特開 2025-18258 音響装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025018258

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】音響装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/02 20060101AFI20250130BHJP

【ＦＩ】

H04R1/02 101B

H04R1/02 102B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023121815

(22)【出願日】2023-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 亮

【テーマコード（参考）】

5D017

【Ｆターム（参考）】

5D017AD12

5D017AE18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】シートに設置されて、着座している聴取者の耳に、低い周波数帯域で強調した音圧を与える音響装置を提供する。
【解決手段】音響装置１０は、エンクロージャ１１とスピーカユニット２０がシートバック２の内部に固定され、エンクロージャ１１から延びるダクト１２の開口部１２ｂが聴取者６の耳Ｅに向けられている。エンクロージャ１１とダクト１２とで構成されるヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数が、スピーカユニット２０の振動部の質量とダクト１２内の空気の負荷質量とを含む振動系質量の共鳴周波数よりも高い帯域に設定され、スピーカユニット２０の振動板からの直線距離Ｌｓよりも、ダクト１２の開口部１２ｂからの直線距離Ｌｄが近い位置に、聴取位置が設定されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンクロージャと、前記エンクロージャの内部空間に連通するダクトと、前記エンクロージャの内部と前記エンクロージャの外部とに向けて互いに逆位相の音圧を与えるスピーカユニットと、を有する音響装置において、
少なくとも前記エンクロージャと前記スピーカユニットとがシートに固定されており、
前記エンクロージャと前記ダクトとで構成されるヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄが、前記スピーカユニットの振動部の質量とダクト内の空気の負荷質量とを含む振動系質量の共鳴周波数Ｆ０よりも高い帯域に設定され、
前記スピーカユニットの振動板からの直線距離Ｌｓよりも、前記ダクトの開口部からの直線距離Ｌｄが近い位置に、聴取位置が設定されていることを特徴とする音響装置。

【請求項2】

前記スピーカユニットおよび前記エンクロージャがシートバック内またはシートクッション内に収納されており、
前記エンクロージャの内部に与えられる音圧と逆位相の音圧が前記スピーカユニットからシートに着座した聴取者に向けられ、前記ダクトの前記開口部が着座者の耳の近くに開口している請求項1記載の音響装置。

【請求項3】

前記ダクトはフレキシブルホースであり、少なくとも一部が前記シートバックに収納されている請求項２記載の音響装置。

【請求項4】

前記振動系質量の共鳴周波数Ｆ０が、１００Ｈｚ未満である請求項１ないし３のいずれかに記載の音響装置。

【請求項5】

前記ダクトの開口部から得られる音圧は、
１００Ｈｚよりも低い周波数帯域に位置するピークと、１００Ｈｚよりも高い周波数帯域に位置するピークを有している請求項４記載の音響装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車室内などに設置されたシートに着座している聴取者に対し、低音域を強調した音圧を与えることができる音響装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の図３に、座席に設置された音響装置が示されている。この音響装置は、上側音響チャンバと下側音響チャンバとを有する音響エンクロージャを含んでいる。上側音響チャンバと下側音響チャンバとの結合部にスピーカユニットである電気音響変換器が設けられている。電気音響変換器の一方の放射面が上側音響チャンバに音響的に結合され、他方の放射面が下側音響チャンバに音響的に結合されている。上側チャンバ出口が座席に座った人の頭の近くに開口している。下側チャンバ出口は床に向けて下向きに開口しており、下側チャンバ出口は、人の頭から著しく遠くに位置している。

