(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動面を有する電気音響変換器と、
第１端部開口と、前記振動面に近接する第２端部を有し、前記第２端部から第１端部に向けて伝達される圧力波の最低周波数における４分の１波長にほぼ相当する有効長さを有する音波導管と、
前記音波導管の前記第２端部側の所定長さの部分である前記振動面近傍のみに配置され、前記圧力波の低音周波数域をわずかに減衰する一方、低音周波数域を越えるより高い周波数においては、前記圧力波の高音周波数域の複数のピークを十分に減衰する制振材料と、
を有し、
前記第１端部と前記制振材料との間の音波導管の長さは前記所定の長さに比べて十分に長いことを特徴とする音波導管スピーカシステム。
【請求項２】
前記制振材料が多孔質のポリエステル材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の音波導管スピーカシステム。
【請求項３】
前記音波導管が、複数の隣接する音波導管部分であって、前記振動面にほぼ垂直な方向に設けられる音波導管壁の組により形成される音波導管部分と、前記振動面にほぼ平行な複数の音波導管壁により形成される音波導管部分を含むことを特徴とする請求項１記載の音波導管スピーカシステム。
【請求項４】
前記複数の音波導管部分であって前記振動面近傍の最初の音波導管部分は、前記制振材料によって実質的に満たされていることを特徴とする請求項３記載の音波導管スピーカシステム。
【請求項５】
前記振動面に最も近い部分は、前記制振材料によって実質的に満たされていることを特徴とする請求項１記載の音波導管スピーカシステム。
【請求項６】
前記音波導管の最終端部は、前記振動面にほぼ平行な音波導管壁の組により形成される前記音波導管部分によって、前記振動面に近い側の前記振動面にほぼ垂直な方向に設けられる音波導管壁の組により形成される導波管部分から分離されることを特徴とする請求項３記載の音波導管スピーカシステム。
【請求項７】
振動面を有する電気音響変換器と、
第１端部開口と、前記振動面に近接する第２端部を有し、前記第２端部から第１端部に向けて伝達される圧力波の最低周波数における４分の１波長にほぼ相当する有効長さを有する音波導管と、
前記音波導管の前記第２端部側の所定長さの部分である前記振動面近傍のみに配置され、前記圧力波の低音周波数域をわずかに減衰する一方、低音周波数域を越えるより高い周波数においては、前記圧力波の高音周波数域の複数のピークを十分に減衰する制振材料と、
を含み、
前記第１端部と前記制振材料との間の音波導管の長さは前記所定の長さに比べて十分に長く、
前記音波導管の最終端部は、前記振動面にほぼ平行な前記音波導管壁によって形成される音波導管部分によって、前記振動面に近い側の振動面に垂直な音波管壁によって形成される音波導管から分離され、
前記音波導管の前記最終端部は、Ｌ字型の音波導管部分により、前記振動面にほぼ平行な前記音波導管壁によって形成される音波導管部分から分離されることを特徴とする音波導管スピーカシステム。
【請求項８】
振動面を有する電気音響変換器と、第１端部開口と、振動面に近接する第２端部を有し、前記第２端部から第１端部に向けて伝達される圧力波の最低周波数における４分の１波長にほぼ相当する有効的な長さを有する音波導管と、
前記音波導管が、複数の隣接する音波導管部分であって、前記振動面にほぼ垂直な方向に設けられる音波導管壁の組により形成される音波導管部分と、前記振動面にほぼ平行な複数の音波導管壁により形成される音波導管部分を含み、
前記音波導管の最終端部は、前記振動面にほぼ平行な前記音波導管壁によって形成される前記音波導管部分によって、前記振動面に近い側の前記振動面に垂直な音波管壁によって形成される音波導管部分から分離され、
前記音波導管の前記最終端部は、通常Ｌ字型の音波導管部分により、前記振動面にほぼ平行な前記音波導管壁によって形成される音波導管部分から分離され、
前記音波導管部分の最終端部及び前記Ｌ字型音波導管部に近接する振動面を有する第２電気音響変換器をさらに有し、２つの振動面の平面に対する垂線の角度は平行からわずかにずれていることを特徴とする音波導管スピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボーズ社（Ｂｏｓｅ）の米国特許第４，６２８，５２８号に開示される型の音波導管スピーカシステム（acoustic waveguide loudspeaker system ）の改良に関する。より詳細には、制振機能（damping ）を有する音波誘導管スピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４，６２８，５２８号に開示されているように、通常スピーカと呼ばれている電気音響変換器の前方に、音波導管を配置し、スピーカシステムをコンパクトで、かつ低音応答を改善することが提案されている。
【０００３】
