DE102006005825A1

DE102006005825A1 - Lautsprechermembran, Lautsprechereinheit und Lautsprechervorrichtung

Info

Publication number: DE102006005825A1
Application number: DE102006005825A
Authority: DE
Inventors: Takao Sakamoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2006-08-17
Also published as: US20060182307A1; BRPI0600246A; JP2006222652A; CN1819709A

Abstract

Es sollen Töne, welche von einer Lautsprechervorrichtung emittiert werden, hochqualitativ gehalten werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Oberschicht (4A) und eine Rückenschicht (4B) in einer Membran einer Lautsprechereinheit, welche in eine Lautsprechervorrichtung eingebaut ist, und eine Verstärkungstafel (17) zur Verstärkung, welche zwischen der Oberschicht und der Rückenschicht angeordnet ist und vom zentralen Teil der Membran zum äußeren Umfangsteil der Membran der Lautsprechermembran angeordnet ist, vorgesehen. Dadurch kann unnötige Schwingung, welche durch einen Mangel an Steifigkeit der Membran verursacht wird, vermieden werden, und eine Möglichkeit, dass die Verstärkungstafel sich ablöst und abfällt, kann wesentlich vermindert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung enthält den Hauptgegenstand, der sich auf japanische Patentanmeldung JP 2005-033242, die am 9. Februar 1005 beim japanischen Patentamt angemeldet wurde, bezieht, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeführt ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lautsprechermembran, eine Lautsprechereinheit und eine Lautsprechervorrichtung, und ist beispielsweise geeignet, bei einer konischen Lautsprechermembran angewandt zu werden.

Bei einer Lautsprechervorrichtung, bei der eine Lautsprechereinheit, die eine konische Lautsprechermembran hat, eingebaut ist, wird die Lautsprechermembran gemäß einem Eingangssignal in Schwingung versetzt, welches von einem Verstärker oder dgl. geliefert wird, und der Zustand dünner werdender bzw. verdichtend werdender Luft wird geändert, so dass ein Ton entsprechend dem Eingangssignal erzeugt und emittiert wird.

Beispielsweise wird in einer Lautsprechereinheit, die allgemein in einer Lautsprechervorrichtung eingebaut ist, eine Magnetkraft durch eine Schwingspule gemäß dem Eingangssignal, welches eine alternierende Stromwelle ist, erzeugt, und eine Lautsprechermembran, welche in einem Körper mit der Schwingspule gebildet ist, wird gemäß der Magnetkraft in Schwingung versetzt, so dass ein Ton entsprechend dem Eingangssignal erzeugt wird.

Nebenbei bemerkt kann in der Lautsprechervorrichtung, welche diesen Aufbau hat, ein Ton klangtreu gemäß dem Eingangssignal, d.h., ein hochqualitativer Ton dadurch emittiert werden, dass die Lautsprechermembran in der Lautsprechereinheit genau gemäß dem Eingangssignal in Schwingung versetzt wird. Daher wird gewünscht, dass die Lautsprechermembran so schnell wie möglich schwingt, und außerdem, dass diese nicht transformiert, d.h., es sind eine Reduzierung des Gewichts und eine hohe Steifigkeit erforderlich.

Außerdem sind Lautsprechereinheiten in einem Frequenzband unterschiedlich, welche eine hohe Tonqualität emittieren können, und zwar in Abhängigkeit von deren Aufbau und des Durchmessers der Lautsprechermembran oder dgl.. Daher werden in einer Lautsprechervorrichtung mehrere unterschiedliche Arten von Lautsprechereinheiten kombiniert und eingebaut, oder mehrere Arten dieser Lautsprechervorrichtungen in diesen unterschiedlichen Lautsprechereinheiten, die eingebaut sind, werden kombiniert und verwendet, so dass die emittierte Tonqualität verbessert werden kann.

Bei Lautsprechereinheiten, insbesondere in einem Subwoofer zum Ausgeben eines niedrigen Frequenzbands (beispielsweise 5 Hz–400 Hz) ist der Durchmesser der Lautsprechermembran vergleichsweise groß (beispielsweise 300 mm). Daher bestand eine Möglichkeit, dass das Gewicht der Lautsprechermembran groß ist und die Lautsprechermembran bezüglich der Steifigkeit mangelhaft ist.

Daher wurde bei einigen Lautsprechereinheiten vorgeschlagen, dass beispielsweise eine Lautsprechermembran durch Ankleben einer Metallplatte an die Lautsprechermembran verstärkt wird, um die Steifigkeit zu verbessern (siehe beispielsweise japanische offengelegte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-135888 (2, Seite 4)).