【0003】

特許文献１の段落[００１７]には、座席に座った人の頭は、下側チャンバ出口よりも上側チャンバ出口に著しく近いため、座った人によって聞かれる音は、下側チャンバ出口よりも上側チャンバ出口からの放射によってはるかに大きな影響を受ける、ことが記載されている。また段落[００１１]には、電気音響変換器から上側音響チャンバに与えられる圧力波と下側音響チャンバに与えられる圧力波は位相が反対である、と記載され、段落[００１７]などには、下側チャンバ出口および上側チャンバ出口から相対的に等距離にある位置（５０）などでは、２つの出口からの音響エネルギーは位相差に起因する弱め合う干渉のため、座った人の頭の近くよりも小さな振幅を有する、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－８２２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、上側チャンバ出口が人の頭の近くに位置して、この出口から人の頭に音響エネルギーが与えられることが記載されてはいるが、上側音響チャンバによってどのような共鳴動作が行われるのかは明らかにされていない。エンクロージャとダクトとを有する一般的なヘルムホルツレゾネータは、その共鳴周波数が、ダクトの管路長に反比例しダクトの開口断面積に比例するが、特許文献１に記載された上側チャンバ出口は、管路長がほぼゼロであるため、上側音響チャンバによって低い帯域の共鳴を生じさせることができないであろうことは容易に予測できる。

【0006】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、車両内などのシートに座った人が比較的広い帯域の低音を十分に大きな音圧で聴くことができ、シートから離れた場所では低音域の音圧を減衰させ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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、エンクロージャと、前記エンクロージャの内部空間に連通するダクトと、前記エンクロージャの内部と前記エンクロージャの外部とに向けて互いに逆位相の音圧を与えるスピーカユニットと、を有する音響装置において、
少なくとも前記エンクロージャと前記スピーカユニットとがシートに固定されており、
前記エンクロージャと前記ダクトとで構成されるヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄが、前記スピーカユニットの振動部の質量とダクト内の空気の負荷質量とを含む振動系質量の共鳴周波数Ｆ０よりも高い帯域に設定され、
前記スピーカユニットの振動板からの直線距離Ｌｓよりも、前記ダクトの開口部からの直線距離Ｌｄが近い位置に、聴取位置が設定されていることを特徴とするものである。

【0008】

本発明の音響装置は、前記スピーカユニットおよび前記エンクロージャがシートバック内またはシートクッション内に収納されており、
前記エンクロージャの内部に与えられる音圧と逆位相の音圧が前記スピーカユニットからシートに着座した聴取者に向けられ、前記ダクトの前記開口部が着座者の耳の近くに開口しているものが好ましい。

【0009】

本発明の音響装置は、前記ダクトはフレキシブルホースであり、少なくとも一部が前記シートバックに収納されているものとして構成することができる。

【0010】

本発明の音響装置は、前記振動系質量の共鳴周波数Ｆ０が、１００Ｈｚ未満であることが好ましい。

【0011】

本発明の音響装置は、前記ダクトの開口部から得られる音圧が、
１００Ｈｚよりも低い周波数帯域に位置するピークと、１００Ｈｚよりも高い周波数帯域に位置するピークを有しているものである。

【発明の効果】

【0012】

エンクロージャとエンクロージャの内部空間に連通するダクトとで構成されるヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄは、エンクロージャの内容積（Ｖ）とダクトの管路長（Ｌ）および断面積（Ｓ）とで物理的に算出される{Ｆｄ＝（Ｃ／２・π）√（Ｓ／Ｖ・Ｌ）；Ｃは音速}。共鳴周波数Ｆｄは、エンクロージャの内容積（Ｖ）とダクトの管路長（Ｌ）に反比例し、ダクトの断面積（Ｓ）に比例する。ヘルムホルツレゾネータの動作では、エンクロージャ内に入力する圧力の波の周波数が前記共鳴周波数Ｆｄに一致したときに、エンクロージャ内の空気がバネのように伸縮してダクト内の空気が入力圧力波と逆の位相で共振する。入力圧力波が前記共鳴周波数Ｆｄよりも高くなると、エンクロージャ内の空気がバネのように伸縮するがダクト内の空気は動きにくくなる。入力圧力波が前記共鳴周波数Ｆｄよりも低くなると、エンクロージャ内の空気が伸縮する分だけダクト内の空気が移動し、ダクト内の空気は入力圧力波と同じ位相でダクト内を移動するようになる。

