JP2007067959A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 奥行き方向断面での音圧ムラに起因した位相ずれを低減して音質を向上することのできるスピーカ装置を提供する。
【解決手段】 スピーカ装置１は、スピーカドライバ３と、フレア５と、スピーカドライバ３とフレア５との間に設けられたウェイブガイド７とを備えている。ウェイブガイド７は、ガイドハウジング１１と、ガイドハウジング１１に収容されたフェイズプラグ１３とを備えている。ガイドハウジング１１とフェイズプラグ１３との間に音道が形成されている。音道にフェイズプラグ１３の回りを迂回させることにより音道長が揃えられている。奥行き方向断面におけるフェイズプラグ１３周囲の音道幅が一定に設定されており、音圧分布が均一になり、音圧ムラが低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、垂直方向の位相を制御したスピーカ装置に関する。

従来、高音域等での使用に適したスピーカ装置として、垂直方向の位相を制御したスピーカ装置が知られている。この種のスピーカ装置は、ホーン内の音道長を揃えることにより、ホーン出口での垂直方向の位相を揃えており、位相が揃うことにより平面波が形成される。平面波とは、円筒状の波面を持つ音波である。これにより、複数のスピーカ装置が積み重ねられた場合でも、遠くまで音を伝えることができる。

特許文献１は、従来の位相制御スピーカ装置の一例を開示している。スピーカ装置は、スピーカドライバとフレアとの間にウェイブガイドを備えている。フレアとウェイブガイドがホーンを構成する。ウェイブガイドでは、ガイドハウジングが位相調整用のフェイズプラグを収容しており、ガイドハウジングとフェイズプラグとの間に音道が形成されている。フェイズプラグを設けたことにより、音道がフェイズプラグを迂回することになり、これにより垂直方向の音道長が揃えられて、位相調整効果が得られている。

より詳細には、上記の従来のスピーカ装置では、上下端の音道は、スピーカドライバからフレアに向けて直線状に延ばされている。上下端以外の場所では、音道がフェイズプラグの両側を迂回する。スピーカドライバからホーン出口までの直線距離は上下端より中央で短くなるが、フェイズプラグを迂回することにより音道長が調整される。フェイズプラグ形状は、垂直方向位置（高さ方向位置）が中央に近づくほど音道の迂回量が大きくなるように設定されている。これにより、垂直方向の任意の位置での音道長が同じになる。音道長が揃うことにより、位相も揃えることができる。
米国特許第５，１６３，１６７号明細書

しかしながら、従来のスピーカ装置においては、音道長の調整による位相制御効果は得られるものの、奥行き方向断面にてフェイズプラグの周囲に生じる音圧ムラに起因して位相ずれが生じ、そして、この位相ずれにより位相制御効果が低減し、平面波が乱れ、音質が低下するという問題がある。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、奥行き方向断面での音圧ムラに起因した位相ずれを低減して音質を向上することのできるスピーカ装置を提供することにある。

本発明のスピーカ装置は、スピーカドライバと、フレアと、前記スピーカドライバと前記フレアとの間に設けられたウェイブガイドとを備え、前記ウェイブガイドは、ガイドハウジングと、前記ガイドハウジングに収容されたフェイズプラグとを備え、前記ガイドハウジングと前記フェイズプラグとの間に音道が形成されており、前記音道に前記フェイズプラグの回りを迂回させることにより音道長が揃えられており、さらに、奥行き方向断面における前記フェイズプラグ周囲の音道幅が一定に設定されている。奥行き方向断面とは、奥行き方向（スピーカ正面軸方向）に対して垂直な断面をいう。

この構成により、奥行き方向断面におけるフェイズプラグ周囲の音道幅を一定に設定したので、奥行き方向に同位置でのフェイズプラグ周囲の音圧ムラを低減し、音圧ムラに起因する位相ズレを低減して、音質を向上することができる。

