(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビネットと、
前記キャビネットに取り付けられた少なくとも１つのスピーカユニットと、
前記キャビネットに取り付けられた、振動板と前記振動板を振動可能に支持する支持系とで構成されるパッシブラジエータとを備え、
前記パッシブラジエータの支持系の一部から放射される音圧の歪み成分と、当該パッシブラジエータの支持系の他の一部から放射される音圧の歪み成分が相互に打ち消し合うように前記支持系を構成し、
前記パッシブラジエータは、前記エッジの内周部が前記振動板の外周部と接合して固設される構造を有し、
前記振動板は、前記エッジの内周部と接合される部分の厚みが前記振動板の中央部より薄い構造を有し、
前記パッシブラジエータの支持系を構成するエッジが外周方向に沿って複数のエッジ片に区分され、当該複数のエッジ片のうちの２つのエッジ片の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準としてほぼ対称であり、
前記振動板の振動方向における前記振動板の重心位置と、前記振動板の振動方向における前記エッジの高さ寸法の中心位置とが一致することを特徴とする、スピーカシステム。
【請求項２】
前記パッシブラジエータは、前記エッジの内周部が前記振動板の外周部で挟み込まれて固設される構造を有することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項３】
前記振動板の中央部における単位面積当たりの質量が当該振動板の外周部における単位面積当たりの質量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項４】
前記振動板の中央部の厚みが前記振動板の外周部の厚みより厚いことを特徴とする、請求項３に記載のスピーカシステム。
【請求項５】
前記振動板の形状が円形状であり、
前記振動板の厚みが、前記振動板の中心点から外周に向かって薄く変化することを特徴とする、請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項６】
前記振動板の形状が正方形状であり、
前記振動板の厚みが、前記振動板の中心点から外辺に向かって薄く変化することを特徴とする、請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項７】
前記振動板の形状が長方形状であり、
前記振動板の厚みが、前記振動板の長辺方向の中心線から前記振動板の２つの長辺に向かって薄く変化することを特徴とする、請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
前記振動板の形状がトラック形状であり、
前記振動板の厚さが、前記振動板の長手方向の中心線から前記振動板の２つの辺に向かって薄く変化することを特徴とする、請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項９】
前記パッシブラジエータは、前記振動板の中央部の少なくとも一方面に固設された、前記振動板の比重よりも大きい比重のおもりをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１０】
前記振動板の形状が円形状であり、
前記おもりは、前記振動板より小さい半径の円形状を有し、前記振動板と中心点を同じにして固設されることを特徴とする、請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１１】
前記振動板の形状が正方形状であり、
前記おもりは、一辺の長さが前記振動板より短い正方形状を有し、前記振動板と中心点を同じにして当該おもりの一辺が前記振動板の一辺と対向する位置に固設されることを特徴とする、請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１２】
前記振動板の形状が長方形状であり、
前記おもりは、前記振動板の外形より小さい長方形状を有し、前記振動板と長辺方向の中心線を同じにして固設されることを特徴とする、請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１３】
前記振動板の形状がトラック形状であり、
前記おもりは、前記振動板の外形より小さい長方形状を有し、前記振動板の長手方向の中心線と当該おもりの長辺方向の中心線とを同じにして固設されることを特徴とする、請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１４】
前記２つのエッジ片の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準としてそれぞれ凸状および凹状のロール形状であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１５】
前記パッシブラジエータは、環状の振動板と当該振動板の内周を支持する内側エッジと当該振動板の外周を支持する外側エッジとを有し、
前記内側エッジおよび前記外側エッジの断面形状が、当該内側エッジと当該外側エッジから放射される音圧の歪み成分が相互に打ち消し合うような形状であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１６】
前記内側エッジおよび前記外側エッジの一方の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準として凸状のロール形状であり、他の一方の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準として凹状のロール形状であることを特徴とする、請求項１５に記載のスピーカシステム。
【請求項１７】
ディスプレイ装置と、
請求項１〜１６のいずれかに記載のスピーカシステムと、
前記スピーカシステムのパッシブラジエータより放射される放射音を、当該パッシブラジエータの表側に空隙を設けて配置された反射板によって前記ディスプレイ装置の画面側に導く誘導構造とを備えた、映像音響装置。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載のスピーカシステムと、
前記スピーカシステムを内部に保持する車体とを備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカシステムに関し、より特定的には、低音域の歪を低減したパッシブラジエータ方式のスピーカシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の低音再生に用いられるパッシブラジエータ方式のスピーカシステムでは、キャビネットに駆動用スピーカユニットと共に１つのパッシブラジエータが設けられるものが一般的であったが、低音域での歪を低減させるために、２つのパッシブラジエータを用いる方法が考案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２１は、特許文献１に開示されているスピーカシステムの主要部の構造断面図である。図２１おいて、１はキャビネットであり、２はキャビネット１の内部に取り付けられた駆動用のスピーカユニットであり、３はキャビネット１に取り付けられた第１のパッシブラジエータであり、４は第１のパッシブラジエータと対向するようにキャビネット１に取り付けられた第２のパッシブラジエータであり、５は第１のパッシブラジエータ３および第２のパッシブラジエータ４が取り付けられたキャビネット１の内部空間である。
【０００４】
このように構成されたスピーカシステムの動作を説明する。駆動用スピーカユニット２に電気信号が印加されると、駆動用スピーカユニット２の振動板から音が放射される。この放射音の圧力で、空間５によって音響的に結合された第１のパッシブラジエータ３と第２のパッシブラジエータ４は振動し、キャビネット１の外空間に音を放射する。この時、第１のパッシブラジエータ３と第２のパッシブラジエータ４はキャビネット１の互いに対向する面にそれぞれ取り付けられているため、第１のパッシブラジエータ３の振動に起因するキャビネット１の振動と、第２のパッシブラジエータ４の振動に起因するキャビネット１の振動とが相殺され、パッシブラジエータの振動に起因するキャビネット１の振動が防止される。
【０００５】
