スピーカ装置
【課題】スピーカ背面から放射される音がエンクロージャー内で反射しコーンの背面を振動することにより、位相ずれの変調歪を伴った音が外部へ放射される。この反射音を消音する。
【解決手段】同一の特性を有する主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを、点対称で構成された直方体である第１室３ａに同軸上至近距離に背中合わせに配置し、電気的に逆極で駆動するスピーカ装置において、副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能させ主スピーカ５ａ背面の低音を消音する。主スピーカ５ａ背面の中音以上の音は第１室３ａ内部全面に備えられた吸音材４で吸音する。副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ直進する音は、中心面吸音材４ａで吸音し、スピーカ配置間の距離差に起因する位相ずれの音波による主スピーカ５ａコーン背面への振動を抑制又は無くす。
【解決手段】同一の特性を有する主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを、点対称で構成された直方体である第１室３ａに同軸上至近距離に背中合わせに配置し、電気的に逆極で駆動するスピーカ装置において、副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能させ主スピーカ５ａ背面の低音を消音する。主スピーカ５ａ背面の中音以上の音は第１室３ａ内部全面に備えられた吸音材４で吸音する。副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ直進する音は、中心面吸音材４ａで吸音し、スピーカ配置間の距離差に起因する位相ずれの音波による主スピーカ５ａコーン背面への振動を抑制又は無くす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ背面から放射される音をパッシブ消音とアクティブ消音により消 音するスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術で音を消音する方法は大きく２つに分類できる。パッシブ消音とアクティ ブ消音である。
【０００３】
１つ目のパッシブ消音は吸音材、吸音ボード、反射板等を使用したものである。スピ ーカ装置でいえば吸音材を使用した密閉型、バスレフ型、また、反射板を使用したバッ クロードホーン型、ダブルバスレフ型等がある。スピーカ装置外ではマフラー、防音パ ネル等がある。
【０００４】
２つ目のアクティブ消音は、消音する音と逆位相同音圧の音を発生させ波の干渉によ り消音するものであり、特に低音（２００Ｈｚ以下の音を表し、以下低音という）の消 音には効果的である。スピーカ装置では低音補強目的のタンデム型スピーカ装置の１種 においてエンクロージャー内で低音がアクティブに消音されているといえる。スピーカ 装置外では専用のＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッシング）制御装置を設けたエンジ ン排気音低減装置、空調機ダクト音低減装置、自動車の室内騒音低減装置等が実用化さ れている。
【０００５】
パッシブ消音で使用される吸音材は高音（２ＫＨｚ以上の音を表し、以下高音という ）での吸音は顕著であるが、中音（２００Ｈｚ〜２ＫＨｚの音を表し、以下中音という ）では周波数が低くなるに従って徐々に効果が少なくなる。エンクロージャー内に吸音 材を増やしても特に低音では効果は少なく、低音はエンクロージャー内で反射を繰り返 し熱エネルギーに変換され音が消滅するまでスピーカコーンの背面を振動する。このこ とが原因で従来のスピーカ装置では外部へ放射される音が幾重にも位相遅れの変調歪を 伴った音となっている。
【０００６】
この改善策として、外部へ音を放射するスピーカ背面から放射される１．５ＫＨｚよ り低い周波数の中音及び低音はアクティブに消音し、１．５ＫＨｚ以上の中音及び高音 は吸音材でパッシプに消音し、外部へ音を放射するスピーカ（以下外部スピーカという ）背面から放射される音を消音する。
【０００７】
１．５ＫＨｚより低い周波数の中音及び低音をアクティブに消音する具体策を述べる 。外部スピーカと同一の物理的・電気的特性を有するスピーカをエンクロージャー内部 に外部スピーカの同軸上に背中合わせに配置し、同一方向に振動させる方式のタンデム 型スピーカ装置おいて、エンクロージャー内部に配置されたスピーカ（以下内部スピー カという）の背面から放射される逆位相同音圧の音をアクティブ消音の制御音として使 用することにより、内部スピーカをアクティブ消音用スピーカとして機能させ、外部ス ピーカの背面音をアクティブに消音する。
【０００８】
しかしながら、上記タンデム型スピーカ装置の内部スピーカをアクティブ消音用スピ ーカとして使用するには新たな問題が発生する。外部スピーカと内部スピーカは設置間 の距離が存在する。そのことが原因で内部スピーカ背面音が外部スピーカ背面方向へ直 進し、外部スピーカ背面に到達（波の重ね合わせの原理による波の独立性）した時、１ ．５ＫＨｚ以上（外部スピーカと内部スピーカ設置間の距離により異なる）の中音、高 音で位相が１８０゜以上ずれ、この位相のずれた音で外部スピーカ背面のコーンを振動 することである。
