(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカユニットと、
該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部と、
を備えたスピーカシステムであって、
該音導部は、該スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、
該音道が、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有し、
それによって、該スピーカシステムのｆ０が、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている、
スピーカシステム。
【請求項２】
第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと、
第２の箱体に取り付けられた第２のスピーカユニットと、
該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第１の箱体と該第２の箱体との間に配設され、該第１の箱体および該第２の箱体と一緒に、該第１および第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、
を備えたスピーカシステムであって、
該音導部は、該スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、
該音道が、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有し、
それによって、該スピーカシステムのｆ０が、該第１または第２のスピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている、
スピーカシステム。
【請求項３】
前記第１のスピーカユニットと前記第２のスピーカユニットとが同一である、請求項２に記載のスピーカシステム。
【請求項４】
箱体に取り付けられたスピーカユニットと、
該スピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、
該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、
を備えたスピーカシステムであって、
該音導部は、該スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、
該音道が、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有し、
それによって、該スピーカシステムのｆ０が、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている、
スピーカシステム。
【請求項５】
前記壁体が、前記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する、請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項６】
第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと；
該第１のスピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された第１の壁体と；
該第１のスピーカユニットに対向するように該第１の壁体に設けられた第１の音響負荷部と；
該第１の箱体と該第１の壁体との間に設けられ、該第１の壁体および該第１の箱体と一緒になって、該第１のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する第１の音導部を規定する第１の中間部材と；
第２の箱体に取付けられた第２のスピーカユニットと；
該第２のスピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された第２の壁体と；
該第２のスピーカユニットに対向するように該第２の壁体に設けられた第２の音響負荷部と；
該第２の箱体と該第２の壁体との間に設けられ、該第２の壁体および該第２の箱体と一緒になって、該第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する第２の音導部を規定する第２の中間部材とを備え、
該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとは対向するように配設されており、
該第１の音導部は、該第１のスピーカユニットの周縁部に対応して規定された第１の音源空間と、該第１のスピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する第１の音道とを有し、
該第２の音導部は、該第２のスピーカユニットの周縁部に対応して規定された第２の音源空間と、該第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する第２の音道とを有し、
該第１の音道は、中間部の幅が該第１の音源空間と該第１の音道との接続部の幅および該第１の音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該第１の音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有し、
該第２の音道は、中間部の幅が該第２の音源空間と該第２の音道との接続部の幅および該第２の音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該第２の音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有する、
スピーカシステム。
【請求項７】
前記音道の平面形状を規定する線が、連続的な曲線で構成される、請求項１から６のいずれかの項に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
前記音道の平面形状を規定する線が、少なくとも直線部分を含む、請求項１から６のいずれかの項に記載のスピーカシステム。
【請求項９】
箱体に取り付けられたスピーカユニットと、
該スピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、