パッシブラジエータは、スピーカユニットのようにボイスコイルや磁気回路などの駆動系を持たないため、支持系の非線形性が歪発生の大きな要因となる。スピーカユニットの設計においては、ボイスコイルが磁気回路の磁気ギャップに接触して破損することの無いようにボイスコイルを安定に振動させる配慮が必要であるが、パッシブラジエータの設計においては、ボイスコイルや磁気回路などの駆動系を持たないのでそのような配慮は必要無く、支持系の支持力の線形性を良くすることのみを考慮すればよい。また、パッシブラジエータの低音再生限界は、パッシブラジエータの振動系の重量とキャビネット内部の空気のスティフネスとの音響的な反共振で決定される。このとき、パッシブラジエータの支持系のスティフネスは、キャビネット内部の空気のスティフネスに対して十分に小さくする必要がある。
【０００６】
パッシブラジエータの支持系には、振動板の中央部を支持するダンパーと振動板の外周部を支持するエッジとがある。エッジは、様々な形状のエッジが存在するが、最も多用されているのは断面が半円形をしたロールエッジである。ロールエッジを用いれば、振動板が大振幅で振動しても支持力の線形性を保ちながら振動板を支持することができる。ただし、特許文献２に開示されているように、ロール形状のエッジは上下振幅の方向で空気の排除量が異なるため、その支持力が線形であってもエッジからの放射音に歪成分が含まれることが知られている。
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載のスピーカシステムでは、図２１のように、第１のパッシブラジエータ３の音の放射方向に対する前後方向と、第２のパッシブラジエータ４の音の放射方向に対する前後方向とが互いに逆になっている、つまり、第１のパッシブラジエータ３からはその表面から外空間に音が放射されるのに対して、第２のパッシブラジエータ４からはその裏面から外空間に音が放射される。その結果、第１のパッシブラジエータ３から外空間に放射される音に含まれる非対称性歪と、第２のパッシブラジエータ４から外空間に放射される音に含まれる非対称性歪が相互に打ち消し合うこととなり、上記のようなエッジのロール形状に起因する歪が低減されることとなる。
【特許文献１】特開平８−７９８７６号公報
【特許文献２】特開平５−２６０５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図２１に示した従来のスピーカシステムでは、ユーザの聴取位置によっては歪が十分に低減されないという問題があった。つまり、第１のパッシブラジエータ３と第２のパッシブラジエータ４がキャビネット１の互いに対向する面にそれぞれ取り付けられているため、第１のパッシブラジエータ３の放射音と第２のパッシブラジエータ４の放射音はキャビネット１の前方と後方にそれぞれ放射されることとなる。すると、聴取位置によっては、第１のパッシブラジエータ３の放射音がユーザに到達するまでの距離と第２のパッシブラジエータ４の放射音がユーザに到達するまでの距離に差が生じ、その結果、それぞれの非対称歪で互いの非対称歪を十分に打ち消すことができない。
【０００９】
図２２は、高さ２０６ｍｍ、幅１２２ｍｍ、奥行き６５ｍｍという比較的小型のキャビネットに、８ｃｍ口径のスピーカユニット（駆動系を有するスピーカユニット）を取り付け、さらにこのスピーカユニットの取り付け面と同じ面に１２ｃｍ口径のパッシブラジエータを取り付けたスピーカシステムについて、キャビネットの正面側（すなわちパッシブラジエータを取り付けた面の方向）にキャビネットから１ｍ離れたところにマイクロホンを設置して音圧周波数特性を測定した場合と、キャビネットの背面側（すなわちパッシブラジエータを取り付けた面とは反対の面の方向）にキャビネットから１ｍ離れたところにマイクロホンを設置して音圧周波数特性を測定した場合の測定結果を示すものである。同図において、ｇはキャビネットの正面側における測定結果であり、ｈはキャビネットの背面側における測定結果である。パッシブラジエータからの放射音に対応する１００Ｈｚ以下の低音域では、音の指向性が少ないとされているが、図２２の結果から、パッシブラジエータの正面側で測定される音圧と、パッシブラジエータの背面側で音圧にはレベル差が生じることが分かる。このことから、図２１のように２つのパッシブラジエータがキャビネットの互いに対向する面にそれぞれ取り付けられている場合には、聴取位置によっては、各パッシブラジエータの放射音の音圧レベルに差が生じ、また経路差による位相差も生じるので、それぞれの非対称性歪で互いの非対称性歪を十分に打ち消すことができないことが分かる。
【００１０】
さらに、従来のパッシブラジエータは、振動板およびエッジに加え、振動板の中央部を支持するダンパーを備えている。ダンパーが設けられることで、ローリング現象の発生が抑制される。しかしながら、振動板がエッジとダンパーという２つの支持系で支持されるため、パッシブラジエータの支持系のスティフネスを、キャビネット内部の空気のスティフネスに対して十分に小さくすることが困難となる。これにより、パッシブラジエータ自体の共振周波数を低下させることは困難となり、この共振周波数で低音再生限界が制限されるという課題があった。
【００１１】
また、特許文献２では２つのスピーカユニットのエッジからそれぞれ放射される歪を互いに打ち消し合うようにしているが、スピーカユニットでは、前述のように歪発生の要因としてボイスコイルに発生する駆動力の歪が存在するため、エッジの放射音の歪を除去できたとしても、駆動力歪が依然として残ってしまうという問題がある。
【００１２】
それゆえに本発明は、より低歪のスピーカシステムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために下記の構成を採用した。なお括弧内の参照符号および図番号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１４】
本発明の第１の発明は、パッシブラジエータ（６０、７０、８０）の支持系の一部から放射される音圧の歪み成分と、パッシブラジエータの支持系の他の一部から放射される音圧の歪み成分が相互に打ち消し合うように支持系を構成したことを特徴とするスピーカシステムである（図８、図１０、図１７）。
【００１５】
本発明の第２の発明は、上記第１の発明において、パッシブラジエータの支持系を構成するエッジ（６２）が外周方向に沿って複数のエッジ片（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）に区分され、複数のエッジ片のうちの２つのエッジ片（６２ａ、６２ｂ）の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準としてほぼ対称であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第３の発明は、上記第２の発明において、振動板の振動方向における振動板の重心位置と、振動板の振動方向におけるエッジの高さ寸法の中心位置とが一致することを特徴とするものである（図１１、図１２）。
【００１７】
本発明の第４の発明は、上記第２の発明において、パッシブラジエータは、エッジの内周部が振動板の外周部と接合して固設される構造を有し、振動板は、エッジの内周部と接合される部分の厚みが振動板の中央部より薄い構造を有することを特徴とするものである（図１２）。
【００１８】
本発明の第５の発明は、上記第２の発明において、パッシブラジエータは、エッジの内周部が振動板の外周部で挟み込まれて固設される構造を有することを特徴とするものである（図１１）。
【００１９】
本発明の第６の発明は、上記第２の発明において、振動板の中央部における単位面積当たりの質量が当該振動板の外周部における単位面積当たりの質量よりも大きいことを特徴とするものである（図１３、図１６）。
【００２０】
本発明の第７の発明は、上記第６の発明において、振動板の振動方向における振動板の重心位置と、振動板の振動方向におけるエッジの高さ寸法の中心位置とが一致することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第８の発明は、上記第６の発明において、振動板の中央部の厚みが振動板の外周部の厚みより厚いことを特徴とするものである（図１３、図１６）。
【００２２】
本発明の第９の発明は、上記第８の発明において、振動板の形状が円形状であり、振動板の厚みが、振動板の中心点から外周に向かって薄く変化することを特徴とするものである（図１３）。
【００２３】
