JPS5915183Y2

JPS5915183Y2 - ホ−ンスピ−カ

Info

Publication number: JPS5915183Y2
Application number: JP11566679U
Authority: JP
Inventors: 啓之馬場; 寿平高橋
Original assignee: 松下電器産業株式会社
Priority date: 1979-08-22
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1984-05-04
Also published as: JPS5633884U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は駅のプラットホームに用いる拡声用のホーンス
ピーカに関するもので、その指向特性を改善することを
目的とする。

プラットホームは周知のように拡声サービス・エリアが
特殊である。

例えば、ホームは複数本あるが、スピーカの拡声音は各
々のホームに個々におこなわれるのが普通であり、隣接
ホームへは拡声（混信）されないことが望ましい。

かつ一つのホーム内では、どこの聴点でも明瞭度が高く
、良音質であることが望ましい。

特に、最近では音声のみならず、音声の拡声用としても
要求が出てきているため一層、音質の向上が必要である
。

従来のプラットホーム用スピーカはこれらのことを考慮
してきたものの種々のホーム上受聴点での明瞭度の変化
、音質変化が大きかった。

第１図は従来のプラット・ホーム用スピーカで゛あり、
１はホーン、２はドライバー・ユニット、３は音軸であ
る。

このスピーカは１個のドライバー・ユニットにより、そ
のダイアフラムの前後から音を取り出す方式であり、前
後の拡声音は逆位相となっている。

第２図はこのホーンスピーカにホワイトノイズを加えた
場合の特性を示すものであり、同図ａは水平及び垂直の
Ｌｉｎフィルター使用時の指向性パターン、同図す、Ｃ
はそれぞれ水平、垂直の１／１オクタ一ブフイルター使
用時の指向特性パターンを示す。

同図から、わかるように各指向性パターンは共に周波数
によるパターン変化が大きい。

よって、プラットホーム上での拡声の場合、特に限られ
た、正面付近の聴点以外は音質変化、明瞭度悪化が大き
いことがわかる。

またサイド付近では各ホーンからの拡声音が逆位相のた
め、低音域で多少キャンセルしているが、１個のドライ
バー・ユニットの前後より音を取り出しているので、音
圧レベルの違いにより、その減衰度は小さく、隣接ホー
ムへの拡声度合が大きい。

特に低減は残響の影響等により、隣接ホームへの拡声（
混信）を招きやすい。

この防止のための正面方向に於けるースピーカのサービ
ス・エリアを小さくとると、ホーム端での音圧レベルが
小さくなり、この対策のために取付スピーカを多くする
と多大な費用が必要になる。

また、垂直面指向特性においても同様である。

すなわち一般にスピーカは約３〜５ｍの高い位置に取付
けられるため、そのスピーカのサービス・エリアは正面
方向（音軸３）ではなく、下側となるので音質変化、明
瞭度の劣化は大になる。

本考案は以上のような欠点を除去し、ホーム上のサービ
ス・エリア内の種々の聴点に於て、音質変化、明瞭度悪
化が少なく、かつ隣接ホームへの拡声音の混信妨害の少
ないホーンスピーカを提供するものである。

以下にその実施例とともに説明する。

第３図はプラットホームの平面図であり、４はスピーカ
、５（５１，５２，５３）はホーム、寸法Ａは一個のス
ピーカの受は持つ、サービス・エリアＢ１はホーム幅、
Ｂ２はホーム間隔を示す。

この場合ホーム幅Ｂ１の中央にスピーカを取付は拡声す
る状態を示している。

スピーカ４と隣接するホームの距離はであり、また任意の角度の距離はとなる。

この隣接ホームまでの距離とホーム内の距離の比はどの
方向をみても同じである。

サービス・エリア内に於て、音質変化、明瞭度劣化が少
なく、かつ隣接ホームへの混信（拡声）の少ない指向性
パターンは低減から高域までが、第３図の破線の如くで
ある必要があり、この時の隣接ホーム・・＼の混信度（
Ｓ／Ｎ）は距離の二乗法則より、となる。