このスピーカシステムでは、電気音響変換器の振動面の前面および背面に音波導管が接続されている。そして、各導管は、振動面の近傍に振動面に平行な音波導管壁を有し、それに後続して振動面に垂直な音波導管壁を有し、この振動面に垂直な音波導管壁の終端に開口端を有している。そこで、電気音響変換器の振動面の振動が、音波導管内を伝達されて、終端開口から出力される。したがって、全体をコンパクトにして、低音応答を改善することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例では、音波導管の配置によって、不要な高周波ピークが発生してしまうという問題点があった。また、音波導管を折り曲げたことによる減衰が大きくなっていまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなされたものであり、低音の減衰を抑制しつつ高周波ピークを低減すると共に、音波全体の減衰を低減できるスピーカシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明の音波導管（acoustic waveguide）は、一端に電気音響変換器（electroacoustical transducer）、他端に開口部を有し、前記電気音響変換器近くのわずかな領域に、ポリエステルなどの制振材料を有することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、振動面を有する電気音響変換器と、第１端部開口と、前記振動面に近接する第２端部を有し、前記第２端部から第１端部に向けて伝達される圧力波の最低周波数における４分の１波長にほぼ相当する有効長さを有する音波導管と、前記音波導管の前記第２端部側の所定長さの部分である前記振動面近傍のみに配置され、
前記音波導管の前記第２端部側の所定長さの部分である前記振動面近傍のみに配置され、前記圧力波の低音周波数域をわずかに減衰する一方、低音周波数域を越えるより高い周波数においては、前記圧力波の高音周波数域の複数のピークを十分に減衰する制振材料と、を有し、前記第１端部と前記制振材料との間の音波導管の長さは前記所定の長さに比べて十分に長いことを特徴とする。
【０００８】
このように、振動面近傍に制振材料を設けることによって、この近辺に、１／４波長が位置する高周波数の圧力波（音波）が選択的に減衰され、低音の減衰をわずかにして、十分な高周波数のピークの減衰が図れる。
【０００９】
また、前記制振材料が多孔質のポリエステル材料で形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記音波導管が、前記振動面にほぼ垂直な方向に設けられる音波導管壁の組と、前記振動面にほぼ平行な複数の音波導管壁により形成されることを特徴とする。
【００１１】
この構成によって、音波導管における圧力波の減衰を小さくして、効果的な音波出力を達成できる。
【００１２】
また、前記振動面近傍の前記音波導管部分は、実質的に前記制振材料によって実質的に満たされていることを特徴とする。これによって、効果的な高周波ピークの減衰が図られる。
【００１３】
また、前記音波導管の最終端部は、前記振動面にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される前記音波導管部の第２のグループによって、前記振動面に近い側の音波導管壁の第１のグループから分離されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記振動面に最も近い前記音波導管の部分は、前記制振材料により実質的に満たされていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記音波導管は、前記振動面にほぼ垂直な音波導管壁の組と、前記振動面にほぼ平行な複数の音波導管壁を有することを特徴とする。
【００１６】
また、前記音波導管の最終端部は、前記振動面にほぼ平行する前記音波導管壁によって形成される前記音波導管部の第２のグループによって、前記振動面に近い側の振動面に垂直な音波導管部分の第１のグループから分離されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記音波導管の前記最終端部は、通常Ｌ字型の音波導管部分により、前記音波導管部分の前記第２グループから分離されることを特徴とする。
【００１８】
また、前記音波導管部分の最終端部及び前記Ｌ字型音波導管部に近接する振動面を有する第２電気音響変換器をさらに有し、２つの振動面の平面に対する垂線の角度は平行からわずかにずれていることを特徴とする。これによって、ステレオ・レシーバ・キャビネット内にコンパクトに収められて、十分な出力を得ることができる。
【００１９】
【実施例】