該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、
を備えたスピーカシステムであって、
前記音導部が、前記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、
該音道の幅が、該音源空間と該音道との接続部から出口にかけて変化する部分では単調に減少し、
該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている、
スピーカシステム。
【請求項１０】
第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと、
第２の箱体に取り付けられた第２のスピーカユニットと、
該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第１の箱体と該第２の箱体との間に配設され、該第１の箱体および該第２の箱体と一緒に、該第１および第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、
を備えたスピーカシステムであって、
前記音導部が、前記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、
該音道の幅が、該音源空間と該音道との接続部から出口にかけて変化する部分では単調に減少し、
該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている、
スピーカシステム。
【請求項１１】
第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと；
該第１のスピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された第１の壁体と；
該第１のスピーカユニットに対向するように該第１の壁体に設けられた第１の音響負荷部と；
該第１の箱体と該第１の壁体との間に設けられ、該第１の壁体および該第１の箱体と一緒になって、該第１のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する第１の音導部を規定する第１の中間部材と；
第２の箱体に取付けられた第２のスピーカユニットと；
該第２のスピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された第２の壁体と；
該第２のスピーカユニットに対向するように該第２の壁体に設けられた第２の音響負荷部と；
該第２の箱体と該第２の壁体との間に設けられ、該第２の壁体および該第２の箱体と一緒になって、該第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する第２の音導部を規定する第２の中間部材とを備え、
該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとは対向するように配設されており、
該第１の音導部は、該第１のスピーカユニットの周縁部に対応して規定された第１の音源空間と、該第１のスピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する第１の音道とを有し、
該第２の音導部は、該第２のスピーカユニットの周縁部に対応して規定された第２の音源空間と、該第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する第２の音道とを有し、
該第１の音道の中間部の幅が、該第１の音源空間と該第１の音道との接続部の幅よりも狭く、
該第２の音道の中間部の幅が、該第２の音源空間と該第２の音道との接続部の幅よりも狭く、
該第１および第２の中間部材のうち該第１および第２の音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている、
スピーカシステム。
【請求項１２】
前記圧力吸収特性を有する材料が発泡ウレタンである、請求項９から１１のいずれかの項に記載のスピーカシステム。
【請求項１３】
前記発泡ウレタンの発泡倍率が、２から８０倍である、請求項１２に記載のスピーカシステム。
【請求項１４】
前記音導部の壁面の少なくとも一部に、圧力調整部が設けられている、請求項９から１３のいずれかに記載のスピーカシステム。
【請求項１５】
前記圧力調整部が、表面処理された音響材料から構成されている、請求項１４に記載のスピーカシステム。
【請求項１６】
前記表面処理された音響材料がフェルトである、請求項１５に記載のスピーカシステム。
【請求項１７】
前記音道の出口部の面積が、前記スピーカユニットの振動板面積の１／２０〜１／１０の範囲である、請求項９から１６のいずれかの項に記載のスピーカシステム。
【請求項１８】
前記壁体が、前記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する、請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１９】
前記圧力吸収性を有する材料が前記中間部材内部に部分的に配設され、該材料と該中間部材の内壁との間に空気部分が規定されている、請求項９から１８のいずれかの項に記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、スピーカシステムに関する。より詳細には、本発明は、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムに関する。
背景技術
長年にわたって、小型スピーカで低音を再生するために、種々の試みがなされている。例えば、特開昭50-39123号公報には、スピーカユニットを対向させて音波を合成する技術が記載されている。この公報によれば、音波を合成することにより、それまでの小型スピーカでは実現困難であった低音の音圧を増大させ得ることが記載されている。
しかし、上記公報に記載の技術は、単に２つのスピーカユニットから出力される音波の位相、振幅および波形を同一にして振動させることにより音圧を増大させているにすぎない。従って、この技術では、小型スピーカを用いて低音の再生帯域を拡大することはできない。
また、小型スピーカによる低音再生を補助するために、音導管を用いて低域の量感を増大させる技術が提案されているが、風切り音が発生して音質が低下するという問題がある。さらに、従来の音導管を用いた技術では、低音の再生帯域を十分に拡大したという報告はなされていない。
