JP5915572B2 - バスレフポートおよび管体 - Google Patents

Description

本発明は、空気が流通する管体に関し、具体的には、スピーカ装置のバスレフポートに好適な管体の構造に関する。

スピーカユニットから背面側に放射される音響を利用して低音域の音量を増強するバスレフ型のスピーカ装置が従来から提案されている。バスレフ型のスピーカ装置では、筐体（エンクロージャ）の内部と外部とを連通させるバスレフポートが設置される。例えば特許文献１には、バスレフポートの端部近傍をフレア形状（先端部に近付くほど内径が拡大する形状）とすることで異音の低減を目指したスピーカ装置が開示されている。

特開２００８−０４８１７６号公報

しかし、バスレフポートの端部近傍を単純なフレア形状とした構成だけでは、バスレフポートを経由して放射される異音を充分に低減することは実際には困難である。例えば再生音の音量が大きい場合には、バスレフポートに由来する異音が受聴者に知覚される可能性がある。以上の事情を考慮して、本発明は、バスレフポート等の管体から放射される異音を低減することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明のバスレフポートは、空気が流通する管状のバスレフポートであって、中心軸に垂直な第１横断面における内周上の一の特徴点を通過して中心軸に直交する第１内径線と、第１横断面とは中心軸上の位置が相違する第２横断面における内周上で一の特徴点に対応する特徴点を通過して中心軸に直交する第２内径線とで、中心軸を含む基準平面に対する角度が相違する。以上の構成では、内周上の特徴点を通過して中心軸に直交する内径線の角度が第１横断面と第２横断面とで相違するから、内径線の角度が横断面の位置に関わらず一定に維持される構成と比較して、バスレフポートの内部に発生する渦輪の対称性が低下する。したがって、バスレフポートから放射される異音を低減することが可能である。なお、内周上の特徴点の典型例は、例えば内径が極値となる極値点（内径の極大点または内径の極小点）であるが、例えば内周上の角部や変曲点を特徴点とすることも可能である。また、第１横断面における内周上の特徴点と第２横断面における内周上の特徴点とが相互に「対応する」とは、第１横断面内の内周で画定される図形に対する当該円周上の特徴点の位置関係と、第２横断面内の内周で画定される図形に対する当該内周上の特徴点の位置関係とが相互に同様であることを意味する。

本発明の好適な態様において、中心軸に垂直な横断面における内周上の一の特徴点を通過して中心軸に直交する内径線の基準平面に対する角度が、中心軸上における当該横断面の移動に対して連続に変化する。以上の構成では、内径線の角度が横断面の移動に対して連続に変化するから、バスレフポートから放射される異音が低減されるとともに、内径線の角度が不連続に変化する構成と比較して、バスレフポートの意匠的な美観を向上させることが可能である。なお、内径線の角度が変化する区間はバスレフポートの全長にわたる必要はなく、例えばバスレフポートの特定の部分のみで内径線の角度を連続に変化させた構成も採用され得る。特に好適な態様において、内径線は、中心軸上の横断面の移動に対して一方向に連続に回転する。すなわち、本発明のバスレフポートは、中心軸に垂直な横断面における内周上の特徴点を、中心軸上の位置が相違する各横断面について相互に連結した軌跡が、螺線状である構成とも換言され得る。

本発明の好適な態様において、横断面の単位量の移動に対する内径線の回転角度は、中心軸上の位置に応じて相違する。例えば、横断面の単位量の移動に対する内径線の回転角度は、当該バスレフポートの先端側のほうが中央側と比較して大きい。以上の構成によれば、バスレフポートから放射される異音が低減されるとともにバスレフポートの意匠的な美観を向上させることが可能である。

本発明の好適な態様において、管内断面積（例えば内周領域Ｑの面積）が当該バスレフポートの先端部にかけて増加する。すなわち、例えばフレア形状が付加される。管内断面積が中心軸上の各位置で相等しい構成と比較して異音の抑制効果を増強することが可能である。

本発明の好適な態様において、中心軸に垂直な横断面における内周上の第１特徴点（例えば極大点ＰA）を各横断面について相互に連結した第１軌跡と、横断面における内周上で第１特徴点とは相違する第２特徴点（例えば極小点ＰB）を各横断面について相互に連結した第２軌跡とは形状が相違する。以上の構成によれば、第１特徴点の第１軌跡と第２特徴点の第２軌跡とで形状が相違するから、バスレフポートから放射される異音を低減できるという効果は格別に顕著である。

本発明の好適な態様において、中心軸に垂直な横断面における内径は、中心軸の円周方向に沿って連続に変化する。例えば、中心軸に垂直な横断面内で内周面により包囲された内周領域は、回転対称性を有する非円形である。以上の構成によれば、バスレフポートの内周領域を真円形とした構成と比較して、バスレフポート内で空気流の乱れが大きい領域を中心軸上の広い範囲に分散させることが可能である。したがって、バスレフポートから放射される異音を低減できるという効果は格別に顕著である。

