スピーカ装置
【課題】エンクロージャー型スピーカ装置では得られない解放的な音が再生できる平面バッフル型スピーカの長所を残し、平面バッフル型スピーカの欠点を解決したスピーカ装置を提供する。
【解決手段】エンクロージャー６は、ウーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル板６ａには吸音材７が貼られた低音再生用のスピーカ装置であって、ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４と同じ向きに裸のままステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付けられ、フルレンジ１とウーハー４はパッシブフィルターを通さず正相並列にアンプへ接続する。
【解決手段】エンクロージャー６は、ウーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル板６ａには吸音材７が貼られた低音再生用のスピーカ装置であって、ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４と同じ向きに裸のままステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付けられ、フルレンジ１とウーハー４はパッシブフィルターを通さず正相並列にアンプへ接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面バッフル型スピーカの長所を残し、欠点を解決したスピーカ装置に関 するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ用スピーカ装置はバスレフ型、密閉型等エンクロージャーにスピーカを収 納したものが主流であり、スピーカ背面をエンクロージャーで囲むことにより、コーン 前後で発生する逆位相の音の回折を無くし、音が打ち消されることを防いでいる。また 、エンクロージャーを小型化することで背圧を高め、低音域でのコーンの空振り現象を 抑制し、音への変換効率を高めている。
【０００３】
しかしながら、スピーカ背面をエンクロージャーで囲むことにより、中音以上の音で は微細な音が再生され難くなり、開放的な音が失われる等音質が犠牲となっている。
【０００４】
この改善策として、背圧が前圧と同じ平面バッフル型スピーカとする方法がある。
【０００５】
誠文堂新光社刊 佐伯多門監修 新版スピーカー＆エンクロージャー百科 １１３ペー ジに「無限大バッフルは平面バッフルのため音の回折効果もなく、最高の条件でスピー カー自身の性能を発揮させることができます。」との記述がある。
【０００６】
確かに無限大平面バッフル型スピーカは前圧と背圧が同じであり開放的な音が得られる 。
本発明で使用する「開放的な音」の意味は次の１〜６に定義する意味である。
【０００７】
１．音が篭らず朗々と前に出て来る音である。いわゆる音離れの良い音である。
２．個々の音声・楽器の音が圧縮されず、ダイナミックレンジの広い原音が維持でき、 基本音に対する倍音、残響音等の微細な音が再生される。
３．音の立ち上がり、立下りに優れたトランジェントの良い音であり、切れのある、パ ンチの利いた、アタック感のある音である。
４．非直線性歪が少なく自然で素直な音である。
５．エンクロージャー内の反射音から開放され、分解能、解像度の高い透明な音である 。
６．エンクロージャー内の定常波から開放され音が滑らかである。
【０００８】
無限大平面バッフル型スピーカの欠点として、背圧を高めることができないため、Ｑ0 値の低いオーバーダンピングのスピーカでは低音が不足すること、Ｆ0値以下の低音は 再生できないこと、使用できるスピーカはＱ0値が０．７以上のものに限定されること である。
また、スピーカから放射される前面音が後方向へ回り込もうとする時、バッフル板に遮 られることにより反射し、前方向、横方向の音と干渉を起こし音に濁りが生じることで ある。
【０００９】
無限大平面バッフルは理論上の形状であり作ることは不可能である。現実には有限大バ ッフルとなり、その時さらに次のような欠点が出て来る。
１．低い周波数の低音を再生しようとするとバッフル板が巨大となる。
２．カットオフ周波数以上の音域において、カットオフ周波数の奇数倍ではピークが、 偶数倍ではディップが現れる。
３．ピーク、ディップを抑えため、スピーカの取り付け位置はバッフル板の中心を避け 、またバッフル板形状を不整形に形成する方法があるが、聴く場所により音質が変化す る。
４．バッフル板の横方向では音がしない８字形ダイポール指向性が形成され、音場再生 上好ましくない。
５．背面が開放されているため、スピーカ装置を設置した時、背面の状況により音の特 性が変化する。
６．バッフル板の振動を抑制するのが難しく、スピーカがバッフル板から振動を受け易 く、音に濁りが生じ易い。
【００１０】
本発明と音質を向上させる手法の概念が類似しているスピーカ装置が、特開２００６ −１９１５１０号公報で開示されている。本公報のスピーカ装置は２つのスピーカが直 角方向に配置してあり、スピーカから放射される音は球面波であることから消音効果は 低いと言える。のみならず特定の周波数の音は増強されることもある。
【００１１】
消音が十分されない時、本公報スピーカ装置のスピーカーユニット（Ａ）の背面は並行 な側板に挟まれ、左右側板で定常波が発生する。また、スピーカーユニット（Ｂ）の前 面は前板、後板及び左右の側板で囲まれ、ホーンとして動作し特定の周波数にピーク、 デップが発生する。
