(57)【要約】【課題】  バスレフポートのような管体から発生する異音を低減するための技術的手段を提供する。【解決手段】  バスレフポート２０は、その内壁の管軸方向に沿った複数の位置に各々管軸を中心としたリング状をなす突起２７Ａ〜２７Ｄを有する。突起２７Ａは、フレア部２４におけるストレート部２２との境界近傍に設けられ、突起２７Ｃは、フレア部２５におけるストレート部２２との境界近傍に設けられている。突起２７Ｂは、フレア部２４側の開口端２８の近傍に設けられ、突起２７Ｄは、フレア部２５側の開口端２９の近傍に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流路をなす管体であって、当該管体の内壁により囲まれた空間の面積が当該管体の開口端に近づくに従って徐々に広がり、当該管体の内壁に当該管体の内周に亙る突起または窪みを有することを特徴とする管体。
【請求項２】
前記管体の内壁の曲率が一定である部分と前記管体の内壁の曲率が変化する部分の境界近傍に前記突起または窪みを有することを特徴とする請求項１に記載の管体。
【請求項３】
前記管体の開口端近傍に前記突起または窪みを有することを特徴とする請求項１または２に記載の管体。
【請求項４】
開口部を有する筐体と、
前記筐体の内側に配置され、両端が開口し、一方の開口端が前記筐体の開口部に固定されて前記筐体の内外の気体の流路をなす管体であって、当該管体の内壁により囲まれた空間の面積が当該管体の開口端に近づくに従って徐々に広がり、当該管体の内壁に当該管体の内周に亙る突起または窪みを有する管体と、
を具備することを特徴とする音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管体およびバスレフスピーカ等の音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカユニットの背面からの音を積極的に利用して低音を増強するバスレフスピーカ等の音響装置がある（例えば特許文献１）。バスレフスピーカ等の音響装置は、その音響装置のエンクロージャ（筐体）にスピーカユニットとバスレフポートとを備えている。バスレフポートは、両端が開口しており、音響装置のエンクロージャに設けられた開口部に一開口端が固定された管体により構成される。この音響装置では、エンクロージャの外部の気体がバスレフポートを介してエンクロージャの内部に吸引され、エンクロージャの内部の気体がバスレフポートを介してエンクロージャの外部に吐出される。
【０００３】
図４は、従来のバスレフポートを有する音響装置のバスレフポート部分の構成を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、従来のバスレフポート２００の断面形状は、バスレフポート２００の一端から他端にかけて一定であり、バスレフポート２００の内壁は、バッフル面と直交している。この形状のバスレフポート２００を有する音響装置では、バスレフポート２００における気体の吸引および吐出に起因する異音（いわゆる風切り音）がバスレフポート２００から発生していた。そこで、従来では、図４（ｂ）に示すように、バスレフポート２１０の両端近傍の形状を、バスレフポート２１０を介した気体の流路、すなわち、バスレフポート２１０の内壁により囲まれた空間がバスレフポート２１０の中央側から両端に進むに従って放射状に徐々に広がるフレア形状とすることで、バスレフポート２１０から発生する異音を低減していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６１１０９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「Bowers&Wilkins」、［online］、［平成２５年３月１４日検索］、インターネット＜URL:http://www.bowers-wilkins.jp/Discover/Discover/Technologies/flowport.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バスレフポートの両端近傍の形状をフレア形状としてもバスレフポートから発生する異音を十分に低減できなかった。このため、バスレフポートの両端近傍の形状をフレア形状としつつさらに加工を施すことにより、バスレフポートから発生する異音のさらなる低減が試みられている。例えば、フレア形状としている部分の内壁にゴルフボールのディンプル加工のように複数の小さな窪みを施すなどである（非特許文献１）。しかし、このようなディンプル加工を施したバスレフポートは、金型でバスレフポートを成形する際の制約によりバスレフポートの端から中央方向に行くに従いディンプルが浅くなり効果が減少する、等の問題がある。
