JP2002354567A - 音響装置、音響装置を内蔵した家具及び音響装置を座席に内蔵した交通機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、音響装置、音響装置を内蔵した家
具及び音響装置を座席に内蔵した交通機関に関し、例え
ば音楽鑑賞用のシートに適用して、低域周波数帯の音響
信号を再生すると同時に低周波振動を発生し、聴覚と触
覚の両面から効果的に低域音場を体感させることができ
るようにする。 【解決手段】 本発明は、磁気回路２４を保持した振動
板２１の片面側に、保持したボイスコイル２５と振動板
２１との相対的な運動によって所定の低周波振動部を振
動させる第１のエンクロージャー２２を配置し、他面側
に、振動板２１の運動による気体の振動を共鳴させて放
射する第２のエンクロージャー２３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響装置、音響装
置を内蔵した家具及び音響装置を座席に内蔵した交通機
関に関し、例えば音楽鑑賞用のシートに適用することが
できる。本発明は、磁気回路を保持した振動板の片面側
に、保持したボイスコイルと振動板との相対的な運動に
よって所定の低周波振動部を振動させる第１のエンクロ
ージャーを配置し、他面側に、振動板の運動による気体
の振動を共鳴させて放射する第２のエンクロージャーを
設けることにより、低域周波数帯の音響信号を再生する
と同時に低周波振動を発生し、聴覚と触覚の両面から効
果的に低域音場を体感させることができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、音響装置においては、人体の皮
膚、骨を介して、可聴周波数帯域の中で特に周波数の低
い低域周波数帯の振動を身体に伝える音響体感シート、
音響体感ベッド等が提案されるようになされている。

【０００３】すなわちこのような音響体感シートにおい
ては、電気信号−機械振動変換器を内蔵するように構成
され、この電気信号−機械振動変換器により低域周波数
帯の振動を発生させる。このような音響体感シートは、
音楽の鑑賞用に利用してリアルな体感を提供するように
なされている。また福祉医療分野においては、リハビリ
テーションに利用され、アミューズメント産業の分野に
おいては、各種体感シミュレーター等に幅広い需要が見
込まれるようになされている。

【０００４】これに対して音響体感ベッドにおいては、
ベッド用マットに電気信号−機械振動変換器を配置し、
この電気信号−機械振動変換器で発生する低周波数帯の
振動により皮膚を通して末梢神経を刺激するようになさ
れている。これにより音響体感ベッドにおいては、人体
をリラックスさせ、ストレス等による身体の不調を解消
させ、さらには熟睡を促すようになされている。

【０００５】このような電気信号−機械振動変換器とし
て、例えば特開平５−２９２５８４号公報には、磁気回
路を固定したフレームの振動により、このような低周波
数帯の振動を発生させる方法が提案されるようになされ
ている。すなわちこの開示の構成においては、磁気回路
に組み込まれた振動体がフレームに保持され、この磁気
回路に所定の保持部材に保持されてボイスコイルが配置
され、このボイスコイルの駆動により磁気回路側が振動
するようになされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような低
周波の体感においては、単に振動を感じるだけでは、心
地よく低域周波数成分を体感することが困難で、聴覚を
介して同時に低域周波数帯音を聴取して初めて心地よく
低域周波数成分を体感することができるとの報告が最近
の音響関連の学会等で発表されるようになされている。

【０００７】実際上、音楽鑑賞用の音響体感シートにお
いては、音響信号の低域周波数成分を低周波振動に変換
しただけで、低域周波数帯音を聴覚により聴取可能に再
生しないものもあり、このような音響体感シートで音楽
を鑑賞した場合、極めて大きな違和感が感じられる。す
なわち音楽を鑑賞する上では、音楽のリズムが極めて重
要であり、このような音楽のリズムを、触覚により振動
として感じ取ると共に、聴覚を介して感じ取って、心地
よい臨場体感を形成することができると考えられる。

【０００８】これに対して特開平５−２９２５８４号公
報等に開示の方法においては、単に機械的な振動を形成
するだけであり、聴覚により聴取可能に、低域周波数帯
の音響信号を再生できない問題がある。このためこのよ
うな電気信号−機械振動変換器により心地良く低域周波
数成分を体感するためには、改めてこのような低域周波
数成分を再生可能なスピーカを配置することが必要にな
り、その分、構成が煩雑になる問題があった。

【０００９】この問題を解決する１つの方法として、特
開平５−２９２５８４号公報等に開示の構成において、
振動側である磁気回路側に音圧を発生する振動板を設
け、この振動板の振動により低域周波数帯の音響信号を
再生することが考えられる。しかしながら、特開平５−
２９２５８４号公報等に開示の構成においては、磁気回
路の質量により振動板の等価質量が増大することによ
り、振動系の低域限界周波数を適切な数値に設定するた
めには、振動板を支持する支持部材のスティフネスを大
きくすることが必要になる。その結果として、振動板の
最大振幅が小さくなることを避け得ず、スピーカの最大
音圧を十分に確保することが困難になり、また過渡特性
も著しく劣化することになる。すなわちこのような構成
では、振動発生器としては十分に性能を発揮できるもの
の、低域周波数帯を再生するスピーカとしては機能を確
保できない問題がある。

