JP2003153366A - ホーンスピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホーン開口径を大きくしたり、指向角度を小
さくしたりすることなく、ホーンの長さを短くできる。 【解決手段】 前面に開口を有するホーン２内にコーン
スピーカ１０が設けられている。ホーン２内におけるコ
ーンスピーカ１０よりも前方の位置に指向性制御器１２
が設けられている。指向性制御器１２の前端部１５が、
ホーン２の前面より突出しないように配置され、指向性
制御器１２の前端部１５が、指向性制御器１２のコーン
スピーカ１０側にある後端部よりも細く形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホーンスピーカに
関し、特にその指向性を制御したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ホーンスピーカの指向特性は、ホーンの
開口径と、ホーンのスロート角度またはホーンの長さと
によって、決まる。ホーンの開口径、スロート角度、ホ
ーンの長さは、三角形の辺と内角の関係にあり、ホーン
の開口径、スロート角度、ホーンの長さのうち２つを定
めると、残りの１つは自ずと定まる。スロート角度によ
って、ホーンスピーカの指向角度が定まり、ホーン開口
径によって低音域での指向性制御の限界周波数が定ま
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ホーンスピーカにおい
て、ホーン開口径を予め定めた値に維持したまま、ホー
ンの長さを短くすると、スロート角度が大きくなり、指
向性が広くなる。逆に、予め定めた指向性を維持するた
めにスロート角度を維持しようとすると、ホーンの開口
径が小さくなり、低音域での指向性が得られなくなる。

【０００４】本発明は、ホーン開口径を大きくしたり、
かつ指向角度を小さくしたりすることなく、ホーンの長
さを短くできるホーンスピーカを提供することを目的と
する。また、本発明は、ホーン開口径及びホーンの長さ
を変更せずに、狭い指向性を持つホーンスピーカを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるホーンスピ
ーカは、前面に開口を有するホーンを有している。ホー
ンには、種々の種類のものを使用することができ、例え
ばパラボリックホーン、コニカルホーン、エクスポネン
シャルホーン、ハイパラボリックホーン等を使用するこ
とができる。このホーン内に音源が設けられている。音
源としては、種々のものを使用することができ、例えば
コーンスピーカを使用することもできるし、或いは通常
のホーンスピーカに使用されているドームスピーカに似
たドライバユニットを使用することもできる。ホーン内
における前記音源よりも前方の位置に指向性制御器が設
けられている。この指向性制御器は、その前端部が、ホ
ーンの開口面より非突出に配置されている。例えば、ホ
ーンの開口面に前端部が位置してもよいし、ホーンの開
口面よりも奥側に、前端部が位置してもよい。さらに、
指向性制御器の前端部は、前記指向性制御器の音源側に
ある後端部よりも細く形成されている。前端部は、丸み
を持つことが望ましい。

【０００６】指向性制御器を設けていない通常のホーン
スピーカでは、ホーンのスロートを中心とする概ね球面
状の音波面が形成され、これに沿った指向角で音が出力
される。この場合、音波面の中央が最も外方側に膨らん
でいる。これに対し、本願発明のように指向性制御器を
ホーンに設けた場合、ホーン内に複数の副ホーンが形成
されている。各副ホーンから放射される音波面は、これ
ら副ホーンの中央に対応する位置が最も膨らみ、指向性
制御器の前端部で最も窪んだ形状となる。従って、各副
ホーンの開口面から放射される音波面を合成したもの
は、指向性制御器の前端部に対応する位置で膨らみが抑
制され、指向性制御器を設けていないホーンスピーカと
比較して、音波面がより平面波に近い形状になり、狭い
指向性を持たせることができる。従って、ホーン開口径
及び指向角度を広くすることなく、ホーンの長さを短く
することができるし、ホーン開口径及びホーン長を一定
とした場合、指向性制御器を設けていない場合よりも狭
い指向性を持つホーンスピーカが得られる。

【０００７】前記前面開口から前記ホーン側を見たとき
の前記指向性制御器の最大径が、前記前面開口から前記
ホーン側を見たときの前記音源の実効振動径にほぼ等し
いかこれよりも大きく設定することができる。例えば実
効振動径の約９０パーセント以上とすることが望まし
い。

