(57)【要約】【課題】組立生産容易、安全かつローコストである上に、優れた低域再生ができ、さらに低音の歯切れ感が良く、置き場所も選ばない音響再生スピーカ装置を提供することを目的とする。【解決手段】アンプ４と、フロントスピーカ２、３とサブウーハ１を、一体の筐体５に収納し、フロントスピーカ２の後方にサブウーハの第１のキャビティ１ａを設け、フロントスピーカ３の後方にサブウーハの第２のキャビティ１ｂを設け、サブウーハの第１のキャビティ１ａと第２のキャビティ１ｂをアンプ４の下側に設けられた第３のキャビティ１ｃで結合し、第１のキャビティ１ａにユニット１ｄを取り付け、第２のキャビティ１ｂに低音放射ポート１ｈの開口を設け、サブウーハのユニット１ｄの低音を、フロントスピーカ２の外側を通して前方へ放射するように構成した。【選択図】図２
2010034948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第３のキャビティを挟んで両側に第１のキャビティと第２のキャビティを有するスピーカ装置であって、前記第１のキャビティと前記第３のキャビティとの間及び前記第２のキャビティと前記第３のキャビティとの間にそれぞれ結合孔を開け、前記第１のキャビティと前記第２のキャビティの各前方にスピーカを設け、前記第１のキャビティあるいは前記第２のキャビティのいずれか一方の後方にサブウーハ、他方の後方に低音放射ポート開口を設けることを特徴としたスピーカ装置。
【請求項２】
前記第１のキャビティの内容積をＶ１、前記第２のキャビティの内容積をＶ２、前記第３のキャビティの内容積をＶ３とした時、Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．１５〜０．８５としたことを特徴とする、請求項１に記載の音響再生スピーカ装置。
【請求項３】
前記低音放射ポート開口を複数個とし、サブウーハを設けた前記第１のキャビティあるいは前記第２のキャビティの前方にも低音放射ポート開口を設けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の音響再生スピーカ装置。
【請求項４】
前記サブウーハのユニットを同等仕様の２個として、互いに対向して取り付け同位相で駆動したことを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載の音響再生スピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステレオ音響再生やマルチチャンネル音響再生に用いられる、音響再生スピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビラックの中にアンプとスピーカを内蔵したラック型の音響再生スピーカ装置が普及、低価格化してきている。これはアンプ、フロントスピーカやセンタースピーカ、サブウーハをラックの中に組み込んだものであるが、機器を収納するラック庫内スペースの確保と薄型テレビの低価格化に合わせたコスト低減が望まれている。
【０００３】
サブウーハを別体とせずにアンプと全スピーカを一体の筐体に収納できれば、ラックの構造を簡略化できこれを実現することが可能であるが、サブウーハの内容積を確保できなくなる。図１７はアンプと全スピーカを一体の筐体に収納した、従来の音響再生スピーカ装置の構成を示す斜視図である。
【０００４】
図１７において、一体の筐体５５にサブウーハ５１、右側フロントスピーカ５２、左側フロントスピーカ５３、アンプ５４が収納されており、これにスタンド５６、底板５７を取り付けることでラックを簡便に構成できる。アンプ５４の両側には右側仕切り板５５ａと左側仕切り板５５ｂが設けられているが、これはサブウーハ５１、各スピーカ５２、５３のキャビティを構成するためだけでなく、重たい大型薄型テレビなどがその上に置かれる横幅の広い一体の筐体５５の強度を確保するために必須である。右側フロントスピーカ５２にはユニット５２ａが、左側フロントスピーカ５３にはユニット５３ａが取り付けられている。サブウーハ５１は、キャビティ５１ａ、ユニット５１ｄ、ダクト５１ｈから成る。
【０００５】
しかしこのような単純な構成では、左側フロントスピーカ５３の後方のキャビティ５１ｂが用いられずに無駄になっており、サブウーハのキャビティ５１ａの内容積が小さくなりすぎるので優れた低域再生ができない。またサブウーハのユニット５１ｄ、ダクト５１ｈとも右端にあるので、低音の定位が右側に偏ってしまう。
【０００６】
そこで、両側のフロントスピーカの後方のキャビティを有効利用すれば、サブウーハのキャビティを大きくすることができるので優れた低域再生が可能になると考えられる。各仕切り板を残しながらサブウーハのキャビティ内容積を確保できる音響再生スピーカ装置として、例えば特許文献１に記載されているようなスピーカ構成を利用することが考えられる。
【０００７】
図１５は特許文献１に記載された従来のスピーカ構成を利用した音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図、図１６は同斜視図である。図１５、図１６において、右側仕切り板４５ａ、左側仕切り板４５ｂ、横仕切り板４５ｃが、一体の筐体４５の内部を仕切りながら補強するとともに、サブウーハ４１、右側フロントスピーカ４２、左側フロントスピーカ４３のそれぞれのキャビティを構成している。サブウーハ４１の全体がアンプ４４の後方に配置されている。一体の筐体４５にはスタンド４６、底板４７が取り付けられラックを構成している。