【0013】

本発明の音響装置は、エンクロージャにスピーカユニットが取り付けられているバスレフ構造を用い、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い帯域において、スピーカユニットの振動部の質量と前記振動部と同じ周期で動くダクト内の空気の負荷質量とを含む振動系質量Ｍｍｓが共鳴（共振）できるようにしている。すなわち、スピーカユニットのダンパー部材およびエッジ部材さらにエンクロージャ内の空気の弾性率を考慮したバネ支持系Ｋｍｓのバネ係数と、前記振動系質量Ｍｍｓと、から算出される共鳴周波数Ｆ０が、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い周波数帯域に設定されている。本明細書では、このときの共鳴周波数Ｆ０を、「バスレフ構造におけるスピーカシステムの振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０」と呼ぶ。本発明は、例えば、スピーカユニット２０の振動部の質量を大きくし、ダクト１２の内径を小さくし管長を長くしてダクト内の空気の負荷質量を大きくすることなどで振動系質量Ｍｍｓを重く設計し、さらにスピーカシステム２０のバネ支持系Ｋｍｓのバネ係数を低く設計することで、振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０を、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い周波数帯域に調整している。

【0014】

本発明の音響装置は、バスレフ構造において、スピーカユニットの振動部とダクト内の空気の負荷質量とを含む振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０よりも、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄを高い周波数帯域に設定することにより、ダクトの開口部から放射される音圧に着目したときに、その音圧のレベルを、共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近までの広い帯域において高めることができ、いわゆるバンドパス音響装置として動作させることが可能になる。

【0015】

本発明の音響装置は、少なくともエンクロージャとスピーカユニットとがシートに固定されており、スピーカユニットの振動板からの直線距離Ｌｓよりも、ダクトの開口部からの直線距離Ｌｄが近い位置に、聴取位置を設定している。そのため、着座者の耳にダクトの開口部から直接的に音圧が与えられ、着座者がＦ０付近からＦｄ付近の帯域で低音域が強調された音を優先的に聴くことが可能になる。ただし、スピーカユニットが動作して共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近までの広い帯域の音圧を発生させているとき、スピーカの振動部とダクト内の空気は同相で動作するため、ダクトから外部空間に放出される音圧と、スピーカユニットの振動板からエンクロージャの外部空間（エンクロージャの内部空間と逆の空間）に与えられる音圧とが逆位相となる。そのため、ダクトの開口部から離れた場所では、逆位相の音圧どうしが相殺するように干渉することになり、共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近までの低音の音を抑制することができる。例えば、車両の車室内のシートに音響装置が搭載されている場合には、シートの着座者の耳で前記帯域の音を強調して聴き取ることができるが、ダクトの開口部から離れた車室内、さらには車外へは、共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近までの低音の音が漏れ出しにくくなる。

【0016】

低音域の音圧を人の耳で効果的に聴取するためには、低音域の音圧を上げることが必要であり、逆に低音域の音圧は周囲に伝搬しやすく、例えば車両の外板も通過して伝搬しやすい。本発明の音響装置は、聴取者の耳には低音域を比較的広い帯域で強調して与えることができ、一方で音響装置から離れた場所では低音域の音圧を減少させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】音響装置が車両内のシートのシートバック内に取り付けられた本発明の第１実施形態を示す側面図、

