の調整に使用される音響負荷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ装置は、通常、箱形をなすエンクロージャのバッフルにスピーカユニットを取り付けた構造で、エンクロージャの内面には、スピーカユニットの動作に悪影響を与える定在波の発生を抑えるために、吸音材が張られる。
【０００３】
バランスの良い高品位な再生を実現するために、エンクロージャの各部の材質、寸法、形式（密閉式、バスレフ式、バックロードホーン式）等が選定され、更に、吸音材の材質や充填量についても調整がなされる。
【０００４】
このようなエンクロージャやその内部に充填される吸音材の調整では補えない範囲に対する改善、例えば、更に周波数特性や帯域を改善したい場合、或いは、指向性を改善したい場合等については、更に、別の対応が取られる。
【０００５】
例えば、周波数特性や帯域を改善する対応としては、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、スピーカユニット１にコンデンサ３やコイル４等のフィルタ手段となる電気回路を接続する方法が普及している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、指向性を改善（無指向化）するための対応としては、スピーカユニットの前方にスピーカユニットから発生された音を拡散させるディフューザを装備する方法等が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２２４８８８号公報
【特許文献２】特開平１０−７９９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、図１に示したような電気回路の挿入による再生特性の改善では、位相回りが大きくなる。そのため、例えば、クロスオーバーさせる複数の帯域に対して改善が必要となるマルチウェイでは、ピークディップが生じ易くなるという問題が生じた。
【０００９】
一方、ディフューザによる特性改善は、機構的に行うものであるため、位相回りは小さく抑えることができるが、従来のディフューザは特定の周波数帯域のみのコントロールを前提としたもので、複数の帯域についてコントロールしたい場合等には、満足できるものがないのが実情である。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題としては、上述した従来技術において生じる、位相回りが大きいために、複数の帯域の改善等に用いた時にピークディップが生じ易くなるという問題、複数の帯域について一挙にコントロールする機構的な解決手段が無いという問題がそれぞれ一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の音響負荷装置は、スピーカユニットの前面に対向して配置されるディフューザ板による硬質音響負荷層と、このディフューザ板に積層された吸音材による軟質音響負荷層とを備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る音響負荷装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図２乃至図４は、本発明に係る音響負荷装置を搭載したスピーカ装置の一実施の形態を示したもので、図２はスピーカ装置の側面図、図３は図２のスピーカ装置において前面側のカバー及び軟質音響負荷層を取り外した状態でのＡ矢視図、図４は図２のスピーカ装置において、上面側のカバー及び軟質音響負荷層を取り外した状態でのＢ矢視図である。
【００１３】
本実施の形態のスピーカ装置１１は、同一の５個のスピーカユニットＳ１〜Ｓ５を、エンクロージャ１３の前面のバッフル１４に２個、上面のバッフル１５に３個配置したマルチユニット型で、低域を再生するサブウーファーとして使用されるものであり、前面のバッフル１４及び上面のバッフル１５のそれぞれに本発明の実施の形態に係る音響負荷装置２１，２２が取り付けられている。
【００１４】
エンクロージャ１３は、各バッフル１４，１５に取り付けたスピーカユニットＳ１〜Ｓ５からエンクロージャ内に出射された音を、位相反転させて、前面のバッフル１４に隣接する位置に開口するホーン開口２４から放出するバックロードホーン型である。エンクロージャ１３の内部には、内部の音をホーン開口２４に導くホーン板２５が配置されている。
【００１５】
音響負荷装置２１，２２は、大きさが相異するが、構成部品は、共通である。
これらの音響負荷装置２１，２２は、スピーカユニットの前面から所定距離離れた位置に対向配置される硬質音響負荷層３１と、この硬質音響負荷層３１の内面に積層された第１の軟質音響負荷層３２と、硬質音響負荷層３１の外面に積層された第２の軟質音響負荷層３３と、更にこの第２の軟質音響負荷層３３の上に積層された第３の軟質音響負荷層３４と、第３の軟質音響負荷層３４の外側を覆うように装備された最外層の硬質音響負荷層３５との多層構造に形成されている。
