JPH09289698A - 音導管用フィルター - Google Patents
音導管用フィルターInfo
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- JPH09289698A JPH09289698A JP8126457A JP12645796A JPH09289698A JP H09289698 A JPH09289698 A JP H09289698A JP 8126457 A JP8126457 A JP 8126457A JP 12645796 A JP12645796 A JP 12645796A JP H09289698 A JPH09289698 A JP H09289698A
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- sound conduit
- resonance frequency
- sound
- frequency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のスピーカユニット前面に音導管を有す
る低音再生スピーカシステムでは、低域での再生帯域が
狭く、高域において大きいピーク、ディップが生じると
いう問題があったので、これを解消する。 【解決手段】 スピーカユニット２の前面の音導管３に
短管５と空洞６とからなる音導管用フィルター４を設け
たスピーカシステム１において、音導管３の内部に発生
する共振周波数から１次共振周波数を除いた複数の高次
の共振周波数のなかから１次共振周波数の（２ｎ＋１）
倍の高調波となるｎ＋１（但しｎは１，２，３・・の整
数）次の共振周波数を除去する場合には、音導管３の長
さＬ，断面の半径ｒ、短管５の長さｄ，断面積Ｓ、空洞
６の容量Ｗの関係を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝（２ｎ＋１）2
π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 に設定する。
る低音再生スピーカシステムでは、低域での再生帯域が
狭く、高域において大きいピーク、ディップが生じると
いう問題があったので、これを解消する。 【解決手段】 スピーカユニット２の前面の音導管３に
短管５と空洞６とからなる音導管用フィルター４を設け
たスピーカシステム１において、音導管３の内部に発生
する共振周波数から１次共振周波数を除いた複数の高次
の共振周波数のなかから１次共振周波数の（２ｎ＋１）
倍の高調波となるｎ＋１（但しｎは１，２，３・・の整
数）次の共振周波数を除去する場合には、音導管３の長
さＬ，断面の半径ｒ、短管５の長さｄ，断面積Ｓ、空洞
６の容量Ｗの関係を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝（２ｎ＋１）2
π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカユニット
前面の音導管に設けられた短管と空洞とからなる音導管
用フィルターに関する。
前面の音導管に設けられた短管と空洞とからなる音導管
用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低音再生スピーカシステムでは、
スピーカユニット前面に音導管を設け、音導管の共振周
波数をスピーカの最低共振周波数よりも低く設定するこ
とにより、スピーカの最低共振周波数よりも低い方に周
波数特性を伸ばしていた。
スピーカユニット前面に音導管を設け、音導管の共振周
波数をスピーカの最低共振周波数よりも低く設定するこ
とにより、スピーカの最低共振周波数よりも低い方に周
波数特性を伸ばしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スピーカユニット前面に音導管を有する低音再生スピー
カシステムでは、低音再生限界周波数を境にその前後の
出力音圧が急激に低くなり、再生帯域の狭いものであっ
た。また、音導管の高次共振のために高域の周波数にお
いて、比較的大きいピーク、ディップが生じるという課
題があった。
スピーカユニット前面に音導管を有する低音再生スピー
カシステムでは、低音再生限界周波数を境にその前後の
出力音圧が急激に低くなり、再生帯域の狭いものであっ
た。また、音導管の高次共振のために高域の周波数にお
いて、比較的大きいピーク、ディップが生じるという課
題があった。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、音導管の内部に発生する高次共振周波数のな
かから特定の高次共振周波数、例えば、１次共振周波数
の３倍の高調波となる２次共振周波数を除去する音導管
用フィルターを提供することを目的とする。
のであり、音導管の内部に発生する高次共振周波数のな
かから特定の高次共振周波数、例えば、１次共振周波数
の３倍の高調波となる２次共振周波数を除去する音導管
用フィルターを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】スピーカユニットの前面
に音導管を設ける。この音導管内に発生する１次共振周