【０００９】
この振動を抑制するため、内部スピーカを外部スピーカの直角方向へ配置したタンデ ム型スピーカ装置も実用化されているが、干渉を無くすことは難しく、また、アクティ ブ消音効率は下がる。
【００１０】
本発明は図１が示すように、主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの中心面に中心面吸音 材４ａを備え、副スピーカ５ｂ背面から放射される５００Ｈｚの中音から中心面吸音材 ４ａにより吸音効果を持たせ、５００Ｈｚ以上の音で主スピーカ５ａコーン背面が振動 されることを抑制又は無くした。
【００１１】
本発明と、エンクロージャーの構成方法、スピーカの設置方法、同一のスピーカを使 用する点、スピーカの駆動方法において類似構成が特開２００２−３６９２８９号公報 で開示されている。その公報によれば、発明が解決しようとする課題の１つは「互いの スピーカの位相干渉によって生じる音圧周波数特性の山谷を防止すること」である。こ の課題をスピーカが背中合わせに設置されているエンクロージャーの容積を小さくする ことによって解決するとしている。
【００１２】
本発明のスピーカ装置は、外部スピーカ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い周 波数の中音及び低音は、内部スピーカ背面から放射される逆位相同音圧の音により、波 の干渉を積極的に利用しアクティブに消音する。外部スピーカ背面から放射される１． ５ＫＨｚ以上の中音及び高音はエンクロージャー内の吸音材によりパッシブに消音する 。これらのアクティブ消音とパッシィブ消音を組み合わせることで、外部スピーカの背 面音を消音することを特徴としている。
【００１３】
本発明のスピーカ装置は、外部スピーカと内部スピーカ設置間の距離差に起因する位 相ずれの音波による外部スピーカ背面のコーンを振動する問題は、中心面吸音材４ａで 吸音することにより解決している。
【特許文献１】特開平１０−２２４８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、スピーカ背面から放射された音がエンクロージャー内で 反射し、その反射音がコーンの背面を振動し位相ずれの変調歪みを伴った音が外部へ放 射される点である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するため請求項１の発明においては、エンクロージャー１は表 バッフル板１ａ、天板１ｂ、地板１ｃ、裏板１ｄと左右側板（表示せず）で構成された 密閉された直方体であって、エンクロージャー１内に表バッフル板１ａ、内バッフル板 ２ａ、天板１ｂ、内下板２ｂ及び左右側板に囲まれた密閉された直方体である第１室３ ａと、表バッフル板１ａ、内バッフル板２ａ、裏板１ｄ、天板１ｂ、内下板２ｂ、地板 １ｃ及び左右側板に囲まれた密閉されたＬ字型８面体である第２室３ｂが設けられ、第 ２室３ｂの容積は第１室３ａの容積より大きく形成され、第１室３ａの内部面はスピー カ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４が備える。
【００１６】
請求項２の発明においては、第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成する 。
【００１７】
請求項３の発明においては、第１室３ａの表バッフル板１ａ又は内バッフル板２ａに 平行な中心面に中心面吸音材４ａを備える。
【００１８】
請求項４の発明においては、表バッフル板１ａに前向きに主スピーカ５ａが配置され 、内バッフル板２ａに同一の物理的・電気的特性を有する副スピーカ５ｂを主スピーカ ５ａの同軸上に限りなく至近距離に背中合わせに配置されたスピーカ装置において、主 スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの電気的接続を逆極で音声増幅器に接続する。
【００１９】
請求項５の発明においては、副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能さ せる。
【発明の効果】
【００２０】
従来のスピーカ装置によれば、外部へ音を放射するスピーカの背面音の消音は、吸音 材による吸音とエンクロージャー内部で反射を繰り返し消音するパッシブ消音のみであ り、低音の消音対策は取られてなかった。
【００２１】
