(57)【要約】本発明は、エンクロージャの壁に取り付けられた少なくとも１つの振動するダイアフラムを備え、スピーカのメンブレンの１つの表面はエンクロージャ内に放出を行い、エンクロージャにはエンクロージャの内側の出口とエンクロージャの外側の出口の間に導管を形成するベントが設けられている音響エッミタに関する。本発明の特徴は、ベントが、出口の少なくとも１つに空力学的な乱れ減衰手段を備えることであり、この乱れはメンブレンの大振幅の変位により生じる気体流から生じる。本発明は、メンブレンから外側にある導管33の出口35に伸びる導管33内を気体が移動する音搬送器にも関する。更に、本発明は、メンブレンが空力学的な形状を有するスピーカにも関する。
2004529580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャ（２）の壁に取り付けられた少なくとも１つの振動するダイアフラムを備え、前記ダイアフラムの１つの面は前記エンクロージャ（２）内に放出を行い、前記エンクロージャ（２）には前記エンクロージャの内側の開口（４，１４）と前記エンクロージャの外側の開口（６，１６）の間にダクト（５，１５）を形成するベント（３，１３）が設けられている音響エッミタであって、
前記ベント（３，１３，２３）は、前記ダイアフラムの大振幅の変位に起因して前記ベント（３，１３，２３）に気体が流れる時に、前記少なくとも１つの開口内に空力学的な乱れを減衰する減衰手段を備えることを特徴とする音響エッミタ。
【請求項２】
前記乱れ減衰手段は、前記ダクト（５，１５）及び／又は前記開口（４，１４；６，１６）の内部形状により構成され、これらの形状は気体が前記ベント（３，１３，２３）において規則的に流れるのを可能にするように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の音響エミッタ。
【請求項３】
少なくとも１つの前記開口（４，１４；６，１６）は、その終端に向かって徐々に開いた形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の音響エミッタ。
【請求項４】
前記開いた開口（４，１４；６，１６）は、くぼんだ断面形状を呈する端部を有し、くぼんだ側が前記開口の内側に面することを特徴とする請求項３に記載の音響エミッタ。
【請求項５】
それは前記内側と外側の開口（１４，１６）の間のプリーナムチャンバ（１５）に適合していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の音響エミッタ。
【請求項６】
前記プリーナムチャンバ（１５）は、前記内側の開口（１４）と前記外側の開口（１６）の間に角をなす曲がりを形成することを特徴とする請求項５に記載の音響エミッタ。
【請求項７】
前記内側の開口（６，１６）は、前記振動ダイアフラムの表面面積の半分より小さくない出口断面であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の音響エミッタ。
【請求項８】
少なくとも１つの前記開口（４，６；１４，１６）は、前記開口（４，６；１４，１６）において前記気体フローを層状にするように適合された直径であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の音響エミッタ。
【請求項９】
ボディに取り付けられた少なくとも１つの振動するダイアフラムを備える音響エッミタであって、
前記ボディは、終端部分（３５，４４，４７）を介して外部と接続するダクト（３２，３３，４１，４５，５１．１，５１．２，５２）を有し、前記ダイアフラムの１面が前記ダクト内に放出を行い、前記ダクトは、前記ダクト（３，１３，２３）に気体が流れる時の前記ダイアフラムの大振幅の変位に起因する前記終端部分（３５，４４，４７）内での空力学的な乱れを減衰する減衰手段を備えることを特徴とする音響エッミタ。
【請求項１０】
前記乱れ減衰手段は、前記ダクト（３，１３，２３）の内部形状により構成され、これらの形状は気体が前記ダクト（３，１３，２３）内を規則的に流れるのを可能にするように配置されていることを特徴とする請求項９に記載の音響エミッタ。
【請求項１１】
前記終端部分（３５，４４，４７）は、徐々に開いた形状であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の音響エミッタ。
【請求項１２】
