CN104053080B

CN104053080B - 低音反射端口和管体

Info

Publication number: CN104053080B
Application number: CN201410095409.6A
Authority: CN
Inventors: 三木晃; 鬼束博文
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2018-11-23
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP5915572B2; CN104053080A; EP2779692A2; US9232300B2; US20140262598A1; EP2779692A3; JP2014179930A; EP2779692B1; CN203942618U

Abstract

本发明涉及一种低音反射端口和管体，所述低音反射端口呈管状，并且空气流过所述低音反射端口，其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于第二内径线相对于所述基准面的角度，所述基准面包含所述低音反射端口的中心轴线，所述第一内径线正交于所述中心轴线并且穿过第一特征点，所述第一特征点位于所述低音反射端口的、垂直于所述中心轴线的第一横断面的内周上；第二内径线垂直于所述中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于所述第一特征点，并且位于所述低音反射端口的、与所述中心轴线垂直的第二横断面的内周上，所述第一横断面和所述第二横断面在所述中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同。

Description

低音反射端口和管体

技术领域

本发明涉及一种空气从中流过的管体，并且更具体地，本发明涉及一种适用于扬声器装置的低音反射端口的管体。

背景技术

在现有技术中，提出一种低音反射型扬声器装置，其被构造为利用从扬声器单元向后发射的声音来在低音域内提高声量。在该低音反射型扬声器装置中，低音反射端口被布置成用于在扬声器装置的外壳(壳体)的内部和外部之间连通。例如，下述专利文献1公开了一种具有低音反射端口的扬声器装置，该低音反射端口的靠近其相反两端的端部具有内径朝着每个端部的顶端增大的张开形状，以降低外来噪音或异常噪音。

专利文献1：JP-A-2008-048176

发明内容

然而，实际上难以仅通过使得低音反射端口的靠近其相反两端的端部形成简单的张开形状来充分降低经由低音反射端口从扬声器装置发出的外来噪音。例如，在还音(reproduced sound)音量较大的情况下，听者有可能感觉到源于低音反射端口的外来噪音。考虑到该情况已经研发了本发明。因此，本发明的目标在于降低从诸如低音反射端口等的管体发出的外来噪音。

可根据本发明的一方面实现上述目标，该方面提供一种呈管状的低音反射端口，空气流经该低音反射端口，其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于第二内径线相对于该基准面的角度，所述基准面包含低音反射端口的中心轴线，第一内径线正交于中心轴线并且穿过第一特征点，该第一特征点位于低音反射端口的、垂直于中心轴线的第一横断面的内周上，第二内径线垂直于中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于第一特征点，并且位于所述低音反射端口的、与中心轴线垂直的第二横断面中的内周上，第一横断面和第二横断面在中心轴线延伸方向上的位置彼此不同。

可根据本发明的另一方面实现上述目标，该方面提供一种呈管状的低音反射端口，空气流经该低音反射端口，其中，连接特征点的轨迹为螺旋形，每个特征点都位于低音反射端口的、多个横断面中的相应一个横断面的内周上，该横断面垂直于低音反射端口的中心轴线，并且在中心轴线延伸方向上的位置彼此不同。

可根据本发明的仍另一方面实现上述目标，该方面提供一种管体，空气流经该管体，其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于与第二内径线相对于该基准面的角度，所述基准面包含管体的中心轴线，第一内径线正交于中心轴线并且穿过第一特征点，该第一特征点位于管体的、垂直于中心轴线的第一横断面的内周上，第二内径线正交于中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于第一特征点，并且位于所述管体的、垂直于中心轴线的第二横断面的内周上，第一横断面和第二横断面在中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同。

可根据本发明的又另一方面实现上述目标，该方面提供一种呈管状的低音反射端口，空气流经该低音反射端口，其中，谷部和峰部沿着低音反射端口的周向、在低音反射端口的内周面上重复地形成，谷部和中心轴线之间在垂直于中心轴线方向上的距离大于峰部和中心轴线之间在垂直于中心轴线方向上的距离。

本发明的形式

将描述本发明的各种形式。

一种低音反射端口(30B)，该低音反射端口呈管状并且空气流经该低音反射端口，其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于第二内径线相对于该基准面的角度，所述基准面包含低音反射端口的中心轴线，第一内径线正交于中心轴线并且穿过第一特征点，所述第一特征点位于低音反射端口的、垂直于中心轴线的第一横断面的内周上，第二内径线垂直于中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于第一特征点，并且位于所述低音反射端口的、与中心轴线垂直的第二横断面的内周上，第一横断面和第二横断面在中心轴线延伸方向上的位置彼此不同。

在按上文所述构造的低音反射端口中，内径线的角度在第一横断面和第二横断面之间不同，所述内径线穿过内周上的特征点并且垂直于中心轴线。因此，与其中与横断面在中心轴线延伸方向上的位置无关地、保持内径线的角度恒定的布置相比，低音反射端口中产生的漩涡环的对称性降低。因此，可以降低从低音反射端口发出的外来噪音。

例如，内周上的特征点的典型实例是极限点，在该极限点处，内半径具有极限值(例如内半径的最大点或内半径的最小点)。该特征点可能是内周上的成角度部分或拐点。此外，位于第一横断面中的内周上的第一特征点与位于第二横断面中的内周上的第二特征点彼此相应。这意味着，第一横断面中的内周上的第一特征点关于被第一横断面中的内周限定的形状的位置关系类似于第二横断面中的内周上的第二特征点关于被第二横断面中的内周限定的形状的位置关系。