【０００８】
右側フロントスピーカ４２にはユニット４２ａが、左側フロントスピーカ４３にはユニット４３ａが取り付けられている。サブウーハ４１は、第１のキャビティ４１ａ、第２のキャビティ４１ｂ、第３のキャビティ４１ｃ、ユニット４１ｄ、４１ｅ、第１のキャビティ４１ａと第３のキャビティ４１ｃを結合するダクト４１ｆ、第２のキャビティ４１ｂと第３のキャビティ４１ｃを結合するダクト４１ｇ、外部に開口するダクト４１ｈから成る。この構成によりサブウーハ４１の合計内容積を大きくすることができるので、優れた低域再生ができる。
【特許文献１】特開２００６−２９５２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前述の図１５、図１６に示すような従来の音響再生スピーカ装置では、アンプ４４の後面がサブウーハの第３のキャビティ４１ｃで塞がれてしまう。このためアンプ４４から延長ワイヤーを引き出して、一体の筐体４５の背面に取り付けられるアンプ端子類までサブウーハの第３のキャビティ４１ｃの中を貫通させて結線しなけらばならず、組立生産が困難であるという問題点があった。またアンプ４４の放熱性が悪くなり危険であるという問題点もあった。
【００１０】
またサブウーハのユニット４１ｄ、４１ｅのいずれかを無くして１個に減らそうとすると、低域特性が著しく乱れるのでコストダウンができないという問題点があった。これについては本発明の実施の形態１のところで説明する。さらにまた、サブウーハのユニット４１ｄ、４１ｅの低音が両方とも背面から放射されて間接反射音だけを聴くことになるので、低音の歯切れが感が良くないばかりでなく、背面を壁に近づけて設置すると低音がこもったりして置き場所を選ぶという問題点もあった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、組立生産容易、安全かつサブウーハのユニットが１個で済んでローコストである上に、サブウーハが優れた低域再生ができ、さらに低音の歯切れ感が良く、置き場所も選ばない音響再生スピーカ装置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】
【００１２】
本発明の音響再生スピーカ装置は、第３のキャビティを挟んで両側に第１のキャビティと第２のキャビティを有するスピーカ装置であって、前記第１のキャビティと前記第３のキャビティとの間及び前記第２のキャビティと前記第３のキャビティとの間にそれぞれ結合孔を開け、前記第１のキャビティと前記第２のキャビティの各前方にスピーカを設け、前記第１のキャビティあるいは前記第２のキャビティのいずれか一方の後方にサブウーハ、他方の後方に低音放射ポート開口を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の音響再生スピーカ装置によれば、第１のキャビティと第３のキャビティとの間及び第２のキャビティと第３のキャビティとの間にそれぞれ結合孔を設けたので、サブウーハを１つにすることができ、さらに第１のキャビティあるいは第２のキャビティのいずれか一方の後方に低音放射ポート開口を設けたので、低音の定位がサブウーハのユニット側に偏りすぎることはなく、音質を良好に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
まず本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成について、図１〜４と図５を参照しながら説明する。図１〜４は本発明の実施の形態１における音響再生装置の構成を示し、図１はその内部上断面図、図２はその内部正面図、図３はその右側内部側断面図、図４はその中央内部側断面図である。図５は本発明の実施の形態１における音響再生装置の構成を示す斜視図である。
【００１６】
図１、図５に示すように、サブウーハ１、右側フロントスピーカ２、左側フロントスピーカ３、アンプ４が、一体の筐体５に収納されている。右側フロントスピーカ２、左側フロントスピーカ３が、一体の筐体５に固定されながらアンプ４の両端外側にそれぞれ配置されている。右側フロントスピーカ２の後方にサブウーハの第１のキャビティ１ａが設けられ、左側フロントスピーカ３の後方にサブウーハの第２のキャビティ１ｂが設けられている。
【００１７】
図１、図２、図３、図５に示すように、右側フロントスピーカ２にはユニット２ａが、左側フロントスピーカ３にはユニット３ａが取り付けられている。
【００１８】
図２、図４、図５に示すように、アンプ４の下側にサブウーハの第３のキャビティ１ｃが設けられている。そして図１に示すように、サブウーハの第１のキャビティ１ａと第２のキャビティ１ｂを、サブウーハの第３のキャビティ１ｃで結合している。
【００１９】
図１、図５に示すように、サブウーハ１は、第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂ、第３のキャビティ１ｃ、ユニット１ｄ、低音放射ポート１ｈから成り、サブウーハのユニット１ｄは第１のキャビティ１ａだけに取り付けられ、低音放射ポート１ｈは第２のキャビティ１ｂの背面に設けられて外部に開口している。