Bei einer Lautsprechervorrichtung, welche diesen Aufbau hat, bestand, da eine Lautsprechermembran in einer Lautsprechereinheit immer während der Tonemission schwingt, eine Möglichkeit, dass eine Metallplatte, die an der Membran angeklebt ist, sich ablöst oder abfällt, aus Gründen, dass der Klebeprozess unvollständig ist oder dass die Klebewirkung durch Alterung vermindert wird.

In diesem Fall vermindert sich in der Lautsprechervorrichtung die Steifigkeit der Lautsprechermembran in der Lautsprechereinheit, und es wird eine nicht notwendige Schwingung erzeugt. Daher bestand ein Problem dahingehend, dass die Qualität des emittierten Tons beachtlich verschlechtert wurde.

Die vorliegende Erfindung wurde in Abwägung der obigen Punkte gemacht, und es wird eine Lautsprechermembran, eine Lautsprechereinheit und eine Lautsprechervorrichtung vorgeschlagen, wobei die Tonqualität, welche von einer Lautsprechervorrichtung emittiert wird, beibehalten werden kann.

Um diese Probleme zu lösen, wird eine Lautsprechermembran, welche in einer Lautsprechervorrichtung eingebaut ist, bereitgestellt, und eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet; und ein dünnes plattenförmiges Teil zur Verstärkung, welches zwischen einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche der Schwingungsfläche angeordnet ist und von einer zentralen Seite zu einer äußeren Umfangsseite der Lautsprechermembran angeordnet ist.

Daher löst sich das dünne plattenförmige Teil nicht ab oder fällt von der Schwingungsfläche nicht ab. Daher kann unnötige Schwingung, welche durch einen Mangel an Steifigkeit verursacht wird, wenn die Lautsprechermembran in Schwingung versetzt wird, verhindert werden, und die Tonqualität des emittierten Tons kann beibehalten werden.

Weiter gibt es gemäß einer Lautsprechereinheit nach der vorliegenden Erfindung eine Lautsprechereinheit, welche eine Lautsprechermembran hat, und die Lautsprechermem bran weist eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet, und ein dünnes plattenförmiges Teil zum Verstärken auf, welches zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Schwingungsfläche angeordnet ist und welches von der zentralen Seite zur äußeren Umfangsseite der Lautsprechermembran angeordnet ist.

Daher löst sich das dünne plattenförmige Teil nicht ab oder fällt von der Schwingungsfläche nicht ab. Damit kann unnötige Schwingung, welche durch einen Mangel an Steifigkeit verursacht wird, wenn die Lautsprechermembran in Schwingung versetzt ist, vermieden werden, und es kann die Tonqualität des emittierenden Tons beibehalten werden.

Weiter gibt es gemäß einer Lautsprechervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Lautsprechervorrichtung mit einer Lautsprechereinheit, welche eine Lautsprechermembran hat, welche in einer vorher festgelegten Lautsprecherbox fixiert ist, und die Lautsprechermembran umfasst eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet, und ein dünnes plattenförmiges Teil zum Verstärken, welches zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Schwingungsfläche angeordnet ist und von der mittleren Seite zur äußeren Umfangsseite der Lautsprechermembran angeordnet ist.

Daher löst sich das dünne plattenförmige Teil nicht ab oder fällt von der Schwingungsfläche nicht ab. Damit kann unnötige Schwingung, welche durch einen Mangel an Steifigkeit verursacht wird, wenn die Lautsprechermembran in Schwingung versetzt wird, vermieden werden, und die Tonqualität des emittierten Tons kann beibehalten werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung löst sich ein dünnes plattenförmiges Teil nicht ab oder fällt nicht von der Schwingungsfläche ab. Daher können eine Lautsprechermembran, eine Lautsprechereinheit und eine Lautsprechervorrichtung realisiert werden, bei denen unnötige Schwingung, welche durch einen Mangel an Steifigkeit verursacht wird, wenn die Lautsprechermembran in Schwingung versetzt wird, vermieden werden, und die Tonqualität des emittierten Tons kann beibehalten werden.

