JP6340974B2

JP6340974B2 - 音響装置

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Publication number: JP6340974B2
Application number: JP2014146569A
Authority: JP
Inventors: 三木　晃; 晃三木; 安生塩澤; 博文鬼束
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Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2018-06-13
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Also published as: JP2016025410A

Description

この発明は、スピーカ等の音響装置に関する。

スピーカ等の音響装置は、壁面に囲まれた空間を内包する筐体を有している。この空間内に固有周波数の音波が放射されると、いずれかの対向する壁面の一方の壁面から他方の壁面に進む音波と他方の壁面から一方の壁面に進む音波とが合わさって、筐体内に音の定在波が発生する。

特開２０１３−７０３６２号公報

筐体内に発生する定在波は、音響装置の音響特性に悪影響を及ぼす。このため、このような定在波を抑制したい。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、筐体内に発生する音の定在波を低減することができる音響装置を提供することを目的としている。

この発明は、少なくとも一対の対向面に囲まれた空間を内包し、開口部を有する筐体と、両端が開口し、前記筐体の開口部に設けられて前記筐体の内外の空間を連通させる音響管であって、前記筐体内に発生する定在波の波長の略半波長の管長を有し、前記筐体内の空間に開口する内側開口端を前記定在波の音圧の略腹の位置に配置した音響管と、を具備することを特徴とする音響装置を提供する。

この発明によれば、音響管の内側開口端は、筐体内に発生する定在波の音圧の略腹の位置に配置されるため、この内側開口端付近の媒質は、当該筐体内の定在波によって加振される。音響管の内部を伝って内側開口端から反対の開口端に進行する音波は、当該反対の開口端において位相が反転して反射する。一方、内側開口端付近から筐体内を伝って一方の対向面から他方の対向面に進行する音波は、当該他方の対向面において同相のまま反射する。そして、内側開口端の付近に到達した音響管内の反射波と同筐体内の反射波とが重ねあわされる。その結果、筐体内の定在波は緩和される。すなわち、本音響装置によれば、簡単な構成により、筐体内に発生する音の定在波を低減することができる。

筐体内に発生する音の定在波を抑制する技術の例として、特許文献１の技術がある。特許文献１の技術は、両端が開口している音響管の両端を筐体内の所定の位置に配置することにより、管共鳴を利用して筐体内の定在波を抑制するものである。これに対して、本音響装置では、両端が開口している音響管を介して筐体の内外の空間を連通させており、音響管の一方の端は、筐体内の所定の位置に配置され、他方の端は、筐体外の空間に開口している。すなわち、本音響装置は、音響管の開口端の位置が特許文献１の音響装置と異なる。このため、本音響装置は、特許文献１の技術とは全く異なるものである。

この発明による音響装置の第１実施形態であるスピーカ１の構成を示す平面透視図である。同スピーカ１の筐体１０内に発生する音の定在波の例を示す図である。同スピーカ１の設計例を示す図である。同スピーカ１の周波数特性のシミュレーション条件を示す図である。同スピーカ１の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。同スピーカ１の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。この発明による音響装置の第２実施形態であるスピーカ１Ａの構成を示す平面透視図である。この発明による音響装置の第３実施形態であるスピーカ１Ｂの構成を示す平面透視図である。この発明による音響装置の第４実施形態であるスピーカ１Ｃの構成を示す平面透視図である。この発明による音響装置の第５実施形態であるスピーカ１Ｄの構成を示す平面透視図である。この発明による音響装置の第６実施形態であるスピーカ１Ｅの構成を示す平面透視図である。この発明による音響装置の第７実施形態であるスピーカ１Ｆの構成を示す平面透視図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明による音響装置の第１実施形態であるスピーカ１の構成を示す平面透視図である。スピーカ１の筐体１０は、壁面１０Ｆ、１０Ｕ、１０Ｄ、１０Ｌ、１０Ｒおよび１０Ｂにより囲まれた直方体形状の筐体である。図１では、この筐体１０の上壁面１０Ｕを透かして筐体１の内部の構成が示されている。筐体１の前の壁面１０Ｆには、音響放射面をスピーカ１の外側に向けてスピーカユニット２０が固定されている。スピーカユニット２０は、スピーカ１における音の発生源としての役割を果たす装置である。

