(57)【要約】      （修正有）【課題】音響管を備えたスピーカにおいて音響管の基本共鳴波の抑制を回避しつつ高次共鳴波を抑制する。【解決手段】筐体内の音響管２は、スピーカユニットＳＰＵの背面から筐体の外部に至る中空領域を囲っている。音響管２内において、スピーカユニットＳＰＵの背面から筐体の外部までの経路の長さをＬとした場合、スピーカユニットＳＰＵの背面の近傍の中空領域と、スピーカユニットＳＰＵの背面から２Ｌ／３だけ離れた位置の近傍の中空領域の間に圧力伝達部材３が挟まれている。前者の中空領域と後者の中空領域には３次共鳴波の逆相の腹が発生する。この２つの中空領域に発生する逆相の腹の圧力が圧力伝達部材を介して一方の領域から他方の領域に伝達され、３次共鳴波が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に配置された音響発生部と、
前記音響発生部の背面から前記筐体の外部に至る中空領域を囲む音響管と、
前記音響管内の前記背面から前記外部までの経路上の異なる位置において、各位置の中空領域間に挟まれた圧力伝達部材と
を具備することを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記音響管の全長をＬ、Ｍを２より大きい奇数、Ｎ１を０以上でＭより小さい偶数、Ｎ２をＮ１より２だけ大きいＭ未満の数とした場合、前記圧力伝達部材は、前記音響管において前記背面から略Ｎ１・Ｌ／Ｍだけ離れた位置の中空領域と前記背面から略Ｎ２・Ｌ／Ｍだけ離れた位置の中空領域との間に挟まれていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記圧力伝達部材は、前記Ｌを前記Ｍにより除算した長さにより定まる共振周波数と同じ共振周波数を有する振動板であることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記振動板は、前記音響管における前記背面の近傍の中空領域と前記背面から前記音響管全長の略２／３だけ離れた位置の中空領域との間に挟まれており、
前記振動板の共振周波数は、振動の波長が前記音響管全長の略４／３倍となる周波数であることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響管を備えたスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
筐体内に音響管を備えたスピーカが知られている。このスピーカにおいて、音響管は、筐体に固定されたスピーカユニットの背面から筐体の外部に至る中空領域を囲っている。このスピーカによれば、音響管の共鳴を利用し、再生音の低音域を増強することができる。しかしながら、このスピーカは、低音を増強する基本共鳴波の他に、第３次共鳴波、第５次共鳴波といった高次共鳴波が音響管に発生し、これらの高次共鳴波の影響によりスピーカの周波数特性にピークやディップが生じる問題がある。そこで、特許文献１に開示の技術では、基本共鳴波の周波数より高い周波数領域の音を抑制する制振材料を音響管内に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７９２２６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示の技術において、高次共鳴波を十分に抑制するためには、音響管内に設ける制振材料の量を増やす必要がある。しかし、制振材料の量を増やすと、高次共鳴波の他に、基本共鳴波が抑制され、スピーカにおいて低音を増強することが妨げられる問題がある。基本共鳴波を損なうことなく、高次共鳴波を十分に抑制するためには、音響管内に設ける制振材料の種類や量を適切に選択することが求められるが、適切な制振材料の種類や量を選択することは困難であった。
【０００５】
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、音響管を備えたスピーカにおいて音響管の基本共鳴波の抑制を回避しつつ高次共鳴波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、筐体に配置された音響発生部と、前記音響発生部の背面から前記筐体の外部に至る中空領域を囲む音響管と、前記音響管内の前記背面から前記外部までの経路上の異なる位置において、各位置の中空領域間に挟まれた圧力伝達部材とを具備することを特徴とするスピーカを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の一実施形態であるスピーカにおける高次共鳴波の抑制原理を説明する図である。
【図２】同実施形態によるスピーカの第１の具体例を示す断面図である。