本発明の第１０の発明は、上記第８の発明において、振動板の形状が正方形状であり、振動板の厚みが、振動板の中心点から外辺に向かって薄く変化することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第１１の発明は、上記第８の発明において、振動板の形状が長方形状であり、振動板の厚みが、振動板の長辺方向の中心線から振動板の２つの長辺に向かって薄く変化することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第１２の発明は、上記第８の発明において、振動板の形状がトラック形状であり、振動板の厚さが、振動板の長手方向の中心線から振動板の２つの辺に向かって薄く変化することを特徴とするものである（図１６）。
【００２６】
本発明の第１３の発明は、上記第２の発明において、パッシブラジエータは、振動板の中央部の少なくとも一方面に固設された、振動板の比重よりも大きい比重のおもりをさらに有することを特徴とするものである（図１５）。
【００２７】
本発明の第１４の発明は、上記第１３の発明において、振動板の振動方向における振動板の重心位置と、振動板の振動方向におけるエッジの高さ寸法の中心位置とが一致することを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第１５の発明は、上記第１３の発明において、振動板の形状が円形状であり、おもりは、振動板より小さい半径の円形状を有し、振動板と中心点を同じにして固設されることを特徴とするものである（図１５）。
【００２９】
本発明の第１６の発明は、上記第１３の発明において、振動板の形状が正方形状であり、おもりは、一辺の長さが振動板より短い正方形状を有し、振動板と中心点を同じにして当該おもりの一辺が振動板の一辺と対向する位置に固設されることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第１７の発明は、上記第１３の発明において、振動板の形状が長方形状であり、おもりは、振動板の外形より小さい長方形状を有し、振動板と長辺方向の中心線を同じにして固設されることを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の第１８の発明は、上記第１３の発明において、振動板の形状がトラック形状であり、おもりは、振動板の外形より小さい長方形状を有し、振動板の長手方向の中心線と当該おもりの長辺方向の中心線とを同じにして固設されることを特徴とするものである。
【００３２】
本発明の第１９の発明は、第２の発明において、２つのエッジ片の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準としてそれぞれ凸状および凹状のロール形状であることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の第２０の発明は、第１の発明において、パッシブラジエータは、環状の振動板（８１）とこの振動板の内周を支持する内側エッジ（８２ａ）と外周を支持する外側エッジ（８２ｂ）とを有し、内側エッジおよび外側エッジの断面形状が、内側エッジと外側エッジから放射される音圧の歪み成分が相互に打ち消し合うような形状であることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の第２１の発明は、第２０の発明において、内側エッジおよび外側エッジの一方の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準として凸状のロール形状であり、他の一方の断面形状が、パッシブラジエータの取り付け面を基準として凹状のロール形状であることを特徴とするものである。
【００３５】
本発明の第２２の発明は、上記第１〜第２１の発明のいずれかのスピーカシステムと、スピーカシステムのパッシブラジエータより放射される放射音をパッシブラジエータの表側に空隙を設けて配置された反射板によってディスプレイ装置の画面（９１）側に導く誘導構造とを備えた映像音響装置（９０）である。
【００３６】
本発明の第２３の発明は、上記第１〜第２１の発明のいずれかのスピーカシステムと、スピーカシステムを内部に保持する車体とを備える、車両である（図１９、図２０）。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、パッシブラジエータの支持系に起因する歪が、聴取位置によらず十分に打ち消されるため、低歪な低音再生が可能なスピーカシステムおよび映像音響装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
本発明の参考形態としての実施の形態１に係るスピーカシステムの構成を図１に示す。特に、（ａ）はスピーカシステムの正面図であり、（ｂ）はスピーカシステムのＡ−Ｂ断面を示す断面図である。また、２０はキャビネットであり、２１はスピーカユニットであり、２２は第１のパッシブラジエータであり、２３は第１のパッシブラジエータ２２の構成要素の一つである振動板であり、２４は第１のパッシブラジエータ２２の構成要素の一つであるロール状の凸状エッジであり、２５は第２のパッシブラジエータであり、２６は第２のパッシブラジエータ２５の構成要素の一つである振動板であり、２７は第２のパッシブラジエータ２５の構成要素の一つであるロール状の凹状エッジであり、２８はキャビネット２０内の空
室である。なお、図１に示す第１および第２のパッシブラジエータ２２および２５は、例えば円形状のパッシブラジエータである。
【００４０】
以上のように構成されたスピーカシステムについて、その動作を説明する。
【００４１】
動電型スピーカであるスピーカユニット２１の動作は周知であるのでここでは詳細な説明を省略する。スピーカユニット２１に例えば音楽信号を印加すると、ボイスコイルに力が発生して、コーン型振動板を振動させて音を発生する。コーン型振動板で発生した音圧は、キャビネット２０内の空室２８に放射され、この音圧により第１のパッシブラジエータ２２と第２のパッシブラジエータ２５は振動して音を再生するものである。
【００４２】
このようなパッシブラジエータ方式のスピーカシステムの放射音を周波数帯域で見てみると、図２のような音圧周波数特性となっている。図２において、横軸は周波数、縦軸は音圧レベルであり、ａはスピーカシステム全体としての特性を示しており、ｂはスピーカユニットのみからの放射音の特性を示しており、ｃはパッシブラジエータのみからの放射音の特性を示している。スピーカシステム全体としての特性ａは、スピーカユニットのみからの放射音の特性ｂとパッシブラジエータのみからの放射音の特性ｃとを加算合成したものとなる。図２の特性から、パッシブラジエータ方式のスピーカシステムでは、低音域では、パッシブラジエータの振動系の重量とキャビネット内の空室の空気のスティフネスとの反共振によってスピーカユニットの振動板が止まり、パッシブラジエータからの放射音が主となって再生されることがわかる。したがって、スピーカユニットで発生する歪は低音域では何ら問題とはならず、スピーカシステム全体としての低音域の歪みは、パッシブラジエータで発生する歪で決定されることになる。
【００４３】
次に図３を参照して、ロール状のエッジから発生する歪の発生メカニズムを説明する。同図において、１５０は振動板であり、１５１は凸状エッジであり、１５２は凸状エッジ１５１が固着されるキャビネットである。ここで、振動板１５０が線形に振動して、前後に等距離（Ｘｍｍ）移動する場合を考える。振動板１５０が前方にＸｍｍ移動したときに排除される空気量をＵ１とし、振動板１５０が後方にＸｍｍ移動したときに排除される空気量をＵ２とすると、図３から明らかなように、凸状エッジ１５１の変形によって空気量Ｕ１と空気量Ｕ２は異なることになる。このようなエッジによって排除される空気量の非対称性が音圧歪を引き起こすことになる。
【００４４】
本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２を支持するエッジとして凸状エッジ２４を利用し、第２のパッシブラジエータ２５を支持するエッジとして凹状エッジ２７を利用している。凸状エッジ２４と凹状エッジ２７の断面形状は互いに表裏を逆にしたような形状、すなわちパッシブラジエータの取り付け面を基準として対称的な形状となっているため、振動板２３、２６がキャビネット２０の外部側に移動したときに排除される空気量と内部側に移動したときに排除される空気量が等しくなり、第１のパッシブラジエータ２２と第２のパッシブラジエータ２５から放射される放射音の歪が互いに打ち消されることとなる。
【００４５】