【０００８】このように構成した場合、指向性制御器の
後端部と音源との間の空間の最外部に複数の仮想音源が
形成される。これら仮想音源のうち指向制御器を挟んで
対象の位置にある２つの仮想音源を考える。指向性制御
器の一方の側にある仮想音源から放射された音の一部
は、指向性制御器の前端部に向かって指向性制御器の周
面に沿って進行し、前端部において回り込んで指向性制
御器の他方の側の或る点に向かう。音源の他方の側にあ
る他方の仮想音源から放射された音の一部は、指向性制
御器の周面に沿わずに直接に他方の側の上記或る点に向
かう。この他方の側の上記或る点で両音が合成される
が、一方の側の仮想音源から放射された音は、指向性制
御器の周面に沿って進行した分だけ一方の側の仮想音源
からの音よりも遅れており、他方の側の上記或る点で両
音が合成されたとき、ディップを生じやすい。即ち、指
向性の制御が行われている。

【０００９】前記指向性制御器における前記音源と対向
している後端部の面を、前記音源の振動面と近似した形
状とすることもできる。このように構成すると、指向性
制御器の後端部と音源の振動面との間隔を接近させるこ
とができ、上述したように指向性を良好に制御すること
ができる。更に、高音域の劣化をも防ぐことができる。
即ち、一般的に、音の通過道において音の進行方向に垂
直な断面の面積はなだらかに増加することで音質の劣化
を防ぐことができる。音の通過道の中途に袋状の空間が
できた場合、高音域をカットするイコライザが形成され
た状態になり、高音域が劣化する。指向性制御器の後端
部の形状を音源の振動面に近似させることによって、こ
のような高音域をカットする空間が形成されず、高音域
の劣化を防止することができる。

【００１０】前記指向性制御器の前記後端部と前記前端
部との間の周面を、外方に向かって非凹な形状に形成す
ることもできる。この場合、後端部から前端部に向かう
に従って径が増大し、その後に径が縮小する場合や、後
端部から前端部に向かうに従って径が増大した後に、そ
の径を前端部側に向かって一定距離だけ伸延し、その後
に径が前端部側に向かって縮小する場合や、後端部の前
縁の径を維持したまま前端部側に向かって一定距離だけ
伸延し、その後に前端部に繋がる場合もある。このよう
に形成した場合、周面全域には、くびれた部分が存在せ
ず、指向性に乱れが生じない。

【００１１】前記指向性制御器は、前記ホーンの中央に
配置することができる。この場合、前記指向性制御器の
前記後端部と前記前端部との間の周面は、前記ホーンの
内周面と共に、ほぼ同一形状の複数の副ホーンを前記ホ
ーン内に形成する形状に形成されている。例えば、指向
性制御器の後端部から前端部に向かう中心を通る縦断面
形状を、上記中心を通る線分によって２つに分割した場
合、その分割部分の外周縁は、これと対向するホーンの
内周縁とほぼ線対称な形状に形成されている。

【００１２】このように構成した場合、上述したのと同
様に複数の副ホーンが形成されて、指向性を狭くするこ
とができるが、指向性制御器がホーンの中央に配置され
ているので、副ホーンの形状がほぼ同一形状となり、ホ
ーンの中央付近での音波面の膨らみを確実に押さえるこ
とができ、より平面波に近い音波面が得られ、より狭い
指向性とする制御が良好に行われる。

【００１３】前記指向性制御器の前端部から後端部まで
の距離を、前記前端部と後端部との間の周面の最大径よ
りも長く形成することができる。この場合、指向性制御
器は、ホーンの中央に配置することが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の１実施形態のホーンスピ
ーカは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ホーン２を
有している。ホーン２は、２つの対向して形成された２
つのホーン内面４ａ、４ｂからなる。これらホーン内面
４ａ、４ｂは、間隔を隔てて配置された２つの中空の双
峰部６ａ、６ｂの内側面である。２つの双峰部６ａ、６
ｂは、長手のベース８の長手方向に間隔を隔てて配置さ
れている。ホーン２は、このような構成であるので、図
１（ｂ）における上下方向が開口されたものである。

【００１５】ホーン内面４ａ、４ｂは、ベース８の長さ
方向及び幅方向の中心、即ちホーンの中央に垂直に立て
た中心軸に、線対称に形成されており、これらホーン内
面４ａ、４ｂの距離は、前面側から後方に向かうに従っ
て滑らかに減少している。このホーン２は、図１（ａ）
に示すように、例えば開口径Ｄ、長さＬがそれぞれ約２
６０ｍｍ、約１５０ｍｍである。このホーン２では、開
口径Ｄと長さＬとの比が約１．７であり、長さＬが開口
径Ｄに比較して短い。また、スロート角度θは約３０度
である。ホーン内面４ａ、４ｂの形状としては、パラボ
リック型、コニカル型、エクスポネンシャル型またはハ
イパラボリック型等公知の種々の形状とすることができ
る。このホーン２は、例えば合成樹脂製である。