また、本発明のスピーカ装置では、前記フェイズプラグの垂直方向寸法は、前記スピーカドライバから前記フレアに向かって拡大していき、前記フェイズプラグの横方向寸法は、前記スピーカドライバおよび前記フレアからプラグ中央部に向かって拡大していく。この構成により、音道長の調整により位相ずれを低減して、位相制御を効果的に行うことができる。

また、本発明のスピーカ装置では、前記スピーカドライバから前記フレアに向かって拡大するように奥行き方向の各位置の音道面積が設定されており、奥行き方向の各位置の一定の音道幅が、前記音道面積に応じて設定されている。この構成により、スピーカ装置に求められるフレア出口へ向かった面積拡大を実現しつつ、位相ずれを効果的に低減できる。

また、本発明のスピーカ装置では、前記フェイズプラグの先端が前記ウェイブガイドと前記フレアの境界から前記フレアの内部に突出している。この構成により、断面積の急変化を回避することができ、音質を向上できる。

また、本発明のスピーカ装置では、前記フェイズプラグの前記フレア内への突出量が、前記フェイズプラグ先端での前記フレアの開口面積に対する前記フェイズプラグ先端の面積が５％以下になるように設定されている。この構成により、断面積の変化を、音質が劣化しない程度に好適に小さくでき、これにより音質を向上できる。

また、本発明のスピーカ装置では、前記フェイスプラグの突出によりプラグ端での音道断面積変化を低減しつつ、前記フェイスプラグの突出によるフレア分断の指向性への影響を許容できる大きさに、前記フェイズプラグの前記フレア内への突出量が設定されている。この構成により、断面積の変化を、音質が劣化しない程度に好適に小さくでき、これにより音質を向上できる。

本発明は、位相調整用のフェイズプラグをウェイブガイドに収容すると共に、奥行き方向断面におけるフェイズプラグ周囲の音道幅を一定に設定することにより、フェイズプラグ周囲の音圧ムラを低減し、音圧ムラに起因する位相ズレを低減して、音質を向上することができるという効果を有するスピーカ装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態のスピーカ装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態に係るスピーカ装置を図１に示す。図１（ａ）および図１（ｂ）はスピーカ装置の縦断面図および横断面図である。また、図２および図３は、スピーカ装置の斜視図および正面図である。図４は、図３に示される斜めの線ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤ、ＥＥでスピーカ装置を切断した断面図である。さらに、図５は、奥行き方向の４箇所の断面図であり、図１に示されるラインａａ、ｂｂ、ｃｃ、ｄｄでスピーカ装置が切断されている。

図示のように、スピーカ装置１は、スピーカドライバ３と、フレア５と、ウェイブガイド７とを備えており、ウェイブガイド７とフレア５がホーン９を構成している。ウェイブガイド７は、スピーカドライバ３とフレア５の間に設けられている。ウェイブガイド７の入口にスピーカドライバ３が連結されている。ウェイブガイド７の出口はフレア５へと続いている。ウェイブガイド７は、音が伝わる空間である音道を有しており、スピーカドライバ３が発する音をフレア５に導く。

図１に示されるように、ウェイブガイド７は、ガイドハウジング１１とフェイズプラグ１３で構成されている。ガイドハウジング１１は、中央が膨らんだ筒状の部材である。フェイズプラグ１３は、ガイドハウジング１１内に収容されており、ガイドハウジング１１とフェイズプラグ１３の間に音道が形成されている。より詳細には、フェイズプラグ１３は、図示されないブラケット等を用いて、ガイドハウジング１１の内壁と隙間を開けた状態で保持されている。そして、ガイドハウジング１１の内壁面とフェイズプラグ１３の外周面の間の空間が、音道として機能する。

ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３は、図１（ａ）の縦断面では、入口（スピーカドライバ３）から出口（フレア５）に向かって一様に拡大していく。一方、図１（ｂ）の横断面では、ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３は、入口（スピーカドライバ３）から前方に行くに従って拡大し、ウェイブガイド７の中央付近で最大になる。それから、ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３は縮小して、出口（フレア５）に到達する。横断面では、フェイズプラグ１３の先端は細く尖っている。