【図３】同実施形態によるスピーカの第２の具体例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１（ａ）〜（ｃ）は、この発明の一実施形態であるスピーカにおける高次共鳴波の抑制原理を説明する図である。
【００１０】
本実施形態によるスピーカは、筐体内に低音増強のための音響管を有する。この音響管は、スピーカの筐体の壁面に埋め込まれた音響再生部、具体的にはスピーカユニットＳＰＵの背面から筐体の外部に至る中空領域を囲む管である。
【００１１】
この音響管には、その管長に応じた波長の共鳴波が発生する。この共鳴波は、基本共鳴波の他、第３次共鳴波、第５次共鳴波といった高次共鳴波を含む。基本共鳴波は、スピーカの再生音の低域を強調するために好ましいものである。しかし、高次共鳴波は、スピーカの周波数特性において低域以上の周波数帯域にピークやディップを生じさせ、再生音の品質を劣化させる。そこで、本実施形態は、この音響管に発生する高次共鳴波を抑制する。
【００１２】
図１（ａ）には、筐体内の音響管２が示されている。本実施形態において筐体内に収容される実際の音響管は、途中の何カ所かにおいて屈曲しているが、図１（ａ）では、高次共鳴波の抑制原理の理解を容易にするため、真っ直ぐに延ばした状態の音響管２が示されている。
【００１３】
音響管２内に発生する共鳴波のうち最低周波数を有する基本共鳴波ＰＷ１は、音響管２の管長Ｌの４倍の波長λを有する。すなわち、基本共鳴波ＰＷ１の波長λは４Ｌとなる。なお、以下の説明において、基本共鳴波ＰＷ１、第３次共鳴波ＰＷ３、第５次共鳴波ＰＷ５は、基本共鳴波や高次共鳴波における圧力成分を意味する。
【００１４】
音響管２内におけるスピーカユニットＳＰＵの背面からの距離をｘとした場合、図１（ａ）に示すように、ｘ＝０、すなわち、スピーカユニットＳＰＵの背面の位置に基本共鳴波ＰＷ１の腹が発生し、ｘ＝Ｌ、すなわち、筐体の出口側において基本共鳴波ＰＷ１の節が発生する。
【００１５】
図１（ｂ）には音響管２内に発生する第３次共鳴波ＰＷ３が示され、図１（ｃ）には音響管２内に発生する第５次共鳴波ＰＷ５が示されている。
【００１６】
音響管２内では、図１（ｂ）に示すように、ｘ＝０の位置において第３次共鳴波ＰＷ３の腹が発生し、ｘ＝Ｌ／３の位置において第３次共鳴波ＰＷ３の節が発生し、ｘ＝２Ｌ／３の位置において第３次共鳴波ＰＷ３の腹が発生し、ｘ＝Ｌの位置において第３次共鳴波ＰＷ３の節が発生する。ここで、ｘ＝０の位置において発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹と、ｘ＝２Ｌ／３の位置において発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹は、逆相になる。
【００１７】
また、音響管２内では、図１（ｃ）に示すように、ｘ＝０の位置において第５次共鳴波ＰＷ５の腹が発生し、ｘ＝Ｌ／５の位置において第５次共鳴波ＰＷ５の節が発生し、ｘ＝２Ｌ／５の位置において第５次共鳴波ＰＷ５の腹が発生し、ｘ＝３Ｌ／５の位置において第５次共鳴波ＰＷ５の節が発生し、ｘ＝４Ｌ／５の位置において第５次共鳴波ＰＷ５の腹が発生し、ｘ＝Ｌの位置において第５次共鳴波ＰＷ５の節が発生する。ここで、ｘ＝０の位置において発生する第５次共鳴波ＰＷ５の腹と、ｘ＝２Ｌ／５の位置において発生する第５次共鳴波ＰＷ５の腹は、逆相になる。また、ｘ＝２Ｌ／５の位置において発生する第５次共鳴波ＰＷ５の腹と、ｘ＝４Ｌ／５の位置において発生する第５次共鳴波ＰＷ５の腹は、逆相になる。
【００１８】
そこで、本実施形態では、第３次共鳴波ＰＷ３を抑制する場合、ｘ＝０の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁と、ｘ＝２Ｌ／３の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁が接するように音響管２を屈曲させ、このｘ＝０の位置の近傍領域とｘ＝２Ｌ／３の位置の近傍領域との間に挟まれた壁に開口部を設け、この開口部に両近傍領域に挟まれた圧力伝達部材３を設ける。好ましい態様において、この圧力伝達部材３は、第３次共鳴波の周波数と同じ共振周波数を有する振動板である。この振動板としては、パッシブラジエータが好適である。このパッシブラジエータは、スピーカユニットから電磁気回路を取り除いた構成を有しており、通常、スピーカ筐体内の空気振動を利用して動作するスピーカユニットとして用いられる。本実施形態では、このパッシブラジエータを音響管内の圧力波の伝達手段として用いる。
【００１９】
