专利名称：全指向性背面负载喇叭式扬声器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种可适用于茶馆、乐队伴奏练歌厅、博物馆、美术馆、广场或一般家庭的房间内等所有场所的全指向性扬声器。
作为一般的全指向性扬声器的构造，是借由将扬声器向上或向下，并在扬声器的前面设置圆锥形的反射板等，使来自扬声器的声音向各方向反射·扩散，消除对特定方向的指向性。
习知的扬声器系统为了采用宽音域，因而使用30cm或38cm的低音喇叭用于低音，而中音、高音是将音域分割为若干个部分，并分别利用专门的扬声器元件进行再生。
在这种情况下，在功率放大器和扬声器元件间加入有线圈、电容器、电阻等组件，在焊接部分会产生较多的焊接失真，或在分割的网络中产生大量的失真，借由该失真，在听觉上具体来说会造成小提琴的声音听起来刺耳，或钗钹的声音听起来使头都振动的问题。
另一方面，如果不组成网络而以一个扬声器再生全音域的话，虽然没有了上述的问题点，但由于以小的扬声器再生低音是有限度的，所以想出了低音频反射式的扬声器等用于增强低音的种种方式，不过为了能由口径10cm～20cm左右的小型扬声器和30cm～46cm左右的中型扬声器发出达到20Hz的低音，基于种种的理由，采用喇叭式扬声器是有利的。
其中，有一种背面负载喇叭式扬声器，是在从扬声器的前面发出中高音的同时，在扬声器后面安装喇叭，利用来自扬声器后面的声音谋求低音域的扩大，即使与其它封闭式和低音频反射式扬声器比较，由于接近于后面开放式扬声器，锥形纸的变化轻，也具有对微少的信号也要忠实地再生的设计容易完成的优点。
当采用上述的背面负载喇叭式时，由于喇叭部分需要占用较大的空间，所以原来的扬声器几乎都如图4的横断面图所示，将矩形的壳体31内复杂地间隔开，使喇叭32的部分成折迭的状态。
但是，在具有这些矩形壳体31的扬声器的场合，当来自扬声器元件33的后面的声音通过喇叭32时，声音在喇叭的弯曲部分34产生反射，如弯曲部分34过多，有可能会造成声音的纯度低下。
为了解决上述课题，本发明提供一种全指向性背面负载喇叭式扬声器，由向上设置的扬声器元件、位于该扬声器元件的上部，并将来自扬声器元件的声音进行反射而向周围扩散的扩散器、在扬声器元件的下部，上侧末端以与扬声器元件的背面连通的状态被封闭，下侧末端成开放式的略圆锥或略多角锥形的筒状体构成。
在上述的发明中，作为扬声器元件，以全音域的为佳，既可为单锥式，也可为双锥式，另外也可为后述的发明中所记述的具有3个锥形的三锥式。
作为位于扬声器元件的上部的扩散器，以将圆锥形锥体向下设置为佳，但是并不限于圆锥形，也可为具有多角锥和曲面的略圆锥形或半球形，总的，只要为能够通过使扬声器元件和中心轴一致而相对，以使扬声器发出的声音向周围各方向均匀地反射的形状及材质的即可。
作为上侧末部以与扬声器的背面连通的状态被封闭、下侧末端成开放式的略圆锥或略多角锥形的筒状体，可采用下方变宽的圆锥、四角锥、六角锥等种种形状。
关于筒状体的尺寸，根据扬声器的喇叭的设计，为了接近指数曲数，需要采用随着与出口侧的接近而扩大声音的信道面积的设计，借由采用圆锥或多角锥形的形状，使声音通过的路径的面积扩大而成喇叭形。
如利用上述构成，从扬声器元件的背面下部发出的低音在途中无反射和弯曲、笔直地通过筒状体内部而到达下方，并从筒状体的下部向周围扩散。而且，由于在扬声器的正面发出的中·高音从筒状体的上部利用扩散器向周围扩散，所以作为在任何位置都能均匀听到的全指向性扬声器，可得到利用背面负载喇叭式的全音域的扬声器元件的无失真的自然的音乐。
而且，本发明提供一种全指向性背面负载喇叭式扬声器，由朝向侧面设置的扬声器元件、位于该扬声器元件的前方，将扬声器元件发出的声音进行反射并在扬声器前面180°的范围内扩散的扩散器、在扬声器元件的下部，上侧末端以与扬声器元件的背面连通的状态被封闭，下侧末端成开放式的略圆锥或略多角锥形的筒状体构成。
本项发明中的扬声器元件在朝向侧面这一点上与上一项发明不同，但是扬声器元件和筒状体本身是和上一项发明相同的。
作为位于扬声器元件的前方的扩散器，需要一面使声音通过扬声器元件的前方，一面在前方水平方向的180°的范围内扩散。
