(57)【要約】【課題】本発明は、耐湿性向上と、気体の吸着・脱着の高効率化とを同時に実現できる圧力制御部材を提供することを目的とする。また、湿度依存性がなくしかも低音再現性に優れたスピーカシステムを提供することを目的とする。【解決手段】この課題を解決するために本発明のスピーカシステムは、気体１５と吸着体１６とを、水蒸気を透過せずかつ音波を透過する音波透過構造体１４で密封した圧力制御部材１３をボックス１２に担持させることによって、湿度依存性がなくしかも低音再現性に優れたスピーカシステムを実現することが可能になった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と、前記気体を吸着する吸着体とが、水蒸気を透過せずかつ音波を透過する音波透過構造体で密封された密封空間内に担持されていることを特徴とする圧力制御部材。
【請求項２】
前記音波透過構造体が、前記気体の圧力変化に追随して変形する材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御部材。
【請求項３】
前記吸着体の形状が粒状であり、かつ前記密封空間が複数の区画に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御部材。
【請求項４】
前記気体が乾燥空気であることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御部材。
【請求項５】
スピーカユニットがボックスに装着されているスピーカシステムにおいて、請求項１から４のいずれか１項に記載の圧力制御部材が前記ボックス内に具備されていることを特徴とするスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の吸着・脱着作用によって圧力を制御する圧力制御部材および該圧力制御部材を具備したスピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカシステムのボックス容積を小さくすると、スピーカシステムの音響スティフネスが大きくなるため、低音域の再現性が悪くなることはよく知られている。この問題を解決する手段として、活性炭・カーボンナノチューブ・シリカ・アルミナ・ゼオライトなどの吸着体をボックス内に設け、吸着体による気体の吸着・脱着作用によってボックス内の圧力変動を抑制するスピーカシステムが提案されている。
【０００３】
しかし、上述した通常の吸着体は、特に高湿度の雰囲気に放置されると気体の吸着機能が低減する問題があった。これは、吸着体によって吸着された水蒸気が凝結して水になり、吸着体の表面および微細孔が水の膜で覆われて気体の吸着機能が喪失されるからであると言われている。
【０００４】
そこで、吸着体が水を含まないようにするために、ケイ素含有化合物（シリル化剤）で疎水処理した疎水性炭素を吸着体として用いたスピーカシステムが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００４−５３７９３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている疎水性炭素は、シリル化剤による疎水処理量に比例して水の含水量は減少するが、その反面、気体を吸着する炭素の有効面積が少なくなって、気体の吸着量が減少する問題があった。すなわち、疎水処理量と気体吸着量とがトレードオフになる問題があった。
また、疎水処理されていない部分の炭素は水蒸気を吸着するため、従来のスピーカシステムは吸着体の含水による問題が依然として残されていた。
【０００６】
そこで、本発明は係る従来の問題を解決して、耐湿性向上と、気体の吸着・脱着の高効率化とを同時に実現できる圧力制御部材を提供することを目的とする。また、湿度依存性がなくしかも低音再現性に優れたスピーカシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決して目的を達成するために、本発明の圧力制御部材は、気体と、気体を吸着する吸着体とが、水蒸気を透過せずかつ音波を透過する音波透過構造体で密封された密封空間内に担持されていることを特徴とする。
このような構成にすることによって、外部の水蒸気が密封空間内に進入しないため、耐湿性に優れた圧力制御部材を実現することが可能になる。
【０００８】
また、音波透過構造体が、密封空間内の気体の圧力変化に追随して変形する材料で構成されていることを特徴とする。
このような構成にすることによって、外部からの音波が減衰せずに前記密封空間内に伝達されるため、圧力制御に優れた圧力制御部材を実現することが可能となる。
【０００９】
また、吸着体の形状が粒状であり、かつ密封空間が複数の区画に分割されていることを特徴とする。
このような構成にすることによって、吸着体と気体との接触面積が大きくなるため、吸着体による気体の吸着効率の向上が図れる。
【００１０】
また、気体が乾燥空気もしくは窒素ガスであることを特徴とする。
