(57)【要約】【課題】吸音材を使用せずして指向性を強めることのできる高能率の音響管とこれを備えたホーン型スピーカを提供する。【解決手段】一端が他端よりも口径の小さいスロート部１１Ａとされている音響管１１であり、その内面が全面的あるいは部分的に、算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの表面粗さを有する粗面部１１Ｃとされる。又、ホーン型スピーカ１０は、音響管１１のスロート部１１Ａにスピーカユニット１３を固設して構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が他端よりも口径の小さいスロート部とされているスピーカ用音響管において、
その内面を全面的あるいは部分的に、算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの表面粗さを有する粗面部としたことを特徴とするスピーカ用音響管。
【請求項２】
前記粗面部が前記表面粗さを有するシートを貼着して成ることを特徴とする請求項１記載のスピーカ用音響管。
【請求項３】
請求項１、又は２記載のスピーカ用音響管と、そのスロート部に固設した発音装置と、を有して構成されるホーン型スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響技術に係わり、特に狭指向性を有するスピーカ用音響管と、これを備えたホーン型スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指向性を有するスピーカとして、ホーン型スピーカが良く知られる。ホーン型スピーカには、フロントロードホーン型とバックロードホーン型とがあるが、フロントホーン型ではスピーカユニットの前方に音響管（ホーン）が設けられる。このような音響管は、一端から他端に向かって口径が漸次拡大する形態の間接輻射器であり、その一端小径部（スロート部）に対してスピーカユニットの振動板が空気漏れのない状態で取り付けられる。
【０００３】
そして、その種のホーン型スピーカによれば、音響管のスロート部に固設したスピーカユニットを駆動することにより、音響管内の空気を動かしてその先端開口部から空中に音波を能率よく放射することができる。
【０００４】
しかし、再生帯域と指向性は音響管の制約を受け、長さが大きく広がり率が小さい音響管では、再生帯域が広がって低音まで出せるようになるも全体が大型化してしまい、音響管を短くすると強い指向性（狭指向性）が得られなくなる。
【０００５】
ここに、ホーン型とは別の指向性を有するスピーカとして、スピーカユニットの前方に複数枚の吸音性パネルをその各板面がスピーカユニットによる音波の放射方向に平行するようにして所定の間隔で設けたスピーカ装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
又、狭指向性を有するホーン型スピーカとして、音響管（ホーン状バッフル）に音を外部に逃す逃孔を形成し、その逃孔をグラスウール等の吸音材料によって外側から覆ったものが知られる（例えば、特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２３９７９６号公報
【特許文献２】特開平４−０１０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のスピーカによれば、スピーカユニットの中心軸上を伝播する音波成分よりも中心軸から外れた音波成分の方が吸音性パネルを透過する回数が多くなるため、その結果として中心軸から外れた音波成分を減衰して指向性を強める（狭指向性とする）ことができるものの、スピーカユニットから中心軸上に放射された音波成分の多くも吸音性パネルの各端面からその内部に入射するようになるので、スピーカ前方の音圧レベルが大きく低下してしまうという欠点を有する。
【０００９】
一方、特許文献２では、音響管（ホーン状バッフル）の周面部に逃孔を形成しているので、音響管が周方向に対して吹き抜け状態となり、その内部による空気の圧縮力が低下してしまう。このため、特許文献２でも指向性を強めることはできてもスピーカ前方の音圧レベルが大幅に低下するという欠点がある。
【００１０】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は吸音材を使用せずして指向性を強めることのできる高能率の音響管とこれを備えたホーン型スピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、
一端が他端よりも口径の小さいスロート部１１Ａとされているスピーカ用音響管１１において、
