(57)【要約】【課題】  音響管を利用してキャビネット内において発生する定在波を抑制するとともにキャビネットの振動を抑制する。【解決手段】  キャビネット１００の前面部Ｆの裏側にウーファ１０１を囲む正方形をなすように２個のＬ字状の音響管１２１および１２２を固定する。音響管１２１は、中空であり、抑圧対象である定在波の１／２波長の管長を有している。また、音響管１２１は、両端に開口部１２１ａおよび１２１ｂを有しており、開口部１２１ａは定在波の音圧の腹に位置し、開口部１２１ｂは音圧の節に位置する。音響管１２２も同様である。この音響装置では、キャビネット１００の天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に発生する定在波が音響管１２１および１２２により抑制される。また、キャビネット１００の前面部Ｆの振動が音響管１２１および１２２により抑制される。【選択図】図２５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の対向面に囲まれた空間を内包する筐体と、
前記空間内に位置する第１および第２の開口部を有し、前記筐体の内壁面のうち少なくとも１つの内壁面に外面が固定された音響管であって、前記空間に発生する定在波の略半波長の整数倍の管長を有し、前記第１の開口部が前記空間に発生する定在波の略腹の位置に配置された音響管と
を具備することを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記筐体内の一対の対向面に前記音響管が固定されたことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記第２の開口部が前記空間において発生する定在波の略節の位置に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項４】
前記一対の対向面の対向方向に前記定在波の略４分の１波長の奇数倍の長さだけ離れた各位置に前記第１および第２の開口部が位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の音響装置。
【請求項５】
前記第２の開口部が前記空間において発生する定在波の略腹の位置に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項６】
前記第１および第２の開口部の一方の開口部または両方の開口部の全部または一部が通気性吸音素材により覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管共鳴を利用して定在波を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響機器などにおける壁に囲まれた空間では、空間内に固有周波数の音波が放射された場合に、空間の壁面間の音波の往復により定在波が発生してその音響特性に悪影響を及ぼすことが知られている。特許文献１〜３には、音響機器の１つであるスピーカ内における定在波を抑制する技術の開示がある。特許文献１に開示されたスピーカ装置は、スピーカユニットと、これを内蔵したキャビネットと、キャビネットの内部に設けられたヘルムホルツ型共鳴器とを有する。このスピーカ装置では、キャビネット内において発生する定在波と同じ周波数でヘルムホルツ型共鳴器が共鳴するようにそのネック長Ｌ及びキャビティ容積Ｖが設計されている。このスピーカ装置によると、キャビネット内において定在波が発生した場合に、ヘルムホルツ型共鳴器が共鳴現象を発現し、この共鳴現象によって定在波が減衰する。特許文献２に開示されたスピーカ装置は、スピーカユニットと、これを内蔵するキャビネットと、開口端と閉塞端とを有する音響管（閉管）とを有する。このスピーカ装置の音響管は、キャビネット内において発生する定在波の最低共振モードの１／４倍の管長Ｌを有している。この音響管は、その開口端の位置がキャビネット内における定在波の音圧の腹（粒子速度の節）の位置に近くなるような姿勢でキャビネット内に収められている。このスピーカ装置では、キャビネット内において定在波（管長Ｌの４倍の波長を持った定在波）が発生した場合に、音響管内において共鳴波が発生する。この共鳴波は、音響管の開口端に音圧の節（粒子速度の腹）を有し、閉塞端に音圧の腹（粒子速度の節）を有するものとなる。よって、このスピーカ装置によると、キャビネット内における音圧分布の偏りが緩和され、キャビネット内の定在波が減衰する。特許文献３にも、特許文献２と同様の技術の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６０６４４７号公報
【特許文献２】特許第３７６３６８２号公報
【特許文献３】特開２００８−１３１１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スピーカ装置では、上述した定在波の他、スピーカ装置の筐体に発生する振動が音響特性に悪影響を及ぼす。この筐体の振動を抑制するために筐体の強度を増加させるための梁を筐体内に設ける方法が考えられる。しかし、このような方法を採用すると、梁と音響管が設けられることによって筐体の内部が混雑し、却って音響特性を悪化させるおそれがある。また、そのような筐体内部の構造が複雑なスピーカ装置は製造が困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、スピーカ装置の筐体内において発生する定在波を抑制するとともに筐体自体の振動を抑制する技術的手段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】
【０００６】
この発明は、少なくとも一対の対向面に囲まれた空間を内包する筐体と、前記空間内に位置する第１および第２の開口部を有し、前記筐体の内壁面のうち少なくとも１つの内壁面に外面が固定された音響管であって、前記空間に発生する定在波の略半波長の整数倍の管長を有し、前記第１の開口部が前記空間に発生する定在波の略腹の位置に配置された音響管とを具備することを特徴とする音響装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、空間に定在波が発生すると、この定在波と共存し得ない定在波が音響管内に発生するため、空間において発生する定在波が低減される。また、音響管の外面が筐体の内壁面のうち少なくとも１つの内壁面に固定されているので、音響管により筐体の振動が抑制される。
【０００８】
好ましい態様では、筐体内の一対の対向面に前記音響管が固定されている。
【０００９】
他の好ましい態様では、前記第２の開口部が前記空間において発生する定在波の略節の位置に配置されている。また、他の好ましい態様では、前記一対の対向面の対向方向に前記定在波の略４分の１波長の奇数倍の長さだけ離れた各位置に前記第１および第２の開口部が位置する。
【００１０】
他の好ましい態様では、前記第２の開口部が前記空間において発生する定在波の略腹の位置に配置されている。
【００１１】
他の好ましい態様では、前記第１および第２の開口部の一方の開口部または両方の開口部の全部または一部が通気性吸音素材により覆われている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態であるスピーカの正面図である。
【図２】同実施形態の第１の例であるスピーカの正面図である。
【図３】同スピーカの効果の第１の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図４】同スピーカ内における定在波と音響管の開口端との位置関係を示す図である。
【図５】同スピーカの音響管内における共鳴波の波形を示す図である。
【図６】同スピーカの効果の第２の検証の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図７】同スピーカの効果の第３の検証のために作成したバスレフ型スピーカの斜視図である。
【図８】同スピーカの効果の第３の検証の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図９】同スピーカの効果の第３の検証の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図１０】同スピーカの効果の第３の検証の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図１１】同実施形態の第２の例であるスピーカの正面図である。
【図１２】同スピーカの効果の検証結果である周波数応答を示す図である。
【図１３】同スピーカ内における定在波と音響管の開口端との位置関係を示す図である。
