JPH03174900A - ヘッドフォン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こ産業上の利用分野二 本発明はバスレフレックス型電気音響変換装置に関する
。

こ発明の概要： 本発明はバスレフレックス型電気音響変換装置において
、等価質量が等しく、長さが、異なる複数の音響管（以
下ポートと記す）を設けることにより、ポートの共振及
１反共振による再生音の劣化を防止する様にしたちので
ある。

〔従来の技術〕

従来放音手段として、スピーカを内蔵したキャビネット
の内容積を一定に抑えながら限界周波数ｆＬを下げて、
再生音の低域を拡張するために、キャビネットをバスレ
フレックス型とすることが広く行なわれている。

第８図に示すように、バスレフレックス型キャビネット
（１０）は、スピーカ取付面（１０ｆ）　　にポート（
１１）を設け、その等価質量と、キャビネット内の空気
の呈するスティフネスとにより、スピーカユニット（１
）の振動板の背後に放射される音波の位相を反転させて
、スピーカ（１）の前面から放射される音波と位相を揃
えて放射するようにしたものである。

ポート（１１〉の等価質量ｍ（グラム）は、その長さ及
び断面積をそれぞれＬ（ｃｍ）及び５（ａｎｔ）とし、
スピーカユニット（１）の有効半径゛をａ（ｃｍ）とす
るとき、次の（１）式で与えられる。

＝０．０１１８　・ａ’　−Ｌ、／　Ｓ　　　　−・・
・＝（１）ここにり、　＝　Ｌ　＋３．９６Ａ 例えば、口径が６．５ｃｍで、有効半径がａ＝２．５ｃ
ｍノスヒーカユニット（１）に対して、ポート（Ｉｆ）
　（７）長さ及び断面積が次のように設定される。

Ｌ、、＝５．５ｃｍ、　　　Ｓ、＝３．２３ｃｍこの場
合、ポート（１１）の実効長及び等価質量は次の値とな
る。

Ｌ＠＋　１＝７．２Ｃｍ、　　　Ｉｔ　＋　＝１．０３
　ｇその、音圧−周波数特性は第９図の如くなる。

又、第８図に示すように、通常、単一のポートが用いら
れるが、実開昭５３−４９２９号に開示されるように、
それぞれの共振周波数を低音域と中音域とに設定した２
本のポートが用いられる場合もある。

上述ではスピーカを内蔵したスピーカキャビネットにつ
いて説明してか、ヘッドフォンやイヤホーン等の放音手
段においても、例えば、第１０図に示す様に振動板（４
）の前方に耳当て用のロード（７）を有するヘッドフォ
ンユニット（９）のハウジング（８）の後部にポート（
１１）を設けてバスレフレックス型としたものも知られ
ている。この様なヘッドフォンにおいても、ヘッドフォ
ンユニット（９）の振動板の有効半径をａ　（ｃ＋ｒ＋
）　　とし、ポート（１１）の長さをＬ（ｃｍ　）その
断面積を５（ｃｎりとしたときの等価質量ｍ（ダラム）
は第１式を満足する様に設計される。例えは口径が３ｃ
ｍで、有効半径ａ＝１５ｍｍの振動板に対し、ポー）　
（１１）の長さ及び断面積をり。

＝１２ｃｍ、　　Ｓ　＋＋　　＝　７ｍｍ”　としたト
＊ノ音圧−周波数特性は第１１図の如くなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前出（１）式から明らかなように、ポート（
１１）の断面積Ｓを小さく設定すれば、長さしが短くて
も、所要の等価質量ｍを得ることができる。

しかしながら、この場合、ポー）　（１１）の通気抵抗
が大きくなると共に、空気の流速・が大きくなって、い
わゆる風切り音が増大するため、−船釣には、前出の数
値例のように、或程′度の断面積と長さを有するポー）
　（１１）が用いられる。

ところが、ポート（１１）を長くした場合には、中高音
領域でポー）　（１１）内の空気の共振及び反共振が生
じて、再生音の音質を劣化させるという問題があった。

即ち、再生音の波長をλ（ａｍ）、ｎを自然数として り、−２ｎ　　・　λ／４　　　　　　　　　・・・・
・・（２）のときには共振が生じて、キャビネット（１
０）の内部から見たポー）　（１１）の音響インピーダ
ンスが極小となり、第９図及び第１１図に示すように、
音圧−周波数特性の中高域にピーク（６）が現れる。ま
た、Ｌ、＝（２ｎ−１）　λ／４・・・・・・（３）の
ときには反共振が生じて、キャビネット（１０）やハウ
ジング（８）の内部から見たポー）（１１）の音響イン
ピーダンスが極大となり、第９図及び第１１図に示すよ
うに、音圧−周波数特性の中高域にデイツプ（５）が現
れる。