在按上文所述构造的低音反射端口中，内径线相对于基准面的角度可以随着垂直于中心线的横断面在中心轴线的延伸方向上的位移而连续变化，内径线正交于中心线并且穿过位于横断面中的内周上的、作为每个第一特征点和第二特征点的特征点。

根据按上文所述构造的低音反射端口，内径线的角度相关横断面的位移连续变化。因此，与内径线的角度不连续变化的布置相比，可能降低从低音反射端口发出的外来噪音，并且提高低音反射端口的审美设计。内径线的角度不需要在低音反射端口的全部长度上变化。例如，内径线的角度可仅在低音反射端口的特定段中连续变化。特别优选地，内径线在关于中心轴线延伸方向上的横断面位移在一个方向上连续旋转。换句话说，本发明的低音反射端口可以被表达为使得连接特征点的轨迹为螺旋形，该特征点每个都位于低音反射端口的在多个横断面相应一个中的内周上，该横断面垂直于低音反射端口的中心轴线并且在中心轴线延伸方向上的位置彼此不同。

在按上文所述构造的低音反射端口中，内径线对应于横断面在中心轴线的延伸方向上的单位量位移的旋转角度取决于横断面在中心轴线的延伸方向上的位置而不同。

例如，低音反射端口顶端侧上的内径线关于横断面的单位量位移的旋转角度大于其在中间侧上的旋转角度。根据如此构造的低音反射端口，可以降低从低音反射端口发出的外来噪音，并且提高低音反射端口的审美设计。

优选地，低音反射端口的横截面面积(例如，内周区域Q的面积)朝着其顶端增大。换句话说，例如低音反射端口具有张开形状。与在中心轴线延伸方向上的每个位置处都具有恒定横截面面积的低音反射端口相比，该布置确保了抑制外来噪音的加强效果。

在按上文所述构造的低音反射端口中，第一轨迹和第二轨迹的形状彼此不同，第一轨迹连接位于垂直于中心轴线的多个横断面中的相应一个横断面的内周上的每个特征点，第二轨迹连接位于所述多个横断面中的相应一个横断面的内周上且与第一轨迹的特征点不同的特征点。

根据按上文所述构造的低音反射端口，连接第一特征点的第一轨迹和连接第二特征点的第二轨迹的形状彼此不同，由此确保了特别显著的、降低从低音反射端口发出的外来噪音的效果。例如，在组成第一轨迹的每个特征点都是最大点PA的情况下，组成第二轨迹的每个特征点都是最小点PB。

优选地，垂直于中心轴线的横断面中的内半径沿中心轴线的周向连续变化。例如，被低音反射端口的在与中心轴线垂直的横断面中的内周面包围的内周区域可呈具有旋转对称性的非圆形形状。

与低音反射端口的内周区域具有完美圆形形状的布置相比，根据按上文所述构造的低音反射端口能够将在低音反射端口中发生大空气湍流的区域分布在中心轴线的延伸方向上的宽范围内。因此，降低从低音反射端口发出的外来噪音的效果特别显著。

在按上文所述构造的低音反射端口中，内周区域的旋转对称次数可以为奇数。

在按上文所述构造的低音反射端口中，内周区域的旋转对称次数可以为3或5。

按上文所述构造的低音反射端口可应用于扬声器装置。在该情况下，扬声器装置具有外壳，扬声器单元固定至外壳，并且上述低音反射端口被构造为允许在外壳的内部和外部之间连通。在由此构造的扬声器装置中，可以降低从低音反射端口发出的外来噪音。

如下文所述，本发明可具体实施为具有下列结构的管体，该结构类似于上述低音反射端口的结构。

一种管体(30B)，空气可穿过该管体，其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于第二内径线相对于该基准面的角度，基准面包括管体的中心轴线，第一内径线垂直于中心轴线并且穿过第一特征点，所述第一特征点位于管体的、垂直于中心轴线的第一横断面的内周上，第二内径线垂直于中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于第一特征点，并且位于所述管体的、垂直于中心轴线的第二横断面的内周上，第一横断面和第二横断面在中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同。

应注意，该管体用于任意目的。

一种低音反射端口(30B)，其具有管状，并且空气流经该低音反射端口，

其中，谷部和峰部沿着低音反射端口的周向、在低音反射端口的内周面上反复地形成，谷部和中心轴线之间在垂直于中心轴线方向上的距离大于峰部和中心轴线之间在垂直于中心轴线方向上的距离。

在按上文所述构造的低音反射端口中，被低音反射端口的、在与中心轴线垂直的横断面中的内周面包围的内周区域可呈具有旋转对称性的非圆形形状。

按上文所述构造的低音反射端口可包括中间部(32)和两个端部(342、344)，所述两个端部在中心轴线的延伸方向上位于中间部的相反两侧的一侧和另一侧上，其中，峰部和谷部形成在两个端部中的每个端部中，并且不形成在中间部中。

上文说明书中，附于各自组成元件的括号中的标识符相应于下文实施例中使用的标识符，以识别各自组成元件。附于每个组成元件的标识符指示每个元件及其一个实例之间的相应关系，并且每个元件不限于一个实例。