【図2】図１に示される音響装置の拡大断面図、

【図3】音響装置が車両内のシートのシートクッション内に取り付けられた本発明の第２実施形態を示す側面図、

【図4】本発明の音響装置の実施例１において、ダクトの開口部付近で聴取した音圧の周波数特性を示す線図、

【図5】本発明の音響装置の実施例２において、ダクトの開口部付近で聴取した音圧の周波数特性を示す線図、

【図6】本発明の音響装置の実施例３において、ダクトの開口部付近で聴取した音圧の周波数特性を示す線図、

【図7】本発明の音響装置の実施例４において、ダクトの開口部付近で聴取した音圧の周波数特性を示す線図、

【図8】比較例の音響装置において、ダクトの開口部付近で聴取した音圧の周波数特性を示す線図、

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の音響装置は、少なくともエンクロージャとスピーカユニットとがシートに固定され、好ましくは、これらがシートの内部に埋設されている。エンクロージャとスピーカユニットは、図１に示される第１実施形態のようにシーバックの内部に固定され、または図３に示される第２実施形態のようにシートクッションの内部に固定される。あるいは、エンクロージャとスピーカユニットを小型に構成してこれらをヘッドレスト内に固定することも可能である。シートは自動車の車室内に設置され、あるいは自動車以外の車両で例えば列車の内部に設置される。または、シートは劇場やゲームセンタなどに設置されているものであってもよいし、家庭用であってもよい。

【0019】

図１と図２に、本発明の第１形態の音響装置１０が示されている。この音響装置１０は車載用である。図１と図２では、Ｘ１－Ｘ２方向が前後方向であり、Ｘ１方向が前方すなわち車両の走行方向で、Ｘ２方向が後方である。
Ｙ１－Ｙ２は上下方向であり、Ｙ１方向が上方で、Ｙ２方向が下方である。

【0020】

図１には、車両内の運転席であるシート１と、シート１の前方（Ｘ１方向）に位置するステアリングホイール５とが示されている。シート１は、シートバック２とシートクッション３およびヘッドレスト４を有している。シート１に着座している聴取者６はドライバーであり、胴部７と頭部８を有している。頭部８はヘッドレスト４の前方に位置し、頭部８の左右の耳Ｅが聴取位置となる。

【0021】

図２に示されるように、音響装置１０は、エンクロージャ１１とダクト１２およびスピーカユニット２０を有し、いわゆるバスレフ型のスピーカシステムを構成している。エンクロージャ１１は、前方（Ｘ１方向）に向く面に開口する取付け穴（バッフル開口）１１ａと上方（Ｙ１方向）に向く面に開口する連結口１１ｂとを有している。エンクロージャ１１は、取付け穴１１ａと連結口１１ｂとを除くと開口部が形成されていない密閉箱である。取付け穴１１ａにスピーカユニット２０が取り付けられている。図１に示されるように、エンクロージャ１１とスピーカユニット２０はシートバック２の内部に固定されている。ダクト１２の一端は連結端１２ａでありエンクロージャ１１の連結口１１ｂに連結されて、ダクト１２の内部空間とエンクロージャ１１の内部空間とが連通している。ダクト１２の他端は開口部１２ｂである。開口部１２ｂは音圧を外部に放出する発音口として機能する。図１に示されるように、ダクト１２の開口部１２ｂは、シートバック２の上部に位置し、聴取者６の耳Ｅの近くで耳Ｅに向けて開口している。

【0022】

音響装置１０は、シート１に着座している標準体型の大人の頭部８がヘッドレスト４に接しているときの耳Ｅの位置が聴取位置である。エンクロージャ１１には２本のダクト１２が連結されており、２本のダクト１２の開口部１２ｂが聴取者６の左右の耳Ｅのそれぞれに近い場所に開口している。あるいは、スピーカユニット２０を備えたエンクロージャ１１に１本のダクト１２が連結された音響装置１０が２組設けられ、それぞれの音響装置１０がシートバック２の内部に設けられて、各音響装置１０のダクト１２の開口部１２ｂが、左右の耳Ｅのそれぞれに近い場所に開口しているものであってもよい。ダクト１２は少なくとも一部がシートバック２の内部に設けられているが、シートバック２内でのダクト１２の配置および引き回しを容易にするために、ダクト１２がフレキシブルホースで形成されていることが好ましい。ダクト１２は断面が円形や長円形あるいは長方形などであり、その管路の全長において断面積が一定である。

