(57)【要約】【課題】  スピーカ装置の最低共振周波数を低下でき、音質の劣化を抑圧するスピーカ装置を提供する。【解決手段】  一端に互いに背中合わせに配置された２個のスピーカユニット１，５１を備え、他端は密閉された筒形状の筒筐体２を備えたタンデム駆動型スピーカ装置である。筒細管４０は２個のスピーカユニット１，５１を配置したスピーカユニット結合部１０１においてそれらのマグネット１ｂ，５１ｂを囲むように設けられ、複数本の筒細管２０はスピーカユニット結合部１０１と筒筐体２の他端との間の音波処理部１０２において、筒筺体２内に各筒細管２０の長手方向が筒筺体の長手方向と平行となるように収容され、２個のスピーカユニット１，５１を励振したときに筒筐体２の内部に放射される音波を平面波で維持する。反射抑制部４は筒筐体２の他端に設けられその内部に放射される音波が筒筐体２の他端で反射することを抑制する。【選択図】図１
2006067325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に互いに背中合わせに所定の間隔だけ離れてかつ一方のスピーカユニットは外向きに配置された２個のスピーカユニットを備え、他端は密閉された筒形状の筒筐体を備え、上記２個のスピーカユニットを音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動するタンデム駆動型スピーカ装置であって、
上記２個のスピーカユニットを配置したスピーカユニット結合部において、上記２個のスピーカユニットのマグネットを囲むように設けられた第１の筒細管と、
上記スピーカユニット結合部と、上記筒筐体の他端との間の音波処理部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第２の筒細管と、
上記筒筐体の他端に設けられ、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制する反射抑制部とを備えたことを特徴とするタンデム駆動型スピーカ装置。
【請求項２】
上記スピーカユニット結合部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第３の筒細管をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のタンデム駆動型スピーカ装置。
【請求項３】
上記反射抑制部は、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置された円錐形状、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置されたピラミッド形状、又は斜めカット型形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載のタンデム駆動型スピーカ装置。
【請求項４】
上記反射抑制部は、その表面において、音波を吸収する音波吸収層を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載のタンデム駆動型スピーカ装置。
【請求項５】
上記各筒細管と、上記円筒筺体との間に設けられた、吸音制振材をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の筒筐体型スピーカ装置。
【請求項６】
上記２個のスピーカユニットのうちの外向きに配置された一方のスピーカユニットの前面に設けられた、高音域再生用スピーカをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の筒筐体型スピーカ装置。
【請求項７】
一端に互いに背中合わせに所定の間隔だけ離れてかつ一方のスピーカユニットは外向きに配置された２個のスピーカユニットを備え、他端は密閉された筒形状の筒筐体を備え、上記２個のスピーカユニットを音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動するタンデム駆動型スピーカ装置の構造であって、
上記２個のスピーカユニットを配置したスピーカユニット結合部において、上記２個のスピーカユニットのマグネットを囲むように設けられた第１の筒細管と、
上記スピーカユニット結合部と、上記筒筐体の他端との間の音波処理部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第２の筒細管と、
上記筒筐体の他端に設けられ、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制する反射抑制部とを備えたことを特徴とするタンデム駆動型スピーカ装置の構造。
【請求項８】
上記スピーカユニット結合部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第３の筒細管をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載のタンデム駆動型スピーカ装置の構造。
【請求項９】
上記反射抑制部は、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置された円錐形状、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置されたピラミッド形状、又は斜めカット型形状を有することを特徴とする請求項７又は８記載のタンデム駆動型スピーカ装置の構造。
【請求項１０】
上記反射抑制部は、その表面において、音波を吸収する音波吸収層を備えたことを特徴とする請求項７乃至９のうちのいずれか１つに記載のタンデム駆動型スピーカ装置の構造。