附图说明

当接合附图考虑时来阅读以下对本发明实施例的详细说明时，将可以更好地理解本发明的上述和其他目的、特征、优点以及技术和工业进步性，其中：

图1是示出根据本发明第一实施例的扬声器装置的横截面图；

图2是低音扬声器端口的透视图和剖视图；

图3是低音反射端口的前视图；

图4是低音反射端口的纵截面图；

图5是用于解释从低音反射端口产生的外来噪音的图示；

图6A和6B是每个现有端口内部和周围的莱特希尔音量(Lighthill Volume)的分布图；

图7A和7B是用于解释第一实施例中的外来噪音降低原理的视图；

图8示出多种类型的低音反射端口的还音的频率特性图；

图9是示出每个低音反射端口中的外来噪音水平的图示；

图10是根据第二实施例的低音反射端口的透视图和剖视图；

图11是根据第二实施例的低音反射端口的前视图；

图12是用于解释内周区域形状的视图；

图13是用于解释每个横断面中的内周区域的视图；

图14是示出低音反射端口形状和外来噪音水平之间的关系的图示；

图15是示出其它形状的内周区域的示意图；

图16是示出内周区域的旋转对称次数和外来噪音水平之间关系的图示；

图17A和17B是示出其它形状的内周区域的示意图；和

图18是示出图17A和17B中例示的形状和外来噪音水平之间关系的图示。

具体实施方式

<第一实施例>

图1是根据本发明第一实施例的扬声器装置100的横截面图。如图1中所示，第一实施例的扬声器装置100是具有外壳(壳体)10、扬声器单元20和低音反射端口30A的音响装置，并且被构造为根据从外部装置(未示出)提供的声学信号发出声音。

外壳10为中空结构(通常为长方体)，其由多个板构成。外壳10的多个板中的前侧板、即板12形成有开口部14和开口部16，其每个都具有基本圆形形状。扬声器单元20被固定在开口部14中。也就是说，外壳10的板12起障板的作用。扬声器单元20是发声体，其被构造成根据从外部装置(例如，诸如放大器这样的信号处理器)提供的声学信号，并通过根据该声学信号使振动板振动而发出声音。虽然扬声器单元20的再生带域的音调(高低)和带宽并非特定，但是本发明特别优选采用利用扬声器单元20(例如，重低音音箱)这样的、其再生带域为低音域的结构。

低音反射端口(管)30A是被布置在外壳10中的、大致圆柱形的管体，以允许外壳10的内部和外部连通。低音反射端口30A被构造为：通过共振(赫尔姆霍茨(Helmholtz)共振)来加强和发射从扬声器20朝着外壳10的后部发出的声音中的低音域内的声学分量。换句话说，外壳10和低音反射端口30A组成赫尔姆霍茨共振器，其在从扬声器单元20向前发射的声音的最低频率附近具有共振频率。

图2是低音反射端口30A的透视图和剖视图。图2的剖视图示出了低音反射端口30A的这样一种状态：其中，低音反射端口30A在包括其中心轴线(管轴线)X的平面(视需要，下文也称为“纵截面”)上被剖开的状态。如图1和2中所示，低音反射端口30A沿着中心轴线X被分为三部分，即中间部32、端部342和端部344。端部342位于中间部的相反两侧的一侧上(即，扬声器装置100的前侧部分)，而端部344位于中间部的相反两侧的另一侧上(即，扬声器装置100的后侧部分)。如图1中所示，端部342的远离中间部32的一端(下文中称为“顶端部”)连接至形成在外壳10的前侧板12中的开口部16的内周缘，使得端部342的内周面(内壁面)42与板12的前表面连续。另一方面，端部344的远离中间部32的一端(顶端部)位于外壳10的内部。换句话说，低音反射端口30A从板12向后突出，以便中心轴线X基本垂直于板12。这里，为了方便关注低音反射端口30A的结构，低音反射端口30A被分为中间部32、端部342和端部344。实际上，低音反射端口30A通过诸如注塑这样的生产技术形成为整体构件。然而，应注意，中间部32、端部342和端部344可单独生产，然后彼此连接。在第一实施例中，端部342和端部344形状相同。因此，在下文说明书中，视需要，将端部342和端部344整体称为端部34，并且将省略关于它们的个别解释。然而，端部342和端部344也允许具有彼此不同的形状。

图3是当从中心轴线X的延伸方向(视需要，下文称为“中心轴线X的延伸方向”)、即低音反射端口30A的纵向方向观察端部34的顶端部时所看到的低音反射端口30A的前视图。通过图2和3可以清楚地认识到，中间部32是直管的一部分，其中，所述直管的垂直于中心轴线的横截面(视需要，下文称其为“横断面”)具有圆形(环状)形状，并且其内径和外径在沿中心轴线X的每个位置处保持基本恒定。另一方面，端部34(342、344)具有张开形状，其中，在与中心轴线X垂直的横断面中被内周面42包围的区域Q的面积从端部34的靠近中间部32的另一端(下文中称为“基端部”)朝着顶端连续增大。视需要，下文将区域Q称为“内周区域Q”。内周区域Q对应于低音反射端口30A中的空气流动通道的横截面，即所述管的内部的横截面。

如图2和3中所示，端部34的内周区域Q具有非圆形形状，其具有关于中心轴线X的旋转对称性(N次对称性)(N：不小于2的自然数)。内部圆形区域Q的形状类似于漏斗状冠状体(旋花等的花瓣)的形状。在第一实施例中，端部34的内周区域Q由封闭曲线组成，并且具有5次旋转对称性(N＝5)。通过图2和3应理解，从端部34的顶端部朝着其基端部，内周区域Q的形状从具有5次旋转对称性的非圆形形状变得逐渐接近圆形，并且在基端部变为圆形，以便与具有圆形形状的中间部32的内周区域Q连续。也就是说，中心轴线X的延伸方向中的各个横断面中的内周区域Q的形状彼此相应。

