【手続補正書】
【提出日】平成18年5月24日(2006.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    低音反射ポートを有する拡声器システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】  拡声器装置と低音反射ポートとを収容する容器を具え、前記低音反射ポートは二つの開放端部と雑音の抑制のための手段とを有する拡声器システムにおいて、
雑音の抑制のための手段を、前記低音反射ポートにおける前記二つの開放端部間の中央に位置する中央領域であって、貫通孔を設けるとともに、その貫通孔の中と上との双方又はいずれか一方に設けられた発泡材料を設けた該中央領域により構成したことを特徴とする拡声器システム。
【請求項２】  請求項１記載の拡声器システムにおいて、前記貫通孔が前記低音反射ポートの中央領域の円周に沿って置かれていることを特徴とする拡声器システム。
【請求項３】  請求項１記載の拡声器システムにおいて、前記雑音の抑制のための手段が更に前記中央領域の外側に置かれ、且つ貫通孔を設けられた非中央領域を具えていることを特徴とする拡声器システム。
【請求項４】  請求項３記載の拡声器システムにおいて、貫通孔が前記非中央領域の円周に沿って設けられたことを特徴とする拡声器システム。
【請求項５】  請求項３記載の拡声器システムにおいて、前記雑音の抑制のための手段が更に前記非中央領域内の前記貫通孔の中と上との双方又はいずれか一方に設けられた発泡材料を具えていることを特徴とする拡声器システム。
【請求項６】  請求項１又は５記載の拡声器システムにおいて、前記発泡材料が前記低音反射ポートを取り囲み且つ前記低音反射ポートの外側壁上に堆積された層の形を取ることを特徴とする拡声器システム。
【請求項７】  請求項１〜６のかずれか１項記載の拡声器システムに用いるために構成され且つ明らかに意図された低音反射ポート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡声器装置と低音反射（バス・レフレックス）ポートとを収容する容器を具え、その低音反射ポートは二つの開放端部と雑音の抑制のための手段とを有する拡声器システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低音反射ポートは基本的に開放管すなわちパイプであり、それによって拡声器容器の内部音量がその容器の外側の周囲と連絡し、一つの開放端部は容器の内側に置かれ、且つ一つの開放端部は容器の外側に置かれている。そのようなポートが周波数スペクトルの低い方の領域における音声の再生を増強する。この低音反射ポートの動作は、本質的に既知のヘルムホルツ共鳴器原理を基礎としており、再生される音声の周波数は容器の体積、そのポートの長さと断面寸法及び音声の速度に依存している。小さい拡声器容器は比較的小さい断面のポートを必要とする。しかしながら、小さい容器においては、ヘルムホルツ周波数において又はヘルムホルツ周波数の近くで大きい容器におけるのと同じ音圧を得るために、単位時間当たりに、同じ量の空気がそのポートを通って流れることが必要である。これはそのポート内の空気の流速が小さい容器に対して比較的高いことを意味している。既知の低音反射ポートが用いられる場合には、ヘルムホルツ周波数において又はヘルムホルツ周波数の近くで高い音声レベルが、雑音、すなわち望まれない音声を伴うことがわかった。
【０００３】
欧州特許公開明細書第ＥＰ−Ａ  ０  ３６１  ４４５号から拡声器装置が既知であり、そのシステムは拡声器と複数の部品から作り上げられた低音反射ポートとを有する容器を具えている。この低音反射ポートは互いに対向して置かれた２個のゴム製外側円筒体により形成された粘弾性部分と、フェルト製内側円筒体により形成された空気透過性部分とを具え、その内側円筒体は、内側円筒体が接続されているその外側円筒体間と、その外側円筒体の大部分にわたり延在している。
【０００４】
そこに用いられた低音反射ポートは望ましくない音声、特にダクト共鳴音声を打ち消すように働く。しかしながら、多部品ポートはまた、そのような低音反射ポートの製造は、互いに対して種々の部品を位置決めし、続いてそれらを互いに固定する必要のために、むしろ面倒であるので、その既知の拡声器システムの欠点でもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
