JPH03204298A - ホーンスピーカシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ホーンスピーカシステムに関するものである
。

［従来の技術］ 従来のホーンスピーカシステムは第７図に示すように、
ボイスコイルにより駆動される振動板を備えたドライバ
ユニット１と、該ドライバユニットのスロートに接続さ
れたホーン２とにより構成されていた。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ 周知のようにホーンスピーカシステムは能率が高い上に
平坦な特性が得られ、優れた過渡特性を得ることができ
るという特徴を有している。

しかしながら、従来のホーンスピーカシステムにより低
い周波数の音を再生しようとするとホーンの長さが著し
く長くなるという問題があった。

例えば振動板の径が２５ｃｍのスピーカを用いて５０Ｈ
ｚの音を再生しようとするとホーンの開口部の径を１７
０ｃｍとし、ホーンの長さを約２ｍにする必要があった
。

上記のように従来のホーンスピーカシステムは、低い音
を再生しようとするとホーンの長さが非常に長くなって
実用的でないため、主として中音域以上の音域で使用さ
れており、低音域から高音域までを再生するホーンスピ
ーカシステムを実現することは難しかった。

本発明の目的は、ホーンの長さを著しく長くすることな
く低音域から高音域までを再生できるようにしたホーン
スピーカシステムを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のホーンスピーカシステムは、開口面が音波の放
射方向に向けられた状態で並設された多数のストレート
ホーンからなっていて、該多数のストレートホーンの開
口面の集合が音波放射面を構成しているホーン群と、振
動板の前方にストレートホーンと同数の数音口を有する
ドライバユニットと、多数のストレートホーンのそれぞ
れの喉部に一端が接続され、他端がドライバユニットの
複数の数音口にそれぞれ接続された多数の音波伝送管と
を備えている。

上記多数の音波伝送管の長さは、ドライバユニットの振
動板と多数のストレートホーンの開口部との間の距離を
すべて等しくするように設定するのが好ましい。

低音用ドイバユニット、中音用ドライバユニット、高音
用ドライバユニットのように、分担する音域が異なる複
数のドイバユニットを設けることもできる。この場合に
は、多数のストレートホーンをドライバユニットと同数
のグループに分けて、各グループのストレートホーンの
喉部を対応するドライバユニットの数音口に音波伝送管
を通して接続する。

多数のホーンの開口面の集合からなる音波放射面の形状
は任意であるが、通常は正方形または長方形の平面とす
るのが良く、その場合ストレートホーンの開口面の輪郭
形状を正方形または長方形とするのが好ましい。

ドライバユニットはその振動板を上下方向に向けた状態
で配置するのが好ましい。

［作　用コ 上記のスピーカシステムにおいて、音波放射面の大きさ
は、再生すべき最低周波数に応じて決定する。音波放射
面の径寸法（円形の場合には直径、方形の場合には長辺
の長さ）は、再生すべき最低周波数に応じて適宜に設定
する。通常は最低周波数の波長の１／４に設定する。

本発明のように、音波放射面を複数のストレートホーン
の開口面の集合により構成すると、各ストレートホーン
として開口面の寸法が小さいものを用いてもストレート
ホーンの数を増やすことにより大きな音波放射面を得る
ことができる。従って各ストレートホーンとして長さが
短いものを用いることができ、システム全体の奥行き寸
法を短くして実用性を高めることができる。

また各ホーンの喉部は音波伝送管を通してドライバユニ
ットに接続されるため、ドライバユニットはホーン群か
ら離れた適宜の箇所に配置することができ、設計の自由
度を高めることができる。

更に本発明のように各ホーンの喉部を音波伝送管を通し
てドライバユニットに接続するようにすると、ドライバ
ユニットの取付は方向を任意に選ぶことができるため、
ドライバユニットの取付は方向を、歪みの少ない再生を
行わせるのに適した理想的な方向に容易に設定すること
ができる。

［実施例コ 以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は本発明の実施例を示したもので、第
１図は第２図のＩ−Ｉ線に沿った断面図、第２図は正面
図である。これらの図において１０は長さが等しいスト
レートホーンＨ１ｌ〜Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ６４から
なるホーン群である。各ストレートホーンは、第３図に
示したように喉部１１から開口部１２に向って徐々に断
面積が増大する形状を有するもので、これらのストレー
トホーンは、開口面が音波の放射方向に向けられた状態
で並設され、全てのストレートホーンの開口面の集合に
より音波放射面が構成されている。