このようにすると、ｘ＝２Ｌ／３の位置に発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹の振動が圧力伝達部材３を介してｘ＝０の位置に伝達される。ここで、ｘ＝０の位置において発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹と、ｘ＝２Ｌ／３の位置において発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹は、逆相になる。このため、ｘ＝０の位置とｘ＝２Ｌ／３の位置とを接続する振動の伝達経路において、両位置に発生する第３次共鳴波ＰＷ３の腹が互いに打ち消し合う。この結果、第３次共鳴波ＰＷ３が抑制される。
【００２０】
また、第５次共鳴波ＰＷ５を抑制する場合、ｘ＝０の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁と、ｘ＝２Ｌ／５の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁が接するように音響管２を屈曲させ、このｘ＝０の位置の近傍領域とｘ＝２Ｌ／５の位置の近傍領域との間に挟まれた壁に開口部を設け、この開口部に両近傍領域に挟まれた圧力伝達部材３、好ましくは第５次共鳴波の周波数と同じ共振周波数を有する振動板を設ける。このようにすると、第３次共鳴波ＰＷ３の場合と同様、第５次共鳴波ＰＷ５が抑制される。
【００２１】
あるいは、このようにする代わりに、ｘ＝２Ｌ／５の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁と、ｘ＝４Ｌ／５の位置の近傍領域を囲む音響管２の壁が接するように音響管２を屈曲させ、このｘ＝２Ｌ／５の位置の近傍領域とｘ＝４Ｌ／５の位置の近傍領域との間に挟まれた壁に開口部を設け、この開口部に振動板を設けてもよい。この場合も、同様に第５次共鳴波ＰＷ５を抑制することができる。
【００２２】
以上、３次共鳴波ＰＷ３および５次共鳴波ＰＷ５を例に本実施形態における高次共鳴波の抑制原理を説明したが、本実施形態では他の高次共鳴波を減衰させることも可能である。
【００２３】
本実施形態は、次のように一般化することができる。すなわち、本実施形態では、音響管２の全長をＬ、Ｍを２より大きい奇数、Ｎ１を０以上でＭより小さい偶数、Ｎ２をＮ１より２だけ大きいＭ未満の数とした場合、音響管２においてスピーカユニットＳＰＵの背面から略Ｎ１・Ｌ／Ｍだけ離れた位置の中空領域と同背面から略Ｎ２・Ｌ／Ｍだけ離れた位置の中空領域との間に圧力伝達部材３を挟む。また、圧力伝達部材３として、ＬをＭにより除算した長さにより定まる共振周波数と同じ共振周波数を有する振動板を用いる。これによりＬをＭにより除算した長さにより定まる周波数の高次共鳴波を抑制することが可能である。
【００２４】
図２は本実施形態によるスピーカの第１の具体例を示す断面図である。図２には、直方体形状の筐体１を構成する６枚の壁のうち４枚の壁１１〜１４が示されている。音響発生部であるスピーカユニットＳＰＵは、壁１１に空けられた開口部に挿入されて固定されている。また、壁１１には出口２２Ａが開口している。壁１３は壁１１に対向している。壁１２および１４は、壁１１および１３間の空間を図２の上下方向両側から挟んでいる。
【００２５】
音響管２Ａは、曲がりくねった状態で筐体１内に収容されており、スピーカユニットＳＰＵの背面から出口２２Ａに至る中空空間を囲っている。この音響管２Ａは、断面が円状の管であってもよく、断面が矩形の管であってもよい。図２には音響管２Ａの管軸２１Ａが破線で示されている。
【００２６】
図２において、音響管２ＡのスピーカユニットＳＰＵの背面から筐体１の出口２２Ａまでの管軸２１Ａに沿った長さをＬとすると、この長さＬは、音響管２Ａにおいて低音増強のために発生する基本共鳴波の波長λの１／４の長さである。
【００２７】
そして、図２に示す具体例では、音響管２Ａを、壁１１におけるスピーカユニットＳＰＵの固定領域から壁１３側に延ばし（この区間を第１の区間とする）、壁１３の手前で壁１３に沿って壁１４側に延ばし、壁１４の手前で壁１２側に折り返して延ばし、音響管２Ａの第１の区間に到達すると、この第１の区間と隣合わせて壁１１側に延ばしている。このようにすることで、第１の具体例では、音響管２Ａ内において、スピーカユニットＳＰＵの背面の近傍の第１の中空領域２０１と、スピーカユニットＳＰＵの背面から２Ｌ／３だけ離れた位置の近傍の第２の中空領域２０２とを音響管２Ａの壁２０３を挟んで隣合わせている。
【００２８】
この具体例では、この壁２０３に対し、第１の中空領域２０１と第２の中空領域２０２を連通させる開口部が設けられ、この開口領域にパッシブラジエータ３１が挿入されて固定されている。このパッシブラジエータ３１は、第１の中空領域２０１および第２の中空領域２０２間で空気の出入りを行わせるものではなく、両領域間の圧力の伝達のみを行わせる。また、パッシブラジエータ３１は、音響管２Ａにおいて発生する第３次共鳴波の周波数と同じ共振周波数を有する振動板である。
【００２９】
