(57)【要約】【課題】バックロードホーンの音響特性を改善して低音域の音質に優れたツインバックロードホーン型スピーカーを提案すること。【解決手段】ツインバックロードホーン型スピーカー１は、スピーカーユニット３から前方に放出される音を筐体２の前面４に開口しているホーン開口部５ａに導くフロントロードホーン５と、スピーカーユニット３から後方に放出される音を筐体２の前面４に開口している第２放射口８に導く左バックロードホーン６および右バックロードホーン７とを有している。左バックロードホーン６のホーン長は、右バックロードホーン７のホーン長よりも長い。【選択図】図２
2014086758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカーユニットと、
前記スピーカーユニットが取り付けられているエンクロージャーと、
前記エンクロージャーの前面に開口している放射口と、
前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの内部に形成した第１の音道を介して前記放射口に導く第１バックロードホーンと、
前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの内部に形成した第２の音道を介して前記放射口に導く第２バックロードホーンと、
を有し、
前記第１バックロードホーンのホーン長は第１ホーン長であり、前記第２バックロードホーンのホーン長は前記第１ホーン長とは異なる第２ホーン長であることを特徴とするツインバックロードホーン型スピーカー。
【請求項２】
スピーカーユニットから前方に放出される音をエンクロージャーの前面に開口している第１放射口に導くフロントロードホーンと、
前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの前面に開口している第２放射口に導く第１バックロードホーンと、
前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの前面に開口している前記第２放射口に導く第２バックロードホーンと、
を有し、
前記第１バックロードホーンのホーン長は第１ホーン長であり、前記第２バックロードホーンのホーン長は前記第１ホーン長とは異なる第２ホーン長であることを特徴とするツインバックロードホーン型スピーカー。
【請求項３】
前記第１ホーン長と前記第２ホーン長は、それらの比が整数にならないように、設定されている請求項１または２に記載のツインバックロードホーン型スピーカー。
【請求項４】
前記スピーカーユニットと前記第１、第２バックロードホーンのスロートのそれぞれとを連通している空気室を備え、
前記空気室には、前記第１、第２バックロードホーンのそれぞれに対応させて、２組の円柱棒群が配置され、
各円柱棒群は、前記スピーカーユニットの中心軸線に平行な平面上においてランダムな位置に配置され、当該平面から垂直に延び、外径が相互に異なっている複数本の円柱棒からなる請求項１ないし３のうちのいずれか一つの項に記載のツインバックロードホーン型スピーカー。
【請求項５】
前記スピーカーユニットのスピーカーマグネットの後側の部分は木製の球状マグネットキャップにより覆われている請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項に記載のツインバックロードホーン型スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のバックロードホーンを備えたツインバックロードホーン型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはバックロードホーン型スピーカーが提案されている。当該文献に開示のスピーカーでは、２本のバックロードホーンが左右対称の状態でボックス内部に形成されており、小型でコンパクトな構成となっている。
【０００３】
特許文献２にはコンビネーションホーン型スピーカーが提案されている。当該文献に開示のスピーカーでは、フロントロードホーンとバックロードホーンのホーン長を異なる長さにし、フロントロードホーンの側面に透孔を設けてある。この構成により、中高域音および低域音の再生効率が改善され、中高域音がフロントロードホーン内にこもることなく、中高域音の音質が向上する、と記載されている。また、当該文献には、スピーカーユニットに、上下対称あるいは左右対称の状態で、一対のバックロードホーンが配置された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９０２４８号公報