各ストレートホーンとしては、その喉部から距離Ｘの点
の断面積Ｓｘが５ｘ＝Ｓｏ　ｅ”　（ｍは広がり係数）
で表されるエキスボネンシャルホーンを用いるのが好ま
しいが、ハイパポリツクホーン、コニカルホーン等地の
公知の形状のホーンを用いても良い。

各ストレートホーンの開口部の形状は正方形、長方形、
正六角形、円形など、任意の形状に形成できるが、隣り
合うホーンの開口部が隙間無く並んで音波放射面を形成
するようにするのが好ましいので、各ホーンの開口面の
形状は、順次隣合わせて並べることにより面を隙間無く
埋めることができる形状、即ち長方形、正方形または正
六角形とするのが好ましい。

本実施例では、各ストレートホーンが正方形の平面状の
開口面を有するように形成され、合計２４個のストレー
トホーンがそれぞれの中心軸線を平行させた状態で、か
つそれぞれの開口面を同一平面上に配置した状態で６行
４列に並べられて、全ホーンの開口面の集合により第２
図に示すように長方形状の音波放射面（平面）１３が形
成されている。

この場合、隣合うホーンの開口面は第１図に示すように
隙間無（並べることが好ましい。

また背離れを良好にするため、第３図に示すように、各
ホーンの開口部の接線が開口面と成す角θを４５度以上
に設定するのが好ましい。

音波放射面１３の大きさは、その長辺の長さが再生する
最低周波数の波長の１７４に等しくなるように設定され
ている。

各ストレートホーンの長さはその開口面の大きさにより
定まる。音波放射面を形成するストレートホーンの数を
減少させるために各ストレートホーンの開口面を大きく
すれば各ストレートホーンの長さが長くなり、逆に音波
放射面を形成するストレートホーンの数を増やして各ス
トレートホーンの開口面を小さ（すれば各ストレートホ
ーンの長さが短くなる。本発明においてホーン群１０を
構成するストレートホーンの数は、各ストレートホーン
の長さを実用に適した大きさの範囲に収めるように適宜
に設定する。

上記のように各ホーンの開口面を平面とし、多数のホー
ンの開口面を隙間なく並べて音波放射面を平面状に形成
すると、音波放射面から放射される音波を回折が少ない
平面波に近い波面とすることができ、歪みを少なくする
ことができる。

ホーン群を構成するに当っては、ストレートホーンＨ１
１〜Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ６４を個別に製作して組み
合わせるようにしても良いが、本実施例では、ストレー
トホーンＨ１ｌ〜Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ６４の内側の
形状の雄型を型枠内に配置して、コンクリート、部面化
性樹脂セメント等に骨材を混入したモールド材を該型枠
内に注型し、モールド材が固化した後雄型を抜くことに
より、全てのホーンを一体に形成している。この場合、
骨材とじてシラスバルーン（商品名）、ピルトン（商品
名）等の発泡モルタルを用いると軽量化を図ることがで
きる。

第１図においてホーンの周囲の斜線を施した部分１４は
モールド材により形成された基体部分である。

上記ホーン群はその全体的な輪郭形状が直方体状を呈す
るように形成されて箱体１５内に収納され、音波放射面
１３が箱体１５の前面と面一になるように配置されてい
る。

箱体１５内の下部が板１６により仕切られてドライバ収
納室１７が形成され、板１６に低音域から高音域までの
全音域を再生するドライバ１８が、その中心軸線を鉛直
方向に向けた状態で取付けられている。ドライバ１８は
適宜の口径を有する一般のスピーカのユニットでも良＜
、ホーンスピーカ用に特に設計されたものでも良い。

図示のドライバ１８は、永久磁石１８ａと該磁石の一方
の磁極に接続されたリング状のアウターポール１８ｂと
、磁石１８ａの他方の磁極に接続されたセンターポール
１８ｃと、振動板１８ｄと、振動板１８ｄに接続された
コーン１８ｅと、コーン１８ｅに取付けられてアウター
ボール１８ｂとセンタポール１８ｃとの間のギャップ内
に挿入されたボイスコイル１８ｆとを備えた公知のもの
である。