【請求項１１】
上記各筒細管と、上記円筒筺体との間に設けられた、吸音制振材をさらに備えたことを特徴とする請求項７乃至１０のうちのいずれか１つに記載の筒筐体型スピーカ装置の構造。
【請求項１２】
上記２個のスピーカユニットのうちの外向きに配置された一方のスピーカユニットの前面に設けられた、高音域再生用スピーカをさらに備えたことを特徴とする請求項７乃至１１のうちのいずれか１つに記載の筒筐体型スピーカ装置の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個のスピーカユニットを背中合わせに互いに逆方向で配置して同相駆動してなるタンデム駆動型スピーカ装置とその構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１においては、放音時にスピーカユニットから発生する機械振動を低減し、キャビネットの機械振動を低減させて音質の改善を図るために、キャビネットに取り付け振動板の後面に音響空間を形成して供給した駆動信号により振動板の前面から放音する第１のスピーカユニットと、第２のスピーカユニットと背中合わせに固着し駆動信号によって第１のスピーカユニットの振動板の振動方向と反対方向にキャビネットで形成した音響空間内で振動板を振動させる第２のスピーカユニットを備えたスピーカシステム（以下、第１の従来例という。）が開示されている。第１の従来例では、２個のスピーカユニットを同相で動作させ、それらの背面を固着することにより、互いに逆方向の２つの機械的な振動を相殺させている。
【０００３】
また、非特許文献１においては、低音を強化するために、矩形筒型密閉筐体内で、２個のスピーカユニットを背中合わせに互いに逆方向で配置して同相駆動してなるタンデム駆動型スピーカ装置（以下、第２の従来例という。）の制作記事が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７８６９３号公報。
【特許文献２】特開２００３−０９２７９３号公報。
【非特許文献１】小澤隆久，「フォステクスＦＥ８３×２タンデムドライブシステムの制作」，オーディオクラフト・マガジン，Ｎｏ．２，ＭＪ無線と実験編集部編，ｐｐ．３５−３９，２００１年１０月発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１の従来例においては、２個のスピーカユニットの各背面を固着して慣性を制御する方式であるので、音圧が低下するとともに、スピーカ装置の最低共振周波数を低下させることができないという問題点があった。
【０００６】
また、第２の従来例においては、矩形筒型密閉筐体内で、２個のスピーカユニットを背中合わせに互いに逆方向で配置しているために、２個のスピーカユニットにより発生される音波の結合が乱れ、音質の劣化が発生するとともに、小型装置なので低音を強化することができないという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来例に比較して、スピーカ装置の最低共振周波数を低下でき、しかも音質の劣化を抑圧できるタンデム駆動型スピーカ装置とその構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るタンデム駆動型スピーカ装置は、一端に互いに背中合わせに所定の間隔だけ離れてかつ一方のスピーカユニットは外向きに配置された２個のスピーカユニットを備え、他端は密閉された筒形状の筒筐体を備え、上記２個のスピーカユニットを音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動するタンデム駆動型スピーカ装置であって、
上記２個のスピーカユニットを配置したスピーカユニット結合部において、上記２個のスピーカユニットのマグネットを囲むように設けられた第１の筒細管と、
上記スピーカユニット結合部と、上記筒筐体の他端との間の音波処理部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第２の筒細管と、
上記筒筐体の他端に設けられ、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制する反射抑制部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記タンデム駆動型スピーカ装置において、上記スピーカユニット結合部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第３の筒細管をさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記タンデム駆動型スピーカ装置において、上記反射抑制部は、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置された円錐形状、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置されたピラミッド形状、又は斜めカット型形状を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記タンデム駆動型スピーカ装置において、上記反射抑制部は、その表面において、音波を吸収する音波吸収層を備えたことを特徴とする。
【００１２】
またさらに、上記タンデム駆動型スピーカ装置において、上記各筒細管と、上記円筒筺体との間に設けられた、吸音制振材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
