JP4767164B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ装置に関し、より特定的には、小型のスピーカキャビネットで低音再生を実現するスピーカシステムに関する。

一般的に小型のスピーカ装置は、スピーカキャビネットの空室が呈する音響スティフネスの影響で、低音再生が可能なスピーカシステムを実現することが困難である。従来、この小型スピーカ装置で低音再生を実現するために、キャビネット容積で決定される低音再生限界の課題を解決する１つの手段として、キャビネットの内部に活性炭の塊を配置するスピーカ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来のスピーカ装置における主要部の構造断面図である。図９において、当該スピーカ装置は、キャビネット１０１、低音用スピーカ１０２、活性炭１０３、支持部材１０４、ダイヤフラム１０５、通気管１０６を備える。低音用スピーカ１０２は、キャビネット１０１の前面に取り付けられている。活性炭１０３は、キャビネット１０１内部に塊状で配置され、キャビネット１０１の背面、底面、上面、左右側面、および支持部材１０４によって支持される。なお、支持部材１０４は、その全表面に空気を通過させる細孔が形成されている。通気管１０６は、ダイヤフラム１０５に設けられ、活性炭１０３と低音用スピーカ１０２との間を通気する。

次に、上記スピーカ装置の動作について説明する。低音用スピーカ１０２に電気信号が印加されると音圧が発生する。当該音圧によってキャビネット１０１内の圧力が変化し、この圧力によりダイヤフラム１０５が振動する。そして、ダイヤフラム１０５の振動によって、活性炭１０３が配置された空室の圧力が変化する。活性炭１０３は、支持部材１０４およびキャビネット１０１によって塊状に支持されているが、支持部材１０４の全表面に細孔が設けられているため、ダイヤフラム１０５の振動による圧力変化に伴う気体が活性炭１０３に物理吸着されて、キャビネット１０１内の圧力変化は抑制される。

このように、従来のスピーカ装置は、キャビネット１０１が等価的に大きな容積のキャビネットとして動作して、小型のキャビネットでありながら、あたかも大きなキャビネットにスピーカユニットを搭載したような低音再生が可能となる。通気管１０６は、スピーカ装置の周囲温度や気圧の変化により、活性炭１０３を含むダイヤフラム１０５およびキャビネット１０１で囲われた空間に対する圧力変化を防ぐものであった。なお、このスピーカ装置の周囲温度や気圧の変化によって生じる圧力変化は、低音用スピーカ１０２の低音再生限界より低く、直流成分に近い周波数で変化する圧力変化である。
特表昭６０−５００６４５号公報

しかしながら、上記特許文献１で開示されたスピーカ装置は、当該スピーカ装置の周囲温度や気圧の変化により活性炭１０３を含むダイヤフラム１０５およびキャビネット１０１で囲われた空間が圧力変化した場合、その圧力を逃がす空間が通気管１０６を介して低音用スピーカ１０２の背面となるキャビネット１０１内部である。また、活性炭１０３が外気に触れるとその外気中にある湿気やガスなどを取り込んで気体を物理吸着する効果が劣化するので、キャビネット１０１内部は通常の密閉方式より密閉度が高く設計される。したがって、従来のスピーカ装置では、低音用スピーカ１０２の背面空室の密閉度が高いので上記活性炭１０３を含む空間の圧力変化が低音用スピーカ１０２の振動板に直接的に影響を与えてしまう。

ここで、キャビネット１０１内部の温度が上昇する場合について考える。温度が上昇すると、活性炭１０３はキャビネット１０１内部の圧力変化を抑制する作用よりも活性炭１０３自体に物理吸着されていた気体や湿気を放出する作用の方が大きくなる。そのため、活性炭１０３をキャビネット１０１内部に設けた密閉方式のスピーカ装置は、活性炭１０３が配置されていない密閉方式のスピーカ装置よりも温度上昇に応じてキャビネット１０１内部の圧力がさらに上昇する。活性炭１０３を含むダイヤフラム１０５およびキャビネット１０１で囲われた空間内の圧力が上昇すると、通気管１０６から放出された高い圧力の気体が低音用スピーカ１０２の振動板をキャビネット１０１の外部側に押しやる。つまり、低音用スピーカ１０２の振動板の位置が通常の平衡位置から外れ、ボイスコイルに発生する駆動力やサスペンションの支持力が非線形となる。その結果、スピーカ装置の再生音圧に歪が生じてしまうという問題がある。

一方、上記問題を解決するために低音用スピーカ１０２の背面空室の密閉度が低いスピーカ装置を用いることが考えられる。このようなスピーカ装置としては、例えば音響ポートを有する位相反転方式のスピーカ装置や密閉方式であっても密閉度が十分に高くないスピーカ装置などが挙げられる。上記密閉度が低いスピーカ装置では、当然ながら低音用スピーカ１０２の背面空室の密閉度が低いので、上記温度変化による圧力変化が緩和される。その結果、低音用スピーカ１０２の振動板を平衡位置から外す変化も緩和される。しかしながら、密閉度が低いスピーカ装置では、外気がキャビネット１０１内に進入してしまう。そして、外気中の湿気やガスが活性炭１０３の中に取り込まれ、活性炭１０３の気体を物理吸着する作用が低下する。つまり、音圧によって生じるキャビネット１０１内部の圧力変化を抑制する活性炭１０３による効果は、時間の経過とともに薄れてくるという問題がある。

上記特許文献１に開示されたスピーカ装置では、通気管１０６の内部にも活性炭を入れて、活性炭１０３内に湿気が入るのを防止している。この場合、通気管１０６内の活性炭が先に劣化し、時間の経過とともに通気管１０６内の活性炭の劣化が進む。そして、結果的に外気中の湿気やガスがキャビネット１０１で囲われた活性炭１０３に進入してしまう。つまり、通気管１０６内の活性炭は、キャビネット１０１で囲われた活性炭１０３の劣化の進行を遅らせるだけであって、音圧による圧力変化を抑制する活性炭１０３の効果を長期的に維持することはできない。

それ故に、本発明の目的は、音圧による圧力変化を抑制する吸着体（例えば活性炭）の効果を長期的に維持して、かつスピーカ装置の周囲温度や気圧が変化しても、安定した動作をすることが可能なスピーカ装置を提供することである。

本発明の第１の発明は、スピーカ装置であって、その内部空室の少なくとも一部に外気と遮断された密閉空室を形成するキャビネットと、キャビネットに形成された第１の開口部に取り付けられたスピーカユニットと、キャビネットの密閉空室に配置され、当該密閉空室内部の気体を物理吸着する吸着体と、キャビネットに形成された第１の開口部と異なる第２の開口部に取り付けられ、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に応じて当該キャビネットの密閉空室の容積を可変にする可変機構とを備え、可変機構は、板状部材と、第２の開口部に固設され、密閉空室の容積が増減する方向へ変位可能に板状部材を支持する支持部材と、スピーカユニットにて再生される音が、可変機構からキャビネット外部に放射されることを抑制するための抑制手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、吸着体は、多孔質材料であることを特徴とする。