前記終端部分（３５，４４，４７）は、くぼんだ断面形状を呈する終端部分を有し、くぼんだ側が前記開口の内側に面することを特徴とする請求項１１に記載の音響エミッタ。
【請求項１３】
当該エミッタは、２個のスピーカ（４０．１，４０．２，５０．１，５０．２）を有し、各スピーカはそれぞれ１つのダイアフラムを有し、前記スピーカは前記ボディに一緒に取り付けられ、
前記ダイアフラムは互いに面し、逆相になるように電気的に接続され、前記ダイアフラムの対向する面は前記内部ダクト（４５，５２）内に放出を行うことを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の音響エミッタ。
【請求項１４】
前記内部ダクト（４５，５２）はくびれ（４６；５３）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の音響エミッタ。
【請求項１５】
前記ダクト（５２）は、前記ダイアフラムに対して垂直な軸の回りに回転対称な形状であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の音響エミッタ。
【請求項１６】
支持部材（６１）に取り付けられ、前記支持部材（６１）に接続された少なくとも１つのモータにより駆動される少なくとも１つの振動するダイアフラム（６０）を備え、前記モータ及びダイアフラムは、前記モータ及び前記ダイアフラム（６１）が設けられる気体内で、前記ダイアフラム（６０）の変位により発生されるフローにおける乱れをできるだけ少なくするのに適した空力学的形状であることを特徴とするスピーカ。
【請求項１７】
前記モータは、伸びたポッド（６３）内に一体化されていることを特徴とする請求項１６に記載のスピーカ。
【請求項１８】
前記支持部材（６１）は、流線型のアーム（６２）により前記モータに接続されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のスピーカ。
【請求項１９】
音を生成する方法であって、
外部への出口を有するダクト内に含まれる気体の交互の及び伝達の変位を生じ、前記気体を分け与えられた前記動的エネルギの少なくとも一部を前記ダクトからの前記出口における圧力に変換することを特徴とする音生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を音響信号、すなわち大気での圧力波放出に変換するタイプの音響エミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ・エンクロージャ（囲壁）の壁に取り付けられた少なくとも１つのスピーカを備え、スピーカのダイアフラムの一面は外側の空気中に放出するための面で、他の面はエンクロージャの内側に放出するための面であるタイプのエミッタが知られている。
【０００３】
一般に、エンクロージャには、エンクロージャの内部を外部に連絡するベントが設けられ、ベントはダイアフラムにより圧力波が発生されるのを可能にし、ダイアフラムは外に放出されるようにエンクロージャの内部に圧力波を放出する。
【０００４】
ベントは、ヘルムホルツ共鳴器のオリフィスを形成し、ヘルムホルツ共鳴器の空洞はエンクロージャにより構成される。このタイプの共鳴器の公知の特性の適用において、ベントの出口に放出される圧力波は、ダイアフラムによりエンクロージャ内に放出される圧力波に対して反対の位相である。ベントの出口に放出される圧力波は、エンクロージャの外側に面するダイアフラムの面により放出される圧力波と同じ位相であり、２つの圧力波の効果は加算してパワー再生音を増加する。
【０００５】
このような共鳴器が、共鳴器により伝達できる音響周波数の下側の限界を表す特性周波数を有することが知られている。この特性周波数は、ベントの断面の関数として正に及びエンクロージャの容積の関数及びベントの長さの関数として逆に変化する。
【０００６】