如图3中所示，在中心轴线X和横断面与内周面42的交叉线上(即，内周区域Q的轮廓线)任意点之间的距离被定义为端部34的内半径Φ的情况下，可表达为，端部34的内周区域Q具有以下形状：内半径Φ在围绕中心轴线X的周向上变化。更具体地，内半径Φ以围绕中心轴线X以72°(360°/N)为单元(周期)，周期性地和连续地增大和变小。因此，内周区域Q的轮廓线上存在5(N)个最大点PA和5(N)个最小点PB，在每个最大点PA处，内半径Φ最大；在每个最小点PB处，内半径Φ最小，并且在围绕中心轴线X的周向上，最大点PA和最小点PB每36°(360°/2N)就彼此交替。通过图3应理解，每个最大点PA都相应于内周面42的谷部的底点，同时，每个最小点PB都相应于内周面42的峰部的顶点。因此，可将内周区域Q的轮廓线称为闭合曲线，其中5个峰部和5个谷部在周向上交替布置。通过上文解释应理解，第一实施例的内周区域Q具有下列形状：其中曲率在围绕中心轴线的周向上反复地增大和减小。更具体地，内周区域Q的轮廓线的曲率沿周向从正数和负数中的一个变为正数和负数中的另一个。也就是说，在内周区域Q中，曲率中心位于内周区域Q内部的范围以及曲率中心位于内周区域Q之外的范围沿着周向交替地重复。

图4是图3中的纵截面V0中的端部34的截面图。纵截面V0穿过最大点PA和最小点PB。因此，在纵截面V0中存在轨迹RA和轨迹RB，轨迹RA连接多个最大点PA，每个最大点PA都位于布置在中心轴线X的延伸方向上的多个横断面中相应一个的内周区域Q中，轨迹RB连接多个最小点PB，每个最小点PB都位于多个横断面中相应一个的内周区域Q中。轨迹RA相应于纵截面V0和内周面42的交叉线，轨迹RB相应于纵截面V0和内周面42的交叉线。轨迹RA和轨迹RB每个都是这样的曲线：其中轨迹RA或轨迹RB与中心轴线之间的距离、即内半径Φ从端部34的基端朝着其顶端连续增大。

如上所述，端部34的内周区域Q具有非圆形状，其中内半径Φ在围绕中心轴线X的周向上变化。因此，轨迹RA和轨迹RB彼此的形状不同。例如，在端部34的内周面42的形状(张开形状)被限定为使得轨迹RA和轨迹RB每个都变为椭圆的弧的情况下，如图4所示，轨迹RA和轨迹RB彼此的椭圆的椭圆率、即椭圆短轴与长轴的比例不同。更具体地，轨迹RA是具有长轴LA1和短轴LA2的椭圆EA的弧，同时，轨迹RB是具有长轴LB1和短轴LB2的椭圆EB的弧。限定轨迹RA的椭圆EA的短轴LA2大于限定轨迹RB的椭圆EB的短轴LB2(LA2>LB2)，并且限定轨迹RA的椭圆EA的长轴LA1等于限定轨迹RB的椭圆EB的长轴LB1(LA1＝LB1)。因此，轨迹RA的椭圆EA的椭圆率(LA2/LA1)大于轨迹RB的椭圆率EB的椭圆率(LB2/LB1)。也就是说，轨迹RA的曲率(即，轨迹RA全部长度上的曲率的平均值)大于轨迹RB的曲率。可表达为，轨迹RA的全部长度大于轨迹RB的全部长度。通过上述解释应理解，可表达为，第一实施例中的端部34的内周面42具有下列形状：其中，轨迹R(RA、RB)的形状在围绕中心轴线X的周向上反复地变化，轨迹R(RA、RB)连接轮廓线上的每个特征点(最大点PA或最小点PB)，轮廓线限定多个横断面中相应一个的内周区域Q。

为了降低从低音反射端口30A产生的外来噪音，端部34的内周面42采用上述形状。将更详细地解释从低音反射端口产生的外来噪音。

图5是示出声学信号的频率特性(虚线所示)和频率等于赫尔姆霍茨共振频率的纯音(例如，30Hz的正弦波)的声学信号被提供给现有扬声器装置情况下的还音的频率特性(实线所示)之间关系的图示。在其中重放与赫尔姆霍茨共振频率接近的频率时，在低音反射端口内部流动的空气流速高的情况下，空气流分布在低音反射端口内部和顶端附近，从而产生漩涡环。漩涡环包括大范围的频率分量，其最大分量是赫尔姆霍茨共振频率。漩涡环中所含的与低音反射端口和外壳(被图5中的点划线围绕的一部分)的共振频率符合或接近的一部分频率分量被共振加强，所述部分被收听者感知为外来噪音。

由于上述现象，本发明的发明人已经推测，外来噪音的成因在于低音反射端口中流动的空气流的漩涡环(空气湍流)，并且已经模拟了每个现有低音反射端口I和II内部的空气湍流。在每个现有低音反射端口(下文中称为“现有端口”)中，内周区域在中心轴线X的延伸方向上的全段上具有圆形形状。图6A示出现有端口I的模拟结果，并且图6B是现有端口II的模拟结果。每个现有端口I和II都是其相反两端中具有张开形状的低音反射端口。更具体地，现有端口I是下列样品：作为纵截面中的内周面，该样品采用具有长轴144mm和短轴48mm的椭圆的弧。现有端口II是下列样品：作为纵截面中的内周面，该样品采用具有长轴230mm和短轴48mm的椭圆的弧。也就是说，现有端口I中的内周面的椭圆率(短轴关于长轴的比例)大于现有端口II中的内周面的椭圆率。对于分别采用现有端口I和现有端口II的扬声器装置，提供频率等于赫尔姆霍茨共振频率的声学信号。已观察出，与现有端口I相比，现有端口II中从还音感知的外来噪音更明显。