本発明によれば、スピーカ装置にアクティブ消音を採り入れ、外部へ音を放射するス ピーカの背面から放射される低音をアクティブに消音し、中音以上の音は吸音材により パッシブに消音することにより、反射音による外部へ音を放射するスピーカの変調歪み が無くなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のスピーカ装置はエンクロージャー内の低音を専用のＤＳＰ制御装置を設ける ことなく、アクティブ消音を実現したことにより低コストであり、また、既存の音声増 幅器が使用できる。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の実施例１を示したスピーカ装置の側断面図であり、第２室３ｂは副ス ピーカ５ｂの特性による密閉型所定の容積以上の容積で形成する。本図ではエンクロー ジャー１の奥行きを少なくするためＬ字型８面体としてあるが、直方体又は紡錘型への 変更は可能である。また、副スピーカ５ｂのＱ0値によりバックロードホーン型とする 。
【００２４】
第１室３ａは密閉された直方体で構成され、容積は主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂ を限りなく至近距離に同軸上に背中合わせに配置することにより決定される。第１室３ ａの容積＜第２室３ｂの容積で形成する。
【００２５】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂは同一の物理的・電気的特性を有するスピーカで、 図３に示すように電気的に主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの極性が逆極となるよう音 声接続器に接続する。よって主スピーカ５ａ背面と副スピーカ５ｂの背面から放射され る音は逆位相となり振動方向は同一方向となる。
【００２６】
第２室３ｂは副スピーカ５ｂの特性による密閉型所定の容積以上の容積で形成されて いること、及び、第１室３ａの容積＜第２室３ｂの容積とされていることにより、主ス ピーカ５ａと副スピーカ５ｂを駆動した時、主スピーカ５ａ前面の空気圧と副スピーカ ５ｂ前面の空気圧が近似的に等しくなり、主スピーカ５ａ背面から放射される音と、副 スピーカ５ｂ背面から放射される音が近似的に同音圧となる。
【００２７】
第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成する。即ち表バッフル板１ａと内 バッフル板２ａの中心面において物理的構造が面対称、且つ、天板１ｂと内下板２ｂの 中心面において物理的構造が面対称となるよう構成する。よって、スピーカ間（放射さ れる音は周波数に係わらずコーンの先端位置とし、第１室３ａ内において、主スピーカ ５ａコーンの先端位置から副スピーカ５ｂコーンの先端位置までの空間を表す）におい て、主スピーカ５ａ背面から放射される音の反射音と、副スピーカ５ｂ背面から放射さ れる音の反射音が逆位相且つ近似的に同音圧で維持される。
【００２８】
主スピーカ５ａ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い中音及び低音の進行方向が 天板１ｂまたは内下板２ｂ又は側板方向である時、その音の１次反射音又は２次反射音 ・・・又はｎ次反射音と、副スピーカ５ｂ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い中 音及び低音の１次反射音又は２次反射音・・・又はｎ次反射音の音道が図４で示した同 軸空間上（同軸空間上となる２つの例が太線、細線で示してある）となる時、又は図５ で示した近傍並行空間上となる時、反射音同士の進行方向は逆方向且つ逆位相、近似的 同音圧であり、また１．５ＫＨｚ以下の周波数域の指向性は鋭くなく近傍音波はアクテ ィブに消音される。
【００２９】
第１室３ａの内部において、スピーカ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４を備え ることにより、主スピーカ５ａ背面及び副スピーカ５ｂ背面から放射される１．５ＫＨ ｚ以上の中音及び高音の進行方向が天板１ｂ又は内下板２ｂ又は側板方向である時、反 射音は吸音材４により吸音される。
【００３０】
副スピーカ５ｂ背面から放射される音が主スピーカ５ａ背面方向へ直進し主スピーカ ５ａの背面へ到達した時、主スピーカ５ａの背面で放射される音と位相差が生じる。こ の位相差は周波数が高くなるにしたがって大きくなる。この位相差が起因しスピーカ間 において消音となる位置と増音（２つ以上の音波の干渉により音圧が上がることを表し 、以下増音という）となる位置が存在する。
【００３１】
スピーカ間直線距離をＡ、主スピーカ５ａから放射される波長をλとするとＡ＜（λ ／２）の時スピーカ間での消音量と増音量の平均は消音となり、Ａ＝（λ／２）の時消 音量と増音量は等しく、Ａ＞（λ／２）では消音となるとは限らない。よって、高い周 波数まで消音するには主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを可能な限り至近距離に配置す る。
【００３２】
副スピーカ５ｂ背面から放射されるスピーカ間で消音となるとは限らないＡ＞（λ／ ２）の中音及び高音が主スピーカ５ａ背面方向へ直進する時、第１室３ａの中心面に中 心面吸音材４ａを備えることによりＡ＞（λ／２）の中音及び高音は吸音され、主スピ ーカ５ａコーンの背面を振動することを無くすことができる。
【００３３】
