DE112012006175B4

DE112012006175B4 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE112012006175B4
Application number: DE112012006175.6T
Authority: DE
Inventors: c/o TOKAI RUBBER INSDUSTRIES Nakano Katsuhiko; c/o TOKAI RUBBER INSDUSTRIES Kondo Mitsuyoshi
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: US9288583B2; JPWO2013145411A1; WO2013145411A1; JP6022545B2; DE112012006175T5; US20140321675A1

Abstract

Lautsprecher (1), umfassend:
ein Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten (2, 3), die jeweils eine dielektrische Schicht (20, 30) aufweisen, die isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer oder Harz besteht, eine vorderseitige Elektrodenschicht (21, 31), die auf einer Vorderseite der dielektrischen Schicht (20, 30) platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist, und eine hinterseitige Elektrodenschicht (22, 32), die auf einer Hinterseite der dielektrischen Schicht (20, 30) platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist;
ein zwischengelagertes Element (4), das zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) derart platziert ist, dass der vorderseitige Schwingungsabschnitt (2) hin zu einer Vorderseite vorsteht und der hinterseitige Schwingungsabschnitt (3) hin zu einer Hinterseite vorsteht; und
eine Schaltungssektion (5), die Signalwellen auf Grundlage von wiederzugebendem Schall an das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) derart überträgt, dass die an das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) übertragenen Signalwellen zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen, und das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) anregt, wobei
das zwischengelagerte Element (4) eine größere Federkonstante in einer Vorne-Hinten-Richtung als in einer Oberflächenrichtung aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrostatische Lautsprecher, die Schall dadurch wiedergeben, dass ein Schwingungsabschnitt auf Grundlage einer Änderung der elektrostatischen Anziehung in Schwingung versetzt wird.
Hintergrund
Patentdruckschriften 1 bis 3 offenbaren elektrostatische Lautsprecher. Die elektrostatischen Lautsprecher beinhalten einen Schwingungsabschnitt. Der Schwingungsabschnitt beinhaltet eine dielektrische Schicht und ein Paar von Elektrodenschichten. Das Paar von Elektrodenschichten ist an den Vorder- und Hinteroberflächen der dielektrischen Schicht platziert.
Wird eine Vorspannung mit einer Signalwelle auf Grundlage von überlagertem Schall an dem Paar von Elektrodenschichten angelegt, so schwankt die Spannung zwischen dem Paar von Elektrodenschichten entsprechend einer Änderung des Schalls. Die elektrostatische Anziehung zwischen dem Paar von Elektrodenschichten ändert sich entsprechend. Ändert sich die elektrostatische Anziehung, so wird die dielektrische Schicht verformt, und es schwingt der Schwingungsabschnitt. Der elektrostatische Lautsprecher gibt den Schall unter Nutzung dieser Schwingung wieder.
Des Weiteren zeigt die US 3947644 A einen elektroakustischer Wandler basierend auf einem piezoelektrischen Typ, der aus zwei konvexen oder konkaven piezoelektrischen Polymerfilmen mit jeweils Elektroden auf beiden Oberflächen besteht, wobei die zwei Polymerfilme so mit einer elektrischen Verdrahtung verbunden sind, dass sich der eine der piezoelektrischen Polymerfilme durch die Wirkung eines elektrischen Felds in eine Richtung verlängert, der andere durch die Wirkung desselben elektrischen Feldes schrumpft.
Die US 6343129 B1 zeigt einen Schallaktuator mit einer mehrschichtigen Membran bestehend aus einer elastomeren dielektrischen Polymerschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, einer ersten nachgiebigen Elektrodenschicht, die die erste Oberfläche der Polymerschicht kontaktiert, und einer zweiten nachgiebigen Elektrodenschicht, die die zweite Oberfläche der Polymerschicht kontaktiert. Der Aktuator umfasst ferner eine mit dem Schallaktuatorfilm in Kontakt stehende Trägerstruktur. Vorzugsweise ist das dielektrische Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend im Wesentlichen aus Silikon, Polyurethan-Fluorsilikon, Fluorelastomer, Naturkautschuk, Polybutadien, Nitrilkautschuk, Isopren und Ethylenpropylendien. Außerdem ist die nachgiebige Elektrodenschicht vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Graphit, Kohlenstoff und leitfähigen Polymeren hergestellt. Die Trägerstruktur kann die Form eines Gitters mit einer Anzahl von kreisförmigen Öffnungen annehmen.
Die US 3345469 A zeigt ein elektrostatisches Tonwiedergabegerät mit einer beweglichen Elektrodenmembran und mindestens einer daran angrenzenden festen Elektrode, weiter umfassend: eine akustisch transparente, elektrisch leitende feste Elektrode aus einem halbstarren Material, das von Hand in eine gewünschte Form gebogen werden kann, eine flexible Membran mit einer leitenden Elektrodeneinrichtung, die sich über ihre aktive Fläche erstreckt, die der festen Elektrode auf einer Seite gegenüberliegt, und eine dielektrische Folie, die zwischen der Membran und der festen Elektrotrode angeordnet ist
Die US 2003/0002697 A1 zeigt einen Doppelmembran-Lautsprecher mit einer ersten und einer zweiten Membranen, die in Übereinstimmung mit dem piezoelektrischen Effekt arbeiten, wobei die Membranen so angeordnet sind, dass sie in zueinander entgegengesetzter Phase angetrieben werden, um Nichtlinearitäten auszugleichen. Der Lautsprecher wird transparent ausgebildet und über dem Anzeigefeld eines Mobiltelefons angebracht.
Druckschriften zum Stand der Technik
Patentdruckschriften

Patentdruckschrift 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-227832 ( JP 2008-227832 A )
Patentdruckschrift 2: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-540732 ( JP 2009-540732 A )
Patentdruckschrift 3: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-272853 ( JP 2009-272853 A )

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung hat man Studien durchgeführt, um die Niederfrequenzeigenschaften von elektrostatischen Lautsprechern zu verbessern. Insbesondere hat man Studien durchgeführt, (a) um eine Schwingungsamplitude der dielektrischen Schicht, nämlich des Schwingungsabschnittes, zu vergrößern und (b) um eine Oberflächenzone der dielektrischen Schicht, nämlich des Schwingungsabschnittes, zu vergrößern.
Für den Fall (a) kann die Schwingungsamplitude des Schwingungsabschnittes durch Vergrößern der Masse des Schwingungsabschnittes (das heißt durch Vergrößern der Dicke der dielektrischen Schicht) vergrößert werden. Es muss jedoch eine große Spannung an dem Schwingungsabschnitt angelegt werden, um den Schwingungsabschnitt mit großer Masse in Schwingung zu versetzen. Dies verkompliziert den Schaltungsaufbau der Lautsprecher.
Für den Fall (b) kann die Oberflächenzone des Schwingungsabschnittes durch Vergrößern der Größe des Schwingungsabschnittes vergrößert werden. Das Vergrößern der Größe des Schwingungsabschnittes vergrößert jedoch die Größe des Lautsprechers.
Ein Lautsprecher entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde eingedenk der vorbeschriebenen Probleme hergestellt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Lautsprecher bereitzustellen, der eine niedrige angelegte Spannung erfordert, dessen Größe verringert sein kann und der hinsichtlich Niederfrequenzeigenschaften verbessert sein kann.
Mittel zum Lösen des Problems
(1) Um die vorbeschriebenen Probleme zu lösen, ist ein Lautsprecher entsprechend der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er beinhaltet: ein Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten, die jeweils eine dielektrische Schicht aufweisen, die isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer oder Harz besteht, eine vorderseitige Elektrodenschicht, die auf einer Vorderseite der dielektrischen Schicht platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist, und eine hinterseitige Elektrodenschicht, die auf einer Hinterseite der dielektrischen Schicht platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist; ein zwischengelagertes Element, das zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten derart platziert ist, dass der vorderseitige Schwingungsabschnitt hin zu einer Vorderseite vorsteht und der hinterseitige Schwingungsabschnitt hin zu einer Hinterseite vorsteht; und eine Schaltungssektion, die Signalwellen auf Grundlage von wiederzugebendem Schall an das Paar von Schwingungsabschnitten derart überträgt, dass die an das Paar von Schwingungsabschnitten übertragenen Signalwellen zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen, und das Paar von Schwingungsabschnitten anregt.
Im Sinne der vorliegenden Beschreibung beschreibt der Ausdruck „besteht aus einem Elastomer oder Harz“, dass ein Basismaterial der dielektrischen Schicht aus einem Elastomer oder Harz besteht. Dies bedeutet, dass die dielektrische Schicht auch andere Komponenten enthalten kann, so beispielsweise einen Zusatzstoff zusätzlich zu dem Elastomer oder Harz. Das „Elastomer“ beinhaltet Gummi und ein thermoplastisches Elastomer.
Der Lautsprecher der vorliegenden Erfindung ist ein elektrostatischer Lautsprecher. Wird wiederzugebender Schall in den Lautsprecher eingeleitet, so ändert sich eine Spannung zwischen der vorderseitigen Elektrodenschicht und der hinterseitigen Elektrodenschicht. Damit ändert sich die elektrostatische Anziehung zwischen der vorderseitigen Elektrodenschicht und der hinterseitigen Elektrodenschicht entsprechend, und es expandiert oder kontrahiert die dielektrische Schicht daher in einer Vorne-Hinten-Richtung. Expandiert die dielektrische Schicht in der Vorne-Hinten-Richtung, so kontrahiert die dielektrische Schicht in einer Oberflächenrichtung (die Vorne-Hinten-Richtung kreuzende Richtung). Kontrahiert demgegenüber die dielektrische Schicht in der Vorne-Hinten-Richtung, so expandiert die dielektrische Schicht in der Oberflächenrichtung. Unter Nutzung einer derartigen Verformung der dielektrischen Schicht versetzt der Lautsprecher der vorliegenden Erfindung den Schwingungsabschnitt in Schwingung, um den Schall wiederzugeben.
