JP5656791B2

JP5656791B2 - ホーン型スピーカ

Info

Publication number: JP5656791B2
Application number: JP2011214913A
Authority: JP
Inventors: 宮田　光雄; 光雄宮田
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013077872A

Description

本発明は、高指向性と無指向性を切り換えることができるホーン型スピーカに関するもので、無指向性に切り換えた場合の高音域レベルの低下を補完することを可能にしたものである。

ホーン型スピーカは、ドライバの磁気回路が非力であっても、収音して大きな音を出すことができるため、例えば拡声器のスピーカとして用いられてきた。ホーン型スピーカは、上記のように収音して大きな音を出すものであるから指向性が鋭いこと（高指向性であること）、音がシャープで明瞭であること、といった特性がある。また、１個のホーン型スピーカのみでは、低音域の出力レベルに対して中高音域のレベルが高く、周波数特性のバランスが良くない。そのため、全音域にわたってバランスの良い高音質の音を再生するためには、専用のアンプで駆動されるウーファを併用することが多い。

ホーン型スピーカは、上記のように、高指向性で音がシャープであるという特性があるが、使用する環境条件あるいは使用目的によっては、無指向性にして使用することが求められることがある。ホーン型スピーカを無指向性にするには、ホーン型スピーカユニットを下向きまたは上向きにし、ホーン型スピーカユニットの前面に円錐形の反射部材を設置して、スピーカユニットから放射される音を水平方向全方位に反射させる構造にするとよい。しかしながら、このような構造の無指向性ホーン型スピーカによれば、高音域のレベルが低下する難点がある。

本発明に関連のある先行技術として特許文献１に記載されている音響機器の発明がある。特許文献１記載の音響機器は、スピーカユニットを取り付けたエンクロージャ（キャビネット）を水平方向の軸を中心にして回転可能に支持し、スピーカユニットが上を向いた回転位置においてスピーカユニットが円錐形の反射部材に対向することにより無指向性とし、スピーカユニットが水平方向を向いた回転位置において高指向性に切り換えることができるようにしたものである。

特開２００９−２１３１０２号公報

特許文献１記載の発明によれば、スピーカユニットの回転位置によって、無指向性と高指向性に切り換えることが可能である。しかし、単に機構的に無指向性と高指向性に切り換えることが可能であるというだけであり、無指向性に切り換えたときの高音域のレベル低下に対しては何らの対策も取られていない。

本発明は、無指向性と高指向性に切り換えることを可能にするとともに、指向性を切り換えることによる周波数特性の変動を修正することができるようにして、低音域から中高音域に至るまで良好なバランスで再生音を得ることができるホーン型スピーカを提供することを目的とする。

本発明に係るホーン型スピーカは、
音声信号に応じて振動板が駆動され音声を発するドライブユニットおよびこのドライブユニットの前端部に連結されたホーンを有するホーン型スピーカユニットと、
上記ホーン型スピーカユニットを支持するための支持体と、
上記ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢と垂直方向に向いた姿勢をとることができるように上記支持体に上記ホーン型スピーカユニットを回転可能に支持する支持軸と、
上記ホーン型スピーカユニットが垂直方向に向いた姿勢において上記ホーン型スピーカユニットの前方に配置されていて上記ホーン型スピーカユニットから放射される音を水平方向全方位に反射する円錐形反射体と、
上記ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢のときと垂直方向に向いた姿勢のときの周波数特性の違いを補正することができる周波数特性補正部材と、を有し、
上記周波数特性補正部材は、ホーン型スピーカユニットの回転角度に応じて自動的に補正量が定まる部材であることを最も主要な特徴とする。

ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢をとっているときは高指向性となり、垂直方向に向いた姿勢をとっているときは無指向性となる。ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢のときと垂直方向に向いた姿勢のときの周波数特性の違いは、周波数特性補正部材によって補正することができ、どのような指向性を得る姿勢にあっても、バランスの良い周波数特性を得ることができる。

本発明に係るホーン型スピーカの実施例を示す正面断面図である。上記実施例の正面図である。上記実施例の異なる動作態様を示す側面図である。上記実施例のさらに異なる動作態様を示す側面図である。本発明に適用可能な周波数特性補正部材の例を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るホーン型スピーカの実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１乃至図３において、符号３はホーン型スピーカユニットを示している。ホーン型スピーカユニット３は、音声信号に応じて振動板が駆動され音声を発するドライブユニット１と、このドライブユニット１の前端部に連結されたホーン２を有してなる。ホーン２は、基端部（図１において上端部）に、ドライブユニット１の装着部を囲む周壁２２を有し、この周壁２２の端面にΩ字形に形成されたクランパ１１の両端部がねじ１２によって固定されている。上記装着部に配置されたドライブユニット１の後端がクランパ１１で抑えられることにより、ドライブユニット１がホーン２の基端部に装着されている。ドライブユニット１は振動板の振動による放音方向がホーン２の開口部２３の方を向くように装着されている。