副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ放射される音の周波数がＡ＜（λ ／２）であって、スピーカ間で消音となる場合でも、音圧は下がるが、主スピーカ５ａ 背面へ到達し、位相の遅れた音で主スピーカ５ａコーンの背面を振動する。この振動を 抑制するため中心面に備える中心面吸音材４ａは低い周波数まで吸音効果が及ぶグラス ウール、高機能中綿素材等の吸音材を厚く（ｔ＝２０ｍｍ以上）使用する。
【００３４】
本発明による８ｃｍフルレンジ使用の試作機では、スピーカ間の直線距離が１１．５ ｃｍであり消音効果のある周波数は低音から１，４９６Ｈｚまでである。しかし、副ス ピーカ５ｂ背面から放射される直進音が主スピーカ５ａ背面へ到達した時、主スピーカ ５ａ背面の音との位相差は例えば７００Ｈｚの時８５゜であり主スピーカ５ａコーンの 背面は位相の遅れた音で振動を受ける。タンデム型スピーカ装置の副スピーカ５ｂをア クティブ消音スピーカとして使用する場合、消音効果だけでなく外部へ放射する主スピ ーカ５ａの音に歪を発生させないことが重要であり、歪を少なくするためには高音から ５００Ｈｚ（位相差６０゜）位までの周波数域を中心面吸音材４ａで吸音する。本試作 機では低い周波数まで吸音できる高機能中綿素材を厚く（ｔ＝３０ｍｍ）使用してある 。
【実施例２】
【００３５】
図２は本発明の実施例２を示したスピーカ装置の側断面図であり、実施例２の目的は 広い周波数帯域を再生するためのものではなく、再生される周波数帯域が人の音声に限 定され、より明瞭度が要求される構内放送等のＰＡ（パプリック・アドレス）用に適し たスピーカ装置である。なお、実施例１と同一部分は同一符号を付してある。
【００３６】
実施例２の構成は実施例１の第１室３ａの構成と同様である。
【００３７】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂは同一の物理的・電気的特性を有するスピーカであ って、設置方法及び電気的接続方法は実施例１と同様である。
【００３８】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを駆動した時、主スピーカ５ａ前面の空気圧と副ス ピーカ５ｂ前面の空気圧は同圧であり、主スピーカ５ａ背面から放射される音と、副ス ピーカ５ｂ背面から放射される音は同音圧となる。
【００３９】
主スピーカ５ａ背面から放射される音の反射音が、副スピーカ５ｂの背面から放射さ れる音の反射音によりアクティブに消音されること、又は、吸音材により吸音されるこ との説明は実施例１に同じであるため省略する。
【００４０】
副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ放射される直進音により主スピー カ５ａ背面のコーンが振動を受けることを無くす、又は、抑制する説明は実施例１に同 じであるため省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１を示したスピーカ装置の側断面図である。
【図２】本発明の実施例２を示したスピーカ装置の側断面図である。
【図３】主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂ及び音声増幅器の接続方法を示した説明 図である。
【図４】反射音同士が同軸空間上で消音される例を示した図である。
【図５】反射音同士が近傍並行空間上で消音される例を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ エンクロージャー
１ａ 表バッフル板
１ｂ 天板
１ｃ 地板
１ｄ 裏板
２ａ 内バッフル板
２ｂ 内下板
３ａ 第１室
３ｂ 第２室
４ 吸音材
４ａ 中心面吸音材
５ａ 主スピーカ
５ｂ 副スピーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ背面から放射される音をパッシブ消音とアクティブ消音により消 音するスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術で音を消音する方法は大きく２つに分類できる。パッシブ消音とアクティ ブ消音である。
【０００３】
１つ目のパッシブ消音は吸音材、吸音ボード、反射板等を使用したものである。スピ ーカ装置でいえば吸音材を使用した密閉型、バスレフ型、また、反射板を使用したバッ クロードホーン型、ダブルバスレフ型等がある。スピーカ装置外ではマフラー、防音パ ネル等がある。
【０００４】
２つ目のアクティブ消音は、消音する音と逆位相同音圧の音を発生させ波の干渉によ り消音するものであり、特に低音（２００Ｈｚ以下の音を表し、以下低音という）の消 音には効果的である。スピーカ装置では低音補強目的のタンデム型スピーカ装置の１種 においてエンクロージャー内で低音がアクティブに消音されているといえる。スピーカ 装置外では専用のＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッシング）制御装置を設けたエンジ ン排気音低減装置、空調機ダクト音低減装置、自動車の室内騒音低減装置等が実用化さ れている。