本発明の第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、吸着体は、活性炭であることを特徴とする。

本発明の第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、キャビネットの内部空室は、単一の密閉空室で構成され、抑制手段は、可変機構の板状部材が、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、スピーカユニットの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすく、可変機構の共振周波数が、スピーカユニットの共振周波数より低いことからなる。

本発明の第５の発明は、第４の発明に従属する発明であって、スピーカ装置は、キャビネットに形成された第１および第２の開口部と異なる第３の開口部に取り付けられたドロンコーンをさらに備え、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、ドロンコーンの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすく、可変機構の共振周波数は、ドロンコーンの共振周波数より低いことを特徴とする。

本発明の第６の発明は、第１の発明に従属する発明であって、可変機構は、吸着体が配置される第１の空室と、板状部材および支持部材に接する第２の空室とに密閉空室を仕切る第１の仕切板をさらに含み、第１の仕切板には、第１の空室と第２の空室とを通気する音孔が形成され、抑制手段は、音孔の、カットオフ周波数がスピーカユニットの低音再生限界の周波数より低い周波数であるローパスフィルタとして機能し、スピーカユニットにおける再生周波数帯域の圧力変化を、可変機構に伝えないことでなる。

本発明の第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、キャビネットの内部空室は、第１および第２の空室に分割された密閉空室のみで構成され、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、スピーカユニットの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする。

本発明の第８の発明は、第７の発明に従属する発明であって、スピーカ装置は、第１の空室と接するキャビネットに形成された第１および第２の開口部と異なる第３の開口部に取り付けられたドロンコーンをさらに備え、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、ドロンコーンの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする。

本発明の第９の発明は、第６の発明に従属する発明であって、スピーカ装置は、スピーカユニットと接し、密閉空室に含まれないキャビネットの内部空室であって、スピーカユニットと接する第３の空室と、第１の空室とを仕切る第２の仕切板と、第２の仕切板に形成された開口部に取り付けられ、スピーカユニットの再生周波数帯域における第３の空室の圧力変化を第１の空室に伝達する伝達機構と、キャビネットに設けられ、前記第３の空室をキャビネット外部へ開放するポートとを備え、伝達機構は、振動板と、第２の仕切板に形成された開口部に固設され、スピーカユニットの再生音圧に応じて振動可能に振動板を支持するサスペンションとを含み、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する第１および第２の空室の圧力変化に対して、伝達機構の振動板より当該第１および第２の空室によって構成される密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする。

本発明の第１０の発明は、第９の発明に従属する発明であって、可変機構の板状部材の面積は、伝達機構の振動板の面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明の第１１の発明は、第９の発明に従属する発明であって、可変機構の支持部材のスティフネスは、伝達機構のサスペンションのスティフネスよりも小さいことを特徴とする。

上記第１の発明によれば、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に応じて、可変機構の板状部材は変位する。その結果、当該密閉空間の容積が増減するので、密閉空室の当該圧力変化は緩和される。これにより、本発明に係るスピーカ装置は、当該圧力変化の影響を受けることなく、安定した音響性能を有することができる。またさらに、吸着体は外気と遮断された密閉空室に配置されるので、吸着体の劣化が長期的に抑えられたスピーカ装置が実現できる。つまり、本発明によれば、スピーカ装置の環境条件が変化しても安定した音響性能が確保でき、かつ吸着体によって実現される低音の再生帯域の拡大を長期的に維持することができる。

上記第２および第３の発明によれば、吸着体は活性炭またはその他の多孔質材料で構成されるので、キャビネットの容積は等価的に増大して、小型のキャビネットであっても低音の再生帯域の拡大を図ることが可能となる。

上記第４の発明によれば、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、スピーカユニットの振動板より変位しやすいので、当該圧力変化によって受ける直接的な影響をスピーカユニットに与えないようにすることができる。また、可変機構の共振周波数はスピーカユニットの共振周波数より低いので、スピーカユニットの再生周波数帯域の圧力変化に対して当該可変機構の振動は抑制される。つまり、可変機構は、少なくとも直流成分で変化する圧力変化に対しては当該密閉空間の容積を増減させる方向へ変位し、スピーカユニットの再生周波数帯域の圧力変化に対しては不要な音を放射しないようにすることができる。

上記第５の発明によれば、可変機構は、少なくとも直流成分で変化する圧力変化に対しては当該密閉空間の容積を増減させる方向へ変位し、スピーカユニットおよびドロンコーンの再生周波数帯域の圧力変化に対しては不要な音を放射しないようにすることができる。また、ドロンコーンの音響共振によって低音の再生帯域がさらに拡大した位相反転方式のスピーカ装置を実現することができる。また、位相反転方式のスピーカ装置は、低音の音圧レベルをより増大させることができる。

上記第６の発明によれば、音孔が形成された仕切板はスピーカユニットの低音再生限界より低い周波数となる圧力変化のみを第２の空室へ通過させるので、スピーカユニットから発生する再生音圧によって第１の空室の圧力が変化しても、第２の空室の圧力は変化しないようにすることができる。その結果、例えば音楽がスピーカユニットにおいて再生されても、可変機構からは不要な音が放射されないようにすることができる。

上記第７の発明によれば、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、スピーカユニットの振動板より変位しやすいので、当該圧力変化によって受ける直接的な影響をスピーカユニットに与えないようにすることができる。

上記第８の発明によれば、可変機構の板状部材は、少なくとも直流成分で変化する密閉空室の圧力変化に対して、ドロンコーンの振動板より変位しやすいので、当該圧力変化によって受ける直接的な影響をドロンコーンに与えないようにすることができる。また、ドロンコーンの音響共振によって低音の再生帯域がさらに拡大した位相反転方式のスピーカ装置を実現することができる。また、位相反転方式のスピーカ装置は、低音の音圧レベルをより増大させることができる。

上記第９の発明によれば、第３の空室は、密閉空間と仕切られ、第３の空室にはキャビネット外部へ開放するポートが設けられることで、ポートの音響共振によって低音の再生帯域がさらに拡大した位相反転方式のスピーカ装置を実現することができる。また、位相反転方式のスピーカ装置は、低音の音圧レベルをより増大させることができる。

上記第１０および第１１の発明によれば、少なくとも直流成分で変化する第１および第２の空室の圧力変化に対して、可変機構の板状部材が変位して当該圧力変化を緩和するので、当該圧力変化によって伝達機構が受ける影響を抑えることができる。

（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明における第１の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図である。

図１において、当該スピーカ装置は、キャビネット１０、スピーカユニット１１、第１の仕切板１２、ドロンコーン１３、吸着体１４、第２の仕切板１５、背面板１６、可変機構１７、およびポート１８を備える。なお、図１に示すように、第１の実施形態に係るスピーカ装置は、位相反転方式を用いている。