【特許文献２】特開平０６−２１７３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、バックロードホーンはエクスポネンシャル曲線に従って形成され、所望の音響特性が得られるように、ホーン長、広がり係数、スロート面積等が設定される。バックロードホーンでは、周波数に応じて複数の箇所に音圧レベルのピークおよびディップが現れ、それらの間には所定のレベル差が生ずる。
【０００６】
従来においては、特許文献１、２に開示されているように、一対のバックロードホーンを配置することは知られている。しかしながら、周波数に応じて複数の箇所に現れる音圧レベルのピークおよびディップの削減、これらの緩和、これらの間のレベル差の抑制については着目されておらず、その対策も提案されていない。
【０００７】
本発明の課題は、この点に鑑みて、バックロードホーンの音響特性を改善して、低音域における音質を高めたツインバックロードホーン型スピーカーを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のツインバックロードホーン型スピーカーは、スピーカーユニットと、前記スピーカーユニットが取り付けられているエンクロージャーと、前記エンクロージャーの前面に開口している放射口と、前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの内部に形成した第１の音道を介して前記放射口に導く第１バックロードホーンと、前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの内部に形成した第２の音道を介して前記放射口に導く第２バックロードホーンとを有している。また、前記第１バックロードホーンのホーン長は第１ホーン長であり、前記第２バックロードホーンのホーン長は前記第１ホーン長とは異なる第２ホーン長であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のツインバックロードホーン型スピーカーは、スピーカーユニットから前方に放出される音をエンクロージャーの前面に開口している第１放射口に導くフロントロードホーンと、前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの前面に開口している第２放射口に導く第１バックロードホーンと、前記スピーカーユニットから後方に放出される音を前記エンクロージャーの前面に開口している前記第２放射口に導く第２バックロードホーンとを有し、前記第１バックロードホーンのホーン長は第１ホーン長であり、前記第２バックロードホーンのホーン長は前記第１ホーン長とは異なる第２ホーン長であることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、ホーン長の異なる第１、第２バックロードホーンを備えており、これらのホーンの音響特性が相違している。これらを介して出力される合成音の音響特性においては、同一長さの２本のバックロードホーンを用いる場合に比べて、全体として音圧レベルが高くなり、周波数に応じて現れる音圧レベルのピーク箇所およびディップ箇所が少なく、また、ピーク部分の高まりおよびディップ部分の落ち込みが抑制される。これにより、全体として、音圧レベルが高くなり、そのバラツキも少なくなる。この結果、特定の周波数帯域の音に歪、欠落等が発生してしまうことがなく、音響特性が改善される。
【００１１】
ここで、前記第１ホーン長と前記第２ホーン長は、それらの比が整数にならないように、設定されていることが望ましい。このようにすると、特定の周波数帯域において、双方の音圧レベルのピーク部分が相互に重なって増幅されてしまうこと、あるいは、ディップ部分が相互に重なって大きな落ち込みが発生してしまうことを防止できる。これにより、確実に音響特性を改善できる。
【００１２】
次に、スピーカーユニットは空気室を介して第１、第２バックロードホーンに繋がっており、空気室の内面には一般に吸音材が張り付けられ、反射音がスピーカーユニットのコーンに戻ること等を防止し、スピーカーユニットの後方において定在波が発生することを回避している。本発明では、前記空気室に、前記第１、第２バックロードホーンのそれぞれに対応させて、２組の円柱棒群が配置されている。各円柱棒群は、前記スピーカーユニットの中心軸線に平行な平面上においてランダムな位置に配置され、当該平面から垂直に延び、外径が相互に異なる複数本の円柱棒からなる。外径の異なる複数本の円柱棒をランダムに配置することにより、反射音がスピーカーユニットに戻る等の弊害を防止でき、定在波の発生を確実に回避できる。よって、空気室に吸音材を配置する必要がない。