図５（ａ）〜図５（ｄ）は、奥行き方向の各位置での断面形状を示している。奥行き方向断面とは、奥行き方向（正面軸Ｌに沿った方向）に垂直な断面である。図示のように、ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３の断面形状は、略長円形であり、すなわち、左右の平行なラインと上下の曲線で構成されている。

図５（ａ）〜図５（ｄ）では、図５（ａ）が最もスピーカドライバ３に近く、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）の順でフレア５に近づく。図５（ａ）〜図５（ｄ）の断面形状の変化は、図１（ａ）、図１（ｂ）の縦断面および横断面に対応する。したがって、ウェイブガイド７の入口から途中までは、上下方向寸法および横方向寸法が共に拡大していく（図５（ａ）、図５（ｂ））。そして、ウェイブガイド７の途中から出口までは、上下方向寸法は拡大し続けるが、横方向寸法は次第に縮小していく（図５（ｃ）、図５（ｄ））。

つまり、ウェイブガイド７（ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３）は、ガイド入口からガイド途中までコーン状（ラッパ状）に大きくなっていき、それから、上下方向に細長くなっていき、ガイド出口に到達する。図２の斜視図は、上記したウェイブガイド７の３次元形状を示している。

ウェイブガイド７の音道形状は、上述したガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３の形状に対応している。図１（ａ）の縦断面では、音道は、ガイド入口付近で上下に分岐して、フェイズプラグ１３の上下を通ってフレア５に向かう。上下の音道は、スピーカドライバ３から、ガイド出口の上下端に向かって直線状に延びている。

図１（ｂ）の横断面では、音道は、スピーカドライバ３で左右に分岐して、フェイズプラグ１３の両側を迂回してフレア５に向かう。左右の音道は、スピーカドライバ３からフレア５に行くに従って離れていき、フェイズプラグ１３の最大幅地点を通過すると近づき、最終的に合流する。図４に示されるように、他の部分の音道も、図１（ｂ）の中央断面と同様に、フェイズプラグ１３の両側を迂回してガイド出口に到達する。

ここで、ガイド入口からガイド出口までの直線距離は、垂直方向の上下端で最大であり、上下端から中央に向かうほど小さくなり、垂直方向の中央で最小になる。一方、フェイズプラグ１３を迂回することによる音道の延長距離は、垂直方向位置が中央に近づくほど大きくなる。フェイズプラグ１３の形状は、直線距離の変化が迂回の距離延長により相殺されるように設定されている。これにより、垂直方向の任意の位置での音道長が同じに揃えられている。音道長が揃うことにより、ガイド出口での位相も揃えられる。

次に、本実施の形態に特徴的な音道の幅について説明する。図５（ａ）〜図５（ｄ）を参照すると、既に説明したように、音道は、ガイドハウジング１１とフェイズプラグ１３の間に形成されている。ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３は長円形であり、音道も同様に長円形である。そして、本実施の形態では、フェイズプラグ１３の全周で、ガイドハウジング１１とフェイズプラグ１３の隙間の幅が一定であり、したがって音道の幅が一定である。

例えば、図５（ａ）では、左右上下を含むフェイズプラグ１３周囲の任意の位置で、音道の幅がｗａである。同様に、図５（ｂ）では、フェイズプラグ１３周囲の任意の位置で、音道幅がｗｂである。さらに、図５（ｃ）では、フェイズプラグ１３周囲の任意の位置で、音道幅がｗｃであり、図５（ｄ）では、フェイズプラグ１３周囲の任意の位置で、音道幅がｗｄである。

音道幅は、後述するように、奥行き方向の各位置での音道面積と音道形状から決まる。したがって、奥行き方向の場所が異なると、音道幅も異なる。しかしながら、奥行き方向の同一位置では、フェイズプラグ１３の周囲で音道幅が一定である。