またさらに、上記タンデム駆動型スピーカ装置において、上記２個のスピーカユニットのうちの外向きに配置された一方のスピーカユニットの前面に設けられた、高音域再生用スピーカをさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構造は、一端に互いに背中合わせに所定の間隔だけ離れてかつ一方のスピーカユニットは外向きに配置された２個のスピーカユニットを備え、他端は密閉された筒形状の筒筐体を備え、上記２個のスピーカユニットを音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動するタンデム駆動型スピーカ装置の構造であって、
上記２個のスピーカユニットを配置したスピーカユニット結合部において、上記２個のスピーカユニットのマグネットを囲むように設けられた第１の筒細管と、
上記スピーカユニット結合部と、上記筒筐体の他端との間の音波処理部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第２の筒細管と、
上記筒筐体の他端に設けられ、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制する反射抑制部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記タンデム駆動型スピーカ装置の構造において、上記スピーカユニット結合部において、上記筒筺体内に各筒細管の長手方向が上記筒筺体の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニットを励振したときに上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の第３の筒細管をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記タンデム駆動型スピーカ装置の構造において、上記反射抑制部は、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置された円錐形状、頂点が上記２個のスピーカユニットに向くように配置されたピラミッド形状、又は斜めカット型形状を有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、タンデム駆動型スピーカ装置の構造において、上記反射抑制部は、その表面において、音波を吸収する音波吸収層を備えたことを特徴とする。
【００１８】
またさらに、上記タンデム駆動型スピーカ装置の構造において、上記各筒細管と、上記円筒筺体との間に設けられた、吸音制振材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
またさらに、上記タンデム駆動型スピーカ装置の構造において、上記２個のスピーカユニットのうちの外向きに配置された一方のスピーカユニットの前面に設けられた、高音域再生用スピーカをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
従って、本発明に係るタンデム駆動型スピーカ装置及びその構造によれば、上記反射抑制部により、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制するとともに、上記第１の筒細管及び上記複数の第２の筒細管により、上記スピーカユニット結合部及び上記音波処理部において伝搬する音波を上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持することができる。これにより、タンデム駆動型スピーカ装置における最低共振周波数を、大幅に低下させて低域の周波数特性を改善できるとともに、タンデム駆動での周波数特性全体の音圧増大を、原音を忠実に再現した状態で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２２】
第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構造を示す一部破断斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ’線についての縦断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ線についての横断面図であり、図４は図２のＣ−Ｃ’線についての横断面図である。本実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置は、
（ａ）下端が筐体ベース部３により密閉された円筒筐体２の上部に設けられ、一端に互いに背中合わせに所定の間隔だけ離れてかつ一方のスピーカユニットは外向きに配置された２個のスピーカユニット１，５１（外部スピーカユニット１と、内部スピーカユニット５１であり、以下、スピーカユニットという。）にてなるスピーカユニット結合部１０１と、
（ｂ）スピーカユニット結合部１０１において、２個のスピーカユニット１，５１のマグネット１ｂ，５１ｂを囲むように設けられた円筒細管４０と、
（ｃ）スピーカユニット結合部１０１において、円筒細管４０と円筒筐体２との間の空間に設けられた複数本の円筒細管３０と、
（ｄ）スピーカユニット結合部１０１と、円筒筐体２の下端との間に位置する円筒筐体２の中間部に設けられ、円筒筺体２内において各筒細管２０の長手方向が円筒筺体２の長手方向と実質的に平行となるように収容され、上記２個のスピーカユニット１，５１を励振したときに円筒筐体２の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持するための複数本の円筒細管２０を備えた音波処理部１０２と、