【図１４】同スピーカの音響管内における共鳴波の波形を示す図である。
【図１５】同実施形態の第３の例であるスピーカの正面図である。
【図１６】同スピーカの検証結果である周波数応答を示す図である。
【図１７】同実施形態の第４の例であるスピーカの正面図である。
【図１８】同スピーカの検証結果である周波数応答を示す図である。
【図１９】同スピーカの検証結果である周波数応答を示す図である。
【図２０】同スピーカの検証結果である周波数応答を示す図である。
【図２１】同実施形態の他の例であるスピーカの正面図である。
【図２２】この発明による音響装置において筐体内の空間に発生する定在波と音響管との関係を模式的にかつ網羅的に示す図である。
【図２３】スピーカの筐体における補強材の設置態様を例示する図である。
【図２４】補強材の設置の効果を示す図である。
【図２５】同実施形態における音響管の補強材としての設置態様の第１の例を示す図である。
【図２６】同実施形態における音響管の補強材としての設置態様の第２の例を示す図である。
【図２７】同第２の例の変形例を示す図である。
【図２８】同実施形態における音響管の補強材としての設置態様の第３の例を示す図である。
【図２９】同第３の例の変形例を示す図である。
【図３０】同実施形態における音響管の補強材としての設置態様の第４の例を示す図である。
【図３１】同第４の例の変形例を示す図である。
【図３２】同実施形態における音響管の補強材としての設置態様の他の例を示す図である。
【図３３】同実施形態における音響管の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
＜音響管の構成と音響特性＞
この発明による音響装置では、２個の開口部を有する音響管を使用する。これらの２個の開口部は、音響管の端部に設けられたものであってもよいし、音響管の両端部間の途中に設けられたものであってもよい。この発明の一実施形態による音響装置の第１の特徴は、筐体内における音響管の２個の開口部の位置と、音響管における２個の開口部間の管路長にある。音響管の音響特性は、この筐体内における音響管の２個の開口部の位置と、音響管における２個の開口部間の管路長により定まる。以下、具体例を挙げ、本実施形態による音響装置の第1の特徴について説明する。
【００１４】
＜＜第1の例＞＞
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態による音響装置の第1の例であるスピーカ９の正面図である。このスピーカ９は、キャビネット１と、キャビネット１の外側に固定されたスピーカユニット２と、キャビネット１内の空間Ｓに収められた音響管１０とを有する。キャビネット１は、スピーカ９の筐体としての役割を果たす部材である。キャビネット１は、上下方向に対向する壁面４Ｕ及び４Ｄと、前後方向に対向する壁面４Ｆ及び４Ｂと、左右方向に対向する壁面４Ｌ及び４Ｒとに囲まれた中空な直方体状をなしている。キャビネット１内の空間Ｓにおける上下幅Ｈ（壁面４Ｕ及び４Ｄ間の距離：例えば、Ｈ＝１０５０ｍｍとする）は、奥行き幅Ｌ（壁面４Ｆ及び４Ｂ間の距離：例えば、Ｌ＝２００ｍｍとする）や左右幅Ｗ（壁面４Ｌ及び４Ｒ間の距離：例えば、Ｗ＝３００ｍｍとする）よりも充分に大きくなっている。
【００１５】
スピーカユニット２は、スピーカ９における音の発生源としての役割を果たす装置である。スピーカユニット２は、放音面を外側に向けてキャビネット１の壁面４Ｕの略中央に埋め込まれている。スピーカユニット２にはオーディオ装置（不図示）から電気信号が入力される。スピーカユニット２は、この電気信号を音波として放射する。ここで、スピーカユニット２から空間Ｓにその固有周波数と同じ周波数の音波が伝わった場合、音波が空間Ｓの壁面４Ｕ及び４Ｄ間を往復し、壁面４Ｕ及び４Ｄ間を往復する複数の音波が合わさって壁面４Ｕ及び４Ｄ間の距離の２／ｋ（ｋ＝１，２…）倍の波長λｋ（ｋ＝１，２…）を持った定在波ＳＷｋ（ｋ＝１，２…）が発生する。
【００１６】
音響管１０は、この定在波ＳＷｋを低減させる役割を果たす部材である。この音響管１０は、抑圧対象の定在波ＳＷｋのうち最も低次のもの（図１（Ａ）の例では、１次の定在波ＳＷ１）の略半波長分の管長を有している。この音響管１０は、一方の開口端１１から他方の開口端１２に至る途中の２点において９０度ずつ屈曲したＪ字状をなしている。この音響管１０は、以下に示す２つの条件ａ１及びｂ１を満たすような姿勢で空間Ｓ内に収められている。
ａ１．空間Ｓ内における抑圧対象の定在波ＳＷｋのうち最も低次のものの音圧の略腹ＬＰの位置と略節ＮＤの位置に一方の開口端１１と他方の開口端１２が各々配置されること
ｂ１．空間Ｓ内における壁面４Ｕ及び４Ｄの２つの対向面の対向方向に定在波ＳＷｋの略４分の１波長分だけ離れた各位置に一方の開口端１１と他方の開口端１２が各々配置されること
【００１７】
以上が、本実施形態であるスピーカ９の構成の詳細である。ここで、図１（Ａ）の例では、１次の定在波ＳＷ１の２つの腹ＬＰ１-１及びＬＰ１-２のうち壁面４Ｕの側の腹ＬＰ１-１の位置に開口端１１が配置され、２つの腹ＬＰ１-１及びＬＰ１-２の間の節ＮＤ１-１の位置に開口端１２が配置されている。しかし、図１（Ｂ）の例に示すように、壁面４Ｄの側の腹ＬＰ１-２の位置に開口端１１が配置され、節ＮＤ１-１の位置に開口端１２が配置されるような姿勢にしてもよい。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すような姿勢で音響管１０を空間Ｓの中に収めることにより、空間Ｓ内における１次以上の定在波ＳＷｋを低減させることができる。また、周知のように、スピーカ９のキャビネット１をなす壁面４Ｕ，４Ｄ，４Ｌ，４Ｆ，４Ｂにおける１次の定在波ＳＷ１の節ＮＤ１-１の位置に音の発生源がある場合、空間Ｓ内における奇数次の定在波ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５‥がこの音の発生源の振動によって抑圧される（詳しくは、特許文献３を参照）。よって、図２の例のスピーカ９Ａのように、１次の定在波ＳＷ１の節ＮＤ１-１の位置にスピーカユニット２があるものについては、２次の定在波ＳＷ２の略半波長分の管長を有する音響管２０を上述した条件ａ１及びｂ１を満たすような姿勢で空間Ｓ内に収めるようにしてもよい。このような姿勢で音響管２０を空間Ｓの中に収めることによっても、空間Ｓ内における１次以上の定在波ＳＷｋを低減させることができる。
【００１８】
ここで、発明者らは、本実施形態の効果を確認するための３つの検証を行った。まず、第１の検証の内容について説明する。第１の検証では、発明者らは、図１（Ａ）の例のスピーカ９について、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴ（例えば、ホワイトノイズ）を入力し、スピーカユニット２から放射される音波を空間Ｓ内の測定点Ｐ（より具体的には、壁面４Ｄ，４Ｂ，及び４Ｒが交差する位置の内側近傍の測定点Ｐ（図１（Ａ）参照））で測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９をシミュレーションにより計算した。また、スピーカ９から音響管１０を取り除いたスピーカ９’についても同様に、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２から放射される音波を測定点Ｐで測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９’をシミュレーションにより計算した。図３は、周波数応答Ｒ−９及びＲ−９’を周波数軸を揃えて示したものである。
【００１９】
図３を参照すると、周波数応答Ｒ−９及びＲ−９’のいずれにおいても、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９６０Ｈｚ付近にピークが現れている。そして、周波数応答Ｒ−９では、６５０Ｈｚ付近のピークの振幅が周波数応答Ｒ−９’のものとほぼ同じであるものの、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近のピークの振幅が周波数応答Ｒ−９’のものよりも小さくなっている。また、周波数応答Ｒ−９では、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近のピークが割れている。このことから、スピーカ９により空間Ｓ内における１次の定在波ＳＷ１（１６０Ｈｚ）、２次の定在波ＳＷ２（３２０Ｈｚ）、３次の定在波ＳＷ３（４８０Ｈｚ）、５次の定在波ＳＷ５（８２０Ｈｚ）、６次の定在波ＳＷ６（９７０Ｈｚ）を抑制できることが確認された。