Der Lautsprecher der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Paar von Schwingungsabschnitten, das zwischengelagerte Element und die Schaltungssektion. Das zwischengelagerte Element ist zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten gelagert. Die Schaltungssektion überträgt die Signalwellen auf Grundlage des Schalls an das Paar von Schwingungsabschnitten derart, dass die an das Paar von Schwingungsabschnitten übertragenen Signalwellen zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen. Das Paar von Schwingungsabschnitten wird daher in zueinander entgegengesetzten Richtungen betrieben. Für den Fall beispielsweise, dass der hinterseitige Schwingungsabschnitt in der Oberflächenrichtung kontrahiert, expandiert der vorderseitige Schwingungsabschnitt in der Oberflächenrichtung. Für den Fall indes, in dem der vorderseitige Schwingungsabschnitt in der Oberflächenrichtung kontrahiert, expandiert der hinterseitige Schwingungsabschnitt in der Oberflächenrichtung.
Entsprechend dem Lautsprecher der vorliegenden Erfindung kann eine Last zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten über das zwischengelagerte Element übertragen werden. Dies kann die Schwingung in der Vorne-Hinten-Richtung des Paares von Schwingungsabschnitten und damit die Schwingungsamplitude des Paares von Schwingungsabschnitten vergrößern. Entsprechend können die Niederfrequenzeigenschaften des Lautsprechers ungeachtet einer niedrigen an dem Paar von Schwingungsabschnitten angelegten Spannung verbessert werden. Es kann beispielsweise der Schalldruck in einem Niederfrequenzbereich vergrößert werden. Darüber hinaus kann ein Frequenzbereich, der wiedergegeben werden kann, auf niedrige Frequenzen erweitert werden. Die Größe des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung kann ungeachtet der hohen Niederfrequenzeigenschaften verringert werden.
(1-1) Vorzugsweise sind bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (1) die vorderseitige Elektrodenschicht und die hinterseitige Elektrodenschicht durch Beschichten der dielektrischen Schicht mit einem Elektrodenmaterial als Material der vorderseitigen Elektrodenschicht und der hinterseitigen Elektrodenschicht gebildet. Entsprechend dieser Ausgestaltung können die Bildung der vorderseitigen Elektrodenschicht und der hinterseitigen Elektrodenschicht und die Anordnung der vorderseitigen Elektrodenschicht und der hinterseitigen Elektrodenschicht gleichzeitig durchgeführt werden.
(1-2) Vorzugsweise sind bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (1) die vorderseitige Elektrodenschicht und die hinterseitige Elektrodenschicht mit der dielektrischen Schicht verbunden. Entsprechend dieser Ausgestaltung können die vorderseitige Elektrodenschicht und die hinterseitige Elektrodenschicht fest an der dielektrischen Schicht fixiert sein.
(2) Bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (1) weist das zwischengelagerte Element eine größere Federkonstante in einer Vorne-Hinten-Richtung als in einer Oberflächenrichtung auf. Entsprechend dieser Ausgestaltung ist weniger wahrscheinlich, dass das zwischengelagerte Element in der Vorne-Hinten-Richtung expandiert und kontrahiert. Dies kann den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten verringern. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird das zwischengelagerte Element in der Oberflächenrichtung tendenziell verformt. Daher expandiert und kontrahiert das zwischengelagerte Element tendenziell entsprechend der Expansion und Kontraktion in der Oberflächenrichtung der Schwingungsabschnitte.
(3) Vorzugsweise überlagert bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (1) oder (2) die Schaltungssektion Vorspannungen einer selben Polarität den Signalwellen mit zueinander entgegengesetzten Phasen, und legt die jeweiligen sich ergebenden Spannungen an der vorderseitigen Elektrodenschicht des vorderseitigen Schwingungsabschnittes und der hinterseitigen Elektrodenschicht des hinterseitigen Schwingungsabschnittes an, und es sind die hinterseitige Elektrodenschicht des vorderseitigen Schwingungsabschnittes und die vorderseitige Elektrodenschicht des hinterseitigen Schwingungsabschnittes geerdet. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann das Paar von Schwingungsabschnitten leicht in entgegengesetzten Richtungen betrieben werden.
(4) Vorzugsweise weist bei einer beliebigen der vorbeschriebenen Ausgestaltungen (1) bis (3) der Schwingungsabschnitt eine vorderseitige Schutzschicht, die auf einer Vorderseite der vorderseitigen Elektrodenschicht platziert ist, isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer besteht, und eine hinterseitige Schutzschicht, die auf einer Hinterseite der hinterseitigen Elektrodenschicht platziert ist, isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer besteht, auf. Entsprechend dieser Ausgestaltung können die isolierenden Eigenschaften der Schwingungsabschnitte leicht sichergestellt werden.
(5) Vorzugsweise ist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (4) der Schwingungsabschnitt eine Filmanordnung, in der die vorderseitige Schutzschicht, die vorderseitige Elektrodenschicht, die dielektrische Schicht, die hinterseitige Elektrodenschicht und die hinterseitige Schutzschicht von der Vorderseite hin zu der Hinterseite gestapelt sind. Entsprechend dieser Ausgestaltung werden die vorderseitige Schutzschicht, die vorderseitige Elektrodenschicht, die dielektrische Schicht, die hinterseitige Elektrodenschicht und die hinterseitige Schutzschicht als integrales Teil zusammengehalten. Dies erleichtert den Zusammenbauvorgang des Lautsprechers.
(6) Vorzugsweise beinhaltet bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (5) der Lautsprecher des Weiteren: ein vorderseitiges Rahmenelement, das auf einer Vorderseite der vorderseitigen Filmanordnung platziert ist, und ein hinterseitiges Rahmenelement, das auf einer Hinterseite der hinterseitigen Filmanordnung platziert ist, wobei die vorderseitige Filmanordnung und die hinterseitige Filmanordnung in der Vorne-Hinten-Richtung durch das vorderseitige Rahmenelement und das hinterseitige Rahmenelement gehalten und fixiert sind.
Jedes von dem Paar von Filmanordnungen weist einen fixierten Abschnitt (Abschnitt, der an dem vorderseitigen Rahmenelement und dem hinterseitigen Rahmenelement fixiert ist) und einen Rahmeninternabschnitt (Abschnitt, der innerhalb des Rahmens des vorderseitigen Rahmenelementes und des hinterseitigen Rahmenelementes platziert ist) auf. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann ein Gelenkstützpunkt (hinge fulcrum) (Stützpunkt der Schwingung des Rahmeninternabschnittes) an der Grenze zwischen dem fixierten Abschnitt und dem Rahmeninternabschnitt platziert sein.
(6-1) Vorzugsweise weist bei der Ausgestaltung (6) jedes von dem Paar von Filmanordnungen den fixierten Abschnitt, der an dem vorderseitigen Rahmenelement und dem hinterseitigen Rahmenelement fixiert ist, und den Rahmeninternabschnitt, der innerhalb des Rahmens des vorderseitigen Rahmenelementes und des hinterseitigen Rahmenelementes platziert ist, auf, wobei der Gelenkstützpunkt an der Grenze zwischen dem fixierten Abschnitt und dem Rahmeninternabschnitt platziert ist, das zwischengelagerte Element innerhalb des Rahmens des vorderseitigen Rahmenelementes und des hinterseitigen Rahmenelementes platziert ist, und ein Kantenelement, das steifer bzw. fester als das zwischengelagerte Element ist, zwischen dem Gelenkstützpunkt und dem zwischengelagerten Element platziert ist. Entsprechend dieser Ausgestaltung können die Filmanordnungen in Bezug auf den Gelenkstützpunkt stark in Schwingung versetzt werden. Dies kann die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen vergrößern.
(7) Vorzugsweise weist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (6) jedes von dem vorderseitigen Rahmenelement und dem hinterseitigen Rahmenelement ein Paar von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten mit Orientierung zueinander in der Oberflächenrichtung auf. Entsprechend dieser Ausgestaltung können die Filmanordnungen in Bezug auf den Gelenkstützpunkt stark in Schwingung versetzt werden. Dies kann die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen vergrößern.
(8) Vorzugsweise weist bei irgendeiner der vorbeschriebenen Ausgestaltungen (1) bis (7) das zwischengelagerte Element eine Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern auf, die in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind, wobei wenigstens zwei aus der Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern voneinander verschiedene Federkonstanten in der Vorne-Hinten-Richtung aufweisen.
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann das gesamte zwischengelagerte Element gegen die Schwingungsabschnitte durch eine elastische Kraft des zwischengelagerten Körpers mit einer kleineren Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung gedrückt werden. Die gesamten Schwingungsabschnitte können daher jeweils gleichmäßig in Schwingung versetzt werden. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Phase der Schwingungswelle über jeden der Schwingungsabschnitte hinweg variiert. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten durch eine elastische Kraft des zwischengelagerten Körpers mit einer größeren Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung verringert werden.
(9) Vorzugsweise ist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (8) die Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern ein innerer zwischengelagerter Körper und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern, die auf beiden Seiten des inneren zwischengelagerten Körpers in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind und mit dem Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten in Kontakt stehen, und es weist der innere zwischengelagerte Körper eine größere Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung als die äußeren zwischengelagerten Körper auf.
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten durch den inneren zwischengelagerten Körper verringert werden. Entsprechend dieser Ausgestaltung kam das gesamte zwischengelagerte Element gegen die Schwingungsabschnitte durch die äußeren zwischengelagerten Körper gedrückt werden.
(9-1) Vorzugsweise besteht bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (9) der innere zwischengelagerte Körper aus einem Schaummaterial (beispielsweise Polystyrolschaum), und es bestehen die äußeren zwischengelagerten Körper aus einem Schwammmaterial (beispielsweise Polyurethanschaum).