波数を所望の周波数とするために、音導管の長さや音導
管の断面の半径等を計算式によって求める。この音導管
内には、１次共振周波数の整数倍の高次共振周波数が発
生するので、これらの不用の高次共振周波数を短管と空
洞とからなる音導管用フィルターで除去する。例えば２
次共振周波数であれば、１次共振周波数の３倍の高調波
を除去するために、音導管用フィルターの諸定数を計算
式によって求める。これらの計算式については後述する
実施例において説明する。
に音導管を設ける。この音導管内に発生する１次共振周
波数を所望の周波数とするために、音導管の長さや音導
管の断面の半径等を計算式によって求める。この音導管
内には、１次共振周波数の整数倍の高次共振周波数が発
生するので、これらの不用の高次共振周波数を短管と空
洞とからなる音導管用フィルターで除去する。例えば２
次共振周波数であれば、１次共振周波数の３倍の高調波
を除去するために、音導管用フィルターの諸定数を計算
式によって求める。これらの計算式については後述する
実施例において説明する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明による音導管用フィルター
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記音導
管の内部に発生する共振周波数から１次共振周波数を除
いた複数の高次共振周波数のなかから特定の高次共振周
波数を除去することに特徴を有している。
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記音導
管の内部に発生する共振周波数から１次共振周波数を除
いた複数の高次共振周波数のなかから特定の高次共振周
波数を除去することに特徴を有している。
【０００７】また、本発明による音導管用フィルター
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記音導
管の長さＬ，断面の半径ｒ、前記短管の長さｄ，断面積
Ｓ、前記空洞の容量Ｗの関係式を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝
（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 とすること
により、前記１次共振周波数の（２ｎ＋１）倍の高調波
となる（ｎ＋１）次共振周波数（但しｎは１，２，３・
・の整数）を除去することに特徴を有している。
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記音導
管の長さＬ，断面の半径ｒ、前記短管の長さｄ，断面積
Ｓ、前記空洞の容量Ｗの関係式を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝
（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 とすること
により、前記１次共振周波数の（２ｎ＋１）倍の高調波
となる（ｎ＋１）次共振周波数（但しｎは１，２，３・
・の整数）を除去することに特徴を有している。
【０００８】更に、本発明による音導管用フィルター
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記式に
おけるｎを１とする、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2 ／４（Ｌ
＋０．６ｒ）2 により、前記１次共振周波数の３倍の高
調波となる２次共振周波数を除去することに特徴を有し
ている。
は、スピーカユニット前面の音導管に設けられた短管と
空洞とからなる音導管用フィルターにおいて、前記式に
おけるｎを１とする、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2 ／４（Ｌ
＋０．６ｒ）2 により、前記１次共振周波数の３倍の高
調波となる２次共振周波数を除去することに特徴を有し
ている。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、音導管用フィルターを説明するための
スピーカシステムを示す図である。図において、１はス
ピーカシステム、２はスピーカユニット、３は音導管、
４は短管５と空洞６からなる音導管用フィルターであ
る。記号Ｌは音導管３の長さ、ｒは音導管３の断面の半
径、ｄは短管５の長さ、Ｓは短管５の断面積、Ｗは空洞
の容量を示している。
明する。図１は、音導管用フィルターを説明するための
スピーカシステムを示す図である。図において、１はス
ピーカシステム、２はスピーカユニット、３は音導管、
４は短管５と空洞６からなる音導管用フィルターであ
る。記号Ｌは音導管３の長さ、ｒは音導管３の断面の半
径、ｄは短管５の長さ、Ｓは短管５の断面積、Ｗは空洞
の容量を示している。
【００１０】上記の音導管３の共振を利用たスピーカシ
ステム１においては、その利用したい周波数、すなわ
ち、音導管３の１次共振周波数をｆ1 とすれば、次に示
す式（１）で定義することができる。但し、Ｃは音速
（ｍ／Ｓ）である。 ｆ1 ＝Ｃ／４（Ｌ＋０．６ｒ）・・・・・ （１） しかし、音導管３には、これよりも高次の共振も存在