【００２０】
発明者らは、この第１の検証の検証結果を踏まえ、図１（Ａ）の例のスピーカ９によって４次を除く定在波ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６が抑制される理由を次のように推測した。図４に示すように、スピーカ９では、空間Ｓ内における音響管１０の開口端１１は定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１-１の位置に配置されている。この定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１-１の位置は、２次以降の定在波ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５…の腹ＬＰ２-１，ＬＰ３-１，ＬＰ４-１，ＬＰ５-１…にあたる。また、空間Ｓ内における音響管１０の開口端１２は定在波ＳＷ１の節ＮＤ１-１の位置に配置されている。この定在波ＳＷ１の節ＮＤ１-１の位置は、２次以降の偶数次の定在波ＳＷ２，ＳＷ４の腹ＬＰ２-２，ＬＰ４-３、及び３次以降の奇数次の定在波ＳＷ３，ＳＷ５の節ＮＤ３-２，ＮＤ５-３にあたる。よって、空間Ｓ内において定在波ＳＷｋ（ｋ＝１，２…）が発生した場合、音響管１０の開口端１１の近傍の媒質（空気）は奇数次と偶数次の定在波ＳＷｋの腹ＬＰの位置の音圧変化によって加振され、開口端１２の近傍の媒質（空気）は偶数次の定在波ＳＷｋの腹ＬＰの位置の音圧変化によって加振される。
【００２１】
ここで、空間Ｓ内の１次の定在波ＳＷ１と音響管１０内の媒質（空気）の挙動との関係に着目すると、音響管１０内では、開口端１１の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１−１の音圧変化により加振され、開口端１１から開口端１２に向かう進行波ＴＷ１が発生する。この進行波ＴＷ１は、音響管１０内を伝わって開口端１２に到達する。空間Ｓにおける音響管１０の開口端１２が配置されている位置は定在波ＳＷ１の節ＮＤ１−１の位置であるから、進行波ＴＷ１が開口端１２に到達しても開口端１２の近傍の媒質（空気）は殆ど振動しない。このため、進行波ＴＷ１が開口端１２に到達すると、開口端１２において反射波ＲＷ１が発生する。そして、音響管１０内においてこの反射波ＲＷ１と進行波ＴＷ１が合成されると、定在波ＳＷ１と同じ波長λ１を持った共鳴波ＸＷ１が発生する。この共鳴波ＸＷ１は、進行波ＴＷ１とこの進行波ＴＷ１を開口端１２で反射させた反射波ＲＷ１とを合成してできたものであるから、図５（Ａ）に示すように、この共鳴波ＸＷ１における開口端１１の側と開口端１２の側は各々節ＮＤになる。このため、開口端１１の位置において定在波ＳＷ１の音圧分布が緩和される。発明者らは、定在波ＳＷ１が減衰されるのは以上のような理由によると推測した。また、開口端１２の位置に節ＮＤがあることは奇数次の全ての定在波ＳＷｋについても同様である。よって、発明者らは、３次以上の奇数次の定在波ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７…も定在波ＳＷ１と同じ理由によって減衰されると推測した。
【００２２】
次に、空間Ｓ内の２次の定在波ＳＷ２と音響管１０内の媒質（空気）の挙動との関係に着目すると、音響管１０内では、開口端１１及び１２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ２の腹ＬＰ２-１及びＬＰ２-２の音圧変化により加振され、互いの進行方向が逆で互いの間にπの位相差を持った進行波ＴＷ２及びＴＷ２”が発生する。進行波ＴＷ２及びＴＷ２”がπの位相差を持ったものとなるのは、定在波ｋにおける隣り合う２つの腹ＬＰの音圧はπの位相差を持って変化しているからである。そして、音響管１０内において進行波ＴＷ２及びＴＷ２”が合成されると、定在波ＳＷ２と同じ波長λ２を持った共鳴波ＸＷ２が発生する。この共鳴波ＸＷ２はπの位相差を持った進行波ＴＷ２及びＴＷ２”を合成してできるものであるから、図５（Ｂ）に示すように、この共鳴波ＸＷ２における開口端１１及び１２間の真中は節ＮＤになる。また、音響管１０の管長（１次の定在波ＳＷ１の半波長分の管長）は定在波ＳＷ２の波長λ２（λ２＝λ１／２）と同じであるから、開口端１１及び１２間の真中が節ＮＤになれば開口端１１及び１２の側もまた節ＮＤになる。このため、開口端１１及び１２の位置において定在波ＳＷ２の音圧分布が緩和される。発明者らは、定在波ＳＷ２が減衰されるのは以上のような理由によると推測した。また、開口端１１の位置の音圧と開口端１２の位置の音圧がπの位相差を持って変化することは６次の定在波ＳＷ６や１０次の定在波ＳＷ１０についても同様である。よって、発明者らは、６次の定在波ＳＷ６や１０次の定在波ＳＷ１０も２次の定在波ＳＷ２と同様の理由によって減衰されると推測した。
【００２３】
次に、空間Ｓ内の４次の定在波ＳＷ４と音響管１０内の媒質（空気）の挙動との関係に着目すると、音響管１０内では、開口端１１及び１２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ４の腹ＬＰ４-１及び４-３の音圧変化により加振され、互いの進行方向が逆で同じ位相を持った進行波ＴＷ４及びＴＷ４’が発生する。進行波ＴＷ４及びＴＷ４’が同位相となるのは、定在波ｋにおける１つの腹ＬＰを間に挟んで隔てられた２つ腹ＬＰの音圧は、同位相で変化しているからである。そして、音響管１０内において進行波ＴＷ４及びＴＷ４’が合成されると、定在波ＳＷ４と同じ波長λ４を持った共鳴波ＸＷ４が発生する。この共鳴波ＸＷ４は、同位相の進行波ＴＷ４及びＴＷ４’を合成してできるものであるから、図５（Ｃ）に示すように、この共鳴波ＸＷ４における開口端１１及び１２間の真中は腹ＬＰになる。また、音響管１０の管長（１次の定在波ＳＷ１の半波長分の管長）は定在波ＳＷ４の波長λ４（λ４＝λ１／４）の２倍であるから、開口端１１及び１２間の真中が腹ＬＰになれば開口端１１及び１２の側もまた腹ＬＰになる。このため、開口端１１及び１２の位置では定在波ＳＷ４の音圧分布が緩和されない。発明者らは、４次の定在波ＳＷ４だけ減衰が起こらなかったのは以上の理由によると推測した。また、開口端１１の位置の音圧と開口端１２の位置の音圧が同位相で変化することは８次の定在波ＳＷ８についても同様である。よって、発明者らは、８次の定在波ＳＷ８も４次の定在波ＳＷ４と同様の理由によって減衰が起こらないと推測した。
【００２４】
次に、第２の検証の内容について説明する。第２の検証では、発明者らは、図２に示したスピーカ９Ａについて、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２から放射される音波を空間Ｓ内の測定点Ｐ（より具体的には、壁面４Ｄ，４Ｂ，及び４Ｒが交差する位置の内側近傍の測定点Ｐ（図２参照））で測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ａをシミュレーションにより計算した。また、スピーカ９Ａから音響管１０を取り除いたスピーカ９Ａ’についても同様に、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２から放射される音波を測定点Ｐで測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ａ’をシミュレーションにより計算した。図６は、周波数応答Ｒ−９Ａ及びＲ−９Ａ’を周波数軸を揃えて示したものである。
【００２５】
図６を参照すると、周波数応答Ｒ−９Ａ及びＲ−９Ａ’のいずれにおいても、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近にピークが現れているものの、周波数応答Ｒ−９Ａでは、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近のピークの振幅が周波数応答９−Ａ’のものよりも小さくなっている。また、周波数応答Ｒ−９Ａでは、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近のピークが割れている。このことから、スピーカ９Ａにより空間Ｓ内における１次〜６次までの定在波ＳＷ１〜ＳＷ６を抑制できることが確認された。
【００２６】