【００１２】
本公報のスピーカ装置でブラインドヒヤリングを行った結果、略２０名全員が効果を確 認した略、と記述してある。天板を外したことにより、音を出すスピーカーユニット（ Ａ）の、略内部反射圧力を無くし略、ここでいう内部反射圧力の意味はエンクロージャ ー内の反射音による音圧のことと理解するが、効を奏しているのは、むしろ前後の空気 バネ力（スチフネス）が同じとなり開放的な音が再生されることであると推測される。 しかしながら、スピーカーシステム全体の再生音から見れば音圧周波数特性にピーク、 ディップが発生し、略音質を著しく向上させる略、とは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする課題は、平面バッフル型スピーカの長所を残し欠点を解決し、エンク ロージャー型スピーカ装置では得られない開放的な音が得られる新しいスピーカ装置を 提供することである。
【００１５】
具体的には、平面バッフル型スピーカの下記欠点１〜９をすべて解決し、本発明のスピ ーカ装置が小型で低音が再生でき設置場所、聴く場所に関わらず分解能、解像度の高い 歪の無い音が再生でき、より原音再生を可能にすることである。
１．低い周波数の低音再生ではバッフル板が巨大となること。
２．カットオフ周波数の奇数倍ではピークが偶数倍ではディップが生じること。
３．聴く場所により音質が変化すること。
４．横方向の８字形ダイポール指向性が形成されること。
５．スピーカ装置背面の状況により音の特性が変化すること。
６．バッフル板の振動を抑制するのが難しいこと。
７．スピーカの直接音とバッフル板での反射音が干渉し音が濁ること。
８．Ｑ0値の低いオーバーダンピングスピーカでは低音が再生できないこと。
９．Ｆ0値以下の低音は再生できないこと。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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６は、ウ ーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル板６ａにはウーハー４孔、ダ クト５孔を除く全面に吸音材７が貼られた低音再生用のスピーカ装置である。
しかるに、フルレンジ１の背面から放射される中高音以上の音がバッフル板６ａに到達 した時、吸音材７で吸音する。
ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４と同じ向きに裸のまま ステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付ける。
しかるに、フルレンジ１が裸のまま取り付けてあることにより、ウーハー４前面から放 射される音による定常波の発生が無くなる。
フルレンジ１背面はエンクロージャーで囲まれて無いため、エンクロージャー内部から の反射音から開放され、分解能、解像度の高い透明な音となる。
フルレンジ１はバッフル板に取り付けて無いため、バッフル板の有害な振動から開放さ れ、またフルレンジ１の前面から放射される音が後へ回り込む時、バッフル板で反射が 起こらないため直接音との干渉が無くなる。
フルレンジ１とウーハー４のアンプへの接続は、パッシブフィルターを通さず、同一方 向へ振動するよう正極並列とする。
しかるに、電流位相が進むコンデンサー、または、遅れるコイルを使うハイパスフィル ター、ローパスフィルター等のパッシブフィルターは使用せず、フルレンジ１の背面音 とウーハー４の音の位相が完全な逆相となる。
フルレンジ１背面とウーハー４前面の距離が離れる程、また、放射される音の周波数が 高くなる程、位相差が大きくなり消音効果は低下する。フルレンジ１をウーハー４の中 心線同軸上至近距離に配置することにより、２つの音源の距離が最短となり、また、フ ルレンジ１の背面音とウーハー４の音が完全な逆相であることにより、高い周波数域ま で高効率に消音できる。
フルレンジ１背面音が消音されるため、本発明の低音特性はエンクロージャー６の低音 再生用スピーカ装置に依存し小型で低音再生が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、平面バッフル型スピーカの欠点を解決することにより、平面バッフ ル型スピーカの低音再生限界を超えた低音が小型で再生でき、平面バッフル型スピーカ 特有のピーク、ディップが無くなることで聴く場所による音質の変化が無く、設置場所 による音の特性の変化が無く、直接音とバッフル板の反射音の干渉が無く濁りの無い音 になり、原音に近い再生音が得られるという利点がある。
【００１８】
また、使用できるフルレンジは従来の平面バッフル型スピーカのようにＱ0値が０．７ 以上のものに限定されることは無く、Ｑ0値の低いオーバーダンピングも可能であると いう利点がある。
【００１９】
さらに、本発明のスピーカ装置から再生される音は、エンクロージャー型スピーカ装置 に収納されるフルレンジユニットの改良では到達し得ない開放的な音が得られるという 利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のスピーカ装置は、高価なフルレンジ、ウーハーを使用することなく、廉価な ものを使用して実現できるため低コストである。
【実施例１】
【００２１】