図１について詳しく説明する。図１は、硬材質の管（hard tube ）１２と、その１端部に位置するスピーカのドライバ１１を概略的に示す。管１２は、その断面がドライバ１１の断面のおよそ５５％から６０％を有し、ドライバ１１により他端において発生した音波を出力する端部開口１３を有する、長さｌ（エル）の音波導管として機能する。管１２のドライバ１１近くには、制振材料１４が配置されている。この例では、ポリエステルの多孔質材が、管１２内に充満されている。
【００２０】
従って、スピーカのドライバ１１の振動板の振動によって生成された音波が、長さｌの管１２内を共鳴伝達され、端部開口１３から出力される。そして、上述のように管１２のドライバ１１の近傍に制振材料１４が配置されているため、ここで音波のエネルギーが減衰される。ところが、この長さｌは、スピーカシステムの出力すべき最低周波数の音波の１／４波長の長さに設定されている。このため、ドライバ近傍に１／４波長が位置する音波は、高周波の音波に限定される。そこで、低音成分の減衰は少なくして、管１２を配置したことによって生じる不要な高周波ピーク（高調波成分）を減衰して、好適な出力が得られる。
【００２１】
図２には、テーブル型レシーバの形状に適する本発明の実施例の斜視図が示される。ドライバ２１は、端部開口２３を有する音波導管２２の開口２１Ａに取り付けられる。なお、図においては、布等の柔軟な部材によって端部開口２３が覆われているが、音響的に端部開口であれば、実際の開口であっても、所定の部材に覆われていても良い。また、この端部開口２３は、必ずしも音波導管２２の先端方向でなく、横方向に設けても良い。例えば、図２における底部側でなく、表面側、右側、背面側に設けても良い。
【００２２】
そして、ポリエステル制振材料２４は、音波導管２２のドライバコンパートメント部２１Ｂに近接する領域に満たされている。この例では、多孔質のポリエステル材料が音波導管２２の所望の領域（ドライバコンパートメント部２１Ｂに近接する領域）に充満されている。
【００２３】
図３は、図２の実施例の周波数の関数として、音圧感度（pressure response ）を示したグラフであり、ポリエステル制振材料２４を用いた場合が実線で、用いない場合が点線で示されている。なお、横軸が周波数（Ｈｚ）で、縦軸が音圧感度（ＡＬＰＬＤＢ：振幅レベル・デシベル）である。また、横軸対数目盛でＥは１０であり、１Ｅ2 は１００である。
【００２４】
ピークを縮小する１つの方法は、そのピークに対して高速度（high velocity ）である音波導管の特定の部分（すなわち、伝達している音波の腹（１／４，３／４波長に位置））に泡材（foam）のＥブロック及び／またはＴブロックを用いることである。ブロックは各ピークに対して必要であり、このブロック位置が端部開口に近づくにつれ、バス（低音域）周波数の出力が減少することが、発見されている。なお、Ｅブロック、Ｔブロックは、泡材のブロック形状を示しており、Ｅ字型または／およびＴ字型の泡材が所望の領域に充填される。また、この制振材料２４は、空気の流れに対し所定の抵抗を当たれるものであれば、繊維状のもの等他の形状のものでも良く、さらにポリエステル材料でなくても良い。しかし、実験によれば、Ｅ字型または／およびＴ字型のポリエステル泡材が最も効果的であった。
【００２５】
図示のように、ポリエステル制振材料２４をドライバ側の端部に設けた場合、低周波数では速度は低く、制振材料が減するバス周波数エネルギーはごくわずかである。しかしながら、高周波数では、波長が短く、速度は高くなり、制振材料２４は、図のような単一ブロックで、高周波数ピークを図３のように減衰する。
【００２６】
図４は、ステレオ・レシーバ・キャビネットに取り付けられた本発明の１実施例を示す平面概略図である。本実施例においては、ドライバ開口２１’の平面は、その垂線が左方向に外向きになるように角度をつけられ、ドライバ開口３１の平面は、その垂線が右方向に外向きになるように角度をつけられる。この角度付けにより、左チャネルドライバが開口２１Ａ’に取り付けられ、右チャネルドライバがドライバ開口３１に取り付けられたときに、ステレオ再生（stereo reproduction ）が強化される。音波導管２２は、連続する９のセクション２２Ａ’、２２Ｂ’、２２Ｃ’、２２Ｄ’、２２Ｅ’、２２Ｆ’、２２Ｇ’、２２Ｈ’、２２Ｏ’を有している。この例においても、スピーカのドライバに近い位置にポリエステル制振材料２４´が配置されている。また、スピーカのドライバに近い位置にこのスピーカドライバの振動面にほぼ垂直方向の音波導管２２Ａ´，２２Ｂ´が配置され、その後に振動面にほぼ平行な音波導管２２Ｃ´，２２Ｄ´，２２Ｅ´が配置されている。そして、その後ほぼ垂直な音波導管２２Ｆ´、ほぼ平行な音波導管２２Ｇ´、ほぼ垂直な音波導管２２Ｈ´，２２Ｏ´を介し、端部開口２３が配置されている。また、端部開口２３に接続されている音波導管２２Ｏ´，２２Ｈ´は、これらでＬ字型を形成している。
【００２７】
また、これらのセクションの物理的な長さは、ドライバキャビティ２１Ｂ’と共に作用して、通常８０Ｈｚの所定のバス周波数において４分の１波長モードを提供するよう、選択される。