次に、第３の検証の内容について説明する。第３の検証では、発明者らは、バスレフ型スピーカの中に２次の定在波ＳＷ２の略半波長分の管長を持った音響管を収めてその周波数応答を実測した。より具体的に説明すると、図７に示すように、バスレフ型スピーカＳＰＢＳの内部の空間Ｓ（縦幅Ｈ（Ｈ＝１０５０ｍｍ）、横幅Ｗ（Ｗ＝２００ｍｍ）、奥行きＬ（Ｌ＝３００ｍｍ）の寸法の空間Ｓ）の中に２次の定在波ＳＷ２の略半波長分の管長の音響管ＯＰを上記条件ａ１及びｂ１を満たすような姿勢で収容したものをスピーカ９ＡＢＳとした。また、スピーカ９ＡＢＳから音響管ＯＰを除去したものをスピーカ９ＡＢＳ’とした。
【００２７】
その上で、スピーカ９ＡＢＳ及び９ＡＢＳ’における中央のスピーカユニットＳＵＣＮＴの正面近傍の位置を第１の測定点Ｐ−１とし、スピーカ９ＡＢＳ及び９ＡＢＳ’におけるバスレフポートＢＰの正面近傍の位置を第２の測定点Ｐ−２とし、スピーカユニットＳＵＣＮＴのある側と反対の壁面の略中央の内側の位置を第３の測定点Ｐ−３とした。そして、スピーカ９ＡＢＳ及び９ＡＢＳ’のスピーカユニットＳＵＣＮＴに音信号を入力し、この音信号に応じてスピーカユニットＳＵＣＮＴから放射される音波を測定点Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３で測定した。
【００２８】
そして、スピーカ９ＡＢＳについて、スピーカユニットＳＵＣＮＴの入力信号ＳＴと測定点Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３における測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ，Ｒ２−９ＡＢＳ，Ｒ３−９ＡＢＳを算出した。スピーカ９ＡＢＳ’についても同様に、スピーカユニットＳＵＣＮＴの入力信号ＳＴと測定点Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３における測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ’，Ｒ２−９ＡＢＳ’，Ｒ３−９ＡＢＳ’を算出した。図８は、周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ及びＲ１−９ＡＢＳ’を周波数軸を揃えて示したものである。図９は、周波数応答Ｒ２−９ＡＢＳ及びＲ２−９ＡＢＳ’を周波数軸を揃えて示したものである。図１０は、周波数応答Ｒ３−９ＡＢＳ及びＲ３−９ＡＢＳ’を周波数軸を揃えて示したものである。
【００２９】
図８、図９、図１０における周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ’，Ｒ２−９ＡＢＳ’，Ｒ３−９ＡＢＳ’では、３００Ｈｚ付近にピークが発生している。これは、バスレフ型スピーカＳＰＢＳにおけるバスレフポートＢＰの共鳴によっては２次の定在波ＳＷ２を効果的に抑制できていないことを示すものである。これに対し、周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ，Ｒ２−９ＡＢＳ，Ｒ３−９ＡＢＳでは、３００Ｈｚ付近にピークが２つに割れており、各々の振幅が周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ’，Ｒ２−９ＡＢＳ’，Ｒ３−９ＡＢＳ’のそれより小さくなっている。このことから、スピーカ９ＡＢＳにより抑圧対象である２次の定在波ＳＷ２を抑制できることが確認された。
【００３０】
ここで、上述した第２の検証の検証結果（図６）では、１次〜６次までの定在波ＳＷ１〜ＳＷ６を抑制できることが確認されたのに対し、第３の検証の検証結果（図８，図９，図１０）では、３次〜６次の高次の定在波ＳＷ３〜ＳＷ６を抑制できることを確認できなかった。発明者らはこの理由を次のように推測した。仮に、スピーカ９ＡＢＳ内が完全な密閉空間であったならば、２次以降の定在波ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…の波長λ２，λ３，λ４…は１次の定在波ＳＷ１の波長λ１の整数倍と一致する。しかし、スピーカ９ＡＢＳのバスレフポートＢＰのような付加要素がある場合、２次以降の定在波ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…のλ２，λ３，λ４は１次の定在波ＳＷ１の整数倍と一致しない場合がある。これに対し、スピーカ９ＡＢＳの音響管ＯＰ内における２次以降の共鳴波ＸＷ２，ＸＷ３，ＸＷ４…の波長は常に１次の共鳴波ＸＷ１の整数倍と一致する。このため、スピーカ９ＡＢＳでは、高次の定在波ＳＷと共鳴波ＸＷとの間に周波数の不一致が発生する場合がある。発明者らは、以上の理由から、スピーカ９ＡＢＳでは３次〜６次の定在波ＳＷ３〜ＳＷ６が抑制されなかったと推測した。
【００３１】
＜＜第２の例＞＞
図１１（Ａ）は、音響装置の第２の例であるスピーカ９Ｂの正面図である。このスピーカ９Ｂは、スピーカ９（第１実施形態）におけるキャビネット１の空間Ｓ（壁面４Ｕ及び４Ｄ、壁面４Ｆ及び４Ｂ、並びに壁面４Ｌ及び４Ｒの３対の対向面に囲まれた中空な空間Ｓ）の中の音響管１０を音響管３０に置き換えたものである。この音響管３０は、１次の定在波ＳＷ１の略半波長分の管長を有している。この音響管３０はＵ字状をなしている。そして、この音響管３０は、以下に示す条件ｃ１を満たすような姿勢で空間Ｓ内に収められている。
ｃ１．空間Ｓ内における抑圧対象の定在波ＳＷｋのうち最も低次のものの同じ腹ＬＰの位置またはその近傍に音響管３０の両方の開口端３１及び３２が配置されること
【００３２】
以上が、スピーカ９Ｂの構成の詳細である。ここで、図１１（Ａ）の例では、１次の定在波ＳＷ１の２つの腹ＬＰ１-１及びＬＰ１-２のうち壁面４Ｕの側の腹ＬＰ１-１の位置に開口端３１及び３２が配置されている。しかし、図１１（Ｂ）の例に示すように、壁面４Ｄの側の腹ＬＰ１-２の位置に開口端３１及び３２が配置されるような姿勢にしてもよい。図１１（Ａ）または図１１（Ｂ）に示すような姿勢で音響管３０を空間Ｓの中に収めることにより、空間Ｓ内における１次以上の定在波ＳＷｋを低減させることができる。
【００３３】
発明者らは、図１１（Ａ）の例のスピーカ９Ｂの音響特性を確認するために、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２から放射される音波を空間Ｓ内の測定点Ｐ（より具体的には、壁面４Ｄ，４Ｂ，及び４Ｒが交差する位置の内側近傍の測定点Ｐ（図１１（Ａ）参照））で測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ｂをシミュレーションにより計算した。また、スピーカ９Ｂから音響管３０を取り除いたスピーカ９Ｂ’についても同様に、スピーカユニット２にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２から放射される音波を測定点Ｐで測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ｂ’をシミュレーションにより計算した。図１２は、周波数応答Ｒ−９Ｂ及びＲ−９Ｂ’を周波数軸を揃えて示したものである。
【００３４】
図１２を参照すると、周波数応答Ｒ−９Ｂ及びＲ−９Ｂ’のいずれにおいても、１６０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、８２０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近にピークが現れている。そして、周波数応答Ｒ−９Ｂでは、３２０Ｈｚ、６５０Ｈｚ、９７０Ｈｚ付近のピークの振幅は周波数応答Ｒ−９Ｂ’のものとほぼ同じであるものの、１６０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、８２０Ｈｚ付近のピークの振幅は周波数応答Ｒ−９Ｂ’のものよりも小さくなっている。また、周波数応答Ｒ−９Ｂでは、１６０Ｈｚ、４８０Ｈｚ、８２０Ｈｚ付近のピークが割れている。このことから、スピーカ９Ｂによると空間Ｓ内における１次の定在波ＳＷ１（１６０Ｈｚ）、３次の定在波ＳＷ３（４８０Ｈｚ）、５次の定在波ＳＷ５（８２０Ｈｚ）を抑制できることが確認された。
【００３５】
発明者らは、この検証結果を踏まえ、スピーカ９Ｂの空間Ｓ内において定在波ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５が抑制される理由を次のように推測した。図１３に示すように、スピーカ９Ｂでは、空間Ｓ内における音響管３０の２つの開口端３１及び３２の両方が定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１-１の位置に配置されている。この定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１-１の位置は、２次以降の定在波ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５…の腹ＬＰ２-１，ＬＰ３-１，ＬＰ４-１，ＬＰ５-１…にあたる。よって、空間Ｓ内において定在波ＳＷｋ（ｋ＝１，２…）が発生した場合、音響管３０の開口端３１及び３２の近傍の媒質（空気）は各定在波ＳＷｋの腹ＬＰの位置の音圧変化によって加振される。