キャビネット１０は、スピーカ装置筐体の前面、上面、下面、左右側面を構成する。スピーカユニット１１は、例えば動電型スピーカである。スピーカユニット１１は、音波の放射面側をキャビネット１０の外部に向けて、キャビネット１０の前面に形成された開口部に取り付けられる。そして、可変機構１７が設けられた背面板１６がキャビネット１０の背面側に取り付けられている。可変機構１７は、板形状を有する振動板１７１、およびサスペンション１７２で構成される。サスペンション１７２は、背面板１６に形成された開口部に固設され、キャビネット１０の内部容積が増減する方向に振動板１７１が変位可能となるように当該振動板１７１を支持する。また、キャビネット１０の内部には、ドロンコーン１３が設けられた第１の仕切板１２がスピーカユニット１１の背面側に固設される。ドロンコーン１３は、振動板１３１およびサスペンション１３２によって構成される。サスペンション１３２は、第１の仕切板１２に形成された開口部に固設され、スピーカユニット１１から発生する音圧に応じて振動板１３１が変位可能となるように当該振動板１３１を支持する。なお、本発明における可変機構の板状部材は振動板１７１に、支持部材はサスペンション１７２に相当する。また、本発明における伝達機構は、ドロンコーン１３に相当する。

さらに、キャビネット１０の内部には、その略中央部に音孔１５ｈが形成された第２の仕切板１５が第１の仕切板１２の背面側に固設される。そして、第１の仕切板１２およびドロンコーン１３と第２の仕切板１５とによって、スピーカ装置の内部空間は、第１の空室Ｒ１１、第２の空室Ｒ１２、および第３の空室Ｒ１３に仕切られる。

なお、スピーカユニット１１が設けられるスピーカ装置前方側から順に、第１の空室Ｒ１１、第２の空室Ｒ１２、および第３の空室Ｒ１３とし、第１の仕切板１２およびドロンコーン１３が第１の空室Ｒ１１および第２の空室Ｒ１２の間、第２の仕切板１５が第２の空室Ｒ１２および第３の空室Ｒ１３の間に配置されるものとする。なお、第２の空室Ｒ１２および第３の空室Ｒ１３は、外気と遮断された密閉空室である。また、キャビネット１０の前面にはポート１８が設けられ、当該ポート１８を介して第１の空室Ｒ１１が外部へ開放されている。

振動板１７１および１３１の面積とサスペンション１７２および１３２のスティフネスとは、例えば次に説明する条件を満たすようにそれぞれ設定される。

スピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって、当該キャビネット内部には直流成分に近い圧力変化が生じる。厳密には、このキャビネット内部の圧力変化には、温度や気圧変化による周波数成分が含まれるが、スピーカユニット１１が再生可能な周波数帯域と比較するとその周波数は極めてゼロに近い。したがって、周囲温度の変化や気圧の変化によるキャビネット内部の圧力変化を、直流成分のみの圧力変化（静的な圧力変化）と言っても過言ではない。以下の説明においては、このような周囲温度の変化や気圧の変化によるスピーカ装置内部の圧力変化を、直流成分の圧力変化と記載する。

可変機構１７の振動板１７１は、スピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって生じる直流成分の圧力変化に対して、ドロンコーン１３の振動板１３１よりキャビネット１０の内部容積が増減する方向に変位しやすくなるように設定される。ここで、可変機構１７の振動板１７１の変位Ｘ１７は、下式（１）で表現される。なお、下式（１）では、振動板１７１の面積をＡ１７、サスペンション１７２のスティフネスをＳ１７、第２の空室Ｒ１２の圧力をＰａとする。
Ｘ１７＝Ｐａ＊Ａ１７／Ｓ１７ …（１）
同様にドロンコーン１３の変位Ｘ１３は、下式（２）で表現される。なお、下式（２）では、振動板１３１の面積をＡ１３、サスペンション１３２のスティフネスをＳ１３とする。
Ｘ１３＝Ｐａ＊Ａ１３／Ｓ１３ …（２）
上式（１）および（２）より算出される変位Ｘ１７およびＸ１３が下式（３）を満たすように、面積Ａ１７およびＡ１３とスティフネスＳ１７およびＳ１３とを、それぞれ設定する。
Ｘ１７＞Ｘ１３ …（３）
上式（３）を満たすことで、可変機構１７の振動板１７１は、上記直流成分の圧力変化に対して、ドロンコーン１３の振動板１３１よりもキャビネット１０の内部容積が増減する方向に変位しやすくなる。

なお、上式（１）〜式（３）は、振動板１７１（または振動板１３１）をキャビネット１０の内部容積が増減する方向に変位させる力がスピーカ装置の内部圧力によって生じ、その力が振動板１７１（または振動板１３１）の面積に比例することに基づく式である。したがって、振動板１７１の変位Ｘ１７を大きくするためには、上式（１）より、振動板１７１の面積Ａ１７を大きくして振動板１７１にかかる力を大きくすればよい。また、振動板１７１の面積Ａ１７が大きくなると、振動板１７１の面積Ａ１７と内部圧力との関係により生じる力以外の他の要因によって、振動板１７１はさらにキャビネット１０の内部容積が増減する方向に変位しやすくなる。他の要因としては、振動板１７１の面積Ａ１７が大きくなる場合、機械インピーダンスの大きさが振動板１７１の面積Ａ１７の２乗に反比例するので、振動板１７１の等価質量が小さくなるという要因がある。この要因によって、振動板１７１の面積Ａ１７を振動板１３１の面積Ａ１３よりも大きくする場合、振動板１７１の等価質量は振動板１３１の等価質量よりも小さくなる。その結果、可変機構１７の振動板１７１は、上記直流成分の圧力変化に対して、ドロンコーン１３の振動板１３１よりもキャビネット１０の内部容積が増減する方向に変位しやすくなる。

なお、可変機構１７の振動板１７１は、少なくとも上記直流成分の圧力変化に対して、ドロンコーン１３の振動板１３１よりも変位しやすくなるように設定されればよい。つまり、直流成分の圧力変化より高い他の周波数帯域の圧力変化（動的な圧力変化）に対しては、可変機構１７の振動板１７１は、ドロンコーン１３の振動板１３１よりも変位（振動）しやすくてもよいし、変位（振動）し難くてもよい。

吸着体１４は、第２の空室Ｒ１２の内部に配置される。吸着体１４は、気体を物理吸着する多孔性材料であり、例えば活性炭である。多孔質材料は、ミクロ単位の大きさの細孔で気体を吸着することができる。他の多孔質材料の例として、カーボンナノチューブ、フラーレン、ゼオライト、シリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₃）、マグネシア（ＭｇＯ）、四三酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）、およびモレキュラーシーブなどでも実現可能である。なお、吸着体１４の略中央部等には、スピーカ装置前後方向に貫通する開口部１４ｈが形成される。

第２の空室Ｒ１２、第２の仕切板１５、および音孔１５ｈは、第２の空室Ｒ１２から第３の空室Ｒ１３に対して、スピーカユニット１１の低音再生限界の周波数より低い周波数で変化する圧力変化のみを通過させるローパスフィルタとして機能する。換言すれば、第２の空室Ｒ１２、第２の仕切板１５、および音孔１５ｈは、スピーカユニット１１の再生周波数帯域における圧力変化を可変機構１７に伝えないローパスフィルタとして機能する。例えば、スピーカユニット１１の低音再生限界が５０Ｈｚであれば、ローパスフィルタのカットオフ周波数を可聴帯域以下の周波数（例えば２０Ｈｚ）に設定する。なお、可変機構１７の振動板１７１は、上式（３）を満たすことで少なくとも直流成分の圧力変化に対してはドロンコーン１３の振動板１３１より変位しやすいが、他の周波数帯域についてはスピーカユニット１１から発生する音圧によって振動してしまうことが考えられる。これに対し、上記ローパスフィルタは、当該音圧によって生じる可変機構１７の振動板１７１の振動を抑制することができる。