本発明に係るスピーカ装置は、筐体と、筐体に固定されたスピーカユニットと、筐体の内部と外部とを連通させる前述の各形態のバスレフポートとを具備する。以上の構成によれば、バスレフポートから放射される異音を低減することが可能である。

また、本発明は、前述の各形態のバスレフポートと同様の構造を具備する管体としても特定される。本発明の管体は、空気が流通する管体であって、中心軸に垂直な第１横断面における内周上の一の特徴点を通過して中心軸に直交する第１内径線と、第１横断面とは中心軸上の位置が相違する第２横断面における内周上で一の特徴点に対応する特徴点を通過して中心軸に直交する第２内径線とで、中心軸を含む基準平面に対する角度が相違する。なお、本発明に係る管体の用途は任意である。

本発明の第１実施形態に係るスピーカ装置の断面図である。 バスレフポートの斜視図および切断図である。 バスレフポートの正面図である。 バスレフポートの縦断面図である。 バスレフポートから発生する異音の説明図である。 既存ポートの内部および周囲におけるライトヒルボリュームの分布図である。 第１実施形態で異音が低減される原理の説明図である。 複数種のバスレフポートによる再生音の周波数特性である。 各バスレフポートによる異音のレベルを示すグラフである。 第２実施形態におけるバスレフポートの斜視図および切断図である。 第２実施形態におけるバスレフポートの正面図である。 内周領域の形状の説明図である。 各横断面における内周領域の説明図である。 バスレフポートの形状と異音のレベルとの関係を示すグラフである。 内周領域の他の形状の模式図である。 内周領域の回転対象の次数と異音のレベルとの関係を示すグラフである。 内周領域の他の形状の模式図である。 図１７に例示した各形状と異音のレベルとの関係を示すグラフである。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るスピーカ装置１００の断面図である。図１に示すように、第１実施形態のスピーカ装置１００は、筐体（エンクロージャ）１０とスピーカユニット２０とバスレフポート３０Aとを具備し、外部装置（図示略）から供給される音響信号に応じた音響を放射する音響装置である。

筐体１０は、複数の板材で構成された中空の構造体（典型的には直方体）である。筐体１０のうち前面側に位置する板材１２には略円形の開口部１４および開口部１６が形成される。開口部１４の内側にはスピーカユニット２０が固定される。すなわち、筐体１０の板材１２はバッフル板として機能する。スピーカユニット２０は、外部装置（例えば増幅器等の信号処理装置）から供給される音響信号に応じて振動板を振動させることで音響信号に応じた音響を放射する放音体である。なお、スピーカユニット２０の再生帯域の高低や帯域幅は任意であるが、低音域を再生帯域とするスピーカユニット２０（例えばサブウーファ）を利用した構成に本発明は特に好適である。

バスレフポート（ダクト）３０Aは、筐体１０の内部に設置されて筐体１０の内部と外部とを連通させる略円筒状の管体であり、スピーカユニット２０から筐体１０の背面側に放射された音響のうち低音域の音響成分を共鳴（ヘルムホルツ共鳴）により増強して放射する。すなわち、筐体１０およびバスレフポート３０Aは、スピーカユニット２０から前面側に放射される音響の下限周波数の近傍の周波数を共鳴周波数とするヘルムホルツ共振器を構成する。

図２は、バスレフポート３０Aの斜視図および切断図である。図２の切断図では、中心軸（管軸）Ｘを含む平面（以下「縦断面」という）でバスレフポート３０Aを切断した状態が図示されている。図１および図２に示す通り、バスレフポート３０Aは、中心軸Ｘに沿って中間部３２と側端部３４２と側端部３４４とに区分される。側端部３４２は中間部３２の一端側（前面側の端部）に位置し、側端部３４４は中間部３２の他端側（背面側の端部）に位置する。図１に示すように、側端部３４２のうち中間部３２とは反対側の端部（以下「先端部」という）が筐体１０の前面側の板材１２の開口部１６の内周縁に連結され、側端部３４２の内周面（内壁面）４２と板材１２の前面とが連続する。他方、側端部３４４のうち中間部３２とは反対側の先端部は筐体１０の内部に位置する。すなわち、バスレフポート３０Aは、中心軸Ｘが板材１２に対して略直交するように板材１２の背面側に突出する。なお、中間部３２や側端部３４２および側端部３４４という区分はバスレフポート３０Aの構造に着目した便宜的な区分であり、実際には例えば射出成形等の製造技術によりバスレフポート３０Aは一体に構成される。ただし、中間部３２と側端部３４２と側端部３４４とを個別に製造して各々を相互に連結することも可能である。なお、第１実施形態の側端部３４２と側端部３４４とは形状が相互に共通する。そこで、以下の説明では、側端部３４２および側端部３４４を側端部３４と包括的に表現することで各々の個別的な説明を適宜に省略する。ただし、側端部３４２と側端部３４４とで形状を相違させることも可能である。