【０００７】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、バスレフポートのような管体から発生する異音を低減するための技術的手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、気体の流路をなす管体であって、当該管体の内壁により囲まれた空間の面積が当該管体の開口端に近づくに従って徐々に広がり、当該管体の内壁に当該管体の内周に亙る突起または窪みを有することを特徴とする管体を提供する。
【０００９】
この発明によれば、管体の内壁に管体の内周に亙る突起または窪みを設け、管体内における気体の流れに小さな乱れを発生させて管体の開口端における大きな気体の流れの乱れの発生を抑制することにより、管体内外に気体が流れるときに管体から発生する異音を低減することができる。
【００１０】
好ましい態様において、開口部を有する筐体と、前記筐体の内側に配置され、両端が開口し、一方の開口端が前記筐体の開口部に固定されて前記筐体の内外の気体の流路をなす管体であって、当該管体の内壁により囲まれた空間の面積が当該管体の開口端に近づくに従って徐々に広がり、当該管体の内壁に当該管体の内周に亙る突起または窪みを有する管体と、を具備することを特徴とする音響装置を提供する。
【００１１】
この態様によれば、管体の内壁に管体の内周に亙る突起または窪みを設けた管体を筐体に固定し、管体内における気体の流れに小さな乱れを発生させて管体の開口端における大きな気体の流れの乱れの発生を抑制することにより、管体を介して筐体内外に気体が流れるときに管体から発生する異音を低減することができる。
【００１２】
なお、管体の内壁にゴルフボールのディンプル加工のような複数の小さな窪みを設ける技術は、管体の内壁近傍における境界層（気体の流速が変化している領域）を薄くして管体内の気体の流れの乱れを抑制するものである。これに対して、本発明は、管体内における気体の流れに小さな乱れを発生させて管体の開口端における大きな気体の流れの乱れの発生を抑制する技術であるため、管体の内壁にゴルフボールのディンプル加工のような複数の小さな窪みを設ける技術とは、全く異なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施形態である音響装置１の構成を示す断面図である。
【図２】従来のバスレフポートについて気体の流れの乱れの大きさをシミュレートした結果を示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態である音響装置１Ａの構成を示す断面図である。
【図４】従来の音響装置のバスレフポート部分の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態による音響装置１の構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態による音響装置１は、エンクロージャ１０、スピーカユニットＳＰおよびバスレフポート２０を有している。そして、バスレフポート２０およびエンクロージャ１０は、音響装置１の出力特性において音圧がフラットな帯域の下限周波数付近に共鳴周波数を有するヘルムホルツ共鳴器を構成している。
【００１５】
エンクロージャ１０は、６枚の面により囲まれた直方体であり、エンクロージャ１０を囲む６面のうちバッフル面として機能する前面１１には、２個の開口部１８および１９が設けられている。そして、開口部１８にはスピーカユニットＳＰが設けられている。
【００１６】