作为该扩散器的一个例子，可将由2片平板构成的扩散板在水平方向错开例如约90°角排列，在2片扩散板之间形成沿上下方向伸展的缝隙，将该缝隙配置于扬声器元件的正前方，同时对扬声器元件要使左右的扩散板对称排列。
此时，在从扬声器元件发出的声音中，碰到左边的扩散板的声音进行反射在左侧45°的范围内使声音扩散，碰到右边的扩散板的声音进行反射在右侧45°的范围内使声音扩散。
另外，由于通过扩散板之间的缝隙的声音是在两扩散板所夹持的前方90°的范围内扩散，所以可与向左右扩散的声音合在一起，使声音扩展至前方180°的范围内，从而只要在房间的墙上等面向室内侧设置扬声器元件，就能使声音扩散至整个室内。
而且，在上述的全指向性背面负载喇叭式扬声器中，作为扬声器元件，本发明使用具有外侧的第一锥体、设于第一锥体的内侧的第二锥体、设于第二锥体的内侧，尖端越来越细的圆锥形状的第三锥体的扬声器元件。
该项发明是在通常的双锥式扬声器元件的构成上，又加了一个尖端越来越细的圆锥形状的锥体作为第三锥体，利用该构成，可在该扬声器的前方发射出高密度·高能量的高频(高音)。
虽然具体原理还不清楚，但推测是在末端变宽的形状的第二锥体和其内侧的尖端越来越细的形状的第三锥体这两个锥体所夹持的谷槽(断面呈V字型的环状部分)处，高音失掉了向侧面逃避的地方，而向前方(断面V字的上方)发射，形成高密度、高能量的高音。
虽然从该扬声器前面发出的高音向扬声器前方的指向性强，但是如采用上述的全指向性扬声器，可利用置于扬声器的正前方的扩散器而使声音向各方向反射扩散，所以可使饱满的高音无指向性地向各方向扩散。
由于将扬声器内部的配线全部借由熔接进行连接，与习知的利用焊接的连接相比，可由1个扬声器发出低音、中音、高音的所有音域的声音。而且，由于在扬声器的外壳，特别是在磁铁的背面设置发热体，所以可接通音频位置的开关，不用热机而直接地在扬声器发出的声音中产生润泽和伸展。
图1为表示本发明的全指向性背面负载喇叭式扬声器的一个例子的正面断面图，(A)为正面断面图，(B)为主要部分扩大斜视图。
图2为表示本发明的全指向性背面负载喇叭式扬声器的另一个例子的正面断面图，(A)为平面断面图，(B)为主要部分扩大斜视图，(C)为主要部分扩大斜视图。
图3所示为本发明所用的扬声器元件的一个例子，(A)为正面图，(B)为部分断面侧面图，(C)为斜视图。
图4为习知的背面负载喇叭式扬声器的侧面断面图。
符号说明1 扬声器2 筒状体3 支撑台4 开口部5 支撑板6 扬声器元件7 支柱8 顶板9 锥体10箱体11上支撑板12下支撑板
13、14 扩散板15 缝隙16 扬声器元件17 框架18 音圈19 磁铁20 顶端开口部21 第一锥体22 第二锥体23 第三锥体图1所示为关于本发明的权利要求1的扬声器的一个例子，(A)为正面断面图，(B)为主要部分扩大斜视图。
该全指向性扬声器1的高度约为2m，其大小完全可以设置在一般的大厅和店内。
筒状体2由木材等轻量且有强度的材料构成，在该图中其形状为内部空洞、下部变宽的四角锥形，其尺寸在下侧的一片约为40～50cm，在上侧的一片约为15～20cm，且借由在其四个侧面的下边部插入缺口，从而在与最下部的支撑台3之问打开了开口部4。
筒状体2的上端借由面积较筒状体2的上面大、周围为向下的锥形、直径约30cm左右的圆板状的支撑板5被封闭，在该支撑板5的中央设有圆形的孔，在该孔中将发出约20Hz～20000Hz的声音的、直径约10～20cm左右的全音域的扬声器元件6向上嵌入支撑。
在从支撑板5的上面的四点垂直向上伸展的支柱7的上端，支撑有较支撑板5大、直径40cm左右的圆板状的顶板8，该顶板8与支撑板5相反，被处理成周围向上的锥形，在其中央，与扬声器元件6对向固定有向下的略圆锥形的锥体9。
该锥体9起到了声音的扩散器的作用，材质由反射声音的硬质材料构成，大小可与扬声器元件6的直径大致相同，其圆锥的角度为45°，从扬声器元件6向上方发出的声音，利用锥体现的斜面向横方向进行方向变换，且由于略成圆锥形，可将声音均匀地向周围所有的方向反射，反射的声音从顶板8和支撑板5之间在水平方向周围360°的范围内扩散。