【００１３】
この場合、前記スピーカーユニットのスピーカーマグネットの後側の部分は球状の木製マグネットキャップにより覆われていることが望ましい。このようにすれば、スピーカーユニットの後方において反射音等の発生、反射音等に起因する定在波の発生を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用したツインバックロードホーン型スピーカーを示す外観斜視図である。
【図２】図１のツインバックロードホーン型スピーカーに設けた３種類のホーンを示す概念図である。
【図３】図１のツインバックロードホーン型スピーカーの正面図、ｂ−ｂ線で切断した部分の横断面図、ｃ−ｃ線で切断した部分の横断面図、ｄ−ｄ線で切断した部分の縦断面図、および、ｅ−ｅ線で切断した部分の縦断面図である。
【図４】空気室に配置した円柱棒群を示す斜視図である。
【図５】本発明および従来のスピーカーの音響特性曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したツインバックロードホーン型スピーカーの実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係るツインバックロードホーン型スピーカーを示す外観斜視図である。バックロードホーン型スピーカー１（以下、単に、「スピーカー１」と呼ぶ場合もある。）は、縦長の直方体形状をした筐体２（エンクロージャー）を備えている。筐体２にはスピーカーユニット３が配置されている。スピーカーユニット３は、筐体２の上端部において、その前面４から所定の距離だけ奥まった位置に、前向き状態に配置されている。
【００１７】
スピーカーユニット３の前面には、当該スピーカーユニット３から前方に放出された音を筐体２の前面４から前方に放射するフロントロードホーン５が配置されている。また、筐体２には、スピーカーユニット３から後方に放出された音を筐体２の内部において折り曲げた状態に形成した音道を経由させて前面４から前方に放射する左バックロードホーン６、および、右バックロードホーン７が配置されている。左バックロードホーン６は、筐体２の前面４を前方から見た場合に左側に位置し、右バックロードホーン７は右側に位置する。
【００１８】
フロントロードホーン５は、スピーカーユニット３の前面から筐体２の前面４に向けて上下左右に広がる形状をしている。このフロントロードホーン５のホーン開口部である放射口５ａが、筐体２の前面４の上端部に開口している。
【００１９】
筐体２の前面４において、放射口５ａの下側には、左右対称な状態で、左バックロードホーン６のホーン開口部６ａおよび右バックロードホーン７のホーン開口部７ａが前方に開口している。左右のホーン開口部６ａ、７ａは同一形状であり、上下方向に細長い矩形形状をしている。また、これらのホーン開口部６ａ、７ａは合流して、前面４において、上側の放射口５ａと同一幅の共通の放射口８（前面開口部）となっている。これにより、前面４の中央において上下に並んだ一列音源が形成されている。
【００２０】
図２は、ホーン型スピーカー１の３種類のホーンを示す概念図である。スピーカーユニット３は、公知のように、マグネット、ボイスコイル、振動板（コーン紙）を備えており、振動板の前面開口部を除き、筐体２の内部に形成した空気室１１内に配置されている。スピーカーユニット３の前面開口部にフロントロードホーン５の後端のスロート５ｂが繋がっている。
【００２１】
スピーカーユニット３において後側に配置されているマグネット（図示せず）は、その後側から球状の木製マグネットキャップ１２によって覆われている。空気室１１の後端に、左バックロードホーン６のスロート６ｂおよび右バックロードホーン７のスロート７ｂがそれぞれ連通している。本例では、スピーカーユニット３はスキャンスピーク製の１０ｃｍフルレンジであり、空気室１１の容積は３リットルである。左右のバックロードホーン６、７は、それぞれエクスポネンシャル曲線に沿って、ホーン開口部に向けて開口面積が広がっている。また、３種類のホーンの仕様は次の通りである。
【００２２】
（フロントロードホーン５）
スロート面積：１４４ｍｍ２
ホーン長：１０ｃｍ
広がり係数：０．６
スロートマウス（ホーン開口部）：５００ｍｍ２
（左バックロードホーン６）
スロート面積：２５ｍｍ２
ホーン長：４０６ｃｍ
広がり係数：１．０
スロートマウス（ホーン開口部）：９５０ｍｍ２
（右バックロードホーン７）
スロート面積：２５ｍｍ２
ホーン長：２７２ｃｍ
広がり係数：０．８
スロートマウス（ホーン開口部）：９５０ｍｍ２
【００２３】