Das Wesen, das Prinzip und die Nützlichkeit der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben versehen sind.
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche den Aufbau einer Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Lautsprechereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Querschnitt längs A1-A2 in der Lautsprechereinheit von 2 zeigt;
4A ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Membran zeigt;
4B ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Querschnitt längs B1-B2 zeigt;
5 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Verstärkungstafel zeigt;
6 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer herkömmlichen Lautsprechereinheit zeigt;
7 ist ein schematisches Diagramm, welches das Schwingungssimulationsergebnis bei einer herkömmlichen Membran zeigt;
8 ist ein schematisches Diagramm, welches das Schwingungssimulationsergebnis in einer Membran gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein schematisches Diagramm, welches die Eingangs- bzw. Ausgangskennlinie einer Lautsprechereinheit zeigt;
10 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Verstärkungstafel gemäß einer weiteren Ausführungsform (1) zeigt;
11 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Verstärkungstafel gemäß einer weiteren Ausführungsform (2) zeigt; und
12 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer Verstärkungstafel gemäß einer weiteren Ausführungsform (3) zeigt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ausführlich mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
(1) Aufbau der Lautsprechervorrichtung
Gemäß 1 zeigt das Bezugszeichen 1 den allgemeinen Aufbau einer Lautsprechervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Gesamtheit. Eine Lautsprechereinheit 3 ist an einer Lautsprecherbox 2 befestigt, wo hölzerne Tafeln in einer vorher festgelegten Form zu einer Boxform ausgebildet sind.
In der Lautsprechervorrichtung 1 wird eine sogenannte konische Membran 4, welche in die Lautsprechereinheit 3 eingebaut ist, gemäß einem Eingangssignal in Schwingung versetzt, welches von einem externen Verstärker (nicht gezeigt) oder dgl. zugeführt wird. Da durch wird der Zustand dünner werdender bzw. dicker werdender Luft geändert, und ein Ton entsprechend dem Eingangssignal kann erzeugt werden.
In diesem Zusammenhang ist die Lautsprechervorrichtung 1 für ein Automobil bestimmt, und es soll angenommen werden, dass diese im Kofferraum oder dgl. eines Automobils installiert wird. Außerdem ist die Lautsprechereinheit 3 ein Subwoofer zum Reproduzieren eines niedrigen Frequenzbands (beispielsweise 5 Hz–400 Hz), und der Durchmesser der Membran 4 (d.h., der Durchmesser im äußeren Umfangsteil, gesehen von der Vorderseite aus) ist so bestimmt, dass dieser ungefähr 300 mm ist.
In der Lautsprechereinheit 3 ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist, eine vordere Platte 6 in einer fast plattenförmigen Form an der Rückseite eines Rahmens 5 in einer fast Reibschalenform fixiert, wobei eine Metalltafel einer vorher festgelegten Dicke einem Pressvorgang unterworfen wurde. Außerdem ist ein Magnet 7 in einer beinah Plattenform an der Rückseite angebracht.
Eine hintere Platte 8 in einer beinah Plattenform ist an der Rückseite des Magneten 7 angebracht, und ein Poljoch 9 ist so vorgesehen, um vom zentralen Teil der obigen hinteren Platte 8 in die vordere Richtung zu ragen. Das Poljoch 9 durchdringt den Magnet 7, und ein Magnetspalt 10 wird zwischen dem Magnet 7 und der Kopfplatte 6 gebildet, so dass ein Magnetkreis gebildet wird.
Ein Schwingspulenkörper 11 besteht aus einem beinah zylindrischen metallischen Material, und eine Schwingspule 12 ist darauf gewickelt, um so im Magnetspalt 10 positioniert zu sein. Die Schwingspule 12 ist mit einem Verbindungsanschluss verbunden, der am Rahmen 5 (nicht gezeigt) angebracht ist, über eine Leitung (nicht gezeigt), und ein Eingangssignal, welches eine alternierende Schwingungswelle ist, welche von einem externen Verstärker oder dgl. (nicht gezeigt) zugeführt wird, wird zugeführt.
Außerdem ist der Schwingungsspulenkörper 11 durch einen Dämpfer 13 gelagert und ist außerdem an dem hinteren zentralen Teil der Membran 4 angebracht. Dadurch kann der Schwingspulenkörper 11 in der vorderen und hinteren Richtung wie ein Körper mit der Membran 4 bewegt (in Schwingung versetzt) werden.
Die Membran 4 besitzt eine Kalotte 16, die aus hartem Kunststoffmaterial hergestellt ist, welche am vorderen zentralen Teil angebracht ist, und ist außerdem am Rahmen 5 und einem äußeren Umfangsrahmen 15 über einen Rand 14 angebracht, der aus groben Kunststoffmaterial gebildet ist, welches im vorderen äußeren Umfangsteil eine Biegungsfähigkeit hat. Daher kann die Membran 4 frei in der vorderen und hinteren Richtung in Bezug auf den Rahmen 5 bewegt (in Schwingung versetzt) werden.