【００２０】
図３、図５に示すように、サブウーハのユニット１ｄの低音を右側フロントスピーカ２の下側を通して前方へ放射している。
【００２１】
図１、図５に示すように右側仕切り板５ａ、左側仕切り板５ｂが、一体の筐体５の内部を仕切りながら補強するとともに、サブウーハの第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂ、第３のキャビティ１ｃを構成している。図１に示すように右側仕切り板５ａには、サブウーハの第１のキャビティ１ａと第３のキャビティ１ｃを結合する孔１ｆが開けられている。また左側仕切り板５ｂには、サブウーハの第３のキャビティ１ｃと第２のキャビティ１ｂを結合する孔１ｇが開けられている。
【００２２】
図５に示すように、一体の筐体５にはスタンド６、底板７が取り付けられラックを構成している。実際の製品では、一体の筐体５の前面にはネット板や飾り板が取り付けられるが、本発明の説明では省略する。
【００２３】
次に本実施の形態１の音響再生スピーカ装置の構成部品の、具体的な寸法などについて説明する。本音響再生スピーカ装置の一体の筐体５の外寸は横幅が７９ｃｍ、奥行きが約３２ｃｍ、高さが約１５ｃｍであり、材質は厚み約１ｃｍの木材である。図１に示す横幅内寸Ｗは７７ｃｍである。スタンド６、底板７を含めたラック全体の高さは約４５ｃｍである。アンプ４の外寸は、横幅が約４３ｃｍ、奥行きが約２８ｃｍ、高さが約８ｃｍである。
【００２４】
各フロントスピーカのユニット２ａ、３ａは公称口径６．５ｃｍのフルレンジである。各フロントスピーカ２、３の外寸は横幅が約１３ｃｍ、奥行きが約１５ｃｍ、高さが約８ｃｍであり、内容積は約１．２リットルである。各フロントスピーカ２、３の再生周波数帯域は、約１４０Ｈｚ（−５ｄＢ）〜約２０ｋＨｚ（−１０ｄＢ）である。
【００２５】
サブウーハ１の再生周波数帯域は、約４０Ｈｚ（−１０ｄＢ）〜約１４０Ｈｚ（−５ｄＢ）である。サブウーハのユニット１ｄは公称口径１３ｃｍのウーハであり、その実効振動半径は５．２５ｃｍであり、実効振動面積は８６．６ｃｍ２である。サブウーハの第１のキャビティ１ａと第２のキャビティ１ｂの内寸は、いずれも横幅が約１５ｃｍ、奥行きが約１３ｃｍ、高さが約１３ｃｍであり、内容積はいずれも約２．５リットルである。サブウーハの第３のキャビティ１ｃの内寸は横幅が約４５ｃｍ、奥行きが約３０ｃｍ、高さが２．２ｃｍであり、扁平な形状をもっている。その内容積は約３リットルである。アンプ４とサブウーハの第３のキャビティ１ｃを隔離している板は、厚み約１ｃｍの木材である。低音放射ポート１ｈは、内径が約４ｃｍ、長さが約１１ｃｍである。
【００２６】
右側仕切り板５ａ、左側仕切り板５ｂは厚み約１ｃｍの木材である。サブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔１ｆ、サブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔１ｇの開口はいずれも、奥行きが１２．５ｃｍ、高さが２ｃｍであり、開口面積は２５ｃｍ２である。サブウーハのユニット１ｄの実効振動面積の約２９％である。
【００２７】
サブウーハのユニット１ｄの低音が前方へ放射される、右側フロントスピーカ２の下側のすき間開口の高さは約４ｃｍである。右側フロントスピーカ２の下側、上側、左右の外側周囲のすき間開口面積合計は約８０ｃｍ２であり、サブウーハのユニット１ｄの実効振動面積の約９２％である。
【００２８】
以上のように構成した実施の形態１の音響再生スピーカ装置の基本的な作用、効果についてまず説明する。本実施の形態１の音響再生スピーカ装置ではサブウーハの第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂ、第３のキャビティ１ｃの合計内容積は約８リットルとなる。図１７で説明した従来の音響再生スピーカ装置の場合にはサブウーハのキャビティ５１ａの内容積は、本実施の形態１の音響再生スピーカ装置の第１のキャビティ１ａの内容積の約２．５リットルに相当する。つまり本実施の形態１の音響再生スピーカ装置は、従来の音響再生スピーカ装置の３．２倍ものサブウーハのキャビティ内容積を確保できた。
【００２９】
これにより約４０Ｈｚ（−１０ｄＢ）の低域再生限界周波数が得られ、優れた低域再生が可能になった。図１７で説明した従来の音響再生スピーカ装置の場合は、約７５Ｈｚ（−１０ｄＢ）の低域再生限界周波数しか得られず、十分な低域再生ができなかった。
【００３０】
そして本実施の形態１の音響再生スピーカ装置では、サブウーハの第３のキャビティ１ｃをアンプ４の下方に設けたので、アンプ４の後面がサブウーハのキャビティで塞がれることがないので、組立生産が容易でありアンプ４の放熱性も良く安全である。またサブウーハのユニット１ｄの低音が前面から放射されるので低音の歯切れ感が良く、また音響再生スピーカ装置を背面を壁に近づけて設置しても低音がこもったりせず置き場所を選ぶこともない。さらにまた低音放射ポートをサブウーハのユニットと左右反対側の位置に設けているので、低音の定位がサブウーハのユニット側に偏り過ぎることもない。
【００３１】