フロントロードホーン５は、３本のホーンの中で最もホーン長が短いショートホーンであり、左バックロードホーン６は最もホーン長の長いロングホーンであり、右バックロードホーン７は中間の長さのミドルホーンである。
【００２４】
バックロードホーンの欠点である音響特性に現れる音圧レベルのピークとディップの分散あるいは緩和を目的として、左バックロードホーン６のホーン長と右バックロードホーン７のホーン長を異なるものとしてあると共に、その比を整数で割り切れないように、１：０．６６としてある。また、音速３４０ｍの１／１００を基準にして、その１．２倍、０．８倍を、それぞれのホーン長、４０６ｃｍと２７２ｃｍとしてある。さらに、左右のバックロードホーン６、７が出来るだけ同じ形に見えるようにするために、それらの広がり係数を調整して、ホーン開口部６ａ、７ａを同一の形にしてある。本例では、これらのホーン６、７の広がり係数を、１．０、０．８に調整してある。
【００２５】
ここで、空気室１１には、円柱棒群１３が配置されている。本例の円柱棒群１３は、第１、第２バックロードホーン６、７のそれぞれに対応させて、スピーカーユニット３の中心軸線３ａを中心として、左右対称な状態で配置した２組の左円柱棒群１３Ａおよび右円柱棒群１３Ｂからなる。各組の円柱棒群１３Ａ、１３Ｂは、スピーカーユニット３から後側に放出された音の反射音が再びスピーカーユニット３に戻ることなどを防止して、定在波の発生を確実に回避するためのものである。円柱棒群１３を配置することで、従来のように、空気室１１の内周面に吸音材を配置する必要がない。円柱棒群１３の詳細については後述する（図４参照）。
【００２６】
次に、図３を参照して、スピーカー１の筐体２の内部の具体的な構造を説明する。図３（ａ）はスピーカー１の正面図であり、図３（ｂ）はそのｂ−ｂ線で切断した部分の横断面図、図３（ｃ）はそのｃ−ｃ線で切断した部分の横断面図、図３（ｄ）はそのｄ−ｄ線で切断した部分の縦断面図、および、図３（ｅ）はそのｅ−ｅ線で切断した部分の縦断面図である。
【００２７】
スピーカーユニット３の後側の空気室１１の後端に繋がっている左右のバックロードホーン６、７は、そのスロート６ｂ、７ｂから延びる音道部分６１、７１を備えている。これらの水平音道部分６１、７１は、図３（ｂ）に示すように、空気室１１から筐体２の後端まで直線状に水平に延び、しかる後に左右に直角に折れ曲がって直線状に水平に延び、再び前方に直角に折れ曲がって直線状に水平に延びている。これらの水平音道部分６１、７１は、上下の幅は略同一であるが、左右の幅が下流側に向けて徐々に広くなっている。
【００２８】
これらの水平音道部分６１、７１の下流端は、上下方向に折れ曲がって延びる垂直音道部分６２、７２に繋がっている。左バックロードホーン６の側の垂直音道部分６２は、図３（ｄ）に示すように、筐体２内の前側上端部から下方に向けて直線状に垂直に延びた後に、後方側に円弧状に折れ曲がり、筐体２の上端まで延び、しかる後に、後方側に円弧状に湾曲し、再び、下方に垂直に延び、筐体２の下端から前方に延びている。垂直音道部分６２は、その左右の幅は略同一であるが、上下の幅が下流側に向けて徐々に広がっている。
【００２９】
これに対して、右バックロードホーン７の側の垂直音道部分７２は、図３（ｅ）に示すように、筐体２内の前側上端部から後方および下方に湾曲し、下方に垂直に延び、筐体２の下端から前方に湾曲して延びている。垂直音道部分７２は、その左右の幅が略同一であるが、上下の幅が下流側に向けて徐々に広がっている。また、図３（ｄ）、（ｅ）から分かるように、左側の垂直音道部分６２の方が折れ曲がり回数が多く、その分、右側の音道部分７２に比べてホーン長が長くなっている。
【００３０】
これら垂直音道部分６２、７２の下流端６２ａ、７２ａは、筐体２の前面３に向けて上下方向の幅が大きく広がっている。これらの下流端６２ａ、７２ａは、下流側音道部分６３、７３に繋がっている。下流側音道部分６３、７３は、図３（ｃ）に示すように、垂直音道部分６２、７２の内側を、筐体２の前端から筐体２の後端まで延び、しかる後に、内側および前方に折れ曲がって、ホーン開口部６ａ、７ａまで延びている。下流側音道部分６３、７３は上下の幅は略同一であり、左右の幅が下流側に向かって徐々に広がっている。
【００３１】
次に、図４は空気室１１に配置した円柱棒群１３を示す斜視図である。円柱棒群１３は、スピーカーユニット３のスピーカー中心軸線３ａを中心として、左右対称の状態に配置されている左円柱棒群１３Ａおよび右円柱棒群１３Ｂからなる。
【００３２】