【0023】

図２に、スピーカユニット２０の中心線Ｏｓが示されている。スピーカユニット２０は、中心線Ｏｓが前後方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に対して時計方向へやや傾いた姿勢で、フレーム２１がエンクロージャ１１の取付け穴１１ａに固定されている。フレーム２１には、中心線Ｏｓに沿う一方に磁気回路部２２が固定され、中心線Ｏｓに沿う他方にコーン形状の振動板２３が設けられている。振動板２３の中心部から中心線Ｏｓに沿って図示左側にボビンが延びており、ボビンにボイスコイルが巻かれ、ボイスコイルが磁気回路部２２の磁気ギャップ内に位置している。振動板２３とボビンとの接続部に形成された穴部は、図示右側において、キャップ部材で覆われている。振動板２３とボビンならびにボイスコイルおよびキャップ部材などが、スピーカユニット２０の振動部となっている。振動板の外周部はエッジ部材によってフレーム２１に支持され、ボビンはダンパー部材によってフレームに支持されている。エッジ部材とダンパー部材とが、振動部を中心線Ｏｓに沿って振動自在に支持するバネ支持系の一部として機能している。このバネ支持系の質量の一部は振動部の質量として加算される。

【0024】

スピーカユニット２０は、ボイスコイルに与えられるボイス電流と、磁気回路部２２からボイスコイルに与えられる横断磁束とで励起される電磁力によって、振動板２３を含む振動部が、フレーム２１内で中心線Ｏｓに沿ってリニアに振動させられる。振動板２３の振動によってエンクロージャ１１の内部空間に向けて内方音圧（内部圧力波）Ｐｉが与えられ、エンクロージャ１１の外部空間に向けて外方音圧（外部圧力波）Ｐｏが与えられる。内方音圧Ｐｉと外方音圧Ｐｏは、空気の粗密の周期が１８０度相違しており、互いに逆位相である。図１に示されるように、聴取者６が着座して頭部８をヘッドレスト４に当てたときの耳Ｅの位置が聴取位置となるが、聴取位置からスピーカユニット２０の振動板２３の重心までの直線距離Ｌｓに対し、聴取位置からダクト１２の開口部１２ｂの開口中心までの直線距離Ｌｄが短くなっている。前記直線距離Ｌｓは、前記直線距離Ｌｄの２倍以上が好ましく、３倍以上がさらに好ましい。前記直線距離Ｌｄは１００ｍｍないし２００ｍｍ程度であり、例えば１５０ｍｍである。

【0025】

次に、前記音響装置１０の動作について説明する。
図１と図２に示される音響装置１０は、エンクロージャ１１とダクト１２とでヘルムホルツレゾネータが構成されている。スピーカユニット２０の動作を考慮しない状態で、ヘルムホルツレゾネータは所定の共鳴周波数Ｆｄを有している。共鳴周波数Ｆｄは、エンクロージャの内容積（Ｖ）とダクトの管路長（Ｌ）および断面積（Ｓ）とで物理的に算出され、Ｆｄ＝（Ｃ／２・π）√（Ｓ／Ｖ・Ｌ）；（Ｃは音速）の式で求められる。共鳴周波数Ｆｄは、エンクロージャの内容積（Ｖ）とダクトの管路長（Ｌ）に反比例し、ダクトの断面積（Ｓ）に比例する。