在图6A和6B每幅图中，例示了现有端口I、II的内部和顶端部附近的莱特希尔音量(Lighthill Volume)的分布。莱特希尔音量是用于评估空气流扰动(空气湍流)程度的指标。在图6A和6B每幅图中，以更高灰度等级水平(即，更靠近白色灰度等级水平的灰度等级水平)表现更高莱特希尔音量区域(即，其中空气湍流的程度更高的区域)。通过图6A和图6B之间的比较，验证了下列趋势。也就是说，在外来噪音较大的现有端口II(图6B)中，空气湍流较大的区域局部存在于顶端部附近的窄范围中。相反地，在外来噪音较小的现有端口I(图6A)中，空气湍流较大的区域分布在沿顶端部的宽范围中。发明人基于上述趋势推测，如果发生大空气湍流的区域(视需要，下文称为“大空气湍流区域”)能够分布在沿低音反射端口的中心轴线X的宽范围中，就能够抑制从低音反射端口产生的外来噪音。已经参考图1-4解释的第一实施例的低音反射端口30A是考虑上述发现所采用的形状的优选实例。

图7A是内周面具有圆形张开形状的现有端口中的大空气湍流区域的解释图。图7B是第一实施例的低音反射端口30A中的大空气湍流区域的解释图。通过图7A应明白，在全部区间上都保持圆形内周区域的现有端口中，大空气湍流区域发生在中心轴线X的延伸方向上的较窄范围内的内周面42的整个外周上。换句话说，现有端口中产生了完美的圆形漩涡环。相反，在第一实施例的低音反射端口30A中，纵截面中的内周面42(例如，轨迹RA和轨迹RB)在周向上的各自部分处的形状不同。因此，低音反射端口30A中产生的漩涡环沿周向具有蛇形或缠绕形状。换句话说，大空气湍流区域在中心轴线X的延伸方向上分布在较宽范围内。因而，大空气湍流区域在中心轴线X的延伸方向上分布，以便在第一实施例中能够降低从低音反射端口30A产生的外来噪音。

图8是示出在具有彼此不同形状的多个低音反射端口中的每个端口中的还音频率特性的图示。图9是指示了多个低音反射端口中的每个端口的、在图8中的频率带B中被收听者感知为外来噪音的声压的图，即外来噪音水平的图。图8和9中的现有端口III是不具有张开形状的直管型低音反射端口。通过图9确定，与作为比较实例的现有端口相比，在纵截面中的内周面42(例如，轨迹R)在周向上的各位置处形状不同的第一实施例的低音反射端口30A中，有效地抑制了外来噪音。此外，与内周区域具有简单的完美圆形形状的现有端口相比，内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状的第一实施例的低音反射端口30A提供更完美的美感设计。

<第二实施例>

下文将解释本发明的第二实施例。在第二实施例中，使用与第一实施例中所用的相同标识符，来表示在功能和动作上与第一实施例类似的组件，并且在第二实施例中省略这些组件的详细解释。

图10是每个都示出根据第二实施例的低音反射端口30B的纵截面上的透视图和剖视图。图11是当从中心轴线X的延伸方向观察端部34(342、344)的顶端时的低音反射端口30B的前视图。通过图10和11应明白，第二实施例的低音反射端口30B成型为具有下列形状：其中，与第一实施例的类似的内周区域Q对应于中心轴线X的延伸方向上的位置而旋转，即内周面42围绕中心轴线X扭转。换句话说，低音反射端口30B的内周面42上的每个峰部和每个谷部都沿中心轴线X螺旋状延伸。

图12是示出多个横断面C(C1-C5)的示意图，该多个横断面在中心轴线X的延伸方向上的位置彼此不同。图13是示出图12中的各个横断面C的内周区域Q的示意图。图12中的横断面C1-C5以从端部34的顶端部(端部34的远离中心部分32的一端)朝着基端部为顺序布置。例如，横断面C1位于端部34的顶端部侧上，横断面C5位于其基端部侧上。一个任意横断面C中的内周区域Q的形状类似于第一实施例中的内周区域Q的形状。也就是说，端部34的内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状，其中内半径Φ沿围绕中心轴线X的周向变化。因此，第二实施例也确保了类似于第一实施例中的那些优点的优点。与第一实施例中相同，端部34的内周区域Q的面积(内半径Φ)在从基端部至顶端部的方向上增大，即内周区域Q具有张开形状。然而，为了方便，在图12和13中未示出内周区域Q的面积变化。

如图13中所示，假设直线L穿过垂直于中心轴线X的横断面C中的内周面42上的任意一个最大点PA，并且垂直于中心轴线X。(视需要，下文将该直线称为“内径线”。)也就是说，内径线是在径向方向上从中心轴线X延伸并且穿过最大点PA的直线。如图13中所示，假设特定纵截面(下文中也称为“基准面”)VREF包含中心轴线X，内径线L相对于基准面VREF的角度θ根据横断面C在中心轴线X的延伸方向上的位置连续变化。更具体地，内径线L相对于横断面C沿着中心轴线X的延伸方向在一个方向上的位移、例如横断面C从顶端部至基端部方向上的位移而沿着一个方向旋转。换句话说，如图13所示，例如，横断面C2中的内径线L的角度θ比横断面C1中的内径线L的角度θ大，并且横断面C3中的内径线L的角度θ比横断面C2中的内径线L的角度θ大。因此，通过图12应明白，互相连接多个横断面C1-C5中的相应最大点PA(由图12中的黑点指示)的轨迹RA沿着中心轴线X延伸，以便围绕中心轴线X成螺旋状。类似地，互相连接多个横断面C1-C5中的相应最小点PB(由图12中的白点指示)的轨迹RB沿着中心轴线X延伸，以便围绕中心轴线X成螺旋状。换句话说，如上文所解释的，内周面42上的每个谷部(最大点PA的轨迹RA)和每个峰部(最小点PB的轨迹RB)都沿着中心轴线X来围绕中心轴线X螺旋状地延伸。此外，在第二实施例中，端部34的内周面42具有张开形状，并且与第一实施例中相同，内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状。因此，最大点PA的轨迹RA和最小点PB的轨迹RB彼此的形状(例如，曲率和全部长度)不同。更具体地，轨迹RA的全部长度大于轨迹RB的全部长度。