なお、この第９図及び第１１図はポー）　（１１）の出
口の直前て測定した音圧を示す。

ポートの共振周波数ｆ８及び反共振周波数ｆＡは、音速
をことして、次の（４）、　（５）式のように表わされ
る。

ｆｕ＝　２　ｎ　ｃ／　４　Ｌｅ　　　　　　　−・−
−−−（４）ｆＡ＝　　（２ｎ−１）ｃ／４Ｌ、　　・
・・・・・（５）前出の数値例では、 ２λ／４，４λ／４・・・・モードの共振周波数ｆ８　
と、１λ／４，３λ／４・・・・モードの反共振周波数
ｆＡ　とはスピーカシステムにおいては第１表のように
ヘッドフォンシステムにおいては第２表のようになり、
第９図及び１１１図ピーク（６）及びデイツプ（５）と
それぞれ対応する。

第 表 第　　２　　表 かかる点に鑑み、この発明の目的は、ボートの共振及び
反共振による再生音の音質の劣化を防止した電気音響変
換装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、放音手段〔１）を収納するハウジング（１
０）に音響管を有する電気音響変換装置において、ボー
）　（１２）、　（１３）　　を複数本設け、それぞれ
の長さを異ならせると共に、それぞれの等価質量を等し
くした電気音響変換装置である。

〔作用〕

かかる構成によれば、ボートの共振及び反共振による再
生音の音質の劣化が防止される。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照しながら、この発明によ
るバスレフレックス型スピーカ装置の一実施例について
説明する。

この発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図
において、前出第３図に対応する部分には同一の符号を
付ける。

第１図において、（１０〉はキャビネットであって、そ
の前面（１０ｆ）　　に２本のボート（１２）及び（１
３）が適宜の間隔で設けられる。両ポー）　（１２）、
　（１３）　　の実効長及び断面積は次の（６）式及び
（７）式を満足するように設定される。

Ｌ　ｅ　＋□＝（３／２）　Ｌ−１３・・・・・・〔６
〕Ｌ　ｅ　ｌ□／　Ｓ　＋ｚ　＝　Ｌ−１３／　Ｓ　＋
３　　　　　・・・・・・（７）この（７）式と前出（
１）式とを対比して明らかなように、この実施例では、
両ポー）　（１２＞、　（１３）　　の等価質量を等し
く設定している。そして、キャビネッ）　（１０）の内
部から見れば、両ポー）　（１２）、　（１３）　　が
並列となるため、各ボー）　（１２）：　（１３）　　
の等価質量ｍ＋２．　ｍ＋３は、単一に設けられたボー
ト（Ｕ）（第８図参照）の等価質ｌＩｍ　、　、の２倍
とされる。

前述の第８図に示した従来例と同一のスピーカと、同容
積のキャビネットが用いられる場合、ボー　）　（１２
）及び　（１３）の長さ及び断面積は、例えば次のよう
に設定される。

Ｌ　１２　＝４．１１ｃｍ、　　　Ｌ　＋３　＝７．２
Ｃ［ｎＳ＋ｚ＝１．３３０ＴＡＳ１ｓ＝１．９ｅ１！こ
の場合、ボー）　（１２）及び（１３）の実効長及び等
価質量は次の値となる。

Ｌｕ１１　＝５．９ｃｍ、　　　Ｌｅｔｓ　＝８．５ｃ
ｍｍ＋２＝＝２．０４ｇ、　　ｍ＋ｓ＝２．０６ｇまた
、ボー）　（１２）及び（１３）の各モードの共振周波
数ｆ、及び反共振周波数ｆＡ　はそれぞれ次の第３表及
び第４表のようになる。

第 表 第４表 本実施例では、２本のボー）（１２）、　（１３）の実
効長を（６）式に従って設定しているため、短い方のボ
ー　）　（１２）のλ／２モードの共振周波数ｆ１１２
　（１／２）　＝２、８８ｋ　Ｈｚと、長い方のボー）
　（１３）の３λ／４モードの反共振周波数ｆＡｔｓ（
３／４）　＝２．９９ｋＨｚとが等しくなる。