図３は、側端部３４の先端部を中心軸Ｘの方向（すなわちバスレフポート３０Aの長手方向）から観察した場合のバスレフポート３０Aの正面図である。図２および図３から理解される通り、中間部３２は、中心軸Ｘに垂直な断面（以下「横断面」という）内の断面形状が円形（円環状）で内径および外径が中心軸Ｘ上の各位置で略一定に維持された直管状の部分である。他方、側端部３４（３４２，３４４）は、中心軸Ｘに垂直な横断面内で内周面４２により包囲された領域（以下「内周領域」という）Ｑの面積が中間部３２側の端部（以下「基端部」という）から先端部にかけて連続に増加するフレア形状に形成される。内周領域Ｑは、バスレフポート３０A内の空気の流路の断面（管内断面）に相当する。

図２および図３に示すように、側端部３４の内周領域Ｑは、中心軸Ｘを中心とした回転対称性（Ｎ回対称）を有する非円形であり（Ｎは２以上の自然数）、漏斗形花冠（ヒルガオ等の花弁）に類似する。第１実施形態では、側端部３４の内周領域Ｑを５回対称（Ｎ＝５）の閉曲線とした場合を例示する。図２および図３から理解される通り、内周領域Ｑの形状は、側端部３４の先端部から基端部にかけて５回対称の非円形から徐々に円形に近付き、基端部にて円形となって中間部３２の円形の内周領域Ｑに連続する。すなわち、中心軸Ｘ上の各横断面における内周領域Ｑは相対応する形状である。

図３に示すように、横断面と内周面４２との交線（すなわち内周領域Ｑの輪郭線）上の任意の１点と中心軸Ｘとの距離を側端部３４の内径Φと定義すると、側端部３４の内周領域Ｑは、中心軸Ｘを中心とした円周方向に内径Φが変化する形状とも表現され得る。具体的には、中心軸Ｘの周囲の７２°（３６０°/Ｎ）を単位（周期）として内径Φが周期的かつ連続的に増減する。したがって、内周領域Ｑの輪郭線上には、内径Φが極大となる５個（Ｎ個）の極大点ＰAと内径Φが極小となる同数の極小点ＰBとが存在し、中心軸Ｘを中心とした３６°（３６０°/２Ｎ）毎に極大点ＰAと極小点ＰBとが円周方向に交互に配列する。図３から理解される通り、極大点ＰAは内周面４２の谷部の底点に相当し、極小点ＰBは内周面４２の山部の頂点に相当する。したがって、内周領域Ｑの輪郭線は、５個の山部と５個の谷部とが円周方向に交互に配列する閉曲線とも換言され得る。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の内周領域Ｑは、中心軸Ｘを中心とした円周方向に曲率を反復的に増減させた形状である。具体的には、内周領域Ｑの輪郭線の曲率は、円周方向に沿って正数と負数の一方から他方に反復的に変動する。すなわち、内周領域Ｑは、曲率中心が内周領域Ｑの内部に位置する範囲と曲率中心が内周領域Ｑの外部に位置する範囲とが円周方向に沿って交互に反復する。

図４は、図３の縦断面Ｖ0における側端部３４の断面図である。縦断面Ｖ0は、極大点ＰAおよび極小点ＰBの双方を通過する。したがって、内周領域Ｑの極大点ＰAを中心軸Ｘ上の複数の横断面にわたり連結した軌跡ＲAと、内周領域Ｑの極小点ＰBを中心軸Ｘ上の複数の横断面にわたり連結した軌跡ＲBとが縦断面Ｖ0内に存在する。軌跡ＲAは縦断面Ｖ0と内周面４２との交線に相当し、軌跡ＲBは縦断面Ｖ0と内周面４２との交線に相当する。軌跡ＲAおよび軌跡ＲBの各々は、側端部３４の基端部から先端部にかけて中心軸Ｘとの距離（内径Φ）が連続に増加する曲線である。

前述の通り、側端部３４の内周領域Ｑは、中心軸Ｘを中心とした円周方向に内径Φが変化する非円形である。したがって、軌跡ＲAと軌跡ＲBとは形状が相違する。例えば、図４に示す通り、軌跡ＲAおよび軌跡ＲBの各々が楕円の円弧となるように側端部３４の内周面４２の形状（フレア形状）を規定すると、楕円の楕円率（長径に対する短径の相対比）が軌跡ＲAと軌跡ＲBとで相違する。具体的には、軌跡ＲAは、長径ＬA1および短径ＬA2の楕円ＥAの円弧であり、軌跡ＲBは、長径ＬB1および短径ＬB2の楕円ＥBの円弧である。軌跡ＲAを規定する楕円ＥAの短径ＬA2は軌跡ＲBの楕円ＥBの短径ＬB2を上回り（ＬA2＞ＬB2）、軌跡ＲAの楕円ＥAの長径ＬA1と軌跡ＲBの楕円ＥBの長径ＬB1とは相等しい（ＬA1＝ＬB1）。したがって、軌跡ＲAの楕円ＥAの楕円率（ＬA2/ＬA1）は、軌跡ＲBの楕円ＥBの楕円率（ＬB2/ＬB1）を上回る。すなわち、軌跡ＲAの曲率（軌跡ＲAの全長にわたる平均値）が軌跡ＲBの曲率を上回る。また、軌跡ＲAの全長が軌跡ＲBの全長を上回ると換言することも可能である。以上の説明から理解される通り、第１実施形態における側端部３４の内周面４２は、内周領域Ｑの輪郭線のうち極大点ＰAや極小点ＰB等の特徴点を複数の横断面にわたり連結した軌跡Ｒ（ＲA，ＲB）の形状が、中心軸Ｘを中心とした円周方向で反復的に変化する形状とも換言され得る。