共鳴器の特性周波数を下げて非常な低周波数で音を伝達するのを可能にするため、巨大になるがエンクロージャの容積を増加するか、又はエンクロージャ内に位置するのが難しくなるがベントの長さを増加するか、ベントの断面を小さくするかのいずれかが必要である。しかし、断面を小さくすると、エミッタの音響パワーが減少することが分かる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、特に低周波数において、既知の音響エミッタより更に良好な効率を有する音響エミッタを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、振動するダイアフラムが設けられ、エンクロージャの壁に取り付けられた少なくとも１つのスピーカを備え、前記スピーカのダイアフラムの１つの面は前記エンクロージャ内に放出を行い、前記エンクロージャには前記エンクロージャの内側の開口と前記エンクロージャの外側の開口の間にダクトを形成するベントが設けられている音響エッミタを提供し、本発明によれば、前記ベントは、少なくとも１つの前記開口における空力学的な乱れを減衰する減衰手段を有する。前記乱れはダイアフラムの大振幅の変位に起因して前記ベントに気体が流れる結果である。
【０００９】
上記の「大振幅」は、気体をベント内でベントの大きさに対して無視できないほど変位させるのに十分なダイアフラムの変位を指すのに使用される。
【００１０】
このような条件で、そして本発明により提供される適応がない場合には、ベントの開口を通過する出口のフローは、基本的には乱れており、そのため第１に無意味に消散するエネルギであり、第２に音響エミッタの効率を低下させる。
【００１１】
本発明のベントは、開口における乱れの生成を最小化することを可能にし、音響エミッタの効率が改善される。
【００１２】
本発明のベントは低周波数における音の再生において非常な改善を達成することを可能にし、音響で通常知られていることに反して、エンクロージャとベントにより形成されるヘルムホルツ共鳴器の特性周波数より低い周波数においてすばらしい効率を得るのを可能にすることさえ分かった。
【００１３】
この現象の注意深い解析により、発明者は仮説を考えたが、この仮説によれば、このような条件下でのベントからの出口において得られる圧力波はもはや従来の方法、すなわちエンクロージャの内部の気体により形成されるバネとベント内の気体により形成される質量を振動させることにより得られる波ではない。低周波数では、共鳴器内の気体はむしろ非圧縮性流体のように振舞う。従って、本発明のエミッタにより発生される圧力波は、ベント内の準非圧縮性気体の巨視的な変位の結果であり、外部の気体に放出を生成する。
【００１４】
本発明によるベント形状の適用は、このように気体の弾性に依存しない音波の生成のための特異なモードを明らかにし、この特異なモードは特に低周波数を運ぶのに適している。以下、この現象を「伝達放出」と呼ぶ。
【００１５】
乱れを減衰する手段は、ダクト及び／又は開口の内部形状により構成することが好ましく、気体がベント内を規則的に流れるように配置される。
【００１６】
用語「規則的」は、フローがフローの出口の断面内で１次元型のフローになろうとすることを意味する。フローの断面がいかなる急激な変化も無しに滑らかに変化するようにすることで、このフローをできるだけ層状にすることに注意が払われる。
【００１７】
本発明の好ましい形状では、少なくとも１つの開口はその端に向かって徐々に広がる形状である。
【００１８】
これにより、エンクロージャの内側から外側に向かって進むフローに対しては、内側の開口は収束形状を呈し、ベントの付近においてエンクロージャの内部の気体の速度を段々に上げてそこに乱れを形成すること無しに規則的に流れることを可能し、それによりエネルギ損失を最小化する。
【００１９】
同じ流れ方向では、徐々に広がる外側開口はベントから離れる気体を減速させるように働き、出口の乱れを減少させる。このように、出口で非常に大きな放出表面積を有する圧力波を提供し、その面積はダクトの断面に限定されないが、共鳴器の特性周波数を低下させるようにダクトを絞ることが可能である。
【００２０】
所定の特定周波数に対して、この絞りは、この音響エミッタの大きさよりはるかに小さいエンクロージャの容積にすることを可能にする。
【００２１】
更に、流体力学でよく知られている現象によれば、外側の開口の発散形状により得られる気体の減速は、気体の動的エネルギにおける対応する変動を付加的な圧力に変換することを可能にする。このように、音響的にいえば有用性のない動的エネルギは、音響的効果を有する圧力に変換される。それにより、音響エミッタの効率を更に改善することを可能にする。
【００２２】
この文章を通じて、「内側」と「外側」という語は、エンクロージャに対するもので、「収束する」と「発散する」という語はエンクロージャの内側から外側へ流れる気体に対するもので、気体は交互に一方向に流れ、そしてダイアフラムの交互の変位のレートで他の方向に流れると理解される。