次に本実施の形態１の音響再生スピーカ装置が優れた低域特性が得られることを説明する。本実施の形態１の音響再生スピーカ装置は、大型薄型テレビのラックとしても使用されるために広い横幅を持っており、図１に示すように、サブウーハの第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂ、第３のキャビティ１ｃの結合キャビティ合計の横幅Ｗは７７ｃｍである。
【００３２】
長い横幅の結合キャビティの一端にサブウーハのユニットが取り付けられ、他端にポートが取り付けられると、横幅いっぱいに定在波が乗る共鳴管的動作を誘発して低域特性が劣化する。あるいはサブウーハの第３のキャビティが細長くなりすぎたり断面積が小さくなりすぎたりすると、音響容量として動作せず音響質量として動作して低域特性が劣化する。
【００３３】
そこで本実施の形態１の音響再生スピーカ装置について、電気音響等価回路を用いたコンピュータ解析を行い、低域特性の劣化を抑える条件を見いだした。これについて図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、（表１）を参照しながら説明する。図６は本発明の音響再生スピーカ装置の動作を示す電気音響等価回路図、図７は本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の音圧周波数特性シミュレーション結果である。図８、図１０は本発明の音響再生スピーカ装置の望ましくない動作を示す電気音響等価回路図、図９、図１１は本発明の音響再生スピーカ装置の望ましくない音圧周波数特性シミュレーション結果である。（表１）は本発明の音響再生スピーカ装置の音圧周波数特性シミュレーション結果の一覧表である。
【００３４】
図６において、Ｆｖはサブウーハのユニットのボイスコイル駆動力、Ｖｄは同振動系の体積速度、Ｍｄは同実効振動質量、Ｃｄは同支持系のコンプライアンス、Ｒｄは同機械抵抗と同電磁制動抵抗の合計である。Ｃ１はサブウーハの第１のキャビティの音響等価コンプライアンス、Ｒ１は同音響等価機械抵抗である。Ｃ２はサブウーハの第２のキャビティの音響等価コンプライアンス、Ｒ２は同音響等価機械抵抗である。Ｃ３はサブウーハの第３のキャビティの音響等価コンプライアンス、Ｒ３は同音響等価機械抵抗である。
【００３５】
Ｍ１−３はサブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔の音響等価質量、Ｒ１−３は同音響等価機械抵抗である。Ｍ３−２はサブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔の音響等価質量、Ｒ３−２は同音響等価機械抵抗である。Ｍｐはポートの音響等価質量、Ｒｐは同音響等価機械抵抗である。Ｖｐはポート開口の空気の体積速度である。Ｚは、サブウーハの結合キャビティ横幅全体に定在波が乗る共鳴管的分布定数系インピーダンスを表す。
【００３６】
ここで、サブウーハの第１のキャビティの内容積をＶ１、第２のキャビティの内容積をＶ２、第３のキャビティの内容積をＶ３とした時、合計内容積Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３とＶ３との比率ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）に着目した。
【００３７】
ｋが小さくなるほどサブウーハの第３のキャビティが小さくなり、同キャビティの断面積が小さくなって非常に細長いあるいは極端に扁平なキャビティ形状になることを意味する。なぜならばサブウーハの第３のキャビティはアンプの下方に設けられるのでその横幅はアンプの横幅よりも短くなることはなく、ｋが小さくなることは第３のキャビティの断面積が小さくなることと等価だからである。ｋが小さくなるほど、サブウーハの第３のキャビティが音響コンプライアンスとしてよりも音響質量としての動作に近づく。
【００３８】
一方、ｋが大きくなるほどサブウーハの第１のキャビティと第２のキャビティが小さくなり、一体の筐体の中の右側仕切り板と左側仕切り板の位置が筐体横幅両端に近づくことを、かつサブウーハのユニットが結合キャビティの終端部に取り付けられることを意味する。その結果、結合キャビティの横幅方向に不要な定在波が乗りやすくなる。
【００３９】
図７において実線Ａの特性は、本実施の形態１の構成のサブウーハの音圧周波数特性シミュレーション結果である。点線Ｂの特性は、本実施の形態１の構成のサブウーハのキャビティ合計内容積と同じく、８リットルの単一直方体キャビティにサブウーハの同じユニットを取り付けた場合の、つまり理想状態での音圧周波数特性シミュレーション結果を示す。
【００４０】
実線Ａの特性を見るとディップ周波数ｆｈは約１４５Ｈｚであり、約１４０Ｈｚ（−５ｄＢ）の上限再生周波数を確保できており、またそれ以下の周波数では点線Ｂの特性とほとんど同じである。つまり３つのキャビティを結合した横幅の大きなキャビティ形状となっているにもかかわらず、優れた低域特性が得られている。実測周波数特性も同様であったことは言うまでもない。本実施の形態１においては、ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．３７５である。
【００４１】
