-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung:
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher. Genauer
bezieht sich die Erfindung auf einen Lautsprecher mit einer länglichen
Struktur, der eine Membran mit geringer Breite enthält.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik:
-
Traditionell
ist es am üblichsten,
Lautsprecher in einer runden Form auszubilden. In den letzten Jahren sind
jedoch Lautsprecher mit einer länglichen
Struktur zunehmend verlangt worden. Derartige Lautsprecher mit einer
länglichen
Struktur werden z. B. für
Fernsehgeräte
umfassend verwendet. Seit einiger Zeit wird der durch die für ein Fernsehgerät vorgesehenen
Lautsprecher wiederzugebende Schall häufig in Stereoton und nicht
in einem monoauralen Ton empfangen. Demzufolge sind nun die für ein derartiges
Fernsehgerät
vorzusehenden Lautsprecher auf den rechten und linken Seiten seiner
Braunschen Röhre
angeordnet. In einem derartigen Fall ist es bevorzugt, für ein Fernsehgerät Lautsprecher
mit geringer Breite vorzusehen, d. h., die eine längliche
Struktur besitzen (die im Folgenden als "Schmallautsprecher" bezeichnet werden), sodass die Querbreite
des Fernsehgeräts
so klein wie möglich
wird.
-
Die
Schwingspulenhaspel eines herkömmlichen
Lautsprechers mit einer länglichen
Struktur besitzt im Allgemeinen eine runde Form. Eine derartige
Schwingspulenhaspel in einer runden Form ist am Mittelabschnitt einer
elliptischen, ovalen oder länglichen
kegelförmigen
Membran angebracht, um die kegelförmige Membran anzusteuern.
Die Schwingspulenhaspel wird ferner durch einen runden oder elliptischen
Dämpfer
unterstützt (im
Folgenden wird ein Lautsprecher mit einer derartigen Struktur als
ein "kegelförmiger Schmallautsprecher" bezeichnet). Der
ke gelförmige
Schmallautsprecher dieses Typs besitzt die folgenden Probleme.
-
Im
Allgemeinen ist es aus den folgenden Gründen für einen kegelförmigen Schmallautsprecher schwierig,
Schall in einem tiefen Frequenzband wiederzugeben. In einem kegelförmigen Schmallautsprecher ist
es erforderlich, dass der Durchmesser eines Dämpfers klein ist. Wenn der
Durchmesser eines Dämpfers klein
ist, dann wird dessen Steifheit groß. Im Ergebnis wird die tiefste
Resonanzfrequenz f0 eines Lautsprechers
hoch, wobei deshalb der Frequenzgang im Bassschallbereich verschlechtert
wird.
-
An
einen kegelförmigen
Schmallautsprecher kann kein großes Eingangssignal angelegt
werden. Im Allgemeinen wird, wie ein an einen Lautsprecher anzulegendes
Eingangssignal größer wird,
die Amplitude einer Membran außerdem
größer. Weil
der Durchmesser eines Dämpfers
in einem kegelförmigen
Schmallautsprecher viel kleiner als der größere Durchmesser einer Membran
ist, ist es wahrscheinlich, dass insbesondere um die Richtung eines
größeren Durchmessers
ein Dröhnen
auftritt, wenn die Amplitude einer Membran groß ist. In dem Fall, in dem
eine Membran in der Richtung des größeren Durchmessers dröhnt, kommt
die Schwingspule manchmal, abhängig
vom Grad des Dröhnens,
mit einem Magnetkreis in Kontakt. Ein derartiger Kontakt verursacht
einen anomalen Klang und beschädigt
in einigen Fällen
den Lautsprecher.
-
In
einem kegelförmigen
Schmallautsprecher werden große
Spitzen und Senken in der Beziehung zwischen der Frequenz und dem
wiedergegebenen Schalldruckpegel erzeugt. Ein derartiges Phänomen verursacht
eine unerwünschte
Klangqualität.
Die Spitzen und Senken werden erzeugt, weil es wahrscheinlich ist, dass
im Vergleich zu einer runden Membran in der Richtung des größeren Durchmessers
in einer elliptischen oder ovalen kegelförmigen Membran höhere harmonische
Resonanzen auftreten. Die Erzeugung einer "höheren
harmonische Resonanz" bedeutet,
dass die Knoten der Schwingung einer Membran an anderen Positionen
als dem Umfangsabschnitt der Membran vorhanden sind, d. h., die
Resonanz wird in mehreren Bereichen einer einzelnen Membran erzeugt.
Demzufolge ist die Resonanzfrequenz, wenn eine höhere harmonische Resonanz erzeugt
wird, höher
als die Resonanzfrequenz, wenn die höhere harmonische Resonanz nicht
erzeugt wird.
-
Es
besteht die Tendenz, dass die Bandbreite der Wiedergabefrequenz
in einem kegelförmigen Schmallautsprecher
klein ist, sodass die wiedergegebene Klangqualität, d. h. der Frequenzgang,
wenn der Schall wiedergegeben wird, verschlechtert wird. Im Allgemeinen
wird in einem kegelförmigen
Lautsprecher, falls die Wiedergabefrequenz höher als eine Frequenz fh auf einem vorgegebenen Niveau wird, die
Antriebskraft durch eine Schwingspulenhaspel nicht länger zum
ganzen Abschnitt der kegelförmigen
Membran übertragen.