また、本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２と第２のパッシブラジエータ２５がキャビネット２０の同一面に取り付けられているため、各パッシブラジエータの音の放射方向が同一（すなわちスピーカシステムの正面方向）となり、図２１の従来のスピーカシステムのように歪が打ち消し合う効果が聴取位置によって薄れてしまうようなこともない。
【００４６】
図４は、図１で示したスピーカシステムにおいて、スピーカユニット２１として８ｃｍ口径のスピーカユニットを利用し、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５としていずれも６．５ｃｍ口径のパッシブラジエータを利用し、キャビネット２０として１．３リットルの容積のキャビネットを利用した場合の音圧周波数特性と第２次高調波歪の実測結果を示している。図４において、ｄは音圧周波数特性を示し、ｆは歪特性を示している。なお、図４のｅは、比較例として、仮に第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５のエッジの形状をいずれもキャビネット２０の正面側に凸となるように変更した場合の歪特性を示している。図４のｅから明らかなように、２つのパッシブラジエータのエッジ形状がいずれも凸状である場合には、エッジが排除する空気量の非対称性により、８０Ｈｚ付近で大きな第２次高調波歪が発生する。一方、図４のｆから明らかなように、凸状エッジ２４と凹状エッジ２７を組み合わせることにより、空気排除量の非対称性が少なくなり、８０Ｈｚ付近の第２次高調波の歪レベルは２０ｄＢ近く低減される。
【００４７】
なお、これまでの説明ではスピーカユニット２１のエッジ形状について特に言及していないが、仮にスピーカユニット２１のエッジの形状が一般的なロールエッジであるとすると、スピーカユニット２１の振動板が振動する際に、図３を参照して説明したような理由で歪みが発生することが考えられる。しかし、図２のｂから明らかなように、主にパッシブラジエータが音を再生する８０Ｈｚ付近ではスピーカユニットの振動板はほとんど振動しないため、スピーカユニットのエッジから放射される歪成分は極めて小さい。この結果、スピーカユニットとパッシブラジエータの放射音の合成となるスピーカシステム全体の特性としてみれば、本実施の形態の構成により、パッシブラジエータにより低音域の再生帯域は拡大され、さらに低音域の歪は大幅に低減されることとなる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、パッシブラジエータの支持系はエッジのみとしたが、支持系としてさらにダンパーを設けた構成であってもよい。このような構成であっても、エッジの歪低減の効果には何ら影響がない。
【００４９】
また、本実施の形態では、パッシブラジエータのエッジの形状を図１のようなロール形状としたが、本発明はこれに限らず、図３のような仕組みによって歪みを発生し得る任意の形状のエッジを利用する場合においても本発明を適用し、その歪みを低減することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５をその間にスピーカユニット２１を挟むようにして配置しているが、本発明はこれに限らず、キャビネット２０の同一面であれば、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５を任意の位置に配置してもよい。例えば、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５を隣り合わせに配置しても、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５１】
また、本実施の形態では、スピーカユニット２１を、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５が取り付けられている面と同一の面に配置しているが、本発明はこれに限らず、スピーカユニット２１を、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５が取り付けられている面とは異なる面に配置してもよい。この場合にも本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
また、本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５の２個のパッシブラジエータを用いているが、本発明はこれに限らず、３つ以上のパッシブラジエータを設けるようにしてもよい。例えば４つのパッシブラジエータを設ける場合には、そのうちの２つのパッシブラジエータのエッジを凸ロール状とし、他の２つのパッシブラジエータのエッジを凹ロール状とすることで、エッジから発生する歪み成分を効果的に打ち消すことができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５の形状を円形状としたが、これに限定されない。第１および第２のパッシブラジエータ２２および２５の形状は、上述したように排除される空気量が等しければ、例えば正方形や長方形などの矩形、それ以外の多角形、またはトラック形状であってもよい。トラック形状とは、矩形の対向する２辺のみを半円に置換した、レーストラックのような形状である。
【００５４】
（実施の形態２）
本発明の参考形態としての実施の形態２に係るスピーカシステムの構成を図５に示す。特に、（ａ）はスピーカシステムの正面図であり、（ｂ）はスピーカシステムのＣ−Ｄ断面を示す断面図である。また、図６はスピーカシステムの外観図である。なお、図５において、図１と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。実施の形態２が実施の形態１と大きく異なる点は、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５の前面に音の反射板３０を設けた点である。この反射板３０はキャビネット２０に結合され、これにより第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５の放射音を図６の矢印のように開口３１から放射させる構成となっている。
【００５５】
以上のように構成されたスピーカシステムについて、その動作を説明する。
【００５６】
実施の形態１と同様に、スピーカユニット２１の振動により、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５が振動して音を再生する。このとき、第１のパッシブラジエータ２２の凸状エッジ２４と第２のパッシブラジエータ２５の凹状エッジ２７の組み合わせによって低音域の歪が低減される点は、実施の形態１と同様である。
【００５７】
実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、図６の矢印で示すように、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５から放射された低音域の音が反射板３０によって合成された後で開口３１より放射される点である。これにより、第１のパッシブラジエータ２２の凸状エッジ２４と第２のパッシブラジエータ２５の凹状エッジ２７から放射された音は、実施の形態１のように聴取空間中に放射される前に、反射板３０によって形成された空間内で強制的に合成されるため、凸状エッジ２４と凹状エッジ２７の空気排除量の非対称性に起因する歪が実施の形態１に比べてより確実に低減される。
【００５８】
なお、本実施の形態では、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５をその間にスピーカユニット２１を挟むようにして配置しているが、本発明はこれに限らず、例えば第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５を隣り合わせに配置してもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、図６のように反射板３０の１つの辺に沿って開口３１を設けているが、本発明はこれに限らず、例えば反射板３０の２つ以上の辺にそれぞれ開口を設けても構わない。この場合においても、第１のパッシブラジエータ２２および第２のパッシブラジエータ２５から放射された音は、反射板３０によって一旦合成された後に各開口より放射されることとなるので、凸状エッジ２４と凹状エッジ２７の空気排除量の非対称性に起因する歪が実施の形態１に比べてより確実に低減されることになる。