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、フルレンジ１の口径 ＜ウーハー４の口径である。エンクロージャー６はウーハー４（口径１６ｃｍが使用し てある）の特性による所要の容積とする。ウーハー４及びダクト５の取り付け位置及び ダクト５の長さはウーハー４特性の所要値とする。バッフル板６ａの前面にウーハー４ 孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００２２】
フルレンジ１（口径１２ｃｍが使用してある）に取り付けるステー２は、バッフル効果 が現れないよう最小面積で形成し、鉄、真鍮、アルミ等の金属を使用し、フルレンジ１ を支えるに十分な強度のある物を使用する。ボルト３はフルレンジ１の取り付け螺子と 同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるボルトを使用する。
【００２３】
フルレンジ１の取り付け位置はウーハー４の中心線同軸上に配置する。ウーハー４から の距離は図４フルレンジマグネット１ｃに貼り付けた吸音材７がウーハー４を駆動した 時、ウーハー４のコーン（表示せず）に接触しないようできるだけ至近距離に配置する 。
【００２４】
図４フルレンジマグネット１ｃの側面、底面にはウーハー４から直線方向に放射される 中音、高音を吸音する目的で吸音材７を貼る。
【００２５】
フルレンジ１とウーハー４の電気的接続は、ハイパスフィルター、ローパスフィルター 等のパッシブフィルターは通さず、同じ振動方向となるよう正極並列にアンプ（表示せ ず）へ接続する。
【００２６】
フルレンジ１とウーハー４の出力音圧特性が３ｄＢ以上異なる時は、同音圧となるよう 抵抗を使用したアッテネーターで調整し、聴感上フラットな出力音圧特性を得る。
【００２７】
以上に構成された実施例１の動作を説明する。フルレンジ１を単独で駆動した場合、図 ３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離Ｌは６．３ｃｍで あり、カットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷６．３ｃｍ＝６７５Ｈｚとなり（フォステ クスカンパニー発行 ＣＲＡＦＴ ＨＡＮＤ ＢＯＯＫ ＳＰＥＡＫＥＲ ＣＲＡＦＴ ＭＡＮＵＡＬ ＶＯＬ．１ ページ１８により計算）、それ以下の周波数の音圧は− ６ｄＢ／ＯＣＴで減衰し低音不足の音となる。
【００２８】
次に、ウーハー４を同時に駆動した場合、ウーハー４から放射される逆位相の音により 、フルレンジ１の背面音は消音される。ウーハー４の音がフルレンジ１の背面に到達す る前に、フルレンジ１の背面音がフルレンジ前面へ回りこみ前面音を打ち消した場合、 打ち消した周波数成分は消滅し、ウーハー４の音と消音されることは無く、ウーハー４ の音がそのままの音圧で外部へ放射される。よって外部へ放射されるカットオフ以下の 音圧特性はエンクロージャー６低音再生用スピーカ装置の音圧特性に近く良好な低音特 性が得られる。
【００２９】
このような動作をするため、フルレンジ１はＱ0値の低いオーバーダンピングスピーカ を使用することが可能なのである。
【００３０】
低音再生の限界値はフルレンジ１のＦ0値に因らず、エンクロージャー６低音再生用ス ピーカ装置の低音再生能力に依存する。
【００３１】
実施例１のフルレンジコーン１ａ前面の先端位置からウーハー４コーン（表示せず）前 面の先端位置までの直線距離は５．６ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４，０ ００ｃｍ÷（５．６ｃｍ×２）＝３，０３６Ｈｚ以下となり、低音から低高音域まで消 音できることになる。
【００３２】
フルレンジ１背面からバッフル板６ａ方向へ放射される音は、フルレンジ１背面、バッ フル板６ａ間では消音されるが、波の重ね合わせの原理による波の独立性によりバッフ ル板６ａへ到達する。この到達する１ＫＨｚ以上の中音、高音は吸音材７で吸音し反射 を無くす。
１ＫＨｚより低い音は周波数が低くなる程吸音されず反射する。この反射音はウーハー ４の音により２次消音される。
【００３３】
ウーハー４から直進方向へ放射される１ＫＨｚ以上の中音、高音が図４フルレンジマグ ネット１ｃで輻射し、音に濁りが発生しないようフルレンジマグネット１ｃに貼られた 吸音材７で吸音する。
【００３４】
以上の消音及び吸音対策により聴感上カットオフ周波数の奇数倍でのピーク、偶数倍で のディップは感じられない。よってフルレンジ１の指向特性による音質の変化以外聴く 位置による音質の劣化は感じられない。
【００３５】
フルレンジ１の背面音は消音及び吸音され、また、フルレンジ１の背面はバッフル板６ ａにより距離が固定されているため、平面バッフル型スピーカのように設置場所により 特性が変化することは無い。
【００３６】
フルレンジ１真横方向では、例え回折現象によりフルレンジ１の前後音が打ち消されて も、ウーハー４から放射されるフルレンジ１の前面音と同位相の音により補償されるた め８字形ダイポール指向性は形成されない。
【００３７】
以上のように本発明のスピーカ装置は平面バッフル型スピーカの欠点を解決し、さらに 低音再生能力においては従来の平面バッフル形スピーカの限界値を超えるものである。
【実施例２】
【００３８】
図５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、 ウーハー４の代わりに同一のフルレンジ１を使用し、逆位相の音波が酷似した音圧周波 数特性であることを利用し消音効率を高めるためである。