Das heißt, dass in der Lautsprechereinheit 3 elektro-magnetische Kraft in der Schwingspule 12 gemäß einem von außen zugeführten Signal erzeugt wird. Durch die obige elektro-magnetische Kraft werden die Membran 4, die Kalotte 16, der Schwingspulenkörper 11 und die Schwingspule 12 wie ein Körper in der vorderen und hinteren Richtung in Bezug auf andere Teile, beispielsweise des Rahmens 5 in Schwingungen versetzt. In diesem Zeitpunkt kann die Lautsprechereinheit 3 einen Ton erzeugen, der dem Eingangssignal entspricht, indem die Umgebungsluft in Schwingung versetzt wird.
In diesem Zusammenhang kann die Lautsprechereinheit 3 mit Eingangssignalen bis zu 1600 W als augenblickliche maximale Eingangsleistung durch die Begrenzung der Schwingspule 12 fertig werden.
Nebenbei bemerkt kann allgemein in einer Lautsprechermembran, wenn die Lautsprechermembran mit hoher Geschwindigkeit und hoher Amplitude schwingt, aus dem Grund, dass die Leistung des Eingangssignals extrem groß ist oder dgl., die Lautsprechermembran nicht wie ein Körper bei einem Mangel an Steifigkeit in Schwingungen versetzt werden, und ein Teil davon wird in einer anderen Phase in Schwingung versetzt, was sogenanntes getrenntes Schwingen manchmal verursacht.
Bei einer konischen Lautsprechermembran, die breit allgemein verwendet wird, tritt, wenn getrenntes Schwingen erzeugt wird, invertiertes Schwingen, welches eine invertierte Phase zur genauen Schwingung hat, zur genauen Schwingung hat, bei einer geradzahligen Anzahl von Teilen auf. Daher sind die Teile invertierter Schwingung, welche an Positionen erzeugt wird, die der Mitte des Konus zugewandt sind, Zwischenresonanzen miteinander; dies verschlechtert wesentlich die Qualität des emittierten Tons.
Aus diesem Grund ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist, die Membran in einer beinahe pentagonalen Konusform ausgebildet, d.h., in einer Form, welche durch lediglich die Seitenteile einer fast pentagonalen Konusbasis gebildet sind, von der die Eckenteile sanft ansteigen (anschließend wird dies als eine fast pentagonale Konusform bezeichnet). Dadurch besteht der Teil der invertierten Schwingung, wenn getrenntes Schwingen erzeugt wird, aus fünf Teilen (d.h. einer ungeradzahligen Anzahl von Teilen), und die Teile der invertierten Schwingung liegen nicht einander gegenüber. Damit kann Resonanz vermieden werden.
Wie weiter in 4A und 4B gezeigt ist, hat die Membran 4 den Aufbau mit der Verstärkungstafel 17 zwischen der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B (danach wird, wenn etwas zwischen den beiden wie angeordnet ist, die als dazwischen angeordnet bezeichnet).
Wenn in der Praxis diese gefertigt wird, wird die Membran 4 wie ein Körper mit der Verstärkungstafel 17 durch sogenannte Insert-Technik geformt. Der Weg ist der, dass eine vorher festgelegte Form mit Polypropylen-Kunststoff in dem Zustand gefüllt wird, wo die Verstärkungstafel 17, wo ein plattenförmiges Aluminium vorher in einer vorher festgelegten Form durch Pressen gebildet wurde, in die Form gelegt wurde.
Das heißt, dass, wie in 4B als Querschnittsansicht gezeigt ist, in der Membran 4 die Verstärkungstafel 17 zwischen der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B angeordnet ist und total versenkt ist. Daher kann ein Ablösen, ein Abfallen oder dgl. der Verstärkungstafel 17 von der Membran 4 vermieden werden.
In diesem Zusammenhang beträgt in der Membran 4 die Dicke eines Eckenteils 4C, in welchem die Verstärkungstafel 17 nicht dazwischen angeordnet ist, ungefähr 0,8 mm. Im Gegensatz dazu beträgt die Dicke der Verstärkungstafel 17 0,4 mm, und die Dicke der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B beträgt jeweils ungefähr 0,2 mm. Somit ist auch die Dicke der Membran 4 in dem ebenen Teil 4D auf ungefähr 0,8 mm eingestellt.
Hier ist der Aufbau der Verstärkungstafel 17 in 5 gezeigt. Die Verstärkungstafel 17 besteht aus einer fast pentagonalen Aluminiumplatte, die einem Pressvorgang unterworfen wurde. Wenn grob klassifiziert besteht die Verstärkungstafel 17 aus fünf plattenförmigen Teilen 17A, einem fast umfangsmäßigen zentralen Teil der Verstärkungstafel 17B, welches mit jeden plattenförmigen Teil 17A auf der zentralen Seite des Pentagons verbunden ist (d.h., auf der inneren Umfangsseite), und einem äußeren Umfangsteil der Verstärkungstafel 17C, welches mit jedem plattenförmigen Teil 17A auf der äußeren Umfangsseite verbunden ist.
