JPH0730993A - スピーカ用ホーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はピークやディップがない平坦な放射
インピーダンスと、均一な指向角周波数特性を実現する
ものである。 【構成】 円形断面を有するホーンにおいて、ホーン壁
面がそれぞれ異なる仰角の壁面２と壁面３とを結合さ
せ、それぞれの壁面に特定の局線関数を備える。さら
に、壁面３の仰角は壁面２の仰角に対して１．２〜２．
０倍ある。また、結合部４における断面半径は開口部５
の断面半径の０．３〜０．７倍となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンサートホール、試
聴室等に広く設置されているホーンスピーカに用いられ
るスピーカ用ホーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ホーンスピーカに使用されるスピ
ーカ用ホーンの壁面の曲線関数は、例えばジャーナル
オブ ザ オーディオ エンジニアリング ソサイティ
ー １９８９年 ７／８月 ５５４頁〜５６９頁（ＪＯ
ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＡＵＤＩＯ ＥＮＧＩＮＥ
ＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｎｕｍｂｅｒ７／８、１
９８９、Ｐ５５４〜Ｐ５６９）に示される

【０００３】

【数３】

【０００４】で表される曲線関数が提案されていた。以
下、この曲線関数であらわされる壁面を有するホーンに
ついて図４を参照しながら説明する。図４は従来ホーン
の壁面の図であり、ドライバーからの音波は、喉部９に
平面波として入射し、側壁１０に沿って進行するにつれ
球面波となって開口部１１から放射される。図４のホー
ン内部の破線はその波面伝搬の様子をしめすものであ
る。壁面関数を（数３）の関数で構成すると、平面波か
ら球面波へと徐々に変化していく波面とホーン壁面とが
ホーン内のどの部分でも直交するため、ホーン内部での
波面の乱れや反射が生じず、平坦な放射インピーダンス
特性と均一な指向性が実現できるとされていた。

【０００５】次に図４のホーンの放射インピーダンス特
性を測定したものを図５に、指向角周波数特性を測定し
たものを図６に示す。図６において、縦軸で示す指向角
とはポーラパターンで正面軸上音圧に対し音圧レベルが
６ｄＢ低くなる角度であり、本例では目標指向角θは３
７.５°で図６の実線２０で示す値に設定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
４で示したようなホーンでは、ホーン内部と外部空間の
音響インピーダンス整合がとれていないため、図４の１
２で示すようにホーン開口部付近で波面に乱れを生じ、
この影響で図５の１５で示す様に放射インピーダンス特
性に細かなピークやディップを多数生じるという問題を
有するものである。。また、指向角周波数特性について
は低域では目標指向角θに対し指向角が狭くなり（図６
の１６の部分）、高域では指向角の極大値と極小値をも
ち（図６の１８と１９）指向性は均一とはならないとい
った問題をも備えるものであった。

【０００７】本発明は上記従来ホーンの開口部付近での
音響インピーダンス整合を改善し、平坦な放射インピー
ダンス特性を実現すると共に、均一な指向性を実現する
優れたスピーカ用ホーンを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はスピーカ用ホー
ンの壁面を、平均開き角が異なる２つの部分を結合させ
て構成するもので、喉部側の壁面は（数３）で表される
曲線関数とするものであり、また開口部側の壁面は、喉
部側の壁面の平均開き角に対し１．２〜２倍の平均開き
角を備えるものである。

【０００９】また、喉部側の壁面と開口部側の壁面との
結合部に於ける断面半径は、ホーン開口部の断面半径の
０．４〜０．７倍とするものである。

【００１０】さらに、開口部側の壁面は

【００１１】

【数４】

【００１２】で表される曲線関数として、喉部側の壁面
との結合部に於いて微分係数が一致するようにしたもの
である。

【００１３】

【作用】以上の構成により、開口部側壁面を結合する事
によってホーン内部と外部空間の音響インピーダンス整
合が改善されるものである。

【００１４】すなわち、ホーン喉部より外部空間に向か
って進行する音波がホーン開口部で反射されず定在波と
なりにくい。

【００１５】また、開口部側の壁面を（数４）の曲線関
数で構成することによって、喉部側の壁面との結合部で
微分係数が連続であり、開口に向かって滑らかに微分係
数を増大するものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照しなが
ら説明する。図１は本発明のホーンの壁面形状を示すも
のである。このホーンは図４で示した従来ホーンと同様
に目標指向角（−６ｄＢ）を３７．５゜として設計した
ものである。図１において、５はホーンの開口部で、そ
の半径はａmである。ａmの大小で指向性制御の下限周波
数が決定される。２はこのホーンの喉部側の壁面であ
り、（数３）に従う関数曲線となっている。３はこのホ
ーンの開口部側の壁面である。この壁面の関数曲線は
（数４）を備えるものである。