次に、ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．０５とした場合、つまりサブウーハの第３のキャビティの内容積または断面積が極端に小さくなった場合の解析結果について説明する。この場合は図６で示した音響等価コンプライアンスＣ３は無視できるほど小さくなるので、サブウーハの動作は図８の電気音響等価回路図で表される。つまり音響等価コンプライアンスＣ３は無くなり、サブウーハの第１のキャビティと第２のキャビティは、第３のキャビティ自体が形成する音響等価質量Ｍ３と音響等価機械抵抗Ｒ３で結合される。
【００４２】
この場合の音圧周波数特性シミュレーション結果を図９の実線Ａの特性に示す。点線Ｂの特性は上述の理想状態の場合である。実線Ａの特性を見るとディップ周波数ｆｈが９２Ｈｚと非常に低くなり、再生上限周波数も約８５Ｈｚ（−５ｄＢ）と著しく低下してしまうことが分かった。
【００４３】
次は逆に、ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．９５とした場合、つまりサブウーハの第１と第２のキャビティの内容積が極端に小さくなった場合の解析結果について説明する。この場合は図６で示した音響等価コンプライアンスＣ１、Ｃ２は無視できるほど小さくなるので、サブウーハの動作は図１０の電気音響等価回路図で表される。つまり音響等価コンプライアンスＣ１、Ｃ２が無くなって、結合キャビティの共鳴管の分布定数系インピーダンスＺの両端がＣ１、Ｃ２で接地されなくなるので、分布定数系インピーダンスの影響が強く現れる。
【００４４】
この場合の音圧周波数特性シミュレーション結果を図１１の実線Ａの特性に示す。点線Ｂの特性は上述の理想状態の場合である。実線Ａの特性を見ると約２２０Ｈｚのディップ周波数ｆｈの付近に大きなピークディップが発生しており、横幅の広い結合キャビティに不要な定在波が乗っていることを示している。再生上限周波数については実用になるが、点線Ｂの特性に対するレベル差Ｌｄが−３ｄＢとなっており、定在波の影響で低域の再生周波数帯域の音圧レベルが大幅に低下してしまうことが分かった。
【００４５】
ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．０５〜０．９５の範囲内で、ｋ値を変えながら特性シミュレーションを行った結果一覧を（表１）に示す。（表１）から、ｋが０．１５よりも小さいとディップ周波数ｆｈの低下が急に大きくなること、ｋが０．８５よりも大きくなるとレベル差Ｌｄが急に大きくなり音圧レベルが急減することが分かる。つまりｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．１５〜０．８５とすることで優れた低域特性が得られる。
【００４６】
【表１】
2010034948.tif 000003
【００４７】
なおここで、上で述べた図１５に示す従来の音響再生スピーカ装置において、例えばサブウーハのユニット４１ｅを無くした場合を考える。するとサブウーハの第２のキャビティ４１ｂの音響等価コンプライアンスとダクト４１ｇの音響等価質量の共振が発生し、つまりいわゆるヘルムホルツの共鳴器が形成され、低域にディップを生じることになる。つまり従来の音響再生スピーカ装置では、１個のサブウーハのユニットだけで優れた低域特性を得ることができなかった。
【００４８】
従って以上説明したように本実施の形態１の構成によれば、アンプの後面を塞ぐことなくサブウーハのトータルのキャビティ内容積を最大限に大きくすることができるので、またサブウーハのユニットが１個だけで済むので、組立生産容易、安全かつローコストでありながら優れた低域再生ができる。さらにまたサブウーハのユニットの低音が前面から放射されるので低音の歯切れ感が良く置き場所も選ばない。さらにまた低音放射ポートをサブウーハのユニットと左右反対側の位置に設けることができるので、低音の定位がサブウーハのユニット側に偏り過ぎることがない。
【００４９】
また、サブウーハの第１のキャビティの内容積をＶ１、第２のキャビティの内容積をＶ２、第３のキャビティの内容積をＶ３とした時、Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．１５〜０．８５とすることにより、サブウーハのトータルのキャビティに不要な定在波が乗りにくいので、またサブウーハのトータルのキャビティが不要な音響質量で分割されにくいので、一層優れた特性で低域再生ができる。
【００５０】
なお本実施の形態１では低音放射ポート１ｈを筒状としたが、例えばサブウーハのキャビティの合計内容積が非常に大きい場合などは、孔を開けるだけのポート構成も可能である。また本実施の形態１ではサブウーハ１と左右フロントスピーカ２、３のスピーカ構成としたが、センタースピーカやサラウンドスピーカを備えた構成としてもよいことは言うまでもない。
【００５１】
また本実施の形態１では右側仕切り板５ａ、左側仕切り板５ｂにそれぞれ、サブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔１ｆ、サブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔１ｇを開けたが、これらの結合孔にあえてダクトを設けることもあり得る。例えば上で説明したｆｈを意図的に下げたい場合は一つの方法となりうる。