（ｅ）円筒筐体２の下端に設けられ、円筒筐体２の内部に放射される音波が、円筒筐体２の下端で反射することを実質的に抑制する円錐形状の反射抑制部４とを備え、
（ｆ）２個のスピーカユニット１，５１を音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動することを特徴としている。
【００２３】
次いで、図１乃至図４を参照して、本実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構成について以下に説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、円筒筐体２の上部一端に、スピーカユニット１からの振動板前面からの音波が上方向に放射されるように、振動板１ａ及びマグネット１ｂを備えたスピーカユニット１をその取り付けリング２ａに固定して設ける。また、スピーカユニット１と背中合わせであって、そのマグネット１ｂと所定の間隔だけあけて、好ましくは近接して、各マグネット１ｂ，５１ｂ同士が対向するように、スピーカユニット１よりも下側に、振動板５１ａ及びマグネット５１ｂを備えたスピーカユニット５１を設ける。すなわち、スピーカユニット５１は、スピーカユニット１とは逆方向であって、その振動板前面が内側方向を向くように設けられる。これら２個のスピーカユニット１，５１の相互の距離は上述のよく近接して短いほどよいが、その理由は、振動時間のずれを出きるだけ少なくするためである。これは、フルレンジのスピーカユニット１，５１で超高域まで再生する場合にはとくに重要であるが、低音域専用の場合でも、躍動性の高いハイスピードな再生音を得るためには無視できないことである。
【００２５】
これら２個のスピーカユニット１，５１によりスピーカユニット結合部１０１を構成する。なお、これら２個のスピーカユニット１，５１は互いに同一のスピーカユニットであることが好ましい。これは、両スピーカユニット１，５１の振動特性をできるだけ等しくし、異種振動の干渉による振幅歪や位相ずれの発生を防ぎ、波形再生の忠実性を高めるためである。また、円筒筐体２の内径を両スピーカユニット１，５１の外径に物理的に可能な限り等しくする。これは広がる音波、すなわち球面波を発生させないためである。さらに、スピーカユニット１を取り付けるバッフルの取り付け孔径は、スピーカユニット１が取り付け可能な最小径に設定し、当該取り付け孔は下方向に向かって直線的に広がるテーパー状にする。これは、スピーカユニット１から下端に向かって放射される音波の流れを阻害しないためと、断面の急激な変化による平面波の崩れ（特に、波長が短い高域における崩れ）をできるだけ抑制するためである。
【００２６】
このスピーカユニット結合部１０１においては、図２及び図３に示すように、円筒筐体２の内側に吸音制振材１４が貼付され、また、スピーカユニット１，５１のマグネット１ｂ，５１ｂを囲むように、円筒細管４０の長手方向が円筒筐体２の長手方向と実質的に平行となるように円筒細管４０が設けられ、円筒細管４０と吸音制振材１４との間の空間に、円筒細管４０の長手方向が円筒筐体２の長手方向と実質的に平行となるように例えば７本の円筒細管３０が設けられる。これにより、スピーカユニット１，５１を駆動したときに発生される音波の伝搬路の空間３０ａを形成している。ここで、円筒細管３０，４０は、スピーカユニット１，５１を駆動したときに発生される音波を、円筒筐体２の長手方向と実質的に平行な方向で伝搬させるために設けられる。なお、フルレンジのスピーカユニット１，５１の高域音波結合の忠実性を高めるために、スピーカユニット結合部１０１において円筒細管３０を挿入しているが、円筒細管３０の直径は、例えば高域音波の周波数が１００００Ｈｚの場合は、３４４００ｃｍ／１００００Ｈｚ＝３．４ｃｍ以下である。また、円筒細管４０は、円筒細管３０に代えてのドーナツ状の囲い管として用いてもよく、高域限界が低い大型ミッドバススピーカに適している。
【００２７】
また、音波処理部１０２において、図１乃至図３に示すように、円筒筐体２の内側に吸音制振材１３が貼付され、吸音制振材１３の内部の空間において、円筒細管２０の長手方向が円筒筐体２の長手方向と実質的に平行となるように例えば７本の円筒細管２０が設けられ、これにより、スピーカユニット１，５１を駆動したときに発生される音波の伝搬路の空間２０ａ，２１を形成している。ここで、円筒細管２０は、スピーカユニット１，５１を駆動したときに発生される音波を、円筒筐体２の長手方向と実質的に平行な方向で伝搬させるために設けられる。
【００２８】
なお、各円筒細管２０，３０，４０の内周面及び外周面は、平面波の進行をスムーズにさせ、すなわちその進行を乱さないようにするために、平滑面であることが好ましいが、大部分の平面波である進行波が各円筒細管２０，３０，４０の内周面内を進行することを考慮すれば、外周面はある程度粗い面であってもよい。また、各円筒細管２０，３０，４０の内周面及び外周面に対して実質的に垂直に（水平方向、すなわち横方向）入射する反射波又は定在波については、これを吸音する必要があるので、その音響エネルギーを熱エネルギーに変換し易い材質で各円筒細管２０，３０，４０を形成することが好ましく、具体的には、繊維の絡まった素材の紙を３〜５重巻きにしたものを用い（なお、１重巻きないし２重巻きであってもよい。）、反射波又は定在波に対する吸音性を持たせている。上記素材の紙としては、例えば大昭和製紙製の画紙（四六版で１２５ｋｇ／１０００枚；例えば、０．２乃至０．３ｍｍの厚さ）が適している。もしくは、各円筒細管２０，３０，４０は、多重巻きにした紙を一重で閉じた紙管で囲んだ状態の構造であってもよく、これら同等の性能を有するものであればそれ以外の素材でもよい。なお、各円筒細管２０，３０，４０は、円筒形状に限らず、矩形筒形状などの筒形状であってもよい。また、吸音制振材１３，１４は、当該各円筒細管２０，３０，４０の紙管、もしくは、フェルト又はミクロンウールの材料にてなる。