Das plattenförmige Teil 17A besitzt eine rechteckige dünne Plattenform und ist so angeordnet, um das ebene Teil 4D vom zentralen Teil der Membran 4E zu den Seitenteilen hin des Beinah-Pentagons des äußeren Umfangsteils der Membran 4F in der Membran 4 (4A) zu verstärken. Außerdem sind die zentrale Seite und die äußere Umfangsseite mit dem zentralen Teil der Verstärkungstafel 17B bzw. dem äußeren Umfangsteil der Verstärkungsplatte 17C verbunden, und sie sind wie ein Körper ausgebildet.
Dadurch wird in der Membran 4 (4A und 4B) die Steifigkeit zwischen dem zentralen Teil der Membran 4E, dem äußeren Umfangsteil der Membran 4F und dem ebenen Teil 4D verstärkt. Damit wird eine Möglichkeit, dass das ebene Teil 4D, das Mittelteil der Membran 4E und das äußere Umfangsteil der Membran 4F in wechselseitig-verschiedener Phase schwingen (d.h., getrenntes Schwingen ausführen), wesentlich reduziert.
Dagegen ist in der Verstärkungstafel 17 ein fächerförmiges Teil entsprechend dem Eckenteil 4C der Membran 4 groß durchbohrt. Somit wird das Eckenteil 4C nicht verstärkt.
Dadurch wird in der Membran 4 das ebene Teil 4D, welches eine Möglichkeit relativen Steifigkeitsmangel verglichen mit dem Eckenteil 4C hatte, verstärkt. Damit kann die Steifigkeit im Eckenteil 4C und im ebenen Teil 4D so festgelegt werden, dass diese fast gleich ist.
Außerdem sind in der Verstärkungstafel 17 mehrere Löcher auf dem plattenförmigen Teil 17A vorgesehen, und auch die Teile abweichend von den mehreren Löchern bilden eine Fachwerkstruktur als Teil 17A1, als Teil 17A2 oder dgl.. Dadurch kann das Gewicht der Verstärkungstafel 17 reduziert werden, während die Steifigkeit im plattenförmigen Teil 17A beibehalten wird.
(2) Arbeitweise und Wirkung
Gemäß dem obigen Aufbau ist in der Membran 4 die Verstärkungstafel 17 zwischen der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B angeordnet, so dass die Steifigkeit der Membran 4 selbst verbessert werden kann.
In diesem Zeitpunkt wird in der Membran 4 das ebene Teil 4D durch das plattenförmige Teil 17A der Verstärkungstafel 17 verstärkt, und die Steifigkeit des ebenen Teils 4D wird bis zum gleichen Grad wie das Eckenteil 4C verbessert. Daher kann die Steifigkeit jedes Teils in der Membran 4 so festgelegt werden, dass diese fast gleich ist.
Außerdem sind in der Membran 4 in der Verstärkungstafel 17 (5) jedes plattenförmigen Teils 17A das zentrale Teil der Verstärkungstafel 17B und das äußere Umfangsteil der Verstärkungsplatte 17C als ein Körper ausgebildet. Daher kann im Schwingungszeitpunkt getrenntes Schwingen, was im ebenen Teil 4D der Membran 4 erzeugt wird, wesentlich reduziert werden.
Daher kann die Lautsprechereinheit 3, in die die Membran 4 eingebaut ist, wie ein Körper fast ohne Erzeugung von getrennter Schwingung in der Membran 4 in Schwingung versetzt werden; ein hochqualitativer Ton durch genaues Reproduzieren eines Eingangssignals kann erzeugt werden.
Außerdem ist in der Membran 4 die Verstärkungstafel 17 zwischen der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B angeordnet, und die Verstärkungstafel 17 ist gänzlich darin versenkt. Daher besteht fast keine Möglichkeit, dass die Verstärkungstafel 17 sich ablöst oder abfällt durch Alterung, Schwingung oder dgl.. Damit kann die Lautsprechereinheit 3, welche die obige Membran 4 hat, das Erzeugen hochqualitativen Tons für eine lange Zeit beibehalten.
Außerdem sind in der Membran 4 mehrere Löcher auf dem plattenförmigen Teil 17A der Verstärkungstafel 17 vorgesehen, und eine Fachwerkstruktur ist durch die Körperteile 17A1 und 17A2 abweichend von den mehreren Löchern (5) oder dgl. gebildet. Daher ist die Verstärkungstafel 17 versenkt, wobei die Steifigkeit des ebenen Teils 4D beibehalten wird. Somit wird eine Vergrößerung des Gewichts auf einem minimalen Erfordernis gehalten werden.
Dadurch kann in der Lautsprechereinheit 3 das Absenken der Schwingungsgeschwindigkeit in Verbindung mit einem Anstieg des Gewichts der Membran 4 bei einem minimalen Erfordernis beschränkt werden; die Tonqualität wird fast nicht verschlechtert.
Außerdem ist in der Lautsprechereinheit 3 die Membran 4 zu einer fast pentagonalen Konusform ausgebildet. Sogar, wenn getrenntes Schwingen auftrat, kann Resonanz dadurch verhindert werden, dass die Teile der invertierten Schwingung auf fünf festgelegt sind, so dass die Teile der invertierten Schwingung nicht wechselseitig diagonal positioniert sind. Damit kann eine Verschlechterung der Tonqualität auf ein Minimum beschränkt werden.
Der Aufbau einer herkömmlichen Lautsprechereinheit 20 ist in 6 gezeigt, die der 2 entspricht. Die herkömmliche Lautsprechereinheit 20 besitzt eine Membran 22 in einer fast pentagonalen Konusform ähnlich wie die Membran 4 in der Lautsprechereinheit 3 der vorliegenden Erfindung. Die Membran 22 ist jedoch nicht durch irgendetwas verstärkt.
