(57)【要約】      （修正有）【課題】ホーン型スピーカーのホーン固有の振動音を防止することにより、音質を改善するホーンを提供する。【解決手段】通路３１は、音波を導く。開口３７は、開口３２よりも面積が大きい。段部３３ａ〜３３ｆは、開口３２から開口３７に向かう方向に沿った所定の間隔を空けて配置されている。接続部３５ａ〜３５ｅは、段部３３ａ〜３３ｆの間を接続している。通路３１の断面積は、接続部３５ａ〜３５ｅにおいて、連続して変化し、段部３３ａ〜３３ｆにおいて、不連続に変化し、開口３２の側よりも開口３７の側のほうが大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を導く通路を備え、
前記通路は、
第一の開口と、
前記第一の開口よりも面積が大きい第二の開口と、
前記第一の開口から前記第二の開口に向かう方向に沿った所定の間隔を空けて配置された複数の段部と、
前記複数の段部の間を接続する接続部と、
を有し、
前記通路の断面積は、
前記接続部において、連続して変化し、
前記段部において、不連続に変化し、前記第一の開口の側よりも前記第二の開口の側のほうが大きい、
ホーン。
【請求項２】
前記段部の間隔は、１７ミリメートル以上６８ミリメートル以下である、
請求項１のホーン。
【請求項３】
前記段部の高さは、１．７ミリメートル以上１３．６ミリメートル以下である、
請求項１又は２のホーン。
【請求項４】
前記段部の前記第一の開口の側における前記通路の断面積は、前記通路の理論値である、
請求項１乃至３いずれかのホーン。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかのホーンと、
前記ホーンの第一の開口の側に配置され、前記ホーンを通過する音波を発生させるドライバーユニットと、
を備える、スピーカー。
【請求項６】
前記ドライバーユニットと前記ホーンとの間を接続するスロートを備え、
前記スロートは、
前記ドライバーユニットで発生した音波を導いて、前記ホーンに伝達する通路を備え、
前記スロートの通路は、
前記スロートの通路の断面積が不連続に変化する段部を有する、
請求項５のスピーカー。
【請求項７】
前記スロートの通路は、
前記ホーンの第一の開口よりも一回り小さく、前記ホーンの第一の開口に接続された開口を有する、
請求項６のスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカーなどに用いられるホーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーは、電気信号を音に変換する。スピーカーの主流には、例えばコーン型やホーン型などがある。コーン型スピーカーは、コーン型の振動板から音波が直接拡散放射される。これに対し、ホーン型スピーカーは、ドラーバーユニットが比較的小さい振動板から放射された振幅の小さい音波を位相変換器で集約し、ホーンが拡大して放射する。
ホーン型スピーカーには、例えば、ドライバーユニットとホーンとを直結したコンビネーション型や、ドライバーユニットとホーンとを結ぶスロートを有するセパレート型がある。コンビネーション型は、高音用ホーン型スピーカーに多く、セパレート型は、中高音用ホーン型スピーカーに多い。
ホーン型スピーカーは、ドライバーユニットで発生した音波をホーンで拡大するので、ドライバーユニットで発生させる音波の振幅は小さくてよい。これにより、ドライバーユニットの振動板などで発生する歪みを大幅に軽減することができ、トランジェット特性が高く、音の発生が軽やかで、スピード感のある表現となる。コーン型は所定の音圧を得るために振動板を強引に駆動することによる重苦しさがあるのに対し、ホーン型は、そのような重苦しさがなく、自然界における本来の音に近い音を出すことができる。
このような利点があるので、ホーン型スピーカーは、多くのオーディオシステムで採用されている。また、大ホールやイベント会場などにおける拡声装置としても多く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホーン型スピーカーは、内面の音圧によってホーン固有の振動音（いわゆる「鳴き」）が発生する。また、内面での反射により反射音が発生し、音波に遅れが生じるなど、音質が汚れる場合がある。
本発明は、例えばこのような課題を解決し、音質を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るホーンは、音波を導く通路を備え、前記通路は、第一の開口と、前記第一の開口よりも面積が大きい第二の開口と、前記第一の開口から前記第二の開口に向かう方向に沿った所定の間隔を空けて配置された複数の段部と、前記複数の段部の間を接続する接続部と、を有し、前記通路の断面積は、前記接続部において、連続して変化し、前記段部において、不連続に変化し、前記第一の開口の側よりも前記第二の開口の側のほうが大きい。