上記のように、小型低音再生用スピーカの分野においては、音質を低下させることなく低音の再生帯域を拡大させることが、長く解決されない課題として残っている。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムを提供することにある。
発明の開示
本発明のスピーカシステムは、スピーカユニットと、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部と、を備え、該スピーカシステムのｆ０が、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている。
本発明の別のスピーカシステムは、第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと、第２の箱体に取り付けられた第２のスピーカユニットと、該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第１の箱体と該第２の箱体との間に配設され、該該第１の箱体および該第２の箱体と一緒に、該第１および第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該スピーカシステムのｆ０が、該第１または第２のスピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている。
好ましい実施形態においては、上記第１のスピーカユニットと上記第２のスピーカユニットとは同一である。
本発明のさらに別のスピーカシステムは、箱体に取り付けられたスピーカユニットと、該スピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該スピーカシステムのｆ０が、該スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなっている。
好ましい実施形態においては、上記壁体は、上記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する。
好ましい実施形態においては、上記音導部は、上記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該音道は、中間部の幅が該音源空間と該音道との接続部の幅および該音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、該音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有する。
好ましい実施形態においては、上記音道の平面形状を規定する線は、連続的な曲線で構成される。あるいは、上記音道の平面形状を規定する線は、少なくとも直線部分を含む。
本発明の別の局面によれば、スピーカシステムは、箱体に取り付けられたスピーカユニットと、該スピーカユニットから所定の距離だけ離間して対向配設された壁体と、該箱体と該壁体との間に設けられ、該壁体および該箱体と一緒に、該スピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材と、を備え、該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている。
本発明のさらに別の局面によれば、スピーカシステムは、第１の箱体に取り付けられた第１のスピーカユニットと、第２の箱体に取り付けられた第２のスピーカユニットと、該第１のスピーカユニットと該第２のスピーカユニットとが所定の距離だけ離間して対向するように該第１の箱体と該第２の箱体との間に配設され、該該第１の箱体および該第２の箱体と一緒に、該第１および第２のスピーカユニットから放射される音波を自由空間へと導出する音導部を規定する中間部材とを備え、該中間部材のうち該音導部を規定する部分の少なくとも一部が、圧力吸収特性を有する材料から構成されている。
好ましい実施形態においては、上記圧力吸収特性を有する材料は発泡ウレタンである。
好ましい実施形態においては、上記発泡ウレタンの発泡倍率は２〜８０倍である。
好ましい実施形態においては、上記音導部の壁面の少なくとも一部には、圧力調整部が設けられている。
好ましい実施形態においては、上記圧力調整部は、表面処理された音響材料から構成されている。
好ましい実施形態においては、上記表面処理された音響材料はフェルトである。
好ましい実施形態においては、上記音導部は、上記スピーカユニットの周縁部に対応して規定された音源空間と、該スピーカユニットから放出される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該音道の中間部の幅は、該音源空間と該音道との接続部の幅よりも狭い。
好ましい実施形態においては、上記音道の出口部の面積は、上記スピーカユニットの振動板面積の１／２０〜１／１０の範囲である。
好ましい実施形態においては、上記壁体は、上記スピーカユニットに対向する部分に音響負荷部を有する。
好ましい実施形態においては、上記圧力吸収性を有する材料が上記中間部材内部に部分的に配設され、該材料と該中間部材の内壁との間に空気部分が規定されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカシステムの正面図である。
図２は、図１のスピーカシステムのII-II線による断面図である。
図３は、図１のスピーカシステムのIII-III線による断面図である。
図４は、図３の音導部の改変例を説明するための概略図である。
図５は、図３の音導部のさらなる改変例を説明するための概略図である。
図６は、本発明の別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。
図７は、図６のスピーカシステムのVII-VII線による断面図である。
図８は、図６のスピーカシステムのVIII-VIII線による断面図である。
図９は、図７の音響負荷部の改変例を説明するための概略断面図である。
図１０は、図７の音響負荷部のさらなる改変例を説明するための概略断面図である。
図１１は、図７の音響負荷部をさらなる改変例を説明するための概略断面図である。
図１２は、本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。