【０００５】
パッシブ消音で使用される吸音材は高音（２ＫＨｚ以上の音を表し、以下高音という ）での吸音は顕著であるが、中音（２００Ｈｚ〜２ＫＨｚの音を表し、以下中音という ）では周波数が低くなるに従って徐々に効果が少なくなる。エンクロージャー内に吸音 材を増やしても特に低音では効果は少なく、低音はエンクロージャー内で反射を繰り返 し熱エネルギーに変換され音が消滅するまでスピーカコーンの背面を振動する。このこ とが原因で従来のスピーカ装置では外部へ放射される音が幾重にも位相遅れの変調歪を 伴った音となっている。
【０００６】
この改善策として、外部へ音を放射するスピーカ背面から放射される１．５ＫＨｚよ り低い周波数の中音及び低音はアクティブに消音し、１．５ＫＨｚ以上の中音及び高音 は吸音材でパッシプに消音し、外部へ音を放射するスピーカ（以下外部スピーカという ）背面から放射される音を消音する。
【０００７】
１．５ＫＨｚより低い周波数の中音及び低音をアクティブに消音する具体策を述べる 。外部スピーカと同一の物理的・電気的特性を有するスピーカをエンクロージャー内部 に外部スピーカの同軸上に背中合わせに配置し、同一方向に振動させる方式のタンデム 型スピーカ装置おいて、エンクロージャー内部に配置されたスピーカ（以下内部スピー カという）の背面から放射される逆位相同音圧の音をアクティブ消音の制御音として使 用することにより、内部スピーカをアクティブ消音用スピーカとして機能させ、外部ス ピーカの背面音をアクティブに消音する。
【０００８】
しかしながら、上記タンデム型スピーカ装置の内部スピーカをアクティブ消音用スピ ーカとして使用するには新たな問題が発生する。外部スピーカと内部スピーカは設置間 の距離が存在する。そのことが原因で内部スピーカ背面音が外部スピーカ背面方向へ直 進し、外部スピーカ背面に到達（波の重ね合わせの原理による波の独立性）した時、１ ．５ＫＨｚ以上（外部スピーカと内部スピーカ設置間の距離により異なる）の中音、高 音で位相が１８０゜以上ずれ、この位相のずれた音で外部スピーカ背面のコーンを振動 することである。
【０００９】
この振動を抑制するため、内部スピーカを外部スピーカの直角方向へ配置したタンデ ム型スピーカ装置も実用化されているが、干渉を無くすことは難しく、また、アクティ ブ消音効率は下がる。
【００１０】
本発明は図１が示すように、主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの中心面に中心面吸音 材４ａを備え、副スピーカ５ｂ背面から放射される５００Ｈｚの中音から中心面吸音材 ４ａにより吸音効果を持たせ、５００Ｈｚ以上の音で主スピーカ５ａコーン背面が振動 されることを抑制又は無くした。
【００１１】
本発明と、エンクロージャーの構成方法、スピーカの設置方法、同一のスピーカを使 用する点、スピーカの駆動方法において類似構成が特開２００２−３６９２８９号公報 で開示されている。その公報によれば、発明が解決しようとする課題の１つは「互いの スピーカの位相干渉によって生じる音圧周波数特性の山谷を防止すること」である。こ の課題をスピーカが背中合わせに設置されているエンクロージャーの容積を小さくする ことによって解決するとしている。
【００１２】
本発明のスピーカ装置は、外部スピーカ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い周 波数の中音及び低音は、内部スピーカ背面から放射される逆位相同音圧の音により、波 の干渉を積極的に利用しアクティブに消音する。外部スピーカ背面から放射される１． ５ＫＨｚ以上の中音及び高音はエンクロージャー内の吸音材によりパッシブに消音する 。これらのアクティブ消音とパッシィブ消音を組み合わせることで、外部スピーカの背 面音を消音することを特徴としている。
【００１３】
本発明のスピーカ装置は、外部スピーカと内部スピーカ設置間の距離差に起因する位 相ずれの音波による外部スピーカ背面のコーンを振動する問題は、中心面吸音材４ａで 吸音することにより解決している。
【特許文献１】特開平１０−２２４８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、スピーカ背面から放射された音がエンクロージャー内で 反射し、その反射音がコーンの背面を振動し位相ずれの変調歪みを伴った音が外部へ放 射される点である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するため請求項１の発明においては、エンクロージャー１は表 バッフル板１ａ、天板１ｂ、地板１ｃ、裏板１ｄと左右側板（表示せず）で構成された 密閉された直方体であって、エンクロージャー１内に表バッフル板１ａ、内バッフル板 ２ａ、天板１ｂ、内下板２ｂ及び左右側板に囲まれた密閉された直方体である第１室３ ａと、表バッフル板１ａ、内バッフル板２ａ、裏板１ｄ、天板１ｂ、内下板２ｂ、地板 １ｃ及び左右側板に囲まれた密閉されたＬ字型８面体である第２室３ｂが設けられ、第 ２室３ｂの容積は第１室３ａの容積より大きく形成され、第１室３ａの内部面はスピー カ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４が備える。