【００３９】
エンクロージャー６はフルレンジ１（口径１２ｃｍ、Ｑ0値０．２５のオーバーダンピ ングが使用してある）の特性による所要の容積とする。フルレンジ１及びダクト５の取 り付け位置及びダクト５の長さはフルレンジ１特性の所要値とする。バッフル板６ａの 前面にフルレンジ１孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００４０】
バッフル板６ａに取り付けるフルレンジ１はボルト３でエンクロージャー６に収納され るフルレンジ１と合わせてバッフル板６ａへ取り付ける。取り付けボルト３は、フルレ ンジ１取り付け螺子と同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるものを使用する。
【００４１】
他の実施方法は実施例１と同じであるため省略する。
【００４２】
図３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離Ｌは６．３ｃｍ でありカットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷６．３ｃｍ＝６７５Ｈｚとなる。
【００４３】
実施例２の前側フルレンジコーン１ａ前面の先端位置から、後側フルレンジコーン１ａ 前面の先端位置までの直線距離は６．４ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４， ０００ｃｍ÷（６．４ｃｍ×２）＝２，６５６Ｈｚ以下である。
【００４４】
実施例２の低音再生の限界値は、エンクロージャー６低音再生用スピーカ装置の低音再 生能力に依存するため、オーバーダンピングのフルレンジ１を使用したにも関わらずＦ 0値以下の低域まで再生できる。
【実施例３】
【００４５】
図６は本発明の実施例３を示したスピーカ装置の側断面図であり、実施例３の目的は、 Ｑ0値が０．７以上のフルレンジ１を使用し、エンクロージャー６が小型でありながら フルレンジ１のＦ0値より低い低音を再生するためのものである。
【００４６】
実施例３ではフルレンジ１の口径は１６ｃｍであり、ウーハー４の口径は１３ｃｍが使 用してある。即ち、フルレンジ１の口径＞ウーハー４の口径である。
【００４７】
エンクロージャー６はウーハー４の特性による所要の容積とする。ウーハー４及びダク ト５の取り付け位置及びダクト５の長さはウーハー４特性の所要値とする。バッフル板 ６ａの前面にウーハー４孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００４８】
フルレンジ１をバッフル板６ａに取り付けるボルト３は、フルレンジ１取り付け螺子と 同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるものを使用する。
【００４９】
他の実施方法は実施例１と同じであるため省略する。
【００５０】
実施例３では、図３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離 Ｌは８．３ｃｍでありカットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷８．３ｃｍ＝５１２Ｈｚと なる。
【００５１】
実施例３のフルレンジコーン１ａ前面の先端位置からウーハー４コーン（表示せず）前 面の先端位置までの直線距離は７．４ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４，０ ００ｃｍ÷（７．４ｃｍ×２）＝２，２９７Ｈｚ以下となる。
【００５２】
実施例３で使用するフルレンジ１（口径１６ｃｍ、Ｑ0値が０．７以上）を収納するエ ンクロージャー６の容積は、従来技術の設計によれば低音再生限界をＦ0値に近づける ため、また、低音再生限界付近に低音の山を作らないため、背圧を高めないよう１００ ？程度のエンクロージャーが必要であるが、本発明実施例３のエンクロージャー６の容 積は１０？であり、フルレンジ１のＦ0より低い低音が再生できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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１を示したスピーカ装置の正面図である。
【図３】本発明で使用するフルレンジの概略正面図である。
【図４】本発明で使用するフルレンジの概略側面図である。
【図５】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６】本発明の実施例３を示したスピーカ装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ フルレンジ
１ａ フルレンジコーン
１ｂ フルレンジフレーム
１ｃ フルレンジマグネット
２ ステー
３ ボルト
４ ウーハー
５ ダクト
６ エンクロージャー
６ａ バッフル板
７ 吸音材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面バッフル型スピーカの長所を残し、欠点を解決したスピーカ装置に関 するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ用スピーカ装置はバスレフ型、密閉型等エンクロージャーにスピーカを収 納したものが主流であり、スピーカ背面をエンクロージャーで囲むことにより、コーン 前後で発生する逆位相の音の回折を無くし、音が打ち消されることを防いでいる。また 、エンクロージャーを小型化することで背圧を高め、低音域でのコーンの空振り現象を 抑制し、音への変換効率を高めている。
