JP6353521B2 - ホーンスピーカー及びホーンアレイスピーカー - Google Patents

Description

本発明は、ホーンスピーカー及びホーンアレイスピーカーに関し、特にホーンの構造に関する。

ホーンスピーカーは遠方まで音声を伝達することに適している。典型的には、ホーンスピーカーは、音波を生成するドライバユニットと、音波を増幅するホーンとを備える。このホーンは、音波の進行方向に向かって音道の断面積が漸次増加するように構成される。音道は、所望のスピーカー出力音圧及びドライバユニットの性能等に応じて決められた所定の長さを有する。直線的な音道はホーンスピーカーの大型化を招き、ホーンスピーカーの携帯所持及び電柱等への設置に支障をきたすことがある。そこで、ホーンスピーカーの小型化を図るべく、折畳構造の音道を有するホーンスピーカーが提案されている（例えば、特許文献１）。

実開昭６３−３１６９２号公報 特開平１１−２８５０９３号公報

ところで、宣伝や災害避難勧告等の用途にホーンスピーカーが車両に取り付けられる場合がある。このような車載用のホーンスピーカーには車両の走行による風圧が加わるため、この種のホーンスピーカーに更なる小型化が要求される。電柱等の屋外設備に取り付けられる災害報知用のホーンスピーカーには耐風性が要求される。このため、この種のホーンスピーカーにも更なる小型化が要求される。このような小型化の要求に対して、例えば、特許文献２に示されるホーンスピーカーのように音道の折り返し回数を増やすことによりホーンスピーカーの更なる小型化を図ることが可能である。しかし、音道の折り返し回数の増加は、ホーン開口部の前面投影面積の増大を伴うため、正面から受ける風に対するホーンスピーカーの耐風性が低下する。

本発明の目的は、ホーン開口部の前面投影面積が小さいホーンスピーカー及びこのホーンスピーカーを備えるホーンアレイスピーカーを提供することにある。

本発明の一側面に従うホーンスピーカーは、音波を生成するドライバユニットと、前記音波を増幅し、伝搬方向に音波を出力するホーンとを備える。前記ホーンは、前記音波の伝搬方向とは反対方向に前記音波を誘導する第１ホーン部と、第１折返し部を介して前記第１ホーン部に接続されて、前記伝搬方向に沿う方向に前記音波を誘導する第２ホーン部と、第２折返し部を介して前記第２ホーン部に接続されて、前記伝搬方向とは反対方向に前記音波を誘導する第３ホーン部と、第３折返し部を介して前記第３ホーン部に接続されて、前記伝搬方向に沿う方向に前記音波を誘導し、末端部であるホーン開口部から前記音波を放出する第４ホーン部とを有する。前記第１ホーン部、第２ホーン部、第３ホーン部及び第４ホーン部により構成される音道が、音波の進行方向に沿って断面積が漸次拡大するように構成される。更に、前記ホーン開口部と前記第２折返し部との距離が、前記ホーン開口部と前記第１ホーン部の閉端部との距離よりも長くなるように構成される。そして、前記第２折返し部に対して前記ホーン開口部側の空間は、音道の空間の一部を構成する。

この構成によれば、第２ホーン部と第３ホーン部との間を接続する第２折返し部が、第１ホーン部の閉端部よりも、ホーン開口部から遠い位置に配置される。これにより、第４ホーン部により構成される音道は内方向と外方向との両方向に拡大するようになる。このため、第４ホーン部において音道が外方向だけに拡大して所定のホーン開口面積を確保したホーンスピーカーに比べて、ホーン開口部の前面投影面積を小さくすることができる。

上記ホーンスピーカーにおいて、前記ドライバユニットは、前記第１ホーン部の前記閉端部内に配置され、前記ドライバユニットから出力される前記音波が前記閉端部側から前記伝搬方向とは反対方向に誘導されることが好ましい。この構成では、第１ホーン部内にドライバユニットが配置される。これにより、ホーンスピーカーを小型化することができる。

上記ホーンスピーカーにおいて、前記音道に沿う距離と音道断面積との関係を示す音道プロファイルのカーブのうちで、前記第１ホーン部、前記第２ホーン部、及び前記第３ホーン部に対応する部分のカーブは、設定カーブに一致し、前記音道プロファイルのカーブのうちで、前記第４ホーン部に対応する部分のカーブは、前記設定カーブを含むように構成されることが好ましい。ここで、前記設定カーブは、エクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブであり得る。