バスレフポート２０は、中空の略円筒形状の管体であり、断面積（バスレフポート２０の内壁により囲まれた空間の面積）が管軸方向に一定であるストレート部２２と、その両端側のフレア部２４および２５とに区分することができる。バスレフポート２０のフレア部２５側の開口端は、バッフル面として機能する前面１１の開口部１９に固定されている。また、フレア部２４および２５は、ストレート部２２との境界から先端に向かうに従って断面積（バスレフポート２０の内壁により囲まれた空間の面積）が徐々に広がるフレア形状をなしている。
【００１７】
バスレフポート２０は、その内壁の管軸方向に沿った複数の位置に各々管軸を中心としたリング状をなす突起２７Ａ〜２７Ｄを有する。突起２７Ａは、バスレフポート２０のフレア部２４におけるストレート部２２との境界近傍（すなわち、バスレフポート２０の内壁の曲率が一定である部分と曲率が変化する部分の境界近傍）に設けられており、突起２７Ｃは、バスレフポート２０のフレア部２５におけるストレート部２２との境界近傍に設けられている。また、突起２７Ｂは、バスレフポート２０のフレア部２４側の開口端２８近傍に設けられており、突起２７Ｄは、バスレフポート２０のフレア部２５側の開口端２９近傍に設けられている。また、突起２７Ａ〜２７Ｄの寸法は、バスレフポート２０の寸法毎に個別にシミュレーション等により決定される。なお、以降、突起２７Ａ〜２７Ｄを区別しないときは単に突起２７という。
以上が、音響装置１の構成である。
【００１８】
図２は、従来のバスレフポートについて気体の流れの乱れ（渦）の大きさをシミュレートした結果を示す縦断面図である。図２に示すシミュレーション結果によると、バスレフポートの外側端（エンクロージャの外部に面している開口端）の近傍では、気体の流れの乱れ（渦）が広い範囲において発生している一方、バスレフポートの内側端（エンクロージャの内部に位置する開口端）では、気体の流れの乱れ（渦）が狭い範囲において（局所的に）発生している。気体の流れの乱れ（渦）が狭い範囲において発生している領域では、同時刻に略同位置にほぼ位相が揃った気体の流れの乱れ（渦）が発生するため、この領域全体として気体の流れの乱れ（渦）の大きさ（強さ）が大きくなっている。これにより、バスレフポートの管共鳴が強く励振され、その結果、バスレフポートから大きな異音が発生する。従って、気体の流れの乱れ（渦）が局所的に発生するのを防止することができれば、バスレフポートの管共鳴の励振が抑制され、結果として、異音を低減することができる。そこで、本実施形態による音響装置１では、バスレフポート２０の内壁の管軸方向に沿った複数の位置に各々管軸を中心としたリング状をなす突起２７を設けた。
【００１９】
本実施形態による音響装置１のスピーカユニットＳＰに駆動信号を供給してスピーカユニットＳＰを動作させると、スピーカユニットＳＰの背面の気体が振動し、バスレフポート２０を介してエンクロージャ１０の内外に気体が移動する。バスレフポート２０内の気体がフレア部２４を通過して開口端２８からバスレフポート２０の外（エンクロージャ１０の内部）へ移動する場合、バスレフポート２０の内壁近傍の気体は、その内壁に沿って移動しフレア部２４におけるストレート部２２との境界近傍に位置する突起２７Ａに当たる。突起２７Ａに当たった気体は、その流れの方向を突起２７Ａの頂部方向に変化させられる。このため、突起２７Ａ近傍において、気体の流れに小さな（弱い）乱れ（渦）が生じる。また、突起２７Ａと開口端２８近傍に位置する突起２７Ｂとの間における内壁近傍の気体は、その内壁に沿って開口端２８に向かって移動し突起２７Ｂに当たる。突起２７Ｂに当たった気体は、その流れの方向を突起２７Ｂの頂部方向に変化させられる。このため、突起２７Ｂ近傍において、気体の流れに小さな（弱い）乱れ（渦）が生じる。このように、フレア部２４を通過する気体の流れは、突起２７Ａおよび２７Ｂにより徐々に乱されるため、フレア部２４側の開口端２８では、気体の流れの乱れ（渦）の大きさ（強さ）が大きな局所的な乱れ（渦）の発生が抑制される。
【００２０】