【００２３】
本発明の好ましい態様では、徐々に広がる開口の断面形状は、開口の内側に面する終端のくぼんだ部分を提供する。
【００２４】
これにより、開口は、気体流を開口の壁から離さずに出口の気体フローを運ぶノズルを形成する。
【００２５】
特別な配置では、ベントは内側と外側の開口の間のプリーナムチャンバに適合している。
【００２６】
このチャンバは更にフローにおける乱れを減衰するように働き、音響エミッタの効率を更に改善する。
【００２７】
有利な態様によれば、プリーナムチャンバが内側の開口と外側の開口の間に角のある曲がりを形成する。この配置は小型のベントを提供するのを可能にする。
【００２８】
開口の少なくとも１つは、開口において気体フローを層状にするように適合された直径を有することが望ましい。
【００２９】
このような最近発見された現象の利点を最高に利用するため、本願発明者は、ベント内だけでフローを運ぶことを追求する替わりに、ダイアフラムのすぐ近傍からフローを運ぶ方がより利点があるという結論になった。
【００３０】
したがって、本発明は、ボディに取り付けられた少なくとも１つの振動するダイアフラムを備える特異なタイプの音響エッミタを提供し、ボディは、終端部分を介して外部と接続するダクトを有し、ダイアフラムの１面がダクト内に放出を行い、ダクトは、ダイアフラムの大振幅の変位に起因してダクトに気体が流れる時に、終端部分の空力学の乱れを減衰する減衰手段を備える。
【００３１】
このように、音響の分野で広く採用されていた慣例に反して、本発明は、ボディ内の気体の弾性に作用することにより圧力波を生成するだけでなく、ダイアフラムにより気体フローを外側への動きになるように案内し、できるだけ乱れを少なくして気体フローが流れ、ボディからの出口でピストンとして動作し、空気ピストンの巨視的な変位の効果の下に回りの気体に圧力波を生成し、伝達放出現象を起こす。
【００３２】
乱れを減衰する手段は、ダクトの内部形状により構成されることが好ましく、これらの形状は気体がダクト内を規則的に流れるのを可能にするように配置される。
【００３３】
第１の変形例では、ダクトは徐々に広がる終端部分を有する。
【００３４】
この発散部分は、上記の説明のように動作し、ベントはダイアフラムにより動作された気体の動的エネルギの少なくとも一部を圧力に変換する。
【００３５】
好ましい配置では、音響エミッタは、それぞれ１つのダイアフラムを有する２個のスピーカを有し、２個のスピーカはボディに一緒に取り付けられ、そこではダイアフラムは互いに面し、逆相になるように電気的に接続され、ダイアフラムの対向する面は内部ダクト内に放出を行う。
【００３６】
ダイアフラムの効果は、ダクト内の気体の変位に累積する。所定の気体変位及び所定の音響パワーに対して、ダイアフラムに要求される変位は減衰され、ダイアフラム又は関係する運動部材が接触するまでのパワー閾値を押し戻すのを可能にする。
【００３７】
本発明者は、このスピーカが気体を層状に流すのにはあまり適合されていない形状であること、特にモータを協働するダイアフラムの側で適合されていないことを発見した。
【００３８】
このように、振動ダイアフラムにより発生される気体フローのより良好な制御を達成するため、本発明の提供するスピーカは、支持部材に取り付けられ、支持部材に接続された１つのモータにより駆動される１つの振動するダイアフラムを備え、モータ及び支持部材は、モータ及びダイアフラムが設けられる気体内で、ダイアフラムの変位により発生されるフローにおける乱れをできるだけ少なくするのに適した空力学的形状である。
【００３９】
最後に、本発明の提供する音を生成する方法は、外部への出口を有するダクト内に含まれる気体の交互の及び伝達の変位を生じ、気体に分け与えられた動的エネルギの少なくとも一部をダクトからの出口における圧力に変換する。
【００４０】
「伝達の変位」という語は、ダクトの大きさに対して無視できない振幅の気体のすべての変位を意味するのに使用される。「交互」という語は、気体の変位を生じる部材により呈せられるレートでの、一方向及び反対方向の変位を意味するのに使用される。
【００４１】