Bei dieser herkömmlichen Lautsprechereinheit 20, bei der die Membran 22 eingebaut ist, ist das Schwingungssimulationsergebnis, die den Zustand simulierte, wo die Membran schwingt, wenn ein Ton erzeugt wird, in 7 gezeigt. In dieser 7 ist die Verteilung der Phasenverschiebung durch Unterteilen eines Bereichs wie eine "Konturlinie" in einer Karte gemäß dem Maß der Phasenverschiebung der Schwingung in der Membran 22 gezeigt.
Wenn 7 mit 6 verglichen wird, ist im Eckenteil 22C, welches dem zentralen Bereich der Membran 22 und dem Eckenbereich der pentagonalen Konusbasis entspricht, die Phasenverschiebung null bis klein, und zwar im gesamten Bereich. Die Phasenverschiebung ist klein. Im Gegensatz dazu gibt es im ebenen Teil 22D, der der Seite der pentagonalen Konusbasis entspricht, einen Bereich ar1, bei dem die Phasenverschiebung einen mittleren Wert hat, und einen Bereich a2, bei dem Phasenverschiebung groß zur invertierten Phase im Bereich der äußeren Umfangsseite ist, und es wird eine extrem große Phasenverschiebung erzeugt.
Das heißt, dass in der Membran 22 der herkömmlichen Lautsprechereinheit 20 die Festigkeit des Eckenteils 22C entsprechend dem Winkel der pentagonalen Konusbasis vergleichsweise groß ist, und die Festigkeit des ebenen Teils 22D entsprechend der Fläche der pentagonalen Konusbasis vergleichsweise klein ist. Das heißt, man kann verstehen, dass die relative Steifigkeit des ebenen Teils 22D im Vergleich mit dem Eckenteil 22C mangelhaft ist.
Im Gegensatz dazu ist in der Lautsprechereinheit 3 der vorliegenden Erfindung, bei der die Membran 4 durch die Verstärkungstafel 17 verstärkt wurde, das Schwingungssimulationsergebnis, wenn ein Ton emittiert wird, ähnlich dem Fall der herkömmlichen Lautsprechereinheit 20 (6) in 8 gezeigt, welche 7 entspricht.
Bei dem Schwingungssimulationsergebnis in 8 ist, dass diese Phasenverschiebung fast nicht erzeugt wird, insbesondere im Bereich der äußeren Umfangsseite des ebenen Teils 4D (5) im Vergleich zu 7, und auch in der gesamten Membran 4 Phasenverschiebung nicht erzeugt wird und die Membran 4 fast eben in Schwingung versetzt wird, gezeigt.
Dagegen ist es in einer Lautsprechereinheit allgemein, wie in 9 gezeigt ist, ideal, dass die Leistung des Eingangssignals und der Ausgangspegel (d.h., die Schwingungsweite einer Membran) in proportionaler Beziehung sind und Linearität wie eine Kennlinienkurve S0 hat. Wenn jedoch in der Praxis die Leistung des Eingangssignals zu einem Schwellenwert oder darüber kommt, kann die Membran nicht in der Schwingungsbreite proportional zum Eingangssignal in Schwingung versetzt werden, und zwar aufgrund des Mangels der Steifigkeit der Membran. Damit wird die Linearität der Kennlinienkurve vermindert, und es wird ein emittierter Ton verzerrt (d.h., die Tonqualität nimmt ab). Der Schwellenwert in diesem Zeitpunkt wird zu einem anderen Wert in jeder Lautsprechereinheit in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Membran oder dgl..
Beispielsweise ist in der herkömmlichen Lautsprechereinheit 20 (6) die Membran 22 nicht verstärkt. Wenn daher die Leistung des Eingangssignals zu einem vorher festgelegten Schwellenwert P1 oder darüber wird, wird die Linearität wie eine Kennlinienkurve S1 in 9 vermindert. Als Ergebnis wird ein emittierter Ton verzerrt.
Im Gegensatz dazu wird in der Lautsprechereinheit 3 nach der vorliegenden Erfindung die Membran 4 durch die Verstärkungstafel 17 verstärkt und die Steifigkeit wird verbessert. Daher kann die Linearität bis zu einem Schwellenwert P2 beibehalten werden, der Leistung zeigt, die größer ist als der Schwellenwert P1, als eine Kennlinienkurve S2 in 9. Damit wird ein emittierter Ton nicht verzerrt.
Wir hörten in der Praxis Tönen zu als ein Test mittels der Lautsprechervorrichtung 1 mit der eingebauten Lautsprechereinheit 3 (1), und wir bestätigten, dass ein hochqualitativer Ton ohne Auftreten von getrennter Schwingung beibehalten wird, sogar wenn der Ma ximalwert der Leistung eines Eingangssignals der Lautsprechereinheit 3 zugeführt wurde (d.h., 1600 W als augenblickliche maximale Eingangsleistung).
Gemäß dem obigen Aufbau ist in der Membran 4 die Verstärkungstafel 17 zwischen der Oberschicht 4A und der Rückenschicht 4B durch Insert-Technik angeordnet, und das ebene Teil 4D wird durch das plattenförmige Teil 17A verstärkt und die Steifigkeit wird bis zu dem gleichen Grad wie das Eckenteil 4C verstärkt. Daher wird die Möglichkeit eines Auftretens von getrennter Schwingung wesentlich reduziert, und der Zustand, wo Steifigkeit hoch ist, kann für eine lange Zeit beibehalten werden. Außerdem ist in der Lautsprechervorrichtung 1 die obige Membran 4 in der Lautsprechereinheit 3 eingebaut, so dass hochqualitativer Ton zum Emittieren beibehalten werden kann, dadurch, dass ein Eingangssignal genau reproduziert wird.
(3) Weitere Ausführungsformen