以上に説明した形状を側端部３４の内周面４２に採用したのは、バスレフポート３０Aから発生する異音を低減するためである。そこで、バスレフポートから発生する異音について以下に詳述する。図５は、ヘルムホルツ共鳴周波数と同等の周波数の純音（例えば３０Ｈｚの正弦波）の音響信号を既存のスピーカ装置に供給した場合の音響信号の周波数特性（破線）と再生音の周波数特性(実線)との関係を示すグラフである。ヘルムホルツ共鳴周波数に近い周波数を再生する場合、バスレフポートの内部を流通する空気の流速が高いと、バスレフポートの内部や先端部の近傍で空気流が乱れて渦輪（vortex ring）が発生する。渦輪は、ヘルムホルツ共鳴周波数を主成分として広帯域にわたる周波数成分を含有する。そして、渦輪に包含される周波数成分のうちバスレフポートや筐体の共鳴周波数に一致または近似する成分（図５の鎖線部）が共鳴により増強される結果、受聴者に異音として知覚される。

以上の現象を考慮して、本願発明者は、バスレフポートの内部を流通する空気流の渦輪（乱流）が異音の原因であると推察し、中心軸Ｘの方向の全区間にわたり内周領域が円形である既存のバスレフポート（以下「既存ポート」という）を対象として内部の空気流の乱れをシミュレートした。図６の部分(A)は既存ポートＩの解析結果であり、図６の部分(B)は既存ポートIIの解析結果である。既存ポートＩおよび既存ポートIIは、フレア形状が付加されたバスレフポートである。具体的には、既存ポートＩは、長径が１４４ｍｍで短径が４８ｍｍの楕円の円弧を縦断面内の内周面として採用したサンプルであり、既存ポートIIは、長径が２３０ｍｍで短径が４８ｍｍの楕円の円弧を縦断面内の内周面として採択したサンプルである。すなわち、既存ポートＩの内周面の楕円率（長径に対する短径の相対比）は既存ポートIIの内周面の楕円率を上回る。既存ポートＩおよび既存ポートIIの各々を採用したスピーカ装置に対してヘルムホルツ共鳴周波数と同等の周波数の音響信号を供給したところ、再生音から知覚される異音は、既存ポートIIのほうが既存ポートＩと比較して顕著である、という傾向が観察された。

図６の部分(A)および部分(B)には、既存ポートの内部および近傍のライトヒルボリューム（Lighthill Volume）の分布が図示されている。ライトヒルボリュームは、空気流の乱れ（乱流）の度合を評価するための指標であり、図６では、ライトヒルボリュームが高い領域（空気流の乱れの度合が大きい領域）ほど高い階調（白色に近い階調）で表現されている。図６の部分(A)および部分(B)を対比すると、異音が大きい既存ポートII（図６の部分(B)）では、空気流の乱れが大きい領域が先端部の近傍の狭い範囲に局在するのに対し、異音が小さい既存ポートＩ（図６の部分(A)）では、空気流の乱れが大きい領域が先端部の周辺の広い範囲に分布するという傾向が確認できる。以上の傾向から、空気流の乱れが大きい領域をバスレフポートの中心軸Ｘに沿う広い範囲に分散させることができれば、バスレフポートからの異音を抑制できると本願発明者は推察した。図１から図４を参照して説明した第１実施形態のバスレフポート３０Aは、以上の知見を踏まえて採択された形状の好適例である。

図７の部分(A)は、内周面が円形のフレア形状である既存ポートにおける空気流の乱れが大きい領域の説明図であり、図７の部分(B)は、第１実施形態のバスレフポート３０Aにおける空気流の乱れが大きい領域の説明図である。図７の部分(A)から理解される通り、内周領域が全区間にわたり円形に維持される既存ポートでは、中心軸Ｘ上の狭い範囲内に、空気流の乱れが大きい領域が内周面４２の全周にわたり発生する。すなわち、既存ポートの内部には真円状の渦輪が発生する。他方、第１実施形態のバスレフポート３０Aでは、縦断面内での内周面４２の形状（軌跡ＲA，軌跡ＲB）が円周方向の各位置で相違するから、バスレフポート３０Aの内部に発生する渦輪は円周方向に沿って蛇行した形状となる。すなわち、空気流の乱れが大きい領域は中心軸Ｘ上の広い範囲に分散される。以上のように空気流の乱れが大きい領域が中心軸Ｘの方向に分散される結果、第１実施形態によれば、バスレフポート３０Aに起因した異音が低減されるのである。