音響管２Ａ内に第３次共鳴波が発生する場合、音響管２Ａ内の第１の中空領域２０１には第３次共鳴波の腹が発生し、第２の中空領域２０２には第１の中空領域２０１に発生する腹と逆相の腹が発生する（図１（ｂ）参照）。この第２の中空領域２０２に発生する逆相の腹の圧力波はパッシブラジエータ３１を介して第１の中空領域２０１に伝達される。この結果、第３次共鳴波の腹と逆相の腹が相殺し、第３次共鳴波が抑制される。
【００３０】
また、この具体例では、スピーカユニットＳＰＵの背面から４Ｌ／５だけ離れた位置における音響管２Ａの内壁にヘルムホルツ共鳴器４が設けられている。ここで、音響管２Ａに第５次共鳴波が発生した場合、音響管２ＡにおいてスピーカユニットＳＰＵの背面から４Ｌ／５だけ離れた位置には第５次共鳴波の腹が発生する。そして、この具体例において、ヘルムホツル共鳴器４は、第５次共鳴波の周波数と同じ共鳴周波数を有するものが用いられる。周知のヘルムホルツ共鳴器と同様、ヘルムホルツ共鳴器４は、管と空洞とからなり、管の長さおよび断面積と空洞の体積等により共振周波数が定まる。そこで、第１の具体例では、ヘルムホツル共鳴器４の共振周波数が第５次共鳴波の周波数となるように管の長さおよび断面積と空洞の体積等を定め、第５次共鳴波を抑制している。
【００３１】
図３は本実施形態によるスピーカの第２の具体例を示す断面図である。図３にも、図２と同様な、筐体１と、筐体１を構成する壁１１~１４が示されている。スピーカユニットＳＰＵおよび出口２２Ｂは壁１１に設けられている。
【００３２】
音響管２Ｂは、曲がりくねった状態で筐体１内に収容されており、スピーカユニットＳＰＵの背面から出口２２Ｂに至る中空空間を囲っている。
【００３３】
図２と同様、音響管２Ｂの管軸２１ＢのスピーカユニットＳＰＵの背面から筐体１の出口２２Ｂまでの長さをＬとすると、この長さＬは、音響管２Ｂにおいて低音増強のために発生する基本共鳴波の波長λの１／４の長さである。
【００３４】
そして、図３に示す具体例では、音響管２Ｂを、壁１１におけるスピーカユニットＳＰＵの固定領域から壁１２に沿って壁１３側に延ばし、壁１３において壁１１側に折り返し、筐体１の略中央において壁１３側に折り返し、壁１３において壁１１側に折り返して壁１４に沿って延ばし、壁１１の手前において壁１２側に延ばしている。このようにすることで、第２の具体例では、音響管２Ｂ内において、スピーカユニットＳＰＵの背面から２Ｌ／５だけ離れた位置の近傍の第３の中空領域２０４と、スピーカユニットＳＰＵの背面から４Ｌ／５だけ離れた位置の近傍の第４の中空領域２０５とを壁２０６を挟んで隣合わせている。
【００３５】
この具体例では、この壁２０６に対し、第３の中空領域２０４と第４の中空領域２０５を連通させる開口部が設けられ、この開口領域にパッシブラジエータ３２が挿入されて固定されている。このパッシブラジエータ３２は、音響管２Ｂにおいて発生する第５次共鳴波の周波数と同じ共振周波数を有する振動板である。
【００３６】
音響管２Ｂ内に第５次共鳴波が発生した場合、音響管２Ｂ内の第３の中空領域２０４には第５次共鳴波の腹が発生し、第４の中空領域２０５には第３の中空領域２０４に発生する腹と逆相の腹が発生する（図１（ｃ）参照）。この第４の中空領域２０５に発生する逆相の腹の圧力波はパッシブラジエータ３２を介して第３の中空領域２０４に伝達される。この結果、第５次共鳴波の腹と逆相の腹が相殺し、第５次共鳴波が抑制される。
【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、音響管内に発生する高次共鳴波の腹と逆相の腹との間で圧力の伝達を行わせ、高次共鳴波を抑制することができる。従って、本実施形態によれば、スピーカの音響管内において基本共鳴波の発生を妨げることなく高次共鳴波を抑制することができる。
【００３８】
以上、この発明の一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あり得る。例えば次の通りである。
【００３９】
（１）図２において、管軸２１Ａの各部は、同一平面内にあってもよいが、図２の紙面に直交する方向に位置が変化してもよい。図３についても同様である。
【００４０】
（２）図２に示すパッシブラジエータ３１と、図３に示すパッシブラジエータ３２の両方を音響管に設けてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
ＳＰＵ……スピーカユニット、１……筐体、１１，１２，１３，１４…壁、２０１，２０２，２０３，２０４…中空領域、２，２Ａ，２Ｂ……音響管、３……圧力伝達部材、３１，３２……パッシブラジエータ、４……ヘルムホルツ共鳴器、２１Ａ，２１Ｂ……管軸。
【図１】
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【図２】
2019213149.tif 000004
【図３】
2019213149.tif 000005