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann das Gewicht des zwischengelagerten Elementes verringert werden. Die äußeren zwischengelagerten Körper, die aus dem Schwammmaterial bestehen, sind porös. Jeder der äußeren zwischengelagerten Körper weist daher eine kleinere Kontaktzone mit dem Schwingungsabschnitt auf. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird der Reibungswiderstand zwischen dem Schwingungsabschnitt und dem äußeren zwischengelagerten Körper verringert. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Expansion und Kontraktion in der Oberflächenrichtung des Schwingungsabschnittes durch den äußeren zwischengelagerten Körper verhindert werden.
(10) Vorzugsweise ist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (8) die Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern ein innerer zwischengelagerter Körper und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern, die auf beiden Seiten des inneren zwischengelagerten Körpers in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind und mit dem Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten in Kontakt stehen, und es weist der innere zwischengelagerte Körper eine kleinere Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung als die äußeren zwischengelagerten Körper auf.
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten durch die äußeren zwischengelagerten Körper verringert werden. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann das gesamte zwischengelagerte Element gegen die Schwingungsabschnitte durch den inneren zwischengelagerten Körper gedrückt werden.
(10-1) Vorzugsweise besteht bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (10) der innere zwischengelagerte Körper aus einem Schwammmaterial (beispielsweise Polyurethanschaum), und die äußeren zwischengelagerten Körper bestehen aus einem Schaummaterial (beispielsweise Polystyrolschaum). Entsprechend dieser Ausgestaltung kann das Gewicht des zwischengelagerten Elementes verringert werden.
(10-2) Vorzugsweise ist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung (10) ein Schmiermittel (beispielsweise Fett) auf die äußeren Oberflächen der äußeren zwischengelagerten Körper aufgetragen. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird der Reibungswiderstand zwischen dem Schwingungsabschnitt und dem äußeren zwischengelagerten Körper verringert. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Expansion und Kontraktion in der Oberflächenrichtung des Schwingungsabschnittes durch den äußeren zwischengelagerten Körper verhindert werden.
Wirkungen der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Lautsprecher bereitgestellt werden, der eine niedrige angelegte Spannung erfordert, dessen Größe verringert sein kann und der hinsichtlich der Niederfrequenzeigenschaften verbessert sein kann.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechers eines ersten Ausführungsbeispieles.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung II-II in 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung III-III in 1.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Lautsprechers.
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer vorderen Filmanordnung des Lautsprechers.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer rückwärtigen Filmanordnung des Lautsprechers.
7 ist eine Darstellung des Betriebs des Lautsprechers.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines zwischengelagerten Elementes eines Lautsprechers eines zweiten Ausführungsbeispieles.
9 ist eine Längsschnittansicht eines Lautsprechers eines dritten Ausführungsbeispieles.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches in einem Kreis X von 9.
11 ist eine Vertikalschnittansicht eines Lautsprechers eines vierten Ausführungsbeispieles.
12 ist eine Vertikalschnittansicht eines Lautsprechers eines fünften Ausführungsbeispieles.
13 ist ein Graph zur Darstellung des experimentellen Ergebnisses einer Schalllautstärkemessung.

Bezugszeichenliste

1: Lautsprecher
2: Filmanordnung
20: dielektrische Schicht
21: vorderseitige Elektrodenschicht
22: hinterseitige Elektrodenschicht
23: vorderseitige Schutzschicht
24: hinterseitige Schutzschicht
3: Filmanordnung
30: dielektrische Schicht
31: vorderseitige Elektrodenschicht
32: hinterseitige Elektrodenschicht
33: vorderseitige Schutzschicht
34: hinterseitige Schutzschicht
4: zwischengelagertes Element
40: Loch
41: Kantenelement
42: innerer zwischengelagerter Körper
43: äußerer zwischengelagerter Körper
5: Schaltungssektion
50a: AC-Leistungsversorgung
50b: AC-Leistungsversorgung
51: DC-Vorspannungsleistungsversorgung
53: Schalter
6: vorderseitiges Rahmenelement
60L: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
60R: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
61D: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
61U: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
7: hinterseitiges Rahmenelement
70L: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
70R: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
71D: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
71U: entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seite
80: erster äußerer Elektrodenschichtanschluss
81: Mutter
82: zweiter äußerer Elektrodenschichtanschluss
83: Mutter
84: innerer Elektrodenschichtanschluss
85: Mutter
86: Bolzen
87: Mutter
H: Gelenkstützpunkt
K1 bis K3: Federkonstanten
P1: fixierter Abschnitt
P2: Rahmeninternabschnitt
Vp: Vorspannung

Ausführungsweisen der Erfindung
Ausführungsbeispiele eines Lautsprechers entsprechend der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Gesamtaufbau des Lautsprechers
Zunächst wird der Gesamtaufbau eines Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles beschrieben. In den nachfolgenden Figuren entspricht vorne der „Vorderseite“ der vorliegenden Erfindung, während „rückwärtig“ bzw. „hinten“ der „Hinterseite“ der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Längsrichtung (Richtung, in der eine vordere Filmanordnung, ein zwischengelagertes Element und eine rückwärtige Filmanordnung gestapelt sind, was nachstehend noch beschrieben wird) entspricht der „Vorne-Hinten-Richtung“ der vorliegenden Erfindung. Die vertikalen und horizontalen Richtungen (Richtungen senkrecht zur Längsrichtung) entsprechen der „Oberflächenrichtung“ der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine perspektivische Ansicht des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung II-II in 1. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Richtung III-III in 1. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Lautsprechers.
Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, beinhaltet ein Lautsprecher 1 der vorliegenden Erfindung eine vordere Filmanordnung 2, eine rückwärtige Filmanordnung 3, ein zwischengelagertes Element 4, eine Schaltungssektion (nicht gezeigt), ein vorderseitiges Rahmenelement 6, ein hinterseitiges Rahmenelement 7, einen ersten äußeren Elektrodenschichtanschluss 80, eine Mutter 81, einen zweiten äußeren Elektrodenschichtanschluss 82, eine Mutter 83, einen inneren Elektrodenschichtanschluss 84, eine Mutter 85, vier Bolzen 86 und vier Muttern 87.
Das vorderseitige Rahmenelement 6 besteht aus einem Harz und liegt in Form eines rechteckigen Rahmens vor. Das vorderseitige Rahmenelement 6 weist entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seiten 60L, 60R, 61U, 61D auf. Jede der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten 60L, 60R, 61U, 61D ist linear. Die entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten 60L, 60R sind zueinander in der seitlichen Richtung orientiert. Die entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten 61U, 61D sind zueinander in der vertikalen Richtung orientiert.
Wie nachstehend beschrieben wird, liegt die vordere Filmanordnung 2 in Form eines vierseitigen Filmes mit einer Fünf-Schicht-Struktur vor. Die Filmanordnung 2 ist hinter dem vorderseitigen Rahmenelement 6 platziert. Die Filmanordnung 2 steht infolge des zwischengelagerten Elementes 4, das nachstehend noch beschrieben wird, nach vorne vor. Dies bedeutet, dass die Filmanordnung 2 eine konvexe Form aufweist, die sich nach vorne wölbt.
Das zwischengelagerte Element 4 besteht aus einem Polyurethanschaum und liegt in der Form einer vierseitigen Platte vor. Das zwischengelagerte Element 4 ist zwischen der Filmanordnung 2 angeordnet. Das zwischengelagerte Element 4 ist derart platziert, dass es in der Längsrichtung komprimiert wird. Das zwischengelagerte Element 4 drückt daher elastisch die Filmanordnung 2 nach vorne und drückt die Filmanordnung 3 elastisch nach hinten.
Wie nachstehend noch beschrieben wird, liegt die rückwärtige Filmanordnung 3 in Form eines vierseitigen Filmes mit einer Fünf-Schicht-Struktur vor. Die Filmanordnung 3 ist hinter dem zwischengelagerten Element 4 platziert. Die Filmanordnung 3 steht infolge des zwischengelagerten Elementes 4 nach hinten vor. Dies bedeutet, dass die Filmanordnung 3 eine konvexe Form aufweist, die sich nach hinten wölbt.
Der Aufbau des hinterseitigen Rahmenelementes 7 ist ähnlich zu demjenigen des vorderseitigen Rahmenelementes 6. Dies bedeutet, dass das hinterseitige Rahmenelement 7 vier entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seiten 70L, 70R, 71U, 71D aufweist. Das hinterseitige Rahmenelement 7 ist hinter der Filmanordnung 3 platziert.
Bei dem Lautsprecher 1 sind das vorderseitige Rahmenelement 6, die Filmanordnung 2, das zwischengelagerte Element 4, die Filmanordnung 3 und das hinterseitige Rahmenelement 7 in dieser Reihenfolge von vorne nach hinten gestapelt (nachstehend werden diese Elemente kollektiv als „Stapel“ bezeichnet).
Die vier Bolzen 86 sind an vier Ecken des Stapels angeordnet. Die vier Bolzen 86 erstrecken sich durch den Stapel in der Längsrichtung. Die Muttern 87 sind an den rückwärtigen Enden der jeweiligen vier Bolzen 86 festgezogen. Die Elemente des Stapels werden als integrales Teil durch die vier Bolzen 86 und die vier Muttern 87 zusammengehalten.
Der erste äußere Elektrodenschichtanschluss 80 besteht aus einem Metall und liegt in Form eines Bolzens vor. Der erste äußere Elektrodenschichtanschluss 80 ist in der Mitte der linken Seite des Stapels in der vertikalen Richtung platziert. Der erste äußere Elektrodenschichtanschluss 80 erstreckt sich durch den Stapel in der Längsrichtung. Die Mutter 81 ist an dem rückwärtigen Ende des ersten äußeren Elektrodenschichtanschlusses 80 festgezogen.
Der zweite äußere Elektrodenschichtanschluss 82 besteht aus einem Metall und liegt in Form eines Bolzens vor. Der zweite äußere Elektrodenschichtanschluss 82 ist in der Mitte der rechten Seite des Stapels in der vertikalen Richtung platziert. Der zweite äußere Elektrodenschichtanschluss 82 erstreckt sich durch den Stapel in der Längsrichtung. Die Mutter 83 ist an dem rückwärtigen Ende des zweiten äußeren Elektrodenschichtanschlusses 82 festgezogen.