【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、低域周波数帯の音響信号を再生すると同時に低周波
振動を発生し、聴覚と触覚の両面から効果的に低域音場
を体感させることができる音響装置、音響装置を内蔵し
た家具及び音響装置を座席に内蔵した交通機関を提案し
ようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１の発明においては、音響装置に適用して、所
定の空隙を有する磁気回路を保持した振動板と、振動板
の片面側において、空隙に配置されてなるボイスコイル
を保持し、ボイスコイルの駆動によって生じる振動板と
ボイスコイルとの相対的な運動によって、所定の低周波
振動部を振動させる第１のエンクロージャーと、振動板
の他面側において、ボイスコイルの駆動によって生じる
振動板の運動による気体の振動を共鳴させて放射する第
２のエンクロージャーとを備えるようにする。

【００１２】また請求項７の発明においては、音響装置
を内蔵した家具に適用して、この音響装置が、所定の空
隙を有する磁気回路を保持した振動板と、振動板の片面
側において、空隙に配置されてなるボイスコイルを保持
し、ボイスコイルの駆動によって生じる振動板とボイス
コイルとの相対的な運動によって、所定の低周波振動部
を振動させる第１のエンクロージャーと、振動板の他面
側において、ボイスコイルの駆動によって生じる振動板
の運動による気体の振動を共鳴させて放射する第２のエ
ンクロージャーとを有するようにする。

【００１３】また請求項８の発明においては、音響装置
を座席に内蔵した交通機関に適用して、この音響装置
が、所定の空隙を有する磁気回路を保持した振動板と、
振動板の片面側において、空隙に配置されてなるボイス
コイルを保持し、ボイスコイルの駆動によって生じる振
動板とボイスコイルとの相対的な運動によって、所定の
低周波振動部を振動させる第１のエンクロージャーと、
振動板の他面側において、ボイスコイルの駆動によって
生じる振動板の運動による気体の振動を共鳴させて放射
する第２のエンクロージャーとを有するようにする。

【００１４】請求項１の構成によれば、磁気回路を保持
した振動板の片面側において、ボイスコイルの駆動によ
って生じる振動板とボイスコイルとの相対的な運動によ
って、所定の低周波振動部を振動させる第１のエンクロ
ージャーと、振動板の他面側において、ボイスコイルの
駆動によって生じる振動板の運動による気体の振動を共
鳴させて放射する第２のエンクロージャーとを備えるこ
とにより、ボイスコイルの駆動により第１のエンクロー
ジャーにより低域周波数帯の振動を発生させ、また同時
に第２のエンクロージャーによる共鳴により、十分な音
圧を確保して低域周波数帯の音響信号を再生することが
できる。

【００１５】これにより請求項７、請求項８の構成によ
れば、低域周波数帯の音響信号を再生すると同時に低周
波振動を発生し、聴覚と触覚の両面から効果的に低域音
場を体感させることができる音響装置を内蔵した家具、
音響装置を座席に内蔵した交通機関を提供することがで
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１７】（１）実施の形態の構成 図２は、本発明の実施の形態に係る音響システムを示す
ブロック図である。この音響システム１において、ディ
ジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）２は、コンパクトデ
ィスクプレイヤー等による音源３より出力されるディジ
タル音響信号をアナログディジタル変換処理し、アナロ
グ信号による音響信号を出力する。プリアンプ４は、こ
のアナログ信号による音響信号の周波数特性を補正し、
また音量を補正して出力する。駆動アンプ６は、このプ
リアンプ４より出力される音響信号により全体域再生用
スピーカ７を駆動し、これにより人間の可聴周波数帯域
による音響信号を再生する。

【００１８】ローパスフィルタ８は、プリアンプ４より
出力される音響信号より人間の可聴周波数帯域の中で特
に周波数の低い低域周波数帯の音響信号を抽出して出力
し、駆動アンプ９は、このローパスフィルタ８の出力信
号により体感スピーカ１０を駆動する。これによりこの
音響システム１では、この体感スピーカ１０により低域
周波数帯の音響信号を再生し、またこの低域周波数帯の
振動をユーザーに提供するようになされている。

【００１９】図３は、この体感スピーカ１０が配置され
てなる体感シート１１を示す斜視図である。体感スピー
カ１０は、ほぼ円柱形状による本体の背面より円筒形状
によるダクトが突出する形状であり、体感シート１１の
背及び着座の部位の、着席したユーザーの骨盤近傍に配
置される。これによりこの体感シート１１は、人体にお
いて、骨による音響体感に最も敏感な骨盤を介して、ス
ピーカ１０の振動をユーザーに体感させるようになさ
れ、これにより音響体感の効果を効率良く発揮するよう
になされている。