ホーン２は、開口部２３の近傍に形成された段部がキャビネット７の前端に当接させられ、上記段部の複数箇所を貫いた複数のねじ２１がキャビネット７の前端（図１において下端）にねじ込まれることにより、キャビネット７の前端に結合されている。キャビネット７は円筒形の部材で、ホーン型スピーカユニット３の大半がキャビネット７内に収納され、ドライブユニット１の振動板が振動することによってキャビネット７の前端から放音されるようになっている。キャビネット７の後端には半球形状のバックキャビネット８がねじ８１によって固着されキャビネット７の内部が密閉されている。この密閉空間は、ドライブユニット１の振動板の背面側空間であり、ドライブユニット１の振動板の前面側は、ホーン２を経て開放されている。

ホーン型スピーカユニット３は、図４に示すように水平方向に向いた姿勢と、図１、図２に示すように垂直方向下向きの姿勢と、図３に示すように垂直方向上向きの姿勢をとることができるように、キャビネット７が支持体４によって回転可能に支持されている。支持体４は２本が一対となった柱状の部材で、基台６１から垂直に立ち上がっている。各支持体４の上端部には軸ホルダ５３が嵌め込まれて固定されている。軸ホルダ５３は、図１に示すように、大径部と小径部を有する段付きのドーナツ形の部材で、上記大径部を半径方向に突き刺すようにして支持体４の上端部が嵌っている。上記大径部の、支持体４が嵌る部分は幅広部５６となっていて支持体４との結合強度が高められている。

図１に示すように、軸ホルダ５３の上記小径部の外周側には回転ベース５１の外周壁の内周側が嵌っていて、軸ホルダ５３の上記小径部の外周面を案内として回転ベース５１が回転することができるようになっている。回転ベース５１はまた中心部に円柱状の突起を有し、この突起は軸ホルダ５３の上記小径部に続く側壁に形成されている中心孔に嵌っている。軸ホルダ５３の上記小径部に続く上記側壁の面と、この側壁面が対向する回転ベース５１の内底面との間にはばねワッシャ５２が介在している。回転ベース５１は底面をキャビネット７の外周面に当接させた状態でキャビネット７の外周面に固着されている。回転ベース５１の上記円柱状の突起とキャビネット７の周壁を貫いて、外側すなわち軸ホルダ５３側から頭部を有する支持軸５が水平方向に向けて嵌められている。支持軸５にはその頭部の径よりも大径の座金が嵌められ、この座金が軸ホルダ５３の上記小径部に続く側壁を内方から押さえることによって、回転ベース５１と軸ホルダ５３との分離を阻止している。

上記支持軸５、回転ベース５１、軸ホルダ５３、ばねワッシャ５２を有してなるキャビネット７と支持体４との連結構造は、キャビネット７を挟んで対蹠位置に対をなして配置されている。また、上記連結構造を構成する一対の支持軸５の中心線を結ぶ仮想線上に、ホーン型スピーカユニット３を組み込んだキャビネット７の重心位置が位置するように設定され、後述のキャビネット７の回転位置が安定に保たれるようになっている。

上記連結構造を備えていることによって、ホーン型スピーカユニット３はキャビネット７とともに支持軸５を中心として垂直面内において回転することができ、図１乃至図３に示すような垂直方向下向きまたは上向きの回転姿勢と、図４に示すような水平方向を向いた回転姿勢をとることができる。そして、ホーン型スピーカユニット３が図１、図２に示すように垂直方向下向きの姿勢をとった状態において、ホーン２の開口部２３と対向する位置に円錐形反射体６が配置されている。この実施例では、基台６１と一体に円錐形反射体２３が成形されている。図１において符号１５はスピーカケーブルを示す。スピーカケーブル１５はキャビネット７に形成されている孔に通され、外部音源の出力端子とドライブユニット１を電気的に接続する。

上記のようにホーン型スピーカユニット３が垂直方向下向きの姿勢をとった状態では、ドライブユニット１で生成され、ホーン２を経て放射される音が円錐形反射体６の円錐面で水平方向全方位に反射され、無指向性の状態になる。また、キャビネット７とともにホーン型スピーカユニット３が図４に示すような水平方向を向いた姿勢をとった状態では、ドライブユニット１で生成され、ホーン２を経て放出される音が直接前方に向かって放射され、高指向性の状態になる。ホーン型スピーカユニット３が図３に示す垂直方向上向きの姿勢をとっているときは、上向きに高い指向性で放音される。

ホーン２の開口部２３の最大外径は、一対の支持体４の対向面間の寸法よりも僅かに大きく、図１、図２に示すようにホーン型スピーカユニット３が垂直方向下向きの姿勢をとった状態における上記開口部２３の支持体４との当接位置には切欠き２４（図３、図４参照）が形成されている。ホーン型スピーカユニット３が垂直方向下向きの姿勢をとった状態では、上記切欠き２４と支持体４が係合し、ホーン型スピーカユニット３の上記垂直方向下向きの姿勢が維持されるようになっている。この姿勢からホーン型スピーカユニット３を回転させようとするときは、上記開口部２３または支持体４を弾性変形させながら切欠き２４と支持体４の係合を外せばよい。