In der oben erläuterten Ausführungsform wurde der Fall behandelt, wo die Verstärkungstafel 17 aus dem plattenförmigen Teil 17A, dem zentralen Teil der Verstärkungstafel 17B und dem äußeren Umfangsteil der Verstärkungstafel 17C aufgebaut ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern es kann beispielsweise das äußere Umfangsteil der Verstärkungstafel weggelassen werden, wie in 10 gezeigt ist, das zentrale Teil der Verstärkungstafel kann weggelassen werden, wie in 11 gezeigt ist, oder sowohl das äußere Umfangsteil der Verstärkungstafel als auch das Mittelteil der Verstärkungstafel können weggelassen werden, wie in 12 gezeigt ist. Kurz ausgedrückt ist dies gut, vorausgesetzt, dass das ebene Teil 4D der Membran 4 (4A und 4B) verstärkt werden kann.
Außerdem hat sich bei der obigen erläuterten Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo mehrere Löcher auf dem plattenförmigen Teil 17A der Verstärkungstafel 17 vorgesehen sind und eine Fachwerkstruktur durch das Teil abweichend von den mehreren Löchern gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern es können auch mehrere Löcher beliebig angeordnet sein oder es brauchen keine Löcher vorgesehen sein, innerhalb des Bereichs, dass sowohl eine Reduzierung des Gewichts als auch das Beibehalten der Steifigkeit der Verstärkungstafel 17 erfüllt werden können.
Außerdem hat sich die oben erläuterte Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Membran 4 durch die Verstärkungstafel 17, die aus Aluminium hergestellt ist, verstärkt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Membran 4 kann auch durch eine Verstärkungstafel verstärkt werden, die aus anderen Materialien hergestellt ist, beispielsweise verschiedenen Metallen, beispielsweise Titan oder Kohlefaser.
Außerdem hat sich die oben erläuterte Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Membran 4 durch Insert-Technik mit Polypropylen-Kunststoff gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern die Membran 4 kann auch durch Insert-Technik mit anderen verschiedenen Kunststoffen gebildet sein.
Weiter hat sich die oben erläuterte Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Verstärkungstafel 17 in die Membran 4 durch Insert-Technik versenkt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern es können beispielsweise die Oberschicht 4A und die Rückenschicht 4B, welche die Membran 4 bilden, vorher separat geformt werden, und die Oberschicht 4A und die Rückenschicht 4B können aufeinander gelegt werden, um somit die Verstärkungstafel 17 durch Vakuum-Formen dazwischen anzuordnen. In diesem Fall können als Oberschicht 4A und als Rückenschicht 4B verschiedene Materialien, beispielsweise Papier und Fibermaterial verwendet werden, ohne auf grobes Kunststoffmaterial, welches Plastizität hat, beschränkt zu sein.
Weiter hat sich die obige Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Verstärkungstafel 17 zwischen die Membran 4 und der konischen Lautsprechereinheit 3 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern sie kann bei einer Membran für einen Lautsprechereinheit angewandt werden, welche eine andere Form hat, beispielsweise eine Domform oder eine ebene Form.
Außerdem hat sich die obige Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Membran 4 eine beinahe pentagonale Konusform aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur darauf beschränkt, sondern sie kann außerdem als Membran in einer anderen Form gebildet sein, beispielsweise einer Konusbasisform oder einer fast heptagonalen Konusform.
Außerdem hat sich die oben erläuterte Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die vorliegende Erfindung bei der Membran 4 der Lautsprechereinheit 3 in der Lautsprechervorrichtung 1 angewandt wird, die ein Subwoofer für ein Automobil ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern sie kann auch beispielsweise bei einer Membran für eine Lautsprechereinheit zum Hausgebrauch angewandt werden, einer Membran für eine Lautsprechereinheit, die ein Vollbereichslautsprecher ist, einem Hochtonlautsprecher oder dgl..
Außerdem hat sich die oben erläuterte Ausführungsform mit dem Fall befasst, wo die Membran 4, die als Lautsprechermembran dient, durch die Oberschicht 4A und die Rückenschicht 4B gebildet ist, die als Schwingungsfläche dienen, und die Verstärkungstafel 17 ein dünnes plattenförmiges Teil ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur darauf beschränkt, sondern eine Lautsprechermembran kann auch durch andere verschiedene Schwingungsflächen und dünne plattenförmige Teile gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung kann bei verschiedenen Lautsprechervorrichtungen verwendet werden, beispielsweise einem Automobil oder zum Hausgebrauch.