次に、第１の実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。図１において、動電型スピーカであるスピーカユニット１１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が、スピーカユニット１１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して音圧が発生する。このコーン型振動板で発生した音圧は、キャビネット１０内の第１の空室Ｒ１１を介して、ドロンコーン１３の振動板１３１に伝わる。振動板１３１は、音圧に応じて変位可能にサスペンション１３２で支持されているため、振動板１３１が振動して第２の空室Ｒ１２の内部圧力を変化させる。しかしながら、第２の空室Ｒ１２には吸着体１４が配置されているため、吸着体１４の物理吸着作用により第２の空室Ｒ１２内の圧力変化が抑制され、第２の空室Ｒ１２は、等価的に大きな容積となる。つまり、上記スピーカ装置は、あたかも大きな容積のキャビネットにスピーカユニットが取り付けられているように動作し、ポート１８の作用により、あたかも大きな容積の位相反転方式として動作する。

上述したように、第２の空室Ｒ１２、第２の仕切板１５、および音孔１５ｈで形成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、スピーカユニット１１で発生した音圧より低い周波数である。したがって、当該音圧は、音孔１５ｈを通過しない。つまり、上記ローパスフィルタは、可変機構１７に音圧を伝達せず、可変機構１７が振動して不要な音を放射することを抑制することができる。

一方、スピーカ装置の周囲の温度変化や気圧変化、およびスピーカユニット１１の発熱等によって、第２の空室Ｒ１２の内部圧力は変化する。例えば、第２の空室Ｒ１２の内部温度が上昇すると、第２の空室Ｒ１２内の空気が膨張して第２の空室Ｒ１２内の圧力が上昇する。そして、吸着体１４は、その圧力の上昇を抑制するように作用する。しかしながら、温度上昇をともなう圧力上昇の場合、吸着体１４は、圧力の上昇を抑制する効果よりも吸着体１４自体に吸着されていた気体や湿気を放出する効果の方が大きく作用する。これにより、一般的には、第２の空室Ｒ１２の圧力は、吸着体１４がない場合よりも上昇する。なお、当該圧力上昇による圧力変化は、上述したようにスピーカユニット１１の低音再生限界より極めて低く、直流成分に近い周波数で変化する圧力変化である。

ここで、第２の空室Ｒ１２、第２の仕切板１５、および音孔１５ｈは、第２の空室Ｒ１２から第３の空室Ｒ１３に対して、スピーカユニット１１の低音再生限界の周波数より低い周波数で変化する圧力変化のみを通過させるローパスフィルタとして機能する。したがって、第２の空室Ｒ１２の上昇した圧力は、直流成分に近い周波数で変化する圧力であるので、音孔１５ｈを介して第３の空室Ｒ１３に伝達する。また、可変機構１７の振動板１７１は、少なくとも上記直流成分の圧力変化に対して、ドロンコーン１３の振動板１３１よりも変位しやすくなるように設定されている。したがって、第３の空室Ｒ１３に伝達された圧力によって、可変機構１７の振動板１７１のみがキャビネット１０の背面方向へ変位する。なお、空室Ｒ１３の内部圧力が一定の圧力より高くなると、ドロンコーン１３の振動板１３１も変位するが、その変位は可変機構１７の振動板１７１の変位よりも十分小さい。この可変機構１７の振動板１７１の変位によって、第３の空室Ｒ１３の容積は増加する。その結果、第２の空室Ｒ１２および第３の空室Ｒ１３の圧力上昇が緩和される。また、当該圧力上昇が緩和されるので、ドロンコーン１３への当該圧力上昇による影響が抑えられる。

以上のように、スピーカ装置の周囲温度や気圧の変化によって第２の空室Ｒ１２の圧力が変化したとき、その直流成分の圧力変化によって可変機構１７の振動板１７１が第３の空室Ｒ１３の容積を増減する方向に変位する。そして、この変位によって第２および第３の空室Ｒ１２およびＲ１３の内部圧力が緩和するので、ドロンコーン１３への直接的な影響は抑えられる。これにより、スピーカ装置は、初期（周囲温度や気圧の変化がないとき）と同様の性能を維持することができる。

また、吸着体１４は、第２の空室Ｒ１２の内部に配置されており、第２の空室Ｒ１２が外気と遮断されている。したがって、吸着体１４は、外気の影響による劣化が防止され、長期的に劣化することなく低音域を拡大するという作用を維持することが可能となる。

なお、本実施形態において、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、スピーカユニット１１の低音再生限界の周波数より低い周波数に設定されればよいが、好ましくは、より低い周波数に設定する。上述した設定例では、スピーカユニット１１の低音再生限界の周波数が５０Ｈｚであっても、カットオフ周波数を可聴帯域以下の周波数（例えば２０Ｈｚ）に設定した。これにより、可変機構１７において、スピーカユニット１１から発生する音圧による影響がさらに抑えられる。また、ローパスフィルタのカットオフ周波数を設定するときは、例えば吸着体１４がスピーカ装置内に配置されていないと仮定して、カットオフ周波数を所定周波数に設定する。実際には、吸着体１４によって第２の空室Ｒ１２の容量が擬似的に増加する。そのため、設定した所定周波数よりも実際のカットオフ周波数は低くなる。つまり、吸着体１４によって、カットオフ周波数は設定した所定周波数より大きくならないので、可変機構１７から予期されない不要な音が放射されない。または、吸着体１４による擬似的な容量増加分を予め見込んで、カットオフ周波数を設定してもよい。

また、ローパスフィルタとして機能するために、本実施形態のスピーカ装置は、第２の仕切板１５に音孔１５ｈが形成された構成であるが、図２に示すように音孔１５ｈに音響管１９を接合して、孔を長くする構成であってもよい。図２は、音孔１５ｈに音響管１９を設けた第１の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図である。このように、音響管１９によってさらに音響負荷をかけることで、ローパスフィルタのカットオフ周波数をより低く設定することが可能となる。その結果、スピーカユニット１１の再生時において可変機構１７には音圧がさらに伝達されにくくなり、可変機構１７からの不要な音の放射はさらに抑制される。

また、本実施形態で説明した可変機構１７およびドロンコーン１３は、それぞれ振動板とサスペンションとを別々に構成するとしたが、例えば、同一または異種材質の部材を一体成型したものでもよい。

また、本実施形態で説明したスピーカ装置は、ポート１８が設けられた位相反転方式としたが、ポート１８の代わりにドロンコーンを設けた位相反転方式であってもよい。また、ポート１８のない密閉方式であってもよい。これらの場合には、スピーカユニット１１の背面空室である第１の空室Ｒ１１が密閉される。しかし、上述したようにスピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって第２の空室Ｒ１２の圧力が変化しても、ドロンコーン１３への影響は抑えられるので、スピーカユニット１１および上記ドロンコーンには直接的な影響はなく、安定した動作が可能となる。