【００２８】
１チャンネルのスピーカのドライバは、スピーカのドライバ開口２１Ａ´に取り付けられる。この図においては、スピーカのドライバの図示は省略されているが、本体がドライバキャビティ２１Ｂ´内に収容される。そこで、スピーカのドライバは音波を図における下方側に放出すると共に、スピーカの背面側に形成される音波が音波導管２２を伝達して、端部開口２３から放出される。
【００２９】
一方、ステレオの他のチャンネルのスピーカはスピーカのドライバ開口３１に取り付けられる。このスピーカも開口の内側に本体が存在するように取り付けられ、その背面側に反響室が形成される。
【００３０】
このような、ステレオチャンネル用のスピーカシステムでは、スピーカのドライバ開口２１Ａ´にフルレンジのスピーカが取り付けられ、スピーカのドライバ開口３１に中高音用のスピーカが取り付けられる。また、ステレオ再生信号の中高音域は２つのスピーカから出力され、低音域（ほぼ７０〜３００Ｈｚ）は加算されてフルレンジスピーカから出力される。
【００３１】
そして、フルレンジスピーカの背面側に設けられた音波導管２２によって、低音成分は、端部開口２３から出力される。特に、この例では、音波導管２２には、ポリエステル制振材料２４´が充填されているため、フルレンジスピーカから出力される高音・中音成分が減衰される。このため、比較的ステレオ分離の必要のない低音成分がスピーカキャビネットの両側から出力され、中高音成分は、分離されて２つのスピーカから出力される。例えば、音波導管２２の長さを８０Ｈｚの１／４波長の長さに設定した場合、音波導管２２の入り口から１／４の長さの部分まで制振材料を充填することによって、理論的には３２０Ｈｚ以上の音波成分が比較的多く減衰されることになる。
【００３２】
このようにすることによって、安価なスピーカシステムで、良好なステレオ再生が達成される。
【００３３】
この特定構造は、テーブルレシーバキャビネット内にコンパクトに納まり、効果的である。この実施例においては、折り重ね型（folded）音波導管２２は、ドライバ２１の３．９１平方インチの断面積の５５％から６０％に相当するほぼ均一の方形断面を有し、その断面は、幅約０．７５インチ、高さ２．８７５インチである。音波導管２２の、ドライバキャビティ２１Ｂ’から端部開口２３までの長さはほぼ３４インチで、およそ８０Ｈｚにおいて４分の１波長モードを提供する。
【００３４】
図２の構成配置も効果的であり、これは、スピーカのドライバ（スピーカ本体は図示していないが、キャビティ２１Ｂ内にスピーカ本体が収容され、キャビティ２１Ｂもスピーカのドライバとして作用する）の振動板（diaphragm ）を横断する方向（垂直方向）に通常設けられた共通の音波導管壁によって形成される複数のチャネル２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを含む。この構成はさらに、スピーカのドライバの振動板に通常平行な共通音波導管壁によって形成される複数の部分２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇを含み、これにより、ドライバの振動板２１Ａの平面に通常垂直な音波導管壁によって形成される出力部２２０は、前記複数のチャネル２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄから分離される。
【００３５】
なおほぼ平行な、また、ほぼ垂直な、または横断方向の、という用語使いは、図４の音波導管壁にも適用される。また、スピーカは、通常音波導管に背面を向けて取り付けるが、前面を向けてもよい。
【００３６】
上述のように、ステレオレシーバの１チャネル用フルレンジドライバを備えた単一端部音波導管の形状を有する本発明の実施例は、小型テーブルレシーバに特に効果的である。他方のステレオチャネルからの低音域スペクトル成分（spectral components ）は、ほぼ７０から３００Ｈｚまでの範囲（低音域）で、合計され出力される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１端部にスピーカのドライバを有し、ドライバ近傍に制振材料を有する中空硬材質音響音波導管（hollow hard tube acoustic waveguide ）を示す図である。
【図２】本発明の１実施例の斜視図であり、上部が取り除いてある。
【図３】図２の実施例の周波数の関数として音圧感度を示したグラフである。
【図４】ステレオレシーバキャビネットに納められた、本発明の１実施例の構成を示した平面図である。
【符号の説明】
２１  ドライバ
２２  音波導管
２４  制振材料
【図１】
0003792263.tif 000002
【図２】
0003792263.tif 000003
【図３】
0003792263.tif 000004
【図４】
0003792263.tif 000005