【００１６】
請求項２の発明においては、第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成する 。
【００１７】
請求項３の発明においては、第１室３ａの表バッフル板１ａ又は内バッフル板２ａに 平行な中心面に中心面吸音材４ａを備える。
【００１８】
請求項４の発明においては、表バッフル板１ａに前向きに主スピーカ５ａが配置され 、内バッフル板２ａに同一の物理的・電気的特性を有する副スピーカ５ｂを主スピーカ ５ａの同軸上に限りなく至近距離に背中合わせに配置されたスピーカ装置において、主 スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの電気的接続を逆極で音声増幅器に接続する。
【００１９】
請求項５の発明においては、副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能さ せる。
【発明の効果】
【００２０】
従来のスピーカ装置によれば、外部へ音を放射するスピーカの背面音の消音は、吸音 材による吸音とエンクロージャー内部で反射を繰り返し消音するパッシブ消音のみであ り、低音の消音対策は取られてなかった。
【００２１】
本発明によれば、スピーカ装置にアクティブ消音を採り入れ、外部へ音を放射するス ピーカの背面から放射される低音をアクティブに消音し、中音以上の音は吸音材により パッシブに消音することにより、反射音による外部へ音を放射するスピーカの変調歪み が無くなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のスピーカ装置はエンクロージャー内の低音を専用のＤＳＰ制御装置を設ける ことなく、アクティブ消音を実現したことにより低コストであり、また、既存の音声増 幅器が使用できる。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の実施例１を示したスピーカ装置の側断面図であり、第２室３ｂは副ス ピーカ５ｂの特性による密閉型所定の容積以上の容積で形成する。本図ではエンクロー ジャー１の奥行きを少なくするためＬ字型８面体としてあるが、直方体又は紡錘型への 変更は可能である。また、副スピーカ５ｂのＱ0値によりバックロードホーン型とする 。
【００２４】
第１室３ａは密閉された直方体で構成され、容積は主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂ を限りなく至近距離に同軸上に背中合わせに配置することにより決定される。第１室３ ａの容積＜第２室３ｂの容積で形成する。
【００２５】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂは同一の物理的・電気的特性を有するスピーカで、 図３に示すように電気的に主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂの極性が逆極となるよう音 声接続器に接続する。よって主スピーカ５ａ背面と副スピーカ５ｂの背面から放射され る音は逆位相となり振動方向は同一方向となる。
【００２６】
第２室３ｂは副スピーカ５ｂの特性による密閉型所定の容積以上の容積で形成されて いること、及び、第１室３ａの容積＜第２室３ｂの容積とされていることにより、主ス ピーカ５ａと副スピーカ５ｂを駆動した時、主スピーカ５ａ前面の空気圧と副スピーカ ５ｂ前面の空気圧が近似的に等しくなり、主スピーカ５ａ背面から放射される音と、副 スピーカ５ｂ背面から放射される音が近似的に同音圧となる。
【００２７】
第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成する。即ち表バッフル板１ａと内 バッフル板２ａの中心面において物理的構造が面対称、且つ、天板１ｂと内下板２ｂの 中心面において物理的構造が面対称となるよう構成する。よって、スピーカ間（放射さ れる音は周波数に係わらずコーンの先端位置とし、第１室３ａ内において、主スピーカ ５ａコーンの先端位置から副スピーカ５ｂコーンの先端位置までの空間を表す）におい て、主スピーカ５ａ背面から放射される音の反射音と、副スピーカ５ｂ背面から放射さ れる音の反射音が逆位相且つ近似的に同音圧で維持される。
【００２８】
主スピーカ５ａ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い中音及び低音の進行方向が 天板１ｂまたは内下板２ｂ又は側板方向である時、その音の１次反射音又は２次反射音 ・・・又はｎ次反射音と、副スピーカ５ｂ背面から放射される１．５ＫＨｚより低い中 音及び低音の１次反射音又は２次反射音・・・又はｎ次反射音の音道が図４で示した同 軸空間上（同軸空間上となる２つの例が太線、細線で示してある）となる時、又は図５ で示した近傍並行空間上となる時、反射音同士の進行方向は逆方向且つ逆位相、近似的 同音圧であり、また１．５ＫＨｚ以下の周波数域の指向性は鋭くなく近傍音波はアクテ ィブに消音される。