本実施の形態では、フェイズプラグ１３外面およびガイドハウジング１１内面の形状が例えば下記のようにして設定されてよく、これにより音道幅を一定にすることができる。形状設定は、（１）音道長、（２）音道面積、および（３）音道幅を考慮して行われる。

まず、ウェイブガイド７の入口および出口の形状とガイド長さが、スピーカドライバ３の仕様およびスピーカ装置３の要求性能などの条件に応じて、フレア５の形状と共に設定される。

次に、入口形状および出口形状に応じて、音道中心の立体的形状が決定される。ここでは、図１〜図５に示した音道の中心の軌跡が決定される。そして、音道中心の軌跡は、上述した適切な迂回経路を通るように設定され、これにより、ガイド出口の任意位置での音道長が一定になる。音道中心は例えば図５（ａ）に２点鎖線で示されている。

一方で、入口形状および出口形状に応じて、奥行き方向の各位置での音道面積が決定される。ここでは、スピーカ設計で一般的な指数関数（エキスポネンシャル関数）が使用されて、奥行き方向（正面軸方向）に沿った音道面積の値が決定される。

音道中心形状と音道面積が決まると、奥行き方向の各位置の音道幅も決まる。奥行き方向の各位置では、音道は、音道中心を通る一定幅の帯状領域であり、音道中心の両側半部の幅が同一である。帯状領域の面積が、奥行き方向の該当位置の音道面積に一致するように、帯幅が設定される。この帯幅が、適切な音道幅である。

音道幅が決まると、ガイドハウジング１１内周およびフェイズプラグ１３外周の形状が決まる。上記の帯状領域の外周形状がガイドハウジング１１の内周形状であり、帯状領域の内周形状がフェイズプラグ１３の外周形状である。ガイドハウジング１１に適当な肉厚をつけることにより、ガイドハウジング１１の外周形状も決まる。

奥行き方向の各地点でのガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３の形状が決まると、ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３の全体形状も決まる。このようにして、音道幅、音道形状、ガイドハウジング１１およびフェイズプラグ１３の形状が決まる。

実際のスピーカ設計では、ＣＡＤなどが使用されて、上記の条件を満たす音道形状が、簡略化された方法で求められてよい。例えば、奥行き方向の複数箇所における音道断面形状が描かれる。この際、例えば、５ｍｍ間隔で音道形状が描かれる。そして、これらの音道形状が、上述の条件（音道長および音道面積）を満たしているか否かを設計者が確認する。上述の条件が満たされていなければ、音道形状が調整される。こうして、要求される条件を満たす音道形状が求められ、音道形状に応じてガイドハウジング１１の内面およびフェイズプラグ１３の外面の形状が設定される。ガイドハウジング１１に適当な肉厚をつけることにより、ガイドハウジング１１の外面の形状も設定される。

次に、本実施の形態に係るスピーカ装置１の動作を、シミュレーション結果と共に説明する。

スピーカドライバ３が音を出すと、音波がウェイブガイド７に入り、音道を伝わっていく。フェイズプラグ１３の上下端では、音道がガイド出口の上下端に直線状に延びている。音波はこの直線状の音道を伝わっていく。フェイズプラグ１３の上下端以外では、音道は左右に分岐して、フェイズプラグ１３の両側を迂回してガイド出口に向かう。音波はこの２つの迂回路に沿って伝わり、ガイド出口で合成される。

フェイズプラグ１３を迂回しているので、音道長さが、垂直方向で揃っている。したがって、音波は、ほぼ同じ位相で、ガイド出口の垂直方向の全範囲に伝わる。

また、本実施の形態では、奥行き方向の各位置でのプラグ周囲の音道幅が一定に設定されている。したがって、プラグ周囲の音圧分布が一定になり、音圧ムラが低減する。すなわち、音道幅が不均一で音道に広い所と狭い所がある場合に生じる音圧ムラを防ぐことができる。これにより、音圧ムラに起因する位相ズレが低減し、この点でも、ガイド出口における全範囲の位相が好適に揃う。そして、音波はフレア５を通って放出され、円筒形状の平面波が形成される。