【００２９】
さらに、円筒筐体２の下端は筐体ベース部３により密閉され、筐体ベース部３は当該装置を立設するための支持部材として用いられる。筐体ベース部３と、音波処理部１０２との間において、例えば円錐形状の反射抑制部４が、その頂点がスピーカユニット５１を向くように筐体ベース部３上に形成される。反射抑制部４は例えばバルサ木材又は樹脂成形材料にてなり、図２に示すように、円錐周面４ａと、円錐底面４ｂとで構成される。また、円錐周面４ａ上には、それぞれ例えばフェルト、ミクロンウールにてなる２層の音波吸収層５，６が形成される。さらに、反射抑制部４の内部には、振動抑制、音波吸収、重心低下のために、砂やジルコンサンドを充填することが好ましい。代替例としては、音波吸収だけの効果しか期待できないが、粗毛フェルト、炭素繊維、ミクロンウールなどを圧縮充填する方法を用いてもよい。
【００３０】
ここで、反射抑制部４の円錐の頂点角度は、好ましくは６０°乃至１００°に設定し、前記値より鋭角になると、スピーカユニット結合部１０１及び音波処理部１０２の容積の減少によるスピーカユニット結合部１０１の最低共振周波数の上昇が顕在化する。逆に鈍角になると、垂直方向の反射波が顕在化する。また、反射抑制部４の頂点と、中心部に位置する円筒細管２０との間隔は、所定の間隔以上であることが好ましいが、反射抑制部４の頂点と、中心部に位置する円筒細管２０とが接触しなければ、反射抑制部４の頂点が中心部に位置する円筒細管２０の内部に位置してもよい。さらに、反射抑制部４の底辺径はできるだけ円筒筐体２の内径に近似させる。さらに、円筒筐体２の内径はスピーカユニット１，５１の外径に近似させる。
【００３１】
以上のように構成されたタンデム駆動型スピーカ装置における円筒細管２０，３０，４０の材料及び円筒筐体２の最下端の反射抑制部４の役割について以下に説明する。
【００３２】
円筒細管２０，３０，４０の壁面は、円筒筐体２体の直径方向に反射する直径より短い波長の音波の共振エネルギーを、壁面材料である繊維の絡み合った紙管壁を透過する際に、繊維摩擦によって熱エネルギーに変換し、音波エネルギーを減衰させる役割を果たす。そのため、円筒細管２０，３０，４０の材料に適する紙素材は、紙繊維の摩擦によって、直径方向の音波を２０〜５０％吸収すると同時に５０〜８０％程度透過する、音波の半導体的性格を有するものが望ましい。円筒筐体２内の直径方向の音波は、上記紙素材を複数枚貫通することにより共振エネルギーを実用上無視できるレベルに減衰する。また、上記直径方向に直角に交差する上下方向の音波（平面波）は、円筒細管２０，３０，４０の中を全く抵抗なく伝達することができる。そのため、円筒細管２０，３０，４０の内壁面は上記紙素材の滑面側になるようにしている。このように各円筒細管２０，３０，４０の壁面素材を薄くして、半導体的性格の紙管にしているのは、紙管の長さを１／４波長とする音波、及びその整数倍の音波の管共振を弱めるためである。上記紙素材としては、例えばマルマン製の水彩用厚手画紙Ｓ３２２Ｎ（中性紙）が適している。なお、円筒細管２０，３０，４０は上記紙素材を一重乃至三重に巻き、巻き端を接着する。巻き数は前記した空気の参加率やヒヤリングなどによってカット＆トライで決定する。また、上記紙管の最下端の開放部には、吸音材を配して音波反射エネルギーを吸収すると同時に、完全に吸収されずに反射する音波の方向軸を垂直上方向から斜めにずらせ（平面波の乱れを防止するために）円筒筐体２の最下端に円錐形状の反射抑制部４を配置している。
【００３３】
また、本実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置においては、以下の理由により円筒筐体２の下端底面を完全に密閉にしている。すなわち、円筒筐体２の下端を開放したいわゆる管共鳴型や、ヘルムホルツの共鳴により低音増強を図ったバスレフ型スピーカ装置などは、再生音に共鳴特有の不自然さを伴ううえ、筐体の開放孔から内部雑音が漏洩し、再生音質を損なう原因になっている。本実施形態では、上記の現象を防止するため、円筒筐体２を完全密閉型にしており、密閉型の欠点である最低共振周波数の上昇を、円筒細管２０，３０，４０を用いた平面波維持構造によって解決している。上記構造にすることにより、スピーカユニット１の振動板背面やスピーカユニット５１の振動板前面から放射される音波は、平面波として下方向にのみ放射されるので、円筒筐体２の下端の底面が受ける音波の圧力が、球面波を放射する従来技術のスピーカ装置の筐体背面の音波圧力より、筐体内表面積比に反比例して高くなる。そのため、本実施形態では円筒筐体２の底部に、反射抑制部４を備えている。また、反射抑制部４の内部に、フェルト、ミクロンウール等の吸音素材や砂、ジルコンサンドなどの振動抑制素材を充填することで、不要音波エネルギーを熱エネルギーに変換し消失させることができ、それによって、円筒筐体２内の雑音を効率よく抑制減少することが可能である。さらに、反射抑制部４の底面を除いた表面に、音波吸収層５，６を形成することにより不要雑音を吸収させ、円筒筐体２内の平面波が崩れることを減少させることができる。
【００３４】