如图11中所示，内径线L从端部34的基端部向顶端部旋转角度η，即，内径线L在端部34的相反两端之间的全部范围内旋转角度η。角度η被设置为任意适当值。然而，在角度η较大的情况下，当通过注塑形成低音反射端口时，难以从低音反射端口移除金属模具。由于该原因，优选地，角度η被保持在小于能够确保可靠地移除用于注塑的模具的角度(例如，20°)范围内。例如，角度η优选被设置为18°(360°/4N)。另一方面，在角度η极大的情况下，可能在内周面42的附近发生空气流的扰动(空气湍流)。因此，角度η适当地选自例如从不会觉察到产生了来自空气湍流的外来噪音的范围。更具体地，考虑影响空气湍流的各种因素(诸如低音反射端口30B中的空气预期流速)，适当地确定角度η的上限值。

此外，当横断面C沿中心轴线X位移单位量时，内径线L的旋转角度(视需要，下文称为“单位角度”)取决于中心轴线X的延伸方向上的横断面C的位置而不同。更具体地，在端部34中，单位角度的值在低音反射端口30B的顶端侧(远离中间部32)上大于低音反射端口30B的中间侧(靠近中间部32)。换句话说，单位角度的值朝着端部34的顶端部增大。因此，如图11所示，当从中心轴线X的延伸方向观察，即从低音反射端口30B的前侧观察端部34的顶端部时，轨迹RA(即，垂直于中心轴线X的投影平面上的轨迹RA的投影图像)是具有曲率ρ的曲线。曲率ρ被设置为等于约1/50[1/mm](曲率半径：50mm)的数值。

如上文在第一实施例中参考图7A和图7B所解释的，在具有圆形内周区域Q的现有端口中，由于现有端口内部产生完美的圆形漩涡环，所以能够明显地察觉到外来噪音。相反，在第一实施例中，在低音反射端口30A内部产生的漩涡环将在周向上缠绕或成蛇形，即大空气湍流在中心轴线X的延伸方向上的较宽范围内分布，以降低外来噪音。通过上述趋势可推测，随着漩涡环围绕中心轴线X的几何对称性的降低，外来噪音也降低。在第二实施例中，端部34的内周面42的形状被确定为使得内周面42上的谷部(最大点PA的轨迹RA)和峰部(最小点PB的轨迹RB)成螺旋形。因此，与现有端口甚至与第一实施例相比，低音反射端口30B中的漩涡环的几何对称性降低。因此，根据第二实施例，与第一实施例相比能够进一步降低外来噪音。在图8和9的图示中，也示出根据第二实施例在低音反射端口30B中观察的外来噪音水平。通过图8和9证明，第二实施例中的外来噪音的降低效果高于第一实施例。此外，与内周区域具有简单的完美圆形形状的现有端口以及根据第一实施例的、内径线L不旋转的第一低音反射端口30A相比，根据第二实施例的、内周面42上的峰部和谷部成螺旋状的低音反射端口30B具有更完美的审美设计。

<低音反射端口的具体构造>

下文将通过基于第一实施例和第二实施例解释的各个方面例示低音反射端口30(30A、30B)的优选构造。在下文解释中，为了方便，将第一实施例的结构称为“特征A”，其中内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状(其中内半径Φ在周向上变化的结构)。类似地，为了方便，将第二实施例的结构称为“特征B”，其中内径线L的角度θ根据中心轴线X的延伸方向中的横断面C的位置而变化(其中内周面42上的谷部和峰部成螺旋状的结构)。

<观点1>

在第一实施例中，在低音反射端口30的端部342和端部344两者中都采用特征A和特征B。可仅在端部342和端部344其中之一中采用特征A和特征B。

图14示出多个样品的外来噪音水平的测量结果，所述样品因是否在端部342和端部344均采用特征A和特征B、或是在端部342和端部344其中之一中采用特征A和特征B而彼此不同。在图14的构造M1中，在端部342和端部344中都采用特征A和特征B(第二实施例)。在构造M2中，仅在后侧上的端部344中采用特征A和特征B。在构造M3中，仅在前侧上的端部342中采用特征A和特征B。在构造M2的端部342和构造M3的端部344每个部分中，内周区域具有与现有端口I和现有端口II相同的完美圆形张开形状。

通过图14应理解，与仅在端部342和端部344其中之一中采用特征A和特征B的构造(M2、M3)相比，在端部342和端部344都采用特征A和特征B的构造M1中，抑制外来噪音的效果更明显。因此，如第一实施例和第二实施例中例示的，从最大程度地降低外来噪音效果的观点来看，优选端部342和端部344中都采用特征A和特征B的构造。

同时，实际上预期，采用特征A和特征B的端部34的生产成本超过不采用特征A和特征B的、具有简单形状的端部34的生产成本。因此，在降低生产成本方面，仅在端部342和端部344其中之一中采用特征A和特征B较为有利。通过图14观察到下列趋势，即，与在前侧上的端部342中采用特征A和特征B的构造M3相比，在后侧上的端部344中采用特征A和特征B的构造M2表现出更明显的抑制外来噪音的效果。因此，从实现抑制外来噪音和降低生产成本的观点来看，与在前侧上的端部342中采用特征A和特征B的构造M3相比，更优选在后侧上的端部344中采用特征A和特征B的构造M2。同时，不可能从外部视觉上认出被布置在外壳10内部的端部344。因此，从赋予特征A和特征B的审美设计更高优先权的观点看，优选能够从外部辨识出端部342采用特征A和特征B的构造M3。