【００２９】
第１室３ａの内部において、スピーカ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４を備え ることにより、主スピーカ５ａ背面及び副スピーカ５ｂ背面から放射される１．５ＫＨ ｚ以上の中音及び高音の進行方向が天板１ｂ又は内下板２ｂ又は側板方向である時、反 射音は吸音材４により吸音される。
【００３０】
副スピーカ５ｂ背面から放射される音が主スピーカ５ａ背面方向へ直進し主スピーカ ５ａの背面へ到達した時、主スピーカ５ａの背面で放射される音と位相差が生じる。こ の位相差は周波数が高くなるにしたがって大きくなる。この位相差が起因しスピーカ間 において消音となる位置と増音（２つ以上の音波の干渉により音圧が上がることを表し 、以下増音という）となる位置が存在する。
【００３１】
スピーカ間直線距離をＡ、主スピーカ５ａから放射される波長をλとするとＡ＜（λ ／２）の時スピーカ間での消音量と増音量の平均は消音となり、Ａ＝（λ／２）の時消 音量と増音量は等しく、Ａ＞（λ／２）では消音となるとは限らない。よって、高い周 波数まで消音するには主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを可能な限り至近距離に配置す る。
【００３２】
副スピーカ５ｂ背面から放射されるスピーカ間で消音となるとは限らないＡ＞（λ／ ２）の中音及び高音が主スピーカ５ａ背面方向へ直進する時、第１室３ａの中心面に中 心面吸音材４ａを備えることによりＡ＞（λ／２）の中音及び高音は吸音され、主スピ ーカ５ａコーンの背面を振動することを無くすことができる。
【００３３】
副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ放射される音の周波数がＡ＜（λ ／２）であって、スピーカ間で消音となる場合でも、音圧は下がるが、主スピーカ５ａ 背面へ到達し、位相の遅れた音で主スピーカ５ａコーンの背面を振動する。この振動を 抑制するため中心面に備える中心面吸音材４ａは低い周波数まで吸音効果が及ぶグラス ウール、高機能中綿素材等の吸音材を厚く（ｔ＝２０ｍｍ以上）使用する。
【００３４】
本発明による８ｃｍフルレンジ使用の試作機では、スピーカ間の直線距離が１１．５ ｃｍであり消音効果のある周波数は低音から１，４９６Ｈｚまでである。しかし、副ス ピーカ５ｂ背面から放射される直進音が主スピーカ５ａ背面へ到達した時、主スピーカ ５ａ背面の音との位相差は例えば７００Ｈｚの時８５゜であり主スピーカ５ａコーンの 背面は位相の遅れた音で振動を受ける。タンデム型スピーカ装置の副スピーカ５ｂをア クティブ消音スピーカとして使用する場合、消音効果だけでなく外部へ放射する主スピ ーカ５ａの音に歪を発生させないことが重要であり、歪を少なくするためには高音から ５００Ｈｚ（位相差６０゜）位までの周波数域を中心面吸音材４ａで吸音する。本試作 機では低い周波数まで吸音できる高機能中綿素材を厚く（ｔ＝３０ｍｍ）使用してある 。
【実施例２】
【００３５】
図２は本発明の実施例２を示したスピーカ装置の側断面図であり、実施例２の目的は 広い周波数帯域を再生するためのものではなく、再生される周波数帯域が人の音声に限 定され、より明瞭度が要求される構内放送等のＰＡ（パプリック・アドレス）用に適し たスピーカ装置である。なお、実施例１と同一部分は同一符号を付してある。
【００３６】
実施例２の構成は実施例１の第１室３ａの構成と同様である。
【００３７】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂは同一の物理的・電気的特性を有するスピーカであ って、設置方法及び電気的接続方法は実施例１と同様である。
【００３８】
主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂを駆動した時、主スピーカ５ａ前面の空気圧と副ス ピーカ５ｂ前面の空気圧は同圧であり、主スピーカ５ａ背面から放射される音と、副ス ピーカ５ｂ背面から放射される音は同音圧となる。
【００３９】
主スピーカ５ａ背面から放射される音の反射音が、副スピーカ５ｂの背面から放射さ れる音の反射音によりアクティブに消音されること、又は、吸音材により吸音されるこ との説明は実施例１に同じであるため省略する。
【００４０】
副スピーカ５ｂ背面から主スピーカ５ａ背面方向へ放射される直進音により主スピー カ５ａ背面のコーンが振動を受けることを無くす、又は、抑制する説明は実施例１に同 じであるため省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１を示したスピーカ装置の側断面図である。
【図２】本発明の実施例２を示したスピーカ装置の側断面図である。
【図３】主スピーカ５ａと副スピーカ５ｂ及び音声増幅器の接続方法を示した説明 図である。
【図４】反射音同士が同軸空間上で消音される例を示した図である。
【図５】反射音同士が近傍並行空間上で消音される例を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ エンクロージャー