【００２０】図４に部分的に拡大して断面図により示す
ように、体感シート１１は、ベース材１２の表面側に、
金属板材によるフレーム１３が配置され、さらにこの表
面側に、心材１４が配置される。ここでベース材１２、
心材１４は、例えば発泡ウレタンにより構成される。こ
れらベース材１２、フレーム１３、心材１４には、体感
スピーカ１０の外形形状に対応する断面円形形状による
貫通穴が形成される。体感シート１１は、体感スピーカ
１０のダクトにリング形状による制振材１７を挿入し
て、この貫通穴に体感スピーカ１０が配置される。体感
シート１１は、このようにして体感スピーカ１０を配置
して、制振材１７を介してフレーム１３により体感スピ
ーカ１０を保持するようになされ、これにより体感スピ
ーカ１０の振動が心材１４側には伝搬しないようになさ
れている。また体感スピーカ１０のダクトの先端がベー
ス材１２側に露出するようになされ、またこのダクトと
は逆側の、体感スピーカ１０の上端面が心材１４の表面
より所定高さだけ飛び出すようになされている。

【００２１】体感シート１１は、この心材１４の表面
に、例えば発泡ウレタンによる所定の硬さの振動伝搬シ
ート１５、レザー等によるカバー１６が順次配置され
る。これにより体感シート１１は、体感スピーカ１０の
上端面の振動をこれら振動伝搬シート１５、カバー１６
を介して着席したユーザーの体に伝搬するようになされ
ている。また体感スピーカ１０のダクトより放射される
低域周波数帯の音圧をシートの足元よりユーザーに提供
するようになされている。

【００２２】図１は、この体感スピーカ１０の構成を示
す断面図であり、図５は、分解斜視図である。体感スピ
ーカ１０は、振動板２１により内部空間が独立した２つ
の上下空間に仕切られ、この振動板２１の上下にそれぞ
れ上部エンクロージャー２２及び下部エンクロージャー
２３が形成される。

【００２３】ここで上部エンクロージャー２２は、振動
板２１に配置された磁気回路２４の空隙に配置されてな
るボイスコイル２５を保持し、このボイスコイル２５の
駆動によって生じる振動板２１とボイスコイル２５との
相対的な運動によって、所定の低周波振動部２６を振動
させる第１のエンクロージャーであり、これによりこの
体感スピーカ１０では、低域周波数帯の振動を発生させ
るようになされている。これに対して、下部エンクロー
ジャー２３は、ボイスコイル２５の駆動によって生じる
振動板２１の運動による気体の振動を共鳴させて放射
し、これによりこの体感スピーカ１０では、低域周波数
帯の音圧を効率良く発生させるようになされている。

【００２４】体感スピーカ１０は、これら上部エンクロ
ージャー２２等が、ケース２７に順次ユニット等を配置
して構成される。すなわちケース２７は、ケース本体２
７Ａにダクト２７Ｂを接続して作成される。ここでケー
ス本体２７Ａは、鉄板を所定形状にプレス加工して、一
端に底面が、他端につば２７ＡＡが作成されてなる円筒
形状に形成され、この底面のほぼ中央に、円形形状によ
る貫通孔が形成されるようになされている。ダクト２７
Ｂは、鉄板により一端につばを有する円筒形状に形成さ
れ、このつばを介してケース本体２７Ａの貫通孔を塞ぐ
ように、ケース本体２７Ａの底面に配置される。

【００２５】体感スピーカ１０は、このケース２７に、
中間ケース２８が配置された後、振動板ユニット２９が
配置されて下部エンクロージャー２３が形成される。こ
こで中間ケース２８は、鉄板をプレス加工してほぼリン
グ形状に作成され、ケース２７のつば２７ＡＡに対向す
るように、周囲につば２８ＡＡが形成される。中間ケー
ス２８は、このつば２８ＡＡをケース２７のつば２７Ａ
Ａにネジ留めしてケース２７に配置される。中間ケース
２８は、断面形状において、このつば２８ＡＡが形成さ
れてなる外周側の部位と、振動板ユニット２９を保持す
る内側のつば２８ＡＢとの間が、上部エンクロージャー
２２側に飛び出すように形成され、これにより体感スピ
ーカ１０全体としての厚さの増大を有効に回避して、こ
の下部エンクロージャー２３による内部空間の体積を確
保するようになされている。

【００２６】これによりこの実施の形態において、体感
スピーカ１０は、第２のエンクロージャーである下部エ
ンクロージャー２３が、所定体積による共鳴用空間を形
成する共鳴用空間室と、この共鳴用空間に接続された共
鳴用ダクト２７Ｂとにより構成されるようになされ、さ
らにはこの下部エンクロージャー２３によりヘルムホル
ツ共振器を構成し、振動板２１の運動による気体の振動
をこのヘルムホルツ共振器により共鳴させてダクト２７
Ｂの一端より放射するようになされている。