【0026】

スピーカユニット２０が動作すると、振動板２３の動作によって生じる内方音圧Ｐｉが、ヘルムホルツレゾネータへの入力圧力波となる。入力圧力波の周波数が共鳴周波数Ｆｄに一致しまたはこれに近似した周波数になると、ダクト１２内の空気が共振し、ダクト１２の開口部１２ｂから放射される音圧が高くなる。このときの振動板２３から与えられる内方音圧Ｐｉの振動とダクト１２内の空気の振動は、互いに逆位相となり、ダクト１２の開口部１２ｂから外部に放射される音圧と、スピーカユニット２０からエンクロージャ１１の外部に放射される外方音圧Ｐｏとが同相となる。内方音圧Ｐｉの周波数が、共鳴周波数Ｆｄよりも高い帯域では、内方音圧Ｐｉの周波数が高くなるにしたがってダクト１２の開口部１２ｂから放射される音圧が低下していく。これは、ヘルムホルツレゾネータへの入力圧力波の周波数が共鳴周波数Ｆｄよりも高い周波数帯域では、エンクロージャ１１の内部空気が伸縮したとしても、ダクト１２内の空気が追従しにくくなり、ダクト１２内の空気が動きにくくなるからである。

【0027】

エンクロージャ１１に入力する内方音圧Ｐｉの周波数が、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い帯域になると、エンクロージャ１１の内部の空気のバネ機能が低下し、エンクロージャ１１の内部の空気の圧力の変化がそのままダクト１２の内部に伝達され、ダクト１２内の空気がスピーカユニット２０の振動板２３と同位相で振動するようになる。ダクト１２の開口部１２ｂから放射される音圧が内方音圧Ｐｉと同相で振動すると、スピーカユニット２０からエンクロージャ１１の外部に向けて放射される外方音圧Ｐｏとダクト１２の開口部１２ｂから放射される音圧は逆の位相になる。ヘルムホルツレゾネータを使用した従来のバスレフ型のスピーカシステムは、ダクト１２の開口部１２ｂとスピーカユニット２０の双方から離れた位置が聴取位置となるため、互いに逆位相である開口部１２ｂからの音圧と外方音圧Ｐｏとが相殺するように干渉し、スピーカユニット２０の振動板２３の動作周波数が低くなればなるほど聴取できる音圧が減衰してしまう問題点があった。

【0028】

ただし、図１に示されるように、スピーカユニット２０からの直線距離Ｌｓに比べて、ダクト１２の開口部１２ｂからの直線距離Ｌｄが近い位置を聴取位置として設定すると、スピーカユニット２０が共鳴周波数Ｆｄよりも低い周波数で動作しているときであっても、聴取者６は、スピーカユニット２０から発せられる外方音圧Ｐｏの干渉の影響をあまり受けることなく開口部１２ｂからの音圧を直接的に聴取することが可能となる。そこで、実施形態の音響装置１０は、バスレフ構造におけるスピーカシステムの振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０を、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い帯域に設定し、スピーカユニット２０の振動板２３とダクト１２内の空気とが同相で振動する帯域でのダクト１２内の空気の振幅を増大させることで、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに作用する音圧を増幅できるようにしている。

【0029】

図４ないし図７に、本発明の各実施例においてダクト１２の開口部１２ｂから得られる音圧の周波数特性が示されている。各図に示されているように、バスレフ構造におけるスピーカシステムの共鳴周波数Ｆ０を、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い帯域に設定すると、共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近までの帯域で、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに作用する音圧を増幅することが可能になる。振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０を１００Ｈｚ未満の低音領域に設定すると、聴取者６の耳Ｅで低音領域を強調した再生音を聴くことが可能になる。また、振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０を１００Ｈｚ未満の帯域に設定し、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄを１００Ｈｚよりも高い帯域に設定すると、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに与えられる音圧は、１００Ｈｚよりも低い周波数帯域であって共鳴周波数Ｆ０付近に位置するピークと、１００Ｈｚよりも高い周波数帯域であって共鳴周波数Ｆｄ付近に位置するピークと、を有するようになり、共鳴周波数Ｆ０付近から共鳴周波数Ｆｄ付近の周波数帯域が強調されたバンドパス音響装置として機能するようになる。各実施例に示されるように、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅまでの直線距離Ｌｄを１５０ｍｍとしたときに、共鳴周波数Ｆ０付近のピークから共鳴周波数Ｆｄ付近のピークまでの帯域での音圧差が１０ｄＢ以下となり、共鳴周波数Ｆ０付近のピークよりも周波数が低くなるにしたがって音圧が低下し、共鳴周波数Ｆｄ付近のピークよりも周波数が高くなるにしたがって音圧が低下する特性を有するようになる。