この構成によれば、音道プロファイルのカーブの大部分がエクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブに一致する。このため、音波が効率的に増幅される。また、音道プロファイルのカーブのうちの第４ホーン部に対応する部分のカーブは、設定カーブを含むような態様に構成される。音道の全長にわたって、エクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブに基づいて設定される断面積が確保される。このため、第４ホーン部に対応する部分のカーブが設定カーブを含まないように構成されることにより、この部分の音道が設定カーブにより構成される音道よりも狭まる場合に比べて、周波数特性が向上する。

上記ホーンスピーカーにおいて、前記ホーン開口部が矩形の外形を有する。さらに、前記ホーン開口部の角部を構成する２面の間の稜線と前記伝搬方向に沿う線とのなす角が４５度以上に設定されていることが好ましい。これにより、ホーン開口部における音響インピーダンスの整合性が向上する。

好ましい例では、ホーンスピーカーは、音波を生成するドライバユニットと、前記音波を増幅しかつホーン開口部から伝搬方向に音波を出力するように構成された折り返し音道を含むホーンとを備え、前記ホーンの前記折り返し音道は、前記ドライバユニットから前記伝搬方向または前記伝搬方向とは反対の反伝搬方向に出力された前記音波を前記反伝搬方向に誘導する第１非屈曲区間と、前記第１非屈曲区間の下流端に接続された第１屈曲区間と、前記第１屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記伝搬方向に誘導する第２非屈曲区間と、前記第２非屈曲区間の下流端に接続された第２屈曲区間と、前記第２屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記反伝搬方向に誘導する第３非屈曲区間と、前記第３非屈曲区間の下流端に接続された第３屈曲区間と、前記第３屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記伝搬方向に誘導する第４非屈曲区間であって、前記ホーン開口部として機能する下流端を含む前記第４非屈曲区間とを含み、前記ホーンは、前記第２非屈曲区間及び前記第３非屈曲区間の各々が前記第１非屈曲区間よりも短く、前記第２屈曲区間は前記ホーン開口部から制御された距離だけ前記反伝搬方向に離れ、前記第２屈曲区間と前記ホーン開口部との間の空間が音道の空間の一部となるように構成された、エクスポネンシャルホーンまたはハイパボリックホーンである。この構成によれば、所望の出力音圧と、ホーン開口部の前面投影面積の低減とを両立できるホーンスピーカーが得られる。

本発明の別の側面に従うホーンアレイスピーカーは、一定間隔で一列または複数列に配列された複数のホーンスピーカーを備え、各ホーンスピーカーが上記一側面に従うホーンスピーカーである。

上記ホーンスピーカーは、ホーン開口部の前面投影面積が小さい。このため、上記構成によれば、ホーンアレイスピーカーの正面面積を小さくすることができる。

本発明によれば、ホーン開口部の前面投影面積が小さいホーンスピーカーが得られる。

第１実施形態に係るホーンスピーカーの断面図。 ホーンの一部破断斜視図。 第１部材の断面図。 第２部材の断面図。 第３部材の断面図。 エクスポネンシャルホーンの模式図。 （ａ）は第１参考例のホーンスピーカーの音道の模式図、（ｂ）は第１実施形態のホーンスピーカーの音道の模式図。 第１実施形態に係るホーンスピーカー及び第２参考例のホーンスピーカーの周波数特性を示すグラフ。 第２実施形態に係るホーンスピーカーの断面図。 ホーンアレイスピーカーの正面図。

（第１実施形態）
図１〜図８を参照して第１実施形態に係るホーンスピーカー１について説明する。

図１に示すように、ホーンスピーカー１は、音波を生成するドライバユニット１０と、ドライバユニット１０から出力される音波を増幅するホーン２０とを備える。

ドライバユニット１０は、振動板と、コイルと、永久磁石とにより構成されている。コイルは音声信号によって励磁され、振動板を振動させ音波を生成する。図１の例では、ドライバユニット１０は、前壁部１１に設けられた出力開口部１２から音波を出力する。

図２に示すように、ホーン２０は、音波の入力端であるスロート２０ａと、音波の出力端であるホーン開口部２０ｂとを有する。スロート２０ａからホーン開口部２０ｂまで連通する通路は、折り返し音道を構成する。折り返し音道により、ホーン２０はコンパクトに構成されている。

図示した例では、ホーン２０は中心線Ｃを有しており、スロート２０ａの中心とホーン開口部２０ｂの中心とは中心線Ｃ上に整列されている。本明細書において、ホーン２０から外方に向かって放出される音波の進行方向（中心線Ｃに沿った進行方向）を「伝搬方向Ｄａ」と呼ぶことがある。また、ホーン２０はホーン開口部２０ｂとは反対側に基端部２０ｃを有する。