従って、前記のような、最適なプラットホーム用スピー
カの指向特性、を求めるには、サービス・工等を考慮す
る必要がある。

一般的な数値を考えた場合、Ｂ１＃１０（ｍ）
、Ｂ２″；１０（ｍ）とした時、この時の混合度
（Ｓ／Ｎ）はとなる。

逆に考えれば、ホームサービス・エリア内の音圧レベル
は隣接ホールへの混信音圧レベルより、上記Ｓ／Ｎ分以
上高くなる。

また例えば隣接ホームへの混信音圧レベルをホームのノ
イズ・レベルから−ＩＱ（ｄＢ）程度とするならば、
サービス・エリア内で゛はＳ／Ｎが０〜１０（ｄＢ）
程度とれることになるので、周知の如く９０％程度以上
の明瞭度を得ることができる。

よってＳ／Ｎとしては十分である。

次にサービス・エリアＡによる最適水平指向性パターン
の一例（第３図破線）を同条件に於て距離の二乗法則を
用いて次式から求めると、第４図の如くとなる。

（イはＡ＝２０．口はＡ＝１５．ハはＡ＝１０ｍの場合
）サービス・エリアＡを１０〜２０ｍとしである理由はス
ピーカの出力音圧レベルを考えである。

すなわち一般にホーン・スピーカの場合、平均出力音圧
には、Ｋ ”−１００〜１１０（ｄＢＳＰＬ／ｍ／ｗ）
程度テアリ、１０ｍではに１０＝８０〜９０（ｄＢ
ＳＰＬ／ｗ）、２０ｍテは拾。

鳩７４〜８４（ｄＢＳＰＬ／ｗ）となり、プラットホー
ムでの騒音レベルは最大８０ｄＢ −Ａ程度と考えら
れるので、Ｓ／Ｎによる明瞭度を考えた場合、サービス
・エリアＡは最大２０ｍ程度と考えられる。

また、最小は同様にして、スピーカの取付個数を少なく
したい要求１０ｍ程度以上が望ましい。

Ａ嬌１０ｍの場合、半導角が約±８０°、サイド付近の
音圧が約−６ｄＢとなり、口に示すようにＡ４１５ｍの
場合、半値角が約±４０°、サイド付近の音圧が約−１
０ｄＢとなり、イに示すようにＡ＝２０ｍの場合、半値
角が約±３０°、サイド付近の音圧が約−１３ｄＢとな
ると考えられ、この値より半値角及びサイド付近の音圧
が大きい場合は隣接ホームへの混信が多くなり、逆の場
合はホーム端付近の音圧レベルが低下する。

一般に前者の問題が大と考えられるので上記値より小さ
くすることが望ましい。

たとえばサイド付近の音圧は約−６ｄＢ程度までが好ま
しい。

次に垂直面の指向性パターンについて述べる。

第５図はスピーカ４をホーム５上の一般的なｈ＝５ｍの
位置に取付けた場合の垂直面のスピーカ４とホーム５を
示すものであり、Ｃは一般人の受聴面を示す。

同図に於て、受聴面Ｃに於けるサービス・エリアＡとス
ピーカ４を結ぶ゛角度Ｑはそれぞれ次のようになる。

Ａ−１０ｍの場合に０１０’＝２０゜Ａ−，１５ｍ
の場合ニＱ１５″＝、１３゜Ａ＝２０ｍの場合に
Ｑ２０”’＝１０゜上記角度より、小さい範囲は
他の隣接スピーカのサービス・エリアとなるので、放射
する必要はなく、このＱ値より、大きい範囲たとえば＋
１０°程度までにすることが望ましい。

第５図に於ける各Ｑ°を基準に受聴面Ｃでの音圧レベル
を同一とし、第４図同様に距離の２乗法則で求めると、
第６図のようになる。

同図において八に示すようにＡ＃１０ｍの場合、下側付
近の音圧は約−９ｄＢとなり、口に示すようにＡ−，１
５ｍの場合、下側付近の音圧は約−１３ｄＢとなり、イ
に示すようにＡξ２０ｍの場合、下側付近は約−１５ｄ
Ｂとなる。