<观点2>

在上述实施例中，内周区域Q具有包括5次旋转对称性的非圆形形状。如图15中所示，旋转对称次数N可能为除5以外的值。在图15中，例示了具有3次旋转对称性(N＝3)至7次旋转对称(N＝7)的内周区域Q。

图16是示出具有不同旋转对称次数N的多个构造的外来噪音水平的测量结果的示意图。图16中的符号N-A(N＝3-7)表明内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状，并且不采用特征B，同时，符号N-B表明内周区域Q具有包括旋转对称性的非圆形形状，并且采用特征B。此外，在图16中，对于每一级N，也由黑点表示采用特征B的构造中的外来噪音水平以及不采用特征B的构造中的外来噪音水平的平均值。

通过图16证明了下列大致趋势，即，随着旋转对称次数N的降低，抑制外来噪音的效果变大。因此，优选旋转对称级N被设置为较小值(例如，N＝3-5)的构造。此外，通过图16证明下列趋势，即，与旋转对称级N为偶数的情况相比，在旋转对称次数N为奇数的情况下，抑制外来噪音的效果更大。因此，优选旋转对称次数N被设置为奇数的构造。在这一点上，就旋转对称次数N为奇数时(即，内周区域Q的几何对称性低)的抑制外来噪音的效果优于旋转对称次数N为偶数的这一趋势而言，其符合上文提到的、随着低音反射端口30中产生的漩涡环的几何对称性的降低、外来噪音也降低的这一趋势。

综合考虑上述趋势，在降低外来噪音方面，特别优选旋转对称次数N为小奇数(例如，N＝3，5)的构造。然而在本发明中，内周区域Q的旋转对称次数N为任意的。

<观点3>

在上述实施例中，内周区域Q的轮廓线在整个外周上弯曲。内周区域Q的轮廓线可包括直线。例如，如图17A中所示，内周区域Q可以采用这样的形状(下文中称为“形状II”)：具有旋转对称性的多边形(图17A中的五边形)的角部被形成为圆弧。形状II可被表达为下列形状：不存在内半径Φ的最小点PB，即，在内周面42上不存在峰部。

图18是示出用于下列构造的外来噪音水平的测量结果的示意图，在该构造中，与第一实施例(图3或图11)一样，内周区域Q具有被封闭曲线限定且具有旋转对称性的形状(下文中称为“形状I”)的构造，以及其中内周区域Q具有图17A中所示形状II的构造。在图18中，为了方便省略了特征B。通过图18观察出下列趋势，即，与内周区域Q具有形状I的构造相比，在内周区域Q具有形状II的构造中，外来噪音水平更高。因此，在降低外来噪音方面，与内周区域Q具有包括直线的形状II的构造相比，内周区域Q具有与第一实施例一样被封闭曲线限定的形状I的构造有利。

如上文参考图6A和6B所解释的，具有椭圆的较小椭圆率的现有端口II中的噪音水平超过具有椭圆的较大椭圆率的现有端口I中的噪音水平，该椭圆率限定内周面。换句话说，存在下列趋势，即，随着限定内周面42的椭圆的椭圆率增大，外来噪音得以更有效地降低。在图17A中所示的形状II中，内周面42中具有大椭圆率的范围、即类似于最大点PA的轨迹RA形状的范围(以被图17A中的点划线封闭的每个部分指示的)比第一实施例中的窄。因此，推测外来噪音水平在内周区域Q具有形状II的构造中较高，这是因为内周面42中具有更大椭圆率点的范围较窄。

考虑到上述原因，充分确保内周面42中具有更大椭圆率的图17B中所示的形状III优选作为内周区域Q的形状。图18也指示了采用形状III的构造中所感测到的外来噪音的水平。通过图18应理解，形状III使得抑制外来噪音的效果被放大至更高程度，即使与形状II以及形状I相比也是如此。该结果与上述趋势相一致，即，随着限定内周面42的椭圆的椭圆率增大，噪音水平得以更有效地降低。在上述解释中，为了方便，采取其中省略特征B的构造。无需说明的是，无论内周区域Q的形状如何，也都可以采用特征B。

<变型>

例示实施例可以具有多种变型。下文将具体地描述变型后的形态。应注意，可适当地组合任意选择的至少两个下列变型形态。

(1)在例示实施例中，特征A和特征B应用于端部34的全段(相反两端之间)。特征A和特征B可仅应用于端部34的特定段(例如，顶端部侧上的一段)。此外，在例示实施例中，中间部32介于端部342和端部344之间。可省略中间部32。因此，特征A和特征B可应用于低音反射端口30的全段。

(2)在第二实施例中，例示了具有特征A和特征B的低音反射端口30B。特征A不是特征B的必要要求，并且在第二实施例中，可省略特征A。也就是说，内周区域Q可在特征B(第二实施例)中具有任何任意形状，其中内周面42上的峰部和谷部成型为螺旋状延伸。然而，在内周区域Q具有完美圆形形状的情况下，不能设想内径线L的根据横断面C在中心轴线X的延伸方向上的位置的旋转。因此，在这种情况下，特征B中的内周区域Q的形状自然为非圆形。