【００２７】振動板ユニット２９は、このようにしてケ
ース２７に配置されてなる中間ケース２８のつば２８Ａ
Ｂにネジにより配置され、これにより下部エンクロージ
ャー２３は、ダクト２７Ｂの一端の開口を除いて、内部
空間が密閉される。

【００２８】振動板ユニット２９は、振動板２１に磁気
回路２４を配置して作成される。すなわち図６に示すよ
うに、振動板ユニット２９において、振動板２１は、全
体がほぼ円盤形状により形成され、周囲にエッジ３２が
配置される。ここでエッジ３２は、通常のスピーカと同
様に、断面形状が円弧形状となるように、中間の部位が
リング形状により上部エンクロージャー２２側に飛び出
した形状により形成される。エッジ３２は、磁気回路２
４を配置して振動板２１における可動対象の質量が増大
した場合でも、適切な低域限界周波数ｆ０を確保できる
ように、通常のスピーカに比して値の大きなスティフネ
スを確保できる材質により形成される。具体的に、この
実施の形態において、エッジ３２は、硬質ゴムにより構
成される。

【００２９】振動板２１は、中央が円形形状により下部
エンクロージャー２３側に飛び出してなる形状により、
鉄板による磁気回路２４を配置して十分な強度を確保で
きるように、鉄板により形成される。

【００３０】振動板ユニット２９は、振動板２１の中央
の凹部に、接着剤により順次ボトムヨーク３３、永久磁
石３４、プレート３５、ポールピース３６を配置して磁
気回路２４が配置される。ここでボトムヨーク３３は、
底面を有してなる円筒形状により形成され、永久磁石３
４は、ネオジウムマグネットにより円柱形状に形成さ
れ、一端の磁極である円柱形状による端面がボトムヨー
ク３３の底面のほぼ中央に位置するように配置される。
プレート３５は、ボトムヨーク３３の先端を覆って、内
側に延長するように、リング形状により形成され、ポー
ルピース３６は、円柱形状により形成されて、永久磁石
３４の他端に、外壁面がプレート３５の内側壁面と所定
の空隙を間に挟んで同軸状に対向するように形成され
る。これにより振動板ユニット２９は、このプレート３
５及びポールピース３６間にリング状の空隙が形成さ
れ、この空隙にボイスコイル２５が配置されるようにな
され、これにより体感スピーカ１０では、いわゆる外磁
型に比して、漏洩磁束の少ない内磁気型により磁気回路
２４が作成されるようになされている。なおボトムヨー
ク３３、プレート３５、ポールピース３６は、通常のス
ピーカにおける対応する部材と同一の材料により作成さ
れる。

【００３１】体感スピーカ１０は、このようにしてケー
ス２７に配置してなる振動板ユニット２９の上方に（図
１）、上蓋ケース４０、ボイスコイルユニット４１が順
次配置されて上部エンクロージャー２２が形成される。
これにより上部エンクロージャー２２は、密閉された空
間である閉鎖系により形成されるようになされている。

【００３２】ここで上蓋ケース４０は、適切な剛性、弾
性を確保することができるように、薄板の鉄板をプレス
加工して作成される。上蓋ケース４０は、円盤形状によ
り形成され、周囲のつばに形成されたネジ孔を使用して
振動板ユニット２９と共締めにより配置される。上蓋ケ
ース４０は、この周囲のつばより、この図１において上
方側に、中央の円形形状による部分が飛び出すように形
成され、この円形形状により飛び出した部位の中央に、
円形形状の貫通孔が形成されるようになされている。体
感スピーカ１０では、中間ケース２８よりこの飛び出し
が大きくなるように形成され、これにより体感シート１
１において、この飛び出した側に配置する振動伝搬シー
ト１５を効率良く振動させることができるようになされ
ている。また体感スピーカ１０では、この飛び出しによ
り上部エンクロージャー２２において所望の内部空間を
確保して、振動可能な周波数帯域を確保するようになさ
れている。

【００３３】ボイスコイルユニット４１は、上蓋ケース
４０の中央に形成された貫通孔を塞ぐように、かつボイ
スコイル２５が磁気回路２４の空隙に収まるように位置
決めされ、接着により、上蓋ケース４０に配置される。
ボイスコイルユニット４１は、図７に示すように、コイ
ルボビン４３に直接マグネットワイヤを巻線してボイス
コイル２５が形成され、このコイルボビン４３が接着に
より低周波振動部２６に配置されて形成される。