円柱棒群１３は、スピーカー中心軸線３ａに平行な平面である空気室１１の底面１１ａから垂直に延びている複数本の円柱棒からなる。本例では、底面１１ａ上においてランダムな位置に配置された外径の異なる５種類の円柱棒１３ａ〜１３ｅを備えている。最も太い円柱棒１３ａが３本配置され、次に外径が大きい円柱棒１３ｂが４本配置され、次に外径が大きい円柱棒１３ｃが４本配置され、次に外径が大きい円柱棒１３ｄが５本配置され、最も外径の小さい円柱棒１３ｅが３本配置されている。
【００３３】
左円柱棒群１３Ａおよび右円柱棒群１３Ｂは、それぞれ、２本の円柱棒１３ａと、２本の円柱棒１３ｂと、２本の円柱棒１３ｃと、３本の円柱棒１３ｄと、２本の円柱棒１３ｅからなる。スピーカー中心軸線３ａ上に配置されている１本の円柱棒１３ａ、１本の円柱棒１３ｄおよび１本の円柱棒１３ｅは、左右の円柱棒群１３Ａ、１３Ｂに共通のものである。
【００３４】
以下に、本例のツインバックロードホーン型スピーカー１の特徴、作用効果を纏めて列記する。
（１）ショートホーンをフロントロードホーン５で構成し、ミドルホーンとロングホーンを左右のバックロードホーン６、７で構成し、これら３種類の音響ホーンを１個のスピーカーユニット３で駆動させるようにしている。
（２）ミドルホーンとロングホーンとして機能する左右のバックロードホーン６、７では、ホーン長を異なる長さとし、また、その比を０．６６：１と整数で割り切れない値に設定してある。これにより、これらの音響特性に現れる音圧レベルのピークとディップが緩和され、ホーン鳴き現象を最小限にすることができる。
（３）ミドルホーンとして機能する右バックロードホーン７は一般的なホーン長である２．７２ｍとし、広がり係数を０．８としてある。ロングホーンとして機能する左バックロードホーン６は重低音を期待して、ホーン長を４．０６ｍとし、広がり係数を１．０として、大きく長いホーンとしてある。
（４）ホーン開口面積はスロートの３８倍と大きく設定してある。バックロードホーン特有のスピード感と開放的な伸び伸びした生々しさを備えた音質が得られる。
（５）スピーカーユニット３のコーンの振動の全てを無駄なく音として前面に放出させるために、３本のホーンのホーン開口部５ａ、６ａ、７ａを筐体２の前面４の中央に上下に一列となるように集め、１列音源を構築している。
（６）放出された音に影響を与えないように、前面バッフル面を極力細くしてあり、前面バッフルの６０％はホーン開口となっている。
（７）空気室１１には、外径の異なる５種類の円柱棒１３ａ〜１３ｅをランダムに配置し、コーン後方の音が直接にスロート６ｂ、７ｂに入らないようにし、反射音がコーンに戻らないようにしている。これにより、吸音材を省略できる。また、空気室内壁面と円柱棒には、空気清浄効果のある墨汁を塗布し、静電気防止対策を施してある。
（８）スピーカーマグネットには、木製の球状マグネットキャップを取り付けて、スピーカー後方の定在波防止対策を施してある。
（９）炭と砂を７：３で配合して、筐体２の内部におけるホーン下部中央のデッドスペースに充填して、防振対策と静電気防止対策を施してある。
（１０）周波数特性は３８〜２０ｋＨｚ、フルレンジとは思えない広いダイナミックレンジがあり、音圧レベルが６．５ｄＢ上がって、１Ｗ時には９０．５ｄＢとなることが確認された。
（１１）木材の固有共振を低減するために、集成材、シナ合板、ラワン合板、ヒノキ、ＭＤＦの５種類の材料を適所に使用した。
（１２）筐体底面に３点支持のインシュレーターを埋め込んである。
【００３５】
図５（ａ）は本例のスピーカー１の音響特性を示す図であり、図５（ｂ）は同一のスピーカーユニットを用いた一般的なバックロードホーン型スピーカーの音響特性を示す図である。これらの図から分かるように、本例のスピーカー１によれば、全体的に音圧レベルが高く、音圧レベルのピークとディップが共に抑制され、また、音圧レベルのバラツキが全体的に抑制されていることが分かる。
【符号の説明】
【００３６】
１    ツインバックロードホーン型スピーカー
２    筐体
３    スピーカーユニット
４    前面
５    フロントロードホーン
５ａ  放射口（ホーン開口部）
６    左バックロードホーン
６ａ  ホーン開口部
６ｂ  スロート
７    右バックロードホーン
７ａ  ホーン開口部
７ｂ  スロート
８    放射口
１１  空気室
１１ａ  底面
１２  マグネットキャップ
１３  円柱棒群
１３Ａ  左円柱棒群
１３Ｂ  右円柱棒群
１３ａ〜１３ｅ  円柱棒
６１、７１  水平音道部分
６２、７２  垂直音道部分
６３、７３  下流側音道部分
【図１】
2014086758.tif 000003
【図２】
2014086758.tif 000004
【図３】
2014086758.tif 000005
【図４】
2014086758.tif 000006
【図５】
2014086758.tif 000007