JP4091448B2 - スピーカキャビネット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はスピーカシステムを構成するキャビネットに係わり、特に内部に発生する定在波の抑制効果が高く不要音の漏れ出しのないスピーカキャビネットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、音響装置として種々のスピーカが知られるが、スピーカユニットそれ自体では前後に放射される音波の位相が逆であるため打ち消し作用が起こり、波長の長い低音ほどその打ち消し作用が大きいために再生が行い難くなる。このため、スピーカシステムは、スピーカユニットから後方放射される音波を隔離して低音再生帯域の拡大を図るべく、音源であるスピーカユニットをキャビネット(エンクロージャ)に取り付けて構成される。
【0003】
スピーカキャビネットには、スピーカユニットを取り付ける平面バッフルを前面部とする後面開放形、後方を閉鎖した密閉形、並びにキャビネットの内外をポートと呼ばれる筒で連通して低音再生能力の向上を図った位相反転形(バスレフ形)などがあるが、それらのキャビネット内では特定の周波数でスピーカユニットから入射される音波とその反射波との合成による定在波が発生する。この定在波はスピーカユニットの振動系に作用し、スピーカユニットより外部に放射される音波に大きなピーク・ディップを生じせしめて音質を劣化させる要因となる。
【0004】
このため、定在波の発生を抑制する対策として、キャビネットの内部にグラスウールなどの吸音材を張り巡らすことが一般に広く行われている(例えば、特許文献1)。
【0005】
又、定在波の発生原因となる平行面を無くすため、キャビネットの内側を球面状にしたものもある(例えば、特許文献2)。
【0006】
【特許文献1】
特許第3007866号公報
【特許文献2】
特許第2946512号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、キャビネット内に吸音材を張り巡らせると、上記のように定在波の抑制効果が得られるほか、その吸音材によってキャビネット内における空気の反発力が弱められるために広帯域化を図れるという利点が得られる。然し、グラスウールなどの吸音材による音波の減衰効果は少なく、スピーカユニットからキャビネット内に入射された音波がキャビネットの後方やスピーカユニットから外部に漏れ出して音質を劣化させるという問題があった。つまり、キャビネットから漏れ出す音波はスピーカユニットから外部に直接放射される音波より遅れて外部に放射されるため、両者の時間差により聴取点において不自然な音の強弱が作られることになる。
【0008】
一方、キャビネット内での定在波の発生を抑制するために、キャビネットの内面を球面状にするものでは、キャビネットの製作が極めて困難となる。又、この種のキャビネットでもその内部における音波の減衰効果は期待できない。
【0009】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はキャビネット内における定在波の抑制と不要音の漏れ出しを防止して音質の向上を図ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、スピーカユニットが取り付けられる前面部と、該前面部の後方に連なる枠状の周壁部とを備えたスピーカキャビネットにおいて、その内部に仕切部材を設けて上記前面部から後方に向かって断面が漸減する複数の音波減衰路を形成したことを特徴とする。
【0011】
又、仕切部材を木材などから成る板材とするほか、音波減衰路は前端縁が交わる二枚一組の板状の仕切部材を中間壁とし、その両側に位置する二枚の板状の仕切部材で前記中間壁を少なくとも一組挟んで成ることを特徴とする。
【0012】
更に、周壁部の対向する内壁に各仕切部材の両端縁が差し込まれるガイド溝を形成し、そのガイド溝に沿って各仕切部材を抜き差し自在とし、好ましくはガイド溝が所定の曲率を有する円弧形であって、各仕切部材が上記ガイド溝に沿って曲がり得る可撓性を有していることを特徴とする。