【００３４】低周波振動部２６は、上蓋ケース４０に比
して板厚の厚い鉄板により形成され、これにより上蓋ケ
ース４０に比して高い剛性を確保して、ボイスコイル２
５の振動を効率良く伝搬できるようになされ、また効率
良くボイスコイル２５の発熱を放熱できるようになされ
ている。低周波振動部２６は、中央に円形形状による段
差が形成され、この段差によりガイドしてコイルボビン
４３を位置決めできるようになされている。

【００３５】コイルボビン４３は、効率良くボイスコイ
ル２５の発熱を伝導できるように、黄銅板を円筒形状に
加工して形成される。体感スピーカ１０では、このボイ
スコイルに図示しない錦糸線による引き出し線が接続さ
れ、この引き出し線を介して駆動アンプ９にボイスコイ
ル２５が接続されるようになされている。

【００３６】図８は、このようにして構成される体感ス
ピーカ１０の機械系等価回路を示す接続図である。この
図における各符号については、図９に示すように定義す
る。なおここでスピーカの等価機械質量、スピーカの等
価機械スティフネス、スピーカの等価機械抵抗とあるの
は、それぞれ振動板ユニット２９の等価機械質量、等価
機械スティフネス、等価機械抵抗である。

【００３７】等価回路は、磁気回路２４及びボイスコイ
ル２５による駆動力Ｆ０に対して、振動板ユニット２９
のインピーダンス（Ｍ０、Ｓ０、Ｒ０）、上部エンクロ
ージャー２２によるインピーダンス、下部エンクロージ
ャー２３によるインピーダンスの直列回路により表すこ
とができる。またこのうちの上部エンクロージャー２２
によるインピーダンスは、上部エンクロージャー２２の
密閉空間によるインピーダンス（Ｓｃ、Ｒｃ）と低周波
振動部２６の駆動に要するインピーダンス（Ｍｖ、Ｓ
ｖ、Ｒｖ）との並列回路により表され、下部エンクロー
ジャー２３によるインピーダンスは、下部エンクロージ
ャー２３の共鳴空間のインピーダンス（Ｓｒ、Ｒｒ）と
ダクト２７Ｂによるインピーダンス（Ｍｐ、Ｒｐ）との
並列回路を接続して表すことができる。

【００３８】このようにして表される等価回路におい
て、スピーカ等価機械質量Ｍ０は、振動板２１の質量と
磁気回路２４の質量との和Ｍ０で近似され、上部エンク
ロージャー２２による密閉空間の体積Ｖｃとの間では、
次式の関係式が成立する。

【００３９】

【数１】

【００４０】なおここでｆ０は、最低共振周波数、ｆ０
ｃは、密閉空間を考慮した最低共振周波数、ａは、振動
板２１の半径である。これによりこの実施の形態では、
これら最低共振周波数ｆ０、最低共振周波数ｆ０ｃが所
望の周波数となるように、振動板ユニット２９の各部材
の材料、形状、大きさ、上部エンクロージャー２２の体
積Ｖｃを設定した。

【００４１】具体的に、磁気回路２４の質量において
は、スピーカ等価機械質量Ｍ０に大きく影響を与えるこ
とにより、注意して材料を選択して適切な質量となるよ
うに設定した。また振動板２１においても、質量がスピ
ーカ等価機械質量Ｍ０に大きく影響を与えることによ
り、注意して材料を選択して適切な質量となるように設
定した。

【００４２】また上部エンクロージャー２２における等
価機械スティフネスＳ０と高域限界周波数ｆｈとによ
り、下部エンクロージャー２３については、この下部エ
ンクロージャー２３の共鳴空間の体積をＶｒとおいて、
次式の関係式が成立する。

【００４３】

【数２】

【数３】

【００４４】なおここでｆｈは、高域限界周波数であ
り、共鳴用のダクト２７Ｂより再生される音響信号の高
域再生限界である。またｃは、音速、ρは、空気の密度
である。これによりこの実施の形態では、共鳴空間の体
積Ｖｒを設定し、この体積を確保できるように、ケース
本体２７Ａの直径、高さ、中間ケース２８における上部
エンクロージャー２２側への飛び出し量を設定した。

【００４５】また共鳴用のダクト２７Ｂより再生される
音響信号の低域再生限界周波数ｆｌは、次式により表す
ことができる。なおこの現象は、ヘルムホルツ共鳴とし
て広く知られている物理現象である。

【００４６】

【数４】

【００４７】この（３）及び（４）式に基づいて、周波
数ｆｈ及びｆｌが所望の周波数となるように、振動板本
体３１の支持部材であるエッジ３２を選定した。特に、
一般のスピーカがダンパとエッジとにより振動板である
コーンを保持するのに対し、この実施の形態に係る体感
スピーカ１０においては、振動板２１をエッジ３２だけ
で支持してなる一点支持系であるため、振動軸の軸ぶれ
を防止し、さらには耐久性を確保するために、このエッ
ジ３２によるスティフネスの設定が、重要である。