以上のように構成されたタンデム駆動型スピーカ装置において、２個のスピーカユニット１，５１を音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動する。これにより、２個のスピーカユニット１，５１により実質的に同相な音波の平面波を円筒筐体２内で形成して伝搬させる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、２個のスピーカユニット１，５１を音波振動が互いに実質的に同相となるように電気的に実質的に逆相で駆動したとき、各スピーカユニット１，５１により発生される各音波は円筒筐体２内では実質的に同期して発生され、円筒細管２０，３０，４０により上記発生された音波を実質的に平面波で保持され、しかも管径よりも短い波長の音波が管壁で反射しないように抑制し、また、円筒筐体２の下端において上記平面波を反射抑制部４により上部方向に反射しないように処理し、これにより、スピーカユニット１，５１の振動板と一緒に動く空気の量が増加する構造にしている。また、円筒筐体２は密閉構造されて円筒筐体２内に発生された音波が円筒筐体２外に完全に漏れないようにし、円筒筐体２自身の振動によって雑音が発生しないようにしている。これにより、タンデム駆動型スピーカ装置における最低共振周波数を、大幅に低下させて低域の周波数特性を改善できるとともに、タンデム駆動での周波数特性全体の音圧増大を、原音を忠実に再現した状態で実現できる。
【００３６】
以上の実施形態においては、円筒細管３０を設けているが、本発明はこれに限らず、設けなくてもよい。
【００３７】
第２の実施形態．
図５は本発明の第２の実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構造を示す一部破断斜視図であり、図６は図５のタンデム駆動型スピーカ装置の上面図であり、図７は図５のタンデム駆動型スピーカ装置の上部の縦断面図である。本実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置は、図１のタンデム駆動型スピーカ装置に比較して、（Ａ）スピーカユニット１の前面に、いわゆるツィーターと呼ばれる高音域再生用スピーカ６１を設け、（Ｂ）円筒細管４０を設けないことを特徴としている。なお、本実施形態においては、円筒細管４０を設けないが、第１の実施形態と同様に設けてもよい。以下、上記相違点について説明する。
【００３８】
図６及び図７において、高音域再生用スピーカ６１は、振動吸収材であるソルボセイン６１ｓを介して、複数の音波孔７０ｈを有するブランケット７０に円筒筐体２の中心軸上に取り付けられる。ここで、ブランケット７０はソルボセイン７１を介してスピーカユニット１のミッドバスの振動板１ａのフレーム外縁部の取付部２ａにネジ７３により固定される。また、高音域再生用スピーカ６１の下部に吸音及びミッドバスからの音圧抑制のためにフェルト６２を備えられる。以上のように、高音域再生用スピーカ６１を取り付けることにより、スピーカユニット１のミッドバスよって生じる機械振動及び音圧振動の影響が高音域再生用スピーカ６１に作用することを極力抑制し、ドップラー効果の発生を防止する。
【００３９】
本実施形態においては、特に、大型のタンデム駆動型スピーカ装置において、大音量再生するために、高音域再生用スピーカ６１を付加し、ミッドバス用に大型のスピーカユニット１を用いて、本実施形態に係る円筒細管２０などの平面波維持機構を備えることにより空気重量を有効に活用し、十分大きな低音域のエネルギーを得ることができる。ここで、高音域再生用スピーカ６１の付加機構は、図７に示すようにミッドバスのスピーカユニット１に近接し、かつ円筒筐体２と同軸で位置するように高音域再生用スピーカ６１を取り付け、２個のスピーカユニット１，５１を用いながらフルレンジ・モードで動作させて、再生音波が自然さを伴って合成するように配慮している。また、上記したフルレンジ・モードの自然さを引き出すためには、ミッドバスのスピーカユニット１に中高音域特性のすぐれた（高域に向かって音圧が下がる特性）ものを選択し、アンプ出力をネットワークを介さずストレートに供給することが好ましい。さらに、ミッドバスのスピーカユニット１での高音域不足分を高音域再生用スピーカ６１で補うように、高音域再生用スピーカ６１のクロスオーバー周波数を選択し、同時に最適な減衰特性を決めるよう留意している。本実施形態に係るスピーカ装置は水平方向（厳密には同一水平面）無指向特性であるので、２個のスピーカーユニット１，５１が発する音波の空中合成の不自然さが目立ち難い特長を有している。
【００４０】
以上のように構成された実施形態によれば、付加した高音域再生用スピーカ６１により高音域での音圧を増大させるとともに、第１の実施形態と同様に、タンデム駆動型スピーカ装置における最低共振周波数を、大幅に低下させて低域の周波数特性を改善でき、タンデム駆動での周波数特性全体の音圧増大を、原音を忠実に再現した状態で実現できる。
【００４１】
変形例．
図８は、本発明の第１の変形例に係る斜めカット型反射抑制部４Ａの構造を示す斜視図である。図８において、斜めカット型反射抑制部４Ａは、円柱を斜めにカットした形状を有し、斜めカットの上部底面４ｄと、円周面４ｃと、底面４ｅとを備えて構成される。ここで、上部底面４ｄと円周面４ｃとの間の頂点角度は好ましくは４５°±１０°に設定される。当該反射抑制部４Ａの筒壁面は音波の進行軸に平行しており、斜めカットの上部底面は斜めカット部の蓋であるので、円周面４ｃの材料は例えば約１０ｍｍ厚の多層巻きの紙管を用いることが好ましい。また、上部底面４ｄの材料は１〜２ｍｍ厚の柔らかい木材、例えばバルサ木材又は軟質樹脂などを用いることが好ましい。
【００４２】