図８は、バスレフポートの形状を相違させた複数の場合の各々における再生音の周波数特性であり、図９は、受聴者に異音として知覚される図８の帯域Ｂ内の音圧（異音レベル）を複数種のバスレフポートの各々について併記したグラフである。図８および図９の既存ポートIIIは直管型（フレア形状が付与されない形状）のバスレフポートである。縦断面内の内周面４２の形状（軌跡Ｒ）を円周方向の各位置で相違させた第１実施形態により、対比例と比較して異音が確かに抑制されることが図９からも確認できる。また、第１実施形態のように内周領域Ｑを回転対称性の非円形とした構成によれば、内周領域を単純な真円形とした既存ポートと比較して意匠的な美観（デザイン性）に優れるという利点もある。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１０は、第２実施形態に係るバスレフポート３０Bの斜視図および切断図（縦断面での切断図）であり、図１１は、中心軸Ｘの方向から側端部３４（３４２，３４４）の先端部を観察した場合のバスレフポート３０の正面図である。図１０および図１１から理解される通り、第２実施形態のバスレフポート３０Bは、第１実施形態と同様の形状の内周領域Ｑを中心軸Ｘ上の位置に応じて回転させた形状（すなわち、中心軸Ｘを中心として内周面４２を捻った形状）である。すなわち、バスレフポート３０Bの内周面４２の山部および谷部は中心軸Ｘに沿って螺線状に延在する。

図１２は、中心軸Ｘ上の位置が相違する複数の横断面Ｃ（Ｃ1〜Ｃ5）の模式図であり、図１３は、図１２の横断面Ｃ毎の内周領域Ｑの模式図である。図１２の横断面Ｃ1から横断面Ｃ5は、側端部３４の先端部（中間部３２とは反対側）から基端部にかけて順番に配列する。例えば、横断面Ｃ1は側端部３４の先端部側に位置し、横断面Ｃ5は基端部側に位置する。任意の１個の横断面Ｃにおける内周領域Ｑの形状は第１実施形態と同様である。すなわち、側端部３４の内周領域Ｑは、中心軸Ｘを中心とした円周方向に沿って内径Φが変化する回転対称性の非円形に設定される。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。なお、側端部３４の内周領域Ｑの面積（内径Φ）は第１実施形態と同様に基端部から先端部にかけて増加するが（フレア形状）、図１２および図１３では内周領域Ｑの面積の変化が便宜的に省略されている。

図１３に示すように、中心軸Ｘに垂直な横断面Ｃにおける内周面４２上の任意の１個の極大点ＰAを通過するとともに中心軸Ｘに直交する直線（以下「内径線」という）Ｌを想定する。すなわち、内径線Ｌは、中心軸Ｘから半径方向に延在して極大点ＰAを通過する直線である。図１３に示すように、中心軸Ｘを含む特定の縦断面（以下「基準平面」という）ＶREFを想定すると、基準平面ＶREFに対する内径線Ｌの角度θは、中心軸Ｘ上の横断面Ｃの位置に応じて連続に変化する。具体的には、中心軸Ｘ上における横断面Ｃの一方向の移動（例えば先端部側から基端部側への移動）に対して内径線Ｌは一方向に連続に回転する。すなわち、図１３に示すように、例えば横断面Ｃ2内の内径線Ｌの角度θは横断面Ｃ1内の内径線Ｌの角度θを上回り、横断面Ｃ3内の内径線Ｌの角度θは横断面Ｃ2内の内径線Ｌの角度θを上回る。したがって、図１２から理解される通り、各横断面Ｃ内で相互に対応する極大点ＰA（図１２の黒丸）を複数の横断面Ｃ1〜Ｃ5について相互に連結した軌跡ＲAは、中心軸Ｘに沿って中心軸Ｘの周囲を回転する螺線状となる。同様に、各横断面Ｃ内の極小点ＰB（図１２の白丸）を複数の横断面Ｃ1〜Ｃ5について相互に連結した軌跡ＲBも螺線状となる。すなわち、前述の通り、内周面４２の谷部（極大点ＰAの軌跡ＲA）および山部（極小点ＰBの軌跡ＲB）は、中心軸Ｘに沿って中心軸Ｘの周囲に螺線状に延在する。また、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、側端部３４の内周面４２がフレア形状であり、内周領域Ｑは回転対称性の非円形である。したがって、極大点ＰAの軌跡ＲAと極小点ＰBの軌跡ＲBとは形状（曲率や全長）が相違する。具体的には、軌跡ＲAの全長は軌跡ＲBの全長を上回る。

図１１に示すように、側端部３４の基端部から先端部（すなわち側端部３４の両端間の全域）にかけて内径線Ｌは角度ηだけ回転する。角度ηは任意の適切な数値に設定される。ただし、例えばバスレフポートを射出成形で形成する場合に角度ηが大きいと金型の取出が困難となるから、射出成形用の金型を確実に抜出すことができる角度（例えば２０°）を下回る範囲内の角度ηが好適である。例えば角度ηを１８°（３６０°/４Ｎ）に設定した構成が好適である。他方、角度ηが過度に大きいと、内周面４２の近傍で空気流の乱れ（乱流）が発生し易くなる。したがって、角度ηは、例えば、乱流に起因した異音の発生が知覚されない程度の範囲内で適宜に選定される。具体的には、角度ηの上限値は、空気の乱流に影響する各種の要素（例えばバスレフポート３０B内の空気に想定される流速等）を加味して適切に選定される。