図６は、本実施の形態に係るスピーカ装置１における位相のシミュレーション結果を示している。図６は、スピーカドライバ３が１０ｋＨｚの音を出したときの位相分布を縞模様で示している。一つの縞の中では位相が同じである。一つの縞の幅は例えば２０度である。

本実施の形態では、１０ｋＨｚでも位相ズレが２０度以内に抑えられ、図６に示されるように縞模様が現れた。本実施の形態のスピーカ装置と同様の用途に用いられる従来のスピーカ装置では、一般には７ｋＨｚ程度で干渉が生じ、図示の縞模様が消えてしまい、高域では音が伝わらなくなる。このような従来のスピーカ装置と比べると、本実施の形態のスピーカ装置では位相ずれが効果的に低減し、１０ｋＨｚといった高域を含む広い周波数域で好適な平面波が形成される。

以上に本発明の第１の実施の形態に係るスピーカ装置１について説明した。本実施の形態によれば、ウェイブガイド７にフェイズプラグ１３を設け、音道にフェイズプラグ１３を迂回させて音道長さを揃え、さらに、奥行き方向断面におけるフェイズプラグ１３周囲の音道幅を一定に設定したことにより、奥行き方向に同位置でのフェイズプラグ１３周囲の音圧ムラを低減し、音圧ムラに起因する位相ズレを低減して、歪みを減らし、音質を向上することができる。

また、本実施の形態によれば、フェイズプラグ１３の垂直方向寸法は、スピーカドライバ３からフレア５に向かって拡大していく。フェイズプラグ１３の横方向寸法は、スピーカドライバ３およびフレア５からプラグ中央部に向かって拡大していく。横方向寸法は、スピーカドライバ３からウェイブガイド７の途中まで拡大していき、それからフレア５に向かって縮小していくといってもよい。この構成により、音道長の調整により位相ずれを低減して、位相制御を効果的に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、スピーカドライバ３からフレア５に向かって拡大するように奥行き方向の各位置の音道面積が設定されており、奥行き方向の各位置の一定の音道幅が音道面積に応じて設定されている。この構成により、スピーカ装置１に求められるフレア出口へ向かった面積拡大を実現しつつ、位相ずれを効果的に低減できる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るスピーカ装置について説明する。第２の実施の形態のスピーカ装置は、第１の実施の形態のスピーカ装置と概ね同様の構成を有している。ただし、第２の実施の形態のスピーカ装置は、フェイズプラグ１３の先端部分の構成に特徴を有しており、この点で第１の実施の形態と相違している。以下、第１の実施の形態と共通する事項の説明を省略し、第１の実施の形態と相違する点を中心に第２実施の形態について説明する。

図７および図８は、フレア５とウェイブガイド７の境界部分における縦断面および横断面の拡大図である。図示のように、フレア５とウェイブガイド７の境界２１は、横断面でのホーン幅が最小になる場所であり、奥行き方向（正面軸方向）に対して垂直な面である。ウェイブガイド７のガイドハウジング１１は境界２１で終わり、フレア５は境界２１から始まっている。境界２１は、ウェイブガイド７の出口であり、かつ、フレア５の入口である。

第２の実施の形態の特徴として、フェイズプラグ１３の先端が、境界２１からフレア５の内部へと突出しており、突出端２３がフレア５の内部に位置している。

この点に関し、第１の実施の形態では、フェイズプラグ１３の先端が境界２１で終わっていた。第２の実施の形態では、フェイズプラグ１３の先端が境界２１で終わらずに、延長されている。これにより、図示のように、フェイズプラグ１３の先端がフレア５の内部まで突出している。