【００４８】かくするにつきこの実施の形態では、これ
らの関係式に現れる質量等が図９に示したスピーカの各
構造部分により影響を受けることにより、これらの点を
考慮して、各部の材料等が設定される。

【００４９】（２）実施の形態の動作 以上の構成において、この実施の形態に係る音響システ
ム１では（図２）、音源３より得られるディジタル音響
信号により、人間の可聴周波数帯域による音響信号が全
体域再生用スピーカ７により再生されてユーザーに提供
される。また人間の可聴周波数帯域の中で特に周波数の
低い低域周波数帯の音響信号により、体感スピーカ１０
が駆動され、この体感スピーカ１０で低域周波数帯の音
響信号が再生されてユーザーに提供され、またこの低域
周波数帯の振動がユーザーに提供される。

【００５０】この体感スピーカ１０は（図３）、体感シ
ート１１に着席するユーザーの臀部、背の部分に効率良
く振動を伝搬することができるように、体感シート１１
の背及び着座の部位に埋め込まれて配置され、低域周波
数帯の音圧については、体感シート１１の足元よりユー
ザーに提供される。これによりこの実施の形態では、聴
覚と触覚の両面から効果的に低域音場を体感することが
可能となる。

【００５１】この体感スピーカ１０においては（図
１）、磁気回路２４を保持してなる振動板２１により、
内部空間が独立した２つの上下空間に仕切られ、上部側
の空間を構成する上部エンクロージャー２２にボイスコ
イル２５が保持され、また下部エンクロージャー２３に
共鳴用のダクト２７Ｂが配置される。

【００５２】体感スピーカ１０では、音響信号の入力に
よりボイスコイル２５が駆動されると、磁気回路２４が
振動し、この振動による下部エンクロージャー２３のヘ
ルムホルツ共鳴により低域周波数帯の音響信号が再生さ
れ、この低域周波数帯の音圧がダクト２７Ｂより放射さ
れる。また磁気回路２４に対する反作用磁力で生じるボ
イスコイル２５の振動がコイルボビン４３を介して低周
波振動部２６に伝搬され、この低周波振動部２６を介し
てユーザーの人体に伝搬する。

【００５３】これによりこの実施の形態では、１つの音
響装置である体感スピーカ１０により、低域周波数帯の
音響信号を再生すると同時に低周波振動を発生し、聴覚
と触覚の両面から効果的に低域音場を体感させることが
できる。

【００５４】このようにして動作する体感スピーカ１０
においては、下部エンクロージャー２３にダクト２７Ｂ
を設け、ヘルムホルツ共鳴を利用して音響信号を再生す
ることにより、磁気回路２４を設けることにより振動板
２１の等価質量が増大し、さらにこの増大に抗して低域
限界周波数ｆ。を確保するために、振動板２１を支持す
るエッジ３２のスティフネスを大きくし、その結果とし
て振動板２１の最大振幅が小さくなる場合でも、十分な
音圧を確保することができ、また過渡特性の著しい劣化
をも回避することができる。これによりこの実施の形態
では、振動発生器として、また低域周波数帯を再生する
スピーカとして、十分な機能を確保することができる。

【００５５】このようにして振動を発生し、また低域周
波数帯を再生する体感スピーカ１０においては、低周波
振動部２６より高さ方向に飛び出さない範囲で、下部エ
ンクロージャー２３を構成する中間ケース２８が、上部
エンクロージャー２２側に飛び出すように構成され、こ
れにより全体の高さが高くならないようにして、下部エ
ンクロージャー２３の共鳴空間に十分な体積を確保する
ようになされ、その分、全体形状を小型化することがで
きるようになされている。

【００５６】また全体をダクト２７Ｂの中心軸を中心と
した円形形状により形成したことによっても、全体形状
の大型化を有効に回避して、上部エンクロージャー２
２、下部エンクロージャー２３に十分な体積を確保する
ようになされている。なおこのように全体を円形形状と
したことにより、振動系においては、いわゆる素直な特
性により振動させることができると考えられ、また再生
される低域周波数帯域においても、素直な特性を確保す
ることができると考えられる。

【００５７】またこの体感スピーカ１０の主要な構成部
材に鉄板を採用することにより、薄い板厚によりケース
２７等を構成して、十分な強度を確保することができ、
これによっても全体形状を小型化することができる。こ
れらにより体感スピーカ１０については、シートに限ら
ず、ソファー、ベッド用マット、クッション等の家具
に、さらには各種の器具に簡易に配置することができ
る。

【００５８】体感スピーカ１０においては、コイルボビ
ン４３に直接マグネットワイヤが巻線されてボイスコイ
ル２５が作成され、このコイルボビン４３も黄銅板によ
り作成される。これにより体感スピーカ１０において
は、大きな電力によりボイスコイル２５を駆動してボイ
スコイル２５の発熱が大きい場合でも、コイルボビン４
３の熱伝導によりボイスコイル２５の発熱を速やかに放
熱することができる。これにより体感スピーカ１０は、
ボイスコイル２５の温度上昇を少なくして、その分、十
分な信頼性を確保することができる。