１ａ 表バッフル板
１ｂ 天板
１ｃ 地板
１ｄ 裏板
２ａ 内バッフル板
２ｂ 内下板
３ａ 第１室
３ｂ 第２室
４ 吸音材
４ａ 中心面吸音材
５ａ 主スピーカ
５ｂ 副スピーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャー１は表バッフル板１ａ、天板１ｂ、地板１ｃ、裏板１ｄと左右側板 （表示せず）で構成された密閉された直方体であって、エンクロージャー１内に表バッ フル板１ａ、内バッフル板２ａ、天板１ｂ、内下板２ｂ及び左右側板に囲まれた密閉さ れた直方体である第１室３ａと、表バッフル板１ａ、内バッフル板２ａ、裏板１ｄ、天 板１ｂ、内下板２ｂ、地板１ｃ及び左右側板に囲まれた密閉されたＬ字型８面体である 第２室３ｂが設けられ、第２室３ｂの容積は第１室３ａの容積より大きく形成され、第 １室３ａの内部面はスピーカ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４が備えられること を特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成されることを特徴とする請求項１に 記載のスピーカ装置。
【請求項３】
第１室３ａの表バッフル板１ａ又は内バッフル板２ａに平行な中心面に中心面吸音材 ４ａを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
表バッフル板１ａに前向きに主スピーカ５ａが配置され、内バッフル板２ａに同一の 物理的・電気的特性を有する副スピーカ５ｂを主スピーカ５ａの同軸上に限りなく至近 距離に背中合わせに配置されたスピーカ装置において、主スピーカ５ａと副スピーカ５ ｂの電気的接続を逆極で音声増幅器に接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれ かに記載のスピーカ装置。
【請求項５】
副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能させることを特徴とする請求項 １〜４のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項１】
エンクロージャー１は表バッフル板１ａ、天板１ｂ、地板１ｃ、裏板１ｄと左右側板 （表示せず）で構成された密閉された直方体であって、エンクロージャー１内に表バッ フル板１ａ、内バッフル板２ａ、天板１ｂ、内下板２ｂ及び左右側板に囲まれた密閉さ れた直方体である第１室３ａと、表バッフル板１ａ、内バッフル板２ａ、裏板１ｄ、天 板１ｂ、内下板２ｂ、地板１ｃ及び左右側板に囲まれた密閉されたＬ字型８面体である 第２室３ｂが設けられ、第２室３ｂの容積は第１室３ａの容積より大きく形成され、第 １室３ａの内部面はスピーカ取り付け孔を除くすべての面に吸音材４が備えられること を特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
第１室３ａは中心点において点対称となるよう構成されることを特徴とする請求項１に 記載のスピーカ装置。
【請求項３】
第１室３ａの表バッフル板１ａ又は内バッフル板２ａに平行な中心面に中心面吸音材 ４ａを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
表バッフル板１ａに前向きに主スピーカ５ａが配置され、内バッフル板２ａに同一の 物理的・電気的特性を有する副スピーカ５ｂを主スピーカ５ａの同軸上に限りなく至近 距離に背中合わせに配置されたスピーカ装置において、主スピーカ５ａと副スピーカ５ ｂの電気的接続を逆極で音声増幅器に接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれ かに記載のスピーカ装置。
【請求項５】
副スピーカ５ｂをアクティブ消音スピーカとして機能させることを特徴とする請求項 １〜４のいずれかに記載のスピーカ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−５６５８８（Ｐ２０１０−５６５８８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１６１１６（Ｐ２００８−２１６１１６）
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【特許番号】特許第４３４１８５１号（Ｐ４３４１８５１）
【特許公報発行日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（３０７０３８１２６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【特許番号】特許第４３４１８５１号（Ｐ４３４１８５１）
【特許公報発行日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（３０７０３８１２６）
【Ｆターム（参考）】
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