【００３６】
ここで、空間Ｓ内の１次の定在波ＳＷ１と音響管３０内の媒質（空気）の挙動との関係に着目すると、音響管３０内では、開口端３１及び３２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ１の腹ＬＰ１-１の音圧変化により加振され、互いの進行方向が逆で同じ位相を持った進行波ＴＷ１及びＴＷ１’が発生する。進行波ＴＷ１及びＴＷ１’が同位相となるのは、進行波ＴＷ１及びＴＷ１’の発生源が同じだからである。そして、音響管３０内において進行波ＴＷ１及びＴＷ１’が合成されると、定在波ＳＷ１と同じ波長λ１を持った共鳴波ＸＷ１が発生する。この共鳴波ＸＷ１は、同位相の進行波ＴＷ１及びＴＷ１’を合成してできるものであるから、図１４（Ａ）に示すように、この共鳴波ＸＷ１における開口端３１及び３２間の真中は腹ＬＰになる。音響管３０の管長は定在波ＸＷ１の半波長分の長さλ１／２と同じであるから、開口端３１及び３２間の真中が腹ＬＰになると開口端３１及び３２の側は節ＮＤになる。このため、開口端３１及び３２の位置において定在波ＳＷ１の音圧分布が緩和される。発明者らは、定在波ＳＷ１が減衰されるのは以上の理由によると推測した。また、音響管３０の開口端３１及び３２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７…により加振されてできる共鳴波ＸＷ３，ＸＷ５，ＸＷ７…も、開口端３１及び３２の側は節ＮＤになる。よって、発明者らは、３次以降の奇数次の定在波ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７…も定在波ＳＷ１と同じ理由によって減衰されると推測した。
【００３７】
次に、空間Ｓ内の２次の定在波ＳＷ２と音響管３０内の媒質（空気）の挙動との関係に着目すると、音響管３０内では、開口端３１及び３２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ２の腹ＬＰ２-１の音圧変化により加振され、互いの進行方向が逆で同じ位相を持った進行波ＴＷ２及びＴＷ２’が発生する。そして、音響管３０内において進行波ＴＷ２及びＴＷ２’が合成されると、定在波ＳＷ２と同じ波長λ２を持った共鳴波ＸＷ２が発生する。図１４（Ｂ）に示すように、この共鳴波ＸＷ２における開口端３１及び３２間の真中は腹ＬＰになる。音響管３０の管長は定在波ＸＷ２の波長λ２と同じであるから、開口端３１及び３２間の真中が腹ＬＰになれば開口端３１及び３２の側もまた腹ＬＰになる。このため、開口端３１及び３２の位置において定在波ＳＷ２の音圧分布は緩和されない。発明者らは、定在波ＳＷ２の減衰が起こらないのは以上の理由によると推測した。また、音響管３０の開口端３１及び３２の近傍の媒質（空気）が定在波ＳＷ４，ＳＷ６，ＳＷ８…により加振されてできる共鳴波ＸＷ４，ＸＷ６，ＸＷ８…も、開口端３１及び３２の側は腹ＬＰになる。よって、発明者らは、４次以降の偶数次の定在波ＳＷ４，ＳＷ６，ＳＷ８…も定在波ＳＷ２と同じ理由によって減衰が起こらないと推測した。
【００３８】
＜＜第３の例＞＞
図１５は、音響装置の第３の例であるスピーカ９Ｄの正面図である。このスピーカ９Ｄは、キャビネット１’と、キャビネット１’の外側に固定されたスピーカユニット２’と、キャビネット１’内の空間Ｓ’に収められた音響管４０’とを有する。キャビネット１’は、上下方向に対向する壁面４Ｕ’及び４Ｄ’と、前後方向に対向する壁面４Ｆ’及び４Ｂ’と、左右方向に対向する壁面４Ｌ’及び４Ｒ’とに囲まれた中空な直方体状をなしている。キャビネット１’内の空間Ｓ’における左右幅Ｗ’（壁面４Ｌ’及び４Ｒ’間の距離：例えば、Ｗ’＝４３０ｍｍとする）は、奥行き幅Ｌ’（壁面４Ｆ’及び４Ｂ’間の距離：例えば、Ｌ’＝２００ｍｍとする）よりも大きくなっている。また、空間Ｓにおける上下幅Ｈ’（壁面４Ｕ’及び４Ｄ’間の距離：例えば、Ｈ’＝１０５０ｍｍとする）は左右幅Ｗ’よりも大きくなっている。
【００３９】
このスピーカ９Ｄのスピーカユニット２’は、キャビネット１’の壁面４Ｆ’の略中央（空間Ｓ'において発生する１次の定在波ＳＷ１の節ＮＤ１-１の位置）に固定されている。スピーカ９Ｄの音響管４０’は、空間Ｓ'において発生する２次の定在波ＳＷ２の略半波長分の管長を持った直線状をなしている。この音響管４０’は、壁面４Ｕ’及び４Ｄ’の２つの対向面の対向方向に対して傾いた姿勢で空間Ｓ’内における壁面４Ｆ’上に固定されている。この音響管４０’の開口端４１’は定在波ＳＷ２の略節ＮＤ２−１の位置に配置されており、開口端４２’は定在波ＳＷ２の略腹ＬＰ２−２の位置に配置されている。このスピーカ９Ｄによると、壁面４Ｕ’及び４Ｄ’の対向方向に発生している定在波ＳＷｋを抑制することができる。また、このスピーカ９Ｄでは、音響管４０’が一直線状をなしているため、音響管４０’の加工をスピーカ９〜９Ｂの場合よりも簡単に行うことができる。
【００４０】
発明者らは、図１５に示したスピーカ９Ｄの音響特性を確認するために、スピーカユニット２’にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２’から放射される音波を空間Ｓ’内の測定点Ｐ（より具体的には、壁面４Ｄ’，４Ｂ’，及び４Ｒ’が交差する位置の内側近傍の測定点Ｐ（図１５参照））で測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ｄをシミュレーションにより計算した。また、スピーカ９Ｄから音響管４０’を取り除いたスピーカ９Ｄ’についても同様に、スピーカユニット２’にテスト音信号ＳＴを入力し、スピーカユニット２’から放射される音波を測定点Ｐで測定した場合における入力信号ＳＴと測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ−９Ｄ’をシミュレーションにより計算した。図１６は、周波数応答Ｒ−９Ｄ及びＲ−９Ｄ’を周波数軸を揃えて示したものである。
【００４１】
図１６を参照すると、周波数応答Ｒ−９Ｄ及びＲ−９Ｄ’のいずれにおいても、３００Ｈｚ付近にピークが現れている。しかし、周波数応答Ｒ−９Ｄでは、３００Ｈｚ付近のピークの振幅が周波数応答Ｒ−９Ｄ‘のものよりも小さくなっている。また、周波数応答Ｒ−９Ｄでは、３００Ｈｚ付近のピークが割れている。このことから、スピーカ９Ｄにより空間Ｓ’内における２次の定在波ＳＷ２を抑制できることが確認された。
【００４２】
＜＜第４の例＞＞
図１７は、本実施形態による音響装置の第4の例であるスピーカ９Ｅの正面図である。このスピーカ９Ｅは、図２に示したスピーカ９Ａにおける音響管２０の両方の開口端を通気性吸音素材（例えば、不織布とする）により覆ったものである。なお、図１７の例では、音響管２０の両方の開口端の全部が通気性吸音素材により覆われているが、開口端の一部だけを通気性吸音素材により覆ってもよい。周知のように、通気性吸音素材は、それにより外部と隔てられた空間の周波数応答におけるピークやディップを訛らせる性質を有している。よって、本実施形態によると、２次の定在波ＳＷ２の抑制量を第１の例よりも大きくすることができる。
【００４３】
発明者らは、音響装置の音響特性を確認するため、以下の検証を行った。まず、第１の例の検証で用いたスピーカ９ＡＢＳにおける音響管ＯＰの両方の開口端を通気性吸音素材により覆ったものをスピーカ９ＥＢＳとした。その上で、このスピーカ９ＥＢＳについて、スピーカユニットＳＵＣＮＴの入力信号ＳＴと測定点Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３における測定信号ＳＭのスペクトルの差である周波数応答Ｒ１−９ＥＢＳ，Ｒ２−９ＥＢＳ，Ｒ３−９ＥＢＳを算出した。図１８は、周波数応答Ｒ１−９ＥＢＳと第１実施形態の検証で用いた周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ’（図８）を周波数軸を揃えて示したものである。図１９は、周波数応答Ｒ２−９ＥＢＳと第１実施形態の検証で用いた周波数応答Ｒ２−９ＡＢＳ’（図９）を周波数軸を揃えて示したものである。図２０は、周波数応答Ｒ３−９ＥＢＳと第１の例の検証で用いた周波数応答Ｒ３−９ＡＢＳ’（図１０）を周波数軸を揃えて示したものである。
【００４４】