上記値より小さい場合には問題であるが、多少大きくと
も（約＋６ｄＢ程度まで）サービス・エリア内での音圧
レベルが向上するので良い。

但し音圧レベルは分布を均一とするためサービス・エリ
ア内では相対的に第６図と等しい方が望ましい。

以上、最適水平及び垂直指向性パターンについてまとめ
ると次表の如くとなる。

以上の結果から、プラットホームに用いるスピーカとし
ては従来に比し、低域から、高域にがけて、水平指向性
パターンの半値角が十分大きく、がつ垂直指向性パター
ンは音軸に対しある放射角を有していることが望ましい
。

又サイド付近の出力の音圧、下側付近の出力音圧レベル
も上表の如く適度な値であることが望ましい。

第７図−第８図第９図は上記観点に立った具体的な実施
例を示すもので、１ａは縦方向の対面、１ｂは横方向の
対面、３′はホーン本体軸、６はホーン開口部、７はホ
ーン開口部６のストローク部、８はホーン垂直断面の平
均音道方向を示す。

次にこのスピーカの説明を簡単に述べる。

まず、ホーン開口部６は角型断面構造とすると共に、ホ
ーンスロート部７の断面の縦■、横Ｈの比をＨ／Ｖ＞１
およびそのスロート部７から開口部にかけてのホーンの
面を平坦もしくは指数関数的な傾斜を有する構造とし、
かつ前記ホーンの縦の対面１ａの傾斜を音軸に対し対称
、横Ｈの対画１ｂを非対称とし、その各々のホーン断面
の平均音道方向を異ならせている。

このホーンは各々の対面１ａ、ｌｂの傾斜により水平及
び垂直の指向性パターンの変化が可能であり、かつ垂直
断面の平均音道方向８が音軸３とほぼ一致する。

よってプラットホーム用のスピーカとして考えた場合、
対面１ａにより、水平指向特性をプラットホームに適し
たパターンに、がつ対面１ｂによりホームへある程度の
放射角を持つ垂直指向性パターンとすることができるの
で最適なスピーカと考えられる。

第１０図はホワイトノイズを入力して測定した上記スピ
ーカの特性例であり、ａは水平、ｂは垂直指向性パター
ンを示す。

同図から明らかなように、このスピーカの水平指向性パ
ターンの特徴として中・高域の指向性パターンが角ばっ
たパターンとなっている。

すなわち半値角を大きくしやすい。前記スピーカをプラ
ットホーム用として使用する場合、２個のスピーカ背面
を合わせ、２方向とすることも考えられるが、この場合
、サイド付近（９０°、２７０°付近）の音圧が２個の
スピーカの干渉により大きく変化するので接続を考慮す
る必要がある。

次にその最適方法を述べる。まず、ホーム用としては隣
接ホームへの混信（拡声）を少なくする必要があるので
２個のスピーカのドライバー・ユニットの位相を直列あ
るいは並列接続において逆相とすることが望ましい。

第１１図はこの接続例であり、ａは直列の場合、ｂは並
列の場合である。

同図の例ではトランスは用いていないが、トランスを使
用する場合でも同様である。

第１２図はホワイトノイズを入力した時の実施例の特性
図であり、ａはＬｉｎフィルター使用時、ｂ、Ｃは１／
１オクタ一ブフイルター使用時の水平及び垂直指向性パ
ターンを示す。

同図において、この実施例は半値角線±４０°、サイド
付近の音圧線−１３ｄＢ、放射角線１５°、下側付近（
サービス・エリア）の音圧線−８ｄＢとなっており、前
述の最適パターン表からす・−ビス・エリアは約１５ｍ
に適すと考える。