另外，虽然图1的锥体9其斜面具有曲面，但是也可为纯粹的圆锥体，而且如上所述，只要为能够通过使扬声器元件6和中心轴一致而相对，以使扬声器元件6发出的声音向周围各方向均匀地反射的形状和材质的即可，并不限于圆锥体，也可为具有多角锥和曲面的略圆锥形或半球形。
如利用基于以上构成的本发明的全指向性背面负载喇叭式扬声器1，借由设置于室内和屋外的任意位置，从向上设置的扬声器元件6发出的中·高音，利用由锥体9等构成的扩散器在水平方向360°的范围内扩散，在室内可不限听音位置而到达所有的位置，另外，由筒状体2下部的开口部4，能够以一种没有由于在习知的背面负载喇叭式的喇叭的弯曲部分中的不自然的反射而造成的声音不清晰的自然的状态，得到基于背面负载喇叭式的饱满的低音。
另外，本发明的背面负载喇叭式全指向性扬声器1，并不限定于上述图1的实施形态，依据使用场所和目的，筒状体2的材质、形状和大小或使用的扬声器元件6，还有由锥体9等构成的扩散器，都可适当进行设计变更。
图2所示为关于本发明的权利要求2的扬声器的一个例子，(A)为平面断面图，(B)为主要部分扩大侧面图，(C)为主要部分扩大斜视图。
该全指向性扬声器1的高度，虽然全体未作图示，但与图1的大致相同，约为2m，其大小完全可设置于通常的大厅和店内。
筒状体2由木材等轻量且有强度的材料构成，形状在本实施形态中为内部空洞、下部变宽的圆锥形。另外，下部部分与图1的相同，具有支撑台3且打开有开口部4。
在筒状体2上，设有与筒状体2内部导通的矩形的箱体10，在该箱体10的一个侧面，与图1的相同，发出约20Hz～20000Hz的声音、直径约10～20cm左右的全音域的扬声器元件6以朝向侧面的状态被固定。
在箱体10的具有扬声器元件6的面的、扬声器元件6的上下，设有半圆形的上支撑板11及下支撑板12，上支撑板11直径约40cm左右，成圆形的周围向下的锥形，下支撑板直径约30cm左右，成圆形的周围向上的锥形。
利用这些上支撑板11和下支撑板12所夹持的形状，在水平方向错开90°角的2片长方形的扩散板13、14被支撑。
扩散板13、14的间隙为上下方向的缝隙15，该缝隙15位于扬声器元件6的中央部正前方。
该扩散板13、14起到了声音的扩散器的作用，材质由反射声音的硬质材料构成，使扬声器元件6发出的声音向周围扩散。
其作用是，在从扬声器元件6发出的声音中，面向扬声器元件6，碰到左边的扩散板13的声音进行反射在左侧45°的范围内使声音扩散，碰到右边的扩散板14的声音进行反射在右侧45°的范围内使声音扩散，另外，通过扩散板13、14之间的缝隙15的声音，由于声音是在两扩散板13、14所夹持的前方90°的范围内进行扩散，所以可与向左右扩散的声音合在一起，使声音从上支撑板11和下支撑板12之间，扩散至前方180°的范围内。
图2的全指向性背面负载喇叭式扬声器，借由在室内的墙壁部分将扬声器元件6朝向室内一侧设置，可使借由利用扩散板13、14等的扩散器被扩散的中·高音在室内侧180°的整个范围内被扩散，无需选择听音位置，另外，由筒状体2的下部，能够以一种没有由于在习知的背面负载喇叭式的喇叭的弯曲部分中的不自然的反射而造成的声音不清晰的自然的状态，得到基于背面负载喇叭式的饱满的低音。
关于图2所示的全指向性背面负载喇叭式扬声器1，也不限定于图示的实施形态，依据使用场所和目的，筒状体2的材质、形状和大小或使用的扬声器元件6都可适当进行设计变更，另外扩散板13、14形成的角度也可不为图示的90°，可在例如60°～120°间进行适当设计。
图3所示为用于本发明的全指向性背面负载喇叭式扬声器的、基于有关权利要求3的发明的扬声器元件16，(A)为正面图，(B)为部分断面侧面图，(C)为斜视图。
该扬声器元件16由框架17、音圈18、磁铁19等构成，而且，与通常的双锥式扬声器相同，具有在内侧与音圈18连动且周围与框架17连接的第一锥体21、同样是内侧与音圈连动，且在第一锥体的内侧与第一锥体同样地成外部变宽状设置的第二锥体22。
另外，在第二锥体22的内侧包括顶端越来越细且顶端具有顶端开口部20，所谓的裁头圆锥形的第三锥体23。