【００１６】
本実施の形態の場合、硬質音響負荷層３１は、ＡＢＳ樹脂等の硬質樹脂材によって形成されたディフューザ板４１によるものである。ディフューザ板４１は、図３及び図４に示すように、バッフル１４，１５に類似の長方形状をした天板４１ａと、その両端からバッフル側に延出する側板４１ｂ，４１ｃによって、略コ字状に形成されており、各側板４１ｂ，４１ｃの先端が、取り付け板４１ｄ，４１ｅを介して、バッフルに固定されている。
【００１７】
硬質音響負荷層３１に積層された各軟質音響負荷層３２〜３４は、何れも、吸音材によるものである。吸音材としては、シンサレート、ガラスウール、ロックウール等で、吸音性能の異なる材料が組み合わせて使用して、各音響負荷層３１〜３５毎に、コントロールする帯域を変えることで、より精密な帯域コントロールが可能になる。
本実施の形態の場合、第２の軟質音響負荷層３３及び第３の軟質音響負荷層３４は、ディフューザ板４１とスピーカユニットとで挟む空間４５の側面の開放部４５ａを覆うように装備されている。
【００１８】
このように全体を覆う軟質音響負荷層には、薄くて、しかも吸音特性に優れた吸音材料を使用するのが望ましく、例えば、シンサレートが好適である。
【００１９】
シンサレートは、例えば、メルトブローン法によって作られた繊維径1〜4マイクロメートルのマイクロファイバーと繊維径20〜30マイクロメートルの短繊維で作られた不織布で、繊維の隙間を通過する音の振動エネルギーは、マイクロファイバーで区切られた細孔で熱エネルギーに変換して効率的に吸音される。
【００２０】
本実施の形態の場合、最外層の硬質音響負荷層３５は、パンチングメタル等の金属製のメッシュ材で、スピーカ装置１１の外装を兼ねている。メッシュ開口や板厚は、音響特性を考慮して調整される。
【００２１】
以上の音響負荷装置２１，２２は、スピーカユニットＳ１〜Ｓ５の前面に配置された多層構造の音響負荷層３１〜３５によって、機構的に、特定周波数帯域のカットや、特定周波数のピークレベルの減衰等を行うため、電気回路による方法と比較すると、位相回りが少なく抑えて、複数の周波数帯域の改善等を実現することができる。
【００２２】
従って、ピークディップの発生を抑えたバランスの良いマルチウェイの構成を容易にできる。また、硬質音響負荷層３１は、音を反射して拡散させるため、指向性の改善にも有効である。
【００２３】
そして、上記実施の形態のように、３層以上の多層構造として、それぞれの音響負荷層毎に、コントロールする帯域を変えることで、より精密な帯域コントロールが可能になる。
【００２４】
また、上記の軟質音響負荷層３３，３４のように、ディフューザ板４１とスピーカユニットＳ１〜Ｓ５とで挟む空間４５の開放部４５ａを覆うように装備すると、減衰させた帯域の音を更に吸音材で吸収させて不要な帯域のカットがより確実に実現できるようになる。
【００２５】
なお、開放部４５ａを覆うように装備する軟質音響負荷層は、少なくとも１層あればよく、１層では吸音性能が不足する場合には、２層又は３層で覆うようにする。
【００２６】
また、本実施の形態では、音響負荷装置２１，２２を構成する最外層の部材としてパンチングメタル等によるメッシュ材を用いて、その最外層の音響負荷層に外装を兼用させているため、専用の外装部材の省略をすることができる。
【００２７】
以下、上記音響負荷装置２１，２２による作用・効果を確認するために、図２に示すように、前面のバッフル１４の前方にマイクロホン５１を設置して、周波数特性を測定した。
スピーカユニットＳ１〜Ｓ５は、口径７ｃｍのユニットであり、入力電圧は０．５Ｖ（at  １００Ｈｚ）、マイクロホン５１は、Ｂ＆Ｋ社製４１９１（１／２）を使用した。 検出周波数レンジは、１０Ｈｚ〜２０，０００Ｈｚである。
【００２８】
図５乃至図７は、その測定結果である。
図５は上記の音響負荷装置２１，２２を取り外して、各スピーカユニットＳ１〜Ｓ５の前面が開放させた状態で各スピーカに所定の信号を入力した時の周波数特性曲線Ｌ１を示している。
図６は上記の音響負荷装置２１，２２のディフューザ板４１による硬質音響負荷層３１のみを各バッフル１４，１５に取り付けた状態で、各スピーカに所定の信号を入力した時の周波数特性曲線Ｌ２を示している。
図７は上記の音響負荷装置２１，２２を適正に各バッフル１４，１５に取り付けた状態で、各スピーカに所定の信号を入力した時の周波数特性曲線Ｌ３を示している。
【００２９】
なお、図５乃至図７では、横軸に周波数（Ｈｚ）、左辺の縦軸に出力音圧レベル（ｄＢ）、右辺の縦軸にインピーダンス（Ω）を表記しており、各図には、スピーカ装置１１におけるインピーダンス特性曲線Ｉｆも併記している。
【００３０】
図５と図６との比較で明らかなように、硬質音響負荷層３１を装備すると、何も装備していなかった時の周波数特性曲線Ｌ１の２０Ｈｚ以下、及び５００Ｈｚ以上のそれぞれの帯域に、変化が生じる。
【００３１】