フェイズプラグ１３の突出量Ｐ（境界２１から突出端２３までの距離）は下記のように設定されている。ホーン断面積をＳｈとし、プラグ先端面積をＳｐとする。ホーン断面積Ｓｈは、奥行き方向断面におけるホーンの開口面積（空間部分の面積）である。フレア５内では、ホーン断面積Ｓｈは、フレア５の切断によってできる開口の面積である。一方、プラグ先端面積Ｓｐは、フェイズプラグ１３の先端面の面積である。フェイズプラグ１３の先端は尖っていても、ある程度の厚みは必要である。例えば、フェイズプラグ１３の先端の厚みが１ｍｍ程度である場合、この幅１ｍｍの部分の面積が、プラグ先端面積Ｓｐである。フェイズプラグ１３の先端が丸みを帯びている場合もある。この場合、丸みを無くしたときの先端の薄い領域の面積が、プラグ先端面積Ｓｐに相当すると考えてよい。

本実施の形態では、フェイズプラグ１３の突出量Ｐの条件は、プラグ先端面積Ｓｐがホーン断面積Ｓｈの５％以下で１．２５％以上になることである。この条件が満たされるように、突出量Ｐが設定される。典型的には、プラグ先端面積Ｓｐがホーン断面積Ｓｈの５％以下で１．２５％以上になる場所に、フェイズプラグ１３の突出端が設定される。この突出端までの距離が、突出量Ｐである。

具体的寸法は、例えば下記の通りである。図７において、ホーン全長Ｌ１は、ウェイブガイド７の入口からフレア５の出口までの長さであり、ガイド長さＬ２は、ウェイブガイド７の全長であり、フレア長さＬ３は、フレア５の全長である。本実施の形態では、例えば、ホーン全長Ｌ１が３５１ｍｍであり、ガイド長さＬ２が３２０ｍｍであり、フレア長さＬ３が３１ｍｍである。ガイド長さＬ２がホーン全長Ｌ１の約９／１０程度であり、フレア長さＬ３がホーン全長Ｌ１の約１／１０程度である。このような寸法設定の下で、突出量Ｐは、１０ｍｍに設定されており、フレア長さＬ３の約１／３である。このような設定により、プラグ先端面積Ｓｐが、ホーン断面積Ｓｈの５％以下で１．２５％以上の値になり、上述の条件が満たされている。

図９は、本実施の形態の利点を示すための図である。本実施の形態では、フェイズプラグ１３が上記のように突出したことにより、音道面積の変化が緩やかになる。

図９において、横軸は、奥行き方向の位置であり、縦軸は、音道面積である。フェイズプラグ１３が存在する領域では、音道面積は、ホーン断面積からプラグ断面積を引いた値である。フェイズプラグ１３が無い領域では、音道面積はホーン断面積に等しい。

図９において、ラインＸ１（点線）は、フェイズプラグ１３がフレア５に突出しない場合の音道面積の変化を示している。フェイズプラグ１３の先端は、ウェイブガイド７とフレア５の境界２１にある。境界２１は、ホーン幅が最も狭い場所であり、例えばホーン幅が１０ｍｍ程度になる。これに対して、フェイズプラグ１３の先端の厚みは、例えば１ｍｍ程度である。そのため、ラインＸ１に見られるように、ホーン断面積Ｓｈに対してプラグ先端面積Ｓｐが相対的に大きい。

一方、ラインＸ２（実線）は、本実施の形態の構成、すなわち、フェイズプラグ１３がフレア５に突出した場合の音道面積の変化を示している。ラインＸ１とラインＸ２では、プラグ先端面積Ｓｐは等しい。しかしながら、ラインＸ２では、プラグ先端は、フレア５内のホーン断面積Ｓｈが拡大した場所にある。したがって、ラインＸ１と比較して、ラインＸ２では、プラグ先端にて、ホーン断面積Ｓｈに対してプラグ先端面積Ｓｐが相対的に小さくなる。これにより、ラインＸ１よりもラインＸ２で、プラグ先端での音道面積変化が緩やかになる。