図１及び図２を参照して、ホーン２０の構成について説明する。

ホーン２０は、第１ホーン部２１と、第１折返し部２５を介して第１ホーン部２１に接続される第２ホーン部２２と、第２折返し部２６を介して第２ホーン部２２に接続される第３ホーン部２３と、第３折返し部２７を介して第３ホーン部２３に接続される第４ホーン部２４とを備える。

第１ホーン部２１の内部において音道が折返されるように、中心線Ｃに沿って伝搬方向Ｄａに延びる内部ホーン２１Ａが配置される。

内部ホーン２１Ａは、後述する円筒状の第１部材３１によって構成される。内部ホーン２１Ａは伝搬方向Ｄａに開口する外方開口端２１Ａｘと、ドライバユニット１０に接続された内方開口端２１Ａｚとを含む。内部ホーン２１Ａにおける音道の断面は円形または楕円形であり、この音道の断面積は、音波の進行方向に沿って漸次拡大する。内部ホーン２１Ａは、伝搬方向Ｄａに音波を誘導する。

第１ホーン部２１は、内部ホーン２１Ａを囲い、中心線Ｃに沿って延びるカップ状であり得る。第１ホーン部２１は、閉端部２１ａと、閉端部２１ａの周縁から延長して内部ホーン２１Ａの側面に対面しかつ内部ホーン２１Ａから離間した外周壁２１ｂとを有する。閉端部２１ａは、内部ホーン２１Ａの外方開口端２１Ａｘに対向する位置に配置される。

第１ホーン部２１と内部ホーン２１Ａとにより構成される音道は、リング状の断面を有し、この音道の断面積は、音波の進行方向に沿って漸次拡大する。第１ホーン部２１は、伝搬方向Ｄａとは反対方向に音波を誘導する。

第１ホーン部２１の閉端部２１ａは、ホーン開口部２０ｂと同じ位置に配置されることが好ましい。

この構成により、閉端部２１ａが伝搬方向Ｄａとは反対方向にホーン開口部２０ｂから離れたところに配置されるホーンスピーカーに比べて、音道が長くなる。また、ドライバユニット１０から出力される音波が最初に入力されるホーンである内部ホーン２１Ａが長くなることにより、ホーンスピーカー１の能率（特に、低周波帯域）が高くなる。

第２ホーン部２２は、伝搬方向Ｄａに沿う方向に音波を誘導する。

例えば、第２ホーン部２２は、内周壁２２ａと外周壁２２ｂとを有する。

第２ホーン部２２の内周壁２２ａは、第１ホーン部２１の外周壁２１ｂに対面しかつ外周壁２１ｂから離間している。第２ホーン部２２の外周壁２２ｂは、第２ホーン部２２の内周壁２２ａに対面しかつ内周壁２２ａから離間している。

内周壁２２ａと外周壁２２ｂとの間に構成される音道は、リング形状の断面を有し、この音道の断面積は、音波の進行方向に沿って漸次拡大する。

第２ホーン部２２の一端は、第１折返し部２５を介して第１ホーン部２１に接続されている。図示した例では、第１折返し部２５は、ドライバユニット１０の前壁部１１により構成されている。

第３ホーン部２３は、伝搬方向Ｄａとは反対方向に音波を誘導する。

例えば、第３ホーン部２３は、内周壁２３ａと外周壁２３ｂとを有する。

第３ホーン部２３の内周壁２３ａは、第２ホーン部２２の外周壁２２ｂに対面しかつ外周壁２２ｂから離間している。第３ホーン部２３の外周壁２３ｂは、第３ホーン部２３の内周壁２３ａに対面しかつ内周壁２３ａから離間している。

内周壁２３ａと外周壁２３ｂとの間に構成される音道は、リング形状の断面を有し、この音道の断面積は、音波の進行方向に沿って漸次拡大する。

第３ホーン部２３の一端は、第２折返し部２６を介して第２ホーン部２２に接続されている。

第２折返し部２６は、ホーン開口部２０ｂと第２折返し部２６との距離ｄ２が、ホーン開口部２０ｂと第１ホーン部２１の閉端部２１ａとの距離ｄ１よりも長くなるように、配置される。すなわち、第２折返し部２６は、ホーン開口部２０ｂから制御された距離ｄ２（例えば、予め設定された距離ｄ２）だけ伝搬方向Ｄａに離れている。閉端部２１ａは伝搬方向Ｄａにおいてホーン開口部２０ｂと同じ位置であり得る。

第４ホーン部２４は、伝搬方向Ｄａに沿う方向に音波を誘導する。

例えば、第４ホーン部２４は第３ホーン部２３の外周壁２３ｂに対面しかつ外周壁２３ｂから離間したフレアー側壁であり得る。第４ホーン部２４は、第３折返し部２７を介して第３ホーン部２３に接続される。第４ホーン部２４における音道の断面積は、音波の進行方向に沿って漸次拡大する。