【０００３】
しかしながら、スピーカ背面をエンクロージャーで囲むことにより、中音以上の音で は微細な音が再生され難くなり、開放的な音が失われる等音質が犠牲となっている。
【０００４】
この改善策として、背圧が前圧と同じ平面バッフル型スピーカとする方法がある。
【０００５】
誠文堂新光社刊 佐伯多門監修 新版スピーカー＆エンクロージャー百科 １１３ペー ジに「無限大バッフルは平面バッフルのため音の回折効果もなく、最高の条件でスピー カー自身の性能を発揮させることができます。」との記述がある。
【０００６】
確かに無限大平面バッフル型スピーカは前圧と背圧が同じであり開放的な音が得られる 。
本発明で使用する「開放的な音」の意味は次の１〜６に定義する意味である。
【０００７】
１．音が篭らず朗々と前に出て来る音である。いわゆる音離れの良い音である。
２．個々の音声・楽器の音が圧縮されず、ダイナミックレンジの広い原音が維持でき、 基本音に対する倍音、残響音等の微細な音が再生される。
３．音の立ち上がり、立下りに優れたトランジェントの良い音であり、切れのある、パ ンチの利いた、アタック感のある音である。
４．非直線性歪が少なく自然で素直な音である。
５．エンクロージャー内の反射音から開放され、分解能、解像度の高い透明な音である 。
６．エンクロージャー内の定常波から開放され音が滑らかである。
【０００８】
無限大平面バッフル型スピーカの欠点として、背圧を高めることができないため、Ｑ0 値の低いオーバーダンピングのスピーカでは低音が不足すること、Ｆ0値以下の低音は 再生できないこと、使用できるスピーカはＱ0値が０．７以上のものに限定されること である。
また、スピーカから放射される前面音が後方向へ回り込もうとする時、バッフル板に遮 られることにより反射し、前方向、横方向の音と干渉を起こし音に濁りが生じることで ある。
【０００９】
無限大平面バッフルは理論上の形状であり作ることは不可能である。現実には有限大バ ッフルとなり、その時さらに次のような欠点が出て来る。
１．低い周波数の低音を再生しようとするとバッフル板が巨大となる。
２．カットオフ周波数以上の音域において、カットオフ周波数の奇数倍ではピークが、 偶数倍ではディップが現れる。
３．ピーク、ディップを抑えため、スピーカの取り付け位置はバッフル板の中心を避け 、またバッフル板形状を不整形に形成する方法があるが、聴く場所により音質が変化す る。
４．バッフル板の横方向では音がしない８字形ダイポール指向性が形成され、音場再生 上好ましくない。
５．背面が開放されているため、スピーカ装置を設置した時、背面の状況により音の特 性が変化する。
６．バッフル板の振動を抑制するのが難しく、スピーカがバッフル板から振動を受け易 く、音に濁りが生じ易い。
【００１０】
本発明と音質を向上させる手法の概念が類似しているスピーカ装置が、特開２００６ −１９１５１０号公報で開示されている。本公報のスピーカ装置は２つのスピーカが直 角方向に配置してあり、スピーカから放射される音は球面波であることから消音効果は 低いと言える。のみならず特定の周波数の音は増強されることもある。
【００１１】
消音が十分されない時、本公報スピーカ装置のスピーカーユニット（Ａ）の背面は並行 な側板に挟まれ、左右側板で定常波が発生する。また、スピーカーユニット（Ｂ）の前 面は前板、後板及び左右の側板で囲まれ、ホーンとして動作し特定の周波数にピーク、 デップが発生する。
【００１２】
本公報のスピーカ装置でブラインドヒヤリングを行った結果、略２０名全員が効果を確 認した略、と記述してある。天板を外したことにより、音を出すスピーカーユニット（ Ａ）の、略内部反射圧力を無くし略、ここでいう内部反射圧力の意味はエンクロージャ ー内の反射音による音圧のことと理解するが、効を奏しているのは、むしろ前後の空気 バネ力（スチフネス）が同じとなり開放的な音が再生されることであると推測される。 しかしながら、スピーカーシステム全体の再生音から見れば音圧周波数特性にピーク、 ディップが発生し、略音質を著しく向上させる略、とは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする課題は、平面バッフル型スピーカの長所を残し欠点を解決し、エンク ロージャー型スピーカ装置では得られない開放的な音が得られる新しいスピーカ装置を 提供することである。
【００１５】
具体的には、平面バッフル型スピーカの下記欠点１〜９をすべて解決し、本発明のスピ ーカ装置が小型で低音が再生でき設置場所、聴く場所に関わらず分解能、解像度の高い 歪の無い音が再生でき、より原音再生を可能にすることである。
１．低い周波数の低音再生ではバッフル板が巨大となること。
２．カットオフ周波数の奇数倍ではピークが偶数倍ではディップが生じること。
３．聴く場所により音質が変化すること。
４．横方向の８字形ダイポール指向性が形成されること。
５．スピーカ装置背面の状況により音の特性が変化すること。
６．バッフル板の振動を抑制するのが難しいこと。
７．スピーカの直接音とバッフル板での反射音が干渉し音が濁ること。
８．Ｑ0値の低いオーバーダンピングスピーカでは低音が再生できないこと。