本実施形態によるスピーカ１は、音響管３０を有する。音響管３０は、両端が開口した中空の管体である。例えば、音響管３０の形状は、円筒形状である。音響管３０は、筐体１０内に収容されている。音響管３０の開口端３１は、左壁面１０Ｌの開口部に固定されている。筐体１０内の空間Ｓと筐体１０外の空間とは、音響管３０の内側の空間を介して連通している。

本実施形態による音響管３０は、バスレフポートとして機能する。すなわち、音響管３０は、ヘルムホルツ共鳴器におけるネックであり、筐体１０とともにヘルムホルツ共鳴器を構成している。より詳細には、音響管３０は、音響管３０の開口面の面積、音響管３０に連通した筐体１０の容積、音響管３０の長さにより決定されるヘルムホルツ共鳴周波数の音（例えば低音）を増強する。

ところで、筐体１０内の空間Ｓの各種固有周波数は、互いに対向する壁面間の距離、すなわち、前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間の距離、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離、上下の壁面１０Ｕおよび１０Ｄ間の距離により定まる。スピーカユニット２０から空間Ｓにその固有周波数と同じ周波数の音波が伝わった場合、いずれかの対向する壁面における一方の壁面から他方の壁面へ進む音波と他方の壁面から一方の壁面へ進む音波とが合わさって、壁面間の距離の２／ｋ（ｋ＝１，２…）倍の波長λ_ｋ（ｋ＝１，２…）を持った定在波ＳＷ_ｋ（ｋ＝１，２…）が発生する。音響管３０は、このようにして筐体１０内に発生する音の定在波を低減する役割も担う。

音響管３０は、筐体１０内に発生する音の定在波を減衰させるために、以下の条件１〜３を満たすように設けられている。
（条件１）：音響管３０は、空間Ｓ内における抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋの波長の略半波長の管長を有すること。より好適には、音響管３０は、空間Ｓ内における抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋのうちの最も低次の定在波ＳＷ_１の波長の略半波長の管長を有すること。具体的には、音響管３０の管長Ｌｐｏｒｔ（音響管３０と空間Ｓとの境界面から音響管３０と筐体１０の外部の空間との境界面までの長さ：図１参照）が、互いに対向する壁面間の距離Ｌｃａｂに略等しいこと。
（条件２）：音響管３０の一端は、筐体１０の外部の空間に開口していること。
（条件３）：音響管３０の他端は、空間Ｓ内における抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋの音圧の略腹の位置に配置されること。この音響管３０の他端は、抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋのうち最も低次のものの音圧の略腹の位置に配置されるのが好ましい。具体的には、音響管３０の他端は、抑圧対象の定在波を発生させる壁面の近傍の位置に配置されるのが好ましい。

図１の例では、音響管３０の管長Ｌｐｏｒｔは、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離Ｌｃａｂに略等しくなっている。また、音響管３０の開口端３１は、筐体１０の左壁面１０Ｌの開口部に固定されて筐体１０の外部の空間に開口しており、音響管３０の開口端３２は、右壁面１０Ｒの内側の面の近傍に位置している。すなわち、図１に示す音響管３０は、筐体１０の左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する定在波を減衰させる。

なお、空間Ｓに開口する開口端（本実施形態では開口端３２）を内側開口端（あるいは内側端）と呼ぶ。また、本明細書において、音圧の略腹の位置とは、抑圧対象の定在波の音圧の腹の位置を中心として、その抑圧対象の定在波の波長の±１０％程度の範囲を言うこととする。この意味によれば、壁面の近傍とは、壁面から抑圧対象の定在波の波長の１０％程度離れた位置までの範囲を言うこととする。また、音響管３０は、空間Ｓ外の空気を空間Ｓ内に流入させ、空間Ｓ内の空気を空間Ｓ外に流出させる。このため、壁面の近傍の意味する範囲は、この空気の流入および流出を考慮するとなお良い。具体的には、壁面の近傍とは、音響管３０の側壁を内側開口端から壁面まで延長したときの当該延長した側壁部分の表面積が内側開口端の開口面の面積と同程度になるときの内側開口端と壁面との間の距離を含む、という具合である。当該延長した側壁部分および内側開口端の開口面を通って空気が空間Ｓの内外に移動するからである。また、管長が抑圧対象の定在波の波長の略半波長の長さとは、抑圧対象の定在波の波長の半波長よりも抑圧対象の定在波の波長の１０％程度短い長さから、抑圧対象の定在波の波長の半波長よりも抑圧対象の定在波の波長の１０％長い長さまでの範囲を言うこととする。