【００１６】このホーン内面４ａ、４ｂの後端部よりも
奥側に、音源部、例えばコーンスピーカ１０が配置され
ている。このコーンスピーカ１０も、その中心軸が、上
記ベース８に立てた中心軸（ホーン２の中央）上に位置
するように、かつその放射面がホーン２の開口側を向く
ように、取り付けられている。コーンスピーカ１０は、
コーン１０ａを有し、コーン１０ａの最大径が約１１０
ｍｍである。コーン１０ａの中央にダストキャップ１０
ｂが設けられている。さらに、コーンスピーカ１０は、
マグネット１０ｃを有し、かつポールピース（図示せ
ず）が設けられたベース１０ｄを有している。

【００１７】このホーン２の内部であって、コーンスピ
ーカ１０よりも前方に、指向性制御器１２が配置されて
いる。この指向性制御器１２は、概略卵型をなす中空体
に形成されている。この指向性制御器１２の周面の中途
に設けた２つのフィン１４、１４によって、ホーン内面
４ａ、４ｂに、指向性制御器１２が固定されている。こ
の指向性制御器１２も合成樹脂製である。

【００１８】この指向性制御器１２は、ホーンスピーカ
１０側に後端部１３が位置し、ホーン２の開口側に前端
部１５が位置している。この後端部１３の中央と前端部
１５の中央とを繋ぐ中心軸線が、ベース８の上記中心軸
線上に位置している。この指向性制御器１２では、上記
中心軸に沿う縦断面形状が、図１（ａ）に示すように構
成され、この縦断面形状はベース８の中心軸線を対称軸
とする線対称な形状に形成されている。

【００１９】この指向性制御器１２では、その後端部１
３の中央は、ダストキャップ１０ｂと近似形状をなす凹
部１６とされている。コーン１０ａ中央から外方側へ向
かう中途までの前面の形状と近似の形状になるように、
この凹部１６の周縁から外方に向かうに従って、徐々に
径が増大する湾曲部１８が形成されている。この湾曲部
１８は、指向性制御器１２の内部に向かって凹に形成さ
れている。

【００２０】この湾曲部１８の前周縁から前面に向かっ
て周面部１９が形成されている。この周面部１９は、全
体的に見て、指向性制御器１２の内側から、外方に向か
って非凹な形状、例えば凸に形成されている。周面部１
９では、湾曲部１８の前端縁から湾曲部２０が前端部側
に１５側に伸びている。この湾曲部２０は、径が徐々に
増大するが、指向性制御器１２の内部から、外方に向か
って凸に形成されている。この湾曲部２０の前端縁から
ほぼ同一の径を維持して、周面部１９の胴部２２がフィ
ン１４付近まで伸びている。フィン１４と指向性制御器
１２とは一体に形成されている。この胴部２２の前端縁
から徐々に径を縮小しながら、指向性制御器１２の前端
部１５に向かって、湾曲部２４が形成されている。この
湾曲部２４は、指向性制御器１２の内部から外方に向か
って凸に形成されている。

【００２１】この指向性制御器１２の前端部１５は、尖
ってなく、丸みを持っており、後端部１３の最大径より
もその最大径が小さくされている。

【００２２】このように構成されているので、湾曲部２
０、胴部２２、湾曲部２４からなる周面部１９の全域に
は、全く括れた部分がなく、滑らかに形成されている。

【００２３】指向性制御器１２の前端部１５は、ホーン
２の前面開口から非突出であり、例えば前面開口から約
３５ｍｍ奥側に位置している。即ち、ホーン２の長さＬ
の約０．２倍の長さだけホーン２の開口面から奥側に位
置している。この指向性制御器１２の前後方向の長さＬ
１は、約１２８ｍｍであり、ホーン２の長さＬよりも短
く形成されている。また、ホーン２の前面側から見た最
大径の部分Ｄ１、即ち胴部２２の径は、約８８ｍｍに形
成され、ホーン２の開口径Ｄよりも小さく、またコーン
スピーカ１０のコーン１０ａをホーン２の前面側から見
た場合の、コーン１０ａの実効振動径（コーンスピーカ
の最外周部の蛇腹部分中央から内側の距離）にほぼ等し
く、例えば実効振動径の約９０パーセントとされてい
る。なお、胴部２２の径は、実効振動径の９０パーセン
ト以上とすることもできる。