Der innere Elektrodenschichtanschluss 84 besteht aus einem Metall und liegt in Form eines Bolzens vor. Der innere Elektrodenschichtanschluss 84 ist in der Mitte der oberen Seite des Stapels in der seitlichen Richtung platziert. Der innere Elektrodenschichtanschluss 84 erstreckt sich durch den Stapel in der Längsrichtung. Die Mutter 85 ist an dem rückwärtigen Ende des inneren Elektrodenschichtanschlusses 84 festgezogen.
Die vier Seiten der Filmanordnungen 2, 3 sind in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 bei einer Betrachtung von vorne oder hinten gehalten und fixiert. Das zwischengelagerte Element 6 ist in dem Rahmen des vorderseitigen Rahmenelementes 6 und des hinterseitigen Rahmenelementes 7 bei einer Betrachtung von vorne oder hinten untergebracht.
Aufbau der vorderen Filmanordnung 2
Der Aufbau der vorderen Filmanordnung 2 des Lautsprechers 1 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der vorderen Filmanordnung des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet die Filmanordnung 2 eine dielektrische Schicht 20, eine vorderseitige Elektrodenschicht 21, eine hinterseitige Elektrodenschicht 22, eine vorderseitige Schutzschicht 23 und eine hinterseitige Schutzschicht 24.
Jede dieser Schichten liegt in Form eines vierseitigen Filmes vor. Diese Schichten sind in der Reihenfolge der vorderseitigen Schutzschicht 23, der vorderseitigen Elektrodenschicht 21, der dielektrischen Schicht 20, der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 und der hinterseitigen Schutzschicht 24 von vorne nach hinten gestapelt. Jede von der vorderseitigen Schutzschicht 23 und der hinterseitigen Schutzschicht 24 besteht aus hydrogeniertem Nitrilgummi (H-NBR). Jede von der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 besteht aus einem Elektrodenmaterial, so beispielsweise Akrylgummi, der Kohlenstoffpulver als Füllstoff enthält. Die dielektrische Schicht 20 besteht aus H-NBR. Insbesondere werden die vorderseitige Elektrodenschicht 21 und die hinterseitige Elektrodenschicht 22 durch Beschichten der dielektrischen Schicht 20 mit einer Farbe, die das Elektrodenmaterial enthält (beispielsweise durch Siebdruck und dergleichen), gebildet.
5 zeigt die Größen der vorderseitigen Schutzschicht 23, der dielektrischen Schicht 20 und der hinterseitigen Schutzschicht 24 durch gepunktete Linien. Wie in 5 gezeigt ist, sind die vorderseitige Elektrodenschicht 21 und die hinterseitige Elektrodenschicht 22 kleiner als die vorderseitige Schutzschicht 23, die dielektrische Schicht 20 und die hinterseitige Schutzschicht 24.
Die oberen, unteren und rechten Seiten der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 sind in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 weder gehalten noch fixiert. Die linke Seite der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 ist in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 gehalten und fixiert. Wie in 3 gezeigt ist, erstreckt sich der erste äußere Elektrodenschichtanschluss 80 durch die linke Seite der vorderseitigen Elektrodenschicht 21. Die Vorderseite der Elektrodenschicht 21 ist elektrisch mit dem ersten äußeren Elektrodenschichtanschluss 80 verbunden.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die linken, unteren und rechten Seiten der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 weder gehalten noch fixiert. Die obere Seite der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 ist in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 gehalten und fixiert. Wie in 2 gezeigt ist, erstreckt sich der innere Elektrodenschichtanschluss 84 durch die obere Seite der hinterseitigen Elektrodenschicht 22. Die hinterseitige Elektrodenschicht 22 ist elektrisch mit dem inneren Elektrodenschichtanschluss 84 verbunden.
Aufbau der rückwärtigen Filmanordnung 3
Der Aufbau der rückwärtigen Filmanordnung 3 des Lautsprechers 1 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der rückwärtigen Filmanordnung des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 gezeigt ist, beinhaltet die Filmanordnung 3 eine dielektrische Schicht 30, eine vorderseitige Elektrodenschicht 31, eine hinterseitige Elektrodenschicht 32, eine vorderseitige Schutzschicht 33 und eine hinterseitige Schutzschicht 34.
Jede dieser Schichten liegt in Form eines vierseitigen Filmes vor. Diese Schichten sind in der Reihenfolge der vorderseitigen Schutzschicht 33, der vorderseitigen Elektrodenschicht 31, der dielektrischen Schicht 30, der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 und der hinterseitigen Schutzschicht 34 von vorne nach hinten gestapelt. Jede von der vorderseitigen Schutzschicht 33 und der hinterseitigen Schutzschicht 34 besteht aus H-NBR. Jede von der vorderseitigen Elektrodenschicht 31 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 besteht aus einem Elektrodenmaterial, so beispielsweise Akrylgummi, der Kohlenstoffpulver als Füllstoff enthält. Die dielektrische Schicht 30 besteht aus H-NBR. Insbesondere werden die vorderseitige Elektrodenschicht 31 und die hinterseitige Elektrodenschicht 32 durch Beschichten der dielektrischen Schicht 30 mit einer Farbe, die das Elektrodenmaterial enthält (beispielsweise durch Siebdruck und dergleichen), gebildet.
6 zeigt die Größen der vorderseitigen Schutzschicht 33, der dielektrischen Schicht 30 und der hinterseitigen Schutzschicht 34 durch gepunktete Linien. Wie in 6 gezeigt ist, sind die vorderseitige Elektrodenschicht 31 und die hinterseitige Elektrodenschicht 32 kleiner als die vorderseitige Schutzschicht 33, die dielektrische Schicht 33 und die hinterseitige Schutzschicht 34.
Die linken, unteren und rechten Seiten der vorderseitigen Elektrodenschicht 31 sind in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 weder gehalten noch fixiert. Die obere Seite der vorderseitigen Elektrodenschicht 31 ist in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 gehalten und fixiert. Wie in 2 gezeigt ist, erstreckt sich der innere Elektrodenschichtanschluss 84 durch die obere Seite der vorderseitigen Elektrodenschicht 31. Die vorderseitige Elektrodenschicht 31 ist elektrisch mit dem inneren Elektrodenschichtanschluss 84 verbunden.
Wie in 6 gezeigt ist, sind die oberen, unteren und linken Seiten der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 weder gehalten noch fixiert. Die rechte Seite der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 ist in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gemäß Darstellung in 4 gehalten und fixiert. Wie in 3 gezeigt ist, erstreckt sich der zweite äußere Elektrodenschichtanschluss 82 durch die rechte Seite der hinterseitigen Elektrodenschicht 32. Die hinterseitige Elektrodenschicht 32 ist elektrisch mit dem zweiten äußeren Elektrodenschichtanschluss 82 verbunden.
Aufbau der Schaltungssektion
Der Aufbau der Schaltungssektion des Lautsprechers 1 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. 7 ist eine Darstellung des Betriebes des Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles. 7 zeigt schematisch den Stapel. Wie in 7 gezeigt ist, beinhaltet die Schaltungssektion 5 zwei AC-Leistungsversorgungen 50a, 50b (AC Wechselstrom), eine DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 (DC Gleichstrom) und einen Schalter 53.
Die beiden AC-Leistungsversorgungen 50a, 50b legen AC-Spannungen auf Grundlage eines wiederzugebenden Schalls, nämlich Signalwellen, an dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 an. Insbesondere ist die AC-Leistungsversorgung 50a elektrisch mit dem ersten äußeren Elektrodenschichtanschluss 80 (das heißt der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 der Filmanordnung 2) verbunden. Die AC-Leistungsversorgung 50b ist elektrisch mit dem zweiten äußeren Elektrodenschichtanschluss 82 (das heißt der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 der Filmanordnung 3) verbunden. Die Phase der Signalwelle der AC-Leistungsversorgung 50a ist entgegengesetzt zu derjenigen der Signalwelle der AC-Leistungsversorgung 50b. Der innere Elektrodenschichtanschluss 84 (das heißt die hinterseitige Elektrodenschicht 22 der Filmanordnung 2 und die vorderseitige Elektrodenschicht 31 der Filmanordnung 3) ist über den Schalter 53 geerdet.
Die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 ist zwischen dem Schalter 53 und den beiden AC-Leistungsversorgungen 50a, 50b platziert. An der DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 liegt eine Vorspannung in einer Richtung an, in der die Spannung in der Richtung von der AC-Leistungsversorgung 50a hin zu dem ersten äußeren Elektrodenschichtanschluss 80 zunimmt (das heißt die Richtung von der AC-Leistungsversorgung 50b hin zu dem zweiten äußeren Elektrodenschichtanschluss 82). Dies bedeutet, dass die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 eine positive Vorspannung anlegt.
Die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 und die AC-Leistungsversorgung 50a überlagern damit die positive Vorspannung der Signalwelle und legen die sich ergebende Spannung an der Filmanordnung 2 an. Darüber hinaus überlagern die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 und die AC-Leistungsversorgung 50b die positive Vorspannung der Signalwelle und legen die sich ergebende Spannung an der Filmanordnung 3 an.
Betrieb des Lautsprechers 1
Der Betrieb des Lautsprechers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles wird nachstehend beschrieben. Wie in 7 gezeigt ist, ist der Schalter 53 in einem Stoppzustand offen. Entsprechend liegt keine Spannung an dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 an.
Der Schalter 53 ist in einem Vorspannungsanlegezustand geschlossen. Entsprechend ist eine Vorspannung Vb an jeder aus dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 angelegt. Ist die Vorspannung Vb angelegt, so wird die elektrostatische Anziehung zwischen der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 der Filmanordnung 2 erzeugt. Damit kontrahiert die dielektrische Schicht 20 in der Längsrichtung. Die dielektrische Schicht 20 expandiert zudem in der Oberflächenrichtung (Richtung senkrecht zu der Längsrichtung). Auf ähnliche Weise kontrahiert die dielektrische Schicht 30 der Filmanordnung 3 in der Längsrichtung. Die dielektrische Schicht 30 expandiert in der Oberflächenrichtung (Richtung senkrecht zu der Längsrichtung).