ドライバ１８の取付は方向は任意であるが、上記の様に
ドライバ１８を鉛直方向に向けて配置すると、振動板１
８ｄの振動方向と重力の方向とが一致するため、歪みを
少な（することができる。

板１６にはドライバ１８の振動板１８ｄに臨む円形の開
口部１６ａが設けられ、該開口部１６ａを気密に閉じる
ように伝送管接続ブロック２０が取付けられている。

ドライバ収納室１７は気密構造を有していて、その内部
はグラスウール等の吸音材２１により吸音処理されてい
る。ドライバ１８と伝送管接続ブロック２０とによりド
ライバユニット２２が構成されている。

伝送管接続ブロック２０は、ストレートホーンＨ１ｔ〜
Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ６４と同数の収音口２０ａ、　
　２０ａ、・・・（第３図参照）を有しており、ストレ
ートホーンＨ１１−Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ６４と収音
口２０ａ、２０ａ、・・・とが１対１で対応している。

ストレートホーンと収音口との対応のさせかたは任意で
ある。

各収音口２０ａはそれぞれの軸線をドライバの軸線と平
行させて設けられており、各収音口の振動板１８ｄ側の
端部は振動板側に末広がり状に開口した双音ロホーン２
０ｂに連続している。また各双音ロホーン２０ｂの振動
板１８ｄ側の開口部は、軸線方向に沿った各部の断面積
が均一な孔部２０ｃに連続しており、孔部２０ｃ、２０
ｃ、・・・のそれぞれの輪郭を定める壁部が互いに連結
されてコリメータグリル２０ｄが形成されている。

双音ロホーン２０ｂ、２０ｂ、・・・及び孔部２０Ｃ，
２０Ｃ，・・・の断面形状は、第４図（Ａ）に示すよう
な六角形、または同図（Ｂ）に示すような長方形成いは
、正方形、三角形、円形等適宜の形状に形成できる。

ホーン群１０の各ストレートホーンの喉部１１には音波
伝送管２３の一端が気密に接続され、各音波伝送管２３
の他端は各ストレートホーンに対応する収音口２０ａに
気密に接続されている。ホーンの内面と伝送管２３の内
面とが段差を生じることなくスムースにつながるように
、各ホーンの喉部１１ａの内径は伝送管２３の肉厚分だ
け拡大されている。同様に各伝送管２３の他端の内面が
双音ロホーン２０ｂの内面にスムースにつながるように
、収音口２０ａの内径が伝送管２３の肉厚分だけ拡大さ
れている。各伝送管２３とホーンの喉部１１との接続部
及び各伝送管２３と収音口２０ａとの接続部の気密保持
は例えば接着剤により行うことができる。

ドライバから各ストレートホーンの開口部までの音波の
伝送路の長さに差を生じないようにするため（ストレー
トホーンから放射される音波の位相を揃えるため）、ド
ライバの振動板１８ｄとストレートホーンＨ１ｔ〜Ｈ１
４ないしＨ６１〜Ｈ６４の開口部との間の距離をすべて
等しくするように音波伝送管２３．２３．・・・の長さ
を設定する。この実施例では、ストレートホーンの長さ
がすべて等しく、ドライバユニットの振動板が平板状に
形成されているため、全ての音波伝送管の長さが等しく
設定されている。

音波伝送管２３としては、音響エネルギーの損失が少な
いもの、即ち音波による振動が少ないものである程度の
可撓性を有するもの、または曲げ加工が容易なものを用
いることが好ましい。この音波伝送管２３としては例え
ばゴムホースまたはビニールパイプ等を用いることがで
きる。音波伝送管２３の補強を図るとともに、音波伝送
管２３内を通過中の音エネルギーが該伝送管の管壁を通
して散逸するのを防止するため、箱体１５内に軽量モル
タルなどからなるモールド材２４が充填されて、該モー
ルド材により音波伝送管２３が完全にモールドされてい
る。