【００６０】
（実施の形態３）
本発明の参考形態としての実施の形態３に係るスピーカシステムの構成を図７に示す。図７はスピーカシステムの一部を切り欠いた状態の外観図である。同図において、２０はキャビネットであり、２１はキャビネット２０のある面に取り付けたスピーカユニットであり、２２はスピーカユニット２１と同じ面に取り付けられた第１のパッシブラジエータであり、２４は第
１のパッシブラジエータ２２の凸状エッジであり、４０は第１のパッシブラジエータ２２が取り付けられた面とは垂直なキャビネット２０の面であり、２５はキャビネット２０の面４０に取り付けられた第２のパッシブラジエータであり、２７は第２のパッシブラジエータ２５の凹状エッジであり、４１はスピーカユニット２１と第１のパッシブラジエータ２２を覆うように設けられた第１の反射板であり、４２は第１の反射板４１によって形成される開口であり、４３は第２のパッシブラジエータ２５を覆うように設けられた第２の反射板であり、４４は第２の反射板４３によって形成される開口である。図７において、図１と同様の構成には同一の参照符号を付している。
【００６１】
以上のように構成されたスピーカシステムについて、その動作を説明する。
【００６２】
スピーカユニット２１に音楽信号を印加すると、ボイスコイルに力が発生して、コーン型振動板を振動させて音を発生する。コーン型振動板で発生した音圧は、キャビネット２０内の空室に放射され、この音圧により第１のパッシブラジエータ２２と第２のパッシブラジエータ２５は振動して音を再生する。
【００６３】
ここで、第１のパッシブラジエータ２２から放射された音は第１の反射板４１で開口４２に導かれ、開口４２より放射される。また、第２のパッシブラジエータ２５から放射された音は第２の反射板４３で開口４４に導かれた後、第１のパッシブラジエータ２２から放射された音と一緒に開口４２より放射される。第１のパッシブラジエータ２２の凸状エッジ２４の形状は凸状のロール形状であり、第２のパッシブラジエータ２５の凹状エッジ２７の形状は凹状のロール形状である。つまり、第１のパッシブラジエータ２２の凸状エッジ２４の形状と第２のパッシブラジエータ２５の凹状エッジ２７の形状は、キャビネット２０の取り付け面に対して互いに対称であるため、第１のパッシブラジエータ２２からの放射音と第２のパッシブラジエータ２５からの放射音が開口４２で合成されることによって、パッシブラジエータの振動による空気排除量の非対称性が打ち消され、その結果、低歪な低音を再生することができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、第１のパッシブラジエータ２２と第２のパッシブラジエータ２５をそれぞれキャビネット２０の異なる面に配置することが可能となるため、キャビネット２０の寸法に制約がある場合であっても、低歪な低音再生が可能なスピーカシステムを実現することができる。
【００６５】
（実施の形態４）
本発明の参考形態としての実施の形態４に係るスピーカシステムの正面図を図８に示す。同図において、２０はキャビネットであり、２１はスピーカユニットであり、６０はパッシブラジエータであり、６１はパッシブラジエータ６０の構成要素の一つである振動板であり、６２はパッシブラジエータ６０の構成要素の一つであるエッジである。エッジ６２は、凸状ロール部６２ａと、凹状ロール部６２ｂと、凸状ロール部６２ａおよび凹状ロール部６２ｂを連続的に接続する接合部６２ｃとから構成される。図９は、接合部６２ｃの詳細を示す斜視図である。なお、図８に示すパッシブラジエータ６０の形状は、例えば円形状とする。
【００６６】
以上のように構成されたスピーカシステムについて、その動作を説明する。
【００６７】
スピーカユニット２１に音楽信号を印加すると、ボイスコイルに力が発生して、コーン型振動板を振動させて音を発生する。コーン型振動板で発生した音圧は、キャビネット２０内の空室に放射され、この音圧によりパッシブラジエータ６０は振動して音を再生する。
【００６８】
実施の形態４が実施の形態１と大きく異なる点は、実施の形態１ではパッシブラジエータが２個設けられているのに対して、実施の形態４ではパッシブラジエータが１個だけ設けられている点である。パッシブラジエータ６０のエッジ６２は、円周方向に複数の要素に分割されており、特に、キャビネット２０の取り付け面に対して凸状である凸状ロール部６２ａと、キャビネット２０の取り付け面に対して凹状である凹状ロール部６２ｂを有している。これらの凸状ロール部６２ａと凹状ロール部６２ｂが円周方向に沿って交互に配置されているため、パッシブラジエータ６０の振動板６１が振動によって前面側（すなわちキャビネット２０の外側方向）に移動するときに排除される空気量と背面側（すなわちキャビネット２０の内側方向）に移動するときに排除される空気量は等しくなる。つまり、凸状ロール部６２ａからの放射音に含まれる空気排除量の非対称性に起因する歪成分と凹状ロール部６２ｂからの放射音に含まれる空気排除量の非対称性に起因する歪成分とが互いに打ち消し合うため、エッジ６２全体から放射される、空気排除量の非対称性に起因する歪成分は大きく低減されることとなる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１に比べてエッジの形状こそ複雑となるが、キャビネットに取り付けるパッシブラジエータの数は１個でよく、スピーカシステムの構成を簡素化し、スピーカシステムをより小型化することができる。
【００７０】
なお、パッシブラジエータの形状は、図８に示した円形状に限定されない。例えば、図１０に示すように、トラック形状のパッシブラジエータ７０であってもよい。図１０は、トラック形状のパッシブラジエータ７０を用いたスピーカシステムの正面図である。同図において、振動板７１の形状は、トラック形状である。エッジ７２は、凸状ロール部７２ａと、凹状ロール部７２ｂと、凸状ロール部７２ａおよび凹状ロール部７２ｂを連続的に接続する接合部７２ｃとで構成される。図１０に示すパッシブラジエータ７０の構成は、エッジ７２が凸状ロール部７２ａと凹状ロール部７２ｂとの２つに分割された簡単な構成であるが、図８に示したパッシブラジエータ６０と同様の歪低減の効果を得ることができる。また、パッシブラジエータの形状は、例えば正方形や長方形などの矩形、またはそれ以外の多角形であってもよい。
【００７１】
（実施の形態５）
実施の形態５として、ローリング現象の抑制を可能にする振動板の振動バランスおよび重量バランスについて説明する。ローリング現象とは、振動板が振動方向に振動せずに例えば振動方向に対して斜め方向に振動するなどの現象をいう。ここで、上述したパッシブラジエータ７０のエッジ７２は、外周方向に２つの要素（凸状ロール部７２ａおよび凹状ロール部７２ｂ）に分割されている。また、エッジ７２の凸状ロール部７２ａおよび凹状ロール部７２ｂは、キャビネット２０の取り付け面に対して凸状および凹状である。そのため、凸状ロール部７２ａおよび凹状ロール部７２ｂの各スティフネスの値は異なる値となる。これがローリング現象の発生要因の１つとなる。そこで、本実施形態においては、振動板７１の振動バランスおよび重量バランスに着目して、ローリング現象の発生を抑制することを考える。以下、ローリング現象の発生を抑制するための振動板の振動バランスおよび重量バランスについて説明する。
【００７２】
まず、上記ローリング現象の発生を抑制することが可能な振動板の振動バランスについて説明する。ここでは、説明のために図１０に示したパッシブラジエータ７０について考える。図１１は、図１０に示したパッシブラジエータ７０においてローリング現象の発生を抑制するための構造例を示す図である。図１１（ａ）は、パッシブラジエータ７０の正面図を示す。図１１（ｂ）は、パッシブラジエータ７０のＥ−Ｆ断面を示す断面図である。また、図１１（ｂ）において、振動板７１の厚み方向の重心位置をＧ点とする。なお、振動板７１の厚み方向とは、図１１（ｂ）における左右方向であり、振動板７１の振動方向でもある。また、エッジ７２の振動方向の高さ寸法をＹとする。その高さ寸法Ｙの中心位置を通る中心線を中心線ＨＩとする。図１１（ｂ）に示すように、振動板７１にはその外周部に溝７１１が形成されている。エッジ７２の内周部は、溝７１１に挟み込まれて固設され、振動板７１と一体化している。換言すれば、図１１に示すパッシブラジエータ７０は、エッジ７２の内周部が振動板７１の外周部で挟み込まれるサンドイッチ構造をとる。また、エッジ７２は、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するように固設される。換言すれば、エッジ７２は、振動板７１の振動方向において、振動板７１の重心位置Ｇとエッジ７２の高さ寸法Ｙの中心位置とが同じ位置になるように固設される。