在第二锥体22和第三锥体23所夹持的谷槽(断面V字形的环形部分)处，高音失掉了向关于扬声器元件16的轴方向的横方向逃避的地方，而向前方(轴方向)发射，形成高密度·高能量的高音。
第三锥体23的顶端开口部20，虽然有为了减轻锥体的动作而排气的原因，但并不是必须这样，也可没有顶端开口部20而使第三锥体23为尖端越来越细的纯粹的圆锥形。
从该扬声器元件的第二锥体和第三锥体所夹持的环形部分主要发射高频成分(高音)，该声音向前方的指向性强，但是当在关于本发明的构成的图1或图2所示的扬声器1的扬声器元件6中使用该扬声器元件16时，声音利用成为扩散器的锥体9和扩散板13、14进行扩散，所以高密度·高能量的高音能够没有特别的指向性地在所有的听音位置得到。
由于将扬声器内部的配线全部借由熔接进行连接，与习知的利用焊接的连接相比，可由1个扬声器发出低音、中音、高音的所有音域的声音。而且，由于在扬声器的外壳，特别是在磁铁的背面设置发热体，所以可接通音频位置的开关，不用热机而直接地在扬声器发出的声音中产生润泽和伸展。
如上所述，当利用上述发明的全指向性扬声器时，无需挑选听音位置，在任何地方都能够鉴赏具有背面负载喇叭式扬声器的饱满的低音和自然的声音，以及没有借由具有习知的背面负载喇叭式扬声器的喇叭部分的弯曲部所造成的无益的反射的低音。
而且，由于特别使指向性强的高音成分在扬声器的顶上附近的较高位置被均匀地扩散并在房间内扩展，所以当设置于狭窄的店内时，即使在贴近该扬声器处设置座位，也具有声音不会让人感到吵闹的优点。
另外，由于形成为柱形，所以可不受设置场所的限制，而且可用于任意的用途，例如可在设置时注意不对周围的环境造成视觉上的影响，或与此相反，也可自由地进行装饰而引人注目等。
借由使用权利要求3的发明的扬声器元件，可得到高密度·高能量的高音成分，与从没有反射的背面负载喇叭得到的低音一起，可在所有的位置享受丰富的音乐。
由于将扬声器内部的配线全部借由熔接进行连接，与习知的利用焊接的连接相比，可由1个扬声器发出低音、中音、高音的所有音域的声音。而且，由于在扬声器的外壳，特别是在磁铁的背面设置发热体，所以可接通音频位置的开关，不用热机而直接地在扬声器发出的声音中产生润泽和伸展。
权利要求
1.一种全指向性背面负载喇叭式扬声器，其特征在于由向上设置的扬声器元件、位于该扬声器元件的上部，并将来自扬声器元件的声音进行反射而向周围扩散的扩散器、在扬声器元件的下部，上侧末端以与扬声器元件的背面连通的状态被封闭，下侧末端成开放式的略圆锥或略多角锥形的筒状体构成。
2.一种全指向性背面负载喇叭式扬声器，其特征在于由朝向侧面设置的扬声器元件、位于该扬声器元件的前方，将扬声器元件发出的声音进行反射并在扬声器前面180°的范围内扩散的扩散器、在扬声器元件的下部，上侧末端以与扬声器元件的背面连通的状态被封闭，下侧末端成开放式的略圆锥或略多角锥形的筒状体构成。
3.如权利要求1或2所述的全指向性背面负载喇叭式扬声器，其特征是所用的扬声器元件具有外侧的第一锥体、设于第一锥体的内侧的第二锥体、设于第二锥体的内侧的顶端越来越细的圆锥形的第三锥体。
4.如权利要求1～3所述的全指向性背面负载喇叭式扬声器，其特征在于将扬声器内部的配线全部借由熔接进行连接。
5.如权利要求1～4所述的全指向性背面负载喇叭式扬声器，其特征是在扬声器的外壳内设置发热体。
全文摘要
提供一种背面负载喇叭式的全指向性扬声器，可防止伴随喇叭部分的弯曲的声音的恶化，且不论处在什么位置听，都可享受自然的音乐，该全指向性背面负载喇叭式扬声器，由向上设置的扬声器元件(5)、位于该扬声器元件(5)的上部，并将扬声器元件(5)发出的声音进行反射而向周围扩散，由锥体(9)等形成的扩散器、在扬声器元件(5)的下部，上侧末端以与扬声器元件(5)的背面连通的状态被封闭，下侧末端利用开口部(3)被开放的略圆锥或略多角锥形的筒状体(2)构成。
文档编号H04R9/06GK1477898SQ0315006
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月31日 优先权日2002年8月1日
发明者知名弘 申请人:知名弘