また、中心軸Ｘに沿って横断面Ｃが所定の単位量だけ移動した場合の内径線Ｌの回転角度（以下「単位角度」という）は中心軸Ｘ上の横断面Ｃの位置に応じて相違する。具体的には、側端部３４のうちバスレフポート３０Bの先端部側（中間部３２とは反対側）のほうが中央側（中間部３２側）と比較して単位角度が大きい。すなわち、側端部３４の先端部側ほど単位角度は増加する。したがって、図１１に示すように、中心軸Ｘの方向（バスレフポート３０の正面方向）から側端部３４の先端部を観察した場合に観察される軌跡ＲA（すなわち、中心軸Ｘに垂直な投影面に対する軌跡ＲAの投影像）は所定の曲率ρの曲線となる。曲率ρは例えば１/５０［１/ｍｍ］（曲率半径：５０ｍｍ）程度の数値に設定される。

第１実施形態で図７を参照して説明した通り、内周領域Ｑが円形である既存ポートでは内部に真円形の渦輪が発生することで異音が顕著に知覚される。他方、第１実施形態ではバスレフポート３０Aの内部の渦輪を円周方向に蛇行させる（空気流の乱れが大きい領域を中心軸Ｘの方向の広い範囲に分散させる）ことで異音が低減される。以上の傾向からも推察される通り、中心軸Ｘを中心とした渦輪の幾何学的な対称性が低下するほど異音が低減される。第２実施形態では、内周面４２の谷部（極大点ＰAの軌跡ＲA）および山部（極小点ＰBの軌跡ＲB）が螺線状となるように側端部３４の内周面４２の形状が選定されるから、バスレフポート３０Bの内部の渦輪の幾何学的な対称性は、既存ポートはもちろん第１実施形態と比較しても低下する。したがって、第２実施形態によれば、第１実施形態よりも異音を抑制することが可能である。前掲の図８および図９には、第２実施形態に係るバスレフポート３０Bを採用した場合に観測される異音のレベルが併記されている。第２実施形態による異音低減の効果が第１実施形態を上回ることは図８および図９からも確認できる。また、第２実施形態のように内周面４２の山部および谷部を螺線状とした構成によれば、内周領域を単純な真円形とした既存ポートや内径線Ｌが回転しない第１実施形態と比較して意匠的な美観（デザイン性）に優れるという利点もある。

＜バスレフポートの具体的な形状＞
第１実施形態および第２実施形態の説明を基礎として多様な観点からバスレフポート３０（３０A，３０B）の好適な形状を例示する。なお、以下の説明では、第１実施形態で例示したように内周領域Ｑを回転対称性の非円形とした構成（内径Φを円周方向で変化させた構成）を便宜的に「特徴Ａ」と表記し、第２実施形態で例示したように中心軸Ｘ上の横断面Ｃの位置に応じて内径線Ｌの角度θを変化させた構成（内周面４２の谷部および山部を螺線状とした構成）を便宜的に「特徴Ｂ」と表記する。

＜観点１＞
第１実施形態では、バスレフポート３０の側端部３４２および側端部３４４の双方に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用したが、側端部３４２および側端部３４４の一方のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用することも可能である。

図１４は、側端部３４２および側端部３４４の各々における特徴Ａおよび特徴Ｂの有無を相違させた複数のサンプルについて異音のレベルを測定した結果である。図１４の構成Ｍ1は、側端部３４２および側端部３４４の双方に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成（第２実施形態）である。他方、構成Ｍ2は、背面側の側端部３４４のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成であり、構成Ｍ3は、前面側の側端部３４２のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成である。構成Ｍ2の側端部３４２および構成Ｍ3の側端部３４４には、既存ポートＩや既存ポートIIと同様に内周領域を真円形としたフレア形状が採用される。

図１４から把握される通り、側端部３４２および側端部３４４の双方に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ1は、側端部３４２および側端部３４４の一方のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した場合（Ｍ2，Ｍ3）と比較して異音の抑制効果が大きい。したがって、第１実施形態や第２実施形態で例示した通り、側端部３４２および側端部３４４の双方に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成が、異音低減の効果を最大化する観点からは好適である。

他方、特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した側端部３４を製造するためのコストが、特徴Ａや特徴Ｂを採用しない単純な形状の側端部３４を製造するためのコストを上回るという事情が現実には想定される。したがって、製造コストの低減という観点からすると、側端部３４２および側端部３４４の一方のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成が有利である。図１４を参照すると、背面側の側端部３４４に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ2は、前面側の側端部３４２に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ3と比較して異音の抑制効果が大きいという傾向が観察される。したがって、異音抑制と製造コストの削減とを両立する観点からは、前面側の側端部３４２に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ3よりも、背面側の側端部３４４に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ2が好適である。他方、筐体１０の内部に位置する側端部３４４は外部から視認し難い。したがって、特徴Ａおよび特徴Ｂの意匠的な美観を優先させる観点からは、外部から視認し易い側端部３４２に特徴Ａおよび特徴Ｂを採用した構成Ｍ3が好適である。