また、背面板１６とキャビネット１０とを別筐体としたが、キャビネット１０によって一体的に背面を構成してもよい。このとき、可変機構１７は、キャビネット１０の背面に形成された開口部に取り付けられることになる。

（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明における第２の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図３は、第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図である。

図３において、当該スピーカ装置は、キャビネット２０、スピーカユニット２１、吸着体２４、第１の仕切板２５、背面板２６、および可変機構２７を備える。なお、図３に示すように、第２の実施形態に係るスピーカ装置は、密閉方式を用いている。また、スピーカユニット２１、第１の仕切板２５および背面板２６は、第１の実施形態で説明したスピーカユニット１１、第２の仕切板１５および背面板１６とそれぞれ同様の機能を有するため、詳細な説明は省略する。吸着体２４は、第１の実施形態で説明した吸着体１４と形状のみが異なる。

キャビネット２０は、スピーカ装置筐体の前面、上面、下面、左右側面を構成する。スピーカユニット２１は、音波の放射面側をキャビネット２０の外部に向けて、キャビネット２０の前面に形成された開口部に取り付けられる。そして、可変機構２７が設けられた背面板２６がキャビネット２０の背面側に取り付けられている。可変機構２７は、板形状を有する振動板２７１およびサスペンション２７２によって構成される。サスペンション２７２は、背面板２６に形成された開口部に固設され、キャビネット２０の内部容積が増減する方向に振動板２７１が変位可能となるように当該振動板２７１を支持する。なお、本発明における可変機構の板状部材は、振動板２７１に、支持部材はサスペンション２７２に相当する。

さらに、キャビネット２０の内部には、音孔２５ｈが形成された第１の仕切板２５がスピーカユニット２１の背面側に固設される。そして、第１の仕切板２５によってスピーカ装置の内部空間は、第１の空室Ｒ２１と第２の空室Ｒ２２とに仕切られる。

なお、スピーカユニット２１が設けられるスピーカ装置前方側から順に、第１の空室Ｒ２１、第２の空室Ｒ２２とし、第１の仕切板２５が第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の間に配置されるものとする。また、第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２は、外気と遮断された密閉空室である。また、本実施形態におけるスピーカ装置は密閉方式であるため、第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２は密閉されている。

可変機構２７における振動板２７１の面積やサスペンション２７２のスティフネスは、例えば次に説明する条件を満たすように設定される。可変機構２７の振動板２７１は、上述したスピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって生じる直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット２１の振動板より第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の容積が増減する方向に変位しやすくなるように設定される。ここで、振動板２７１の変位Ｘ２７は、下式（４）で表現される。なお、下式（４）では、振動板２７１の面積をＡ２７、サスペンション２７２のスティフネスをＳ２７、第１の空室Ｒ２１の圧力をＰｂとする。
Ｘ２７＝Ｐｂ＊Ａ２７／Ｓ２７ …（４）
同様にスピーカユニット２１の振動板の変位Ｘ２１は、下式（５）で表現される。なお、下式（５）では、スピーカユニット２１の振動板の面積をＡ２１、サスペンションのスティフネスをＳ２１とする。
Ｘ２１＝Ｐｂ＊Ａ２１／Ｓ２１ …（５）
上式（４）および（５）より算出される変位Ｘ２７およびＸ２１が下式（６）を満たすように、面積Ａ２７およびスティフネスＳ２７をそれぞれ設定する。
Ｘ２７＞Ｘ２１ …（６）
上式（６）を満たすことで、可変機構２７の振動板２７１は、上記直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット２１の振動板よりも第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の容積が増減する方向に変位しやすくなる。

なお、上述した第１の実施形態と同様に、可変機構２７の振動板２７１は少なくとも上記直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット２１の振動板よりも変位しやすくなるように設定されればよい。つまり、直流成分の圧力変化より高い他の周波数帯域の圧力変化に対しては、可変機構２７の振動板２７１は、スピーカユニット２１の振動板よりも変位しやすくてもよいし、変位し難くてもよい。

吸着体２４は、第１の空室Ｒ２１の内部に配置される。吸着体２４は、第１の実施形態で説明した吸着体１４と同様の多孔性材料である。

第１の空室Ｒ２１、第１の仕切板２５、および音孔２５ｈは、上述した第１の実施形態と同様に第１の空室Ｒ２１から第２の空室Ｒ２２に対して、スピーカユニット２１の低音再生限界の周波数より低い周波数で変化する圧力変化のみを通過させるローパスフィルタとして機能する。ここでは、例えばスピーカユニット２１の低音再生限界を５０Ｈｚとし、ローパスフィルタのカットオフ周波数を可聴帯域以下の周波数（例えば２０Ｈｚ）と設定する。

次に、第２の実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。図３において、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して音圧が発生する。このコーン型振動板で発生した音圧は、第１の空室Ｒ２１の内部圧力を上昇させる。しかしながら、第１の空室Ｒ２１には吸着体２４が配置されているため、吸着体２４の物理吸着作用により第１の空室Ｒ２１内の圧力変化が抑制され、第１の空室Ｒ２１は、等価的に大きな容積となる。つまり、上記スピーカ装置は、あたかも大きな容積のキャビネットにスピーカユニットが取り付けられているように動作する。

上述したように、第１の空室Ｒ２１、第１の仕切板２５、および音孔２５ｈで形成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、スピーカユニット２１で発生した音圧より低い周波数である。したがって、当該音圧は、音孔２５ｈを通過しない。つまり、上記ローパスフィルタは、可変機構２７に音圧を伝達せず、可変機構２７が振動して不要な音を放射することを抑制することができる。

一方、スピーカ装置の周囲の温度変化や気圧変化、およびスピーカユニット２１の発熱等によって、第１の空室Ｒ２１の内部圧力は変化する。吸着体２４が気体を放出することによって圧力が変化する理由は上述した第１の実施形態と同様である。ここで、第１の空室Ｒ２１、第１の仕切板２５、および音孔２５ｈは、スピーカユニット２１から見ると、スピーカユニット２１の低音再生限界の周波数より低い周波数で変化する圧力変化のみを通過させるローパスフィルタとして機能する。したがって、第１の空室Ｒ２１の上昇した圧力は、直流成分に近い周波数で変化する圧力であるので、音孔２５ｈを介して第２の空室Ｒ２２に伝達する。また、可変機構２７の振動板２７１は、少なくとも直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット２１の振動板よりも変位しやすくなるように設定されている。したがって、第２の空室Ｒ２２に伝達された圧力によって、可変機構２７の振動板２７１のみがキャビネット２０の背面方向へ変位する。なお、第１および第２の空室の内部圧力が一定の圧力より高くなると、スピーカユニット２１の振動板も変位するが、その変位は可変機構２７の振動板２７１の変位よりも十分小さい。この可変機構２７の振動板２７１の変位によって、第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の容積は増加する。その結果、第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の圧力上昇が緩和される。また、当該圧力上昇は緩和されるので、スピーカユニット２１への当該圧力上昇による直接的な影響が抑えられる。つまり、スピーカユニット２１は、振動板の位置が通常の平衡位置から外れることなく、安定した動作が可能となる。