【００７３】
ここで、振動板７１の重心位置Ｇとエッジ７２の高さ寸法Ｙの中心位置とが同じ位置にない場合を考える。通常、パッシブラジエータ７０は、図１０に示したように配置されることが多い。このとき、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上になければ、振動板７１の重心にかかる重力が振動板７１を回転させる力として働く。これにより、ローリング現象が発生しやすくなる。しかしながら、上述したように、振動板７１の重心位置Ｇとエッジ７２の高さ寸法Ｙの中心位置とが同じ位置になることで、上記重心にかかる重力は、振動板７１を回転させる力としては働かず、ローリング現象の発生要因とはならない。このように、振動板７１の重心位置Ｇとエッジ７２の高さ寸法Ｙの中心位置とを同じ位置にすることで、振動板７１の振動バランスを向上させることができる。その結果、凸状ロール部および凹状ロール部を有するパッシブラジエータにおいても、ローリング現象の発生を抑制することが可能となる。なお、エッジ７２は、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するように固設されるとしたが、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するように固設する製造工程を行った結果、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上からずれた位置に固設されたものの、本願の意図する効果を発揮できる程度の位置のずれであれば、このような位置関係も振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するものとみなす。つまり、振動板７１の重心位置Ｇを完全に中心線ＨＩ上に位置させることは製造上のバラツキにより困難なものであり、この製造上のバラツキによる誤差は許容されるものである。
【００７４】
さらに、図２１に示した従来のパッシブラジエータ３および４は、振動板がエッジとダンパーによって２点支持される構造である。これは、エッジおよびダンパーの両方のスティフネスを利用しなければ、つまり、振動板を支持する支持系のスティフネスを大きくしなければ、ローリング現象の発生を抑制することが困難であったためである。これに対し、図１１に示すパッシブラジエータ７０では、ローリング現象の発生が抑制される構造であるため、エッジ７２のみで振動板７１を支持することができる。したがって、従来のパッシブラジエータ３および４に比べて、支持系全体のスティフネスを十分小さくすることができる。その結果、パッシブラジエータ７０自体の共振周波数を十分低下させることができる。つまり、スピーカシステムの低音再生限界がパッシブラジエータ７０自体の共振周波数で制限されるという問題も解決することが可能となる。
【００７５】
なお、図１１に示した振動板７１の外周部の形状は、例えば図１２に示すような形状であってもよい。図１２は、図１１に示したパッシブラジエータ７０における振動板７１の他の構造例を示す図である。図１２（ａ）は、パッシブラジエータ７０の正面図を示す。図１２（ｂ）は、パッシブラジエータ７０のＥ−Ｆ断面を示す断面図である。図１２（ｂ）に示す振動板７１の外周部には、中央部よりも厚みが薄い平面部７１２が形成されている。また、平面部７１２は、振動板７１の外周部とエッジ７２の内周部とが接合される範囲に形成される。エッジ７２の内周部は、厚みが薄い平面部７１２に固設される。この場合も、エッジ７２は、振動板７１の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するように固設される。これにより、図１１に示すパッシブラジエータ７０と同様の効果が期待できる。さらに、図１２に示すパッシブラジエータ７０は、エッジ７２を振動板７１の平面部７１２に貼り付けるという簡略された構造である。図１２に示すパッシブラジエータ７０は、図１１で示したようなエッジ７２を振動板７１で挟み込むという複雑な構造ではなく、生産性を向上させることが可能な構造である。
【００７６】
次に、上記ローリング現象の発生を抑制することが可能な振動板の重量バランスについて説明する。ここでは、説明のために図８に示した円形状のパッシブラジエータ６０について考える。図１３は、図８に示したパッシブラジエータ６０において、重量バランスを考慮した振動板６１の構造例を示す図である。図１３（ａ）は、パッシブラジエータ６０の正面図を示す。図１３（ｂ）は、パッシブラジエータ６０のＥ−Ｆ断面を示す断面図である。また、図１３（ｂ）において、振動板６１の厚み方向の重心位置をＧ点とする。なお、振動板６１の厚み方向とは、図１３（ｂ）における上下方向であり、振動板６１の振動方向でもある。図１３に示す振動板６１は、その中央部の厚みが厚い構造を有する。具体的には、図１３（ｂ）において、振動板６１は、振動板の中心から外周に向かう間に厚みが薄く変化するように構成される。換言すれば、振動板６１は、振動板６１の中央部における単位面積当たりの質量（面密度）が振動板６１の外周部の面密度よりも大きくなるように構成される。なお、振動板６１の厚みが厚くなる中央部を重り部６１１とする。この重り部６１１は、振動板６１の材料の厚みを厚くした部分である。
【００７７】
ここで、振動板の重量バランスがローリング現象に与える影響を調べた結果を図１４に示す。図１４において、αは振動板全体を均一な厚みとした場合、βは振動板の中央部の材厚を厚くして（または材料の比重を大きくして）中央部の重量を重くした場合、γは振動板の外周部の重量を重くした場合において、それぞれの共振周波数およびローリング周波数を求めたものである。なお、図１４に示す結果の測定条件としては、パッシブラジエータ６０の口径を８ｃｍとし、振動板の重量をα〜γ全て１８ｇ一定とし、エッジ６２をα〜γ全て同じエッジ、つまりスティフネスの値を一定とする。
【００７８】
図１４において、共振周波数は、振動板の重量とエッジのスティフネスとで決定される周波数である。α〜γの振動板の重量とエッジのスティフネスとは全て同じ値であるから、共振周波数はα〜γ全て同じ周波数１１．８Ｈｚとなる。
【００７９】
図１４において、ローリング周波数は、ローリング現象が発生するときの周波数である。α〜γの各ローリング周波数の値からわかるように、ローリング周波数は、振動板の重量バランスの違いによって大きく異なる。従来のパッシブラジエータ３および４を含む一般的な振動板は、振動板の材厚は一定であった。つまり、従来の振動板の重量バランスは、図１４のαの重量バランスに相当する。これに対し、振動板の重量バランスをβに示す重量バランスとした場合には、ローリング周波数はαに示す重量バランスと比較して、２８．８Ｈｚ／１８．２Ｈｚ＝約１．６倍に向上する。ここで、一般的に、振動板の振幅量は周波数が高くなるにつれて小さくなる。したがって、ローリング周波数が高いほどローリング現象による振幅も小さくなり、その結果、再生音圧の乱れを低減することができる。図１４には参考のため、γとして振動板の外周部が重くなる重量バランスの場合のローリング周波数も示している。この場合、αに示す均一な材厚の振動板と比較して、約０．８倍に低下することがわかる。このように、ローリング現象の発生を抑制する振動板の重量バランスとしては、振動板の中央部を重くした重量バランスが最適であるといえる。そして、振動板の中央部を重くすることで、ローリング周波数が振幅量の小さい高域の周波数帯域にシフトし、結果的にローリング現象の発生の抑制することができる。
【００８０】
なお、図１３において、振動板６１の重心位置Ｇは、振動板６１の振動方向において、エッジ６２の高さ寸法Ｙの中心位置と同じ位置であってもよいし、同じ位置になくてもよい。振動板６１の重心位置Ｇがエッジ６２の高さ寸法Ｙの中心位置と同じ位置に有る場合には、上述したように、振動バランスも向上することとなり、ローリング現象の発生をさらに抑制することができる。また、振動板６１の重心位置Ｇがエッジ６２の高さ寸法Ｙの中心位置と同じ位置にない場合であっても、上述した重量バランスによって、ローリング現象の発生を抑制することが可能である。
【００８１】