第４ホーン部２４のまたは音道の末端部であるホーン開口部２０ｂは矩形に構成されている。

このホーン開口部２０ｂの各角部２０ｂｘを構成する２面間の稜線２４ａは、曲線又は直線であり得るが、その稜線２４ａは、ホーン開口部２０ｂにおいて中心線Ｃから外向きに角度θをもって傾斜又は湾曲している。その角度θは４５度以上であることが好ましい。

次に、ホーン２０を構成する部品について説明する。

ホーン２０は、第１部材３１と、第２部材３２と、第３部材３３とにより構成されている。

図３に示すように、第１部材３１は、基端から先端に向かって内径が大きくなる円筒である。第１部材３１の基端部側（すなわち、ホーン２０の基端部２０ｃ側）は、ドライバユニット１０の出力開口部１２に係合する係合部２１Ａｙとして機能する。第１部材３１は内部ホーン２１Ａを構成する。

図４に示すように、第２部材３２は、ホーン２０のうちの、正面側の音壁（ホーン開口部２０ｂ側からみて正面側に配置されて、音道を構成するための壁）を構成する。図示した例では、第２部材３２は、第１ホーン部２１と、第２ホーン部２２の内周壁２２ａと、第２折返し部２６と、第３ホーン部２３の外周壁２３ｂとを含む。

図示した例では、第２部材３２には、この第２部材３２を第３部材３３に固定するための締結用貫通孔３２ａが設けられている。例えば、図４に示すように、締結用貫通孔３２ａは、第２折返し部２６を構成する部分に設けられている。

図５に示すように、第３部材３３は、ホーン２０のうちの、裏面側の音壁（ホーン開口部２０ｂ側からみて裏面側に配置されて、音道を構成するための壁）を構成する。例えば、第３部材３３は、第２ホーン部２２の外周壁２２ｂと、第３ホーン部２３の内周壁２３ａと、第３折返し部２７と、第４ホーン部２４とを構成する。

また、第３部材３３には、第２部材３２を第３部材３３に固定するための締結用孔３３ａが設けられている。例えば、図５に示すように、締結用孔３３ａは、第２ホーン部２２の外周壁２２ｂと第３ホーン部２３の内周壁２３ａとの間の接続部分に設けられている。この接続部分の周方向において音道を確保するため、この締結用孔３３ａの部分だけが突出し、締結用孔３３ａの部分だけが第２部材３２に当接するように構成されている。第２部材３２は、ねじ等の締結部材が締結用貫通孔３２ａを挿通して締結用孔３３ａに係合することで、第３部材３３に固定される。

図６及び図７を参照して、ホーン２０の構造について説明する。

ホーン２０の音道は、起点（内部ホーン２１Ａの内方開口端２１Ａｚ）からの距離（以下、「音道の距離」）に対して音道の断面積（音波の進行方向に対して垂直な面における音道の断面積。）が漸次大きくなるように、構成される。例えば、音道の距離と音道断面積との関係を示す音道プロファイルのカーブが、予め設定された漸次増大曲線（以下、「設定カーブ」という。）に沿うように構成される。例えば、設定カーブは、エクスポネンシャルカーブ若しくはこれに近似したカーブ、またはハイパーポリックカーブ若しくはこれに近似したカーブであり得る。エクスポネンシャルカーブやハイパーポリックカーブによれば、音波の増幅効果が高くなるためである。

また、エクスポネンシャルカーブやハイパーポリックカーブの係数及び定数は、スロート２０ａの開口面積、フレアーコンスタント等に基づいて設定される。開口面積とは、音道の経路に沿う方向に垂直な面における、音道の断面積を示す。

例えば、エクスポネンシャルカーブは、「Ｓ＝Ｓａ×ＥＸＰ（ｋ×ｒ），Ｓ：音道の断面積，ｒ：音道の起点からの距離，ｋ：フレアーコンスタント，Ｓａ：スロート２０ａの断面積」のように設定される。フレアーコンスタント「ｋ」は、「４・π・ｆｃ／ｃ，（ｆｃ：カットオフ周波数，ｃ：音速）」を示す。

ところで、音道の断面構造（すなわち設定カーブ）が同じに設定された複数のホーンスピーカーであっても、音道の折り返し方によって、ホーンスピーカーの構造及び周波数特性は異なる。以下、音道の折り返し方の違いによる、ホーンスピーカー１の構造や周波数特性の違いについて説明する。