ここで、音道面積の急変化すると、不要な反射が生じて、一部の周波数域の音圧が低下する傾向がある。このような音圧低下は、音道面積の変化を緩やかにすることによって防止できる。本実施の形態は、上述のようにして音道面積変化を穏やかにすることにより、不要な反射を低減し、一部周波数域の音圧低下を防ぎ、全周波数の音圧を均一に得られるように図り、音質を向上できる。

図１０は、フェイズプラグ１３の突出量Ｐの好適な設定についてさらに説明するための図である。横軸は、フェイズプラグ１３の突出量Ｐである。縦軸は、音質への影響の程度を示している。なお、図１０は、プラグ突出による音質向上効果のイメージを説明する図である。そして、音質のラインＹ１、Ｙ２、Ｙ３は、音質変化のイメージを示すための想像上のラインであり、実際の具体的パラメータを示すものではない。

ラインＹ１は、フェイズプラグ１３が突出して音道面積の変化が緩やかになったことによる音質への影響を示している。突出量Ｐが大きくなるほど、音道面積の変化が緩やかになり、音質が向上する。

一方、ラインＹ２は、フェイズプラグ１３が突出してフレア５の分断することによる音質への影響を示している。フレア５は指向性を制御する機能を果たしており、本来はフェイズプラグ１３によって分断されるべきではない。そのため、ラインＹ２に示されるように、突出量Ｐが大きくなると、フレア５が分断されて、指向性が影響を受け、音質が劣化する。

図示のように、ラインＹ１では、突出量Ｐが大きくなるほど音質が向上する。ラインＹ２では、突出量Ｐが大きくなるほど音質が低下する。ラインＹ３は、ラインＹ１、ラインＹ２の両方を考慮した総合的な音質の評価を示している。ラインＹ１、ラインＹ２の両方を考慮すると、突出量Ｐが小さいときは、突出量Ｐが大きくなるほど音質が向上する。そして、突出量Ｐが適当な大きさのときに音質が最も良くなる。極大値を超えた後は、突出量Ｐが大きくなるほど音質が低下する。本実施の形態において、突出量Ｐは、このような音質の特性を考慮して、適当な音質が得られるように設定されている。そして、本実施の形態では、上述のように、高音質が得られるように、プラグ先端面積Ｓｐがホーン断面積Ｓｈの５％以下で１．２５％以上になるように突出量Ｐが設定され、具体的には１０ｍｍに設定されている（フレア長さは３１ｍｍ）。

以上に、フレア５へのプラグ突出量Ｐの設定について詳細に説明した。第２の実施の形態のスピーカ装置は、第１の実施の形態のスピーカ装置と同様に動作する。スピーカドライバ３から出た音が、ウェイブガイド７を伝わり、フレア５から放射される。フェイズプラグ１３によって音道長さが揃えられており、また、プラグ周囲の音道幅が一定に設定されている。これにより、ホーン出口での位相が均一になり、平面波が好適に形成される。さらに、フェイズプラグ１３がフレア５に突出しているので、音道面積の変化が緩やかになり、不要な反射が低減し、音質が向上する。

以上に本発明の第２の実施の形態に係るスピーカ装置について説明した。本実施の形態によれば、フェイズプラグ１３の先端がウェイブガイド７とフレア５の境界からフレア５内部に突出している。この構成により、断面積の急変化を回避することができ、音質を向上できる。

また、本実施の形態によれば、フェイズプラグ１３のフレア内への突出量Ｐが、フレア開口面積（ホーン断面積Ｓｈ）に対するフェイズプラグ先端の面積（プラグ先端面積Ｓｐ）が５％以下になるように設定されている。この構成により、断面積の変化を、音質が劣化しない程度に好適に小さくでき、これにより音質を向上できる。