【0013】
又、中間壁を成す二枚一組の仕切部材に複数の吸音孔を穿ち、その内側に吸音材を収容するほか、中間壁を挟む両端側の仕切部材と周壁部との間に、粒状の金属、粒状の樹脂、ジルコンサンド、又はシリコンゴムなどで成る防振材を充填することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳しく説明すれば、図1は本発明に係るスピーカキャビネットの好適な一例を示した正面図、図2は同側面図であり、図3は図1におけるA−A断面、図4は図1におけるB−B断面、図5は図2におけるC−C断面を示す。
【0015】
本例において、スピーカキャビネット1は木製の密閉形であり、2はその前面部(バッフル)、3は前面部の後方に連なる枠状の周壁部、4は周壁部の後方開口部を閉鎖する背面部である。このうち、周壁部3は対向する上面部5と底面部6、並びに両側面部7,7とから成る矩形とされる。又、前面部2には、2つのスピーカユニット8A,8Bが取り付けられて2ウェイ方式のスピーカシステムを構成する。尚、本例において、一方のスピーカユニット8Aは高音用(トゥイータ)、他方のスピーカユニット8Bは低音用(ウーファ)とされるが、これをフルレンジ方式、又は3ウェイその他のマルチウェイ方式としてもよい。
【0016】
ここに、前面部2にはスピーカユニット8A,8Bを個別に取り付けるためのユニット取付孔9A,9Bが形成され、高音用のスピーカユニット8Aを取り付けるユニット取付孔9Aは図示せぬ信号線を通す小径孔10のみがキャビネット1内に連通し、低音用のスピーカユニット8Bを取り付けるユニット取付孔9Bは該スピーカユニットの駆動を損なわぬよう全体が貫通孔としてスピーカユニット1内に連通される。
【0017】
一方、スピーカキャビネット1内には、前面部2から後方に向かって断面が漸減する(本例において幅が漸次狭くなる)複数(本例において2つ)の音波減衰路11が形成される。特に、その音波減衰路11は、前端縁が交わる二枚一組の仕切部材12A,12Bから成る中間壁13を他の二枚の仕切部材12C,12Dで挟むことにより形成される。但し、仕切部材12C,12Dで挟まれる中間壁13は図示例のような一組であることに限らず、二組以上の中間壁13を仕切部材12C,12Dで挟む構成としてもよい。
【0018】
それら仕切部材12A〜12D(仕切板)は、所定の厚さを有する木材などの板材で成り、このうち先細りの中間壁13を形成する仕切部材12A,12Bの間には吸音材14が収容される。尚、吸音材14としてはグラスウールをはじめ、ロックウール、フェルト、粗毛ウール、アセテート綿、又は発泡樹脂などを用いることができる。
【0019】
又、中間壁13を挟む両端側の仕切部材12C,12Dは、周壁部3を成す両側面部7,7の内壁全体を被覆するよう、その前端から後端に向けて延び、その両者7,12C及び7,12D間には防振材15が充填される。この防振材15はスピーカユニット8Bからキャビネット1内に入射された音波によってキャビネット1が振動するのを防止するものであり、これには高比重の物質や弾性体を用いることができる。高比重の物質としては鉛、鉄、又は銅などの粒状の金属、並びにジルコンサンドをはじめとする粒状の非金属鉱物質が挙げられ、弾性体としてはポリプロピレンやテフロン(登録商標)粉末といった粒状の樹脂、並びにシリコンゴムなどが挙げられる。
【0020】
ここで、各仕切部材12A〜12Dは、釘や接着剤を用いてキャビネット1内に固定することもできるが、好ましくは図5に示すように周壁部3の対向する内壁(上面部5と底面部6)に各仕切部材12A〜12Dの上下両端縁が差し込まれるガイド溝16を形成し、そのガイド溝16に沿って各仕切部材12A〜12Dを抜き差し自在とする。これによれば釘や接着剤を使用せずして各仕切部材12A〜12Dを定位置に配して音波減衰路11を容易に形成することができる。
【0021】