９．Ｆ0値以下の低音は再生できないこと。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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６は、ウ ーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル板６ａにはウーハー４孔、ダ クト５孔を除く全面に吸音材７が貼られた低音再生用のスピーカ装置である。
しかるに、フルレンジ１の背面から放射される中高音以上の音がバッフル板６ａに到達 した時、吸音材７で吸音する。
ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４と同じ向きに裸のまま ステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付ける。
しかるに、フルレンジ１が裸のまま取り付けてあることにより、ウーハー４前面から放 射される音による定常波の発生が無くなる。
フルレンジ１背面はエンクロージャーで囲まれて無いため、エンクロージャー内部から の反射音から開放され、分解能、解像度の高い透明な音となる。
フルレンジ１はバッフル板に取り付けて無いため、バッフル板の有害な振動から開放さ れ、またフルレンジ１の前面から放射される音が後へ回り込む時、バッフル板で反射が 起こらないため直接音との干渉が無くなる。
フルレンジ１とウーハー４のアンプへの接続は、パッシブフィルターを通さず、同一方 向へ振動するよう正極並列とする。
しかるに、電流位相が進むコンデンサー、または、遅れるコイルを使うハイパスフィル ター、ローパスフィルター等のパッシブフィルターは使用せず、フルレンジ１の背面音 とウーハー４の音の位相が完全な逆相となる。
フルレンジ１背面とウーハー４前面の距離が離れる程、また、放射される音の周波数が 高くなる程、位相差が大きくなり消音効果は低下する。フルレンジ１をウーハー４の中 心線同軸上至近距離に配置することにより、２つの音源の距離が最短となり、また、フ ルレンジ１の背面音とウーハー４の音が完全な逆相であることにより、高い周波数域ま で高効率に消音できる。
フルレンジ１背面音が消音されるため、本発明の低音特性はエンクロージャー６の低音 再生用スピーカ装置に依存し小型で低音再生が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、平面バッフル型スピーカの欠点を解決することにより、平面バッフ ル型スピーカの低音再生限界を超えた低音が小型で再生でき、平面バッフル型スピーカ 特有のピーク、ディップが無くなることで聴く場所による音質の変化が無く、設置場所 による音の特性の変化が無く、直接音とバッフル板の反射音の干渉が無く濁りの無い音 になり、原音に近い再生音が得られるという利点がある。
【００１８】
また、使用できるフルレンジは従来の平面バッフル型スピーカのようにＱ0値が０．７ 以上のものに限定されることは無く、Ｑ0値の低いオーバーダンピングも可能であると いう利点がある。
【００１９】
さらに、本発明のスピーカ装置から再生される音は、エンクロージャー型スピーカ装置 に収納されるフルレンジユニットの改良では到達し得ない開放的な音が得られるという 利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のスピーカ装置は、高価なフルレンジ、ウーハーを使用することなく、廉価な ものを使用して実現できるため低コストである。
【実施例１】
【００２１】
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、フルレンジ１の口径 ＜ウーハー４の口径である。エンクロージャー６はウーハー４（口径１６ｃｍが使用し てある）の特性による所要の容積とする。ウーハー４及びダクト５の取り付け位置及び ダクト５の長さはウーハー４特性の所要値とする。バッフル板６ａの前面にウーハー４ 孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００２２】
フルレンジ１（口径１２ｃｍが使用してある）に取り付けるステー２は、バッフル効果 が現れないよう最小面積で形成し、鉄、真鍮、アルミ等の金属を使用し、フルレンジ１ を支えるに十分な強度のある物を使用する。ボルト３はフルレンジ１の取り付け螺子と 同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるボルトを使用する。
【００２３】
フルレンジ１の取り付け位置はウーハー４の中心線同軸上に配置する。ウーハー４から の距離は図４フルレンジマグネット１ｃに貼り付けた吸音材７がウーハー４を駆動した 時、ウーハー４のコーン（表示せず）に接触しないようできるだけ至近距離に配置する 。
【００２４】
図４フルレンジマグネット１ｃの側面、底面にはウーハー４から直線方向に放射される 中音、高音を吸音する目的で吸音材７を貼る。
【００２５】
フルレンジ１とウーハー４の電気的接続は、ハイパスフィルター、ローパスフィルター 等のパッシブフィルターは通さず、同じ振動方向となるよう正極並列にアンプ（表示せ ず）へ接続する。
【００２６】
フルレンジ１とウーハー４の出力音圧特性が３ｄＢ以上異なる時は、同音圧となるよう 抵抗を使用したアッテネーターで調整し、聴感上フラットな出力音圧特性を得る。
【００２７】