前記段部の間隔は、１７ミリメートル以上６８ミリメートル以下であることが好ましい。
前記段部の高さは、１．７ミリメートル以上１３．６ミリメートル以下であることが好ましい。
前記段部の前記第一の開口の側における前記通路の断面積は、前記通路の理論値であることが好ましい。
本発明に係るスピーカーは、前記ホーンと、前記ホーンの第一の開口の側に配置され、前記ホーンを通過する音波を発生させるドライバーユニットと、を備える。
前記ドライバーユニットと前記ホーンとの間を接続するスロートを備え、前記スロートは、前記ドライバーユニットで発生した音波を導いて、前記ホーンに伝達する通路を備え、前記スロートの通路は、前記スロートの通路の断面積が不連続に変化する段部を有することが好ましい。
前記スロートの通路は、前記ホーンの第一の開口よりも一回り小さく、前記ホーンの第一の開口に接続された開口を有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るホーンによれば、通路の壁面における反射の影響を抑え、音の汚れを少なくすることができ、音質を改善することができる。
スピーカーに前記ホーンを採用すれば、自然界の音に近い音質を得ることができる。
スロートの内部や、スロートとホーンとの境界部分にも同様の段部を設ければ、更に効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１のホーン型スピーカーを示す正面図。
【図２】実施形態１のホーン型スピーカーを示すＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】実施形態１のホーン型スピーカーを示すＩＩＩ−ＩＩＩ端面図。
【図４】通路の断面積を示す図。
【図５】実施形態２のホーン型スピーカーを示す正面図。
【図６】実施形態２のホーン型スピーカーを示すＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】実施形態２のホーン型スピーカーを示すＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態１）
図１〜図３に示すホーン型スピーカー１０は、以下の構成を備える。
＜ドライバーユニット１１＞：電気信号を音波に変換する。例えば、振動板（不図示）と、位相変換器（不図示）とを内蔵し、ドライバーが電気信号を入力して振動板を駆動することにより、Ｆ方向に音波を放射する。
＜スロート１２＞：ドライバーユニット１１とホーン１３との間を接続する。内部に、通路２１を備える。通路２１は、２つの開口２２及び２７を有し、スロート１２のなかをＦ−Ｂ方向に貫通している。開口２２は、例えば円形で、スロート１２のＢ側にあり、ドライバーユニット１１に接続している。開口２７は、例えば正方形で、スロート１２のＦ側にあり、ホーン１３に接続している。ドライバーユニット１１で発生した音波は、開口２２から通路２１に入り、通路２１によって導かれて、開口２７から出て、ホーン１３に伝達される。
＜ホーン１３＞：ドライバーユニット１１で発生した音波を拡大し、外部に放射する。内部に、通路３１を備える。通路３１は、２つの開口３２及び３７を有し、ホーン１３のなかをＦ−Ｂ方向に貫通している。開口３２は、例えばスロート１２の開口２７よりも一回り大きい正方形で、ホーン１３のＢ側にあり、スロート１２に接続している。開口３７は、ホーン１３のＦ側にあり、外部に解放されている。開口３７の面積は、開口３２の面積よりも大きい。ドライバーユニット１１で発生した音波は、開口３２から通路３１の中に入り、通路３１によって導かれて、開口３７から外部に放射される。
【０００９】
図２及び図３に示すように、通路３１の内部には、複数の段部３３ａ〜３３ｆが設けられている。各段部３３ａ〜３３ｆは、通路３１の内面に沿って全周に亘り、音源からの距離が一定の位置に設けられている。開口３２と一番Ｂ側の段部３３ａとの間、隣接する段部の間、及び、一番Ｆ側の段部３３ｆと開口３７との間には、いずれも同じ一定の間隔が設けられている。この間隔は、音速（３４０ｍ／ｓ［メートル毎秒］）を基準として定められる。実験によれば、１７ｍｍ［ミリメートル］以上６８ｍｍ以下とした場合に音質の改善効果が高く、そのなかでも、３４ｍｍの場合に効果が最も高かった。
開口３２と一番Ｂ側の段部３３ａとの間は接続部３４によって接続されている。隣接する段部の間は、接続部３５ａ〜３５ｅによって接続されている。一番Ｆ側の段部３３ｆと開口３７との間は接続部３６によって接続されている。
【００１０】
ホーン１３の通路３１と同様に、スロート１２の通路２１の内部にも、段部２３が設けられている。段部２３は、一つだけではなく、複数であってもよい。開口２２と段部２３との間、及び、段部２３と開口２７との間（段部２３が複数ある場合は、隣接する段部２３の間も含む。）には、ホーン１３の段部と同じ一定の間隔が設けられている。