Claims

Lautsprechermembran (4), die in einer Lautsprechervorrichtung (1) eingebaut ist, die aufweist: eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet; und ein dünnes plattenförmiges Teil (17) zur Verstärkung, welches zwischen einer vorderen Fläche (4A) und einer hinteren Fläche (4B) der Schwingungsfläche angeordnet ist und von einer zentralen Seite zu einer äußeren Umfangsseite (4F) der Lautsprechermembran angeordnet ist.
Lautsprechermembran nach Anspruch 1, wobei: das dünne plattenförmige Teil (17) Fachwerkstruktur (17A1, 17A2) durch Verbindung zu einer vorgegebenen Fachwerkform hat.
Lautsprechermembran nach Anspruch, wobei: das dünne plattenförmige Teil (17) ein zentrales Teil hat, um einen zentralen Bereich der Lautsprechermembran in beinahe Umfangsform zu verstärken.
Lautsprechermembran nach Anspruch 1, wobei: das dünne plattenförmige Teil das äußere Umfangsteil hat, um die äußere Umfangsseite der Lautsprechermembran in Umfangsform zu verstärken.
Lautsprechermembran nach Anspruch 1, wobei: das dünne plattenförmige Teil zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Schwingungsfläche durch Insert-Technik angeordnet ist.
Lautsprechermembran nach Anspruch 1, wobei: die Lautsprechermembran eine Konusform oder eine Domform in beinahe N-ter Pyramidenform (N = eine ganze Zahl von 3 oder darüber) hat; und die Verstärkungseinrichtung von der zentralen Seite der Lautsprechermembran zum Seitenteil abweichend von den Winkelteilen der beinahe N-ten Pyramide angeordnet ist.
Lautsprechereinheit, die eine Lautsprechermembran hat, wobei die Lautsprechermembran aufweist: eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet, und ein dünnes plattenförmiges Teil zur Verstärkung, welches zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Schwingungsfläche angeordnet ist und von der zentralen Seite zur äußeren Umfangsseite der Lautsprechermembran angeordnet ist.
Lautsprechervorrichtung mit einer Lautsprechereinheit, welche eine Lautsprechermembran hat, welche in einer vorher festgelegten Lautsprecherbox fixiert ist, wobei die Lautsprechermembran aufweist: eine Schwingungsfläche, welche die Lautsprechermembran bildet, und ein dünnes plattenförmiges Teil zur Verstärkung, welches zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Schwingungsfläche angeordnet ist und von der mittleren Seite zur äußeren Umfangsseite der Lautsprechermembran angeordnet ist.