また、中央部を重くした重量バランスをもつ振動板の構造としては、図１５に示す振動板の構造であってもよい。図１５は、中央部を重くした重量バランスをもつ振動板６１の他の構造例を示す図である。図１５（ａ）は、パッシブラジエータ６０の正面図を示す。図１５（ｂ）は、パッシブラジエータ６０のＥ−Ｆ断面を示す断面図である。また、図１５（ｂ）において、後述するおもり６１２および６１３と振動板６１とを一体とする場合の厚み方向の重心位置をＧ点とする。なお、厚み方向とは、図１５（ｂ）における上下方向であり、振動板６１の振動方向でもある。図１５に示す振動板６１は、例えばＡＢＳなどの樹脂材料で構成された平板状の振動板である。図１５に示す振動板６１には、その中央部の両面に円形状のおもり６１２および６１３が設けられている。具体的には、おもり６１２および６１３は、振動板６１より小さい半径となる円形状を有し、振動板６１と同じ中心をもつように固設される。また、おもり６１２および６１３は、例えば黄銅や鉄などの振動板６１よりも比重の大きな材料で構成される。このように、振動板６１の中央部に振動板６１よりも比重の大きな材料のおもりを貼り付けることで、振動板６１の中央部の厚みを図１３で示した振動板６１に比べて薄くすることができる。また、図１３に示したように、材厚を変えて中央部を重くする振動板において、中央部の重り部６１１の重さを後から変更しようとすると、成形金型の変更などが必要となる。つまり、一旦振動板６１を成形してしまうと、その後で中央部の重り部６１１の重量を変更することは極めて困難である。これに対し、図１５に示す構造においては、おもり６１２および６１３の重量を個別に変更すれば足りる。このように、図１５に示す構造によれば、設計的にも容易で、より実用的にローリング現象の発生を抑制することが可能なパッシブラジエータを実現することができる。ここで、おもり６１２および６１３の厚みは、振動板６１とおもり６１２および６１３とが一体化された場合の厚み方向の重心位置Ｇが中心線ＨＩ上に位置するように調整されると、上述した振動バランスも向上し、ローリング現象の発生をさらに抑制することができる。
【００８２】
なお、図１５に示すおもり６１２および６１３の一方が振動板６１に貼り付けられない構造であってもローリング現象の抑制に対して一定の効果を有する。つまり、振動板６１とおもり６１２またはおもり６１３とを一体とした場合の重心位置Ｇがエッジ６２の高さ寸法Ｙの中心位置と同じ位置になくても、上述した重量バランスによって、ローリング現象の発生を抑制することが可能である。
【００８３】
また、上述したトラック形状のパッシブラジエータ７０において、中央部を重くした重量バランスをもつ振動板の構造例を図１６に示す。図１６は、中央部を重くした重量バランスをもつ振動板７１の構造例を示す図である。図１６（ａ）は、パッシブラジエータ７０の正面図を示す。図１６（ｂ）は、パッシブラジエータ７０のＥ−Ｆ断面を示す断面図である。また、図１６（ｂ）において、振動板７１の厚み方向の重心位置をＧ点とする。なお、振動板７１の厚み方向とは、図１６（ｂ）における上下方向であり、振動板７１の振動方向でもある。図１６に示すトラック形状の振動板７１は、その中央部であって、トラック形状の長手方向（中心線ＨＩと同方向）に材厚を厚くした構造である。換言すれば、振動板７１は、長手方向の中心線ＨＩから振動板の２つの辺に向かう間に厚みが薄く変化するように構成される。なお、振動板７１において材厚が厚い部分を重り部７１３とする。図１６においては、長方形状の重り部７１３がその長辺方向をトラック形状の長手方向と同じ方向にして振動板７１に細長く形成されている。
【００８４】
ここで、パッシブラジエータがトラック形状である場合、振動板の長手方向と短手方向とで振動モードが異なる。これに伴い、上述したローリング現象の発生度合も振動板の長手方向と短手方向とで異なる。具体的には、長手方向の発生度合が短手方向に比べて少ない。これは、振動板７１を支持するエッジ７２のロール部（凸状ロール部７２ａおよび凹状ロール部７２ｂ）のうち、長手方向となるロール部の占める割合の方が短手方向よりも大きいためである。したがって、パッシブラジエータがトラック形状となる場合には、その短手方向のローリング現象が特に問題となる。
【００８５】
しかしながら、図１６に示す重り部７１３は、振動板７１の長手方向に細長く形成されている。つまり、重り部７１３は、振動板７１の短手方向の重量バランスを中央部に集中させる役割を果たしている。これにより、短手方向のローリング周波数を高くすることができ、ローリング現象の発生を抑制することができる。
【００８６】
なお、図１６では、振動板７１の厚みを厚くした重り部７１３で振動板７１の短手方向の重量バランスを調整したが、図１５に示したように振動板の中央部に振動板よりも比重の大きな材料を用いておもりを貼り付けた構造であっても、図１５に示すパッシブラジエータ６０と同様の効果が得られる。
【００８７】
また、図１６に示すパッシブラジエータ７０においても、振動板７１の振動方向において、振動板７１の重心位置Ｇがエッジ７２の高さ寸法Ｙの中心位置と同じ位置になくても、上述した重量バランスによって、ローリング現象の発生を抑制することが可能である。
【００８８】
なお、本実施の形態で説明したパッシブラジエータおよび振動板の形状は、例えば正方形や長方形などの矩形、またはそれ以外の多角形であってもよい。ここで、例えば、振動板の形状が正方形状である場合、おもり６１２および６１３の形状は、例えば振動板の外形よりも小さい正方形状とする。そして、おもり６１２および６１３は、その１辺が振動板の１辺と対向するように配置され、振動板と中心を同じにして配置される。また、正方形状の振動板６１に重り部６１１が形成される場合には、振動板６１は、振動板６１の中心から外辺に向かう間に厚みが薄く変化するように構成される。振動板の形状が長方形状である場合、おもり６１２および６１３の形状は、例えば振動板の外形よりも小さい長方形状とする。そして、おもり６１２および６１３は、振動板と長辺方向の中心線を同じにして配置される。また、長方形状の振動板６１に重り部６１１が形成される場合には、振動板６１は、振動板６１の長辺方向の中心線から振動板の２つの長辺に向かう間に厚みが薄く変化するように構成される。振動板の形状がトラック形状である場合、おもり６１２および６１３の形状は、例えば振動板の外形よりも小さい長方形状とする。そして、おもり６１２および６１３は、その長辺方向の中心線と、振動板の長手方向の中心線（図１６でいえば、線ＥＦである）とを同じにして配置される。
【００８９】
また、本実施の形態は、上述した実施の形態１〜３における第１および第２のパッシブラジエータ２２および２５にも適用することが可能である。ただし、上述したように、キャビネット２０の外部側に排除される空気量と内部側に排除される空気量とが等しくなるように、第１および第２のパッシブラジエータ２２および２５の形状を設計する必要がある。
【００９０】
（実施の形態６）
本発明の参考形態としての実施の形態６に係るスピーカシステムの構成を図１７に示す。特に、図１７（ａ）はスピーカシステムの正面図であり、図１７（ｂ）はスピーカシステムのＪ−Ｋ断面を示す断面図である。同図において、２０はキャビネットであり、２１はスピーカユニットであり、８０はパッシブラジエータであり、８１はパッシブラジエータ８０の構成要素の一つであるリング状振動板であり、８２ａはパッシブラジエータ８０の構成要素の一つであってリング状振動板８１の内周を支持する内側エッジであり、８２ｂはパッシブラジエータ８０の構成要素の一つであってリング状振動板８１の外周を支持する外側エッジであり、８３は内側エッジ８２ａを支持するフレームであり、８４はスピーカユニット２１の振動をキャビネット２０内部の空気を通じてリング状振動板８１に効率良く伝えるためにフレーム８３に設けられた空気孔である。
【００９１】
本実施の形態では、リング状振動板８１を内側エッジ８２ａと外側エッジ８２ｂとで支持する構成を採用している。図１７に示すように、内側エッジ８２ａの形状は、キャビネット２０の取り付け面に対して凸状のロール形状であり、外側エッジ８２ｂの形状は、キャビネット２０の取り付け面に対して凹状のロール形状である。
【００９２】
なお、図１７の例では、内側エッジ８２ａの半径方向の幅を外側エッジ８２ｂよりも大きくしているが、これは、リング状振動板８１が振動により前面側に移動するときに内側エッジ８２ａによって排除される空気量と背面側に移動するときに内側エッジ８２ａによって排除される空気量の差が、リング状振動板８１が背面側に移動するときに外側エッジ８２ｂによって排除される空気量と前面側に移動するときに外側エッジ８２ｂによって排除される空気量の差と等しくなるようにするためである。エッジによって排除される空気量はエッジの円周の大きさに依存するため、円周が比較的小さい内側エッジ８２ａの半径方向の幅を、円周が比較的大きい外側エッジ８２ｂよりも大きくする必要がある。