図６は、エクスポネンシャルホーンについて、その音道の起点からの距離と音道断面積との関係を示す音道プロファイルを示す。縦軸は音道の断面積を示し、横軸は音道に沿う距離（音道の起点からの距離）を示す。この例では、音道は、音道の起点における音道断面積（Ａ）、ホーン開口部２０ｂにおける音道断面積（ホーン開口面積）（Ｂ）、及び、全長（Ｌ）を有するように設定されている。

図７（ａ）は、図６に示した音道プロファイルを有するホーンを所定の折り畳み方で折り畳んだ第１参考例のホーンスピーカーの折畳構造を示す。縦軸は音道の断面積を示し、横軸は音道に沿う距離（音道の起点からの距離）を示す。第１参考例のホーンスピーカー１００は、５等分された音道部分と、４か所の折り返し部とを含む音道構造を有する。

第１参考例によれば、ホーン高さＨは、３等分された音道部分と２か所の折り返し部とを含む従来の２つ折りのホーンスピーカーのものに比べ低減される。

しかし、ホーン開口部１２０ｂの前面投影面積（frontal projected area）は増大する。以下、この点について説明する。

第１参考例のホーンスピーカー１００では、第１ホーン１２１の閉端部１２１ａと第２折返し部１２６とが中心線Ｃ（伝搬方向Ｄａ）に沿う方向においてホーン開口部１２０ｂと同じ位置に、配置されている。この構造において、ホーン開口面積（Ｂ）を確保するためには、図７（ａ）に示すように、ホーン開口部１２０ｂの前面投影面積を、ホーン開口面積（Ｂ（すなわちＢ／２×２））と、閉端部１２１ａの前面投影面積及び第２折返し部１２６の前面投影面積の和（ＢＸ）との和（ＢＸ＋Ｂ）に設定する必要がある。この場合、従来の２つ折りのホーンスピーカーに比べて、第２折返し部１２６の前面投影面積の分だけホーン開口部１２０ｂの前面投影面積（ＢＸ＋Ｂ）は大きくなる。このようなことから、ホーンスピーカー１００が正面から受ける風力は、従来の２つ折りのホーンスピーカーに比べて大きくなる。一方、この点を考慮し、ホーン開口部１２０ｂの前面投影面積のみを小さくする（図７（ａ）の２点鎖線参照。）と、ホーン開口部１２０ｂにおける音道断面積が当初設定したホーン開口面積（Ｂ）よりも小さくなるため、周波数特性が低下するといった問題が生じる。

図７（ｂ）に、第１実施形態に係るホーンスピーカー１について、その音道の折畳構造を示す。

このホーンスピーカー１では、ホーン開口部２０ｂと第２折返し部２６との距離ｄ２が、ホーン開口部２０ｂと第１ホーン部２１の閉端部２１ａとの距離ｄ１よりも長くなるように構成されている。すなわち、第２折返し部２６は、中心線Ｃに沿う方向において、閉端部２１ａよりもホーン開口部２０ｂから遠い位置に配置される。

このような構成の場合、ホーン開口部２０ｂの前面投影面積（ＳＥ）は、ホーン開口面積（Ｂ）と、閉端部２１ａの前面投影面積（ＢＹ）との和になる（図７（ｂ）参照）。すなわち、第４ホーン部２４における音道は、外方向だけでなく内方向にも拡大する。このため、このホーンスピーカー１は、第１参考例のホーンスピーカー１００に比べて、ホーン開口部２０ｂの前面投影面積が小さくなる。従って、この構成によれば、第１参考例のホーンスピーカー１００に比べて、ホーンスピーカー１が正面から受ける風力が小さくなる。

また、第１実施形態のホーンスピーカー１は、第１参考例のホーンスピーカー１００においてホーン開口部１２０ｂの前面投影面積を第１実施形態のホーンスピーカー１のホーン開口部２０ｂの前面投影面積（ＳＥ）と等しくしたもの（以下、「第２参考例のホーンスピーカー」という。図７（ａ）の２点鎖線参照。）に比べて、周波数特性に優れる。これは、第１実施形態のホーンスピーカー１では、ホーン開口面積が、十分に確保されているためである。

図８に、第１実施形態のホーンスピーカー１の周波数特性グラフ（実線で示したグラフ）と、第２参考例のホーンスピーカーの周波数特性グラフ（破線で示したグラフ）とを示す。第１実施形態のホーンスピーカー１の周波数特性を測定する際の測定条件（信号入力波形及び強度、測定装置、ホーンスピーカー１と測定装置との間の距離等）は、第２参考例のホーンスピーカーの周波数特性を測定する際の測定条件と同じである。