In einem Schallwiedergabezustand α werden Signalwellen mit zueinander entgegengesetzten Phasen an die Filmanordnung 2 und die Filmanordnung 3 übertragen. Die elektrostatische Anziehung zwischen der vorderseitigen Elektrodenschicht 31 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 der Filmanordnung 3 wird verringert. Entsprechend expandiert die dielektrische Schicht 30 in der Längsrichtung. Die dielektrische Schicht 30 kontrahiert ebenso in der Oberflächenrichtung. Dies bedeutet, dass die Beanspruchung (tension) der dielektrischen Schicht 30 und damit der Filmanordnung 3 zunimmt. Das Ausmaß, in dem die Filmanordnung 3 nach hinten vorsteht, wird daher verringert. Es liegt daher eine Last an dem zwischengelagerten Element 4 in der Richtung von hinten nach vorne an. Demgegenüber nimmt die elektrostatische Anziehung zwischen der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 22 der Filmanordnung 2 zu. Entsprechend kontrahiert die dielektrische Schicht 20 in der Längsrichtung. Die dielektrische Schicht 20 expandiert zudem in der Oberflächenrichtung. Dies bedeutet, dass die Beanspruchung der dielektrischen Schicht 20 und damit der Filmanordnung 2 verringert wird. Mit anderen Worten, die Filmanordnung 2 erhält einen Durchhang. Zu diesem Zeitpunkt liegt eine Last von der Filmanordnung 3 an dem zwischengelagerten Element 4 in der Richtung von hinten nach vorne an. Diese Last beseitigt den Durchhang der Filmanordnung 2 und bewirkt, dass die Filmanordnung 2 weiter nach vorne vorsteht. Mit anderen Worten, das Ausmaß, in dem die Filmanordnung 2 nach vorne vorsteht, wird vergrößert. In dem Schallwiedergabezustand α schwingt das Paar von Filmanordnungen 2, 3 daher stark von hinten nach vorne.
In einem Schallwiedergabezustand β werden Signalwellen mit zueinander entgegengesetzten Phasen an die Filmanordnung 2 und die Filmanordnung 3 übertragen. Die Wellenformen der Signalwellen sind indes in Bezug auf den Schallwiedergabezustand α umgedreht. Die Bewegung der Filmanordnung 2 in dem Schallwiedergabezustand β ist ähnlich zu derjenigen der Filmanordnung 3 in dem Schallwiedergabezustand α. Zudem ist die Bewegung der Filmanordnung 3 in dem Schallwiedergabezustand β ähnlich zu derjenigen der Filmanordnung 2 in dem Schallwiedergabezustand α. In dem Schallwiedergabezustand β schwingt das Paar von Filmanordnungen 2, 3 stark von vorne nach hinten.
Funktionen und Effekte
Funktionen und Effekte des Lautsprechers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles werden nachstehend beschrieben. Wie in 7 gezeigt ist, beinhaltet der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles das Paar von Filmanordnungen 2, 3, das zwischengelagerte Element 4 und die Schaltungssektion 5. Das zwischengelagerte Element 4 ist zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 zwischengelagert. Die Schaltungssektion 5 überträgt Signalwellen auf Grundlage von Schall an das Paar von Filmanordnungen 2, 3 derart, dass die an die Filmanordnungen 2, 3 übertragenen Signalwellen zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen. Das Paar von Filmanordnungen 2, 3 wird daher in zueinander entgegengesetzten Richtungen betrieben. In dem Fall beispielsweise, in dem die rückwärtige Filmanordnung 3 in der Oberflächenrichtung kontrahiert, expandiert die vordere Filmanordnung 2 in der Oberflächenrichtung. In dem Fall jedoch, in dem die vordere Filmanordnung 2 in der Oberflächenrichtung kontrahiert, expandiert die rückwärtige Filmanordnung 3 in der Oberflächenrichtung.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann eine Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 über das zwischengelagerte Element 4 übertragen werden. Dies kann die Längsschwingung des Paares von Filmanordnungen 2, 3 vergrößern und daher die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen 2, 3 vergrößern. Entsprechend können die Niederfrequenzeigenschaften des Lautsprechers 1 ungeachtet einer niedrigen, an den Filmanordnungen 2, 3 angelegten Spannung verbessert werden. Der Schalldruck in einem Niederfrequenzbereich kann beispielsweise vergrößert werden. Darüber hinaus kann ein Frequenzbereich, der wiedergegeben werden kann, auf niedrigere Frequenzen erweitert werden. Die Größe des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung kann ungeachtet der hohen Niederfrequenzeigenschaften verringert werden. Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist in der Längsrichtung kurz. Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist zudem flexibel. Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles bietet daher beim Einbau eine große Flexibilität. Entsprechend kann der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles beispielsweise leicht an einem Fahrzeugsitz (Sitzoberfläche, Rückenlehne, Kopfstütze und dergleichen mehr), einem Paneel, das in einem Fahrzeuginnenraum freiliegt (Instrumentenfeld bzw. Armaturenbrett, Türrahmen, Decke und dergleichen mehr) und dergleichen mehr platziert werden. Insbesondere wird ein Polster, das aus Polyurethanschaum besteht, als Puffer in dem Sitz verwendet. Entsprechend kann dasselbe Material (Polyurethanschaum) für das zwischengelagerte Element 4 und den Sitz verwendet werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles werden die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 durch Beschichten der dielektrischen Schichten 20, 30 mit einer Elektrodenmaterial enthaltenden Farbe gebildet. Entsprechend können die Bildung der vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und der hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 und die Anordnung der vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und der hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 gleichzeitig durchgeführt werden.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist das zwischengelagerte Element 4 zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 derart platziert, dass es in der Längsrichtung komprimiert wird. Entsprechend weist das zwischengelagerte Element 4 eine größere Federkonstante in der Längsrichtung als in der Oberflächenrichtung auf. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass das zwischengelagerte Element 4 in der Längsrichtung expandiert und kontrahiert. Dies kann den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 verringern. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles wird das zwischengelagerte Element 4 tendenziell in der Oberflächenrichtung verformt. Damit expandiert und kontrahiert das zwischengelagerte Element 4 tendenziell entsprechend der Expansion und Kontraktion in der Oberflächenrichtung der Filmanordnungen 2, 3.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 der vorliegenden Erfindung beinhaltet, wie in 5 und 6 gezeigt ist, jede von den Filmanordnungen 2, 3 die vorderseitige Schutzschicht 23, 33 und die hinterseitige Schutzschicht 24, 34. Jede von der vorderseitigen Schutzschicht 23, 33 und der hinterseitigen Schutzschicht 24, 34 weist isolierende Eigenschaften auf. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles können die isolierenden Eigenschaften der Filmanordnungen 2, 3 daher leicht sichergestellt werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles weist, wie in 5 und 6 gezeigt ist, jede der Filmanordnungen 2, 3 eine Struktur auf, in der die vorderseitige Schutzschicht 23, 33, die vorderseitige Elektrodenschicht 21, 31, die dielektrische Schicht 20, 30 und die hinterseitige Elektrodenschicht 22, 32 sowie die hinterseitige Schutzschicht 24, 34 von vorne nach hinten als integriertes Teil zusammengehalten werden. Dies erleichtert den Zusammenbauvorgang des Lautsprechers 1.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles sind, wie in 4 gezeigt ist, die Filmanordnung 2 und die Filmanordnung 3 in der Längsrichtung durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 gehalten und fixiert. Das zwischengelagerte Element 11 ist innerhalb des Rahmens des vorderseitigen Rahmenelementes 6 und des hinterseitigen Rahmenelementes 7 platziert. Dies bedeutet, dass das zwischengelagerte Element 4 indirekt durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 mit dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 in Dazwischenlagerung jeweils gehalten ist. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass das Wirken des zwischengelagerten Elementes 4 durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 eingeschränkt wird. Entsprechend kann die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen 2, 3 vergrößert werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles weist, wie in 2 und 3 gezeigt ist, jedes von dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 einen fixierten Abschnitt P1 (Abschnitt, der durch das vorderseitige Rahmenelement 6 und das hinterseitige Rahmenelement 7 fixiert ist) und einen Rahmeninternabschnitt P2 (Abschnitt, der innerhalb des Rahmens des vorderseitigen Rahmenelementes 6 und des hinterseitigen Rahmenelementes 7 befindlich ist) auf. Ein Gelenkstützpunkt (Stützpunkt der Schwingung des Rahmeninternabschnittes P2) kann an der Grenze zwischen dem fixierten Abschnitt P1 und dem Rahmeninternabschnitt P2 platziert werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 der vorliegenden Erfindung weist, wie in 4 gezeigt ist, jedes von dem vorderseitigen Rahmenelement 6 und dem hinterseitigen Rahmenelement 7 Paare von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten 60L, 60R, 61U, 61D, 70L, 70R, 71U, 71D mit Orientierung zueinander in der Oberflächenrichtung auf. Die Filmanordnungen 2, 3 können daher stark in Bezug auf den Gelenkstützpunkt in Schwingung versetzt werden. Die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen 2, 3 kann damit vergrößert werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 der vorliegenden Erfindung überlagert, wie in 7 gezeigt ist, die Schaltungssektion 5 die Signalwelle der positiven Spannung und legt die sich ergebende Spannung an der vorderseitigen Elektrodenschicht 21 der vorderen Filmanordnung 2 an. Die Schaltungssektion 5 überlagert die Signalwelle der positiven Spannung und legt die sich ergebende Spannung an der hinterseitigen Elektrodenschicht 32 der rückwärtigen Filmanordnung 3 an. Die hinterseitige Elektrodenschicht 22 der vorderen Filmanordnung 2 und die vorderseitige Elektrodenschicht 31 der rückwärtigen Filmanordnung 3 sind geerdet. Entsprechend kann das Paar von Filmanordnungen 2, 3 leicht in entgegengesetzten Richtungen betrieben werden.