２０Ｈｚ以下の帯域は、ピークが減衰され、全体的に小さく押さえ込まれた感じである。５００Ｈｚ以上の帯域は、７００ＨｚにおけるピークＰ１の周辺の形態が変わり、更に顕著な変化は、２０００Ｈｚを超えると、周波数特性曲線Ｌ２は急激な減衰を示す。即ち、２０００Ｈｚ以上の帯域がカットされた形態である。
これにより、ディフューザ板４１による硬質音響負荷層３１は、２０００Ｈｚ以上の帯域カットに有効であることが確認できる。
【００３２】
さらに、図６と図７とを比較すると、図６の周波数特性曲線Ｌ２では２０００Ｈｚ付近にピークを持つが、図７の周波数特性曲線Ｌ３の場合は、約１１００Ｈｚ付近にピークＰ２を持ち、それ以降は急激な減衰を見せる。
即ち、硬質音響負荷層３１の上に各軟質音響負荷層３２〜３４を追加したことで、更に、１１００Ｈｚ以上の帯域に対するカットが実現されたことになる。
【００３３】
このように、硬質音響負荷層と軟質音響負荷層とで、コントロールする帯域を分担することで、より緻密に帯域カットを実現して、所望の帯域コントロールを実現することができる。
【００３４】
なお、本発明の音響負荷装置が装着されるスピーカ装置は、上記実施の形態で示したサブウーファー等のナローレンジのスピーカに限らない。
【００３５】
上記の実施の形態では、スピーカ装置が、低域再生を担うナローレンジであるため、音響負荷装置を構成する多層構造の音響負荷層を、硬質音響負荷層と軟質音響負荷層の２つに大きく分類して、それぞれのカット帯域を実測して確認するようにした。
【００３６】
しかし、２ウェイ、３ウェイ等のマルチウェイで、ワイドレンジの再生を行うスピーカ装置に本発明の音響負荷装置を搭載するような場合には、多層構造となっている各軟質音響負荷層毎に、コントロールする帯域を割り当てて、それぞれの軟質音響負荷層毎に、材質、厚さ寸法等を吟味することで、更に精密な帯域コントロールが可能になることはいうまでもない。
【００３７】
また、本発明に係る音響負荷装置で使用する硬質音響負荷層の材質は、上記実施の形態に示したＡＢＳ樹脂に限らない。その他の樹脂製板、或いは、アルミニウム等の金属板も使用可能である。
【００３８】
また、本発明に係る音響負荷装置において、軟質音響負荷層の装備数は、上記実施の形態に限定しない。
但し、材質の異なる軟質音響負荷層を２層以上装備することが望ましい。
【００３９】
以上詳述したように、本発明の実施の形態に係る音響負荷装置は、スピーカユニットＳ１〜Ｓ５の前面に対向して配置されるディフューザ板による硬質音響負荷層３１と、このディフューザ板４１に積層された吸音材による軟質音響負荷層３２，３３，３４とを備えたので、スピーカユニットＳ１〜Ｓ５の前面に配置される多層構造の音響負荷層によって、機構的に、特定周波数帯域のカットや、特定周波数のピークレベルの減衰等を行うため、電気回路による方法と比較すると、位相回りが少なく抑えて、複数の周波数帯域の改善等を実現することができる。
従って、ピークディップの発生を抑えたバランスの良いマルチウェイの構成を容易にできる。
また、吸音材を用いた軟質音響負荷層３２，３３，３４の少なくとも一つは、ディフューザ板４１とスピーカユニットＳ１〜Ｓ５とで挟む空間４５の開放部を覆うように装備するとよい。これによって、減衰させた帯域の音を更に吸音材で吸収させることで、不要な帯域のカットがより確実に実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の再生周波数帯域を改善する電気的な手段（回路）の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の音響負荷装置を搭載したスピーカ装置の側面図である。
【図３】図２のスピーカ装置において、前面側のカバー及び軟質音響負荷層を取り外した状態でのＡ矢視図である。
【図４】図２のスピーカ装置において、上面側のカバー及び軟質音響負荷層を取り外した状態でのＢ矢視図である。
【図５】図２に示したスピーカ装置において、本発明の実施の形態の音響負荷装置を取り外した状態での周波数特性図である。
【図６】図２に示したスピーカ装置において、本発明の実施の形態の音響負荷装置の硬質音響負荷層のみ装着した状態での周波数特性図である。
【図７】図２に示したスピーカ装置において、本発明の実施の形態の音響負荷装置を適正に装着した状態での周波数特性図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  スピーカ装置
１３  エンクロージャ
１４  前面バッフル
１５  上面バッフル
２１，２２  音響負荷装置
３１  硬質音響負荷層（ディフューザ板）
３２，３３，３４  軟質音響負荷層（吸音材）
３５  硬質音響負荷層（メッシュ材）
４１  ディフューザ板
４５  空間
Ｓ１〜Ｓ５  スピーカユニット
【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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