図８に示されるように、低周波帯域（７００Ｈｚ〜１２００Ｈｚ）において、第１実施形態のホーンスピーカー１は第２参考例のホーンスピーカーに比べて音圧レベルが高い。高周波帯域（１２００Ｈｚ〜２００００Ｈｚ）においては、第１実施形態のホーンスピーカー１の音圧レベルが第２参考例のホーンスピーカーの音圧レベルよりも低くなるところがあるが、ピーク周波数は一致しており全体としては略等しい音圧特性を有する。

図７（ｂ）に示す第１実施形態に係るホーンスピーカー１においては、音道プロファイルのカーブは、第４ホーン部２４における第２折返し部２６の部分で非連続的に変化するため、次のように構成することが好ましい。

すなわち、音道プロファイルのカーブのうちで、第１ホーン部２１、第２ホーン部２２、及び第３ホーン部２３に対応する部分のカーブは、設定カーブに一致するように構成される。音道プロファイルのカーブのうちで、第４ホーン部２４に対応する部分のカーブ（図７（ｂ）に示す曲線ＣＳ）は、設定カーブ（図７（ｂ）の曲線ＣＥ）を含む（包含する）ように構成される。

以上に説明したように、第１実施形態に係るホーンスピーカー１は次の効果を奏する。

（１）第１実施形態では、ホーン開口部２０ｂと第２折返し部２６との距離ｄ２が、ホーン開口部２０ｂと第１ホーン部２１の閉端部２１ａとの距離ｄ１よりも長い。すなわち、第２折返し部２６が、第１ホーン部２１の閉端部２１ａよりも、ホーン開口部２０ｂから遠い位置に配置される。

これにより、第４ホーン部２４により構成される音道はホーンスピーカー１の内方向と外方向との両方向に拡大するようになる。このため、第４ホーン部２４において音道が外方向だけに拡大することによって所定のホーンの開口面積を確保した第１参考例のホーンスピーカー１００に比べて、ホーン開口部２０ｂの前面投影面積を小さくすることができる。

（２）第１実施形態では、ホーンスピーカー１は、第１ホーン部２１の内部に配置される内部ホーン２１Ａを更に備える。このため、音道が長くなる。音道が長くなる程、カットオフ周波数を下げる効果があり、この構成により、ホーンスピーカーの低周波帯域（カットオフ周波数付近）の能率を向上させることができる。

（３）第１実施形態では、第１ホーン部２１の閉端部２１ａが伝搬方向Ｄａにおいてホーン開口部２０ｂと同じ位置にある。

この構成によれば、第１ホーン部２１の閉端部２１ａが伝搬方向Ｄａとは反対方向にホーン開口部２０ｂから離れた位置に配置される場合に比べて、音道を長くすることができる。

（４）第１実施形態では、音道プロファイルのカーブのうちで、第１ホーン部２１、第２ホーン部２２、及び第３ホーン部２３に対応する部分のカーブは、設定カーブに一致する。また、音道プロファイルのカーブのうちで、第４ホーン部２４に対応する部分のカーブ（図７（ｂ）の曲線ＣＳ参照。）は、設定カーブ（図７（ｂ）の曲線ＣＥ参照。）を含むように構成される。設定カーブは、エクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブであり得る。

すなわち、音道プロファイルのカーブの大部分がエクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブに一致する。このため、音波が効率的に増幅される。また、音道プロファイルのカーブのうちの第４ホーン部２４に対応する部分のカーブは、設定カーブを含むように構成される。すなわち、音道の全長にわたって、エクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブに基づいて設定される断面積が確保される。このため、第４ホーン部２４に対応する部分のカーブが設定カーブを含まないように構成されることにより（図７（ｂ）の曲線ＣＲ参照。）、この部分の音道が設定カーブ（図７（ｂ）の曲線ＣＥ参照。）により構成される音道よりも狭まる場合に比べて、周波数特性が向上する。

（５）第１実施形態では、ホーン開口部２０ｂの外形が矩形に構成される。ホーン開口部２０ｂの各角部２０ｂｘを構成する２面の間の稜線２４ａと、伝搬方向Ｄａに沿う線（中心線Ｃ）とのなす角が４５度以上に設定されている。

音響インピーダンスの整合性の観点から、ホーン開口部２０ｂを構成する側面の傾斜または湾曲角度は大きいほうが好ましい。しかし、音道プロファイルのカーブが設定されると、ホーン開口部２０ｂの各辺を構成する各面の傾斜または湾曲角度は所定の値に設定される。このため、この部分の角度を自由に設定することが難しい。一方、ホーン開口部２０ｂの角部２０ｂｘにおける傾斜又は湾曲角度については設計上の自由度が残されている。そこで、ホーン開口部２０ｂの角部２０ｂｘを区画する２面間の稜線２４ａの傾斜又は湾曲角度を４５度以上に設定することにより、音道の開放端であるホーン開口部２０ｂにおける音響インピーダンスの整合性が向上する。