【００２４】さらに、指向性制御器１２の前後方向の長
さＬ１は、指向性制御器１２の最大径Ｄ１よりも大きく
形成されている。また、指向性制御器１２の後端部１３
とコーンスピーカ１０とは比較的接近して配置され、例
えば振動面と指向性制御器１２の後端部１３とが接しな
い範囲で近接して配置され、具体的には実効振動径の１
０パーセント以下で、振動面と指向性制御器１２に接触
しない範囲で近接して配置されている。例えば凹所１６
の外縁からダストキャップの先端までの距離Ｌ３は約１
０ｍｍに設定されている。

【００２５】このように構成されたホーンスピーカで
は、指向性制御器１２を設けているので、ホーン２内に
複数、例えば２つの副ホーンが幾分間隔をおいて形成さ
れたのと等価になる。しかも、これら副ホーンは、この
実施の形態では、同一形状で、ホーン２と同じ指向角を
持っている。

【００２６】ところで、指向性制御器１２を設けなかっ
た場合、ホーン２から放射される音の音波面は、ホーン
２の開口面において図２に符号ａで示すように球面とな
り、この球面に垂直な方向に音は広がっていく。この球
面は、ホーン軸上部分が最も膨らんだ形状であるため、
広い指向性を持つ。

【００２７】一方、指向性制御器１２を設けた場合、各
副ホーンから放射される音波面は、図２に符号ｂで示す
ように、各副ホーンの中央部に対応する部分が最も膨ら
み、逆に指向性制御器１２の前端部１５で最も窪んだ球
面波となる。これら球面波が合成されて、符号ｂ１、ｂ
２で示すような、即ち、ホーン２の中央部分の膨らみが
抑えられた形状に、指向性制御器１２を設けたことによ
って音波面が制御されている。従って、例えば符号ａ１
とｂ２とで示すように、ホーン２の前方の同じ位置に存
在する、指向性制御器１２を設けた場合の音波面と、設
けない場合の音波面とを比較すると、指向性制御器１２
を設けた方が、設けない場合よりも、より平面波に近い
形状に音波面がなる。従って、音は、この波面に垂直な
方向に広がるが、その広がりが抑えられ、指向角度が鋭
い、即ちホーン長が長いホーンによる音波面が形成され
たのと等価になる。なお、このような音波面の制御は、
主に中音域において有効である。

【００２８】また、指向性制御器１２の後端部とコーン
スピーカ１０とが作る空間の点ｄ、ｅから例えば高音域
の或る周波数の同じ音が放音された場合、点ｄからの音
は、例えば実線で示すように直進し、例えば点ｆに到達
する。一方、点ｅからの音は、例えば実線で示すよう
に、指向性制御器１２の長さ方向に沿って前端部１５に
到達して、点ｆ側に回り込み、点ｆに到達する。このと
き、点ｅからの音の伝搬距離が、点ｄからの音の伝搬距
離よりも長く、両音には位相差が生じる。この位相差が
ちょうど１８０度の場合、ディップが生じる。このよう
にしても、このホーンスピーカは、指向性制御器１２を
設けていない場合よりも、特に高音域で有効である。

【００２９】従って、このホーンスピーカ２は、或る周
波数において指向性制御器１２を設けていない場合より
も狭くなった一点鎖線で示すような指向性を持つ。他の
周波数においても、同様にして、狭くなった指向性を持
つ。

【００３０】良好な指向性を得るために、前端部１５
は、ホーン２の開口面から突出しないこと、前端部１５
が丸みを持つこと、指向性制御器１２の周面部１９に括
れが無いこと、指向性制御器１２の最大径Ｄが、コーン
スピーカ１０の実効振動径にほぼ等しいかこれよりも大
きいこと、指向性制御器１２の周面１９が外方に向かっ
て凸に形成されていること、指向性制御器１２の長さＬ
が最大径Ｄよりも大きいことが、望ましい。

【００３１】また、このホーンスピーカでは、指向性制
御器１２は、コーンスピーカ１０に接近して配置されて
いるので、コーンスピーカ１０から放出された音は確実
に指向性制御器１２の前端部１５を回り込み、指向性の
良好な制御が行える。もし、指向性制御器１２とコーン
スピーカ１０との間に大きな間隔があったならば、指向
性制御器１２の後端部１３を回り込む音が多くなり、前
端部１５側を回り込む音が少なくなり、指向性の良好な
制御が行えない。また、指向性制御器１２の音源と向か
い合う面、この実施の形態では凹部１６、湾曲部１８の
形状を、コーン１０ａの形状に近似させているので、指
向性制御器１２を設けたことによる高音域の劣化を防止
することができる。