以上のように、スピーカ装置の周囲温度や気圧の変化によって第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の圧力が変化したとき、その直流成分の圧力変化によって可変機構２７の振動板２７１が第１および第２の空室の容積を増減する方向に変位する。そして、この変位によって第１の空室Ｒ２１および第２の空室Ｒ２２の容積は増減して圧力が緩和するので、スピーカユニット２１への直接的な影響が抑えられる。

また、本実施形態におけるスピーカ装置は密閉方式であるため、吸着体２４は外気と遮断される。したがって、周囲の温度や気圧が変化するような環境下であっても、吸着体２４が外気の影響による劣化が防止され、低音域を拡大するという効果を長期的に維持することができる。

なお、本実施形態において、上述した第１の実施形態と同様にローパスフィルタのカットオフ周波数は、スピーカユニット２１の低音再生限界の周波数より低い周波数に設定されればよいが、低い周波数に設定するほど好ましい。

また、本実施形態では上述した第１の実施形態と同様にローパスフィルタとして機能する第１の仕切板２５に音孔２５ｈが形成された構成であるが、図４に示すように音孔２５ｈ部分を音響管の役割をするように長くする構成であってもよい。図４は、音孔２５ｈ部分を音響管の役割をするように長くした第２の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図である。これにより、長くした音孔２５ｈの音響負荷によってローパスフィルタのカットオフ周波数をより低く設定することが可能となる。その結果、スピーカユニット２１の再生時において可変機構２７に音圧がさらに伝達されにくくなり、可変機構２７からの不要な音の放射をさらに抑制することが可能となる。

ここで、図４に示されるスピーカ装置は、ドロンコーン２２を備える位相反転方式のスピーカ装置である。図４において、可変機構２７における振動板２７１の面積やサスペンション２７２のスティフネスは、直流成分の圧力変化に対して上式（６）および下式（７）のいずれも満たすようにそれぞれ設定すればよい。なお、第１の空室Ｒ２１の圧力によるドロンコーン２２の振動板変位をＸ２２とする。
Ｘ２７＞Ｘ２２ （７）
上式（６）および（７）を満たすことで、可変機構２７の振動板２７１は、直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット２１の振動板、およびドロンコーン２２の振動板よりもキャビネット２０の内部容積が増減する方向に変位しやすくなる。これにより、スピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって第１の空室Ｒ２１の圧力が変化しても、スピーカユニット２１およびドロンコーン２２への直接的な影響が抑えられる。つまり、スピーカユニット２１およびドロンコーン２２は、振動板の位置が通常の平衡位置から外れることなく、安定した動作が可能となる。

（第３の実施形態）
図５を参照して、本発明における第３の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図５は、第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図である。

図５において、当該スピーカ装置は、キャビネット３０、スピーカユニット３１、吸着体３４、背面板３６、および可変機構３７を備える。なお、図５に示すように第３の実施形態に係るスピーカ装置は、キャビネット３０および背面板３６により密閉された空室Ｒ３１をもつ密閉方式を用いている。また、スピーカユニット３１および背面板３６は、第１の実施形態で説明したスピーカユニット１１および背面板１６とそれぞれ同様の機能を有するため、詳細な説明は省略する。また、吸着体３４は、第１の実施形態で説明した吸着体１４と形状のみが異なる。

キャビネット３０は、スピーカ装置筐体の前面、上面、下面、左右側面を構成する。スピーカユニット３１は、音波の放射面側をキャビネット３０の外部に向けて、キャビネット３０の前面に形成された開口部に取り付けられる。そして、可変機構３７が設けられた背面板３６がキャビネット３０の背面側に取り付けられている。可変機構３７は、板形状を有する振動板３７１、およびサスペンション３７２によって構成される。サスペンション３７２は、背面板３６に形成された開口部に固設され、振動板３７１がキャビネット３０の内部容積が増減する方向に変位可能となるように当該振動板３７１を支持する。なお、本発明における可変機構の板状部材は振動板３７１に、支持部材はサスペンション３７２に相当する。

可変機構３７における振動板３７１の面積やサスペンション３７２のスティフネスは、例えば次に説明する条件を満たすように設定される。可変機構３７の振動板３７１は、上述したスピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって生じる直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット３１の振動板より空室Ｒ３１の容積が増減する方向に変位しやすくなるように設定される。ここで、振動板３７１の変位Ｘ３７は、下式（８）で表現される。なお、下式（８）では、振動板３７１の面積をＡ３７、サスペンション３７２のスティフネスをＳ３７、空室Ｒ３１の圧力をＰｃとする。
Ｘ３７＝Ｐｃ＊Ａ３７／Ｓ３７ …（８）
同様にスピーカユニット３１の振動板の変位Ｘ３１は、下式（９）で表現される。なお、下式（９）では、スピーカユニット３１の振動板の面積をＡ３１、サスペンションのスティフネスをＳ３１とする。
Ｘ３１＝Ｐｃ＊Ａ３１／Ｓ３１ …（９）
上式（８）および（９）より算出される変位Ｘ３７およびＸ３１が下式（１０）を満たすように、面積Ａ３７およびスティフネスＳ３７をそれぞれ設定する。
Ｘ３７＞Ｘ３１ …（１０）
上式（１０）を満たすことで、可変機構３７の振動板３７１は、上記直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット３１の振動板よりも空室Ｒ３１の容積が増減する方向に変位しやすくなる。

なお、可変機構３７の振動板３７１は上記直流成分の圧力変化に対しては、スピーカユニット３１の振動板よりも変位しやすくなるように設定されればよいが、本実施形態においては、さらに以下の条件が必要となる。

可変機構３７の共振周波数ｆ３７は、スピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１よりも低く設定する必要がある。これにより、スピーカユニット３１の再生周波数帯域においては、可変機構３７の振動が抑制される。その結果、スピーカユニット３１の再生周波数帯域において、可変機構３７は不要な音を放射しにくくなる。共振周波数ｆ３７は、空室Ｒ３１がもつスティフネス、振動板３７１の質量、およびサスペンション３７２のスティフネスから算出される。同様に共振周波数ｆ３１は、空室Ｒ３１がもつスティフネス、スピーカユニット３１の振動板の質量、およびサスペンションのスティフネスから算出される。したがって、振動板３７１の質量およびサスペンション３７２のスティフネスを適宜設定して、可変機構３７の共振周波数ｆ３７をスピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１よりも低くなるように設定する。なお、振動板３７１の質量が重いほど、可変機構３７の共振周波数ｆ３７は低くなる。また、サスペンション３７２のスティフネスが小さいほど、可変機構３７の共振周波数ｆ３７は低くなる。また、可変機構３７の共振周波数ｆ３７は、低いほど好ましく、例えば可聴帯域以下（２０Ｈｚ以下）の周波数に設定されてもよい。吸着体３４は、第１の実施形態で説明した吸着体１４と同様の多孔性材料である。

次に、第３の実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。図５において、スピーカユニット３１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して音圧が発生する。このコーン型振動板で発生した音圧は、空室Ｒ３１の内部圧力を上昇させる。しかしながら、空室Ｒ３１には吸着体３４が配置されているため、吸着体３４の物理吸着作用により空室Ｒ３１内の圧力変化が抑制され、空室Ｒ３１は、等価的に大きな容積となる。つまり、上記スピーカ装置は、あたかも大きな容積のキャビネットにスピーカユニットが取り付けられているように動作する。