図１３は、図１２のスピーカシステムのXIII-XIII線による断面図である。
図１４は、図１２のスピーカシステムのXIV-XIV線による断面図である。
図１５は、図１４の改変例を説明するための概略断面図である。
図１６は、本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの正面図である。
図１７は、図１６のスピーカシステムのXVII-XVII線による断面図である。
図１８は、図１６のスピーカシステムのXVIII-XVIII線による断面図である。
図１９は、本発明に用いられる音導部の音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。
図２０は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。
図２１は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。
図２２は、従来のスピーカシステムの音波伝播特性を観察した結果を示す写真である。
図２３は、本発明に用いられる音導部の伝達関数と従来のスピーカシステムに用いられる音導部の伝達関数とを比較するグラフである。
図２４は、本発明に用いられる音導部の伝達関数と従来のスピーカシステムに用いられる音導部の伝達関数とを比較するグラフである。
図２５は、本発明のスピーカシステムについて、入力を変化させて伝達関数を測定した結果を示すグラフである。
図２６は、風切り音の発生について、本発明のスピーカシステムと比較例のスピーカシステムとを比較するためのグラフである。
図２７は、比較例のスピーカシステムについて、入力を変化させて伝達関数を測定した結果を示すグラフである。
図２８は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
（実施形態１）
図１〜図３を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図２は、図１のスピーカシステムのII-II線による断面図であり；そして、図３は、図１のスピーカシステムのIII-III線による断面図である。
このスピーカシステム１００は、スピーカユニット１１が取り付けられた箱体１０と、スピーカユニット２１が取り付けられた箱体２０と、中間部材３０とを有する。箱体１０および２０は、スピーカユニット１１および２１が互いに対向するようにして、中間部材３０を介して組み立てられている。
スピーカユニット１１および２１は、所定の距離Ｌだけ離間して対向している。距離Ｌは、中間部材の高さ（厚み）を規定し、スピーカユニットの寸法等に応じて適宜変化し得る。例えば、口径１０ｃｍのスピーカユニットを互いに対向させる場合には、距離Ｌの好ましい範囲は２〜３６ｍｍであり、Ｌの最適値は約１８ｍｍである。距離Ｌがこの範囲より小さいとスピーカユニット同士が接触してしまう場合がある。距離Ｌがこの範囲より大きいとｆ０の低下（すなわち、低音再生帯域の拡大）が不十分である場合がある。
スピーカユニット１１および２１は、互いに同一仕様であってもよく、互いに異なる仕様であってもよい。スピーカユニット１１および２１の動作方式は特に限定されず、例えば、モノラル音響信号入力、ローパスフィルタおよびアンプを直列接続し、アンプに対して２つのスピーカユニットを並列接続した構成が採用される。このような構成によれば、信号の位相ズレが抑制され、その結果、圧縮膨張時における位相干渉による圧力の打ち消し合いが低減され得る。
中間部材３０は、箱体１０および２０と一緒になって音導部４０を規定する。音導部４０は、スピーカユニット１１および２１から放射される音波を自由空間（すなわち、受聴者が存在する空間）７０へと導出する。音導部４０は、スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、かつ、そのきわめて高い空気の膨張および圧縮を有効に自由空間に導出し得る形状を有し、低音再生帯域の拡大に寄与する。
次に、音導部４０について詳細に説明する。簡単のため、図３を参照して平面形状について説明するが、音導部４０が、箱体１０および２０と中間部材３０とにより、図３の平面形状に対応して立体的に規定されていることはいうまでもない。
音導部４０は、音源空間４１と音道４２とを有する。音源空間４１は、スピーカユニット１１（および２１）を取り囲むように規定される。本実施形態においては、主に音源空間４１が、スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる。スピーカユニット１１および２１から放射される音波は、音源空間４１を経て音道４２へと伝播する。音道４２は、この音波を自由空間７０に導出する。
本実施形態においては、主に音道４２が、音源空間４１に生じる高い膨張および圧縮を有効に自由空間７０に放射し、低音再生帯域の拡大に寄与する。このような要求を満足し得る音道４２の具体的形状は以下の通りである：（１）音道の中間部４３の幅は、音源空間４１と音道４２との接続部４４の幅および音道の出口部４５の幅よりも狭く、かつ、（２）音道４２の音波導出方向の軸４６に対して非対称である。（１）および（２）の要求が必要かつ十分な要件であるが、代表的には、中間部４３（最も狭い部分）の幅Ｗ1と出口部４５の幅Ｗ2の比率（Ｗ2／Ｗ1）×１００は１２０％〜１８０％、好ましくは約１５０％である。
このような形状の音道で音波を伝播させる場合には、（１）の要件に起因して、音道の実質的な長さが一義的に決定できなくなるため、音道４２の長さによって決まる定在波の基本波共振の鋭さを抑えることができる。従って、高次の定在波のレベルを低減することができる。さらに、（２）の要件に起因して、音道４２の壁面に沿った伝潘速度が異なるようになるので、音道内を一体となって動く音響質量とみなせる部分が小さくなる。従って、音導部４０内の音圧変化が大きい場合に音導部４０内の音響質量を振動させるためのエネルギーロスが少ない。その結果、音導部４０の出口部４５付近の空気を、媒質の振動としてではなく、媒質そのものを空気の塊としてより大きな体積で放射する。これは一般の正弦波掃引などの測定では現れないが、音楽信号に含まれるベースやドラムなどのエネルギーの大きな過波音またはそれに相当する測定用信号を印加した場合に観測することができる。このように、本実施形態によるスピーカシステムは、約５０Ｈｚ以下の帯域を増強する機能を有し、低音域での量感の向上に寄与する。