このような構成にすることによって、密封空間内に水蒸気が含まれていないため、湿度に全く依存しない圧力制御部材を実現することが可能になる。
【００１１】
さらに、気体が窒素ガスと酸素ガスとの混合気体であることを特徴とする。
このような構成にすることによって、窒素ガスと酸素ガスとの混合比を変えることによって気体の吸着速度および気体の吸着量を調節することができるため、抑制すべき圧力変動の周波数帯域幅の拡大が図れる。
【００１２】
本発明のスピーカシステムは、上述した圧力制御部材がボックス内に具備されていることを特徴とする。
このような構成にすることによって、低音再現性に優れしかも湿度依存性のないスピーカシステムを実現することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧力制御部材によれば、耐湿性向上と、気体の吸着・脱着の高効率化とを同時に実現することができる。
また、本発明のスピーカシステムによれば、湿度依存性がなくしかも低音再現性に優れたスピーカシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５の図面を参照にして説明する。図１は、本発明に係るスピーカシステムの一構成例を示す断面概略図である。
図２は、本発明に係る圧力制御部材の一構成例を示す断面概略図である。図３は、本発明に係る他の圧力制御部材の一構成例を示す断面概略図である。図４は、本発明に係る圧力制御部材の音響等価回路を示す音響等価回路図である。図５は、本発明に係る他のスピーカシステムの一実施例を示す断面概略図である。  
尚、各図において、同一の構成要素には同じ符号を付与し、重複をさけるために説明を省略した。
【００１５】
本発明に係るスピーカシステムの一構成例について説明する。本実施形態では、スピーカシステムとして密閉型スピーカシステムを例にして説明するが、バスレフ型・ドローンコーン型など一般によく知られている他のスピーカシステムにも適用できることは勿論である。
【００１６】
（スピーカシステムの構成）
図１は、本発明に係るスピーカシステムの一構成例を示す断面概略図である。
スピーカシステム１０は、スピーカユニット１１を装着したボックス１２と、ボックス１２内に設置した圧力制御部材１３とから構成されている。そして、圧力制御部材１３は、気体１５と、気体１５を吸着する吸着体１６とが、水蒸気を透過させずかつ音波を透過する音波透過構造体１４で密封された密封空間内に担持されたものから構成されている（図１（Ａ）参照）。
【００１７】
音波透過構造体１４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムのように、密封空間内の気体１５の圧力変化に追随して自由に変形する構造物から構成されている。このような構造物で構成すると、外部からの音波が効率よく密封空間内に伝達される点で好ましい。尚、圧力制御部材１３の構成については後で詳しく説明する。
【００１８】
ボックス１２内の圧力変動を抑制するためには、スピーカユニット１１の駆動による媒質排除量に相当する気体１５を吸着体１６が吸着すればよい。したがって、密閉空間内に封入する気体１５の体積Ｖ２は、図１（Ｂ）の矢印で示すように、スピーカユニット１１の振動部である振動板１７およびエッジ１８の振動変位によって媒質（気体）を排除する媒質排除量（体積Ｖ１）と同量であれば十分である。ここで、気体１５の体積Ｖ２は、吸着体１６の占める嵩体積を減じた体積である。
【００１９】
しかし、密閉空間内の気体１５は、動作環境の温度変化によって膨張および収縮する。よって、気体１５の体積Ｖ２は、温度変化による膨張・収縮を考慮して、スピーカユニット１１による媒質排除量（体積Ｖ１）より多することが望ましい。通常、気体１５の体積Ｖ２は、媒質排除量（体積Ｖ１）の１．２〜１．５倍に設定すればよい。
【００２０】
（圧力制御部材の構成）
本発明に適用できる吸着体１６としては、活性炭・カーボンナノチューブに代表される炭素・シリカ・アルミナ・ゼオライトなど一般によく知られている吸着体であればいずれでも適用できる。
【００２１】
上記の吸着体１６は、ナノオーダの微細孔を多数有しており、微細孔の壁に接触した気体を吸着する。したがって、吸着体１６による気体の吸着効率をよくするためには、吸着体１６を粒状にして気体との接触面積を大きくするのが好ましい。吸着体１６の粒径は、数十μｍ〜数百μｍが取扱いに便利である。
【００２２】
より好ましくは、図２および図３に示すように、密封空間を複数の区画（以下、セルと言う）に分割し、各々のセルに粒状の吸着体１６を担持させると良い。このような構成にすることによって、吸着体１６による気体の吸着効率がさらに向上する点で好ましい。
【００２３】
図２に示す圧力制御部材２０は、音波透過構造体１４からなるセルの中に気体１５と吸着体１６とが担持されて支持体２１上に複数形成されたものから構成されている。ここで、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）はＸＸ’線で切断した断面図である。音波透過構造体１４は、気体１５の圧力変化に追随して自由に変形するように、常態で表面に皺がよった形態をしている。