この構成において、音響管３０は、抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋを抑制する。その理由は次のとおりである。図２は、筐体１０内に発生する音の定在波の例を示す図である。図２では、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する最も低次の定在波ＳＷ_１を例示している。空間Ｓ内において定在波ＳＷ_ｋが発生した場合、音響管３０の開口端３２付近の媒質（空気）は、定在波ＳＷ_ｋの腹の位置の音圧変化によって加振される。本実施形態では、開口端３２が右壁面１０Ｒの近傍に配置されているため、開口端３２付近の媒質は、主に左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する最も低次の定在波ＳＷ_１の腹の音圧変化によって加振される。これにより、音響管３０の内部では、開口端３２から開口端３１に向かう進行波が発生する。それと同時に、空間Ｓでは、開口端３２から各壁面へ向かう進行波が発生する。例えば、壁面１０Ｌへ向かう進行波が発生する。

音響管３０内の進行波は、音響管３０内を伝わって、開口端３１に到達する。開口端３１は筐体１０の外部の空間に開口しているため、開口端３１付近では音響インピーダンスが大きく変化している。このため、進行波が開口端３１に到達すると、開口端３１において反射波が発生する。開口端３１における反射は開口端反射であるため、反射波は、進行波に対して位相の反転したものとなる。この反射波は、音響管３０内を伝わって、加振源である開口端３２付近に到達する。

一方、筐体１０内の進行波のうちの一部は、空間Ｓを伝わって、壁面１０Ｌへ伝わる。進行波が壁面１０Ｌへ到達すると、壁面１０Ｌにおいて反射波が発生する。壁面１０Ｌにおける反射は剛壁による反射であるため、反射波の位相は、進行波と同相となる。この反射波は、空間Ｓを伝わって、加振源である開口端３２付近に到達する。

音響管３０の管長Ｌｐｏｒｔと左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離Ｌｃａｂが略等しいため、開口端３１による反射波と、左壁面１０Ｌによる反射波とは、ほぼ同時刻に加振源である開口端３２付近に到達する。そして、開口端３１による反射波の位相と壁面１０Ｌによる反射波の位相とは互いに逆相であるため、開口端３２付近の位置では、開口端３１による反射波と壁面１０Ｌによる反射波とが重ねあわされて音圧が弱められる。従って、開口端３２付近の位置では、抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋ、主に抑圧対象の定在波ＳＷ_ｋのうちの最も低次の定在波ＳＷ_１の音圧分布が緩和される。

図３は、本実施形態のスピーカ１の設計例を示す図である。図３の例では、本実施形態のスピーカ１の筐体１０の内寸は、従来のスピーカと同じ寸法である。また、従来のスピーカの音響管の長さは２３０ｍｍである。これに対して、本実施形態のスピーカ１では、音響管３０の長さを３００ｍｍとしている。これは、音響管３０の長さを筐体１０の左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離３１０ｍｍに略等しくするためである。また、従来のスピーカの音響管の直径は７６ｍｍである。これに対して、本実施形態のスピーカ１では、音響管３０の直径を８８ｍｍとしている。その結果、本実施形態のスピーカ１も従来のスピーカと同じヘルムホルツ共鳴周波数４６Ｈｚを有する。すなわち、本実施形態のスピーカ１は、現実的な寸法および形状で実現することができる。