以上に構成された実施例１の動作を説明する。フルレンジ１を単独で駆動した場合、図 ３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離Ｌは６．３ｃｍで あり、カットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷６．３ｃｍ＝６７５Ｈｚとなり（フォステ クスカンパニー発行 ＣＲＡＦＴ ＨＡＮＤ ＢＯＯＫ ＳＰＥＡＫＥＲ ＣＲＡＦＴ ＭＡＮＵＡＬ ＶＯＬ．１ ページ１８により計算）、それ以下の周波数の音圧は− ６ｄＢ／ＯＣＴで減衰し低音不足の音となる。
【００２８】
次に、ウーハー４を同時に駆動した場合、ウーハー４から放射される逆位相の音により 、フルレンジ１の背面音は消音される。ウーハー４の音がフルレンジ１の背面に到達す る前に、フルレンジ１の背面音がフルレンジ前面へ回りこみ前面音を打ち消した場合、 打ち消した周波数成分は消滅し、ウーハー４の音と消音されることは無く、ウーハー４ の音がそのままの音圧で外部へ放射される。よって外部へ放射されるカットオフ以下の 音圧特性はエンクロージャー６低音再生用スピーカ装置の音圧特性に近く良好な低音特 性が得られる。
【００２９】
このような動作をするため、フルレンジ１はＱ0値の低いオーバーダンピングスピーカ を使用することが可能なのである。
【００３０】
低音再生の限界値はフルレンジ１のＦ0値に因らず、エンクロージャー６低音再生用ス ピーカ装置の低音再生能力に依存する。
【００３１】
実施例１のフルレンジコーン１ａ前面の先端位置からウーハー４コーン（表示せず）前 面の先端位置までの直線距離は５．６ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４，０ ００ｃｍ÷（５．６ｃｍ×２）＝３，０３６Ｈｚ以下となり、低音から低高音域まで消 音できることになる。
【００３２】
フルレンジ１背面からバッフル板６ａ方向へ放射される音は、フルレンジ１背面、バッ フル板６ａ間では消音されるが、波の重ね合わせの原理による波の独立性によりバッフ ル板６ａへ到達する。この到達する１ＫＨｚ以上の中音、高音は吸音材７で吸音し反射 を無くす。
１ＫＨｚより低い音は周波数が低くなる程吸音されず反射する。この反射音はウーハー ４の音により２次消音される。
【００３３】
ウーハー４から直進方向へ放射される１ＫＨｚ以上の中音、高音が図４フルレンジマグ ネット１ｃで輻射し、音に濁りが発生しないようフルレンジマグネット１ｃに貼られた 吸音材７で吸音する。
【００３４】
以上の消音及び吸音対策により聴感上カットオフ周波数の奇数倍でのピーク、偶数倍で のディップは感じられない。よってフルレンジ１の指向特性による音質の変化以外聴く 位置による音質の劣化は感じられない。
【００３５】
フルレンジ１の背面音は消音及び吸音され、また、フルレンジ１の背面はバッフル板６ ａにより距離が固定されているため、平面バッフル型スピーカのように設置場所により 特性が変化することは無い。
【００３６】
フルレンジ１真横方向では、例え回折現象によりフルレンジ１の前後音が打ち消されて も、ウーハー４から放射されるフルレンジ１の前面音と同位相の音により補償されるた め８字形ダイポール指向性は形成されない。
【００３７】
以上のように本発明のスピーカ装置は平面バッフル型スピーカの欠点を解決し、さらに 低音再生能力においては従来の平面バッフル形スピーカの限界値を超えるものである。
【実施例２】
【００３８】
図５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、 ウーハー４の代わりに同一のフルレンジ１を使用し、逆位相の音波が酷似した音圧周波 数特性であることを利用し消音効率を高めるためである。
【００３９】
エンクロージャー６はフルレンジ１（口径１２ｃｍ、Ｑ0値０．２５のオーバーダンピ ングが使用してある）の特性による所要の容積とする。フルレンジ１及びダクト５の取 り付け位置及びダクト５の長さはフルレンジ１特性の所要値とする。バッフル板６ａの 前面にフルレンジ１孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００４０】
バッフル板６ａに取り付けるフルレンジ１はボルト３でエンクロージャー６に収納され るフルレンジ１と合わせてバッフル板６ａへ取り付ける。取り付けボルト３は、フルレ ンジ１取り付け螺子と同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるものを使用する。
【００４１】
他の実施方法は実施例１と同じであるため省略する。
【００４２】
図３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離Ｌは６．３ｃｍ でありカットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷６．３ｃｍ＝６７５Ｈｚとなる。
【００４３】
実施例２の前側フルレンジコーン１ａ前面の先端位置から、後側フルレンジコーン１ａ 前面の先端位置までの直線距離は６．４ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４， ０００ｃｍ÷（６．４ｃｍ×２）＝２，６５６Ｈｚ以下である。
【００４４】
実施例２の低音再生の限界値は、エンクロージャー６低音再生用スピーカ装置の低音再 生能力に依存するため、オーバーダンピングのフルレンジ１を使用したにも関わらずＦ 0値以下の低域まで再生できる。
【実施例３】
【００４５】