図１８、図１９、図２０を参照すると、周波数応答Ｒ１−９ＡＢＳ’，Ｒ２−９ＡＢＳ’，Ｒ３−９ＡＢＳ’では、３００Ｈｚ付近に急峻なピークが発生しているのに対し、周波数応答Ｒ１−９ＥＢＳ，Ｒ２−９ＥＢＳ，Ｒ３−９ＥＢＳでは、３００Ｈｚ付近の振幅が略平坦になっている。このことから、スピーカ９ＥＢＳでは、図７に示したバスレフ型スピーカ９ＡＢＳに比べて２次の定在波ＳＷ２を抑制量が大きくなることが確認された。
【００４５】
＜音響管に関する変形例＞
以上、音響管の第１〜第４の例を説明したが、音響管に関しては、以下のような変形例が考えられる。
【００４６】
（１）上述したスピーカ９及び９Ａの空間Ｓの中の音響管１０及び２０を、Ｊ字と異なる形状をなすものに置き換えもよい。例えば、図２１に示すスピーカ９Ｆのように、図２の例のスピーカ９Ａの音響管２０を螺旋形状をなす音響管２０”に置き換えた構成としてもよい。この場合において、空間Ｓにおける定在波ＳＷ２の略腹ＬＰの位置に音響管２０”の開口端２１”を配置し、定在波ＳＷ２の略節ＮＤの位置に開口端２２”を配置するとよい。この構成によっても、第１の例と同じ効果を奏することができる。また、音響管１０や音響管２０をジグザグ状（例えば、Ｗ字状、Ｎ字状、Ｚ字状、Ｓ字状など）にしてもよい。また、スピーカ９、９Ａ、９Ｂ、９Ｄ、９Ｅをそのキャビネット１内の音響管１０、２０、３０、４０の屈曲部分の一部がキャビネット１の外側に食み出すような形状とし、音響管１０、２０、３０、４０におけるキャビネット１の外側に食み出した部分をスピーカ９、９Ａ、９Ｂ、９Ｄ、９Ｅを把持するための取っ手として利用できるようにしてもよい。
【００４７】
（２）上記第３の例では、音響管４０’は壁面４Ｕ’及び４Ｄ’間の対向方向に対して傾いた姿勢で空間Ｓ’内における壁面４Ｆ’上に固定されていた。しかし、音響管４０’を壁面４Ｕ’及び４Ｄ’間の対向方向に対して傾いた姿勢で空間Ｓ’内における壁面４Ｂ’上に固定してもよい。また、音響管４０’は壁面４Ｕ’及び４Ｄ’間の対向方向に対して傾いた姿勢で空間Ｓ’内に収められていればよく、壁面４Ｆ’や壁面４Ｂ’に固定する必要はない。例えば、音響管４０’の開口端４１’を壁面４Ｆ’及び４Ｌ’の交差位置の近傍に配置し、その開口端４２’を壁面４Ｂ’及び４Ｒ’の交差位置の近傍に配置してもよい。また、これとは逆に、音響管４０’の開口端４２’を壁面４Ｆ’及び４Ｌ’の交位置の近傍に配置し、その開口端４１’を壁面４Ｂ’及び４Ｒ’の交差位置の近傍に配置してもよい。
【００４８】
（３）上記第３の例では、音響管４０’は直線状をなしていた。しかし、この音響管４０’をＪ字状やＵ字状、あるいはその他の形状に屈曲させてもよい。
【００４９】
（４）上記第４の例は、スピーカ９Ａにおける音響管２０の両方の開口端を通気性吸音素材により覆ったものであった。しかし、音響管２０の一方の開口端を通気性吸音素材により覆ってもよい。また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示したスピーカ９の音響管１０の一方または両方の開口端を通気性吸音素材により覆ってもよい。また、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示したスピーカ９Ｂの音響管３０の一方または両方の開口端を通気性吸音素材により覆ってもよい。また、図１５に示したスピーカ９Ｄの音響管４０’の一方または両方の開口端を通気性吸音素材により覆ってもよい。
【００５０】
（５）上記第４の例では、通気性吸音素材の１つである不織布により音響管２０の両方の開口端を覆った。しかし、ウレタンフォームや発泡樹脂のような連続気泡の多孔質材や、グラスウール、アルミ発泡金属、金属繊維板、木片やその砕片、木質繊維、パルプ繊維、ＭＰＰ（Microperforated Panel）、牛毛フェルト、反毛フェルト、羊毛、綿、不織布、布、合成繊維、木粉成形材、紙成形材のように多孔質材とみなせる構造をもった部材などを不織布の代わりに用いてもよい。
【００５１】
（６）上記第１〜第４の例における音響管１０及び３０は１次の定在波ＳＷ１の略半波長の管長を有していた。しかし、１次の定在波ＳＷ１の抑圧の必要がない場合は、音響管１０及び３０の管長を２次以降の定在波ＳＷｋの略半波長の長さにしてもよい。同様に、音響管２０及び４０’の管長を３次以降の定在波ＳＷｋの略半波長の長さにしてもよい。
【００５２】
（７）上記第１、第２、及び第４の例において、異なる管長を持った複数種類の音響管１０、２０、及び３０をキャビネット１内の空間Ｓに収めてもよい。また、第３の例において、異なる管長を持った複数種類の音響管４０’をキャビネット１’内の空間Ｓ’に収めてもよい。また、第３の例において、壁面４Ｕ’及び４Ｄ’の対向方向、壁面４Ｆ’及び４Ｂ’の対向方向、壁面４Ｌ’及び４Ｒ’の対向方向に発生する定在波ＳＷｋのうちの複数種類の定在波ＳＷｋを抑制するため、傾きの方向を異にする複数種類の音響管４０’をキャビネット１’内の空間Ｓ’に収めてもよい。
【００５３】
（９）上記第１、第２、及び第４の例は、キャビネット１内の空間Ｓにおける壁面４Ｕ及び４Ｄ方向の定在波ＳＷｋを抑圧対象とするものであった。しかし、壁面４Ｆ及び４Ｂ方向の定在波や壁面４Ｌ及び４Ｒ方向の定在波を抑圧対象とし、これらの定在波を抑制する役割を果たす音響管を、音響管１０、２０、３０に替えて、または、音響管１０、２０、３０と併せて空間Ｓ内に収めてもよい。
【００５４】
（１０）この発明の１つの特徴は、筐体の１対の対向面に囲まれた空間に発生する定在波を低減するための手段として、同定在波と共存し得ない定在波を発生する音響管を筐体に設けた点にある。図２２（ａ）〜（ｆ）は、この発明による音響装置において筐体内の空間に発生する定在波と音響管との関係を模式的にかつ網羅的に示す図である。これらの図には、音響装置の筐体に設ける音響管Ｌ２と、この音響管Ｌ２の第１の開口端Ｎ１と第２の開口端Ｎ２と、筐体内の一対の対向面の対向方向における第１の開口端Ｎ１から第２の開口端Ｎ２までの長さＬ１とが示されている。
【００５５】
図２２（ａ）に示す例は、上記第１の例（図１）において開示した態様である。図２２（ｂ）に示す例は、上記第３の例（図１１）において開示した態様である。図２２（ｂ）に示す態様の変形例として、図２２（ｃ）に示す態様、図２２（ｄ）に示す態様が考えられる。これらの態様においても、壁面４Ｕおよび４Ｄ間に発生する定在波と共存し得ない定在波を音響管が発生するため、壁面４Ｕおよび４Ｄ間に発生する定在波が低減される。
【００５６】
この場合、音響管の形状は如何なるものであってもよく、図２２（ｅ）に示すようにキャビネット１の外に出ていてもよい。また、図２２（ｆ）に示すように、音響管はキャビネット１の外に出ており、かつ、弦巻状になっていてもよい。
【００５７】
＜音響管の補強材としての設置態様＞
この発明による音響装置では、以上説明した音響管をキャビネットの振動を抑制するための補強材として利用する。この点に本実施形態による音響装置の第２の特徴がある。以下、具体例を挙げて、この第２の特徴について説明する。
【００５８】
＜＜補強材の設置例＞＞
図２３は音響管を使わず、通常の角材を使った補強用骨組１１０の設置例を示している。この例では、ウーファ１０１、スコーカ１０２およびトゥイータ１０３を有する３ウェイスピーカのキャビネット１００内に補強用骨組１１０が固定される。この補強用骨組１１０は、天井部１１０Ｔと、底面部１１０Ｄと、横桟１１０Ｆと、背面部１１０Ｂと、左側面部１１０Ｐと、右側面部１１０Ｕとにより構成されている。ここで、天井部１１０Ｔ、底面部１１０Ｄの各々は、前後に平行に並んだ２本の横桟と、これらの角材間においてＸ字状に交差した２本の斜め桟とにより構成されている。左側面部１１０Ｐおよび右側面部１１０Ｕの各々は、上下に平行に並んだ２本の横桟と、前後に平行に並んだ２本の縦桟と、これらの横桟および縦桟からなる長方形の対角線をなしてＸ字状に交差した２本の斜め桟とにより構成されている。また、背面部１１０Ｂは、左側面部１１０Ｐの縦桟と右側面部１１０Ｕの縦桟との間においてＸ字状に交差した２本の斜め桟により構成されている。横桟１１０Ｆは、キャビネット１００の前面部において、ウーファ１０１が設置される領域の上部に位置している。従って、キャビネット１００の前面部では、ウーファ１０１が、横桟１１０Ｆ、底面部１１０Ｄの横桟、左側面部１１０Ｐの縦桟および右側面部１１０Ｕの縦桟により囲まれている。
【００５９】
＜＜補強材の効果＞＞