次に、発明者は、シミュレーションにより本実施形態のスピーカ１の周波数特性を確認した。図４は、シミュレーション条件を示す図である。図４（Ａ）は、シミュレーションを行った３つのモデルＭｏｄｅｌ−１〜Ｍｏｄｅｌ−３の各寸法を示したものである。図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）は、Ｍｏｄｅｌ−１〜Ｍｏｄｅｌ−３の各々の透視図である。図４（Ｅ）は、筐体の幅内寸Ｗ、高さ内寸Ｈおよび奥行内寸Ｄの位置を示す図である。図４に示すＭｏｄｅｌ−１は、本実施形態によるスピーカ１のシミュレーション条件例を示している。Ｍｏｄｅｌ−１と図３のスピーカ１の設計例とは、シミュレーションの都合により筐体の内寸等が若干異なっているが、上記条件１〜３を満たす点において同じである。Ｍｏｄｅｌ−２は、筐体の形状（筐体の幅内寸Ｗ、高さ内寸Ｈおよび奥行内寸Ｄ）、筐体の容積Ｃおよび音響管の長さＬがＭｏｄｅｌ−１と同じであるが、音響管の内側端の位置がＭｏｄｅｌ−１と異なる。Ｍｏｄｅｌ−１では、音響管の内側端は、筐体の壁面近傍に位置しているが、Ｍｏｄｅｌ−２では、音響管の内側端は、筐体の中央近傍に位置している。Ｍｏｄｅｌ−３は、筐体の容積ＣがＭｏｄｅｌ−１と同じであるが、筐体の形状がＭｏｄｅｌ−１と異なる。Ｍｏｄｅｌ−１およびＭｏｄｅｌ−２は、筐体が比較的立方体に近い形状であるのに対して、Ｍｏｄｅｌ−３は、筐体の幅内寸Ｗおよび高さ内寸Ｈが短く奥行内寸Ｄ（音響管の長手方向の寸法）が長い形状である。また、Ｍｏｄｅｌ−３では、音響管の内側端は筐体の中央近傍に位置している。

図５および図６は、図４のシミュレーション条件により行ったシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションでは、筐体に固定されるスピーカユニットに所定レベルのホワイトノイズを入力した場合の筐体内部の音圧の周波数特性を求めた。図５において、Ｍ１は、図４のＭｏｄｅｌ−１の筐体内部の音圧の周波数特性を示しており、Ｍ２は、図４のＭｏｄｅｌ−２の筐体内部の音圧の周波数特性を示している。図５に示すように、音響管の内側端を壁面近傍に配置した場合の周波数特性Ｍ１と、音響管の内側端を筐体の中央近傍に配置した場合の周波数特性Ｍ２の両方において、図３のヘルムホルツ共鳴周波数４６Ｈｚに相当する周波数６０Ｈｚ付近にヘルムホルツ共鳴の大きなピークを有する。すなわち、本実施形態によるスピーカ１は、従来のバスレフスピーカと同様に低音を適切に増強している。さらに、図５に示すように、周波数特性Ｍ２では、周波数９４４Ｈｚ付近に１０６ｄＢ程度の１次音響モードのピークが発生する。これに対して、周波数特性Ｍ１では、１次音響モードのピークの周波数が、８８０Ｈｚ程度と９９０Ｈｚ程度の２つの周波数に分かれる。これは、筐体の１次音響モードと音響管の１次音響モードが連成することにより生じる。そして、これら２つの周波数付近のピークは、それぞれ１０２ｄＢ程度に低減されている。このように、本実施形態によるスピーカ１では、１次音響モード、すなわち、最も低次の定在波の音圧が緩和される。

図６において、Ｍ１は、図５のそれと同じである。一方、図６において、Ｍ３は、図４のＭｏｄｅｌ−３の筐体内部の音圧の周波数特性を示している。図６に示すように、周波数特性Ｍ１と、筐体の形状を変えた場合の周波数特性Ｍ３の両方において、周波数６０Ｈｚ付近にヘルムホルツ共鳴の大きなピークを有する。また、図６に示すように、周波数特性Ｍ３では、周波数４５３Ｈｚ付近に１０２ｄＢ程度の１次音響モードのピークが発生する。これに対して、周波数特性Ｍ１では、周波数４５３Ｈｚ付近にはピークが発生しない。また、周波数特性Ｍ３では、１次よりも高次の音響モードのピークも多数発生している。これに対して、周波数特性Ｍ１では、１次よりも高次の音響モードは、周波数特性Ｍ３に比べ少ない。