【００５２】
また本実施の形態１では、アンプ４の下方にサブウーハの第３のキャビティ１ｃを設けたが、アンプ４の上方に設けてもよいことは言うまでもない。またサブウーハの第２のキャビネット１ｂに低音放射ポート１ｈの開口を設けたが、サブウーハの第３のキャビティに例えば扁平矩形の低音放射ポート開口を設けることも可能である。
【００５３】
なお本実施の形態１では、サブウーハのユニット１の低音が前方へ放射される右側フロントスピーカ２の外側周囲のすき間開口面積合計は、サブウーハのユニット１ｄの実効振動面積の約９２％であったが、このすき間開口面積が小さくなりすぎると低音の通りが悪くなるばかりでなく、サブウーハのユニット前方のキャビティと開口部による共鳴が発生して音質が劣化する。フロントスピーカの外側周囲のすき間開口面積合計は、サブウーハのユニットの実効振動面積の約２０％以上あることが望ましい。
【００５４】
また本実施の形態１では、サブウーハの第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂと比べて第３のキャビティ１ｃの奥行きが大幅に大きくなっているが、このように結合したキャビティが不連続な形状をもつほど、結合キャビティ全体に不要な定材波が乗ることを抑制する効果がある。ただし上述の解析結果例のようにｋが非常に大きくなった場合つまり第３のキャビティが支配的になった場合は、この限りではない。
【００５５】
また本実施の形態１では低音放射ポート１ｈの開口をサブウーハの第２のキャビティ１ｂの背面に設けたが、サブウーハの第２のキャビティ１ｂの側面や前面あるいは底面に設けても構わない。また本実施の形態１では、サブウーハのユニット１ｄを右側に、低音放射ポート１ｈを左側に配置したが、これを左右逆の配置としても構わないことは言うまでもない。
【００５６】
また本実施の形態１ではサブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔１ｆ、サブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔１ｇの開口面積はいずれもサブウーハのユニット１ｄの実効振動面積の約２９％であった。この開口面積がサブウーハのユニット１ｄの実効振動面積に対して極端に小さくなると、音響等価機械抵抗が大きくなり低域の音圧が低下したりノイズが発生したりする。実験の結果、サブウーハのユニット１ｄの実効振動面積の約１５％以上あることが望ましかった。
【００５７】
また本実施の形態１では左右フロントスピーカ２、３を、サブウーハの第１のキャビティ１ａ、第２のキャビティ１ｂと別体で構成したが、サブウーハのキャビティとフロントスピーカを結合した構成や、互いの部材を共有する構成としても構わない。またその他、本発明は上記説明した例に限定されるものでないことは言うまでもない。
（実施の形態２）
次に図１２を参照しながら、本発明の実施の形態２における音響再生スピーカ装置について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図である。
【００５８】
図１２において、サブウーハ１５については低音放射ポート１１ｈ、１１ｉの他は実施の形態１と同じ構成、仕様なので、それらの記号の説明は省略する。また一体の筐体１５、右側仕切り板５ａ、左側仕切り板５ｂ、アンプ１４についても、実施の形態１と同じ構成、仕様なので説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態２では、右側フロントスピーカ１２、左側フロントスピーカ１３が一体の筐体１５の天板と底板に固定されており、サブウーハのユニット１１ｄの低音は各フロントスピーカ１２、１３の左右外側のすき間から放射される。各フロントスピーカのユニット１２ａ、１３ａは、公称口径６ｃｍのフルレンジである。各フロントスピーカ２、３の外寸は横幅が約８ｃｍ、奥行きが約１３ｃｍ、高さが約１３ｃｍであり、内容積は約１リットルである。再生周波数帯域は、約１４０Ｈｚ（−５ｄＢ）〜約２０ｋＨｚ（−１０ｄＢ）である。
【００６０】
そして本実施の形態２では、２個の低音放射ポート１１ｈ、１１ｉを設けて低音放射ポート開口を２箇所とし、サブウーハの第２のキャビティ１１ｂの背面に低音放射ポート１１ｈの開口を、前面に低音放射ポート１１ｉの開口を設けた。各低音放射ポート１１ｈ、１１ｉのいずれも内径が２８ｍｍ、長さが約１１ｃｍである。これにより、低域特性は実施の形態１の音響再生スピーカ装置と同じになる。
【００６１】
以上のように構成した本実施の形態２の音響再生スピーカ装置は、実施の形態１で説明したのと全く同じ作用、効果が得られる。そしてさらに低音放射ポート１１ｉ開口が前面にあるので、つまりサブウーハのユニット１１ｄの低音だけでなく低音放射ポート１１ｉの低音も前面から放射されるので、低音の歯切れ感と定位感を一層向上させることができ、置き場所を一層選ばないようにできる。
【００６２】