【００５９】また磁気回路２４においては、漏洩磁束が
少ない内磁型であることにより、また全体が鉄板を主体
に構成されていることにより、例えば磁気カードを携帯
してユーザーが着席した場合であっても、この磁気カー
ドへの漏洩磁束の影響を有効に回避することができる。
すなわち特開平５−２９２５８４号公報に開示の手法に
おいては、外磁型の磁気回路が採用されていることによ
り、漏洩磁束が多く発生する。これによりこの実施の形
態のように、シートに内蔵して使用する場合、磁気カー
ド、フロッピー（登録商標）ディスク等の磁気製品を近
づけると、これらに記録された磁気データを破壊する恐
れがある。これに対してこの実施の形態によれば、この
ような磁気データの破壊を確実に防止することができ
る。

【００６０】（３）実施の形態の効果 以上の構成によれば、磁気回路を保持した振動板の片面
側に、保持したボイスコイルと振動板との相対的な運動
によって所定の低周波振動部を振動させる第１のエンク
ロージャーを配置し、他面側に、振動板の運動による気
体の振動を共鳴させて放射する第２のエンクロージャー
とを設けることにより、低域周波数帯の音響信号を再生
すると同時に低周波振動を発生し、聴覚と触覚の両面か
ら効果的に低域音場を体感させることができる。

【００６１】すなわちこの第２のエンクロージャーによ
る共鳴が、ヘルムホルツ共鳴であることにより、効率良
く低域周波数帯の音響信号を再生することができる。

【００６２】すなわち具体的に、この第２のエンクロー
ジャーが、所定体積による共鳴用空間を形成する共鳴用
空間室と、この共鳴用空間に接続された共鳴用ダクトで
あることにより、ヘルムホルツ共鳴を利用して、効率良
く低域周波数帯の音響信号を再生することができる。

【００６３】また磁気回路が、円柱形状による永久磁石
を用いた内磁型磁気回路であることにより、ユーザーの
携帯する各種磁気製品について、磁気データの破壊を確
実に防止することができる。

【００６４】またコイルボビンを金属である黄銅板によ
り形成し、このコイルボビンを低周波振動部に保持する
ことにより、コイルボビンの熱伝導によりボイスコイル
の発熱を速やかに放熱することができ、これによりボイ
スコイルの温度上昇を少なくして、その分、十分な信頼
性を確保することができる。

【００６５】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、ネオジウムマグネッ
トによる永久磁石により磁気回路を構成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、フェライト磁石、
プラスチック磁石、サマリウムコバルト磁石等による永
久磁石で磁気回路を構成するようにしてもよい。

【００６６】また上述の実施の形態においては、鉄板に
より振動板を構成する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、紙、プラスチック、繊維、セラミック
ス、金属、合金、及びこれらの複合材料等、種々の材料
を適宜使用することができる。

【００６７】また上述の実施の形態においては、硬質ゴ
ムによりエッジを構成する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、布、樹脂、金属、合金、及びこれら
の複合材料等、種々の材料を適宜使用することができ
る。

【００６８】また上述の実施の形態においては、鉄板に
より上部エンクロージャー及び下部エンクロージャーを
作成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は適度な剛性と弾性とを有するようにすればよ
く、各種金属、複合材料等を適宜使用することができ
る。

【００６９】また上述の実施の形態においては、コイル
ボビンを黄銅板により作成する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、紙、プラスチック、繊維、セラ
ミックス、金属、合金、及びこれらの複合材料等、を適
宜使用することができる。但し、放熱の効率を向上する
観点からは、熱伝導性の良好な黄銅、アルミニウム、
銅、またはアルミニウムマグネシウム合金の何れかを使
用することが好ましい。

【００７０】また上述の実施の形態においては、下部エ
ンクロージャーの底面の中央にダクトを配置する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、下部エンクロ
ージャーの側面より飛び出すようにダクトを配置する場
合等、必要に応じて種々の箇所にダクトを設けることが
できる。

【００７１】また上述の実施の形態においては、一様な
内径により単に円筒形状によりダクトを作成する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、内径を種々に
変化させてダクトを作成する場合等、要はヘルムホルツ
共鳴可能にダクトを構成して、上述の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。

【００７２】また上述の実施の形態においては、本発明
を体感シートに適用する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、例えばベッド用マットに体感スピーカ
を配置して医療用等に利用する場合、さらにはソファ
ー、クッション等の家具に、さらには各種の器具、自動
車、列車、船舶、飛行機等の各種交通機関の座席等に広
く適用することができる。すなわち図１０は、ベッド用
マットに本発明を適用した構成を示す斜視図であり、ベ
ッドに配置するマットであるベッド用マットに体感スピ
ーカ１０を内蔵し、駆動アンプにより駆動する。