これにより、ボート（１２）のλ／２モードの共振と、
ボー）　（１３）の３λ／４モードの反共振とが相殺さ
れて、第２図の太線に示すように、細線で示す従来例に
比べて、この周波数での大き°なビークがなくなり、再
生音の音質が向上する。

また、第３表及び第４表から′明らかなように、一方の
ボートの共振周波数と他方のボートの反共振周波数とが
ほぼ等しい場合があり、このような周波数においても、
ピーク・デイツプが軽減される。

上述の実施例では、２本のポートを用いているが、３本
以上のポートを用いることも可能である。

一般に、ｋ本のポートを用いる場合、各ポートの実効長
及び断面積をそれぞれ Ｌ＠ｌ＋　　Ｌｓ２・・・・Ｌ−ｔ＝　；　Ｓｔ　、　
　Ｓ−・・・・Ｓ５　として、Ｌ、１＝（３／２）　Ｌ
＠２・・・・＝（３／２）ｋ−’　　Ｌ、　ｋ　・・・
・（８）Ｌｅｔ／　Ｓｌ＝　Ｌ＠２／　Ｓ２”−＝　Ｌ
＊ｉ＋／　Ｓｋ＝　ｋ　”　ｍ。

・・・・（９） のように設定される。但しｍｏ　はポートが１本の場合
の等価質量である。

上述の実施例ではスピーカ装置に本例を適用した場合を
説明したが、第３図及び第４図によって、ヘッドフォン
ユニット（９）にポート（１２）及び（１３）を設けた
場合を説明する。これＩらポー）　（１２）、　（１３
）　（の等価質量ｍ１□′及びｍ１３’を等しくした場
合は第１０図に示した従来例と同一のへッドフオンユニ
ットと同一容積のハウジング（８）が用いられた場合、
ポー）　（１２）及び（１３）の長さ及び断面積は、例
えば次の様に設定される。

Ｌ＋２’　＝　８ｃｍ　　　　Ｌｉ２　　＝１２ｃｍＳ
　１２　　＝２．３ｍｍ”　　　Ｓ　工ｓ　　＝３．４
ｍｍ”この場合ポー）　（１２）内及び（１３）の実効
長及び等価質量は ＬａＩ３　　＝　８　　　　ＬａＩ３　　＝１２．２ｃ
ｍ３１２　　＝２１．２ｇ　　ｍ、３＝２１．４ｇ又、
ポー）　（１２）及び（１３）の各モードの共振周波数
ｆ、及び反共振周波数ｆＡ　はそれぞれ次の第５表及び
第６表のようになる。

第 表 第　　６　　表 本実施例に於ても、２本のポー）　（１２）、　（１３
）　　の実効長を（６）式に従って設定し、短い方のポ
ート（１２）のλ／２モードの共振周波数ｆＲ，’（１
／２）　＝２、１０ｋＨｚ　と、長い方のポート（１３
）の３λ／４モードの反共振周波数ｆ　Ａｌ１（３／４
）　＝２．０９ｋ）ｌｚ　とが等しくなる。

これにより、ポート（１２）のλ／２モードの共振と、
ポート（１３）の３λ／４モードの反共振とが相殺され
て、第４図の太線に示すように、細線で示す従来例に比
べて、この周波数での大きなピークがなくなり、再生音
の音質が向上する。

更に、本発明の他の実施例を第５図乃至第６図について
説明する。第５図乃至第７図は本例をイヤフォンに適用
した場合の具体的構成を示すものである。第５図Ａ、Ｂ
は本例の外観図を、第６図Ａ、Ｂは第５図の要部の断面
図を、第７図Ａ、　Ｂは振動板を取り除いたハウジング
及びポート部分の平面及び側断面図を示すものである。

これら第５図乃至第７図に於て、（２）はイヤフオンユ
ニットであり、音を鼓膜に伝える為に多数の放音孔を穿
った放音板（４）に対向して振動板（３）が設けられ、
この振動板（４）の周りを硬質ゴム等で底型した外耳に
挿入される枠体（１４）によって振動板ユニッ）　（１
５）が構成される。この振動板ユニッ）　（１５）の枠
体（１４）にハウジング（８）が嵌着される様に威され
ている。ハウジング（８）はポリプロピレン等の合成樹
脂で構成され、更に第５図に示す様に第１及び第２のポ
ー）　（１２）及び（１３）が一体に形成されると共に
イヤフォンコード（１６）を取り出すためのイヤフオン
コード取出部（１７）も一体化して構・威されている。