また、バスレフポート２０内の気体がフレア部２５を通過して開口端２９からバスレフポート２０の外（エンクロージャ１０の外部）へ移動する場合、バスレフポート２０の内壁近傍の気体は、その内壁に沿って移動しフレア部２５におけるストレート部２２との境界近傍に位置する突起２７Ｃに当たる。突起２７Ｃに当たった気体は、その流れの方向を突起２７Ｃの頂部方向に変化させられる。このため、突起２７Ｃ近傍において、気体の流れに小さな（弱い）乱れ（渦）が生じる。また、突起２７Ｃと開口端２９近傍に位置する突起２７Ｄとの間における内壁近傍の気体は、その内壁に沿って開口端２９に向かって移動し突起２７Ｄに当たる。突起２７Ｄに当たった気体は、その流れの方向を突起２７Ｄの頂部方向に変化させられる。このため、突起２７Ｄ近傍において、気体の流れに小さな（弱い）乱れ（渦）が生じる。このように、フレア部２５を通過する気体の流れは、突起２７Ｃおよび２７Ｄにより徐々に乱されるため、フレア部２５側の開口端２９では、気体の流れの乱れ（渦）の大きさ（強さ）が大きな局所的な乱れ（渦）の発生が抑制される。
【００２１】
このように、本実施形態による音響装置１では、バスレフポート２０の内壁の管軸方向に沿った複数の位置に各々管軸を中心としたリング状をなす突起２７を設けて当該突起２７近傍において気体の流れに意図的に小さな（弱い）乱れ（渦）を発生させることにより、バスレフポート２０の開口端２８および２９において気体の流れの乱れ（渦）の大きさ（強さ）が大きな局所的な乱れ（渦）の発生を抑制することができる。これにより、バスレフポート２０における気体の吸引および吐出に起因する異音の発生を低減することができる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
図３は、この発明の第２実施形態による音響装置１Ａの構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態による音響装置１Ａは、バスレフポート２０に代えてバスレフポート２０Ａとした点において第１実施形態による音響装置１と異なる（図１参照）。
【００２３】
バスレフポート２０Ａは、第１実施形態によるバスレフポート２０における突起２７Ａ〜２７Ｄを窪み３７Ａ〜３７Ｄに代えたものである。より詳細に説明すると、バスレフポート２０Ａは、その内壁の管軸方向に沿った複数の位置に各々管軸を中心としたリング状をなす窪み３７Ａ〜３７Ｄを有する。窪み３７Ａは、フレア部２４Ａにおけるストレート部２２Ａとの境界近傍に設けられており、窪み３７Ｃは、フレア部２５Ａにおけるストレート部２２Ａとの境界近傍に設けられている。また、窪み３７Ｂおよび窪み３７Ｄは、各々開口端２８Ａおよび開口端２９Ａの近傍に設けられている。また、窪み３７Ａ〜３７Ｄの寸法は、バスレフポート２０の寸法毎に個別にシミュレーション等により決定される。なお、以降、窪み３７Ａ〜３７Ｄを区別しないときは単に窪み３７という。
【００２４】
本実施形態によるバスレフポート２０Ａにおいても、第１実施形態によるバスレフポート２０と同様に、バスレフポート２０Ａ内の気体がフレア部２４Ａを通過して開口端２８Ａからバスレフポート２０Ａの外へ移動する場合、バスレフポート２０Ａの内壁近傍の気体は、窪み３７Ａおよび窪み３７Ｂにより流れの方向が変化させられ、窪み３７Ａおよび３７Ｂの各近傍において気体の流れに小さな乱れ（渦）が生じる。また、バスレフポート２０Ａ内の気体がフレア部２５Ａを通過して開口端２９Ａからバスレフポート２０Ａの外へ移動する場合、バスレフポート２０Ａの内壁近傍の気体は、窪み３７Ｃおよび窪み３７Ｄにより流れの方向が変化させられ、窪み３７Ｃおよび３７Ｄの各近傍において気体の流れに小さな乱れ（渦）が生じる。従って、開口端２８Ａおよび２９Ａにおいて、気体の流れの乱れ（渦）の大きさが大きな局所的な乱れ（渦）が抑制される。
【００２５】
本実施形態においても第１実施形態と同様な効果が得られる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１および第２実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００２７】