本発明の他の特徴及び利点は、付属の図面を参照して行われる本発明の実施例の説明で一層明瞭になるであるが、これらの実施例は特定のもので、本発明の範囲を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１及び図２を参照すると、本発明の音響エミッタは、従来のように、スピーカ１を備え、ここではこのスピーカはエンクロージャ２の壁に取り付けられた振動ダイアフラムを有する電気力学タイプであり、ダイアフラムの１面はエンクロージャ２の外側に放出し、他の面はエンクロージャ２の内側に放出する。エンクロージャは軸ｘの回りに管形状であるベント３を有し、ベント３は、エンクロージャ２の内側への開口４と、この場合には単なるスロート（狭い通路）、くびれ、又は絞り部分により形成される管路（ダクト）５と、エンクロージャ２の外側の開口６とを備える。
【００４３】
内側の開口４は、エンクロージャ２から気体を案内する収束コレクタ（収集器）を形成し、スピーカ１のダイアフラムがエンクロージャ２の内側への動きのために、気体が逃げるように力が働く。ダクト５は、ベント３を通過する流れ断面を規制するスロートを形成し、エンクロージャ２により空洞が形成されるヘルムホルツ共鳴器のオリフィスとして動作する。外側の開口６は発散拡散器を構成する。
【００４４】
音響エミッタは次のように動作する。
【００４５】
中又は高周波数における音については、圧力波は基本的にエンクロージャ内の気体の圧縮性で発生される。ベント３内の気体の変位は、ベント３の内側の大きさに比べて大きくない。組立体は、従来の共鳴器のように振舞う。
【００４６】
ダイアフラムの大きな変位を生じるようなパワーレベルでは、エンクロージャ内の圧力は大きく変動し、気体はベント３内での大きな変位を受け、もはやベント３の大きさに対して無視できなくなる。
【００４７】
ベント３の内側形状は、気体が規則的に且つ実質的に１次元の形で流れる動きになるのを可能にする。気体は、最初内側の開口４により速度が高められ、次に規則的な流れ（フロー）のように中央ダクト５を通過し、その後外側開口６により外に向う噴射（ジェット）のように運ばれる。
【００４８】
このようにして達成される規則的なフローは、最初乱れの形でのエネルギ損失及び内部摩擦を最小化するように働く。それは更に外側の開口６を離れる時の過度の乱れを避けるようにも働き、そこではそのような乱れは従来のベントでは音の再生を悪くする背景雑音に対応する。このように、本発明におけるベント３の存在は、音響エミッタの全動作周波数範囲にわたって規則化する効果を有し、これにより音響エミッタの全体効率を改善する。
【００４９】
この態様において、ベント３の内側形状はゆっくり変化する形状（プロフィール）に従い、ベント３の壁は乱れを発生するいかなる急激な変化もできるだけないようにする。開口の入り口のエッジは、ホイッスル効果を避けるために所定の丸めた形状である。
【００５０】
本発明の注目すべき態様は、外側の開口６が発散形状であることである。この形状は、フローの保存原理に従って、ベント３を離れる気体を減速させるように働き、外側におけるジェット乱れを減衰するように働く。この特性は、ダクト５の直径を小さくしてヘルムホルツ共鳴器を非常に低い周波数に同調させるのを可能にする。しかし、それにもかかわらず気体の外側へのフローは低速で発生し、エンクロージャの容積を妥当な大きさに維持する。外側への開口６の出口の断面積は、スピーカ２のダイアフラムの面積の半分より大きくすることができるが、ダクト５の直径は非常に小さくできる。
【００５１】
発散形状は、圧力を気体の減速により失われる動的エネルギに変換することも可能である。この特性は、低周波数音を放出する時に特に効果があり、そこではスピーカのダイアフラムに分配されるエネルギの大きな部分が、ベント内部の全体の気体の動的エネルギに変換される。残念ながら、そのような動的エネルギはどのようにしても音響現象には寄与しない。この変換により、気体の動的エネルギの一部は回復されて圧力に変換されるが、音響現象には寄与しない。
【００５２】
注目すべき方法では、外側の開口６は、くぼんだ形状の終端部分を有し、そのくぼんだ側は開口の内側に面している。これにより、開口は、拡散器又はノズルとして動作し、気体流の突然の分離無しに、気体を壁からベントを出るように運ぶ。
【００５３】
スピーカからの出口におけるインピダンスに一致するようにしばしば使用される指数関数的なホーンはこの変換を実行できないことが分かる。このタイプのホーンは、フローが１次元の層状に発生することを保証するには不適当な凸形状を有する。低周波数及び大振幅で得られる高いフロー速度では、気体はホーンの表面から早々に分離し、乱れるように動き去る。音響効率が悪化する。
【００５４】