上記のスピーカシステムにおいて、ドライバ１８をアン
プにより駆動すると、振動板１８ｄの振動により生じた
音波がコリメータグリルの孔部２０ｃを通して平面波と
して数音ロホーン２０ｂに入り、該数音ロホーンより取
音口２０ａにスムースに導かれて音波伝送管２３に入る
。音波伝送管２３．２３．・・・に入った音波はそれぞ
れの管内を伝送されてストレートホーン）１１１〜Ｈ１
４ないしＨ６１〜Ｈ６４に達し、これらのホーンの開口
面１２がら平面波として放射される。全てのポーンの長
さ及び音波伝送管の長さが等しく、ドライバの振動板１
８ｄと全てのホーンの開口部１２．１２．・・・との間
の距離が等しくなっているため、ポーンの開口＄１２．
１２．・・・の集合からなる音波放射面１３全体から音
波が平面波として放射される。平面波は球面波に比べて
回折が少ないため、効率良く音響エネルギーを伝達する
ことができ、歪みの少ない再生を行わせることができる
。

上記の実施例では、全てのストレートホーンに対して共
通のドライバユニット２２を設けたが、振動板の前方に
複数の取音口を有するドライバユニットを複数個設けて
該複数のドライバユニットに異なる音域を受は持たせる
ことができる。この場合、多数のストレートホーンの喉
部にそれぞれ一端が接続された音波伝送管をドライバユ
ニットと同数のグループに分けて、各グループの音波伝
送管の他端を対応するドライバユニットの取音口に接続
する。この場合には、音域に応じてストレートホーンの
開口部の寸法及びホーンの長さを異ならせることができ
る。この場合同じドライバユニットに接続された音波伝
送管の長さは互いに等しくする必要があるが、異なるド
ライバユニットに接続された音波伝送管の長さは互いに
異ならせることができる。但し、ホーンの開口部１２，
１２、・・・から放射される音波に位相ずれを生じさせ
ないように配慮する必要がある。

上記の実施例では、ドライバ１８として通常の平面スピ
ーカを用いているため、ドライバ収納室１７を密閉構造
として、振動板１８ｄの背面側の空間と取音口との間を
遮断しているが、伝送管接続ブロック２０とドライバ１
８とを気密に接続するとともにドライバ１８の背面側を
カバーにより気密に覆った構造のドライバユニットを用
いる場合には、密閉されたドライバ収納室を用意する必
要は無く、単に板等にドライバユニットを支持すれば良
い。

上記の実施例において、ドライバユニットのコリメータ
グリル２０ｄは省略することもできる。

また数音ロホーン２０ｂを省略して、各取音口２０ａを
直接振動板１８ｄに対向させるようにしてもよい。

上記の実施例では、平面状の振動板１８ｄを備えたドラ
イバー１８を用いているため、数音ロホーンの開口部を
同一平面上に配置しているが、第５図に示すようにコー
ン状の振動板１８ｄ′を用いたドライバー（一般的なス
ピーカ）を用いる場合には、数音ロホーン２０ｂの開口
部（数音ロホーンが設けられない場合には取音口２０ａ
の開口部）をコーンの内面と相似な面にほぼ沿うように
配置して、各数音ロホーンの開口部とドライバーの振動
板１８ｄ−との間のギャップをほぼ均一にすることが好
ましい。

上記の実施例のように、箱体１５内に適当なモ−ルド材
２４を充填して音波伝送管２３．２３゜・・・をモール
ドするようにすると、音波伝送管内を通過中の音のエネ
ルギーが管壁を通して散逸するのをほぼ完全に防止でき
るため、音の減衰をなくし、音質の劣化を防止すること
ができる。

尚本発明は、上記のようにモールド材２４により音波伝
送管をモールドする場合に限定されるものではなく、各
音波伝送管２３を防振材によりコーティングすることに
より防振を図るようにしてもよい。

また各音波伝送管２３として損失が少ないもの、即ち内
部を音波が通過してもほとんど振動しないものを用いる
場合には音波伝送管のモールドを省略することができる
。

上記の実施例では、ストレートホーンを合計２４個設け
たが、本発明においてストレートホーンの数は任意であ
る。例えば１２個のストレートホーンを４行３列に配置
することもできる。