上述したように、可変機構３７は、その共振周波数ｆ３７がスピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１よりも低くなるように設定されている。これにより、スピーカユニット３１の再生周波数帯域においては、可変機構３７の振動は抑制される。つまり、スピーカユニット３１の再生周波数帯域において、可変機構３７が不要な音を放射することは抑制される。

一方、スピーカ装置の周囲の温度変化や気圧変化、およびスピーカユニット３１の発熱等によって、空室Ｒ３１の内部圧力は変化する。吸着体３４が気体を放出することによって圧力が変化する理由は上述した第１の実施形態と同様である。ここで、可変機構３７の振動板３７１は、上記空室Ｒ３１の直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット３１の振動板よりも変位しやすくなるように設定されている。したがって、空室Ｒ３１の上昇した圧力によって、可変機構３７の振動板３７１のみがキャビネット３０の背面方向へ変位する。なお、空室Ｒ３１の内部圧力が一定の圧力より高くなると、スピーカユニット３１の振動板も変位するが、その変位は可変機構３７の振動板３７１の変位よりも十分小さい。この可変機構３７の振動板３７１の変位によって、空室Ｒ３１の容積は増加する。その結果、空室Ｒ３１の圧力上昇が緩和される。空室Ｒ３１の圧力上昇が緩和されることで、スピーカユニット３１への圧力の直接的な影響が抑えられる。つまり、スピーカユニット３１は、振動板の位置が通常の平衡位置から外れることなく、安定した動作が可能となる。

以上のように、スピーカ装置の周囲温度や気圧の変化によって空室Ｒ３１の圧力が変化したとき、その直流成分の圧力変化によって可変機構３７の振動板３７１が空室Ｒ３１の容積が増減する方向に変位する。そして、この変位によって空室Ｒ３１の容積は増減するので、スピーカユニット３１へ直接的な影響が抑えられる。

また、本実施形態におけるスピーカ装置は密閉方式であるため、吸着体３４が配置される空室Ｒ３１が外気と遮断される。したがって、周囲の温度や気圧が変化するような環境下であっても、活性炭などの吸着体３４が外気の影響による劣化が防止され、低音域を拡大するという効果を長期的に維持することが可能となる。また、本実施形態によれば、第１および第２の実施形態で必要であったローパスフィルタが不要となるので、スピーカ装置構造の簡略化を図ることができる。

なお、上述した本実施形態では、図５に示すように密閉方式のスピーカ装置を説明したが、図６に示すようにドロンコーン３２を備える位相反転方式のスピーカ装置であってもよい。図６は、ドロンコーン３２を設けた第３の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図である。このとき、可変機構３７における振動板３７１の面積やサスペンション３７２のスティフネスは、上式（１０）および下式（１１）のいずれも満たすようにそれぞれ設定すればよい。なお、空室Ｒ３１の圧力によるドロンコーン３２の振動板変位をＸ３２とする。
Ｘ３７＞Ｘ３２ （１１）
上式（１０）および（１１）を満たすことで、可変機構３７の振動板３７１は、直流成分の圧力変化に対して、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２のそれぞれの振動板より変位しやすくなる。

さらに、可変機構３７の共振周波数ｆ３７は、スピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１およびドロンコーン３２の共振周波数ｆ３２よりも低く設定する必要がある。これにより、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２の再生周波数帯域においては、可変機構３７の振動が抑制される。その結果、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２の再生周波数帯域において、可変機構３７が不要な音を放射しないようにすることができる。一般的なスピーカ装置においては、スピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１は、ドロンコーン３２の共振周波数ｆ３２より高い周波数となる。また、ドロンコーン３２の共振周波数ｆ３２は、５０Ｈｚ付近の周波数である。そこで、可変機構３７の共振周波数ｆ３７をその周波数以下（例えば、２０Ｈｚ以下）に設定すれば、可変機構３７の動作は、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２の動作と分離することができる。

以上のように、図６に示すようにドロンコーン３２を備える位相反転方式のスピーカ装置では、可変機構３７の共振周波数ｆ３７がスピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１およびドロンコーン３２の共振周波数ｆ３２よりも低くなる条件と、上式（１０）および上式（１１）とを全て満たすように、可変機構３７における振動板３７１の面積やサスペンション３７２のスティフネスをそれぞれ設定する。これにより、可変機構３７の振動板３７１は、空室Ｒ３１において直流成分の圧力変化が生じたとき、スピーカユニット３１の振動板およびドロンコーン３２の振動板よりも変位しやすくなる。つまり、スピーカ装置の周囲温度の変化や気圧の変化によって空室Ｒ３１の圧力が変化しても、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２への直接的な影響が抑えられる。その結果、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２は、それぞれの振動板の位置が通常の平衡位置から外れることなく、安定した動作が可能となる。また、可変機構３７の共振周波数ｆ３７は、スピーカユニット３１の共振周波数ｆ３１およびドロンコーン３２の共振周波数ｆ３２よりも低いので、スピーカユニット３１およびドロンコーン３２の再生周波数帯域においては、可変機構３７の振動が抑制される。その結果、スピーカユニット３１の再生周波数帯域において、可変機構３７が不要な音を放射しないようにすることができる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態に係るスピーカ装置は、例えばＡＶシステムなどに搭載される。一例として、上述した第１〜第３の実施形態に係るスピーカ装置は、テレビ（例えば、ブラウン管テレビ、液晶テレビ、プラズマテレビなど）に搭載される。

図７は、上記スピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図であり、当該薄型テレビの正面図と、その一部を線ＯＡにおける断面図で示した側面図である。図７において、当該薄型テレビは、薄型テレビ本体６０、ディスプレイ６１、および２個のスピーカ装置５を備える。スピーカ装置５は、第１〜第３の実施形態において説明したスピーカ装置であり、何れのスピーカ装置であってもかまわない。ここでは、スピーカ装置５は、キャビネット５０、スピーカユニット５１、吸着体５４、背面板５６、および可変機構５７を備え、第３の実施形態で説明したスピーカ装置とする。

スピーカ装置５のキャビネット５０は、ディスプレイ６１の下部に内蔵される。スピーカユニット５１は、例えば楕円形状のスピーカユニットであり、キャビネット５０に取り付けられる。吸着体５４および可変機構５７の各構成は、第３の実施形態で説明した各構成と同様であるため、説明は省略する。以上のように、本発明におけるスピーカ装置を薄型テレビ６０に搭載することで、従来と同じキャビネット容積であっても低音の再生帯域の拡大を図った薄型テレビ６０を実現することが可能となる。

また、従来と同じレベルの低音の再生帯域を薄型テレビ６０で目指す場合、スピーカ装置５のキャビネット５５を従来と比べて小型化できる。したがって、薄型テレビ６０をさらに薄型化や小型化する際にスピーカ装置を搭載するスペースが問題となっている場合、スピーカ装置５を搭載することによって薄型テレビ６０の薄型化や小型化が実現できる。なお、図７に示すスピーカ装置５のキャビネット５０は、ディスプレイ６１の下部に取り付けられる形態であるが、ディスプレイ６１の両脇に配置される形態であってもよい。