本発明のベント３は、ヘルムホルツ共鳴器の特性周波数を越えてすべての周波数で音響効率を非常に改善することが分かった。めざましい方法では、ベントは、共鳴器の特性周波数以下の周波数で、非常な効率で音響搬送を得ることを可能にもする。この効果は、この出願の最初の部分に記載したように、伝達的放出により説明される。
【００５５】
図３は、本発明の第２実施例に関係し、そこでは音響エミッタはプリーナムチャンバ（空気溜め）を有するベントに適合している。
【００５６】
ベント１３は、収束する内側の開口１４と、発散する外側開口１６とを有する。プリーナムチャンバ１５は、開口１４と１６の間に配置され、スロート１７を介して内側の開口１４につながり、スロート１８を介して外側の開口につながる。
【００５７】
プリーナムチャンバ１５は、まず気体フローをスロート１７を通過した後減速させることにより整え、それによりスロート１７の上流に生じるいかなる乱れも鈍らせる。気体はスロート１８を介してプリーナムチャンバ１５を離れる時に再び加速され、外側の発散開口１６により再び減速される。プリーナムチャンバ１５の大きさに応じて、気体は多かれ少なかれそこで減速するようにできる。
【００５８】
スロート１８を一緒に有するプリーナムチャンバ１５は、エンクロージャ２とスロート１７により形成される第１共鳴器と直列に第２ヘルムホルツ共鳴器も形成する。このタイプの共鳴器はスピーカ１のダイアフラムの動きに対して圧力波の位相を反転する特性を有することが知られている。第２共鳴器は、この位相に２回目の反転をさせて、圧力波をダイアフラムの動きと同位相にすることができる。
【００５９】
第２共鳴器はスロート１８を介して外側だけに放出するだけでなく、スロート１７を介してエンクロージャ２の内側にも放出する。この反射される放出は、スピーカ１のダイアフラムの動きを整える特性を有し、スピーカの運動部材が接触するパワー閾値を高くするのを可能にする。これは特に低周波数において有利である。プリーナムチャンバ１５はダイアフラムのある種の補強材として働く。
【００６０】
請求範囲により規定される範囲を超えずに上記の音響エミッタに適用できる各種の変形例がある。
【００６１】
特に、記載は基本的にエンクロージャの内側に向かうダイアフラムの動きに対応するエンクロージャ内から外への気体フローに関係するが、エンクロージャの外側へのダイアフラムの動きについては、フローはエンクロージャの外から内へ起きることが明らかである。このような状況で、ベントの内側の開口は外側の開口として動作するなどである。ベントは上流側と下流側の端の間で対称な形状に作られることが望ましいが、本発明に基づいて作られた非対称形状も動作はする。
【００６２】
上記の記載は直線である平均軸を有する管形状ベントに関係するが、フローができるだけ層状であることを保証するのに十分なほどなだらかであるカーブした（曲がった）平均軸を有するベントを使用することも可能である。
【００６３】
もしスペース（空間）が不足しているために明らかに曲がっているベントを作る必要があるならば、任意の方向に伸びる上流側と下流側を有するプリーナムチャンバを備えたベントを使用することが望ましい。例として図４に示すように、上流側と下流側の部分１４と１６は、プリーナムチャンバ１５から実質的に相互に直角である方向に伸びている。プリーナムチャンバは、空力損失を最小にするように曲げることを可能にするダンパとして使用される。
【００６４】
ベントは基本的にエンクロージャの外に配置されるように示されたが、本発明は基本的にエンクロージャの内側に配置されるベントにも適用できる。
【００６５】
ベントは管形状として示されたが、本発明は、図５の管状の外側部分２１と結合手段（図示せず）により外側部分に接続されて気体フローの環状チャンネルを規定する内側コア２２とを備えるベント２３のように、変化する環状断面のベントにも適用される。
【００６６】
図１から図５を参照して示した実施例では、少なくとも開口ではフローが層状であり、これをダイアフラムの大振幅にも適用することに注意を払うことが望ましい。このため、開口の出口の断面の直径は、そのような層状のフローが得られるように、できるだけ大きくすべきである。
【００６７】
本発明の他の態様では、気体フローはベント内だけでなくエンクロージャの内側でも制御される。
【００６８】
図６に示すように、本発明の音響エミッタは、ボディ３１に配置されたスピーカ３０を備え、ボディ３１はスピーカ３０のダイアフラムの動きにより発生された気体フローを層状に運ぶのに適した内部形状を有する。
【００６９】