以上のように、本実施形態によるスピーカ１によれば、簡単な構成により、筐体１０内に発生する音の定在波を低減することができる。また、本実施形態の音響管３０は、バスレフポートとしての役割と、筐体１０内の定在波を低減する役割の両方を果たす。従って、本実施形態によれば、簡単な構成により、低音を適切に増強し、かつ、筐体１０内に発生する音の定在波を低減することができる。また、本実施形態によれば、従来のバスレフスピーカに筐体１０内の定在波を低減する音響管を別個に設ける態様に比べ、部品点数を削減することができる。このため、本実施形態によれば、従来のバスレフスピーカと同程度の製造工程および製造コストで、スピーカに筐体１０内の定在波を低減する機能を付加することができる。なお、本実施形態では、筐体１０の左右方向の定在波を抑圧する例を示したが、抑圧対象はこれに限られない。例えば、筐体１０の前後方向の定在波や上下方向の定在波を抑圧するように音響管を配置しても良い。

なお、従来のバスレフポートを有するバスレフスピーカでは、バスレフポート（音響管）の管長を筐体内の定在波の波長の略半波長にするという思想や、バスレフポートの内側端を筐体内の定在波の音圧の略腹の位置に配置するという思想はない。従って、本音響装置は、従来のバスレフスピーカとは全く異なるものである。

＜第２実施形態＞
図７は、この発明の第２実施形態によるスピーカ１Ａの構成を示す透視図である。本実施形態によるスピーカ１Ａは、音響管３０に代えて音響管３０Ａを有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。

音響管３０Ａは、一方の開口端３２Ａから他方の開口端３１Ａに至る途中において９０度屈曲したＬ字形状をなしている。本実施形態における抑圧対象の定在波は、第１実施形態と同様に、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する最も低次の定在波である。このため、音響管３０Ａの管長は、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離に略等しくなっている。なお、音響管３０Ａの管長とは、当該音響管３０Ａの中心となる線（中心軸）の開口端３２Ａから開口端３１Ａまでの長さのことである。音響管３０Ａは、筐体１０外に配置されている。音響管３０Ａの開口端３２Ａは、筐体１０外の空間に開口している。音響管３０Ａの内側開口端である開口端３１Ａは、後ろの壁面１０Ｂの右壁面１０Ｒ寄りの開口部に固定されている。すなわち、開口端３１Ａは、筐体１０を構成する複数対の対向面のうちの一対の対向面（例えば前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ）の一方の面（例えば後ろの壁面１０Ｂ）と、他の一対の対向面（例えば左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ）の一方の面（例えば右壁面１０Ｒ）とが交差する位置（以下、筐体の角という）に配置されている。

本実施形態では、内側開口端の開口面の延長面が抑圧対象の定在波を発生させる左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒに交差するように内側開口端が配置されている。具体的には、内側開口端である開口端３１Ａは、音圧の腹の位置である右壁面１０Ｒの近傍の位置において、開口端３１Ａの開口面の延長面が右壁面１０Ｒに垂直に交差するように配置されている。このような姿勢で内側開口端が配置されても、内側開口端が音圧の略腹の位置に配置される点においては変わらない。また、音響管３０Ａがその長手方向の途中において屈曲していても、筐体１０内の定在波を低減する機能に影響を及ぼさない。

このように、音響管３０Ａは、第１実施形態において示した条件１〜３を満たす。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、開口端３１Ａを右壁面１０Ｒに垂直に配置したことにより、音響管３０Ａを介して空間Ｓ内に空気が滑らかに流入し空間Ｓ外に空気が滑らかに流出する。このため、音響管３０Ａを介して空間Ｓ内に流入する空気の移動や空間Ｓ外に流出する空気の移動に起因する異音（いわゆる風切り音）を、第１実施形態に比べ、低減することができる。また、筐体の角は、複数の対向面の各々の定在波の音圧の腹になる。本実施形態では、内側開口端を筐体の角に配置しているため、壁面の中央付近に内側開口端を配置した態様に比べ、筐体内の定在波をより低減することができる。また、本実施形態の音響管３０Ａは、その長手方向の途中において屈曲している。このため、音響管をまっすぐに筐体１０外に突出させる態様に比べ、スピーカ１Ａをコンパクトにすることができる。