発明者らは、補強材の効果を確認するために、図２３においてキャビネット１００に補強材がない状態および図２３に示すようにキャビネット１００に補強材を設けた状態の各状態について、ウーファ１０１から放音を行った場合にキャビネット１００の各面に発生する振動エネルギーＥをシミュレーションにより求めた。図２４（Ａ）は補強材がない状態においてキャビネット１００の各面Ｔ、Ｆ、Ｄ、Ｐ、Ｕ、Ｂに生じる振動エネルギーＥを、図２５（Ｂ）は補強材が設置された状態においてキャビネット１００の各面Ｔ、Ｆ、Ｄ、Ｐ、Ｕ、Ｂに生じる振動エネルギーＥを各々示している。これらの図に示されているように、図２３に示すようにキャビネット１００に補強材を設けることによりキャビネット１００の各面に生じる振動エネルギーを全体的に抑制することができる。
【００６０】
＜補強材を兼ねた音響管の設置態様＞
この発明の一実施形態による音響装置では、定在波の抑制効果のある音響管を補強材としてキャビネット１００に配置する。以下、各種の具体例を挙げ、本実施形態における音響管の配置態様を説明する。なお、以下説明する各種の音響管の設置態様は、単独で１つの音響装置に適用してもよく、複数種類のものを合わせて１つの音響装置に適用してもよい。また、以下に説明するものは補強材としての音響管の設置態様の一例である。以下説明するものの他、図１〜図２２を参照して説明した各種の音響管を例えばキャビネット１００の内壁面に固定するといった態様でキャビネット１００の補強を行うことが可能である。
【００６１】
＜＜第１の例＞＞
図２５（Ａ）は音響装置の正面図、図２５（Ｂ）は右側面図である。この例では、ウーファ１０１を囲む正方形をなすように、２本の音響管１２１および１２２がキャビネット１００の前面部Ｆの裏側に固定されている。ここで、音響管１２１は、水平部分と垂直部分とからなり、両端に開口部１２１ａおよび１２１ｂを有する中空の管であり、水平部分は一側面がキャビネット１００の前面部Ｆの裏面に固定され、垂直部分は一側面部がキャビネット１００の前面部Ｆの裏面に固定され、もう１つの側面がキャビネット１００の左側面部Ｐの裏面に固定されている。また、音響管１２２は、音響管１２１と同様、水平部分と垂直部分とからなり、両端に開口部１２２ａおよび１２２ｂを有する中空の管であり、水平部分は一側面がキャビネット１００の前面部Ｆの裏面に固定されるとともに、もう１つの側面がキャビネット１００の底面部Ｄの裏面に固定されており、垂直部分は一側面がキャビネット１００の前面部Ｆの裏面に固定され、もう１つの側面がキャビネット１００の右側面部Ｕの裏面に固定されている。そして、音響管１２１の開口部１２１ａおよび音響管１２２の開口部１２２ｂは、ウーファ１０１の右上であって、天井部Ｔと底面部Ｄとの丁度中間に位置にあり、音響管１２１の開口部１２１ｂおよび音響管１２２の開口部１２２ａは、ウーファ１０１の左下であって、底面部Ｄの近傍の位置にある。
【００６２】
一般に３ウェイスピーカ等の音響装置では、ウーファ１０１の発生する振動エネルギーが大きく、キャビネット１００の前面部Ｆのウーファ１０１の周囲の領域に応力が集中する。図２３に示す例では、ウーファ１０１を囲う横桟１１０Ｆ、底面部１１０Ｄの横桟、左側面部１１０Ｐの縦桟および右側面部１１０Ｕの縦桟が、このウーファ１０１の周囲の領域に発生する応力集中を緩和する役割を果たす。そして、図２５（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、ウーファ１０１を囲む２個のＬ字状の音響管１２１および１２２が前面部Ｐにおいてウーファ１０１の振動によって発生する応力の集中を緩和する。従って、この例によれば、キャビネット１００の前面部Ｆに発生する振動を抑制することで、キャビネット１００全体の不要な振動を抑制することができる。
【００６３】
また、この例において、キャビネット１００内に天井部Ｔおよび底面部Ｄ間を例えば半波長λ／２とする定在波が発生する場合、音響管１２１の開口部１２１ａおよび１２１ｂは、この定在波の波長方向に沿ってλ／４だけ隔たっている。また、音響管１２１内の開口部１２１ａから開口部１２１ｂまでの音の伝搬経路の長さはλ／２となる。音響管１２２についても同様である。このため、キャビネット１００内では、開口部１２１ｂおよび１２２ａの付近に定在波の音圧の腹が発生し、開口部１２１ａおよび１２２ｂの付近に定在波の音圧の節が発生する一方、音響管１２１および１２２は、開口部１２１ｂおよび１２２ａの付近の音圧波形と逆位相の音圧波形を開口部１２１ａおよび１２２ｂの付近に生成しようとする。この結果、キャビネット１００の天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に発生する定在波が抑制される。従って、この例によれば、音響管１２１および１２２によりキャビネット１００の前面部Ｆの振動を抑制しつつ、キャビネット１００の天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に発生する定在波を抑制することができる。
【００６４】
＜＜第２の例＞＞
キャビネット１００の壁面の振動を抑制するためには、図２３の例えば右側面部１１０ＵのようにＸ字状に交差した２本の斜桟からなる補強材を壁面に固定するのが効果的である。図２６（Ａ）および（Ｂ）は、このＸ字状の斜桟の組に代わる補強手段の構成を示すものであり、図２６（Ａ）は音響装置を右側から見た図、図２６（Ｂ）は後方から見た図である。この例では、２本の音響管１２３および１２４を組み合わせたものが補強材として使用されている。この音響管１２３および１２４は、水平部分とその両端から互いに平行に延びた２本の垂直部分とからなる中空の管である。ここで、音響管１２３および１２４の各垂直部分は、キャビネット１００の天井部Ｔの内壁から底面部Ｄの内壁までの距離の１／２の長さを有している。また、音響管１２３および１２４の各々は、キャビネット１００の天井部Ｔの内壁から底面部Ｄの内壁までの距離と同じ長さの管長を有している。そして、音響管１２３の側面部において、音響管１２３の両端近傍の各位置には、管内の空間を外部に連通させる開口部１２３ａおよび１２３ｂが設けられている。また、音響管１２４の側面部において、音響管１２４の両端近傍の各位置には、管内の空間を外部に連通させる開口部１２４ａおよび１２４ｂが設けられている。そして、図２６（Ａ）および（Ｂ）に示す例において、音響管１２３および１２４は、水平部分同士が互いに固定されており、全体として２本の平行な縦桟とこれらの縦桟の各中央間を結ぶ横桟からなるＨ字状の補強材をなしている。そして、図２６（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、このＨ字状の補強材が天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に挟まれた状態（天井部Ｔおよび底面部Ｄ間の突っ張り棒となった状態）で、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２４ａ、１２４ｂをキャビネット１００の左側面部Ｐ側に向け、キャビネット１００の右側面部Ｕの裏側に固定されている。図示は省略したが、同様なＨ字状の補強材をキャビネット１００の左側面部Ｐの裏側、背面部Ｂの裏側、天井部Ｔの裏側に固定してもよい。
【００６５】
この例によれば、音響管１２３の開口部１２３ａおよび１２３ｂが天井部Ｔの近傍にあり、この位置では、天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に定在波が発生する場合に、これらの開口部１２３ａおよび１２３ｂには、音圧波の腹が発生する。一方、音響管１２３は、この定在波の半波長相当の管長を有するので、開口部１２３ａに発生した音圧波と逆相の音圧波を開口部１２３ｂに発生させようとする。このため、天井部Ｔおよび底面部Ｄ間の定在波が抑制されることとなる。音響管１２４についても同様である。また、この例によれば、Ｈ字状をなす補強材がキャビネット１００の内壁面に固定されるので、キャビネット１００の壁面に発生する振動を抑制することができる。
【００６６】
なお、図２６（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、１本の水平部分と２本の垂直部分とからなる音響管１２３および１２４を使用したが、図２７に例示するように、Ｕ字状をなす２本の音響管１２５および１２６を組み合わせたものを補強材として使用してもよい。
【００６７】
＜＜第３の例＞＞
図２８（Ａ）および（Ｂ）は、補強材の設置に関する第３の例を示すものであり、図２８（Ａ）は音響装置を正面から見た図、図２８（Ｂ）は上方から見た図である。この例において、補強材である音響管１２７は、水平部分とその右端から上方に延びた垂直部分からなる中空の管であり、水平部分の側面の端部近傍の位置には開口部１２７ａが開口しており、垂直部分の端部には開口部１２７ｂが開口している。音響管１２７の内側の空間は、これらの開口部１２７ａおよび１２７ｂを介して音響管外部と連通している。