（第２実施形態）
図９を参照して、第２実施形態に係るホーンスピーカー１０１について第１実施形態との相違点を中心に説明する。

第２実施形態に係るホーンスピーカー１０１では、内部ホーン２１Ａが省略されている。また、第１実施形態に係るホーンスピーカー１では、ドライバユニット１０は、ホーンスピーカー１の基端部２０ｃに隣接して配置されているが、第２実施形態に係るホーンスピーカー１０１では、ドライバユニット１１０は第１ホーン部２１の閉端部２１ａ内に配置される。このような構成によれば、ホーンスピーカー１０１の長さ（中心線Ｃに沿うホーンスピーカー１０１全長）が短くなる。

また、図９に示すように、第２実施形態に係るホーンスピーカー１０１においても、ホーン開口部２０ｂと第２折返し部２６との距離ｄ２が、ホーン開口部２０ｂと閉端部２１ａとの距離ｄ１よりも長いため、ホーン開口部２０ｂの前面投影面積を小さくすることができる。

第２実施形態に係るホーンスピーカー１０１では、ドライバユニット１０が、第１ホーン部２１の閉端部２１ａ内に配置されている。このため、ホーンスピーカー１０１を小型化することができる。

（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態に係るホーンアレイスピーカー２００は、所定の一定間隔Ｄｓを置いて一列に配置された複数のホーンスピーカーを備え、各ホーンスピーカーは、第１または第２実施形態に係るホーンスピーカー１，１０１である。図示した例では、所定の一定間隔Ｄｓは、ホーンアレイスピーカー２００が線音源として作用するように決められた距離である。

各ホーンスピーカー１，１０１のホーン開口部２０ｂの前面投影面積は小さいことから、ホーンアレイスピーカー２００の正面面積は、従来のホーンアレイスピーカーのものに比べて小さくなる。これにより、ホーンアレイスピーカー２００が受ける風力を小さくすることができる。

ホーンアレイスピーカー２００の横幅Ｗは、電柱の直径程度（規格寸法の直径）に設定されることが好ましい。この構成によれば、電柱へのホーンアレイスピーカー２００の取付け性が高くなる。また、電柱にホーンアレイスピーカー２００が取り付けられた場合には、電柱が風よけになるため、ホーンアレイスピーカー２００に加わる風圧が低減する。

実施形態は例えば以下のように変更することもできる。

・第１ホーン部２１の閉端部２１ａはホーン開口部２０ｂと一致するところに配置されなくてもよい。例えば、第１ホーン部２１の閉端部２１ａは、ホーン開口部２０ｂよりも基端部２０ｃに近い位置に配置される。この場合、第２折返し部２６は、ホーン開口部２０ｂから、閉端部２１ａよりも更に基端部２０ｃに接近して配置される。この場合においても、第４ホーン部２４により構成される音道がホーンスピーカー１の内方向と外方向との両方向に拡大させることができるようになるため、ホーン開口部２０ｂの前面投影面積を小さくすることができる。

・上記第１及び第２実施形態に係るホーンスピーカー１，１０１では、第１ホーン部２１と第２ホーン部２２との間に谷間が設けられる。このような谷間は、周波数特性に影響を与える虞があるため、この谷間を覆うカバーを設けてもよい。カバーは例えば、図７（ｂ）の破線に示す位置に設けることができる。カバーは、設定カーブ（図７（ｂ）の曲線ＣＥ参照。）に一致するように構成されることが好ましい。

・ホーンアレイスピーカー２００において、ホーンスピーカーは、２列または３列以上に配列されてもよい。ホーンスピーカーの列が複数である場合、水平方向への音波の広がりが抑制される。すなわち、この構成によりホーンアレイスピーカー２００は面音源として作用する。

本発明の主題は開示した特定の実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在する可能性がある。そのため、請求の範囲は詳細な説明に組込まれ、各請求項は別個の実施形態として自分自身を主張することができる。本発明は、請求の範囲を参照して、請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。