上記の実施例では、ストレートホーンとして開口面が正
方形のものを用いたが、前述のように長方形や正六角形
の開口面を有するストレートホーンを用いることもでき
る。正六角形の開口面を有するストレートホーンＨ１ｌ
〜Ｈ１６，Ｈ２１〜Ｈ２５゜Ｈ３１〜Ｈ３６，Ｈ４１−
Ｈ４５，Ｈ５１〜Ｈ５６を用いた場合の音波放射面１３
の形状の例を第６図に示した。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、音波放射面を複数のス
トレートホーンの開口面の集合により構成するので、各
ストレートホーンとして開口面の寸法が小さいものを用
いても大きな音波放射面を得ることができる。従って各
ストレートホーンとして長さが短いものを用いることが
でき、システム全体の奥行き寸法を短（して実用性を高
めることができる。

また本発明においては各ホーンの喉部が音波伝送管を通
してドライバユニットに接続されるため、ドライバユニ
ットはホーン群から離れた適宜の箇所に配置することが
でき、設計の自由度を高めることができる。しかもドラ
イバユニットの取付は方向を任意に選ぶことができるた
め、ドライバユニットの取付は方向を、歪みの少ない再
生を行わせるのに適した理想的な方向に容易に設定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例の全体的な構成を示
したもので、第１図は第２図のＩ−Ｉ線断面図、第２図
は正面図、第３図は同実施例の要部の拡大断面図、第４
図（Ａ）及び（Ｂ）は同実施例で用いることができるコ
リメータグリルの異なる形状を示した底面図、第５図は
本発明に係わるスピーカシステムで用いることができる
伝送管接続ブロック２０の変形例を示した半部概略断面
図、第６図は本発明で用いる音波放射面の変形例を示し
た正面図、第７図は従来のホーンスピーカシステムを示
した側面図である。 １０・・・ホーン群、Ｈ１１〜Ｈ１４ないしＨ６１〜Ｈ
６４・・・ストレートホーン、１１・・・ホーンの喉部
、１２・・・ホーンの開口部、１３・・・音波放射面、
２０・・・伝送管接続ブロック、２０ａ・・・取音口、
２２・・・ドライバユニット、２３・・・音波伝送管。 第３図 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口面が音波の放射方向に向けられた状態で並設
   された多数のストレートホーンからなっていて、該複数
   のストレートホーンの開口面の集合が音波放射面を構成
   しているホーン群と、 振動板の前方に前記ストレートホーンと同数の取音口を
   有するドライバユニットと、 前記多数のストレートホーンのそれぞれの喉部に一端が
   接続され、他端が前記ドライバユニットの複数の取音口
   にそれぞれ接続されたホーンと同数の音波伝送管とを具
   備したことを特徴とするホーンスピーカシステム。
2. （２）前記ドライバユニットの振動板と前記多数のスト
   レートホーンの開口部との間の距離を全て等しくするよ
   うに各音波伝送管の長さが設定されている請求項１に記
   載のホーンスピーカシステム。
3. （３）開口面が音波の放射方向に向けられた状態で並設
   された多数のストレートホーンからなっていて、該多数
   のストレートホーンの開口面の集合が音波放射面を構成
   しているホーン群と、 振動板の前方に複数の取音口を有する複数のドライバー
   ユニットと、 前記多数のストレートホーンのそれぞれの喉部に一端が
   接続された多数の音波伝送管とを具備し、前記多数のス
   トレートホーンが前記ドライバユニットと同数のグルー
   プに分けられて、各グループのストレートホーンの喉部
   がそれぞれ音波伝送管を通して対応するドライバユニッ
   トの取音口に接続されていることを特徴とするホーンス
   ピーカシステム。
4. （４）各ドライバユニットの振動板と該ドライバユニッ
   トに対応する各ストレートホーンの開口部との間の距離
   を等しくするように各音波伝送管の長さが設定されてい
   る請求項３に記載のホーンスピーカシステム。
5. （５）前記各ストレートホーンの開口面は正方形、長方
   形または正六角形の輪郭形状を有している請求項１ない
   し４のいずれか１つに記載のホーンスピーカシステム。
6. （６）前記ドライバユニットは振動板の振動方向を鉛直
   方向に向けた状態で配置されている請求項１ないし５の
   いずれか１つに記載のホーンスピーカシステム。