【００６８】
音響管１２７の水平部分は、キャビネット１００の左側面部Ｐの内壁と右側面部Ｕの内壁との間に丁度収まる長さを有している。また、音響管１２７の垂直部分は、キャビネット１００の天井部Ｔの内壁から底面部Ｄの内壁までの距離の約１／２の長さを有している。そして、音響管１２７は、キャビネット１００の天井部Ｔの内壁から底面部Ｄの内壁までの距離とほぼ等しい長さの管長を有している。
【００６９】
この音響管１２７は、開口部１２７ａのある水平部分を水平に保ってキャビネット１００内の天井部Ｔと底面部Ｄの丁度中間に位置させ、垂直部分の開口部１２７ｂを天井部Ｔの近傍に位置させ、キャビネット１００内の前後方向ほぼ中央の位置に固定されている。より具体的には、音響管１２７の垂直部分の側面はキャビネット１００の右側面部Ｕの内壁に固定され、音響管１２７の水平部分のキャビネット１００の左側面部Ｐの内壁に固定されている。
【００７０】
この例によれば、音響管１２７の水平部分がキャビネット１００の左側面部Ｐの内壁と右側面部Ｕの内壁の間に挟まれているので、左側面部Ｐおよび右側面部Ｕの一方の振動が他方により抑制される効果が生じる。また、この例では音響管１２７の垂直部分の側面がキャビネット１００の右側面Ｕに固定されているため、右側面Ｕの振動を抑制することができる。
【００７１】
さらにこの例では、キャビネット１００の天井部Ｔおよび底面部Ｄ間に定在波が発生する場合に、音響管１２７の開口部１２７ｂに定在波の音圧の腹が発生し、開口部１２７ａに音圧の節が発生する一方、音響管１２７は開口部１２７ａに発生した音圧波と逆位相の音圧波を開口部１２７ｂに発生させようとする。このため、キャビネット１００の天井部Ｔおよび底面部Ｄ間の定在波が抑制されることとなる。
【００７２】
なお、図２８（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、水平部分と垂直部分とからなる音響管１２７をキャビネット１００の左側面部Ｐおよび右側面部Ｕ間に挟んだが、図２９（Ａ）および（Ｂ）に例示するように、同様な音響管１２８をキャビネット１００の前面部Ｆおよび背面部Ｂ間に挟んでもよい。
【００７３】
＜＜第４の例＞＞
図３０（Ａ）および（Ｂ）は、補強材の設置に関する第４の例を示すものであり、図３０（Ａ）は音響装置を右側から見た図、図３０（Ｂ）は音響装置を上方から見た図である。この例では、キャビネット１００の天井部Ｔと底面部Ｂとの間の中央の高さの位置に、キャビネット１００の背面部Ｂの左端から前面部Ｆの中央に至る斜め桟としての音響管１３１と、背面部Ｂの右端から前面部Ｆの中央に至る斜め桟としての音響管１３２とが設けられている。これらの音響管１３１および１３２は、キャビネット１００の左側面Ｐおよび右側面Ｕ間の定在波を抑制する役割を担っている。音響管１３１の側面において、背面部Ｂに固定された端部近傍の位置には開口部１３１ａが開口している。また、抑制対象である定在波の波長をλとする場合、音響管１３１の側面において、この開口部１３１ａからλ／２だけ離れた位置に開口部１３１ｂが開口している。この開口部１３１ｂは、キャビネット１００の左側面Ｐからλ／４だけ隔たった位置にある。そして、音響管１３１の管長は、λ／２である。すなわち、音響管１３１の内側の音の伝搬経路が開口部１３１ａから開口部１３１ｂまでであり、開口部１３１ｂより先は壁により閉ざされている。音響管１３２も音響管１３１のものと同様な開口部１３２ａおよび１３２ｂを有している。
【００７４】
この例によれば、キャビネット１００の左側面Ｐおよび右側面Ｕ間に定在波が発生すると、音響管１３１の開口部１３１ａには音圧波の腹が発生し、開口部１３１ｂには音圧波する。一方、音響管１３１は、この定在波の半波長相当の管長を有するので、開口部１３１ａに発生した音圧波と逆相の音圧波を開口部１３１ｂに発生させようとする。このため、左側面Ｐおよび右側面Ｕ間の定在波が抑制されることとなる。音響管１３２についても同様である。
【００７５】
また、この例によれば、Ｖ字状をなす音響管１３１および１３２がキャビネット１００の前面部Ｆおよび背面部Ｂ間に挟まれているため、前面部Ｆと背面部Ｂとが同一方向に同期して揺れる並進太鼓モードでの振動を抑制することができる。
【００７６】
図３１（Ａ）および（Ｂ）は、図３０（Ａ）および（Ｂ）に示す例に変形を加えたものである。この図３１（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、図３０（Ｂ）における音響管１３２が背面部Ｂ中央から前面部Ｆ中央に至る横桟１３３に置き換えられている。この例においても、図３０（Ａ）および（Ｂ）に示すものと同様な効果が得られる。
【００７７】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の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。
【００７８】
（１）音響管の開口部は音響管の端部ではなく、音響管の途中に設けてもよい。図３２は、水平部１４１、１４２および１４３と、垂直部１４４、１４５、１４６および１４７からなる音響管を示している。この音響管において、垂直部１４４の下端部に開口部１４０ａが設けられており、垂直部１４５の途中に開口部１４０ｂが設けられている。垂直部１４４内の空間は、開口部１４０ａを介して外部と連通している。また、垂直部１４４内の空間は、水平部１４２内の空間と連通しており、この水平部１４２内の空間は垂直部１４５の開口部１４０ｂまでの空間と連通している。この音響管内の音の伝搬経路は開口部１４０ａから開口部１４０ｂまでである。この区間の長さと、開口部１４０ａおよび１４０ｂ間の図面上下方向の距離は、抑制対象である定在波の波長により定まる。垂直部１４６、１４７および水平部１４３は、定在波の抑制のために設けられているのではなく、キャビネットの補強だけのために設けられている。水平部１４１から水平部１４３までの長さは、例えばキャビネット内の対向する２面間の距離に合わせた長さとされる。
【００７９】
（２）音響管は、キャビネットにおいて互いに交差する２つの内壁がなす隅に固定する三角隅のような形状のものであってもよい。図３３（Ａ）および（Ｂ）はそのような音響管の例を示すものである。この音響管は、三角柱部１５１とこの３角柱部１５１の途中から枝分かれした湾曲部１５２とを有する。湾曲部１５２は中空の管であり、先端が開口部１５０ｂとなっている。三角柱部１５１も内部が中空になっており、この中空の領域は湾曲部１５２内の中空領域と連通している。三角柱部１５１内において、湾曲部１５２との接続部よりも上の領域はそれよりも下の領域と壁により分離されている。三角柱部１５１の下端部近傍の側面には開口部１５０ａが設けられている。そして、音響管は、湾曲部１５２の先端の開口部１５０ｂから三角柱部１５１の下端の開口部までの音の伝搬経路を有している。この音の伝搬経路の長さと、開口部１５０ｂおよび開口部１５０ａ間の図面上下方向の距離は、抑制対象である定在波の波長により定まる。三角種柱部１５１の湾曲部１５１との接続部よりも上の部分は、定在波の抑制のために設けられているのではなく、キャビネットの補強だけのために設けられている。三角柱部１５１の長さは、例えばキャビネット内の対向する２面間の距離に合わせた長さとされる。
【００８０】
三角柱部１５１は、図３３（Ｂ）に示すようにキャビネット１００において互いに交差する例えば右側面部Ｕと背面部Ｂとがなす隅に固定される。この態様によれば、１本の三角柱部１５１によりキャビネットの２面が固定されるため、高い補強効果が得られる。
【符号の説明】
【００８１】
１，１００…キャビネット、２…スピーカユニット、１０１…ウーファ、１０２…スコーカ、１０３…トゥイータ、４Ｕ，４Ｄ，４Ｆ，４Ｂ，４Ｌ，４Ｒ…壁面、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｄ，９Ｅ…スピーカ、１０，２０，３０，４０’，１２１〜１２８，１３１，１３２…音響管、１１，１２，３１，３２，４１，４２…開口端、１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂ，１２７ａ，１２７ｂ，１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ…開口部。
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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