＜観点２＞
前述の各形態では、内周領域Ｑを５回対称の非円形とした構成を例示したが、図１５に例示される通り、回転対称の次数Ｎを５以外の数値に変更することも可能である。図１５では３回対称（Ｎ＝３）から７回対称（Ｎ＝７）までの内周領域Ｑが例示されている。

図１６は、回転対称の次数Ｎを変化させた複数の構成について異音のレベルを測定した結果である。図１６の記号Ｎ-A（Ｎ＝３〜７）は、内周領域Ｑを回転対称性の非円形として特徴Ｂは採用しない構成を意味し、記号Ｎ-Bは、内周領域Ｑを回転対称性の非円形としたうえで特徴Ｂを採用した構成を意味する。また、図１６では、特徴Ｂを採用した構成と非採用の構成との異音のレベルの平均値が次数Ｎ毎に黒丸で併記されている。

回転対称の次数Ｎが小さいほど異音の抑制効果が大きいという概略的な傾向が図１６から確認できる。したがって、回転対称の次数Ｎを小さい数値（例えばＮ＝３〜５）に設定した構成が好適である。また、図１６から理解される通り、回転対称の次数Ｎが奇数である場合に、次数Ｎを偶数とした場合と比較して異音の抑制効果が大きいという傾向が確認できる。したがって、回転対称の次数Ｎを奇数に設定した構成が好適である。なお、次数Ｎが奇数である場合（内周領域Ｑの幾何学的な対称性が低い場合）に偶数の場合と比較して異音の抑制効果が大きいという傾向は、バスレフポート３０の内部に発生する渦輪の幾何学的な対称性が低下するほど異音が低減されるという前述の傾向にも符合する。

以上の傾向を総合的に考慮すると、回転対称の次数Ｎを小さい奇数（例えばＮ＝３，５）とした構成が、異音の低減という観点からは格別に好適である。ただし、本発明において内周領域Ｑの回転対称の次数Ｎは任意である。

＜観点３＞
前述の各形態では、内周領域Ｑの輪郭線が全周にわたり曲線である場合を例示したが、内周領域Ｑの輪郭線が直線を包含する構成も採用され得る。例えば図１７の部分(A)に例示される通り、回転対称性の多角形（図１７では５角形）の角部を円弧状とした形状（以下「形状II」という）の内周領域Ｑも採用され得る。形状IIは、内径Φの極小点ＰB（内周面４２の山部）が存在しない形状とも表現され得る。

図１８は、第１実施形態（図３または図１１）と同様に内周領域Ｑを回転対称性の閉曲線（以下「形状Ｉ」という）とした構成と、内周領域Ｑを図１７の部分(A)の形状IIとした構成との各々について異音のレベルを測定した結果のグラフである。なお、図１８では、特徴Ｂの採用を便宜的に省略した。図１８を参照すると、内周領域Ｑを形状IIとした構成では、形状Ｉを採用した構成と比較して異音のレベルが高いという傾向が把握される。したがって、異音の低減という観点からは、第１実施形態で例示した形状Ｉのように内周領域Ｑを閉曲線とした構成のほうが、直線を含む形状IIと比較して有利である。

ところで、図６の部分(A)および部分(B)に関連して前述した通り、内周面を規定する楕円の楕円率が小さい既存ポートIIの異音のレベルは、楕円率が大きい既存ポートＩの異音のレベルを上回る。すなわち、内周面４２を規定する楕円の楕円率が大きいほど異音が低減されるという傾向がある。図１７に例示した形状IIでは、内周面４２のうち楕円率が大きい範囲（図１７の破線部のように極大点ＰAの軌跡ＲAに形状が近い範囲）が第１実施形態と比較して狭い。したがって、内周領域Ｑを形状IIとした構成で異音のレベルが高いのは、内周面４２のうち楕円率が大きい範囲が狭いからであると推察される。

以上の検討を考慮すると、内周面４２の楕円率が大きい範囲を充分に確保できる図１７の部分(B)の形状IIIが内周領域Ｑの形状として好適である。図１８には、形状IIIを採用した構成で知覚される異音のレベルも併記されている。図１８から理解される通り、形状IIIによれば、形状IIはもちろん形状Ｉと比較しても異音の抑制効果を増強することが可能である。以上の結果は、内周面４２を規定する楕円の楕円率が大きいほど異音が低減されるという前述の傾向にも符合する。なお、以上の説明では特徴Ｂを省略した構成を便宜的に想定したが、内周領域Ｑの形状に関わらず特徴Ｂも採用できることは当然である。

＜変形例＞
前述の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。

（１）前述の各形態では、側端部３４の全区間（両端間の全域）にわたり特徴Ａおよび特徴Ｂを採用したが、側端部３４の特定の区間（例えば先端部側の区間）のみに特徴Ａおよび特徴Ｂを採用することも可能である。また、前述の各形態では、側端部３４２と側端部３４４との間に中間部３２を介在させたが、中間部３２は省略され得る。したがって、バスレフポート３０の全区間にわたり特徴Ａおよび特徴Ｂを採用することも可能である。