その内面を全面的あるいは部分的に、算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの表面粗さを有する粗面部１１Ｃとしたことを特徴とする。
【００１２】
又、スピーカ用音響管１１において、粗面部１１Ｃが前記表面粗さを有するシートを貼着して成ることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明に係るホーン型スピーカ１０は、上記のようなスピーカ用音響管１１と、そのスロート部１１Ａに固設した発音装置（スピーカユニット１３）と、を有して構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、音響管の内面に表面粗さが算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの粗面部が形成されることにより、音響管の内面が算術平均粗さＲａで１８０μm以下の平滑面とされるものに比べ、音響管の長さを変えずに指向性を強めることができる。
【００１５】
又、吸音材を使用しないので、音圧レベルを大きく低下させず、高い能率で外部空気中に音を放射することができる。
【００１６】
よって、その種の音響管を備えたホーン型スピーカでは、所定の一方向（前方）に位置する聴取者の付近にのみ所望の音場を形成し、例えばデスクトップＰＣの横に設置して個人で楽しむリスニングスタイルを想定した場合、他のスピーカと比べた場合に周囲への騒音に配慮しつつ音楽鑑賞をすることができる。しかも、２チャンネルステレオ再生に際し、クロストークを低減できるので音像の定位感が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明に係る音響管を備えたホーン型スピーカ１０を示す斜視図であり、図２には同スピーカの横断面を示す。図１、図２において、１１は口径が漸次拡大する中空角錐状の音響管（ホーン）であり、その小口径側の一端はスロート部１１Ａとされ、これに対向する大口径側の一端は放音口１１Ｂとされている。
【００１８】
本例において、この音響管１１は広葉樹に比べ軽量で強度が強く加工性に富んだ杉や松といった針葉樹から切り出される木材を用いて形成されており、その長さＬ（ホーン長）は９４ｍｍ、壁厚ｔは２０ｍｍ、スロート部１１Ａは縦９１ｍｍ、横９１ｍｍの正方形で、放音口１１Ｂは縦１０２ｍｍ、横９６ｍｍの長方形とされている。
【００１９】
一方、１２は音響管１１のスロート部１１Ａに連続するキャビネット（スピーカ筐体）であり、そのキャビネット１２には、発音装置として図２のようにスピーカユニット１３が内蔵されている。本例において、スピーカユニット１３は、コーン型フルレンジスピーカであり、その直径（振動板の直径）は５５ｍｍとされている。そして、このスピーカユニット１３は、スロート部１１Ａを覆うようにしてこのスロート部１１Ａに気密的に固設されている。
【００２０】
ここに、本発明に係るホーン型スピーカ１０によれば、音響管１１の内面全体が算術平均粗さＲａ（中心線平均粗さ）で１８０μm〜１０mmの表面粗さを有する粗面部１１Ｃとされている。特に、本例において、粗面部１１Ｃは、音響管１１の内面に表面粗さが算術平均粗さＲａで２５０μm、最大高さＲｙで５００μmとされるシートを貼着して形成されている。
【００２１】
図３は、上記のように構成されるホーン型スピーカ１０の指向特性（２ｋＨｚ）を示すポーラパターンのグラフである。尚、本例において、粗面部１１Ｃは、ＪＩＳ（Ｒ６２５２）で規定される研磨紙の＃６０（表面粗さが算術平均粗さＲａで２５０μm）を用い、これを音響管１１の内面全体に貼付することにより形成した。
【００２２】
図３から明らかなように、本例のホーン型スピーカ１０によれば、その正面方向を０度として、左右６０度付近に音圧レベルが−２６dBの大きなディップを有し、狭指向性となっていることが認められる。これは、音響管１１の内面に沿って伝播する音響波面が粗面部１１Ｃにより音響管１１内で屈曲し、放音口１１Ｂを通過後に音響管１１の中心部を通る音響波面との間で位相差を生じ、その両者間にて波面干渉による音響減衰を生じているものと推認される。
（比較例１）
上記ホーン型スピーカ１０と同一のスピーカユニットを用いて比較用のホーン型スピーカＣ１を試作した。尚、音響管については、材質、形状、及び大きさをいずれもホーン型スピーカ１０と同一とし、その内面を音響管１１とは相違する粗面部１１Ｃを有しない平滑面（算術平均粗さＲａで１０μm以下）とした。図４は、その指向特性（２ｋＨｚ）を示すポーラパターンのグラフである。この図で明らかなように、比較例１のホーン型スピーカＣ１では、左右９０度（右回りの角度で９０度および２７０度）付近にディップを有して指向性を有していることが認められるが、ディップ点での音圧レベルは−１５dB程度であり、本発明のホーン型スピーカ１０に比べて指向性が弱くなっている。