本実施形態によるスピーカシステムのｆ０は、スピーカユニット１１または２１を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合のｆ０と比較して２０％以上、好ましくは３０％以上低くなっている。なお、ｆ０低下率は大きければ大きいほど好ましいが、実用的なｆ０の最大低下率は約５０％である。
上記（１）および（２）の要件を満足する音導部４０の他の具体例としては、図４または図５に示すようなものが挙げられる。音道４２を規定する線（すなわち、平面視した音道壁面）は、図４に示すように連続的な曲線のみで構成されてもよく、図５に示すように直線部分を含んでいてもよい。上記（１）および（２）の要件を満足する限り、任意の適切な平面形状を有する音導部４０が採用され得ることはいうまでもない。
さらに、上記（１）および（２）の要件を満足する音導部４０によれば、風切り音等が発生せず、音質が低下することもない。
（実施形態２）
図６〜図８を参照して、本発明の別の実施形態を説明する。図６は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図７は、図６のスピーカシステムのVII-VII線による断面図であり；そして、図８は、図６のスピーカシステムのVIII-VIII線による断面図である。本実施形態においては、２つのスピーカユニットを対向させる代わりに、スピーカユニットと音響負荷部を設けた壁体とを対向させている。なお、実施形態１と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。
スピーカシステム２００は、スピーカユニット１１が取り付けられた箱体１０と、音響負荷部５１が設けられた壁体５０と、中間部材３０とを有する。箱体１０および壁体５０は、スピーカユニットと音響負荷部５１の最突出部とが所定の距離Ｌ’だけ離間して対向するようにして、中間部材３０を介して組み立てられている。
距離Ｌ’は、スピーカユニットの寸法等に応じて適宜変化し得る。例えば、口径１３ｃｍのスピーカユニットを用いる場合には、距離Ｌ’の好ましい範囲は２〜３６ｍｍであり、Ｌ’の最適値は１８ｍｍである。距離Ｌ’がこの範囲より小さいとスピーカユニットと音響負荷部とが接触してしまう場合がある。距離Ｌ’がこの範囲より大きいとｆ０の低下（すなわち、低音再生帯域の拡大）が不十分である場合がある。
壁体５０は、スピーカユニット１１に対向する部分に音響負荷部５１を有する。スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、低音再生帯域の拡大に寄与するような音導部４０が実現され得る限りにおいて、任意の適切な音響負荷部５１が採用され得る。図７においては、音響負荷部５１は椀状凸部である。
あるいは、音響負荷部５１は、図９に示すように、スピーカユニット１１の振動板１２に対して均等な間隙を形成するような断面台形状凸部であり得；図１０に示すように、所定の高さと幅を有するリング状凸部（例えば、１３ｃｍユニットに対しては、高さ１０ｍｍ、リング幅１５ｍｍ）であり得；図１１に示すように、リング状凸部と椀状凹部との組み合わせであり得る。図７および図９のような単に突出しただけの音響負荷部に比べて、図１０および図１１のような凹凸を有する音響負荷部の方がｆ０低減効果（すなわち、低音再生帯域拡大効果）がさらに顕著である。
（実施形態３）
図１２〜図１５を参照して、本発明のさらに別の実施形態を説明する。図１２は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図１３は、図１２のスピーカシステムのXIII-XIII線による断面図であり；そして、図１４は、図１２のスピーカシステムのXIV-XIV線による断面図である。図１５は、図１４の改変例を説明するための概略断面図である。なお、実施形態１または２と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。
このスピーカシステム３００は、スピーカユニット１１が取り付けられた箱体１０と、スピーカユニット２１が取り付けられた箱体２０と、中間部材３０とを有する。箱体１０および２０は、スピーカユニット１１および２１が互いに対向するようにして、中間部材３０を介して組み立てられている。
中間部材３０のうち音導部４０を規定する部分（以下、規定部分３１という）の少なくとも一部は、圧力吸収特性を有する材料（圧力吸収材料）から構成されている。ここで、「規定部分３１の少なくとも一部が圧力吸収材料から構成されている」とは、音導部４０を規定する中間部材の壁面の少なくとも一部に圧力吸収材料が存在することをいう。例えば、（ｉ）中間部材３０のエンクロージャーを構成する部分（剛体部分）と同じ材料で一体的に規定部分３１を構成し、当該剛体規定部分の表面の所定の位置に圧力吸収材料を貼りつけてもよく、あるいは（ｉｉ）圧力吸収材料自体によって規定部分を構成してもよい（すなわち、中間部材内部全部または所定の一部に、所定の形状の規定部分３１を規定するようにして圧力吸収材料を充填してもよい）。図１４は、圧力吸収材料を中間部材内部全部に充填する場合に例示し、図１５は、中間部材内部の所定の位置に圧力吸収材料を配する場合（すなわち、エンクロージャー内壁と規定部分との間に空気部分６０を設ける場合）を例示している。
圧力吸収材料の配設位置および厚み等は、目的に応じて変化し得る。上記のように、圧力吸収材料の厚みは、中間部材内部全部を充填するような分厚いものであってもよく、剛体で構成された規定部分に貼りつけるような薄いものであってもよい。より具体的には、圧力吸収材料の厚みは、１〜１００ｍｍである。圧力吸収材料は、音道４２に対応する部分のみに配設されてもよく、音源空間４１から音道４２に至る部分に対応する部分に配設されてもよい。圧力吸収材料の配設位置および厚み等を適切に選択することにより、得られるスピーカシステムの低音再生能力、出力特性、ノイズ、風切り音等を制御することができる。例えば、図１５に示すような構成（すなわち、エンクロージャー内壁と規定部分との間に空気部分６０を設ける構成）によれば、人間の耳に最も敏感な帯域（２〜５ｋＨｚ）のノイズを低減させることができる。