また一個では比較的ブロードになりやすい低域は前述の
接続方式を用いることにより、サイド付近に於て、キャ
ンセルし、隣接ホームへの混信を減少できることがわか
る。

かつ、正面付近の広い範囲に於て、低域から高域まで同
等な指向性パターンをとっていることにより、明瞭度劣
化及び音質変化の少ないことがわかる。

さらに前後ホーンには個々にドライバー・ユニットを用
いているのでその特性にバラツキが少ないことがわかる
。

本考案試作例では、開口面間距離Ｘがλの点で正面特性
においてディップを生じ、区の点で合成されるので特性
に山谷の変化を生じる。

周知の如くこの対策としてＸを大きくし、ホーンｆｃ（
カット・オフ周波数）外に出そうとすると、Ｘが大きい
ので高い周波数の方から、サイド付近のキャンセルを生
じなくなるしたがっである周波数以下はキャンセルする
ように適度なＸとする必要がある。

例えば、試作例の場合、水平の開口径は約３５ｃｍであ
り、開口面間距離はその２倍の約７０ｃｍとしている
。

第１３図は従来品と本考案の実施例のプラットホーム上
に於ける水平及び垂直の等音圧線を示すもので、（Ｌｉ
ｎフィルター使用時の指向性パターンを基にした、Ａ＝
１５ｍの場合である）ａは従来例、ｂは本考案実施例で
ある。

同図かられかるように本考案実施例は従来品と比較した
場合、ホーム上の広い範囲に渡りサービスエリアが得ら
れており、かつ、隣接ホームへの混信も少ない。

また垂直面ではサービス・エリア内に大きなエネルギー
が集中しているので効率が良いことがわかる。

なお上記実施例ではプラットホーム用のスピーカとして
限定して述べたが、他の場所に於て、同様な使い方をす
るならば、本主旨と同一である。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、プラ
ットホームの拡声サービスエリアの形状を考慮し、スピ
ーカの水平面半値角、サイド付近の音圧及び垂直面放射
角、下側付近（サービスエリアの音圧等が最適となるよ
うにして、がっ、このスピーカを２方向とし、各ドライ
バー・ユニットの位相を逆相に直列または並列接続して
いるので、広いサービス・エリアに於て明瞭度が高く、
音質変化が少なく、かつ隣接ホームへの混信の少ないプ
ラットホーム用スピーカを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホーンスピーカの外観図、第２図ａ、ｌ
）、ｃはその特性図、第３図はプラットホームの平面図
、第４図は計算により求めたプラットホームの最適水平
指向性パターンを示す図、第５図は垂直面のスピーカと
ホームの関係図、第６図は計算により求めたプラットホ
ームの最適垂直指向性パターンを示す図、第７図は本考
案の一実施例によるホーンスピーカの外観図、第８図ａ
、ｌ）および、第９図ａ、１）は同図に於けるそれぞれ
二つの実施例の上面図及び断面図、第１０図ａ、ｂは同
特性図、第１１図ａ、ｌ）は本実施例のドライバーユニ
ットの接続図、第１２図はその特性図、第１３図ａ。ｂは従来例と本考案実施例のホーム上の等音圧線を示す
図である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１ホーン開口部付近を角形断面構造とすると共に、ホ
ーンスロート側断面の縦■、横Ｈの比をＨ／Ｖ＞１、お
よび前記スロート側から開口部にかけてのホーン面を平
坦もしくは指数関数的な傾斜を有する構造とし、かつ前
記ホーンの縦■の対面の傾斜を音軸に対し対称、横Ｈの
対面を非対称とし、その各々のホーン断面の平均音道方
向を異ならせた２個のスピーカを対向させて設け、かつ
上記両スピーカにおけるドライバーユニットの位置を逆
相として直列または並列接続してなることを特徴とする
ホーンスピーカ。２縦Ｖおよび横Ｈの対面の傾斜は拡声サービスエリア
の形状を考慮し、スピーカの水平面の半値角、サイド付
近の音圧および垂直面の放射角、下側付近（サービスエ
リア）の音圧を考慮して選び水平面の半値角を約±３０
〜５０°、サイド付近の音圧の正面に対し、約−１０〜
−２０ｄＢ及び垂直面の放射角を約１０〜３０°、下側
付近（サービス・エリア）の音圧を正面に対し、約−５
〜１５ｄＢとなるようにホーン構造を決めたことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のホーンス
ピーカ。