(3)在例示实施例中，内径线L在一个方向上关于横断面C在中心轴线X的延伸方向上的位移旋转，换句话说，内径线L的角度θ关于横断面C的位移单调增加或减小。内径线L关于横断面C的位移的旋转方向不限于上文所述。例如，在位于端部34中间的位置处，内径线L的旋转方向可相反。此外，内径线L的角度θ变化的连续性不是必要要求。也就是说，角度θ可关于横断面C的位移不连续地变化。通过上文解释应理解，本发明优选实施例可被全面表达为下列结构，其中位于中心线X的延伸方向上的横断面(第一横断面)CA中的内径线L的角度θ，与在中心轴线X的延伸方向上的位置中的横断面CA不同的横断面(第二横截面)CB中的内径线L的角度θ不同。

(4)在例示实施例中，例证了扬声器装置100中采用的低音反射端口30。每个实施例中的低音反射端口30的特征都可应用于除了低音反射端口30之外的管体。本发明可应用的管体的实例包括两轮车辆或四轮车辆的消音器、空调系统的进气/排气管，等等。本发明也适用于乐器，通常是管乐器，诸如铜管乐器和木管乐器的管体。

Claims

1.一种低音反射端口，所述低音反射端口呈管状，并且空气流过所述低音反射端口，所述低音反射端口被设置为用于在壳体的内部和外部之间连通，

其中，第一内径线相对于基准面的角度不同于第二内径线相对于所述基准面的角度，所述基准面包含所述低音反射端口的中心轴线，所述第一内径线正交于所述中心轴线并且穿过第一特征点，所述第一特征点位于所述低音反射端口的、垂直于所述中心轴线的第一横断面的内周上；第二内径线垂直于所述中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于所述第一特征点，并且位于所述低音反射端口的、与所述中心轴线垂直的第二横断面的内周上，所述第一横断面和所述第二横断面在所述中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同，其中，被所述低音反射端口的、在与所述中心轴线垂直的横断面中的内周面所包围的内周区域呈具有旋转对称性的非圆形形状。

2.根据权利要求1所述的低音反射端口，其中，内径线相对于所述基准面的角度随着垂直于所述中心轴线的横断面在所述中心轴线的延伸方向上的位移而连续变化，所述内径线正交于所述中心轴线并且穿过位于所述横断面的内周上的、作为每个所述第一特征点和所述第二特征点的特征点，并且

其中，所述内径线对应于所述横断面在所述中心轴线的延伸方向上的单位量位移的旋转角度取决于所述横断面在所述中心轴线延伸方向上的位置而不同。

3.根据权利要求1或2所述的低音反射端口，其中，第一轨迹和第二轨迹的形状彼此不同，所述第一轨迹连接位于垂直于所述中心轴线的多个横断面中的相应一个横断面的内周上的每个特征点，所述第二轨迹连接位于所述多个横断面中的相应一个横断面的内周上且与所述第一轨迹的所述特征点不同的特征点。

4.根据权利要求1所述的低音反射端口，其中，所述内周区域的旋转对称次数为奇数。

5.根据权利要求1所述的低音反射端口，其中，所述内周区域的旋转对称次数为3或5。

6.一种低音反射端口，所述低音反射端口呈管状，并且空气流经所述低音反射端口，其中，连接特征点的轨迹为螺旋形，每个所述特征点都位于所述低音反射端口的、多个横断面中的相应一个横断面的内周上，所述横断面垂直于所述低音反射端口的中心轴线，并且在所述中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同，其中，被所述低音反射端口的、在与所述中心轴线垂直的横断面中的内周面所包围的内周区域呈具有旋转对称性的非圆形形状。

7.一种空气从中穿过并且适用于低音反射端口的管体，所述管体被设置为用于在壳体的内部和外部之间连通，

其中，第一内径线相对于基准面的角度与第二内径线相对于所述基准面的角度不同，所述基准面包含所述管体的中心轴线，所述第一内径线正交于所述中心轴线并且穿过第一特征点，所述第一特征点位于所述管体的、垂直于所述中心轴线的第一横断面中的内周上；所述第二内径线正交于所述中心轴线并且穿过第二特征点，所述第二特征点对应于所述第一特征点，并且位于所述管体的、垂直于所述中心轴线的第二横断面的内周上，所述第一横断面和所述第二横断面在所述中心轴线的延伸方向上的位置彼此不同，其中，被所述低音反射端口的、在与所述中心轴线垂直的横断面中的内周面所包围的内周区域呈具有旋转对称性的非圆形形状。

8.一种低音反射端口，所述低音反射端口呈管状，并且空气流经所述低音反射端口，所述低音反射端口被设置为用于在壳体的内部和外部之间连通，

其中，沿着所述低音反射端口的周向、在所述低音反射端口的内周面上反复地形成有谷部和峰部，所述谷部和所述低音反射端口的中心轴线之间在垂直于所述中心轴线的方向上的距离大于所述峰部和所述中心轴线之间在垂直于所述中心轴线方向上的距离，并且每个所述谷部和每个所述峰部都沿着所述中心轴线延伸，以围绕所述中心轴线成螺旋状。

9.根据权利要求8所述的低音反射端口，其中，被所述低音反射端口的、垂直于所述中心轴线的横断面的内周表面所包围的内周区域呈具有旋转对称性的非圆形形状。

10.根据权利要求9所述的低音反射端口，其中，所述内周区域的所述旋转对称次数为奇数。

11.根据权利要求9所述的低音反射端口，其中，所述内周区域的所述旋转对称次数为3或5。

12.根据权利要求8或9所述的低音反射端口，包括：

中间部(32)，以及

两个端部(342、344)，所述两个端部在所述中心轴线的延伸方向上位于所述中间部的相反两侧的一侧和另一侧上，

其中，所述峰部和所述谷部形成在所述两个端部中的每个端部上中，并且不形成在所述中间部中。