ハウジング（８）は第６図Ａ、Ｂ並に第７図Ａ、Ｂに示
す様に枠体（１４〉に嵌着される喀椀状のカップ部（８
ａ）とこのカップ部（８ａ〉の頂部近傍に設けられた第
１のボー）　（１２）の連通孔（１９）につらなる透孔
（１８）と、同じく透孔（１８）とは異なる位置のカッ
プ部（８ａ）の頂部近傍に設けられ、第２のボー）（１
３）の連通孔（２０）につらなる透孔（２１）が穿たれ
、振動板（３）に接続するイヤフォンコード（１６）は
同じくカップ部　（８ａ）に穿った透孔（２２）を介し
、第２のポート（１３）の連通孔（２０〉を通して、ポ
ート（１３）の−部に取り付けられたイヤフォンコード
取付部（１７）から取り出される。

上述の第６図Ｂ及び第７図Ａに示されている様にカップ
部（８ａ）に穿った透孔（２３〉に挿入された部材（２
４）はスポンジ等の発泡性樹脂から戊るものでハウジン
グ（８）内の等価抵抗を微調整するために設けられたも
ので、カップ部（８ａ）内面に接着剤等で貼着させる様
にしてもよい。上述のイヤフォンユニット（２）の第１
及び第２のポート（１２）及び（１３）の長さ及び断面
積は例えば Ｌ＋２’　＝１２ｍｍ　　　　Ｌ、３＝１８ｍｍＳ、２
＝　２ｍｍ２Ｓ、、　　＝　３＋ｎ＋＋＋”に設定した
ときのボー）　（１２）及び（１３）の実効長及び等価
質量は り、、２　’　１３．４ｍｍ　　　　Ｌ、＋３　’　１
９．７ｍｍｍＢ　’　０．１９０　　ｇ　　　ｍ、３’
　０．１８６　　ｇとなり、ポート（１２）のλ／２モ
ードの共振とポート（１３）の３／４λモードの反共振
が略１２．７ｋＨｚ　となって相殺され、周波数特性の
改善が威され、共振、反共振による音質劣化を防止する
ことが出来るものが得られる。上述の各実施例では２本
のポートについて説明したが、２本以上の複数ボートを
設けることも出来、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々に変更し得ることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上詳述した様に、本発明によれば、等価質量が等しく
、長さが異なる複数のポートを設けるようにしたので、
ポートの共振及び反共振による再生音の音質の劣化を防
止することが・できる電気音響変換装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１ｖ！Ｊは本発明による電気音響変換装置をバスレフ
レックス型スピーカキャビネットに適用した一実施例を
示す構成図、第２図は第１図に示す発明の一実施例の特
性を示す線図、第３図は本発明による電気音響変換装置
をヘッドフォン或はイヤフォンに適用した場合の原理構
成図、第４図は本発明による電気音響変換装置の一実施
例の特性を示す線図、第５図は本発明の電気音響変換装
置をイヤフォンに適用した一実施例の構成を示す斜視図
、第６図は第１図の要部の断面図、第７図はハウジング
部分の側面及び側断面図、第８図は従来のバスレフレッ
クス型スピーカ装置の構成例を示す斜視図、第９図は第
８図の特性を示す線図、第１０図は従来のバスレフレッ
クス型ヘッドフォンの構成例を示す斜視図、第１１図は
第１０図の特性を示す線図である。 （１）はスピーカユニット、（８）はハウジング、（１
０）はキャビネット、（１１）、　（１２）、　（１３
）はポートである。 代　　理　　人　　　　　松　　隈　　秀　　盛ハウシ
゛ンク“ｔｎヂ面ｉひイβダＷｒ面出第７図 ２　イＪｒ７ｔ７１ニヅト 実’＆Ｆ嫁ブの夕ＦＭ５η 第５図 更 超 断 面 第８　図 ４１ぢ４ミイタリ／′ｊ弁士４Ｌ 第９図 従米例 第１０図 従兼のｆ）痔梓 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放音手段を収納するハウジングに音響管を有する電気音
   響変換装置において、 上記音響管を複数本設け、それぞれの長さを異ならせる
   と共に、それぞれの等価質量を等しくしてなる音響変換
   装置。