Lautsprechereinbauräume weisen üblicherweise eine vierseitige Form auf. Weist ein Lautsprecher eine perfekte Kreisform auf und wird ein derartiger Lautsprecher in einem vierseitigen Lautsprechereinbauraum platziert, so entsteht tendenziell toter Raum in den vier Ecken. Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles weist eine vierseitige Form auf. Entsprechend ist sogar dann, wenn der Lautsprecher 1 in einem vierseitigen Lautsprechereinbauraum platziert wird, weniger wahrscheinlich, dass toter Raum in dem Lautsprechereinbauraum erzeugt wird.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles steht, wie in 2 und 3 gezeigt ist, die Filmanordnung 2 nach vorne vor, und die Filmanordnung 3 steht nach hinten vor. Dies bedeutet, dass das Paar von Filmanordnungen 2, 3 die Form einer doppelt konvexen Linse bildet. Daher sind die Filmanordnungen 2, 3 weniger von radial nach außen hin zu radial nach innen in dem in 7 gezeigten Stoppzustand im Vergleich zu demjenigen Fall erweitert, in dem die Filmanordnung 2 nach hinten zurückgenommen ist und die Filmanordnung 3 nach vorne zurückgenommen ist (dies bedeutet, dass das Paar von Filmanordnungen 2, 3 die Form einer doppelt konkaven Linse aufweist). Darüber hinaus ist auch in dem Schallwiedergabezustand weniger wahrscheinlich, dass die Filmanordnungen 2, 3 übermäßig von radial nach außen hin zu radial nach innen erweitert werden. Dies kann die Lebensdauer der Filmanordnungen 2, 3 und damit des Lautsprechers 1 verbessern. Es ist keine Schwingungsplatte in dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles von Nöten. Dies kann das Gewicht des Lautsprechers verringern und eine effiziente Umwandlung eines Audiosignals bewirken.
Zweites Ausführungsbeispiel
Der Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispieles dadurch, dass das zwischengelagerte Element eine Wabenstruktur aufweist. Nur die Unterschiede vom ersten Ausführungsbeispiel werden nachstehend beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht des zwischengelagerten Elementes des Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles. In 8 sind Abschnitte, die denjenigen von 4 entsprechen, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
Wie in 8 gezeigt ist, besteht das zwischengelagerte Element 4 aus Papier und liegt in Form einer vierseitigen Platte vor. Das zwischengelagerte Element 4 weist eine Mehrzahl von sechseckigen Löchern 40 auf. Die Mehrzahl von Löchern 40 erstreckt sich durch das zwischengelagerte Element 4 in der Längsrichtung. Die Mehrzahl von Löchern 40 sind regelmäßig in den seitlichen und vertikalen Richtungen angeordnet.
Eine Lochwand zwischen jedem Paar von benachbarten Löchern 40 wird tendenziell in den seitlichen und vertikalen Richtungen elastisch verformt. Das zwischengelagerte Element 4 expandiert und kontrahiert daher tendenziell in den seitlichen und vertikalen Richtungen. Dies bedeutet, dass das zwischengelagerte Element 4 kleine Federkonstanten in der Oberflächenrichtung (Federkonstante K2 in der seitlichen Richtung und Federkonstante K3 in der vertikalen Richtung) aufweist.
Demgegenüber wird die Lochwand zwischen jedem Paar von benachbarten Löchern 40 weniger wahrscheinlich elastisch in der Längsrichtung verformt. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass das zwischengelagerte Element 4 in der Längsrichtung expandiert und kontrahiert. Dies bedeutet, dass das zwischengelagerte Element 4 eine große Federkonstante K1 in der Längsrichtung aufweist.
Der Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles und der Lautsprecher des ersten Ausführungsbeispieles bieten ähnliche Funktionen und Effekte für Abschnitte mit demselben Aufbau. Entsprechend dem Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist die Federkonstante K1 in der Längsrichtung des zwischengelagerten Elementes 4 größer als die Federkonstanten in der Oberflächenrichtung hiervon (Federkonstante K2 in der seitlichen Richtung und Federkonstante K3 in der vertikalen Richtung). Dies kann den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen verringern. Entsprechend dem Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles wird das zwischengelagerte Element 4 in der Oberflächenrichtung tendenziell verformt. Daher expandiert und kontrahiert das zwischengelagerte Element 4 tendenziell entsprechend der Expansion und Kontraktion in der Oberflächenrichtung der Filmanordnungen.
Drittes Ausführungsbeispiel
Der Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispieles dadurch, dass vier Kantenelemente außerhalb des zwischengelagerten Elementes in der Oberflächenrichtung platziert sind. Es werden nur die Unterschiede vom ersten Ausführungsbeispiel nachstehend beschrieben. 9 ist eine Längsschnittansicht des Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles. In 9 sind die Abschnitte, die denjenigen von 2 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Wie in 9 gezeigt ist, sind Kantenelemente 41 außerhalb des zwischengelagerten Elementes 4 in der Oberflächenrichtung derart platziert, dass sie sich entlang jeder Seite (obere, untere, linke und rechte Seiten) erstrecken. Jedes der Kantenelemente 41 besteht aus einem Harz und liegt in Form eines Dreiecksprismas mit einem nach oben orientierten Vertex vor. Die Kantenelemente 41 sind stärker bzw. fester als das zwischengelagerte Element 4 und die Filmanordnungen 2, 3.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches in einem Kreis X in 9. Wie in 10 gezeigt ist, ist der Gelenkstützpunkt H an der Grenze zwischen dem fixierten Abschnitt P1 und dem Rahmeninternabschnitt P2 befindlich. Der Gelenkstützpunkt H dient als Stützpunkt der Schwingung des Rahmeninternabschnittes P2. Der Vertex des Kantenelementes 41 ist in dem Gelenkstützpunkt H platziert.
Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles und der Lautsprecher des ersten Ausführungsbeispieles bieten ähnliche Funktionen und Effekte für diejenigen Abschnitte, die denselben Aufbau aufweisen. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist der Vertex des Kantenelementes 41 an dem Gelenkstützpunkt H platziert. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass der Gelenkstützpunkt H verschoben wird. Dies bedeutet, dass weniger wahrscheinlich ist, dass der Stützpunkt verschoben wird, wenn der Rahmeninternabschnitt P2 schwingt. Die Filmanordnungen 2, 3 können daher in starke Schwingung versetzt werden. Die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen 2, 3 kann damit vergrößert werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Der Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispieles dadurch, dass das zwischengelagerte Element eine Drei-Schicht-Struktur aufweist. Es werden nur die Unterschiede vom ersten Ausführungsbeispiel nachstehend beschrieben. 11 ist eine Vertikalschnittansicht des Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles. In 11 sind diejenigen Abschnitte, die denjenigen von 2 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Wie in 11 gezeigt ist, beinhaltet das zwischengelagerte Element 4 einen inneren zwischengelagerten Körper 42 und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern 43, 44. Der innere zwischengelagerte Körper 42 besteht aus Polystyrolschaum und liegt in Form einer vierseitigen Platte vor. Jeder der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 besteht aus Polyurethanschaum und liegt in Form einer vierseitigen Platte vor. Der äußere zwischengelagerte Körper 43 ist vor dem inneren zwischengelagerten Körper 42 gestapelt. Der äußere zwischengelagerte Körper 44 ist hinter dem inneren zwischengelagerten Körper 42 gestapelt.
Der innere zwischengelagerte Körper 42 weist eine größere Federkonstante in der Längsrichtung als die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 auf. Der innere zwischengelagerte Körper 42 weist größere Federkonstanten in den vertikalen und seitlichen Richtungen als die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 auf. Die Dichte des inneren zwischengelagerten Körpers 42 ist kleiner oder gleich derjenigen der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44. Mit Blick auf die Längsdicke des Zentralabschnittes in den vertikalen und seitlichen Richtungen ist die Dicke T1 des inneren zwischengelagerten Körpers 42 größer als die Dicke T2 der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44.
Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles und der Lautsprecher des ersten Ausführungsbeispieles bieten ähnliche Funktionen und Effekte für die Abschnitte mit demselben Aufbau. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann das gesamte zwischengelagerte Element 4 gegen die Filmanordnungen 2, 3 durch die elastische Kraft der weichen äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 gedrückt werden. Die gesamten Filmanordnungen 2, 3 können daher jeweils gleichmäßig in Schwingung versetzt werden. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Phase der Schwingung über die Filmanordnungen 2, 3 hinweg variiert. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 durch die elastische Kraft des harten inneren zwischengelagerten Körpers 42 verringert werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles besteht der innere zwischengelagerte Körper 42 aus Polystyrolschaum, und die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 bestehen aus Polyurethanschaum. Dies kann das Gewicht des zwischengelagerten Elementes 4 verringern. Daher kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 verringert werden. Die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44, die aus Polyurethanschaum bestehen, sind porös. Die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 weisen daher jeweils eine kleine Kontaktzone mit den Filmanordnungen 2, 3 auf. Dies verringert den Reibungswiderstand zwischen der Filmanordnung 2, 3 und dem äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Expansion und Kontraktion in den vertikalen und seitlichen Richtungen der Filmanordnungen 2, 3 durch die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 verhindert wird.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist die Dicke T1 des harten inneren zwischengelagerten Körpers 42 größer als die Dicke T2 der weichen äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44. Dies kann den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 verringern.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Der Lautsprecher des vorliegenden Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispieles dadurch, dass das zwischengelagerte Element eine Drei-Schicht-Struktur aufweist. Es werden nur die Unterschiede vom ersten Ausführungsbeispiel nachstehend beschrieben. 12 ist eine Vertikalschnittansicht des Lautsprechers des vorliegenden Ausführungsbeispieles. In 12 sind die Abschnitte, die denjenigen von 2 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Wie in 12 gezeigt ist, beinhaltet das zwischengelagerte Element 4 einen inneren zwischengelagerten Körper 42 und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern 43, 44. Der innere zwischengelagerte Körper 42 besteht aus Polyurethanschaum und liegt in Form einer vierseitigen Platte vor. Jeder der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 besteht aus Polystyrolschaum und liegt in Form einer vierseitigen Platte vor. Der äußere zwischengelagerte Körper 43 ist vor dem inneren zwischengelagerten Körper 42 gestapelt. Wie durch die dicke Linie gezeigt ist, ist ein Fett G auf die vordere Oberfläche (äußere Oberfläche) des äußeren zwischengelagerten Körpers 43 aufgebracht. Der äußere zwischengelagerte Körper 44 ist hinter dem inneren zwischengelagerten Körper 42 gestapelt. Wie durch die dicke Linie gezeigt ist, ist das Fett G auf die rückwärtige Oberfläche (äußere Oberfläche) des äußeren zwischengelagerten Körpers 44 aufgetragen.