尚、支持体２１は音波透過構造体１４と同じ材料で構成してもよい。また、支持体２１がボックス１２の内壁面であってもよい。
【００２４】
図３に示す圧力制御部材３０は、図２に示すセルを紐３１で連結したものである。このような構成にすると、ボックス１２などの筺体に配置した場合、音波が均等に各々のセルに伝達するため、気体の吸着効率が良くなる点で好ましい。
【００２５】
図３に示す圧力制御部材３０をボックス１２に具備したスピーカシステム５０の一構成例を図５に示す。スピーカユニット１１からの音波が各々のセルに均一に伝達されるように、圧力制御部材３０の各セルが互いに重ならないように配置されている。
つぎに、音波透過構造体１４の要求性能および材料について説明する。
【００２６】
図４は圧力制御部材１３の音響等価回路図である。図中のＰｏは音波などの外部圧力、４１は音波透過構造体１４部の音響等価回路であってＬ１は音波透過構造体１４の質量、Ｃ１は音波透過構造体１４のスチフネス、Ｃ２は密封空間内の気体１５のスチフネスを示す。
【００２７】
図４から分かるように、音波透過構造体１４の質量Ｌ１を小さくし、音波透過構造体１４のスチフネスＣ１を大きくすると、密封空間内の気体１５の圧力は外部圧力Ｐｏに限りなく近づき、音波を効率よく密封空間内に伝達させることができる。
【００２８】
以上に説明した要求性能を満たす材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）・テフロン樹脂（テフロンは登録商標）などの高分子樹脂からなるプラスチックフィルム、パラフィン紙などがある。これらの材料は、水蒸気を透過せずしかも薄いフィルムにすることができるため、音波透過構造体１４として好適である。
【００２９】
本発明に適用できる気体１５としては、乾燥空気・窒素ガス・酸素ガスなど吸着体１６が吸着し得る気体であればいずれでも用い得る。中でも、乾燥空気および単体の窒素ガスは、安全性が高くしかも吸着体１６の寿命が長くなる点で好ましい。
【００３０】
また、特定の気体を混合した混合気体であってもよい。例えば、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体は、それぞれの気体の混合比を変えることによって気体の吸着速度および気体の吸着量を調節することができるため、抑制すべき圧力変動の周波数帯域幅の拡大が図れる点で好ましい。
【００３１】
以上に説明した吸着体１６の種類、吸着体１６の含有量、気体１５の種類、密封空間に封入する気体１５の体積および音波透過構造体１４の材料など圧力制御部材１３の構成は、ボックス１２の容積およびスピーカユニット１１の特性によって適宜決定すればよい。
【００３２】
（実施例）
図５に示すスピーカシステム５０を試作した。その仕様を以下に示す。
スピーカユニット１１：フルレンジ型スピーカユニット（口径：８ｃｍ）
ボックス１２：木製（容積：約０．６リットル）
圧力制御部材３０；
音波透過構造体：ＰＥＴフィルム（厚さ：５μｍ）
セルの容積：０．６〜０．８ｃｃ／セル
セルの個数：３００個
吸着体：活性炭（粒径：５０〜５００μｍ）
セル内の吸着体の含有量：０．２〜０．４ｇ／セル
気体：乾燥空気
セル内の気体の容積：０．５〜０．６ｃｃ／セル
【００３３】
以上に説明したスピーカシステム５０を３５℃、９０％ＲＨの雰囲気に１０時間放置した場合と、２０℃、２０％ＲＨの雰囲気に１週間放置した場合とについて、低音再現性について比較実験した。
その結果、双方の差異は全く認められず、耐湿性に優れしかも低音再現性に優れたスピーカシステムを得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る圧力制御部材は、無響室・防音壁・スピーカシステムなどの音圧制御部材として有用である。
また、本発明に係るスピーカシステムは、テレビ装置・ホームシアタ・カーステレオなどの音響機器に用いるスピーカシステムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るスピーカシステムの一構成例を示す断面概略図
【図２】本発明に係る圧力制御部材の一構成例を示す断面概略図
【図３】本発明に係る他の圧力制御部材の一構成例を示す断面概略図
【図４】本発明に係る圧力制御部材の音響等価回路を示す音響等価回路図
【図５】本発明に係る他のスピーカシステムの一実施例を示す断面概略図
【符号の説明】
【００３６】
１０、５０  スピーカシステム
１３、２０、３０  圧力制御部材
１４    音波透過構造体
１５    気体
１６    吸着体              
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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