＜第３実施形態＞
図８は、この発明の第３実施形態によるスピーカ１Ｂの構成を示す透視図である。本実施形態によるスピーカ１Ｂは、音響管３０に代えて音響管３０Ｂを有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。

音響管３０Ｂは、一方の開口端３２Ｂから他方の開口端３１Ｂに至る途中において１８０度屈曲したＵ字形状をなしている。本実施形態における抑圧対象の定在波は、第１実施形態と同様に、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する最も低次の定在波である。このため、音響管３０Ｂの管長は、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の距離に略等しくなっている。なお、音響管３０Ｂの管長とは、当該音響管３０Ｂの中心となる線（中心軸）の開口端３２Ｂから開口端３１Ｂまでの長さのことである。音響管３０Ｂは、筐体１０内に配置されている。開口端３１Ｂは、左壁面１０Ｌの開口部に固定され、筐体１０外の空間に開口している。内側開口端である開口端３２Ｂは、開口端３１Ｂが固定されている左壁面１０Ｌの近傍に配置されている。左壁面１０Ｌは、抑圧対象の定在波の音圧の腹の位置である。

このように、音響管３０Ｂは、第１実施形態において示した条件１〜３を満たす。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第４実施形態＞
図９は、この発明の第４実施形態によるスピーカ１Ｃの構成を示す透視図である。本実施形態によるスピーカ１Ｃは、音響管３０に代えて音響管３０Ｃａおよび３０Ｃｂを有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。

音響管３０Ｃａおよび３０Ｃｂは、筐体１０内に配置されている。音響管３０Ｃａは、音響管３０Ｃａの直径が音響管３０よりも少し小さい点において音響管３０と異なるが、その他は音響管３０と同様である。音響管３０Ｃａは、第１実施形態において示した条件１〜３を満たしている。

一方、音響管３０Ｃｂは、管長が音響管３０Ｃａよりも短い音響管である。例えば、音響管３０Ｃｂの管長は、音響管３０Ｃａの管長の半分程度である。音響管３０Ｃｂの一方の開口端３１Ｃｂは、左壁面１０Ｌの開口部に固定されている。音響管３０Ｃｂの他方の開口端３２Ｃｂは、空間Ｓの中央付近において開口している。すなわち、音響管３０Ｃｂは、上記条件１〜３を満たしていない通常のバスレフポートである。本実施形態では、音響管３０Ｃａの開口面の面積、音響管３０Ｃａの管長、音響管３０Ｃｂの開口面の面積、音響管３０Ｃｂの管長、および筐体１０の容積から決定されるヘルムホルツ共鳴周波数の音が増強される。

このように、本実施形態によるスピーカ１Ｃは、バスレフポートとしての役割と、筐体１０内の定在波を低減する役割の両方を果たす音響管３０Ｃａと、通常のバスレフポートとしての役割を果たす音響管３０Ｃｂを混在させたものである。この態様においても、音響管３０Ｃａは、上記条件１〜３を満たすため、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、内側開口端を筐体内の定在波の音圧の略腹の位置に配置させることによって音響管の管長が長くなり、所定のヘルムホルツ共鳴周波数を得るために音響管の開口面の面積を大きくする必要がある場合、本実施形態のように、筐体内の定在波を低減する役割を兼ねる音響管と通常のバスレフポートとを設けることにより、個々の音響管の開口面の面積が大きくなるのを抑えることができる。なお、筐体内の定在波を低減する役割を兼ねる音響管を複数設けても良い。

＜第５実施形態＞
図１０は、この発明の第５実施形態によるスピーカ１Ｄの構成を示す透視図である。本実施形態によるスピーカ１Ｄは、音響管３０に加えて音響管３０Ｄをさらに有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。

