ホーンについて

質問

前回周波数毎の音の指向性の例を出したのですが、
そこで疑問がひとつ。

http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20130128/262635/?SS=imgview&FD=-749017871

このページのデータで、2kHzからすでに指向性が弱いということは、
ミッドレンジをホーンに入れているスピーカーをたまに見ますが、
指向性の弱い周波数をホーンにしても意味がないんではないでしょうか？
いくらミッドレンジだろうと、ハイミッドだろうと、ウーハーをホーンにしているのとなんら変わりがないように思えます。

ホーンの目的は指向性の強い周波数帯域に対してホーンで道を作ってやって
飛ばしてやるというこどじゃないんでしょうか？
指向性が弱いとホーンの出口から出た瞬間に崩れますよね？多分。

それともホーンに入れているミッドはハイカットしていなくて
中域から上を全部出しているからなんでしょうか。

pa 音響

回答No.1

John_Papa · ベストアンサー

こんにちは。

http://www.electrovoice.com/product.php?id=1169
から　EVH-1152D/43 Engineering Data Sheet をダウンロードしてご覧ください。
きちんと設計されたフロントホーンであれば中音域でも指向性制御が可能である事が判ると思います。
ただ、真っ直ぐな衝立だけでホーンドライブが掛かっていないだろうと思われる安易な箱も有ります。その場合は開口部で普通に拡散いくだけでなく、側面反射による干渉も発生すると思われます。

また、キャビネットの構造や材質によって指向性をコントロールした製品もあります。
その例を余りにも有名なSX300ですが、マニュアルからSX300.pdfをダウンロードしてご覧ください。
http://www.electrovoice.com/product.php?id=202
このような仕様は、我々の手作りで容易にまねできることではありません

お礼

回答ありがとうございます。
そういうことでしたか。
当然ですが、データは色々なものを複合して判断する必要がありますね。
１つのデータでこうだこうだと考えを詰めていくのは危険だと改めて感じました。

回答No.3

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

「総称」としてホーンスピーカーがありますが、その目的や構造などはかなり広範囲にわたり、「全てが理想どおり」というケースはほぼ有り得ません。

しかし、どこかのポイントで「良さ」を活かす事で存在意義が在ります。

そもそも、ホーンスピーカーの原点は、遠くの人に超えを伝えようとしたとき、口の？顔の？両側に手のひらを添える、という行動原理から。
（どうように、聴き取りにくい時には耳の外側に手のひらを、、そうして「集音」しますよねぇ。）

いろいろ研究して行き、「ホーン」の特徴を解析して行った場合、理想ホーンは実用的では無い事が知られています。

また、コンプレッションドライバーを用いる場合と、通常のダイナミックスピーカーの前に「絞り」がなく用いるホーンでも、根本的考え方が違って来ます。
コンプレッションドライバーは「音響圧縮」という前提で正常動作しますので、ドライバーユニット単体測定時には、広がりの在るホーンでは無く、適度な長さの直管パイプを取り付け、パイプ内に急をン剤を詰め込んで測定します。

ホーンロードによる制動負荷が無いと壊れちゃいますから、、、

こういうタイプは、適合するホーンと組み合わせ、そのホーンのサイズ（ホーンのカットオフ周波数）から利用帯域下限を決めて行きます。

強く空気圧縮を前提としないホーンの場合は、ホーン効果が無くなる低域でも、ユニット自体の能力範囲で運用が出来ます。
低域用のショートホーン等はほぼこのタイプ、周囲に回り込む音を反射板？遮蔽版？という感覚で、より前方に音を集めよう、というモノです。

ホーンの広がり方、広がり係数にはとても重要な意味が在りますし、最終開口面積にも重要な意味が在る。

WE時代の基礎研究から後のアルテックやJBLなどがイロイロ模索し、その過程の状況を詳しく解析して応用したのがEVの簡単形状で量産しやすく、かなり効率的な手法を導き出した。といのも事実です。

私の様な自作スピーカーファンなら、バックロードホーンという方式も一度は探求します。
ドコから検証しても、ドコにも「大幅な妥協」が混在した、有る意味「成立しない、不完全な物」でも在るのですが、たまに魅力的なサウンドが得られるので、オモシロイのです。

なお、実際に造る事は出来ませんでしたが、８cmフルレンジでcf=200Hzで、設計した事が在ります。実用的にはcfの計算値から半分の開口面積で、あるいは開口部が６０°以上に成るアタリで実用と言われましたが、計算上なんで「理想」のサイズで造る前提での設計図まで（笑）