【００９３】
以上のような構成により、リング状振動板８１が振動により前面側に移動するときに内側エッジ８２ａと外側エッジ８２ｂによって排除される空気量の総和が、リング状振動板８１が背面側に移動するときに内側エッジ８２ａと外側エッジ８２ｂによって排除される空気量の総和と等しくなり、内側エッジ８２ａと外側エッジ８２ｂから放射される放射音の歪が互いに打ち消されることとなる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、内側エッジ８２ａの形状を凸状とし、外側エッジ８２ｂの形状を凹状としたが、本発明はこれに限らず、内側エッジ８２ａの形状を凹状とし、外側エッジ８２ｂの形状を凸状としても同様の効果が得られる。
【００９５】
本実施の形態によれば、実施の形態１に比べて、キャビネットに取り付けるパッシブラジエータの数は１個でよく、スピーカシステムの構成を簡素化し、スピーカシステムをより小型化することができる。また実施の形態４のように複雑な形状のエッジを必要としない。
【００９６】
（実施の形態７）
本発明の参考形態としての実施の形態７に係る映像音響装置としてのＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）正面図を図１８に示す。なお、ＰＤＰは本発明の映像音響装置の単なる一例に過ぎず、液晶テレビやカーナビゲーション装置などの他の任意の映像音響装置が本発明の映像音響装置に含まれる。同図において、９０はＰＤＰ本体であり、９１はＰＤＰ本体９０の画面部であり、９２はＰＤＰ本体９０の筐体である。筐体９２には開口９３および９４が設けられている。また筐体９２には中高音用スピーカ９５および９６が内蔵されている。なお、ＰＤＰには画像を再生するための信号処理回路や、音を再生するための信号処理回路等が設けられているが、ここではそれらの説明を省略する。
【００９７】
以上のように構成された映像音響装置について、その動作を説明する。
【００９８】
筐体９２には、実施の形態２（図６）あるいは実施の形態３（図７）のスピーカシステムが右チャンネル用と左チャンネル用の２個内蔵されている。そして、左チャンネル用のスピーカシステムに設けられた開口（図６の開口３１または図７の開口４２）が図１８の開口９３に対応し、右チャンネル用のスピーカシステムに設けられた開口が図１８の開口９４に対応している。
【００９９】
左チャンネルの中高音域は中高音用スピーカ９５で再生され、開口９３から放射される左チャンネルの低音域と合わせて、左チャンネルの低音域から高音域までの音が再生される。右チャンネルについても同様である。
【０１００】
本実施の形態によれば、スピーカと一体型の映像音響装置であって、低歪な低音を映像音響装置の正面方向（画面が設けられている側の方向）に向かって放射することのできる映像音響装置を実現することができる。
【０１０１】
また、上述した実施の形態１〜６に係るスピーカシステムは、例えば自動車の車体内部に搭載されるスピーカシステムであってもよい。まず図１９を参照して、上述した実施の形態１〜６に係るスピーカシステムを自動車の車体の内部に保持する場合について説明する。車体内部に保持する一例としては、例えば自動車のドアが挙げられる。図１９は、本発明におけるスピーカシステムが自動車のドアに搭載された一例を示す図である。
【０１０２】
図１９において、自動車のドアは、窓部１００、ドア本体１０１、スピーカユニット１０２、およびパッシブラジエータ１０３で構成される。ここで、スピーカユニット１０２は、上述した実施の形態１〜６に係るスピーカユニット２１と同様である。また、パッシブラジエータ１０３は、例えば上述したパッシブラジエータ６０または７０と同様である。スピーカユニット１０２およびパッシブラジエータ１０３は、ドア本体１０１に取り付けられる。ドア本体１０１内部には、空間が形成されている。このように、ドア本体１０１は、キャビネットとしての役割を果たすので、スピーカユニット１０２、ドア本体１０１、およびパッシブラジエータ１０３で本発明におけるスピーカシステムを構成することになる。以上のように、本発明におけるスピーカシステムを自動車のドアに搭載することによって、パッシブラジエータのエッジから発生する歪が低減された車内リスニング環境を提供することが可能となる。
【０１０３】
また、上述した実施の形態１〜６に係るスピーカシステムは、例えば車体内部に配置される車載用のスピーカシステムであってもよい。図２０は、自動車の車内に設置されたスピーカシステムの一例を示す図である。図２０において、スピーカシステム１０６は、例えば座席１０５の下に設置される。ここで、スピーカシステム１０６は、上述した実施の形態１〜６に係るスピーカシステムのいずれかであり、詳細な説明を省略する。以上のように、スピーカシステム１０６を車両に搭載することによって、パッシブラジエータのエッジから発生する歪が低減された車内リスニング環境を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明のスピーカシステムは、低音域における歪みが小さいため、ステレオ装置やラジカセ装置等の音響装置に利用されるスピーカシステムとして好適である。また、液晶テレビやＰＤＰ（プラズマディスプレイ）やカーナビゲーション装置などのように、画像表示機能を備えた映像音響装置にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムの構成を示す図
【図２】パッシブラジエータ方式のスピーカシステムの音圧周波数特性を示す図
【図３】ロールエッジの振動状態を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムの音圧周波数特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムの構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムの外観図
【図７】本発明の実施の形態３に係るスピーカシステムの外観図
【図８】本発明の実施の形態４に係るスピーカシステムの正面図
【図９】本発明の実施の形態４に係るパッシブラジエータのエッジ部の外観図
【図１０】トラック形状のパッシブラジエータを用いたスピーカシステムの正面図
【図１１】図１０に示したパッシブラジエータ７０においてローリング現象の発生を抑制するための構造例を示す図
【図１２】図１１に示したパッシブラジエータ７０における振動板７１の他の構造例を示す図
【図１３】図８に示したパッシブラジエータ６０において、重量バランスを考慮した振動板６１の構造例を示す図
【図１４】振動板の重量バランスがローリング現象に与える影響を調べた結果を示す図
【図１５】中央部を重くした重量バランスをもつ振動板６１の他の構造例を示す図
【図１６】中央部を重くした重量バランスをもつ振動板７１の構造例を示す図
【図１７】本発明の実施の形態６に係るスピーカシステムの正面図
【図１８】本発明の実施の形態６における映像音響装置の正面図
【図１９】本発明におけるスピーカシステムが自動車のドアに搭載された一例を示す図
【図２０】自動車の車内に設置されたスピーカシステムの一例を示す図
【図２１】従来のスピーカシステムの構造を示す断面図
【図２２】従来のスピーカシステムの音圧周波数特性を示す図
【符号の説明】
【０１０６】
２０、１５２    キャビネット
２１    スピーカユニット
２２、２５、６０、７０、８０、１０３    パッシブラジエータ
２３、２６、６１、７１、１５０    振動板
２４、１５１    凸状エッジ
２７    凹状エッジ
２８    空室
３０    反射板
３１、４２、４４、９３、９４    開口
４０    面
４１、４３    反射板
６２、７２    エッジ
６２ａ、７２ａ    凸状ロール部
６２ｂ、７２ｂ    凹状ロール部
６２ｃ、７２ｃ    接合部
６１１、７１３    重り部
６１２、６１３    おもり
７１１    溝
７１２    平面部
８１    リング状振動板
８２ａ    内側エッジ
８２ｂ    外側エッジ
８３    フレーム
８４    空気孔
９０    ＰＤＰ本体
９１    画面部
９２    筐体
９５、９６    中高音用スピーカ
【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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