ここで、圧力吸収材料とは、小入力時（空気の流速が遅いとき、すなわち、音導部の圧力変化が小さいとき）には剛体と同様に機能し、大入力時（空気の流速が速いとき、すなわち、音導部の圧力変化が大きいとき）には軟質材料と同様に機能する材料をいう。代表的な圧力吸収材料としては、いわゆる緩衝材料が挙げられる。圧力吸収材料は吸音性である必要はないが、吸音性を有していてもよい。吸音力が音質向上の効果をもたらす代表的な場合としては、当該材料が有する吸音率の周波数特性が不要な雑音（例えば、風切り音）の帯域において高い場合である。このような圧力吸収材料の具体例としては、発泡ウレタン、発泡ゴム、発泡ポリエチレンが挙げられる。発泡ウレタンが好ましい。発泡ウレタンを用いる場合には、その発泡倍率は、好ましくは２〜８０倍である。圧力吸収材料を規定部分３１に用いることにより、大入力時にスピーカ前面部が過圧になるのを緩和するので大入力時にも特性を乱すことなく応答の速い低音が得られる。さらに、高域において高い吸音性を有する材料を用いる場合には、風切り音の発生（特に、大入力時における風切り音の発生）を特に良好に防止することができる。
好ましくは、圧力調整部３２が、音導部４０を規定する壁面の少なくとも一部に設けられている。圧力調整部３２は、音導部４０の壁面全面に設けてもよい。圧力調整部３２は、目的に応じて、壁面の任意の適切な位置に配設され得る。例えば、圧力調整部３２は、音道４２の壁面全面に配設されてもよく、音道４２の片側の壁面のみに配設されてもよく、音源空間４１から音道４２に至る壁面に配設されてもよい。好ましくは、圧力調整部３２は、表面処理された音響材料から構成される。ここで、表面処理された音響材料とは、上記圧力吸収材料と同様の機能を有し、さらに、圧力吸収材料に比べて平滑な表面性状を有する材料をいう。平滑な表面性状を有することにより、空気の流動抵抗を低減することが可能となるので、大入力時または小入力時にかかわらず空気の流れをスムーズにすることができ、その結果、得られるスピーカの音質を顕著に向上させることができる。表面処理された音響材料の代表例としては、フェルト、軟質フィルムが挙げられる。表面処理された音響材料は吸音性である必要はないが、吸音性を有していてもよい。代表的には、圧力調整部３２は、表面処理された音響材料を規定部分３１に貼り付けることにより配設される。このような圧力調整部３２を設けることにより、上記の効果に加えて、低域におけるエネルギーロスが顕著に抑えられる。圧力吸収材料（例えば、発泡ウレタン）が低減において有するわずかな吸音力を、音響材料と組み合わせて使用することによりほぼゼロにすることができるので、低域におけるエネルギーロスがさらに抑えられるからである。従って、目的に応じて、圧力吸収材料と音響材料とを適宜組み合わせて用いるのが好ましい。
本実施形態においては、音道４２の最も狭い部分の幅が音源空間４１と音道４２との接続部４４の幅よりも狭ければ十分である。規定部分３１に圧力吸収材料を用いることにより、音道４２の壁面に沿った音波の伝播速度が異なるようになるので、音道が非対称な平面形状を有する場合と同様の効果が得られるからである。従って、音道の平面形状は、音波導出方向の軸４６に対して対称であっても非対称であってもよい（図１４は、対称である場合を例示している）。また、音道４２の最も狭い部分は、図３に示すような中間部４３であってもよく、図１４に示すような出口部４５であってもよい。言いかえれば、音道４２は、図３に示される中間部４３を規定するようなくびれた平面形状を有していてもよく、図１４に示すように接続部４４から出口部４５にかけて幅が単調減少するような（すなわち、中間部４３が規定されないような）平面形状を有していてもよい。なお、接続部４４から出口部４５にかけて幅が単調減少するような平面形状を有する音道４２を規定できることが、本実施形態の特徴の一つである。このこともまた、規定部分３１に圧力吸収材料を用いることに起因するものである。すなわち、規定部分３１に圧力吸収材料を用いることにより、音道の実質的な長さが一義的に決定できなくなるため、音道４２の長さによって決まる定在波の基本波共振の鋭さを抑えることができるからである。音道４２の最も狭い部分（すなわち、中間部４３または出口部４５）の幅Ｗ3と接続部４４の幅Ｗ4の比率（Ｗ4／Ｗ3）×１００は、１２０％〜１８０％、好ましくは約１５０％である。
好ましくは、音道４２の容積は、振動板の変位体積に対して約１〜２倍である。このような範囲の容積で音道４２を形成することにより、空気の非線形性の影響を受けることが少なく、かつ、コーン紙等の音圧による変形が防止されるので、大入力時にも特性を乱すことなく応答の速い低音が得られる。
出口部４５の面積は、スピーカユニットの振動板面積の好ましくは１／１０以下、さら好ましくは１／２０〜１／１０の範囲である。面積比が１／２０より小さい場合には、音圧が不十分となる場合がある。面積比が１／１０より大きい場合には、空気の移動速度が小さくなるので、応答の速い低音が得られない場合が多い。このような出口部面積（すなわち、スピーカシステムの開口部面積）は、従来の小型低音再生用スピーカに比べて格段に小さいので、応答の速い低音が得られ、かつ製品設計上も非常に有利である。
本実施形態によるスピーカシステムのｆ０もまた、スピーカユニット１１または２１を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合のｆ０と比較して２０％以上、好ましくは３０％以上低くなっている。
（実施形態４）
図１６〜図１８を参照して、本発明のさらに別の実施形態を説明する。図１６は、本実施形態によるスピーカシステムの正面図であり；図１７は、図１６のスピーカシステムのXVII-XVII線による断面図であり；そして、図１８は、図１６のスピーカシステムのXVIII-XVIII線による断面図である。本実施形態においては、実施形態２と同様に、２つのスピーカユニットを対向させる代わりにスピーカユニットと音響負荷部を設けた壁体とを対向させている。なお、本実施形態は、音道４２が音波導出方向の軸に対して非対称な平面形状である場合を示している。実施形態１〜３と同一の機能を有する部材は同一の符号で表し、詳細な説明は省略する。
スピーカシステム４００は、スピーカユニット１１が取り付けられた箱体１０と、音響負荷部５１が設けられた壁体５０と、中間部材３０とを有する。箱体１０および壁体５０は、スピーカユニットと音響負荷部５１の最突出部とが所定の距離Ｌ’だけ離間して対向するようにして、中間部材３０を介して組み立てられている。距離Ｌ’については、実施形態２で説明したとおりである。音響負荷部５１についても、実施形態２で説明したとおり、任意の適切な音響負荷部５１が採用され得る（例えば、図１８だけでなく図９〜図１１に示すような音響負荷部５１が採用され得る）。