効果的且つ簡単な方法で望ましくない音声を打ち消すように、既知の拡声器システムを改善することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による拡声器は、雑音の抑制のための手段を、そのポートにおける前記二つの開放端部間の中央に位置する中央領域であって、貫通孔を設けるとともに、その貫通孔の中と上との双方又はいずれか一方に設けられた発泡材料を設けた該中央領域によって構成したことを特徴とする。完全を期すために付記すると、その低音反射ポートは周壁を有し、それらの貫通孔は従ってこの周壁に位置することに注意されたい。
【０００７】
そのポートの二つの開放端部に空気渦が起されることで、望ましくない音声が生じる。この影響は特に小さい容器に普通用いられる小さい且つ細長いポートの場合に起こる。そのポートの開放端部に生じる渦が一定の周波数により支配される音声を作り出す。これらの周波数はそのポートのいわゆる１／２λ共振周波数とこの周波数の高調波とに対応している。その１／２λ共振周波数で発生する望ましくない音声は、本発明による拡声器システムの低音反射ポートにおいて取られる手段により効果的に低減される。その１／２λ共振はそのポートの中央において最大圧力レベルを現すが、中央領域内に存在する貫通孔の結果としてその音圧はその貫通孔を通る空気の漏洩により制限された状態に維持され、発泡材料の存在が必要なダンピングを与える。実験がかくして取られた簡単な手段により望ましくない音声の大幅な低減が達成され得て、一方望ましい音声レベルが変えられずに維持され得る。更にその上、取られた手段がそのポートのいわゆるＱファクターに好都合な影響を有することがわかった。完全を期すために付記すると、この品質係数は音声のダンピングの尺度であることに注意されたい。好都合な、すなわち比較的低いＱファクターの場合においては、減衰時間が比較的短く、その結果、望ましい音声と望ましくない音声との両方がより短い時間の間持続される。
【０００８】
本質的に管状体の形状を有する低音反射ポートは、原理的には硬質プラスチック、例えばポリエチレンのようなあらゆる通常の固体材料から製造することができる。基本的に中空部分は円形または非円形断面とすることができる。原理的には、発泡材料は、ポリウレタンフォーム、ポリエーテルフォーム及び塩化ビニールフォーム、又は空気透過性ゴムのような、あらゆる通常の多孔質の空気透過性発泡プラスチックとすることができる。
【０００９】
特開平４−１１４５９８号公報から、低音反射形の拡声器システムが既知であり、そのシステムはそれの長さの途中に連通開口部を有するパイプを使用することが知られている。この既知のシステムにおいては、比較的多くの望ましくない音声が発生され、一方そのダンピングは比較的低い（高いＱファクター）。その上、この既知のシステムは１／２λ共振のみが抑制される。
【００１０】
本発明による拡声器システムの実際の実施例においては、貫通孔がそのポートの中央領域の円周に沿って置かれている。この実施例においては、１／２λ共振が最も効果的に抑制される。
【００１１】
本発明による拡声器システムの実施例は、請求項３に定義されたような特徴を有している。この実施例の使用もまた別の共振周波数、特に１／２λ共振周波数の高調波により生ずる望ましくない音声の低減をもたらす。
【００１２】
実際の実施例においては、貫通孔が中央領域の外側に置かれた１個又は複数個の非中央領域における円周に沿って存在している。
【００１３】
本発明による拡声器システムの実施例は、請求項５に定義されたような特徴を有している。この実施例の使用は１／２λ共振周波数及びこの周波数の高調波により生ずる望ましくない音声の最善の低減を達成することを可能にする。
【００１４】
本発明による拡声器システムのさらに効果的な実施例を簡単に実現するためには、発泡材料がそのポートを取り囲み、且つそのポートの外側壁上に堆積される層の形を取る。そのような層は、例えば発泡材料のカラー又はカフを設けることにより得られる。
【００１５】
本発明は更に、本発明による拡声器システムに用いるために意図され、且つ請求項１〜６のいずれか１項に定義されたように構成された低音反射ポートに関する。
【００１６】
国際公開第ＷＯ  ９９／０５８８７号（特願平１１−５０９５６５号）公報（本願明細書に参考として付記した）には、再生した音声の音響損失及び歪みを打ち消すため手段を講じた低音反射形の拡声器システムが記載されている。本発明による拡声器システムにこれらの手段を適用することが、このシステムの更に驚くべき改善へ導く。かくして、二つの開放端部に向かって朝顔形に開くフレア部分を有するポートを設けることが非常に好都合であることが証明され、朝顔形に開いたフレア部分はそのポートの長さのほとんどの部分にわたって延在し、且つそのポートの縦断面において、そのポートの縦軸線に対して３°と１２°との間の値を有する角で延在する境界線を有している。従ってそのようなポートはそれの縦軸線に対してわずかに傾斜した内側壁を有している。