し、その共振周波数をｆn+1 とすれば、次に示す式
（２）で表すことができる。 ｆn+1 ＝（２ｎ＋１）ｆ1 ・・・・・・・ （２） 但し，ｎ＝１，２，３・・・である。このｆn+1 で表す
高次共振周波数は不用であるので、この不用な共振周波
数のうち、特定の共振周波数を音導管用フィルター４で
削除する。
ステム１においては、その利用したい周波数、すなわ
ち、音導管３の１次共振周波数をｆ1 とすれば、次に示
す式（１）で定義することができる。但し、Ｃは音速
（ｍ／Ｓ）である。 ｆ1 ＝Ｃ／４（Ｌ＋０．６ｒ）・・・・・ （１） しかし、音導管３には、これよりも高次の共振も存在
し、その共振周波数をｆn+1 とすれば、次に示す式
（２）で表すことができる。 ｆn+1 ＝（２ｎ＋１）ｆ1 ・・・・・・・ （２） 但し，ｎ＝１，２，３・・・である。このｆn+1 で表す
高次共振周波数は不用であるので、この不用な共振周波
数のうち、特定の共振周波数を音導管用フィルター４で
削除する。
【００１１】図２は、図１の音導管用フィルターの等価
回路を示す図である。図における記号ｍA は音導管用フ
ィルター４の等価質量、ＣA は等価スチフネス、ＲA は
出力を示す。
回路を示す図である。図における記号ｍA は音導管用フ
ィルター４の等価質量、ＣA は等価スチフネス、ＲA は
出力を示す。
【００１２】図３は、図２の音導管用フィルターの等価
回路における出力と周波数との関係を示す図である。図
における記号ｆ0 は、音導管用フィルター４の等価質量
ｍAと等価スチフネスＣA の共振周波数である。従っ
て、高次共振周波数ｆn+1 のうち、不用な共振周波数を
ｆとすれば、ｆ＝ｆ0 とすることによって、不用な共振
を除くことができる。
回路における出力と周波数との関係を示す図である。図
における記号ｆ0 は、音導管用フィルター４の等価質量
ｍAと等価スチフネスＣA の共振周波数である。従っ
て、高次共振周波数ｆn+1 のうち、不用な共振周波数を
ｆとすれば、ｆ＝ｆ0 とすることによって、不用な共振
を除くことができる。
【００１３】音導管用フィルター４の共振周波数ｆは、
次に示す式（３）で表すことができる。 ｆ＝Ｃ／２π（Ｓ／ｄ×Ｗ）1/2 ・・・・ （３） ここで、音導管３の１次共振周波数ｆ1 の高次共振周波
数ｆn+1 を式（２）から（２ｎ＋１）ｆ1 とし、これを
式（３）のｆと置き換え、次に示す式（３）′で示すこ
とができる。 （２ｎ＋１）ｆ1 ＝Ｃ／２π（Ｓ／ｄ×Ｗ）1/2 ・・ （３）′ ここで、式（１）と（３）′から、音導管の長さＬ，断
面の半径ｒ、前記短管の長さｄ，断面積Ｓ、前記空洞の
容量Ｗの関係が、次の式（４）で表すことができる。 Ｓ／（ｄ×Ｗ） ＝（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 ・・ （４）
次に示す式（３）で表すことができる。 ｆ＝Ｃ／２π（Ｓ／ｄ×Ｗ）1/2 ・・・・ （３） ここで、音導管３の１次共振周波数ｆ1 の高次共振周波
数ｆn+1 を式（２）から（２ｎ＋１）ｆ1 とし、これを
式（３）のｆと置き換え、次に示す式（３）′で示すこ
とができる。 （２ｎ＋１）ｆ1 ＝Ｃ／２π（Ｓ／ｄ×Ｗ）1/2 ・・ （３）′ ここで、式（１）と（３）′から、音導管の長さＬ，断
面の半径ｒ、前記短管の長さｄ，断面積Ｓ、前記空洞の
容量Ｗの関係が、次の式（４）で表すことができる。 Ｓ／（ｄ×Ｗ） ＝（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 ・・ （４）
【００１４】特に、最も影響の大きいｎ＝１の場合の高
次共振周波数ｆn+1 ＝ｆ2 は、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2
／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 で表すことができる。以上のよ
うに、音導管用フィルター４の共振周波数ｆを高次共振
周波数ｆn+1 から選択することによって音導管３からの
出力から不用な高次共振周波数を除去することができ
る。
次共振周波数ｆn+1 ＝ｆ2 は、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2
／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 で表すことができる。以上のよ
うに、音導管用フィルター４の共振周波数ｆを高次共振
周波数ｆn+1 から選択することによって音導管３からの
出力から不用な高次共振周波数を除去することができ
る。
【００１５】図４は本発明による音導管用フィルターを
使用しないスピーカシステムにおける出力及び出力に含
まれている高調波歪の周波数特性を示す図である。上の
特性曲線は、音導管３からの出力である音圧レベルｄＢ
の周波数特性であり、出力レベルの左端の山が低音増強
のために使用された音導管３の１次共振によるものであ
る。また、○印Ａで示す山は２次共振による１次共振周
波数の３倍の高調波である。中の特性曲線は、第３高調
波歪の周波数特性であり、○印Ｂの近傍に歪成分の３次
高調波が大きく乗っていることを示しており、これは先
の○印Ａにおける２次共振によるものである。すなわ