本実施形態によるスピーカシステムのｆ０もまた、スピーカユニット１１を同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間に放射した場合のｆ０と比較して２０％以上、好ましくは３０％以上低くなっている。
（実施形態５）
本発明のさらに別の実施形態によれば、スピーカユニット１１が取り付けられた箱体１０と、音響負荷部５１が設けられた壁体５０と、中間部材３０とを有するスピーカシステムを、スピーカユニットが対向するように（すなわち、音響負荷部５１の背面同士が対向するように）重ね合わせて用いてもよい。この場合、音響負荷部５１は、同一であってもよく異なっていてもよい。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。
（実施例１）
同一仕様の１０ｃｍスピーカユニットを２つ作製し、それぞれを２リッター密閉箱（124mm×217mm×115mm）に取り付けた。ユニットが１８ｍｍ離れて互いに対向するようにして、これらの密閉箱を中間部材を介して組み立て、図１〜図３に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが１８ｍｍ、出口部の幅が６０ｍｍ、中間部（最も狭い部分）の幅が４０ｍｍ、そして音道の長さが５０ｍｍとなるような形状を有する中間部材を用いた。次に、スピーカシステムを実際に動作させ、ｆ０を測定した。
一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、ｆ０を測定した。
その結果、本発明のスピーカシステムのｆ０は６２Ｈｚであり、ユニット単独のｆ０は９０Ｈｚであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ユニット単独に比べてｆ０が約３１％低くなっていることがわかった。
さらに、音導部の空間の高さをそれぞれ３６ｍｍおよび５４ｍｍとしたこと以外は上記と同様にしてスピーカシステムを作製し、ｆ０を測定した。その結果、３６ｍｍスピーカシステムのｆ０は７２Ｈｚ（ユニット単独に比べて約２０％低い）であり、５４ｍｍスピーカシステムのｆ０は７８Ｈｚ（ユニット単独に比べて約１３％低い）であった。このことから、ユニット同士を接触せず、かつ、できるだけ近接させるのが好ましいことがわかる。
（実施例２）
１３ｃｍスピーカユニットを作製し、３リッター密閉箱（150mm×210mm×150mm）に取り付けた。ユニットが壁体から１８ｍｍ離れて対向するようにして、密閉箱と壁体とを中間部材を介して組み立て、図６〜図８に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが１８ｍｍ、出口部の幅が９０ｍｍ、中間部（最も狭い部分）の幅が６０ｍｍ、そして音道の長さが７５ｍｍとなるような形状を有する中間部材を用いた。次に、スピーカシステムを実際に動作させ、ｆ０を測定した。
一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、ｆ０を測定した。
その結果、本発明のスピーカシステムのｆ０は９５Ｈｚであり、ユニット単独のｆ０は１２６Ｈｚであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ユニット単独に比べてｆ０が約２５％低くなっていることがわかった。
（実施例３）
実施例２と同様にして、図９に示すような音響負荷部を有するスピーカシステムを作製し、実施例２と同様の試験を供した。その結果、ｆ０は９２Ｈｚであり、ユニット単独に比べてｆ０が約２７％低くなっていることがわかった。
（実施例４）
実施例２と同様にして、図１０に示すような音響負荷部を有するスピーカシステムを作製し、実施例２と同様の試験に供した。その結果、ｆ０は８４Ｈｚであり、ユニット単独に比べてｆ０が約３３％低くなっていることがわかった。
（実施例５）
本発明のスピーカシステムを用いられる音導部（例えば、図３に示すような音導部）の音波伝播特性を、従来の音響管の音波伝播特性と比較した。具体的には、実施例１で作製したユニット付き密閉箱に、実施例１で用いた中間部材を介して平板を取り付け、実施例１と同様の音導部を形成した。この音導部に微粉を敷き詰め、低周波（６０Ｈｚ）のサイン波でユニットを駆動し、粉の移動の様子（すなわち、空気の疎密の様子）を観察した。観察結果の写真を図１９に示す。
一方、断面矩形状（すなわち、直方体状）の音響管（剛体、幅４０ｍｍおよび幅２０ｍｍ）について、それぞれ同様の試験を行った。観察結果の写真を図２０および図２１に示す。
さらに、中間部分が幅狭の形状を有する従来の音響管についても同様の試験を行った。観察結果の写真を図２２に示す。
図１９〜図２２を比較すると明らかなように、本発明に用いられる音導部においては、移動した粉によって形成される縞（節）の数が、従来の音響管において形成される縞（節）の数より小さい。さらに、本発明に用いられる音導部によれば、出口部の粉の移動が広範囲である。この結果は、本発明に用いられる音導部によれば、空気をより大きな塊としてより大きな力で放射することが可能となり、低音の再生帯域が拡大され得ることを示している。
（実施例６）
実施例１のスピーカシステムに６０Ｈｚサイン波１０波（２Ｖおよび６Ｖ）を入力し、放射される音圧をマイクロフォンで受けて、伝達関数を測定した。一方、図２２に示すような音道を形成したこと以外は上記と同様にしてスピーカシステムを作製し、伝達関数を測定した。入力が２Ｖである場合の結果を図２３に、入力が６Ｖである場合の結果を図２４に示す。
図２３および図２４から明らかなように、２Ｖ入力の場合は両者に顕著な差異は認められないが、６Ｖ入力の場合には、実施例１のスピーカーシステムにおける振動板前方の圧力変化が顕著に大きい。従って、実施例１のスピーカーシステムによれば、出口部から空気の塊を低周波で放射することが可能となることがわかる。その結果、超低減成分が強調され、高い臨場感が実現され得ることがわかる。
（実施例７）
音響負荷部の最突出部とスピーカユニットの距離を変化させて、実施例２と同様にしてスピーカシステムを作製し、ｆ０を測定した。比較のため、本実施例で用いたスピーカユニット単独でのｆ０を測定した。測定値、およびユニット単独でのｆ０に対する本発明のスピーカシステムのｆ０低下率を下記表１に示す。