本実施形態における抑圧対象の定在波は、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する最も低次の定在波と前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間に発生する最も低次の定在波である。音響管３０は、第１実施形態と同様に、左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間の定在波を抑圧するための音響管である。音響管３０Ｄは、前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間の定在波を抑圧するための音響管である。音響管３０Ｄは、両端が開口した中空の管体であり、筐体１０内に収容される。音響管３０Ｄの管長は、前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ管の距離に略等しくなっている。開口端３１Ｄは、後ろの壁面１０Ｂの開口部に固定され、筐体１０外の空間に開口している。内側開口端である開口端３２Ｄは、前の壁面１０Ｆの近傍に配置されている。すなわち、音響管３０Ｄは、前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間の定在波に対して第１実施形態において示した条件１〜３を満たす。また、音響管３０Ｄは、スピーカユニット２０を避けて設けられている。例えば、音響管３０Ｄは、スピーカユニット２０よりも上方に位置している。

このように、本実施形態においても、上記条件１〜３を満たす音響管３０および３０Ｄを有するため、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、複数方向の定在波、すなわち、筐体１０の左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒ間に発生する定在波と、筐体１０の前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間に発生する定在波の両方が低減される。このため、本実施形態のスピーカ１Ｄは、第１実施形態に比べ、筐体１０内の定在波をより低減することができる。なお、抑圧対象の組み合わせは、筐体１０の左右方向と前後方向の組み合わせに限られない。例えば、筐体１０の左右方向と上下方向の両方向の定在波を抑圧するようにしても良いし、筐体１０の左右方向、前後方向および上下方向のすべての方向の定在波を抑圧するようにしても良い。

＜第６実施形態＞
図１１は、この発明の第６実施形態によるスピーカ１Ｅの構成を示す透視図である。図１１では、左壁面１０Ｌを透かして筐体１０の内部の構成が側面から示されている。本実施形態によるスピーカ１Ｅは、音響管３０に代えて音響管３０Ｅを有し、さらにスピーカユニット２１を有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。

スピーカユニット２１は、スピーカユニット２１の振動板が筐体１０内の空間Ｓに開放されていない音源である。スピーカユニット２１は、例えば、高音域の音の発生源としての役割を果たすツイータである。スピーカユニット２１は、前の壁面１０Ｆに音響放射面をスピーカ１の外側に向けて固定されている。また、スピーカユニット２１は、スピーカユニット２０の上方に固定されている。スピーカユニット２１の厚さは、前の壁面１０Ｆの厚さと同程度である。

音響管３０Ｅは、両端が開口した中空の管体であり、筐体１０内に収容される。音響管３０Ｅの管長は、前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間の距離に略等しくなっている。開口端３１Ｅは、後ろの壁面１０Ｂの開口部に固定されて、筐体１０外の空間に開口している。内側開口端である開口端３２Ｅは、スピーカユニット２１の背面近傍に位置している。スピーカユニット２１の厚さが前の壁面１０Ｆの厚さと同程度であるため、スピーカユニット２１の背面近傍の位置は、音圧の略腹の位置である。音響管３０Ｅは、筐体１０の前後の壁面１０Ｆおよび１０Ｂ間に発生する定在波を減衰させる。

このように、音響管３０Ｂは、第１実施形態において示した条件１〜３を満たす。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、スピーカユニット２１の振動板が空間Ｓに開放されていないため、開口端３２Ｅをスピーカユニット２１の背面近傍に配置しても、音響管３０Ｅは、スピーカユニット２１の動作によって影響を与えられない。

＜第７実施形態＞
図１２は、この発明の第７実施形態によるスピーカ１Ｆの構成を示す透視図である。本実施形態によるスピーカ１Ｆは、音響管３０に代えて音響管３０Ｆを有する点において第１実施形態によるスピーカ１と異なる。音響管３０Ｆは、音響管３０Ｆの両端付近の形状を、音響管３０Ｆの内壁により囲まれた空間が音響管３０Ｆの中央側から両端に進むに従って放射状に徐々に広がる形状（以下、フレア形状という）にした点において音響管３０と異なる。

このように、音響管３０Ｆの両端の形状をフレア形状にすることにより、音響管３０Ｆを介した空気の流入および流出をより滑らかにすることができ、風切り音を低減することができる。また、本実施形態のスピーカ１Ｆは、音響管３０Ｆの両端の形状をフレア形状にした点を除いて、第１実施形態と同様であるため、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の各実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）上記各実施形態の音響管３０〜３０Ｆの内壁に、音響管３０〜３０Ｆを通過する音のエネルギーを減少させるような構造を設けても良い。例えば、音響管の内壁面の粗さを粗くする、という具合や、音響管の内壁面に吸音材を貼り付ける、という具合である。このような態様にすることにより、筐体１０内に発生する定在波をさらに低減することができる。