なお本実施の形態２では低音放射ポート１１ｈ、１１ｉを同じ仕様にしたが、例えば前面側の低音放射ポート１１ｉを背面側の放射ポート１１ｈよりも太くすれば、前面側から放射される低音の音圧比率を増やすことができる。逆にすれば背面側から放射される低音の音圧比率を増やすことができる。一般的に背面ポートから放射される低音は、部屋の壁面の反射などにより音圧が高くなる。つまり背面側の低音放射ポート開口と前面側の低音放射ポート開口から出る低音の比率を変えることで、低音の量感と歯切れ感のバランスを調整することができる。またその他、本発明は上記説明した例に限定されるものでないことは言うまでもない。
（実施の形態３）
次に図１３を参照しながら、本発明の実施の形態３における音響再生スピーカ装置について説明する。図１３は本発明の実施の形態３の音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図である。
【００６３】
図１３において、サブウーハの第２のキャビティ２１ｂ、第３のキャビティ２１ｃ、サブウーハのユニット２１ｄ、低音放射ポート２１ｈ、アンプ２４、左側仕切り板２５ｂは、第１の実施の形態と同じ構成、仕様なので説明を省略する。また右側フロントスピーカ２２、左側フロントスピーカ２３、その各々のスピーカユニット２２ａ、２３ａも上で説明した第２の実施の形態と同じ構成、仕様なので説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態では、一体の筐体２５は外寸は横幅が約１００ｃｍ、奥行きが約３６ｃｍ、高さが約１６ｃｍであり、材質は厚み約１．５ｃｍの木材である。サブウーハの第１のキャビティ２１ａは右側フロントスピーカ２２の後方に設けられ、その内寸は横幅が約３４ｃｍ、平均奥行きが約１６ｃｍ、高さが約１３ｃｍであり、内容積は約７リットルである。サブウーハの第２のキャビティ２１ｂの内寸は、横幅が約１５ｃｍ、奥行きが約１３ｃｍ、高さが約１３ｃｍであり、内容積は約２．５リットルである。
【００６５】
サブウーハの第３のキャビティ２１ｃの内寸は横幅が約４５ｃｍ、奥行きが約３３ｃｍ、高さが２．２ｃｍであり、扁平な形状をもっている。その内容積は約３．３リットルである。従ってサブウーハの各キャビティ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの合計内容積は約１２．８リットルである。
【００６６】
サブウーハのユニット２１ｄは、右側フロントスピーカ２２の左側の前面より奥まった位置に配置され、サブウーハのユニット２１ｄの低音はフロントスピーカ２２の左外側を通って前面に放射される。
【００６７】
右側仕切り板２５ａ、左側仕切り板２５ｂは厚み約１．５ｃｍの木材である。サブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔２１ｆの開口は奥行きが１２．５ｃｍ、高さが２ｃｍであり、開口面積は２５ｃｍ２である。サブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔２１ｇの開口は奥行きが１８ｃｍ、高さが２ｃｍであり、開口面積は３６ｃｍ２である。
【００６８】
そして本実施の形態では２個の低音放射ポート２１ｈ、２１ｊを設け、サブウーハの第２のキャビティ２１ｂの前面に低音放射ポート２１ｈの開口を設け、サブウーハの第１のキャビティ２１ａの背面に低音放射ポート２１ｊの開口を設けている。低音放射ポート２１ｈは内径が約４ｃｍ、長さが約１１ｃｍであり、低音放射ポート２１ｊは内径が約２ｃｍ、長さが約１２ｃｍである。
【００６９】
以上のように構成した本実施の形態３の音響再生スピーカ装置は、実施の形態１で説明したのと全く同じ作用、効果が得られる。本実施の形態３では約３０Ｈｚ（−１０ｄＢ）の優れた低域再生限界周波数が得られた。またサブウーハの第１のキャビティ２１ａの内容積をＶ１、第２のキャビティ２１ｂの内容積をＶ２、第３のキャビティ２１ｃの内容積をＶ３とした時、ｋ＝Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝約０．２６であり、実施の形態１のところで述べたｋ＝０．１５〜０．８５の範囲内に入っているので、優れた特性が得られている。
【００７０】
そして本実施の形態３ではサブウーハのユニット２１ｄの位置が前面寄りになっているので、またその前面にフロントスピーカ２２が置かれていないので低音が前面に放射されやすくなり、一層低音の歯切れ感が良くなる。
【００７１】
またサブウーハの第１のキャビティ２１ａの背面にも低音放射ポート２１ｊを設けたので、背面側の低音放射ポート開口と前面側の低音放射ポート開口から出る低音の比率を変えることで、低音の量感と歯切れ感のバランスを調整することができる。また実施の形態２で述べた構成と比較して２個のポートの位置が互いに離れているので、つまり低音が分散した様々な位置から放射されるので広がり感のある低音が得られる。
（実施の形態４）
次に図１４を参照しながら、本発明の実施の形態４における音響再生スピーカ装置について説明する。図１４は、本発明の実施の形態２における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図である。
【００７２】