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表１から明らかなように、音響負荷部の最突出部とスピーカユニットとが接触せず、かつ、できるだけ近接するのが好ましい。
（実施例８）
１３ｃｍスピーカユニットを作製し、３リッター密閉箱（150W×210D×140H）に取り付けた。ユニットが壁体から１８ｍｍ離れて対向するようにして、密閉箱と壁体とを中間部材を介して組み立て、図１４および図７に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが１８ｍｍ、出口部の幅が２６ｍｍ、接続部の幅が６０ｍｍ、そして音道の長さが７１ｍｍとなるような形状を有する中間部材を用いた。中間部材のエンクロージャーを構成する部分についてはＭＤＦ（マイクロデンシティファイバーボード、剛体）を用い、音導部（音源空間から音道に至る壁面）を規定する部分については発泡ウレタンを用いた。発泡ウレタンは、中間部材内部全部に充填した。さらに、音導部を規定する部分にフェルトを貼り付けた。
得られたスピーカシステムについて、１Ｖ（0.25Ｗ）負荷および２Ｖ（１Ｗ）負荷の場合に関して、通常の方法で伝達関数を測定した。結果を図２５に示す。さらに、２Ｖ負荷時に発生する風切り音を通常の方法で測定した。結果を、後述の比較例１の結果と併せて図２６に示す。
加えて、得られたスピーカシステムのｆ０を通常の方法で測定した。一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、ｆ０を測定した。その結果、本発明のスピーカシステムのｆ０は５８Ｈｚであり、ユニット単独のｆ０は１０１Ｈｚであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ユニット単独に比べてｆ０が約４３％低くなっていることがわかった。すなわち、本実施例によれば、従来の小型スピーカに比べて低音の再生帯域が顕著に拡大されていることがわかる。
（比較例１）
ＭＤＦのみからなる中間部材を用いたこと以外は実施例８と同様にして、スピーカシステムを作製した。得られたスピーカシステムについて、実施例８と同様にして伝達関数を測定した。結果を図２７に示す。さらに、実施例８と同様にして風切り音を測定した。結果を図２６に示す。
図２５と図２７とを比較すると明らかなように、実施例８のスピーカシステムは、比較例１のスピーカシステムに比べて入力の違いによる特性の乱れが少ないことがわかる。さらに、図２６から明らかなように、規定部分が圧力吸収材料で構成された実施例８のスピーカシステムは、比較例１のスピーカシステムに比べて、高域で発生する風切り音が格段に少ないことがわかる。
（実施例９）
同一仕様の１０ｃｍスピーカユニットを２つ作製し、それぞれを２リッター密閉箱（124W×218D×115H）に取り付けた。ユニットが１８ｍｍ離れて互いに対向するようにして、これらの密閉箱を中間部材を介して組み立て、図１２〜図１４に示すようなスピーカシステムを作製した。ここで、音導部の空間の高さが１８ｍｍ、出口部の幅が２６ｍｍ、接続部の幅が６０ｍｍ、そして音道の長さが７１ｍｍとなるような形状を有する中間部材を用いた。音源空間から音道に至る壁面を測定する部分については、発泡ウレタンを用いた。さらに、当該部分にフェルトを貼り付けた。
加えて、得られたスピーカシステムのｆ０を通常の方法で測定した。一方、密閉箱に取り付けたスピーカユニットを単独で動作させ、ｆ０を測定した。その結果、本発明のスピーカシステムのｆ０は５７Ｈｚであり、ユニット単独のｆ０は９０Ｈｚであった。従って、本発明のスピーカシステムは、ユニット単独に比べてｆ０が約３７％低くなっていることがわかった。すなわち、本実施例によれば、従来の小型スピーカに比べて低音の再生帯域が顕著に拡大されていることがわかる。
（比較例２）
ＭＤＦのみからなる中間部材を用いたこと以外は実施例９と同様にして、スピーカシステムを作製した。得られたスピーカシステムについて、実施例８と同様にして伝達関数を測定した。
実施例９と比較例２とを比較すると、実施例８および比較例１を比較した場合と同様に、規定部分が圧力吸収材料で構成された実施例９のスピーカシステムは、入力の違いによる特性の乱れが少なく、かつ、高域で発生する風切り音が格段に少ないことがわかった。
（実施例１０）
図１５に示すような空気部分を備えたこと以外は実施例８と同様にしてスピーカシステムを作製した。このスピーカシステムに６４Ｈｚのサイン波を入力した場合におけるスピーカシステム前面の周波数特性を測定した。結果を図２８に示す。なお、参考として、実施例８のスピーカシステムについて同様の評価を行った。結果を併せて図２８に示す。
図２８から明らかなように、空気部分を設けることにより、人間の耳に最も敏感な２〜５ｋＨｚのノイズがさらに低減されていることがわかる（なお、実施例８のノイズレベルも十分に満足し得るものである）。
以上のように、本発明によれば、スピーカユニットを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べてきわめて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、音源空間から放射される圧力変化を効率よく自由空間へと導出するような形状を有する音導部分を形成することにより、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムが得られる。
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、上記音導部分を規定する壁を圧力吸収材料（例えば、発泡ウレタン）から構成することにより、さらに優れた低音域再生能力を有するスピーカシステムが得られる。
加えて、本発明のスピーカシステムによれば、入力が違っても特性が乱れることがなく、かつ、風切り音の発生が顕著に抑制される。
産業上の利用可能性
本発明のスピーカシステムは、小型低音スピーカとして広範囲に利用可能である。
本発明の範囲および精神を逸脱することなく、他の多くの改変が当業者に明らかであり、かつ、当業者によって容易になされ得る。従って、添付のクレームの範囲は本明細書の記載に限定されることを意図しているのではなく、広く解釈されるべきものである。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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