また、上述した第１〜第３の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば車載用のスピーカ装置であってもよい。図８は、当該スピーカ装置が自動車の車内に設置された一例を示す図である。図８において、スピーカ装置７０は、例えば座席７１の下に設置される。ここで、スピーカ装置７０は、上述した第１〜第３の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかであり、詳細な説明を省略する。以上のように、スピーカ装置７０を車両に搭載することによって、従来と同じキャビネット容積であっても低音の再生帯域の拡大を図った車内リスニング環境を提供することが可能となる。

また、自動車の車内の温度は、住宅内などと比べて、高温になりやすい。このような温度条件下であっても、従来の吸着体を使用するスピーカ装置に比べ、スピーカ装置７０はキャビネット内の圧力上昇を緩和できるので、音響性能を維持できる。したがって、高温下にさらされる車載用としてスピーカ装置７０を適用することは、特に有効である。

さらに、従来と同じレベルの低音の再生帯域を目指すとき、スピーカ装置７０のキャビネットを従来と比べて小型化できる。したがって、自動車の車内にスピーカ装置７０を搭載することで、より広い車内空間が確保される。また、サブウーファなどの低音用スピーカ装置においては、一般的に容積の大きなキャビネットが必要となるので特に有効である。

本発明に係るスピーカ装置は、小型のキャビネット容積であっても低音域再生が可能であり、液晶テレビ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ステレオ装置、５．１チャンネル再生のホームシアター用スピーカ、車載用スピーカ等の用途にも適用できる。

第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図 音孔１５ｈに音響管１９を設けた第１の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図 第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図 音孔２５ｈ部分を音響管の役割をするように長くした第２の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図 第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面を示す図 ドロンコーン３２を設けた第３の実施形態に係るスピーカ装置の他の例を示す構造断面図 本発明に係るスピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図 本発明に係るスピーカ装置が自動車の車内に設置された一例を示す図 従来のスピーカ装置における主要部の構造断面図

符号の説明

１０、２０、３０、５０ キャビネット
１１、２１、３１、５１ スピーカユニット
１２、１５、２５ 仕切板
１３ 伝達機構
１３１、１７１、２７１、３７１、４７１ 振動板
１３２、１７２、２７２、３７２、４７２ サスペンション
１４、２４、３４、５４ 吸着体
１６、２６、３６、５６ 背面板
１７、２７、３７、５７ 可変機構
１８ ポート
６０ 薄型テレビ本体
６１ ディスプレイ
７０ スピーカ装置
７１ 座席

Claims (11)

1. その内部空室の少なくとも一部に外気と遮断された密閉空室を形成するキャビネットと、
   前記キャビネットに形成された第１の開口部に取り付けられたスピーカユニットと、
   前記キャビネットの密閉空室に配置され、当該密閉空室内部の気体を物理吸着する吸着体と、
   前記キャビネットに形成された前記第１の開口部と異なる第２の開口部に取り付けられ、少なくとも直流成分で変化する前記密閉空室の圧力変化に応じて当該キャビネットの密閉空室の容積を可変にする可変機構とを備え、
   前記可変機構は、
   板状部材と、
   前記第２の開口部に固設され、前記密閉空室の容積が増減する方向へ変位可能に前記板状部材を支持する支持部材と、
   前記スピーカユニットにて再生される音が、前記可変機構から前記キャビネット外部に放射されることを抑制するための抑制手段とを備えたことを特徴とする、スピーカ装置。
2. 前記吸着体は、多孔質材料であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記吸着体は、活性炭であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
4. 前記キャビネットの内部空室は、単一の前記密閉空室で構成され、
   前記抑制手段は、
   前記可変機構の板状部材が、少なくとも前記直流成分で変化する前記密閉空室の圧力変化に対して、前記スピーカユニットの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすく、
   前記可変機構の共振周波数が、前記スピーカユニットの共振周波数より低いことからなる、請求項１に記載のスピーカ装置。
5. 前記スピーカ装置は、前記キャビネットに形成された前記第１および第２の開口部と異なる第３の開口部に取り付けられたドロンコーンをさらに備え、
   前記可変機構の板状部材は、少なくとも前記直流成分で変化する前記密閉空室の圧力変化に対して、前記ドロンコーンの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすく、
   前記可変機構の共振周波数は、前記ドロンコーンの共振周波数より低いことを特徴とする、請求項４に記載のスピーカ装置。
6. 前記可変機構は、前記吸着体が配置される第１の空室と、前記板状部材および前記支持部材に接する第２の空室とに前記密閉空室を仕切る第１の仕切板をさらに含み、
   前記第１の仕切板には、前記第１の空室と前記第２の空室とを通気する音孔が形成され、
   前記抑制手段は、
   前記音孔の、カットオフ周波数が前記スピーカユニットの低音再生限界の周波数より低い周波数であるローパスフィルタとして機能し、前記スピーカユニットにおける再生周波数帯域の圧力変化を、前記可変機構に伝えないことでなる、請求項１に記載のスピーカ装置。
7. 前記キャビネットの内部空室は、前記第１および第２の空室に分割された前記密閉空室のみで構成され、
   前記可変機構の板状部材は、少なくとも前記直流成分で変化する前記密閉空室の圧力変化に対して、前記スピーカユニットの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする、請求項６に記載のスピーカ装置。
8. 前記スピーカ装置は、前記第１の空室と接する前記キャビネットに形成された前記第１および第２の開口部と異なる第３の開口部に取り付けられたドロンコーンをさらに備え、
   前記可変機構の板状部材は、少なくとも前記直流成分で変化する前記密閉空室の圧力変化に対して、前記ドロンコーンの振動板より当該密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする、請求項７に記載のスピーカ装置。
9. 前記スピーカ装置は、
   前記スピーカユニットと接し、前記密閉空室に含まれない前記キャビネットの内部空室である第３の空室と、前記第１の空室とを仕切る第２の仕切板と、
   前記第２の仕切板に形成された開口部に取り付けられ、前記スピーカユニットの再生周波数帯域における前記第３の空室の圧力変化を前記第１の空室に伝達する伝達機構と、
   前記キャビネットに設けられ、前記第３の空室をキャビネット外部へ開放するポートとを備え、
   前記伝達機構は、
   振動板と、
   前記第２の仕切板に形成された開口部に固設され、前記スピーカユニットの再生音圧に応じて振動可能に前記振動板を支持するサスペンションとを含み、
   前記可変機構の板状部材は、少なくとも前記直流成分で変化する前記第１および第２の空室の圧力変化に対して、前記伝達機構の振動板より当該第１および第２の空室によって構成される密閉空室の容積が増減する方向へ変位しやすいことを特徴とする、請求項６に記載のスピーカ装置。
10. 前記可変機構の板状部材の面積は、前記伝達機構の振動板の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項９に記載のスピーカ装置。
11. 前記可変機構の支持部材のスティフネスは、前記伝達機構のサスペンションのスティフネスよりも小さいことを特徴とする、請求項９に記載のスピーカ装置。

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