図１４において、サブウーハのユニット３１ｄ、３１ｅを除いたサブウーハ３１の構成、仕様は第１の実施の形態と同じであり、左右のフロントスピーカ３２、３３の構成、仕様は第２の実施の形態と同じなので、これらの説明は省略する。本実施の形態４では、サブウーハのユニットを同等仕様の３１ｄ、３１ｅの２個とし、これらをサブウーハのキャビティ３１ａに互いに対向して取り付け同位相で駆動している。つまりサブウーハのユニット３１ｄ、３１ｃの振動板が互いに反発する方向で振動する。サブウーハの２個のユニット３１ｄ、３１ｅは公称口径１０ｃｍのウーハである。その実効振動半径は４ｃｍであり、実効振動面積は約５０ｃｍ２である。
【００７３】
サブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔３１ｆの開口面積は２５ｃｍ２であるので、サブウーハの２個のユニット３１ｄ、３１ｅの実効振動面積合計の約１００ｃｍ２に対して約２５％である。本実施の形態１のところで説明した１５％よりも大きいので、問題はない。
【００７４】
以上のように構成した本実施の形態４の音響再生スピーカ装置は、実施の形態１で説明したのと全く同じ作用、効果が得られる。本実施の形態４では約４５Ｈｚ（−１０ｄＢ）の低域再生限界周波数が得られた。そして、サブウーハのユニットを同仕様の２個として互いに対向して取り付け同位相で駆動したので、サブウーハのユニットの振動が互いにキャンセルされて不要振動を低減することができる。その結果、音響再生スピーカ装置にガラス扉などを取り付けても振動でビビリ音を発生することがなく、また音響再生スピーカ装置から床面に伝わる振動が小さくなるので近隣に迷惑を掛けることが少なくなり、より実用的な音響再生スピーカ装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、組立生産容易かつ安全かつローコストである上に、優れた低域再生ができ、さらに低音の歯切れ感と定位感が良く、置き場所も選ばない音響再生スピーカ装置を実現することができる。従ってラック型の２．１チャンネル音響再生機器またはマルチチャンネル音響再生機器ばかりでなく、テレビ内蔵の音響再生機器、ポータブルオーディオ機器の外付け音響再生機器など、あらゆる音響再生機器に有用である。以上のように、本発明の音響再生スピーカ装置は極めて実用的価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図
【図２】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部正面図
【図３】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成を示す右側内部側断面図
【図４】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成を示す中央内部側断面図
【図５】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の構成を示す斜視図
【図６】本発明の音響再生スピーカ装置の動作を示す電気音響等価回路図
【図７】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の音圧周波数特性シミュレーション結果を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の望ましくない動作を示す電気音響等価回路図
【図９】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の望ましくない音圧周波数特性シミュレーション結果を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の望ましくない動作を示す電気音響等価回路図
【図１１】本発明の実施の形態１における音響再生スピーカ装置の望ましくない音圧周波数特性シミュレーション結果を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図
【図１３】本発明の実施の形態３における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図
【図１４】本発明の実施の形態４における音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図
【図１５】従来の音響再生スピーカ装置の構成を示す内部上断面図
【図１６】従来の音響再生スピーカ装置の構成を示す斜視図
【図１７】従来の音響再生スピーカ装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００７７】
１  サブウーハ
１ａ  サブウーハの第１のキャビティ
１ｂ  サブウーハの第２のキャビティ
１ｃ  サブウーハの第３のキャビティ
１ｄ  サブウーハのユニット
１ｆ  サブウーハの第１のキャビティと第３のキャビティの結合孔
１ｇ  サブウーハの第３のキャビティと第２のキャビティの結合孔
１ｈ  サブウーハの低音放射ポート
２  右側フロントスピーカ
２ａ  右側フロントスピーカのユニット
３  左側フロントスピーカ
３ａ  左側フロントスピーカのユニット
４  アンプ
５  一体の筐体
５ａ  右側仕切り板
５ｂ  左側仕切り板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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