図９は、本発明の第２の変形例に係るピラミッド型反射抑制部４Ｂの構造を示す斜視図である。図９において、ピラミッド型反射抑制部４Ｂは、底面が正方形であるピラミッド形状を有し、その頂点角度は円錐型と同じ理由で６０°〜１００°が好ましい。その底面の正方形の対角線長をできるだけ円筒筐体２の内径に近似させる。また、反射抑制部４Ｂの壁面は１〜２ｍｍ厚の材質が柔らかい木材、例えばバルサ木材などが望ましい。その内部は円錐型反射抑制部４と同様に充填される。
【００４３】
図１０は、本発明の第３の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。この第３の変形例は、図４の第１の実施形態に比較して、各円筒細管２０の内部空間２０ａ内に、さらに、円筒細管２０よりも細い円筒細管２５を１本の円筒細管２０当たり７本の円筒細管２５を充填して収容したことを特徴としている。これにより、各円筒細管内の平面波の維持機能を高域に延ばし、さらに円筒筐体２内の吸音効果を高めることができる。なお、第３の変形例では、１本の円筒細管２０当たり７本の円筒細管２５を充填して収容しているが、本発明はこれに限らず、好ましくは４本の円筒細管２５、又は複数本の円筒細管２５を収容してもよい。
【００４４】
図１１は、本発明の第４の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。この第４の変形例では、第１の実施形態に係る円筒細管２０に代えて、正六角形筒型細管２６を充填して収容したことを特徴としている。この正六角形筒型細管２６の場合においては、断面がいわゆる蜂の巣形状となり、各正六角形筒型細管２６間の空間が生じないので、多数の正六角形筒型細管２６を収容して、平面波維持による音質改善を顕著にすることができる。
【００４５】
図１２は、本発明の第５の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。この第５の変形例では、第１の実施形態に係る円筒細管２０に代えて、二等辺三角形筒型細管２７を充填して収容したことを特徴としている。この二等辺三角形筒型細管２７の場合においては、各二等辺三角形筒型細管２７間の空間が生じないので、多数の二等辺三角形筒型細管２７を収容して、平面波維持による音質改善を顕著にすることができる。
【００４６】
図１３は本発明の第６の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。この第６の変形例では、第１の実施形態に係る円筒細管２０に代えて、円筒筐体２の中心部に位置する細管は円筒細管２０であるが、この中心部の円筒細管２０と、円筒筺体２との間に、楕円筒細管２８を充填して収容したことを特徴としている。各楕円筒細管２８は、内径が円のように一定でないので細管内に定在波が生じにくく、さらに周辺の楕円筒細管２８の数が多くできるので音質的に優れたものとすることができる。
【００４７】
以上の実施形態及び変形例においては、円筒筐体２を用いているが、本発明はこれに限らず、円筒形状以外の三角形状以上の多角形又は楕円の筒形状を有する筐体を用いてもよい。
【００４８】
以上の実施形態及び変形例においては、円筒細管２０，３０，４０を用いているが、本発明はこれに限らず、円筒形状以外の三角形状以上の多角形又は楕円の筒形状などの筒形状を有する細管を用いてもよい。
【実施例１】
【００４９】
本実施例においては、音波処理部１０２の処理について説明する。音波処理部１０２に必要な機能のうち、タンデム駆動型スピーカ装置を実現するために欠かすことができない必須の技術は、円筒筐体２内に装着したスピーカユニット５１の最低共振周波数ｆ０ｃを、使用するスピーカーユニットの自由空間の最低共振周波数ｆ０に限りなく近接した値にすることである。以下、それを実現する技術を理論的に説明する。
【００５０】
円筒筐体２の内容積Ｖは、次式で表される。なお、当該明細書において、数式がイメージ入力された墨付き括弧の数番号と、数式が文字入力された大括弧の数式番号とを混在して用いており、また、当該明細書での一連の数式番号として「式（１）」の形式を用いて数式番号を式の最後部に付与して用いることとする。
【００５１】
［数１］
Ｖ＝（３５０×ａ４）／［ｍ０（ｆ０ｃ２―ｆ０２）］（リッター）      （１）
【００５２】
ここで、ａはスピーカユニットの振動板の実効半径（ｃｍ）であり、ｍ０はその振動板の実効重量であって次式で表される。
【００５３】
［数２］
ｍ０＝ｍｃ＋ｍａ      （２）
【００５４】
ここで、ｍｃは振動板が静止しているときの重量で、ｍａは振動板が動作中に振動板と一緒に動く空気の重量である。なお、空気の重量は１．２グラム／１リッターである。
【００５５】
この場合において、円筒筐体２のスピーカユニット結合部１０１に装着したスピーカユニット５１の最低共振周波数ｆ０ｃを上記式（１）から導出すると次式を得る。
【００５６】
【数１】
2006067325.tif 000003
【００５７】
本発明者により試作した筒筺体型タンデム駆動スピーカ装置において、本発明に係る技術である主に重量ｍａを増大させる技術を用いることで、最低共振周波数ｆ０ｃをどのくらい最低共振周波数ｆ０に近接することができたか、逆に最低共振周波数ｆ０ｃ及びｆ０の実測値から重量ｍａ、すなわち振動板と一緒に動く空気の重量（厳密には、重量ｍａの動きに対向する空気バネ力を指しい引いた値）をどのくらい増大させることができたか、以下にその値を示す。
【００５８】
以下に、本発明者による試作装置の各種数値を示し、重量ｍａの値を求める。
【００５９】
（１）Ｖ＝４．３リッター（スピーカユニット結合部１０１の実効容積）。
（２）ａ＝２．８ｃｍ（８ｃｍスピーカーユニット１，５１の実効半径）
（３）ｍｃ＝１．４ｇｒ（スピーカユニット１，５１の振動板の重量）。