特に、ガイド溝16は所定の曲率を有する円弧形とされ、そのガイド溝16に沿って各仕切部材12A〜12Dが板厚方向に曲がるようにしてある。これによれば、後方に向かって急激に絞られる音波減衰路11を形成してスピーカユニット8Bからキャビネット1内に入射される音波を好適に減衰せしめることができる。尚、本例において、各仕切部材12A〜12Dにはガイド溝16に沿って曲がり得るような可撓性を有する部材が選ばれる。これには木材の薄板ほか、金属板やプラスチック板を好適に用いることができるが、ガイド溝16を直線形にして、これに差し込まれる各仕切部材12A〜12Dにより音波減衰路11を逆三角形状と成すようにしてもよい。
【0022】
又、図3から明らかなように、前面部2の裏面にはユニット取付孔9Aが対向する位置に凹部17が並列状に形成される。この凹部17は、定在波の発生原因となる平行面を無くすための措置であり、その断面形状は図3に示すような円弧形とされる。
【0023】
一方、図5に示すように、中間壁13を形成する二枚一組の仕切部材12A,12Bには、音波減衰路11から中間壁13内に通じる複数の吸音孔18が形成される。吸音孔18は直径5〜30mm程度の丸穴であり、その開口率は30〜60%に設定される。又、図5に示すように、両側面部7,7と仕切部材12C,12Dの間には、防振材15の圧力によって仕切部材12C,12Dがキャビネットの内側に膨らみ出さぬよう所定の間隔で補強板19が設けられる。尚、補強板19は、両側面部7,7と仕切部材12C,12Dで挟まれる空間の横断面と同じ形状をした板であり、これはガイド溝16への仕切部材12C,12Dの挿入後、該仕切部材12C,12Dと両側面部7,7との間に填め込まれて接着剤などにて固定される。
【0024】
ここで、以上のように構成されるキャビネット1の作用を説明すれば、低音用のスピーカユニット8Bが駆動すると、その前後に低音域の音波が放射されるが、キャビネット1は十分な容積を有してスピーカユニット8Bの駆動を阻害せず、低音部特性を向上させる働きをする。特に、係るキャビネット1はその内部における定在波の発生を抑制し、不要音が外部に漏れ出すのを防止する。つまり、スピーカユニット8Bからキャビネット1内に入射された音波は、音波減衰路11内で反射を繰り返しながら後方へ進み、定在波を発生せぬまま減衰される。又、後端に達した音波が前方へ反射されても、その反射波の多くは前面部の凹部17により乱反射され、再び音波減衰路11に導入して減衰される。
【0025】
音波減衰路11内ではスピーカユニット8Bからの出力波が仕切部材12C,12Dを励振させるが、その振動は側面部7との間に充填される防振材15により熱エネルギに変換されて外部への振動の伝播を防止する。一方、仕切部材12C,12Dからの反射波が中間壁13を成す逆側の仕切部材12A,12Bに入射すると、その音波の一部は吸音孔18より中間壁13内に導入し、その内部に収容される吸音材14にて吸収される。
【0026】
斯くて、キャビネット1内における定在波の発生が抑制されるために、スピーカユニット8Bから外部に放射される音波に大きなピーク・ディップが生じず、しかもキャビネット1内に入射した音波が減衰されぬまま不要音として背面部4やスピーカユニット8Bなどを通じて外部に漏れ出すことが防止されるため、聴取点において不自然な音の強弱が作られない。よって、係るスピーカキャビネット1によれば、特定周波数の音のみが強調されるなどの不都合がなく、クリアな伸びのある音を再生することができる。
【0027】
以上、本発明について説明したが、係るキャビネットは密閉形に限らず後面開放形やバスレフ形でもよい。尚、後面開放形にしても音波減衰路による減衰効果で後面開放部が音響管として作用しない。又、密閉形の変更例として、図6のように音波減衰路11を形成する仕切部材12A〜12Dにより後部を完全に囲むようにしてもよい。
【0028】