また、ホーン１３の開口３２がスロート１２の開口２７よりも一回り大きいので、スロート１２とホーン１３との接続部分にも、通路２１及び３１の内部と同様の段部が形成されている。
【００１１】
図４に示すように、通路３１の断面積Ｓは、各段部３３ａ〜３３ｆにおいて、不連続に（あるいは急激に）変化し、それ以外の部分（すなわち、接続部３４，３５ａ〜３５ｅ及び３６）において、連続して（あるいは滑らかに）変化する。これにより、乱反射が助長され、輻射が分散するので、音の汚れが少なくなる。
各段部３３ａ〜３３ｆのＦ側（開口３７の側）における断面積（すなわち、段部とそのＦ側に隣接する接続部との境界線３３２によって囲まれた部分の面積）は、Ｂ側（開口３２の側）における断面積（すなわち、段部とそのＢ側に隣接する接続部との境界線３３１によって囲まれた部分の面積）よりも大きい。
【００１２】
実験によれば、各段部３３ａ〜３３ｆの幅（すなわち、境界線３３１及び３３２の間の間隔）が１．７ｍｍ以上１３．６ｍｍ以下である場合に、効果が高く、この幅が小さいほど音色がシャープになり、逆にこの幅が大きいほど音色がソフトになった。
各段部３３ａ〜３３ｆの幅は、段部ごとに異なっていてもよい。例えば、開口３２に近い範囲では、段部の幅を小さく（例えば約５ｍｍ）し、開口３７に近い範囲では、段部の幅を大きく（例えば約７ｍｍ）してもよい。
また、一つの段部のなかに、幅の異なる部分があってもよい。例えば、通路３１の幅が狭いＵ−Ｄ方向は、段部の幅を小さく（例えば約３ｍｍ）し、通路３１の幅が広いＬ−Ｒ方向は、段部の幅を大きく（例えば約７ｍｍ）してもよい。
段部２３や、開口２７と開口３２との大きさの違いによりスロート１２とホーン１３との境界部分に形成された段部についても、同様である。
【００１３】
各段部３３ａ〜３３ｆのＢ側（内周陵線）における断面積は、ホーンの理論値と等しい。例えば、エクスポーネンシャルホーン（指数ホーン又は指数関数ホーン）の場合、断面積Ｓの理論値は、Ｓ０・ｅｘｐ（ｍ・ｘ）である。ただし、Ｓ０は、開口３２における音波の入射面積。ｅｘｐは、自然対数の底（ネイピア数）を底とする指数関数。ｘは、開口３２からの距離。ｍは、フレア定数で、ｍ＝４π・ｆｃ／ｃ。πは、円周率。ｆｃは、カットオフ周波数。ｃは、音速を表す。
なお、スロート１２の開口２７がホーン１３の開口３２よりも一回り小さいので、開口３２における音波の入射面積Ｓ０は、開口３２の面積ではなく、開口２７の面積に等しい。
また、理論値は、ハイパーボリックホーン（双曲線ホーン又は双曲線関数ホーン）など、他のホーンの理論値であってもよい。
【００１４】
これに対し、それ以外の部分における通路３１の断面積は、理論値よりも大きい。
このため、各接続部３４，３５ａ〜３５ｅ及び３６は、理論値の場合よりも内側に傾斜している。これにより、接続部３４，３５ａ〜３５ｈ及び３６で反射した音波の進行方向がずれ、反射の影響が小さくなり、音の汚れが少なくなる。また、断面積が絞られることにより、音速が速くなり、音波の遅れを解消することができる。
【００１５】
ホーン１３の通路３１をこのような形状としたことにより、反射と輻射が改善され、その相乗効果により、高域が伸び、中低域が締まる。これにより、音像が鮮明になり、音の立ち上がり及び立ち下がりが早くなり、テンポの良い音質になる。また、ホーン壁面近くにおける混触が改善され、指向性が良くなり、音質が滑らかになり、ステレオでの中抜けが改善される。これにより、全体として、自然界の音に近い音質を得ることができる。
ホーン１３の通路３１だけでなく、スロート１２の通路２１も同様の形状としたことにより、更に効果を高めることができる。
【００１６】
（実施形態２）
図５〜図７に示すホーン型スピーカー１０Ａは、ドライバーユニット１１と、スロート１２と、ホーン１３Ａとを備える。
ドライバーユニット１１及びスロート１２は、実施形態１のホーン型スピーカー１０と同様である。
ホーン１３Ａにおいて、開口３７の形状は、Ｆ−Ｒ方向に垂直な平面状である。同様に、段部３３ａ〜３３ｄも、Ｆ−Ｒ方向に垂直な平面状である。それ以外は、実施形態１のホーン１３と同様である。
【００１７】
ホーン１３Ａがこのような形状である場合も、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。
例えば、本発明にかかるホーンは、オーディオ再生システムだけでなく、メガホンやハンドマイクなどにも応用できる。
【符号の説明】
【００１９】
１０，１０Ａ  ホーン型スピーカー、１１  ドライバーユニット、１２  スロート、２１，３１  通路、２２，２７，３２，３７  開口、２３，３３ａ〜３３ｆ  段部、２４，２６，３４，３５ａ〜３５ｅ，３６  接続部、１３，１３Ａ  ホーン、３３１，３３２  境界線、Ｓ  断面積。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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