以上説明したように、ホーン型スピーカユニット３の回転姿勢を切り換えることにより、指向性を無指向性と高指向性に切り換えることができる。しかし、はじめに述べたように、図１、図２に示すような無指向性の態様では、高音域のレベルが低下する。そこで、図示の実施例は、ホーン型スピーカユニット３が水平方向に向いた姿勢のときと垂直方向に向いた姿勢のときの周波数特性の違いを補正することができる周波数特性補正部材９を備えている。例えば、円錐形反射体６の内部空間に、ホーン型スピーカユニット３を駆動するためのアンプを備え、周波数特性補正部材９の手動操作によって上記アンプの周波数特性を調整し、音域全体のレベルをバランス良く調整するようにするとよい。

周波数特性補正部材９は音域全体のレベルをバランス良く調整することができるものであればよいので、低音域のレベルを調整できるものであってもよいし、高音域のレベルを調整できるものであってもよい。また、上記アンプはイコライザ機能を持っていて、周波数特性補正部材はイコライザの操作部材であってもよい。

周波数特性補正部材は、ホーン型スピーカユニット３の回転姿勢に応じて自動的に操作される構成にすればなおよい。図５はその例を示しており、キャビネット７と支持体４との連結構造部分に周波数特性補正部材１０を取り付けたものである。図５において、キャビネット７と支持体４との連結構造自体は前記実施例の連結構造と同様に、支持軸５、回転ベース５１、軸ホルダ５３、ばねワッシャ５２を有してなる。ただし、回転ベース５１の外周には歯車５１１が形成されている。軸ホルダ５３には補助板５５の介在のもとに周波数特性補正部材１０が固定されている。周波数特性補正部材１０は可変抵抗器であって、回転操作軸１０１には歯車１０２が取り付けられ、歯車１０２は回転ベース５１の歯車５１１と噛み合っている。

ホーン型スピーカユニット３とともにキャビネット７の回転姿勢が変わると、支持軸５を中心にして回転ベース５１も回転する。回転ベース５１が回転すると、その回転力は歯車５１１から歯車１０２に伝達され、歯車１０２と一体の周波数特性補正部材１０の回転軸１０１が回転させられる。周波数特性補正部材１０の実体は可変抵抗器であって、回転軸１０１の回転により抵抗値が可変されることにより、ホーン型スピーカユニット３を駆動するアンプの周波数特性が補正される。

スピーカは通常右チャンネル用と左チャンネル用がペアで用いられる。上記実施例に係るホーン型スピーカも２個をペアとして用いることができる。その場合、周波数特性補正部材を左右両方に備えているものとすると、周波数特性補正部材を個別に操作しなければならず面倒であるから、２個のスピーカをペアとし、片方のスピーカにのみ周波数特性補正部材を設け、他方のスピーカも共通に調整するようにするとよい。

ホーン型スピーカは、カットオフ周波数以上で著しく能率が良い代わりに、低音域ではカットオフ周波数以上での能率に比較して能率が悪い。そこで、低音域専用のスピーカ（ウーファ）を付加し、これを低音域専用のアンプで駆動するようにすることが望ましい。また、本発明に係るホーン型スピーカを右チャンネル用と左チャンネル用のペアで用いる場合、上記低音域専用のスピーカも左右チャンネル個別に用いてもよいが、低音域は指向性が弱いので、１個だけ用いてもよい。

図示の実施例では、ホーン型スピーカユニット３が垂直方向下向きの姿勢をとっているとき無指向性になるように構成されているが、ホーン型スピーカユニット３が垂直方向上向きの姿勢をとっているとき無指向性になるように、円錐形反射体を上部に設けてもよい。

１ドライブユニット
２ホーン
３ホーン型スピーカユニット
４支持体
５支持軸
６円錐形反射体
７キャビネット
９周波数特性補正部材
１０周波数特性補正部材

Claims

音声信号に応じて振動板が駆動され音声を発するドライブユニットおよびこのドライブユニットの前端部に連結されたホーンを有するホーン型スピーカユニットと、
上記ホーン型スピーカユニットを支持するための支持体と、
上記ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢と垂直方向に向いた姿勢をとることができるように上記支持体に上記ホーン型スピーカユニットを回転可能に支持する支持軸と、
上記ホーン型スピーカユニットが垂直方向に向いた姿勢において上記ホーン型スピーカユニットの前方に配置されていて上記ホーン型スピーカユニットから放射される音を水平方向全方位に反射する円錐形反射体と、
上記ホーン型スピーカユニットが水平方向に向いた姿勢のときと垂直方向に向いた姿勢のときの周波数特性の違いを補正することができる周波数特性補正部材と、を有し、
上記周波数特性補正部材は、ホーン型スピーカユニットの回転角度に応じて自動的に補正量が定まる部材であるホーン型スピーカ。
上記周波数特性補正部材は、ホーン型スピーカユニットが円錐形反射体に対向しているときの高域レベルの低下を補正することができる高域特性補正部材である請求項１記載のホーン型スピーカ。
上記周波数特性補正部材は、上記支持軸に設けられている請求項１または２記載のホーン型スピーカ。
スピーカ駆動用アンプを備えていて、上記周波数特性補正部材は上記アンプの周波数特性を補正する請求項１，２または３記載のホーン型スピーカ。