【００７３】また上述の実施の形態においては、コンパ
クトディスクプレイヤーにより音源を構成する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えばエンジン
ルームに配置したマイクより取得されるエンジン音によ
り体感スピーカを駆動する場合等、種々の音源により駆
動する場合に広く適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、磁気回路
を保持した振動板の片面側に、保持したボイスコイルと
振動板との相対的な運動によって所定の低周波振動部を
振動させる第１のエンクロージャーを配置し、他面側
に、振動板の運動による気体の振動を共鳴させて放射す
る第２のエンクロージャーを設けることにより、低域周
波数帯の音響信号を再生すると同時に低周波振動を発生
し、聴覚と触覚の両面から効果的に低域音場を体感させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る体感スピーカを示す
断面図である。

【図２】図１の体感スピーカによる音響システムを示す
ブロック図である。

【図３】図１の体感スピーカによる体感シートを示す斜
視図である。

【図４】図３の体感シートにおける体感スピーカの配置
を示す断面図である。

【図５】図１の体感スピーカの分解斜視図である。

【図６】図５の体感スピーカの振動板ユニットを示す分
解斜視図である。

【図７】図５の体感スピーカのボイスコイルユニットを
示す分解斜視図である。

【図８】図１の体感スピーカの機械系の等価回路であ
る。

【図９】図１の等価回路の各構成の説明に供する図表で
ある。

【図１０】他の実施の形態によるベッド用マットを示す
斜視図である。

【符号の説明】

１……音響システム、１０……体感スピーカ、１１……
体感シート、２１……振動板、２２……上部エンクロー
ジャー、２３……下部エンクロージャー、２４……磁気
回路、２５……ボイスコイル、２６……低周波振動部、
２７Ｂ……ダクト、３２……エッジ、３４……永久磁
石、４３……コイルボビン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｒ 9/04 １０２ Ｈ０４Ｒ 9/04 １０２

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の空隙を有する磁気回路を保持した振
   動板と、 前記振動板の片面側において、前記空隙に配置されてな
   るボイスコイルを保持し、前記ボイスコイルの駆動によ
   って生じる前記振動板と前記ボイスコイルとの相対的な
   運動によって、所定の低周波振動部を振動させる第１の
   エンクロージャーと、 前記振動板の他面側において、前記ボイスコイルの駆動
   によって生じる前記振動板の運動による気体の振動を共
   鳴させて放射する第２のエンクロージャーとを備えるこ
   とを特徴とする音響装置。
2. 【請求項２】前記第２のエンクロージャーによる共鳴
   が、 ヘルムホルツ共鳴であることを特徴とする請求項１に記
   載の音響装置。
3. 【請求項３】前記第２のエンクロージャーが、 所定体積による共鳴用空間を形成する共鳴用空間室と、 前記共鳴用空間室に接続された共鳴用ダクトとを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
4. 【請求項４】前記磁気回路は、 円柱形状による永久磁石を用いた内磁型磁気回路である
   ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
5. 【請求項５】前記低周波振動部が、 前記第１のエンクロージャーの一部を構成し、 前記ボイスコイルが、 金属によるコイルボビンを介して前記低周波振動部に保
   持されたことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
6. 【請求項６】前記金属が、 黄銅、アルミニウム、銅又はアルミニウムマグネシウム
   合金であることを特徴とする請求項５に記載の音響装
   置。
7. 【請求項７】所定の空隙を有する磁気回路を保持した振
   動板と、 前記振動板の片面側において、前記空隙に配置されてな
   るボイスコイルを保持し、前記ボイスコイルの駆動によ
   って生じる前記振動板と前記ボイスコイルとの相対的な
   運動によって、所定の低周波振動部を振動させる第１の
   エンクロージャーと、 前記振動板の他面側において、前記ボイスコイルの駆動
   によって生じる前記振動板の運動による気体の振動を共
   鳴させて放射する第２のエンクロージャーとを有する音
   響装置を内蔵したことを特徴とする音響装置を内蔵した
   家具。
8. 【請求項８】所定の空隙を有する磁気回路を保持した振
   動板と、 前記振動板の片面側において、前記空隙に配置されてな
   るボイスコイルを保持し、前記ボイスコイルの駆動によ
   って生じる前記振動板と前記ボイスコイルとの相対的な
   運動によって、所定の低周波振動部を振動させる第１の
   エンクロージャーと、 前記振動板の他面側において、前記ボイスコイルの駆動
   によって生じる前記振動板の運動による気体の振動を共
   鳴させて放射する第２のエンクロージャーとを有する音
   響装置を座席に内蔵したことを特徴とする音響装置を座
   席に内蔵した交通機関。