【0030】

ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに作用する音圧は、共鳴周波数Ｆ０付近のピークから共鳴周波数Ｆｄ付近のピークまでの間で高くなるが、開口部１２ｂからの音圧とスピーカユニット２０からの外方音圧Ｐｏは逆位相である。そのため、開口部１２ｂとスピーカユニット２０の双方から離れた場所では、逆位相の音圧が干渉して相殺され、聴き取られる音圧が大幅に低下する。よって、聴取者６が着座しているシート１から離れた位置に低音域の音が伝わりにくくなる。特に、共鳴周波数Ｆ０付近のピークから共鳴周波数Ｆｄ付近のピークまでの低音域の音圧は周囲に伝搬しやすく、例えばシート１が自動車の車室内にある場合には低音が車体の外まで伝搬しやすいが、前述のように逆位相の音圧が干渉して相殺されることで、車体の外への音漏れを防止しやすくなる。

【0031】

前記音響装置１０では、ダクト１２の開口部１２ｂから聴取者６の耳に比較的低域の音圧が強調して与えられるが、この音響装置１０で中音域の音圧を発生させることも可能である。また、音響装置１０で主に低音域の音圧を発生し、さらに中音から高音域の音を発する別のスピーカユニットをシート１に備え、あるいは聴取者６の周辺に備えることも可能である。

【0032】

図３に、本発明の第２実施形態の音響装置１１０が示されている。この音響装置１１０は、図２に示された音響装置１０と同様に、エンクロージャ１１とエンクロージャ１１に連結されたダクト１２とから成るヘルムホルツレゾネータを有し、エンクロージャ１１にスピーカユニット２０が固定されている。エンクロージャ１１とスピーカユニット２０はシートクッション３の内部に固定されている。ダクト１２はフレキシブルホースで構成されており、その一部がシートクッション３の内部およびシートバック２の内部を通過している。そして、ダクト１２の開口部１２ｂが、シートバック２の上部に位置して聴取者６の耳Ｅに近い位置に開口している。第２実施形態の音響装置１１０は、スピーカユニット２０がシートクッション３の内部に設けられているため、スピーカユニット２０の振動板２３の重心から聴取位置にある耳Ｅまでの直線距離Ｌｓを長く確保でき、直線距離Ｌｓを、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅまでの直線距離Ｌｄの４倍以上さらには５倍以上に設定できる。直線距離Ｌｓ，Ｌｄの差を大きくすることで、ダクト１２の開口部１２ｂから発せられる音を、スピーカシステムの外方音圧Ｐｏの干渉を大きく受けることなく聴取することが可能になる。

【0033】

図１に示される第１実施形態の音響装置１０では、スピーカユニット２０からの外方音圧Ｐｏが聴取者６の胴体部に向けられ、図３に示される第２実施形態の音響装置１１０では、ピーカユニット２０からの外方音圧Ｐｏが聴取者６の臀部に向けられる。音響装置１０，１１０において、振動系質量Ｍｍｓの共鳴周波数Ｆ０を１００Ｈｚ未満の帯域に設定することで、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに向けて低音が強調されて与えられるが、この低音と同じ周期の外方音圧Ｐｏが聴取者６の体に振動として与えられることになり、聴取者６が低音を体全体で感じ取ることができるようになる。

【実施例0034】

図４ないし図７は本発明の音響装置１０，１１０の実施例を示しており、図８は比較例を示している。各実施例と比較例は、スピーカユニット２０のボイスコイルに１Ｗのサイン波を入力したときに、スピーカユニット２０からの外方音圧Ｐｏを無視する条件のもとで、ダクト１２の開口部１２ｂから１５０ｍｍ離れた位置で測定したと仮定したときの、音圧の周波数特性を示したシミュレーション結果である。横軸が周波数（Ｈｚ）を示す対数軸であり、縦軸が音圧レベル（ｄＢ）を示している。