【００１７】
この手段の使用が低周波数におけるより高い音声再生レベルと雑音のより以上の低減とへ導く。このことは、特にそのポート内の空気流が、長時間そのポートのわずかに傾けられた内壁に追従することができ、通過する空気が内壁から分離することがないと言う事実によって生ずる。この結果、不快な空気の渦運動及び雑音、音響損失及びこれらに伴う歪みを低減することができる。更にその上、特に低音反射ポートが１３ｃｍ程度の長さ寸法及び、丸いポートの場合には、２ｃｍの程度の最小直径を有し、一方容器の体積は比較的小さく、例えば２．５ｄｍ3 である場合には、３°と６°との間の値のみがヘルムホルツ周波数における最少の雑音と音響損失とを発生することを実験が示した。その上、放物線形状の境界線が、動作中にこのポートを通過する空気が長い時間そのポートの壁を追従することを助長することがわかった。そのポートの双方の開放端部が外部に向かって放射方向に丸められた端部を有する場合に好都合であることが更にわかった。そのように丸められた端部が、空気がこのポートを離れる時に、空気速度がすでに大幅に低減された領域へ到達するまで、分離が起こらないような長時間壁上に留まることを助長する。このポート内における現実にあり得る空気速度に対して、ポートの端部の近くで比較的わずかな乱流を引き起こすだけで、このことは、最少の雑音と音響損失をもたらす。空気流は脈動、すなわち絶え間無く方向を変えるので、双方の開放端部が丸められることが重要である。最も好都合な空気力学効果は、丸められた端部が３〜１０ｍｍの間の半径を有する場合に達成されることがわかった。わずかに傾けられた内側壁を接続する、双方の開放端部における丸められた端部は、そのポートの外側に置かれたフランジ、例えばそのポートの縦軸線を横切って向けられているフランジに変わり得る。この手段が一定の音声レベルにおけるこの拡声器システムの別の改善を生じ得る。そのフランジの一方をその容器の壁部分に一体化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１に示す本発明による拡声器システムは、それ自体既知である円錐拡声器の形態とした拡声器装置３と、低音反射ポート５とを収容する容器１を具えている。この容器１は、所定の容積、例えば２．５ｄｍ3 の室２を形成している。その室とその容器の周囲との間を開放連通する低音反射ポート５は、壁５ａと縦軸線５ｌとを有している。低音反射ポート５は二つの開放端部５ｂ及び５ｃを有し、その一端５ｂは容器内側に配置し、且つ他端５ｃは外側、特に容器１の壁部分１ａ上又はその近傍に配置する。本例における低音反射ポート５は１３ｃｍの長さと２ｃｍの最小直径Ｄを有する丸い断面とを有している。容器とともに、この低音反射ポートはヘルムホルツ共鳴器を形成するが、いわゆる１／２λ管としても作用し、第１共振周波数はそのポート長さの２倍とほぼ等しい波長を有している。例えば、その低音反射ポート５は、二つの開放端部５ｂ及び５ｃに向って末広がりに開く通路を有し、一方その低音反射ポートは縦断面において放物線形状の境界線７を有する構成にすることができる。末広がりのフレア部分５ｄと末広がりのフレア部分５ｅとを、この低音反射ポートの中央Ｍの両側に存在させ、これらフレア部分は開放端部５ｂ又は５ｃに向かって広がり、且つポート長さＬのほとんどの部分にわたって延在する。その放物線形状の境界線７は、縦軸線５ｌに対して最大１２°の角度αで延在する。中央Ｍの近傍に位置する中央領域ｃにおいて、この低音反射ポートは、壁５ａに穿孔した貫通孔９を有し、これら貫通孔を図１に破線で線図的に示す。これらの貫通孔の中又は上に発泡材料を配置する。更に、貫通孔９は、中央Ｍと開放端部５ｂ及び５ｃとの間の１個又は複数個の非中央領域ｄに設けてもよい。発泡材料と組み合わさって、穿孔した有孔領域は雑音の抑制のために有効な手段を形成する。
【００２０】
本発明による拡声器システムに用いるように意図されている、図２に示す実施例の本発明による低音反射ポート１０５は、硬質プラスチックのような硬い材料でできた管状体、この場合には中空円筒の形で、縦軸線１０５ｌ及び壁１２０ａ、図示の実施例においては円筒状壁を有する管状体１２０を具えている。
【００２１】