ち、○印Ｂの近傍における歪成分は音導管３の２次共振
周波数ｆ2 、すなわち、１次共振周波数ｆ1 の３倍の高
調波である。下の特性曲線は、第２高調波歪の周波数特
性である。
使用しないスピーカシステムにおける出力及び出力に含
まれている高調波歪の周波数特性を示す図である。上の
特性曲線は、音導管３からの出力である音圧レベルｄＢ
の周波数特性であり、出力レベルの左端の山が低音増強
のために使用された音導管３の１次共振によるものであ
る。また、○印Ａで示す山は２次共振による１次共振周
波数の３倍の高調波である。中の特性曲線は、第３高調
波歪の周波数特性であり、○印Ｂの近傍に歪成分の３次
高調波が大きく乗っていることを示しており、これは先
の○印Ａにおける２次共振によるものである。すなわ
ち、○印Ｂの近傍における歪成分は音導管３の２次共振
周波数ｆ2 、すなわち、１次共振周波数ｆ1 の３倍の高
調波である。下の特性曲線は、第２高調波歪の周波数特
性である。
【００１６】図５は本発明による音導管用フィルターを
使用したスピーカシステムにおける出力及び出力に含ま
れている高調波歪の周波数特性を示す図である。図４と
同様に、上の特性曲線は、音導管３からの出力である音
圧レベルｄＢの周波数特性であり、中の特性曲線は、第
３高調波歪の周波数特性であり、下の特性曲線は第２高
調波歪の周波数特性である。中の特性曲線から明らかな
ように、図４の○印で示す２次共振を取り除き、それに
伴って○印Ｂに示す大きな第３高調波歪を低減してお
り、本発明による音導管用フィルター４の効果がよく現
れている。
使用したスピーカシステムにおける出力及び出力に含ま
れている高調波歪の周波数特性を示す図である。図４と
同様に、上の特性曲線は、音導管３からの出力である音
圧レベルｄＢの周波数特性であり、中の特性曲線は、第
３高調波歪の周波数特性であり、下の特性曲線は第２高
調波歪の周波数特性である。中の特性曲線から明らかな
ように、図４の○印で示す２次共振を取り除き、それに
伴って○印Ｂに示す大きな第３高調波歪を低減してお
り、本発明による音導管用フィルター４の効果がよく現
れている。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による音導
管用フィルターは、スピーカユニット前面の音導管に設
けられた短管と空洞とからなる音導管用フィルターにお
いて、前記音導管の内部に発生する共振周波数から１次
共振周波数を除いた複数の高次共振周波数のなかから特
定の高次共振周波数を除去するので、また、本発明によ
る音導管用フィルターは、スピーカユニット前面の音導
管に設けられた短管と空洞とからなる音導管用フィルタ
ーにおいて、前記音導管の長さＬ，断面の半径ｒ、前記
短管の長さｄ，断面積Ｓ、前記空洞の容量Ｗの関係式
を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋
０．６ｒ）2 とすることにより、前記１次共振周波数の
（２ｎ＋１）倍の高調波となる（ｎ＋１）次共振周波数
（但しｎは１，２，３・・の整数）を除去するので、更
に、本発明による音導管用フィルターは、スピーカユニ
ット前面の音導管に設けられた短管と空洞とからなる音
導管用フィルターにおいて、前記式におけるｎを１とす
る、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 に
より、前記１次共振周波数の３倍の高調波となる２次共
振周波数を除去するので、音導管の内部に発生する高次
共振周波数のなかから特定の高次共振周波数、特に、１
次共振周波数の３倍の高調波となる２次共振周波数を除
去する音導管用フィルターを提供することができる。
管用フィルターは、スピーカユニット前面の音導管に設
けられた短管と空洞とからなる音導管用フィルターにお
いて、前記音導管の内部に発生する共振周波数から１次
共振周波数を除いた複数の高次共振周波数のなかから特
定の高次共振周波数を除去するので、また、本発明によ
る音導管用フィルターは、スピーカユニット前面の音導
管に設けられた短管と空洞とからなる音導管用フィルタ
ーにおいて、前記音導管の長さＬ，断面の半径ｒ、前記
短管の長さｄ，断面積Ｓ、前記空洞の容量Ｗの関係式
を、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋
０．６ｒ）2 とすることにより、前記１次共振周波数の
（２ｎ＋１）倍の高調波となる（ｎ＋１）次共振周波数
（但しｎは１，２，３・・の整数）を除去するので、更
に、本発明による音導管用フィルターは、スピーカユニ
ット前面の音導管に設けられた短管と空洞とからなる音
導管用フィルターにおいて、前記式におけるｎを１とす
る、Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝９π2 ／４（Ｌ＋０．６ｒ）2 に
より、前記１次共振周波数の３倍の高調波となる２次共
振周波数を除去するので、音導管の内部に発生する高次
共振周波数のなかから特定の高次共振周波数、特に、１
次共振周波数の３倍の高調波となる２次共振周波数を除
去する音導管用フィルターを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例における音導管用フィルター