Der innere zwischengelagerte Körper 42 weist eine kleinere Federkonstante in der Längsrichtung als die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 auf. Der innere zwischengelagerte Körper 42 weist kleinere Federkonstanten in den vertikalen und seitlichen Richtungen als die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 auf. Die Dichte der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 ist kleiner oder gleich derjenigen des inneren zwischengelagerten Körpers 42. Mit Blick auf die Längsdicke des Zentralabschnittes in den vertikalen und seitlichen Richtungen ist die Dicke T2 der äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 größer als die Dicke T1 des inneren zwischengelagerten Körpers 42.
Der Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles und der Lautsprecher des ersten Ausführungsbeispieles bieten ähnliche Funktionen und Effekte für die Abschnitte mit demselben Aufbau. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann das gesamte zwischengelagerte Element 4 gegen die Filmanordnungen 2, 3 durch die elastische Kraft des weichen inneren zwischengelagerten Körpers 42 gedrückt werden. Die gesamten Filmanordnungen 2, 3 können daher jeweils gleichmäßig in Schwingung versetzt werden. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Phase der Schwingung über jede der Filmanordnungen 2, 3 hinweg variiert. Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann der Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 durch die elastische Kraft der harten äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 verringert werden.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles bestehen die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 aus Polystyrolschaum, und es besteht der innere zwischengelagerte Körper 42 aus Polyurethanschaum. Dies kann das Gewicht des zwischengelagerten Elementes 4 verringern und kann daher den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 verringern.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist die Dicke T2 der harten äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 größer als die Dicke T2 des weichen inneren zwischengelagerten Körpers 42. Dies kann den Übertragungsverlust der Last zwischen dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 verringern.
Entsprechend dem Lautsprecher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist das Fett G auf die vordere Oberfläche des äußeren zwischengelagerten Körpers 43 und die rückwärtige Oberfläche des äußeren zwischengelagerten Körpers 44 aufgetragen. Dies verringert den Reibungswiderstand zwischen dem äußeren zwischengelagerten Körper 43 und der hinterseitigen Schutzschicht 24 und verringert zudem den Reibungswiderstand zwischen dem äußeren zwischengelagerten Körper 44 und der vorderseitigen Schutzschicht 33. Entsprechend ist weniger wahrscheinlich, dass die Expansion und Kontraktion in den vertikalen und seitlichen Richtungen der Filmanordnungen 2, 3 durch die äußeren zwischengelagerten Körper 43, 44 verhindert wird.
Weitere
Vorstehend sind Ausführungsbeispiele des Lautsprechers entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt. Verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen erschließen sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Lautsprecher 1 derart platziert, dass die Vorne-Hinten-Richtung des Lautsprechers 1 der Längsrichtung entspricht. Die Richtung, in der der Lautsprecher 1 platziert ist, unterliegt jedoch keiner besonderen Beschränkung. Der Lautsprecher 1 kann beispielsweise derart platziert sein, dass die Vorne-Hinten-Richtung des Lautsprechers 1 der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung entspricht.
Die Struktur, das Material und dergleichen mehr des zwischengelagerten Elementes unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Das zwischengelagerte Element 4 kann beispielsweise ein fester Körper, ein poröser Körper (beispielsweise ein Schwammmaterial), ein Schaumkörper (beispielsweise ein Schaummaterial), ein Hohlkörper und dergleichen mehr sein. Für den Fall des Hohlkörpers kann das zwischengelagerte Element 4 mit einem Gas, einer Flüssigkeit und dergleichen mehr gefüllt sein. Die Schnittform der Löcher 40 entlang der Richtung senkrecht zu der Achse unterliegt keiner besonderen Beschränkung, sondern kann wenigstens eines sein, das unter einem perfekten Kreis, einer Ellipse, einem länglichen Loch, einem Vieleck (Dreieck, Viereck, Fünfeck, Siebeneck und dergleichen mehr) ausgewählt ist. Die Form des Lautsprechers 1 bei einer Betrachtung von vorne oder hinten unterliegt keiner besonderen Beschränkung und kann ein perfekter Kreis, ein Ellipse, ein längliches Loch, ein Vieleck (Dreieck, Fünfeck, Sechseck, Siebeneck und dergleichen mehr) und dergleichen mehr sein. Sowohl die vorderen wie auch die rückwärtigen Oberflächen des zwischengelagerten Elementes 4 können eine konkave Form aufweisen. Hierdurch wird es einfacher zu bewirken, dass die Filmanordnung 2 nach vorne vorsteht und die Filmanordnung 3 nach hinten vorsteht.
Für den Fall der Verwendung eines Polystyrolschaums als Material für das zwischengelagerte Element 4 unterliegt das Herstellungsverfahren des zwischengelagerten Elementes 4 keiner besonderen Beschränkung. Dies bedeutet, dass ein beliebiges von expandiertem Polystyrol (EPS), Polystyrolpapier (PSP) und extrudiertem Polystyrol (XPS) als zwischengelagertes Element 4 verwendet werden kann.
Die Anzahl der Stapel der „vorderseitigen Elektrodenschicht 21, 31, der dielektrischen Schicht 20, 30 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 22, 32“ in jeder Filmanordnung 2, 3 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die Schwingungsamplitude des Paares von Filmanordnungen 2, 3 kann vergrößert werden, wenn die Anzahl der Stapel vergrößert wird.
Das Verfahren zum Platzieren der vorderseitigen Elektrodenschicht 21, 31 und der hinterseitigen Elektrodenschicht 22, 32 an der dielektrischen Schicht 20, 30 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Insbesondere können die vorderseitige Elektrodenschicht 21, 31 und die hinterseitige Elektrodenschicht 22, 32, die getrennt von der dielektrischen Schicht 20, 30 (beispielsweise durch Schneiden einer Ausgangsmateriallage) hergestellt werden, mit der dielektrischen Schicht 20, 30 verbunden werden. Dies ermöglicht, dass die vorderseitige Elektrodenschicht 21, 31 und die hinterseitige Elektrodenschicht 22, 32 fest an der dielektrischen Schicht 20, 30 fixiert sind. Die hintere Oberfläche der vorderseitigen Schutzschicht 23, 33 kann mit der vorderseitigen Elektrodenschicht 21, 31 beschichtet sein, oder es kann die vorderseitige Elektrodenschicht 21, 31 mit der hinteren Oberfläche der vorderseitigen Schutzschicht 23, 33 verbunden sein. Auf ähnliche Weise kann die vordere Oberfläche der hinterseitigen Schutzschicht 24, 34 mit der hinterseitigen Elektrodenschicht 22, 32 beschichtet sein, oder es kann die hinterseitige Elektrodenschicht 22, 32 mit der vorderen Oberfläche der hinterseitigen Schutzschicht 24, 34 verbunden sein.
Der Aufbau der Schaltungssektion 5 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die eigens vorgesehene DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 für die AC-Leistungsversorgung 50a und die eigens vorgesehene DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 für die AC-Leistungsversorgung 50b können getrennt vorgesehen sein. Die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 kann zwischen der AC-Leistungsversorgung 50a und dem ersten äußeren Elektrodenschichtanschluss 80 platziert sein. Des Weiteren kann die DC-Vorspannungsleistungsversorgung 51 zwischen der AC-Leistungsversorgung 50b und dem zweiten äußeren Elektrodenschichtanschluss 82 platziert sein.
Das Verfahren des Anlegens von AC-Spannungen (Signalwellen) mit zueinander entgegengesetzten Phasen von den beiden AC-Leistungsversorgungen 50a, 50b an dem Paar von Filmanordnungen 2, 3 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die AC-Leistungsversorgung 50b kann dadurch weggelassen werden, dass eine AC-Leistungsversorgung 50a und eine Phaseninversionsschaltung platziert werden. Alternativ wird eine Signalwelle auf Grundlage der Phase von echtem Schall von der AC-Leistungsversorgung 50a an der Filmanordnung 2 angelegt, und es kann eine Signalwelle, die durch das Invertieren der Phase der Signalwelle erzeugt wird, von der AC-Leistungsversorgung 50b an der Filmanordnung 3 angelegt werden. Demgegenüber wird eine Signalwelle auf Grundlage der Phase von echtem Schall von der AC-Leistungsversorgung 50b an der Filmanordnung 3 angelegt, und es kann eine Signalwelle, die durch Invertieren der Phase des Signals erzeugt wird, von der AC-Leistungsversorgung 50a an der Filmanordnung 2 angelegt werden.
Das fünfte Ausführungsbeispiel ist anhand eines Beispieles beschrieben, bei dem das Fett G auf die vordere Oberfläche des äußeren zwischengelagerten Körpers 3 und die rückwärtige Oberfläche des äußeren zwischengelagerten Körpers 44 aufgebracht ist. Das Fett G muss jedoch nicht dort aufgetragen sein.