図６は本発明の実施例３を示したスピーカ装置の側断面図であり、実施例３の目的は、 Ｑ0値が０．７以上のフルレンジ１を使用し、エンクロージャー６が小型でありながら フルレンジ１のＦ0値より低い低音を再生するためのものである。
【００４６】
実施例３ではフルレンジ１の口径は１６ｃｍであり、ウーハー４の口径は１３ｃｍが使 用してある。即ち、フルレンジ１の口径＞ウーハー４の口径である。
【００４７】
エンクロージャー６はウーハー４の特性による所要の容積とする。ウーハー４及びダク ト５の取り付け位置及びダクト５の長さはウーハー４特性の所要値とする。バッフル板 ６ａの前面にウーハー４孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７を貼る。
【００４８】
フルレンジ１をバッフル板６ａに取り付けるボルト３は、フルレンジ１取り付け螺子と 同等の太さの鉄、ステンレス等強度のあるものを使用する。
【００４９】
他の実施方法は実施例１と同じであるため省略する。
【００５０】
実施例３では、図３フルレンジ１中心位置からフルレンジフレーム１ｂの端までの距離 Ｌは８．３ｃｍでありカットオフ周波数は４，２５０ｃｍ÷８．３ｃｍ＝５１２Ｈｚと なる。
【００５１】
実施例３のフルレンジコーン１ａ前面の先端位置からウーハー４コーン（表示せず）前 面の先端位置までの直線距離は７．４ｃｍであり、消音できる周波数域は音速３４，０ ００ｃｍ÷（７．４ｃｍ×２）＝２，２９７Ｈｚ以下となる。
【００５２】
実施例３で使用するフルレンジ１（口径１６ｃｍ、Ｑ0値が０．７以上）を収納するエ ンクロージャー６の容積は、従来技術の設計によれば低音再生限界をＦ0値に近づける ため、また、低音再生限界付近に低音の山を作らないため、背圧を高めないよう１００ ？程度のエンクロージャーが必要であるが、本発明実施例３のエンクロージャー６の容 積は１０？であり、フルレンジ１のＦ0より低い低音が再生できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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１を示したスピーカ装置の正面図である。
【図３】本発明で使用するフルレンジの概略正面図である。
【図４】本発明で使用するフルレンジの概略側面図である。
【図５】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６】本発明の実施例３を示したスピーカ装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ フルレンジ
１ａ フルレンジコーン
１ｂ フルレンジフレーム
１ｃ フルレンジマグネット
２ ステー
３ ボルト
４ ウーハー
５ ダクト
６ エンクロージャー
６ａ バッフル板
７ 吸音材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャー６は、ウーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル 板６ａにはウーハー４孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７が貼られた低音再生用のス ピーカ装置であって、ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４ と同じ向きに裸のままステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付けられ、フ ルレンジ１とウーハー４のアンプへの接続は、パッシブフィルターを通さず、同一方向 へ振動するよう正極並列とすることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項１】
エンクロージャー６は、ウーハー４が取り付けられ、ダクト５が備えられ、バッフル 板６ａにはウーハー４孔、ダクト５孔を除く全面に吸音材７が貼られた低音再生用のス ピーカ装置であって、ウーハー４の中心線同軸上至近距離にフルレンジ１がウーハー４ と同じ向きに裸のままステー２を介してボルト３でバッフル板６ａに取り付けられ、フ ルレンジ１とウーハー４のアンプへの接続は、パッシブフィルターを通さず、同一方向 へ振動するよう正極並列とすることを特徴とするスピーカ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２９８０８（Ｐ２０１１−２９８０８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１９５２（Ｐ２００９−１７１９５２）
【出願日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【特許番号】特許第４４３７８３９号（Ｐ４４３７８３９）
【特許公報発行日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（３０７０３８１２６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【特許番号】特許第４４３７８３９号（Ｐ４４３７８３９）
【特許公報発行日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（３０７０３８１２６）
【Ｆターム（参考）】
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