【００３２】このように、このホーンスピーカでは、指
向性制御器１２によって狭い指向性を持つように制御し
ているので、ホーン開口径を大きくしたり、指向角度を
小さくしたりすることなく、ホーンの長さを短くするこ
とができる。また、このホーンスピーカに、ホーン開口
径、ホーンの長さ及び指向角度を変更せずに、狭い指向
性を持たせることができる。しかも、指向性制御器１２
は、ホーン２の内部に収容されているので、デュヒュー
ザーを取り付ける場合や音響レンズを設けて指向性を狭
くした場合と比較して、ホーンスピーカ全体が大型にな
ることはない。なお、ホーンスピーカにおいて、イコラ
イザーを設けることがあるが、これは、ホーンスピーカ
のスロート内に設けられており、ドライバーからの球面
波である音波を平面波とするが、この平面波はホーンに
おいて再び球面波となるので、イコライザーがホーンス
ピーカの指向性に影響を与えることはない。

【００３３】上記の実施の形態では、音源として、コー
ンスピーカを使用したが、ホーンスピーカに通常使用さ
れるドーム型に類似したドライバユニットを音源として
使用することもできる。上記の実施の形態では、指向性
制御器１２の周面部１９には、径が一定の胴部２２を設
けたが、これを除去して、湾曲部２０から直ちに湾曲部
２４に結合した形状とすることもできる。この場合、湾
曲部２０、２４の結合面は滑らかにすることが望まし
い。また指向性制御器１２の前端部１５をホーン２の開
口面よりも奥側に設けたが、前端部１５がホーン２の開
口面に位置させてもよい。上記の実施の形態では、ホー
ン２の図１（ｂ）における上下方向を開放してあるの
で、指向性制御器を配置することによって２つの副ホー
ンしか構成されていないが、例えばホーン２の形状を前
面開口側から見て円形、矩形、多角形等のものとする
と、副ホーンの数を３以上とすることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、指向性
制御器を設けることによって狭い指向性をホーンスピー
カに持たせることができるので、ホーン開口径を大きく
したり、指向角度を小さくしたりすることなく、ホーン
の長さを短くすることができるし、ホーンスピーカ全体
が大型になることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態のホーンスピーカの縦断面
図及び平面図である。

【図２】図１のホーンスピーカの指向性の説明図であ
る。

【符号の説明】

２ ホーン ４ａ ４ｂ ホーン内面 １０ コーンスピーカ（音源） １２ 指向性制御器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に開口を有するホーンと、 このホーン内に設けられた音源と、 前記ホーン内における前記音源よりも前方の位置に設け
   られた指向性制御器とを、具備し、前記指向性制御器の
   前端部が、前記ホーンの前面より非突出に配置され、前
   記指向性制御器の前端部が、前記指向性制御器の音源側
   にある後端部よりも細く形成されているホーンスピー
   カ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のホーンスピーカにおい
   て、前記前面開口から前記ホーン側を見たときの前記指
   向性制御器の最大径が、前記前面開口から前記ホーン側
   を見たときの前記音源の実効振動径とほぼ等しいかこれ
   よりも大きく設定されているホーンスピーカ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のホーンスピーカにおい
   て、前記指向性制御器における前記音源と対向している
   後端部の面が、前記音源の振動面と近似した形状である
   ホーンスピーカ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のホーンスピーカにおい
   て、前記指向制御器の前記後端部と前記前端部との間の
   周面が、外方に向かって非凹な形状に形成されているホ
   ーンスピーカ。
5. 【請求項５】 請求項１記載のホーンスピーカにおい
   て、前記指向性制御器は、前記ホーンの中央に配置さ
   れ、前記指向性制御器の前記後端部と前記前端部との間
   の周面は、前記ホーンの内面と共に、ほぼ同一形状の複
   数の副ホーンを前記ホーン内に形成する形状に形成され
   ているホーンスピーカ。
6. 【請求項６】 請求項１記載のホーンスピーカにおい
   て、前記指向性制御器の前端部から後端部までの距離
   は、前記前端部と後端部との間の周面の最大径よりも長
   く形成されているホーンスピーカ。