（４）ｆ０＝９５Ｈｚ（自由空間における最低共振周波数（図１４参照。））。
（５）ｆ０ｃ＝１００Ｈｚ（試作装置の実測データの最低共振周波数（図１５参照。））。
【００６０】
ここで、図１４は１個の８ｃｍスピーカユニットにおける自由空間の最低共振周波数ｆ０を示す周波数特性図である。図１５は図１のタンデム駆動型スピーカ装置（ただし、反射抑制部は配置せず、第１と第２の音波吸収層５，６のみである。）において、２個の８ｃｍスピーカユニットを装着したときの最低共振周波数ｆ０ｃを示す周波数特性図である。
【００６１】
上記式（３）から、重量ｍａは次式で表される。
【００６２】
［数３］
ｍａ＝［３５０×ａ４／Ｖ（ｆ０ｃ２−ｆ０２）−ｍｃ      （４）
【００６３】
上記式（４）において上記値を代入すると次式を得る。
【００６４】
［数４］
ｍａ＝３．７３ｇｒ      （５）
【００６５】
従って、実効容積Ｖ（４．３リッター）の空気の重量は
［数５］
４．３×１．２＝５．１６ｇｒ    （６）
であるから、スピーカユニット結合部１０１内の空気の実効参加率（実効寄与率）Ａは次式で表される。
【００６６】
［数６］
Ａ＝（３．７３／５．１６）×１００％
＝７２．３％      （７）
【００６７】
上記式（７）から明らかなように、スピーカユニットの振動板と一緒に動く空気の重量を大幅に増大させることがわかる、これにより、最低共振周波数ｆ０ｃをどのくらい最低共振周波数ｆ０に近接することができる量を相対量で評価できた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上詳述したように、本発明に係るタンデム駆動型スピーカ装置及びその構造によれば、上記反射抑制部により、上記筒筐体の内部に放射される音波が、上記筒筐体の他端で反射することを実質的に抑制するとともに、上記第１の筒細管及び上記複数の第２の筒細管により、上記スピーカユニット結合部及び上記音波処理部において伝搬する音波を上記筒筐体の内部に放射される音波を実質的に平面波で維持することができる。これにより、タンデム駆動型スピーカ装置における最低共振周波数を、大幅に低下させて低域の周波数特性を改善できるとともに、タンデム駆動での周波数特性全体の音圧増大を、原音を忠実に再現した状態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構造を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線についての横断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ’線についての横断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るタンデム駆動型スピーカ装置の構造を示す一部破断斜視図である。
【図６】図５のタンデム駆動型スピーカ装置の上面図である。
【図７】図５のタンデム駆動型スピーカ装置の上部の縦断面図である。
【図８】本発明の第１の変形例に係る斜めカット型反射抑制部４Ａの構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の変形例に係るピラミッド型反射抑制部４Ｂの構造を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。
【図１１】本発明の第４の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。
【図１２】本発明の第５の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。
【図１３】本発明の第６の変形例に係るタンデム駆動型スピーカ装置の、図４に対応する横断面図である。
【図１４】１個の８ｃｍスピーカユニットにおける自由空間の最低共振周波数ｆ０を示す周波数特性図である。
【図１５】図１のタンデム駆動型スピーカ装置（ただし、反射抑制部は配置せず、第１と第２の音波吸収層５，６のみである。）において、２個の８ｃｍスピーカユニットを装着したときの最低共振周波数ｆ０ｃを示す周波数特性図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，５１…スピーカユニット、
１ａ，５１ａ…振動板、
１ｂ，５１ｂ…マグネット、
２…円筒筐体、
３…筐体ベース部、
４，４Ａ，４Ｂ…反射抑制部、
５，６…音波吸収層、
１３，１４…吸音制振材、
２０，２５，３０，４０…円筒細管、
２０ａ，３０ａ…内部空間、
２１，２２…空間、
２６…正六角形筒型細管、
２７…二等辺三角形筒型細管、
２８…楕円筒細管、
６１…高音域再生用スピーカ、
１０１…スピーカユニット結合部、
１０２…音波処理部。
【図１】
2006067325.tif 000004
【図２】
2006067325.tif 000005
【図３】
2006067325.tif 000006
【図４】
2006067325.tif 000007
【図５】
2006067325.tif 000008
【図６】
2006067325.tif 000009
【図７】
2006067325.tif 000010
【図８】
2006067325.tif 000011
【図９】
2006067325.tif 000012
【図１０】
2006067325.tif 000013
【図１１】
2006067325.tif 000014
【図１２】
2006067325.tif 000015
【図１３】
2006067325.tif 000016
【図１４】
2006067325.tif 000017
【図１５】
2006067325.tif 000018