スピーカ３０のダイアフラムの一方の側では、ボディ３１は発散ダクト３２を備える。ダクト３２は、スピーカのダイアフラムにより押し出され又は吸い込まれた気体を実質的に１次元のフローとして案内（ガイド）し、気体の速度はダイアフラムから更に進んだところの変化する断面に対する逆の比率でダイアフラムの変位速度に対して変化する。従って、圧力は速度の減少に対応して出口の断面で増加する。気体の動的エネルギの一部はこのように圧力に変換されることにより回復し、ダイアフラムが気体中に放出する時にダイアフラムのエッジに一般的に生じる乱れが回避される。
【００７０】
理論的には、ダクト３２の出口断面を大きくして、気体の出口速度がゼロで十分に圧力に変換されるようにすることが考えられる。実際、出口断面はダイアフラムの表面積の少なくとも５０％の程度のものが使用され、それにより数デシベルの利得が低周波数で測定された。
【００７１】
一方、ボディ３１は収束／発散タイプのダクト３３を備える。
【００７２】
ダクト３３は、ダイアフラムが動く時に、ダイアフラムの他の面により発生される気体フローを案内する機能も実行する。
【００７３】
中間のくびれ３４を有する収束／発散タイプの形状は、一方の端ではスピーカ３０のダイアフラムにより、他方の端では収束部分をダクト３３の発散部分から分離するくびれ３４により規定される内部の容積を生成するように働く。この容積は、くびれ３４と協働してヘルムホルツ共鳴器を構成する。
【００７４】
２つの動作モードは、分けることができる。音が共鳴器の特性周波数より高い周波数で放出される時、共鳴器は波発生器として動作し、ダクト３３から出口に放出される波の位相を逆転して、ダクト３３から出口に放出される波がダクト３２から出口に放出される波を同位相にする。従来の形状のエンクロージャに比べて、ボディの伸びた内部形状が７デシベル以上の利得を達成できることが分かった。
【００７５】
放出される音響周波数が共鳴器の特性周波数より低い時、ダクト３３は気体フローを案内するガイドとして動作する。圧力波は共鳴器によっては生成されず、取り巻く気体において伝達放出を生成するようにダクト内に存在する気体の交互の変位により生成される。ダクト３３の終端部分３５における乱れを制限するため、拡散器又はノズルの形状、すなわちダクトの内側に面するくぼんだ側を提供する断面形状を使用するのが望ましい。同様に、ダクト３３の終端部分のエッジは、気体が内側に流れる時に雑音を生じるいかなる乱れも回避するように、丸められる必要がある。
【００７６】
圧力波の位相はもはや反転されず、ダクト３３を離れる波はダクト３２を離れる波と反対の位相である。２つの波は相殺すると考えられる。しかし、ダイアフラムにより周囲の気体に放出される波に比べて、ダクト３３の出口に発生される波はめざましいことに数デシベルだけより強力である。従って、２つの出力波が逆位相であるかどうかは、それらの音響レベルにおける違いが相殺を妨げるから、重要でない。
【００７７】
図７に示した第２実施例では、この音響エミッタは、ダイアフラムが互いに向き合うように取り付けられた２個のスピーカ４０．１と４０．２により構成される励振器を有し、スピーカは逆位相に電気的に接続され、ダイアフラムは交互に互いに離れそして互いに近づくように動く。
【００７８】
音響エミッタは、ダイアフラムの垂直な軸Ｘの周りに伸び、スピーカ４０．２のダイアフラムの後面が放出する軸対称な形状の第１ダクト４１を有し、このダクトは２個の連続したくびれ４２と４３と発散出口４４とを提供する。くびれ４２と４３の間に位置するダクトの部分は、本発明のベントに適したチャンバ１５に類似したプリーナムチャンバを形成する。
【００７９】
音響エミッタは、第１ダクト４１の周りに伸びる環状の第２ダクト４５も有し、そこには２個のダイアフラムの対向する面が放出する。ダクト４５はくぼみ４６と発散出口４７とを有する。
【００８０】
スピーカ４０．１のダイアフラムの後面は内部に気体を放出するが、それが放出するパワーはダクト４１と４５を介して放出されるパワーに比べて無視できる。
【００８１】
中間及び高周波数での動作では、ダクト４１は二重ヘルムホルツ共鳴器を形成し、ダクト４５は単一ヘルムホルツ共鳴器を形成する。それらの逆位相での励振のために、ダクト４１と４５を離れる圧力波は同位相である。
【００８２】