更に、上記例のような可撓性を有する平面状の薄い板材から成る仕切部材に代えて、これに図7のような三角柱状の仕切部材22A〜22Eを用いるほか、同図のように音波減衰路11を4つ若しくはそれ以上形成することもできる。一方、上記例では仕切部材12A〜12Dを横並びに配して後方に向かって幅が漸減する音波減衰路を形成したが、各仕切部材を上下方向に配列して音波減衰路の高さが後方に向かって漸減するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、スピーカキャビネットの内部に前面部から後方に向かって断面が漸減する複数の音波減衰路を形成したことから、奥行きの小さいキャビネットでもスピーカユニットから入射される音波を各音波減衰路内で減衰して不要音の漏れ出しを防止でき、しかも音波減衰路が先細りの形態であることから定在波の発生を抑制して音質の劣化を防止できる。
【0030】
又、音波減衰路が、前端縁の交わる二枚一組の板状の仕切部材で成る中間壁をその両側に位置する二枚の板状の仕切部材で挟んで形成されることから、低域の音波でも良好に減衰することのできる全長の長い音波減衰路を容易に形成することができる。
【0031】
更に、周壁部の対向する内壁に各仕切部材の両端縁が差し込まれるガイド溝を形成し、そのガイド溝に沿って各仕切部材を抜き差し自在としたことから、釘や接着剤などを使用せずして音波減衰路を容易に形成でき、しかもガイド溝が所定の曲率を有する円弧形であって、各仕切部材がガイド溝に沿って曲がり得る可撓性を有していることから、音波減衰路を後部側が急激に絞られた形態にしてスピーカユニットからキャビネット内に入射される音波を好適に減衰せしめることができる。
【0032】
又、中間壁を成す二枚一組の仕切部材に複数の吸音孔を穿ち、その内側に吸音材を収容したことから、音波減衰路内を進行する音波の一部を吸収して不要音の漏れ防止をより高めることができるほか、その吸音材によりキャビネット内の空気の反発力を弱めて低音部特性を上げることができる。しかも、中間壁を挟む両端側の仕切部材と周壁部との間に粒状の金属などから成る防振材を充填することにより音漏れ防止効果を一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスピーカキャビネットを示した正面図
【図2】同キャビネットの側面図
【図3】図1におけるA−A断面図
【図4】図1におけるB−B断面図
【図5】図2におけるC−C断面図
【図6】本発明に係るスピーカキャビネットの変更例を示した断面概略図
【図7】本発明に係るスピーカキャビネットの変更例を示した断面概略図
【符号の説明】
1 キャビネット
2 前面部
3 周壁部
4 背面部
5 上面部
6 底面部
7 側面部
8A,8B スピーカユニット
11 音波減衰路
12A〜12D 仕切部材
22A〜22E 仕切部材
13 中間壁
14 吸音材
15 防振材
16 ガイド溝
17 凹部
18 吸音孔
Claims (7)
- スピーカユニットが取り付けられる前面部と、該前面部の後方に連なる枠状の周壁部とを備えたスピーカキャビネットにおいて、その内部に仕切部材を設けて上記前面部から後方に向かって断面が漸減する複数の音波減衰路を形成したことを特徴とするスピーカキャビネット。
- 仕切部材を木材などから成る板材とした請求項1記載のスピーカキャビネット。
- 音波減衰路は前端縁が交わる二枚一組の板状の仕切部材を中間壁とし、その両側に位置する二枚の板状の仕切部材で前記中間壁を少なくとも一組挟んで成る請求項1記載のスピーカキャビネット。
- 周壁部の対向する内壁に各仕切部材の両端縁が差し込まれるガイド溝を形成し、そのガイド溝に沿って各仕切部材を抜き差し自在とした請求項3記載のスピーカキャビネット。
- ガイド溝が所定の曲率を有する円弧形であって、各仕切部材が上記ガイド溝に沿って曲がり得る可撓性を有している請求項4記載のスピーカキャビネット。
- 中間壁を成す二枚一組の仕切部材に複数の吸音孔を穿ち、その内側に吸音材を収容した請求項3記載のスピーカキャビネット。
- 中間壁を挟む両端側の仕切部材と周壁部との間に、粒状の金属、粒状の樹脂、ジルコンサンド、又はシリコンゴムなどで成る防振材を充填した請求項3、又は6記載のスピーカキャビネット。
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