（１）上記各実施形態では、突起２７または窪み３７をバスレフポート２０（２０Ａ）の内壁におけるフレア部２４および２５（２４Ａおよび２５Ｂ）とストレート部２２（２２Ａ）との境界近傍および開口端２８および２９（２８Ａおよび２９Ａ）近傍に設けていた。しかし、突起２７または窪み３７を設ける位置はこれに限られず、バスレフポート２０（２０Ａ）の内壁における管軸に沿った他の位置に設けるようにしても良い。また、突起２７または窪み３７の個数を変更しても良いし、突起２７と窪み３７を組み合わせて設けても良い。要は、バスレフポート２０（２０Ａ）内で小さな乱れ（渦）を発生させ、開口端２８および２９（２８Ａおよび２９Ａ）において、気体の流れの乱れ（渦）の大きさが大きな局所的な乱れ（渦）が抑制されれば良いからである。
【００２８】
（２）エンクロージャ１０の内部に位置する開口端２８（２８Ａ）側の突起２７Ａおよび２７Ｂ（窪み３７Ａおよび３７Ｂ）は設けるが、エンクロージャ１０の外部に面する側の突起２７Ｃおよび２７Ｄ（窪み３７Ｃおよび３７Ｄ）は設けないというようにしても良い。少なくとも、エンクロージャ１０に固定されていない開口端２８（２８Ａ）側に突起２７または窪み３７を設けることにより、気体の流れの乱れ（渦）の大きさが大きな局所的な乱れ（渦）が発生しやすい開口端２８（２８Ａ）においてそれを抑制することができるからである。
【００２９】
（３）上記各実施形態において、バスレフポート２０（２０Ａ）の管軸は直線であったが、これに限られない。例えば、バスレフポート２０（２０Ａ）の中央付近において管軸が曲がっていても良い。
【００３０】
（４）上記各実施形態において、バスレフポート２０（２０Ａ）の開口端２８（２８Ａ）は、管軸に直交する面に接していた。しかし、例えば、エンクロージャ１０の内部に位置する開口端２８は、管軸に直交する面に対して傾けた面に接するようにしても良い。
【００３１】
（５）上記各実施形態において、突起２７または窪み３７はバスレフポート２０（２０Ａ）の管軸に直交する面でバスレフポート２０（２０Ａ）を切断したときの内壁に位置する管軸を中心としたリング状をなしていた。しかし、突起２７または窪み３７は、バスレフポート２０の管軸に直交する面に対して傾いた面でバスレフポート２０（２０Ａ）を切断したときの内壁に位置する管軸を中心とした楕円リング状をなしていても良い。また、突起２７または窪み３７を有する位置におけるバスレフポート２０（２０Ａ）の切断面（管軸に直交する面または管軸に直交する面に対して傾いた面）は、平面に限られず曲面であっても良い。すなわち、突起２７または窪み３７は、リング（楕円リング）の環軸が曲がっている形状（例えば、波付きリングのような形状）をなしていても良い。
【００３２】
（６）上記各実施形態において、バスレフポート２０（２０Ａ）における管軸に垂直な断面は円形であったが、バスレフポート２０（２０Ａ）は円形断面を有する構造に限られない。例えば、バスレフポート２０（２０Ａ）の断面形状を矩形としても良い。
【００３３】
（７）上記各実施形態において、バスレフポート２０（２０Ａ）は、ストレート部２２（２２Ａ）とフレア部２４および２５（２４Ａおよび２５Ａ）とに区分されていたが、ストレート部２２（２２Ａ）を設けずに中央から両端に向かうに従って断面積が連続的に大きくなるようにしても良い。
【００３４】
（８）本発明の技術的思想の特徴は、バスレフポート２０のように気体の流路となる管体から発生する異音を低減する手段にあり、その管体の内壁に気体の流れを意図的に乱すための構造体（具体的には内周に亙る突起または窪み）を設け、管体の開口端において気体の流れの乱れが大きくならないようにした点にある。このため、この発明は、例えば２輪車および４輪車などのマフラーや空調の吸気排気ダクトなどに応用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１，１Ａ…音響装置、１０…エンクロージャ、１１…前面、１８，１９…開口部、２０，２０Ａ…バスレフポート、２２，２２Ａ…ストレート部、２４，２４Ａ，２５，２５Ａ…フレア部、２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…突起、２８，２８Ａ，２９，２９Ａ…開口端、３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ…窪み、ＳＰ…スピーカユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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