（２）第２実施形態では、特徴Ａおよび特徴Ｂの双方を具備するバスレフポート３０Bを例示したが、特徴Ｂにとって特徴Ａは必須の要件ではなく、第２実施形態から特徴Ａを省略することも可能である。すなわち、内周面４２の山部または谷部が螺線状に形成された特徴Ｂ（第２実施形態）において内周領域Ｑの具体的な形状は任意である。ただし、内周領域Ｑが真円形である場合、横断面Ｃの位置に応じた内径線Ｌの回転が観念できないから、特徴Ｂにおける内周領域Ｑの形状は当然に非円形である。

（３）前述の各形態では、中心軸Ｘ上での横断面Ｃの移動に対して内径線Ｌが一方向に回転する構成（横断面Ｃの移動に対して内径線Ｌの角度θが単調増加または単調減少する構成）を例示したが、横断面Ｃの移動に対する内径線Ｌの回転方向は以上の例示に限定されない。例えば、内径線Ｌの回転方向が側端部３４の途中の位置で反転する構成も採用され得る。また、内径線Ｌの角度θの変化の連続性は必須の要件ではない。すなわち、横断面Ｃの移動に対して角度θが不連続に変化する構成も採用され得る。以上の説明から理解される通り、本発明の好適な態様は、中心軸Ｘ上の横断面（第１横断面）ＣAにおける内径線Ｌの角度θと、横断面ＣAとは中心軸Ｘ上の位置が相違する横断面（第２横断面）ＣBにおける内径線Ｌの角度θとが相違する構成として包括的に表現される。

（４）前述の各形態では、スピーカ装置１００に採用されるバスレフポート３０を例示したが、前述の各形態のバスレフポート３０の特徴はバスレフポート３０以外の管体にも適用され得る。本発明を適用可能な管体としては、例えば、二輪車や四輪車等の車輌のマフラーや空調設備の吸排気ダクト等を例示することが可能である。また、金管楽器や木管楽器等の楽器（典型的には管楽器）の管体にも本発明は適用され得る。

１００……スピーカ装置、１０……筐体、１２……前面側の板材、１４，１６……開口部、２０……スピーカユニット、３０A，３０B……バスレフポート、３２……中間部、３４（３４２，３４４）……側端部、４２……内周面、Ｑ……内周領域。

Claims (6)

1. 空気が流通する管状のバスレフポートであって、
   中心軸に垂直な第１横断面における内周上の一の特徴点を通過して前記中心軸に直交する第１内径線と、前記第１横断面とは前記中心軸上の位置が相違する第２横断面における内周上で前記一の特徴点に対応する特徴点を通過して前記中心軸に直交する第２内径線とで、前記中心軸を含む基準平面に対する角度が相違し、かつ、前記中心軸に垂直な横断面内で内周面により包囲された内周領域は、当該バスレフポートの内部において空気流の乱れが大きい領域が前記中心軸の方向に分散されるように、当該横断面内における内径が前記中心軸の円周方向に沿って連続に変化する波形状である
   バスレフポート。
2. 前記中心軸に垂直な横断面における内周上の一の特徴点を通過して前記中心軸に直交する内径線の前記基準平面に対する角度は、前記中心軸上における当該横断面の移動に対して連続に変化し、
   前記横断面の単位量の移動に対する前記内径線の回転角度は、前記中心軸上の位置に応じて相違する
   請求項１のバスレフポート。
3. 空気が流通する管状のバスレフポートであって、
   中心軸に垂直な横断面における内周上の特徴点を、前記中心軸上の位置が相違する各横断面について相互に連結した軌跡が、螺線状であり、かつ、前記中心軸に垂直な横断面内で内周面により包囲された内周領域は、当該バスレフポートの内部において空気流の乱れが大きい領域が前記中心軸の方向に分散されるように、当該横断面内における内径が前記中心軸の円周方向に沿って連続に変化する波形状である
   バスレフポート。
4. 中心軸に垂直な横断面における内周上の第１特徴点を各横断面について相互に連結した第１軌跡と、前記横断面における内周上で前記第１特徴点とは相違する第２特徴点を各横断面について相互に連結した第２軌跡とは形状が相違する
   請求項１から請求項３の何れかのバスレフポート。
5. 前記中心軸に垂直な横断面内で内周面により包囲された内周領域は、回転対称性を有する非円形である
   請求項１から請求項４の何れかのバスレフポート。
6. 空気が流通する管体であって、
   中心軸に垂直な第１横断面における内周上の一の特徴点を通過して前記中心軸に直交する第１内径線と、前記第１横断面とは前記中心軸上の位置が相違する第２横断面における内周上で前記一の特徴点に対応する特徴点を通過して前記中心軸に直交する第２内径線とで、前記中心軸を含む基準平面に対する角度が相違し、かつ、前記中心軸に垂直な横断面内で内周面により包囲された内周領域は、当該バスレフポートの内部において空気流の乱れが大きい領域が前記中心軸の方向に分散されるように、当該横断面内における内径が前記中心軸の円周方向に沿って連続に変化する波形状である
   管体。