を説明するためのスピーカシステムを示す図である。
を説明するためのスピーカシステムを示す図である。
【図２】図１の音導管用フィルターの等価回路を示す図
である。
である。
【図３】図２の音導管用フィルターの等価回路における
出力と周波数との関係を示す図である。
出力と周波数との関係を示す図である。
【図４】本発明による音導管用フィルターを使用しない
場合のスピーカシステムにおける出力の周波数特性及び
第２，第３高調波歪の周波数特性を示す図である。
場合のスピーカシステムにおける出力の周波数特性及び
第２，第３高調波歪の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明による音導管用フィルターを使用した場
合のスピーカシステムにおける出力の周波数特性及び第
２，第３高調波歪の周波数特性を示す図である。
合のスピーカシステムにおける出力の周波数特性及び第
２，第３高調波歪の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】 １ スピーカシステム ２ スピーカユニット ３ 音導管 ４ 音導管用フィルター ５ 空洞 ６ 短管
Claims (3)
- 【請求項１】 スピーカユニット前面の音導管に設けら
れた短管と空洞とからなる音導管用フィルターにおい
て、 前記音導管の内部に発生する共振周波数から１次共振周
波数を除いた複数の高次共振周波数のなかから特定の高
次共振周波数を除去することを特徴とする音導管用フィ
ルター。 - 【請求項２】 前記音導管の長さＬ，断面の半径ｒ、前
記短管の長さｄ，断面積Ｓ、前記空洞の容量Ｗの関係式
を、 Ｓ／（ｄ×Ｗ）＝（２ｎ＋１）2 π2 ／４（Ｌ＋０．６
ｒ）2 とすることにより、 前記１次共振周波数の（２ｎ＋１）倍の高調波となる
（ｎ＋１）次共振周波数（但しｎは１，２，３・・の整
数）を除去することを特徴とする請求項１記載の音導管
用フィルター - 【請求項３】 前記式におけるｎを１とすることにより
前記１次共振周波数の３倍の高調波となる２次共振周波
数を除去することを特徴とする請求項２記載の音導管用
フィルター
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8126457A JPH09289698A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 音導管用フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8126457A JPH09289698A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 音導管用フィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289698A true JPH09289698A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14935703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8126457A Pending JPH09289698A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 音導管用フィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044618A1 (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | M. I. Laboratories Corporation | スピーカシステム |
| WO2018173638A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | ヤマハ株式会社 | 音響共鳴体 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8126457A patent/JPH09289698A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044618A1 (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | M. I. Laboratories Corporation | スピーカシステム |
| US8132642B2 (en) | 2007-10-02 | 2012-03-13 | M. I. Laboratories Corporation | Speaker system |
| WO2018173638A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | ヤマハ株式会社 | 音響共鳴体 |
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Legal Events
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