（２）音響管を筐体外に配置し、音響管の内側開口端を抑圧対象の定在波を発生させる壁面の開口部に固定しても良い。この態様においても上記各実施形態と同様の効果が得られる。

（３）上記第１実施形態の音響管３０の内側開口端は、抑圧対象の定在波を発生させる左右の壁面１０Ｌおよび１０Ｒのうちの右壁面１０Ｌに対向するように開口していた。しかし、内側開口端は、内側開口端の開口面の延長面が抑圧対象の定在波を発生させる壁面に交差するように開口していても良い。例えば、第１実施形態のスピーカ１において、音響管３０が開口端３２付近でＬ字状に屈曲しており、開口端３２がその開口面と右壁面１０Ｒとが直交するような状態で配置される、という具合である。内側開口端が抑圧対象の定在波を発生させる壁面の近傍に配置されていれば、第１実施形態と同様の効果が得られるからである。

（４）上記各実施形態のスピーカ１〜１Ｆでは、音響管３０〜３０Ｆが筐体１０に固定されていた。しかし、スピーカは、音響管の管長を維持しつつ、音響管の内側開口端の位置を調整する機構を有しても良い。例えば、第１実施形態の音響管３０を当該音響管３０の長手方向にスライドさせる、という具合である。この態様によれば、筐体１０の壁面から最も適切な位置に音響管３０の内側開口端が位置するように調整することができる。これにより、風切り音を適切に抑えつつ、筐体１０内に発生する定在波を低減することができる。また、第２実施形態のスピーカ１Ａのように、音響管の内側開口端が筐体の壁面の開口部に固定される態様においても、以下に例示するようにして、音響管の管長を維持しつつ、音響管の内側開口端の位置を調整することができる。例えば、筐体の壁面には、開口位置が異なる複数の開口部が設けられており、ユーザは、これら複数の開口部のなかから選択した開口部に音響管を内側開口端側から取り付け、選択されなかった開口部にその開口部を塞ぐ栓を取り付ける、という具合である。この態様では、ユーザが音響管を他の位置の開口部に付け替えることで、音響管の内側開口端の位置を変えることができる。この態様においても第２実施形態と同様の効果が得られる。また、音響管をその長手方向にスライドさせる態様と、複数の開口部のなかから音響管を取り付ける開口部を選択する態様とを組み合わせても良い。

（５）上記第１、３〜７実施形態のスピーカ１、１Ｂ〜１Ｆでは、音響管３０、３０Ｂ〜３０Ｆを筐体１０内に収容しており、上記第２実施形態のスピーカ１Ａでは、音響管３０Ａを筐体１０外に配置していた。しかし、音響管は、その長手方向の途中において屈曲して筐体内から筐体外に突出し、その先端に進むに従って再度筐体内に収容されても良い。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ…スピーカ、１０…筐体、１０Ｆ，１０Ｕ，１０Ｄ，１０Ｌ，１０Ｒ，１０Ｂ…壁面、２０，２１…スピーカユニット、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃａ，３０Ｃｂ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ…音響管、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃａ，３１Ｃｂ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃａ，３２Ｃｂ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ…開口端。

Claims

少なくとも一対の対向面に囲まれた空間を内包し、開口部を有する筐体と、
両端が開口し、前記筐体の開口部に設けられて前記筐体の内外の空間を連通させる音響管であって、前記筐体内に発生する定在波の波長の略半波長の管長を有し、前記筐体内の空間に開口する内側開口端を前記定在波の音圧の略腹の位置に配置した音響管と、
を具備することを特徴とする音響装置。
前記管長を前記対向面のうちのいずれか一対の対向面間の距離に略等しくし、前記内側開口端を当該一対の対向面のいずれか一方の面の近傍の位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
前記筐体が内包する空間は、複数対の対向面によって囲まれており、
前記複数対の対向面のうちの一対の対向面の一方の面と、前記複数対の対向面のうちの他の一対の対向面の一方の面とが交差する位置に前記内側開口端を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。