１，１０１…ホーンスピーカー、１００…第１参考例のホーンスピーカー、１０，１１０…ドライバユニット、１１…前壁部、１２…出力開口部、２０…ホーン、２０ａ…スロート、２０ｂ…ホーン開口部、２０ｂｘ…角部、２０ｃ…基端部、２１…第１ホーン部、２１ａ…閉端部、２１ｂ…外周壁、２１Ａ…内部ホーン、２１Ａｘ…外方開口端、２１Ａｙ…係合部、２１Ａｚ…内方開口端、２２…第２ホーン部、２２ａ…内周壁、２２ｂ…外周壁、２３…第３ホーン部、２３ａ…内周壁、２３ｂ…外周壁、２４…第４ホーン部、２４ａ…稜線、２５…第１折返し部、２６…第２折返し部、２７…第３折返し部、３１…第１部材、３２…第２部材、３２ａ…締結用貫通孔、３３…第３部材、３３ａ…締結用孔、１２０ｂ…ホーン開口部、１２１…第１ホーン部、１２１ａ…閉端部、１２６…第２折返し部、２００…ホーンアレイスピーカー。

Claims (6)

1. 音波を生成するドライバユニットと、前記音波を増幅し、伝搬方向に音波を出力するホーンとを備えるホーンスピーカーにおいて、
   前記ホーンは、前記伝搬方向とは反対方向に前記音波を誘導する第１ホーン部と、第１折返し部を介して前記第１ホーン部に接続されて、前記伝搬方向に沿う方向に前記音波を誘導する第２ホーン部と、第２折返し部を介して前記第２ホーン部に接続されて、前記伝搬方向とは反対方向に前記音波を誘導する第３ホーン部と、第３折返し部を介して前記第３ホーン部に接続されて、前記伝搬方向に沿う方向に前記音波を誘導し、末端部であるホーン開口部から前記音波を放出する第４ホーン部とを含み、
   前記第１ホーン部、第２ホーン部、第３ホーン部及び第４ホーン部により構成される音道が、音波の進行方向に沿って断面積が漸次拡大するように構成され、
   前記ホーン開口部と前記第２折返し部との距離が、前記ホーン開口部と前記第１ホーン部の閉端部との距離よりも長く、前記第２折返し部に対して前記ホーン開口部側の空間は、音道の空間の一部を構成する、ホーンスピーカー。
2. 前記ドライバユニットは、前記第１ホーン部の前記閉端部内に配置され、
   前記ドライバユニットから出力される前記音波が前記閉端部側から前記伝搬方向とは反対方向に沿う方向に誘導される
   請求項１に記載のホーンスピーカー。
3. 前記音道に沿う距離と音道断面積との関係を示す音道プロファイルのカーブのうちで、前記第１ホーン部、前記第２ホーン部、及び前記第３ホーン部に対応する部分のカーブは、設定カーブに一致し、
   前記音道プロファイルのカーブのうちで、前記第４ホーン部に対応する部分のカーブは、前記設定カーブを含むように構成され、
   前記設定カーブは、エクスポネンシャルカーブ、ハイパボリックカーブ、またはこれらに近似するカーブである
   請求項１または請求項２に記載のホーンスピーカー。
4. 前記ホーン開口部が矩形の外形を有する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のホーンスピーカー。
5. 音波を生成するドライバユニットと、前記音波を増幅しかつホーン開口部から伝搬方向に音波を出力するように構成された折り返し音道を含むホーンとを備えるホーンスピーカーにおいて、
   前記ホーンの前記折り返し音道は、
   前記ドライバユニットから前記伝搬方向または前記伝搬方向とは反対の反伝搬方向に出力された前記音波を前記反伝搬方向に誘導する第１非屈曲区間と、
   前記第１非屈曲区間の下流端に接続された第１屈曲区間と、
   前記第１屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記伝搬方向に誘導する第２非屈曲区間と、
   前記第２非屈曲区間の下流端に接続された第２屈曲区間と、
   前記第２屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記反伝搬方向に誘導する第３非屈曲区間と、
   前記第３非屈曲区間の下流端に接続された第３屈曲区間と、
   前記第３屈曲区間の下流端に接続され、前記音波を前記伝搬方向に誘導する第４非屈曲区間であって、前記ホーン開口部として機能する下流端を含む前記第４非屈曲区間とを含み、
   前記ホーンは、前記第２非屈曲区間及び前記第３非屈曲区間の各々が前記第１非屈曲区間よりも短く、前記第２屈曲区間は前記ホーン開口部から制御された距離だけ前記反伝搬方向に離れ、前記第２屈曲区間と前記ホーン開口部との間の空間が音道の空間の一部となるように構成された、エクスポネンシャルホーンまたはハイパボリックホーンである、ホーンスピーカー。
6. 複数のホーンスピーカーが一定間隔で一列または複数列に配列されたホーンアレイスピーカーにおいて、各ホーンスピーカーが請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のホーンスピーカーである、ホーンアレイスピーカー。

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