Das Material der dielektrischen Schichten 20, 30, unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die dielektrischen Schichten 20, 30 müssen nur aus einem Elastomer oder Harz bestehen. Es wird beispielsweise bevorzugt, ein Elastomer mit einer hohen dielektrischen Konstante zu verwenden. Insbesondere wird bevorzugt, ein Elastomer mit einer spezifischen dielektrischen Konstante (100 Hz) von 2 oder mehr und besonders bevorzugt von 5 oder mehr bei Raumtemperatur zu verwenden. Beispiele für ein derartiges Elastomer beinhalten ein Elastomer mit einer polaren funktionalen Gruppe, so beispielsweise einer Estergruppe, einer Karboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Halogengruppe, einer Amidgruppe, einer Sulfongruppe, einer Urethangruppe oder einer Nitrilgruppe, und ein Elastomer, das eine polare, niedriges Molekulargewicht aufweisende Komponente mit einer derartigen polaren funktionalen Gruppe aufweist. Bevorzugte Elastomere jenseits von H-NBR beinhalten Siliziumgummi, Akrylonitril-Butadien-Gummi (NBR), Ethylen-Propylen-Dien-Gummi (EPDM), Akrylgummi, Urethangummi, Epichlorhydringummi, chlorsulfoniertes Polyethylen, chloriertes Polyethylen und dergleichen mehr. Bevorzugte Harze beinhalten Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polystyrol (beinhaltend vernetzten Polystyrolschaum), Polyvinylchlorid, ein Vinyliden-Chlorid-Kopolymer, ein Ethylen-Vinyl-Azetat-Kopolymer und dergleichen mehr. Das Material der vorderseitigen Schutzschichten 23, 33 und der hinterseitigen Schutzschichten 24, 34 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die vorderseitigen Schutzschichten 23, 33 und die hinterseitigen Schutzschichten 24, 34 können aus einem Material ähnlich zu demjenigen der dielektrischen Schichten 20, 30 sein.
Das Material der vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und der hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 können aus einem flexiblen leitfähigen Material bestehen, so beispielsweise Siliziumgummi, Akrylgummi oder H-NBR mit Silberpulver oder Kohlenstoff als Füllstoff. Die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 können aus einem Metall oder einem Kohlenstoffmaterial bestehen. Die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 können beispielsweise durch Weben eines Gitters eines Metalls und dergleichen mehr derart gebildet werden, dass die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 Dehnungseigenschaften aufweisen. Die vorderseitigen Elektrodenschichten 21, 31 und die hinterseitigen Elektrodenschichten 22, 32 können aus einem leitfähigen Polymer bestehen, so beispielsweise Polyethylendioxythiophen (PEDOT). Für den Fall der Verwendung eines flexiblen leitfähigen Materials, das ein Bindemittel und ein leitfähiges Material enthält, wird vorzugsweise ein Elastomer als Bindemittel verwendet. Bevorzugte Beispiele für das Elastomer beinhalten Siliziumgummi, NBR, EPDM, Naturgummi, Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Akrylgummi, Urethangummi, Epichlorhydringummi, chlorsulfoniertes Polyethylen und chloriertes Polyethylen. Das leitfähige Material kann je nach Bedarf unter Kohlenstoffmaterialien ausgewählt werden, so beispielsweise Karbonschwarz bzw. Ruß (carbon black), Kohlenstoffnanoröhren und Graphit, Metallmaterialien, so beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Rhodium, Palladium, Chrom, Titan, Platin, Eisen und Legierungen hieraus, und Oxide mit Leitfähigkeit, so beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Titanoxid oder Zinnoxid mit einer Dotierung eines anderen Materials, so beispielsweise Aluminium oder Antimon. Es kann eine Art des Materials unabhängig als leitfähiges Material verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten von Material als leitfähiges Material gemischt werden.
Beispiele
Das experimentelle Ergebnis der Schalllautstärkemessung, die für den Lautsprecher des ersten Ausführungsbeispieles gemäß Darstellung in 2 (nachstehend Beispiel 1) und den Lautsprecher des vierten Ausführungsbeispieles gemäß Darstellung in 11 (nachstehend Beispiel 2) durchgeführt worden ist, wird nachstehend beschrieben. Die Experimente wurden entsprechend JISC5532 (Schallsystemlautsprecher) durchgeführt.
13 ist ein Diagramm zur Darstellung des experimentellen Ergebnisses der Schalllautstärkemessung. Die Abszisse (logarithmische Skala) bezeichnet einen Schallbereich, während die Ordinate die Schalllautstärke bezeichnet. Wie in 13 gezeigt ist, weist Beispiel 1 Dips D in bestimmten Schallbereichen auf, in denen die Schalllautstärke abnimmt. Demgegenüber weist Beispiel 2 (dicke Linie) keinen Dip D auf. Dies zeigt, dass die Verwendung des zwischengelagerten Elementes 4 mit einer Drei-Schicht-Struktur (äußerer zwischengelagerter Körper 43, innerer zwischengelagerter Körper 42 und äußerer zwischengelagerter Körper 44) eine Variation der Schalllautstärke in einem weiten Schallbereich unterdrücken kann.

Claims

Lautsprecher (1), umfassend: ein Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten (2, 3), die jeweils eine dielektrische Schicht (20, 30) aufweisen, die isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer oder Harz besteht, eine vorderseitige Elektrodenschicht (21, 31), die auf einer Vorderseite der dielektrischen Schicht (20, 30) platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist, und eine hinterseitige Elektrodenschicht (22, 32), die auf einer Hinterseite der dielektrischen Schicht (20, 30) platziert ist und leitfähige Eigenschaften aufweist; ein zwischengelagertes Element (4), das zwischen dem Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) derart platziert ist, dass der vorderseitige Schwingungsabschnitt (2) hin zu einer Vorderseite vorsteht und der hinterseitige Schwingungsabschnitt (3) hin zu einer Hinterseite vorsteht; und eine Schaltungssektion (5), die Signalwellen auf Grundlage von wiederzugebendem Schall an das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) derart überträgt, dass die an das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) übertragenen Signalwellen zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen, und das Paar von Schwingungsabschnitten (2, 3) anregt, wobei das zwischengelagerte Element (4) eine größere Federkonstante in einer Vorne-Hinten-Richtung als in einer Oberflächenrichtung aufweist.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei die Schaltungssektion (5) Vorspannungen einer selben Polarität den Signalwellen mit den zueinander entgegengesetzten Phasen überlagert und die jeweiligen sich ergebenden Spannungen an der vorderseitigen Elektrodenschicht (21, 31) des vorderseitigen Schwingungsabschnittes (2) und der hinterseitigen Elektrodenschicht (22, 32) des hinterseitigen Schwingungsabschnittes (3) anlegt, und die hinterseitige Elektrodenschicht (22, 32) des vorderseitigen Schwingungsabschnittes (2) und die vorderseitige Elektrodenschicht (21, 31) des hinterseitigen Schwingungsabschnittes (3) geerdet sind.
Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwingungsabschnitt (2, 3) aufweist: eine vorderseitige Schutzschicht (23, 33), die auf einer Vorderseite der vorderseitigen Elektrodenschicht (21, 31) platziert ist, isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer besteht, und eine hinterseitige Schutzschicht (24, 34), die auf einer Hinterseite der hinterseitigen Elektrodenschicht (22, 32) platziert ist, isolierende Eigenschaften aufweist und aus einem Elastomer besteht.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei der Schwingungsabschnitt (2, 3) eine Filmanordnung ist, in der die vorderseitige Schutzschicht (23, 33), die vorderseitige Elektrodenschicht (21, 31), die dielektrische Schicht (20, 30), die hinterseitige Elektrodenschicht (22, 32) und die hinterseitige Schutzschicht (24, 34) von der Vorderseite hin zu der Hinterseite gestapelt sind.
Lautsprecher nach Anspruch 4, des Weiteren umfassend: ein vorderseitiges Rahmenelement (6), das auf einer Vorderseite der vorderseitigen Filmanordnung (2) platziert ist, und ein hinterseitiges Rahmenelement (7), das auf einer Hinterseite der hinterseitigen Filmanordnung (3) platziert ist, wobei die vorderseitige Filmanordnung (2) und die hinterseitige Filmanordnung (3) in der Vorne-Hinten-Richtung durch das vorderseitige Rahmenelement (6) und das hinterseitige Rahmenelement (7) gehalten und fixiert sind.
Lautsprecher nach Anspruch 5, wobei jedes von dem vorderseitigen Rahmenelement (6) und dem hinterseitigen Rahmenelement (7) ein Paar von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten (60L, 60R, 61U, 61D, 70L, 70R, 71U, 71D) mit Orientierung zueinander in der Oberflächenrichtung aufweist.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zwischengelagerte Element (4) eine Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern (42, 43, 44) aufweist, die in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind, und wenigstens zwei aus der Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern (42, 43, 44) voneinander verschiedene Federkonstanten in der Vorne-Hinten-Richtung aufweisen.
Lautsprecher nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern (42, 43, 44) ein innerer zwischengelagerter Körper (42) und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern (43, 44) ist, die auf beiden Seiten des inneren zwischengelagerten Körpers (42) in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind und mit dem Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten (2, 3) in Kontakt stehen, und der innere zwischengelagerte Körper (42) eine größere Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung als die äußeren zwischengelagerten Körper (43, 44) aufweist.
Lautsprecher nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl von zwischengelagerten Körpern (42, 43, 44) ein innerer zwischengelagerter Körper (42) und ein Paar von äußeren zwischengelagerten Körpern (43, 44) ist, die auf beiden Seiten des inneren zwischengelagerten Körpers (42) in der Vorne-Hinten-Richtung gestapelt sind und mit dem Paar von vorderseitigen und hinterseitigen Schwingungsabschnitten (2, 3) in Kontakt stehen, und der innere zwischengelagerte Körper (42) eine kleinere Federkonstante in der Vorne-Hinten-Richtung als die äußeren zwischengelagerten Körper (43, 44) aufweist.