この低音反射ポート１０５は更に二つの開放端部１０５ｂと１０５ｃとを有している。それらの開放端部に対して中央に位置する領域ｃにおいて、壁内に小さい貫通孔の形態で、壁１２０ａに貫通孔１０９を設け、これら貫通孔はその低音反射ポートの周縁に沿って一様に間隔を空けて設ける。ポリウレタンフォームのような、空気透過性発泡材料のカラー１１１により中央領域ｃを包囲する。
【００２２】
図３に示す実施例の本発明による低音反射ポート２０５は、縦軸線２０５ｌを取り囲み、且つ縦軸線２０５ｌに対してわずかに傾けられた、内側表面２０５ｄ１及び２０５ｄ２をそれぞれ設けた壁２２０を有する。本例においては、これらの表面は縦軸線２０５ｌに対して最大６°の角度αで延在している。両方の開放端部２０５ｂ及び２０５ｃにおいて、この低音反射ポート２０５は、外部に向かって半径方向に丸められ、且つ本例においては約５ｍｍの半径ｒを有する、それぞれ端部２０５ｆ及び２０５ｇを有している。好適には３〜１０ｍｍの間の、５ｍｍよりもわずかに小さいか又は大きい半径もまた適している。それらの丸められた端部２０５ｆおよび２０５ｇを、なだらかに傾けられた表面２０５ｄ１および２０５ｄ２にそれぞれ滑らかに接続する。中央領域ｃにおいて、この低音反射ポートは、多孔質ゴムのような、発泡材料のカフ部材（バンド）２１１を周囲に配置した有孔壁部分２２０ａを有する。
【００２３】
図４に示す本発明による実施例の低音反射ポート３０５は、二つの開放端部３０５ｂと３０５ｃとを有している。中央部分ｃおよび二つの非中央部分ｄに貫通孔３０９を設け、且つこれらの貫通孔３０９内および貫通孔３０９上の少なくとも一方に、ポリエステルフォームのような、発泡材料３１１を設ける。本例においては、発泡材料の環状層がそのポートの周りに設ける。
【００２４】
図５に示すグラフは順次に、従来の低音反射ポート、図２に示すような低音反射ポート及び図４に示すような低音反射ポートを有する拡声器システムで、それぞれ実施した測定の結果を示す。それらの測定中に、音圧はそのシステムから１メートルの距離だけ離れる位置で測定した。駆動周波数は４５Ｈｚとした。
【００２５】
周波数の関数として空気圧を表すグラフが、３つの測定曲線、すなわち従来型のポート、すなわち貫通孔の無いポートを設けた場合の測定に関係する曲線ｃ1 と、図２に示したようなポートを設けた場合の測定に関係する曲線ｃ2 、及び図４に示したようなポートを設けた場合の測定に関係する曲線ｃ3 を示す。
【００２６】
このグラフから明らかなように、それらの雑音は二つのポート共振、すなわち約１ｋＨｚ及び約２ｋＨｚにおける共振が目立っている。発泡材料を設け、穿孔された有孔中央領域を有するポートを使用する場合（曲線ｃ2 ）には、雑音が１ｋＨｚにおいて約２０ｄＢだけ、２ｋＨｚにおいては約５ｄＢだけ低減されることがわかる。それに加えて、穿孔した有孔非中央領域の位置にも発泡材料を設けたポートを使用する場合（曲線ｃ3 ）には、１ｋＨｚにおいてはほぼ同程度の雑音低減が得られるが、２ｋＨｚにおいては約１５ｄＢもの低減が得られる。
【００２７】
本発明は上述のように例示した実施例に限られないことに注意されるべきである。例えば、非円形断面のポート又は発泡材料でできた端部を有するポートも可能である。特許請求の範囲に関して、従属請求項に定義した手段の種々の組み合せも可能であることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による拡声器システムの一実施例の線図的説明図である。
【図２】  本発明による拡声器システムに用いるのに適した低音反射ポートの変更例の線図的説明図である。
【図３】  本発明による拡声器システムに用いるのに適した低音反射ポートの変更例の線図的説明図である。
【図４】  本発明による拡声器システムに用いるのに適した低音反射ポートの変更例の線図的説明図である。
【図５】  周波数の関数としての音圧を表すグラフである。
【符号の説明】
１  容器
１ａ  壁部分
２  室
３  拡声器装置
５  低音反射ポート
５ａ  壁
５ｂ，５ｃ  開放端部
５ｄ，５ｅ  フレア部分
５ｌ  縦軸線
７  境界線
９  貫通孔
１０５  低音反射ポート
１０５ｂ，１０５ｃ  開放端部
１０５ｌ  縦軸線
１０９  貫通孔
１１１  発泡材料
１２０  管状体
１２０ａ  壁
２０５  低音反射ポートの実施例
２０５ｂ，２０５ｃ  開放端部
２０５ｄ１，２０５ｄ２  内側表面
２０５ｆ，２０５ｇ  端部
２０５ｌ  縦軸線
２１１  カフ部材
２２０  壁
２２０ａ  穿孔した有孔壁部分
３０５  低音反射ポートの実施例
３０５ｂ，３０５ｃ  開放端部
３０９  貫通孔
３１１  発泡材料
ｃ  中央領域
ｄ  非中央領域
Ｄ  最小直径
Ｍ  低音反射ポートの中央
ｒ  半径
α  角度