結論は、部屋に入らない程の奥行き（長さ）と、部屋に置けない開口面積サイズになり、、、
（電卓と方眼紙、駆使しましたねぇ。笑）

ホーンロードに置ける効果として、最も単純な円形のホーンだと、高域の指向性は非常に狭く成ります。
トランペットが真正面に向いた時にハイトーンを鳴らせばとても強く聴こえますが、違う方向ですと紆余得枠聴こえる。
このため、円形断面で構成されたホーンの場合、音の拡散、指向性改善に「音響レンズ」を用いる場合も在ります。（このスタイルは古いJBLに良く採用されています。）

他にもマルチセルラーホーンとか、セクトラルホーンなど、構造上での難しさ、生産性とかコストダウンから、いろんな試行錯誤を行い、現代的な方向はアルテックのマンタレホーンのように異常なほど簡素化しても細かい部分で調整を行なった上の量産で、大きなメリットが在ると言う事から「CDホーン」「CWホーン」の理論と多用な音響効果理論を組み合わせた結果が、近代的な上下左右の指向範囲をコントロール出来た「定指向性ホーン」が実用化されました。

特にプロ現場と言いますか、大規模コンサート等のPA/SRでは、撚り良い音を提供出来る範囲を想定したセッティングが重要なので、正面軸だけじゃなく、おおよそこの範囲なら平均的な音が提供出来る、というホーン設計が、今の中高息側では「ほぼ常識的」と成って居ます。

家庭用であれば、安易に「上下／左右」に拡散させない方が良い場合も有る。
特に「左右の壁」での音響特性が同じじゃない。という室内状況の場合が多いので、dちらかといえば、左右のスピーカーをリスナー向けよりも内側に振って、左右壁等からの反射音を減らした方が良い感じに聴こえるケースも多いのです。

なお、巨大音量の場合、カットしていてで邸内にもかかわらず、最低域や最高域感が充分に案じられます。
ラウドネス効果という、「人間の聴感特性」も上手に活用しましょうネ♪

科学だけじゃなく、生物学？脳科学？？　そんな部分もぉ、

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。色々勉強させてください。

回答No.2

sirasak

ホーンの目的は、ドライバー振動面積を徐々にホーン出口面積に広げることで平面波で音を作って、出た瞬間からは高音は遠くまで音圧が落ちにくい単一指向性の特性になるが、小面積では高音でも効果があるけど、低音は球面波で出るので巨大な出口面積のホーンにしないと指向性の効果がほとんど無い。

　低音ほど徐々に音圧を拡大しないと音圧ロスが出てホーン効果が減るのでどうしても長いホーンになります。
2kHzが17ｃｍ波長であることからツイーターは短くても良さそうと理解できますが、
100Hzは3.4ｍ波長ですから低音ホーンが巨大になるのは仕方ないです。

　PA用ではホーンの角度を工夫した定指向性ホーンツイーターがありますが、高音部の一部だけに効果があり、指向性を制御しやすいので業務用や高級品に多い。
ホーンの理屈から考えて高音しか指向性効果が出ないのが理解できます。

　音源がドライバー面がホーンの出口まで拡大されるのでその分が効率が良くなって、出口面が振動板に見立てた特性になります。
　ウーハーの巨大口径ユニットでは指向性が鋭くなるし、球面波から平面波に変わる音響インピーダンスが変わることで分かるように、ホーンでも高音が出にくくなります。
それで、Fsを中心に凸になる特性になってしまうので全体域をフラットにはカバーできない。
高級品ドライバーでは周波数特性をフラット化のためにQｔｓを小さくする目的で振動面を制動するイコライザーがありますが、普通のスピーカーでホーンを付けたものはイコライザーが小さいものが多い。

　スピーカーは球面波で音が出るけど、１波長位から平面波に変化して指向性が出来るのですが、ホーンスピーカーは振幅面を出口面に巨大に出来る効果があるだけで、コーンの広がる角度は関係ないと考えることも出来ると思います。
　ホーンの目的は出口振幅面積まで広げて球面波で飛ばす効果があると考えて、
指向性は付随した効果と考えます。

　ホーンの作用の明確な説明が無いので、よく分からなくて独学しての理屈なので間違っているかもと思います。
まとまりの無い説明ですがこのような考え方もあると参考にして下さい。

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。