【0035】

＜実施例１＞
図４には実施例１における周波数特性が示されている。実施例１の各パラメータは以下の通りである。
エンクロージャ１１の内容積：１５０ｃｃ
ダクト１２の管路長：５０ｃｍ
ダクト１２の内径（内直径）：２ｃｍ
振動板２３の有効振動径：６．２ｃｍ
ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄ：１１０Ｈｚ
振動系質量の共鳴周波数Ｆ０：４８Ｈｚ

【0036】

＜実施例２＞
図５には実施例２における周波数特性が示されている。実施例２の各パラメータは以下の通りである。
エンクロージャ１１の内容積：３００ｃｃ
ダクト１２の管路長：５０ｃｍ
ダクト１２の内径（内直径）：３ｃｍ
振動板２３の有効振動径：６．２ｃｍ
ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄ：１０７Ｈｚ
振動系質量の共鳴周波数Ｆ０：６８Ｈｚ

【0037】

＜実施例３＞
図６には実施例３における周波数特性が示されている。実施例３の各パラメータは以下の通りである。
エンクロージャ１１の内容積：３００ｃｃ
ダクト１２の管路長：５０ｃｍ
ダクト１２の内径（内直径）：３ｃｍ
振動板２３の有効振動径：８ｃｍ
ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄ：１１２Ｈｚ
振動系質量の共鳴周波数Ｆ０：４８Ｈｚ

【0038】

＜実施例４＞
図７には実施例４における周波数特性が示されている。実施例４の各パラメータは以下の通りである。
エンクロージャ１１の内容積：２００ｃｃ
ダクト１２の管路長：３０ｃｍ
ダクト１２の内径（内直径）：３ｃｍ
振動板２３の有効振動径：８ｃｍ
ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄ：１１８Ｈｚ
振動系質量の共鳴周波数Ｆ０：７０Ｈｚ

【0039】

＜比較例＞
図８には比較例における周波数特性が示されている。比較例は、一般的なバスレフ型スピーカシステムにおける、ダクトの開口部付近での音圧レベルの周波数特性を示すシミュレーション結果である。ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄは７０Ｈｚ付近に設定され、振動系質量の共鳴周波数Ｆ０は、前記共鳴周波数Ｆｄよりも高い周波数帯域に設定されている。

【0040】

図８の比較例のように、従来のバスレフ型のスピーカシステムでは、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄを、スピーカシステムの共鳴周波数Ｆ０よりも低い周波数帯域に設定することで、共鳴周波数Ｆｄ付近で音圧を高めることができる。しかし、音圧を高めるのは共鳴周波数Ｆｄ付近の狭い帯域に限られる。これに対し、実施例１ないし実施例４では、スピーカシステムの振動系質量の共鳴周波数Ｆ０からヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄまでの広い帯域で、ダクト１２の開口部１２ｂから耳Ｅに作用する音圧を高めることができ、広い帯域の低音を強調して聴取することができる。

【0041】

図４ないし図７に示した実施例によれば、ダクト１２内の空気の負荷質量を大きくして、スピーカシステムの振動系質量の共鳴周波数Ｆ０を、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数Ｆｄよりも低い帯域に設定できるようにするために、ダクト１２の内径（内直径）に対して管路の長さを８倍以上とすることが好ましく、さらに１０倍以上とすることが好ましい。

【符号の説明】

【0042】

１ シート
２ シートバック
３ シートクッション
４ ヘッドレスト
１０，１１０ 音響装置
１１ エンクロージャ
１２ ダクト
１２ｂ 開口部
２０ スピーカユニット
２２ 磁気回路部
２３ 振動板
Ｅ 耳（聴取位置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】