また、本実施の形態によれば、図１０を用いて説明したように、フェイスプラグ１３の突出によりプラグ端での音道断面積変化を低減しつつ、フェイスプラグ１３の突出によるフレア分断の指向性への影響を許容できる大きさに、フェイズプラグ１３のフレア５内への突出量が設定されている。具体的には、プラグ先端面積Ｓｐがホーン断面積Ｓｈの５％以下で１．２５％以上になるように突出量Ｐが設定されている。この構成により、断面積の変化を、音質が劣化しない程度に好適に小さくでき、これにより音質を向上できる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

以上のように、本発明にかかるスピーカ装置は、音圧ムラに起因する位相ズレを低減して、音質を向上できるという効果を有し、位相制御スピーカ装置等として有用である。

（ａ）本発明の実施の形態におけるスピーカ装置の縦断面図 （ｂ）本発明の実施の形態におけるスピーカ装置の横断面図 本発明の実施の形態におけるスピーカ装置の斜視図 本発明の実施の形態におけるスピーカ装置の正面図 （ａ）スピーカ装置を斜めに切断した第１の断面図 （ｂ）スピーカ装置を斜めに切断した第２の断面図 （ｃ）スピーカ装置を斜めに切断した第３の断面図 （ｄ）スピーカ装置を斜めに切断した第４の断面図 （ｅ）スピーカ装置を斜めに切断した第５の断面図 （ａ）スピーカ装置の第１の奥行き方向断面図 （ｂ）スピーカ装置の第２の奥行き方向断面図 （ｃ）スピーカ装置の第３の奥行き方向断面図 （ｄ）スピーカ装置の第４の奥行き方向断面図 １０ｋＨｚにおける位相のシミュレーション結果を示す図 フレアとウェイブガイドの境界部分における拡大された縦断面図 フレアとウェイブガイドの境界部分における拡大された横断面図 フレア内部へのフェイズプラグの突出の効果を示す図 フレア内部へのフェイズプラグの突出の効果を示す図

符号の説明

１ スピーカ装置
３ スピーカドライバ
５ フレア
７ ウェイブガイド
９ ホーン
１１ ガイドハウジング
１３ フェイズプラグ
２１ 境界
２３ 突出端

Claims (6)

1. スピーカドライバと、フレアと、前記スピーカドライバと前記フレアとの間に設けられたウェイブガイドとを備え、前記ウェイブガイドは、ガイドハウジングと、前記ガイドハウジングに収容されたフェイズプラグとを備え、前記ガイドハウジングと前記フェイズプラグとの間に音道が形成されており、前記音道に前記フェイズプラグの回りを迂回させることにより音道長が揃えられており、さらに、奥行き方向断面における前記フェイズプラグ周囲の音道幅が一定に設定されていることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記フェイズプラグの垂直方向寸法は、前記スピーカドライバから前記フレアに向かって拡大していき、前記フェイズプラグの横方向寸法は、前記スピーカドライバおよび前記フレアからプラグ中央部に向かって拡大していくことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記スピーカドライバから前記フレアに向かって拡大するように奥行き方向の各位置の音道面積が設定されており、奥行き方向の各位置の一定の音道幅が、前記音道面積に応じて設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ装置。
4. 前記フェイズプラグの先端が前記ウェイブガイドと前記フレアの境界から前記フレアの内部に突出していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスピーカ装置。
5. 前記フェイズプラグの前記フレア内への突出量が、前記フェイズプラグ先端での前記フレアの開口面積に対する前記フェイズプラグ先端の面積が５％以下になるように設定されていることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
6. 前記フェイスプラグの突出によりプラグ端での音道断面積変化を低減しつつ、前記フェイスプラグの突出によるフレア分断の指向性への影響を許容できる大きさに、前記フェイズプラグの前記フレア内への突出量が設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載のスピーカ装置。

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