（比較例２）
比較例１のホーン型スピーカＣ１に対し、音響管の長さ（約２倍の２００ｍｍ）のみ相違するホーン型スピーカＣ２を試作した。図５は、その指向特性（２ｋＨｚ）を示すポーラパターンのグラフである。この図で明らかなように、比較例２のホーン型スピーカＣ２では、左右１５５度（右回りの角度で１５５度および２０５度）付近にディップを有して比較例１のホーン型スピーカＣ１よりも強い指向性を有していることが認められるが、ディップ点での音圧レベルは−１８dB程度であり、本発明のホーン型スピーカ１０に比べて指向性が弱くなっている。
（比較例３）
比較例１のホーン型スピーカＣ１の音響管の内面片側（正面方向に向かって左側となる内面）に、ＪＩＳ（Ｒ６２５２）で規定される研磨紙の＃８０（表面粗さが算術平均粗さＲａで１８０μm、最大高さＲｙで３００μm）を貼着して、比較用のホーン型スピーカＣ３とした。図６は、その指向特性（２ｋＨｚ）を示すポーラパターンのグラフである。この図で明らかなように、比較例３のホーン型スピーカＣ３では、左６０度（右回りの角度で３００度）付近にディップを有しており、このことから音響管の内面の表面粗さによってディップの位置が変化することが認められるが、そのディップ点での音圧レベルは−１５dB程度であり、比較例１のホーン型スピーカＣ１に比べて指向性に大差は認められない。
【００２３】
以上の結果から、音響管の内面を算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの表面粗さを有する粗面部１１Ｃとすれば、通常のホーン型スピーカに比べて指向性を強めることができる。尚、表面粗さの上限については、音響管の開口部断面積の減少に伴う正面方向における周波数特性のあばれ、及び音響管内面の摩擦抵抗の増大により低下すると思われる音圧レベルを考慮すれば、表面粗さの上限は当業者の技術常識を以ってすれば算術平均粗さＲａで１０ｍｍ程度と考えられる。
【００２４】
ここで、本発明に係るホーン型スピーカによれば、上記のように狭指向性を有することから、２チャンネルステレオ再生において、クロストークをキャンセルする信号処理を行わずして個々のスピーカから聴取者の両耳に伝わるクロストーク成分を低減することができ、ひいては音像の定位感を向上することができる。
【００２５】
又、図７のように、係るホーン型スピーカ１０を通路上に所定の間隔で配列した場合、通行人に対して前方から音圧レベルの高い音声を伝えながら、背後からの音圧レベルを低減させることができるので、通行人に明瞭な音声情報を提供可能になる。
【００２６】
以上、本発明の適用例を図面に基づき説明したが、音響管の材質は針葉樹に限らず、広葉樹やその合板を含めた木材ほか、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネートなどのプラスチック、あるいはアルミや鉄などの金属板も好適に使用することができる。
【００２７】
又、粗面部は算術平均粗さＲａで１８０μm〜１０mmの表面粗さを有していれば、これを音響管の内面全体に施しても部分的に施してもよく、当該粗面部を部分的に設ける場合には、その位置によって指向特性上のディップ点位置を変化させることができる。
【００２８】
更に、上記例では音響管の内面に研磨紙その他のシートを貼着して粗面部を形成したが、音響管をプラスチップや金属製にした場合、その内面にショットブラスティングなどによって粗面部を一体に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るホーン型スピーカを示す斜視図
【図２】同スピーカの横断面図
【図３】同スピーカの指向特性を示すポーラパターンのグラフ
【図４】比較例１（音響管内面が平滑面）の指向特性を示すポーラパターンのグラフ
【図５】比較例２（音響管内面が平滑面で管長が約２倍）の指向特性を示すポーラパターンのグラフ
【図６】比較例３（音響管内面のＲａが１８０μm）の指向特性を示すポーラパターンのグラフ
【図７】本発明に係るホーン型スピーカの使用例を示す説明図
【符号の説明】
【００３０】
１０  ホーン型スピーカ
１１  音響管（ホーン）
１１Ａ  スロート部
１１Ｂ  放音口
１１Ｃ  粗面部
１２  キャビネット
１３  スピーカユニット（発音装置）
【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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