【００１７】以上の数式のパラメータ決定法について以
下に続けて説明する。喉部側の壁面と開口部側の壁面の
結合部４における断面の半径は、ｙ1であり、ｙ1＝０.
３〜０.７×ａmである。喉部から結合部までの中心軸に
沿った距離はｘ1であり、結合部の断面の半径ｙ1を決定
すると（数３）より逆算し決定される。

【００１８】また、結合部での微分係数ｋは上式でｘ＝
ｘ1としたときの微分係数である。更に喉部側の壁面と
開口部側の壁面の結合部から開口部までの中心軸に沿っ
た距離ｂは開口部側の壁面の平均開き角を決定すると決
まる。開口部側の壁面の平均開き角βは喉部側の壁面の
平均開き角αの１.２倍〜２倍である。ｎは関数曲線の
反り具合のパラメータであり、ｎ＝２〜５である。

【００１９】以上より開口部側の壁面が従う曲線関数の
パラメータは全て決定され、壁面の形状が決定される。
図２は本実施例のホーンの放射インピーダンス特性図を
示すものである。図２によれば、図５の１５の部分に示
される、従来ホーンの放射インピーダンス特性の細かな
ピークやディップが実施例では改善された事がわかる。
また、図３は本実施例のホーンの指向角周波数特性図で
ある。図３において、目標指向角θ＝３７.５°を実線
８で示すと、図６の１６に示される指向角の低域での狭
まりが改善され、図６に示す１８、１９に示される高域
での指向角の極大値及び極小値が改善された事がわか
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、喉部側の壁面と開口部側の壁面の結合部でも音波の
反射が起こりにくい。

【００２１】そして、細かなピークやディップのない放
射インピーダンス特性が実現されるものである。

【００２２】また、指向角周波数特性の低域での狭まり
をなくし、高域での極大値及び極小値のない均一な指向
性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於けるホーンの壁面の図

【図２】図１のホーンの放射インピーダンス特性図

【図３】図１のホーンの指向角周波数特性図

【図４】従来ホーンの壁面の図

【図５】図４のホーンの放射インピーダンス特性図

【図６】図４のホーンの指向角周波数特性図

【符号の説明】

１ ホーンの喉部 ２ 喉部側の壁面 ３ 開口部側の壁面 ４ 喉部側の壁面と開口部側の壁面の開口部 ５ ホーンの開口部 ６ 放射インピーダンスの実部 ７ 放射インピーダンスの虚部 ８ 目標指向角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 暁広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円錐形の上部を底面に対して並行に切断
   した形状を２つ備え、これらの円錐形は第１の壁面と第
   ２の壁面から構成され、上記第１の壁面は上記第１の壁
   面の上面の半径ａｔ、目標指向角θ、この第１の壁面の
   上面からの中心軸の距離ｘとしたときのホーン断面半径
   ｙについて 【数１】 の関係を有し、上記第１の壁面の仰角に対して上記第２
   の壁面の仰角が１.２〜２倍であり、上記第１の壁面の
   底面と上記第２の壁面の上面とが同一大であり、かつ結
   合された結合部となる形状であることを特徴とするスピ
   ーカ用ホーン。
2. 【請求項２】 第１の壁面と第２の壁面との結合部に於
   ける断面半径が、第２の壁面の底面の断面半径に対し
   ０．３〜０．７倍であることを特徴とする請求項１記載
   のスピーカ用ホーン。
3. 【請求項３】 第１の壁面の傾斜角度の微分係数と第２
   の壁面の傾斜角度の微分係数とが、結合部において一致
   していることを特徴とする請求項１記載のスピーカ用ホ
   ーン。
4. 【請求項４】 第２の壁面が 【数２】 で表されることを特徴とする請求項１、２、３記載のス
   ピーカ用ホーン。