このように形成された共鳴器の特性周波数より低い低周波数で動作する時、発散部分４４と４７の出口に圧力波を生成する気体の２つの巨視的な流れが生成される。これらの圧力波は逆位相であるが、フローの１つ、特にダクト４５におけるフローは他より大きな効果を有し、ダクト４５を離れる波が優勢である。他の流れに含まれる気体はより大きな負のフィードバック効果を有し、それにより２個のダイアフラムの動きを整える。
【００８３】
このように、スピーカが飽和する前に（すなわち、スピーカの動く部材が機械的に接触する前に）送ることのできるパワーレベルは、自由気体における動作に比べて非常に大きくなる。更に、エミッタの利得は従来のエミッタに比べて非常に改善され、特に低周波数での改善が顕著である。
【００８４】
図８に示した第３実施例では、音響エミッタは、前の実施例のスピーカ４０．１と４０．２と同様の方法で取り付けられた２個のスピーカ５０．１と５０．２を有する。外側に放出するダイアフラムの面は、ダイアフラムに垂直な軸Ｘに沿って伸びる拡散器を形成するそれぞれの発散ダクト５１．１と５１．２に関係し、互いに向き合うダイアフラムの面は、軸Ｘに対して円対称であることが特徴である収束／発散タイプのダクト５２に関係する。ダクト５２はこのようにヘルムホルツ共鳴器のオリフィスを形成する環状のくぼみを有する。
【００８５】
図６から図８に示した実施例では、少なくともダクトの出口ではフローが層状であり、これをダイアフラムの変位の大振幅にも適用し続けることを保証することに注意を払うことが望ましい。このため、開口の出口の断面の直径は、この層状のフローが得られるように、非常に大きく選択される。
【００８６】
最後に、図９に示すように、本発明は、滑らかな内部壁を有する管形状の支持部材６１に取り付けられたダイアフラム６０を備えるスピーカを提供する。支持部材は延長されたポッド６３内に組み込まれるモータを保持するアーム６２を有する。モータは、ダイアフラムと協働して交互の変位を分け与える駆動部材６４を有し、それによりダイアフラムのいずれかの側にある気体の巨視的な変位を生じる。これにより、図９で破線で示すように、内側の面は伸びたボディに接続されるように設計され、このようにして生成される気体フローを運ぶ。アーム６２とポッド６３流線型の形状は、それが置かれる気体フロー内の乱れを最小にするように選択される。
【００８７】
図示していない変形例では、モータは延長したポッドにおけるダイアフラムの対向する側に配置される２個の部分に分割される。
【００８８】
本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、逆に請求範囲に規定された発明の範囲内にある等価な手段を使用するいかなる変形例も含むものである。
【００８９】
音響エミッタの励振器はスピーカのダイアフラムにより構成されるように示したが、本発明は、シリンダ内で移動するピストンのような気体の巨視的な変位を発生することが可能ないかなる励振器にも一般的に適用可能である。
【００９０】
管状の減衰手段は規則的であるようにフローを整える空力学的な内部形状により基本的に構成されるように述べたが、フラップすなわち周辺吸引装置、又は振動する壁のような管状緩衝装置のような境界層を再接触させることが可能なように働くいかなる装置も、本発明の減衰手段を形成できる。最後に、本発明は、音響エミッタの動作条件（パワー、周波数）、及び／又は取り巻く環境（温度、背景雑音など）の関数としてダクト又はベントの形状を適用するいかなる手段もカバーする。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明の音響エミッタの断面図である。
【図２】図２は、本発明の音響エミッタに適合されたベントを、図１より拡大して示した断片的な図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施例を示す図２に類似した図である。
【図４】図４は、図３に示した実施例の変形例を示す図２に類似した図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施例を示す図２に類似した図である。
【図６】図６は、本発明の音響エミッタの軸断面図である。
【図７】図７は、本発明の音響エミッタの軸断面図である。
【図８】図８は、本発明の音響エミッタの軸断面図である。
【図９】図９は、本発明のスピーカの軸断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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