Im Ergebnis ist der wiedergegebene Schalldruckpegel drastisch verringert.
Je größer das
Verhältnis eines
größeren Durchmessers
zu einem kleineren Durchmesser (das im Folgenden einfach als ein "Verhältnis eines
größeren zu
einem kleineren Durchmesser" bezeichnet
wird) einer Membran eines Lautsprechers wird, desto tiefer wird
diese Frequenz fh. Weil die Membran eines
kegelförmigen
Schmallautsprechers ein großes Verhältnis eines
größeren zu
einem kleineren Durchmesser besitzt, ist die Frequenz fh tief.
Mit anderen Worten, die Wiedergabeeigenschaften in einem hohen Frequenzband
sind nicht zufriedenstellend, sodass deren Bandbreite der Wiedergabefrequenz
klein wird.
-
Andererseits
ist ein kalottenförmiger
Lautsprecher, d. h. ein Lautsprecher, der eine Struktur besitzt,
die von der des oben beschriebenen Lautsprechers verschieden ist,
z. B. im US-Patent Nr. 3.935.400 beschrieben. Wie in dem Patent
offenbart ist, besitzt ein derartiger kalottenförmiger Lautsprecher insofern
einen Vorteil, als der Lautsprecher den Frequenzgang bis zu einem
hohen Schallbereich verbessern kann. Der Lautsprecher besitzt jedoch
die folgenden Probleme.
-
In
einem tiefen Schallbereich, wo die Amplitude der Membran groß wird,
kann kein großes
Eingangssignal an einen kalottenförmigen Lautsprecher angelegt
werden. Weil der kalottenförmige
Lautsprecher nur durch einen Kantenabschnitt unterstützt wird,
ist es wahrscheinlich, dass ein Dröhnen insbesondere um die Richtung
eines größeren Durchmessers
auftritt, wenn die Amplitude einer Membran groß wird. Im Ergebnis kann die
Schwingspule möglicherweise
mit einem Magnetkreis in Kontakt kommen.
-
In
dem Fall, in dem das Verhältnis
eines größeren zu
einem kleineren Durchmesser der Membran so eingestellt ist, dass
es groß ist,
während
immer noch die Struktur eines kalottenförmigen Lautsprechers verwendet
wird, werden die parallelen geradlinigen Abschnitte einer Schwingspule
länger.
In einem derartigen Fall wird bei bestimmten Frequenzen (oder Resonanzfrequenzen)
in den geradlinigen Abschnitten der Schwingspulenhaspel eine Resonanz
erzeugt, sodass die geradlinigen Abschnitte in einer Richtung schwingen,
die zur Schwingungsrichtung einer Membran senkrecht ist, (d. h.
in der Richtung der magnetischen Flüsse innerhalb eines Luftspalts
eines Magnetkreises zum Ansteuern der Schwingspulenhaspel). Je länger die
geradlinigen Abschnitte werden, desto tiefer wird die Resonanzfrequenz.
Die Amplitude der Resonanz nimmt zu, wie die Resonanzfrequenz tiefer
wird. Demzufolge wird, da das Verhältnis eines größeren zu
einem kleineren Durchmesser der Membran größer wird, die Resonanzamplitude
der Schwingspulenhaspel größer. Falls
an einen Lautsprecher ein größeres Eingangssignal
angelegt wird, wird folglich diese Resonanzamplitude außerdem größer, sodass
die Schwingspule möglicherweise
mit dem Magnetkreis in Kontakt kommen kann.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Der
Lautsprecher der Erfindung umfasst: einen Rahmen; eine Membran,
deren ebene Form nicht achsensymmetrisch ist und einen größeren Durchmesser
und einen kleineren Durchmesser besitzt, wenn die Membran aus ihrer
Schwingungsrichtung betrachtet wird; einen bandförmigen Kantenabschnitt, der
um einen äußeren Umfang
der Membran vorgesehen ist, wobei der äußere Umfang des Kantenabschnitts
mit dem Rahmen verbunden ist und ein innerer Umfang des Kantenabschnitts
mit der Membran verbunden ist; eine zylindrische Schwingspulenhaspel,
die eine nicht achsensymmetrische Form mit einem größeren Durchmesser und
kleineren Durchmesser besitzt und ein Paar zueinander paralleler
gegenüberliegender
Flächen
in Richtung des größeren Durchmessers
aufweist, wobei ein Endabschnitt der Schwingspulenhaspel mit der
Membran verbunden ist; eine Schwingspule, die um die Schwingspulenhaspel
gewickelt ist; mehrere Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente in Plattenform,
die zwischen dem Paar zueinander paralleler gegenüberliegender
Flächen
der Schwingspulenhaspel brückenartig
eingefügt
sind; und mehrere Magnetkreise, die einen Luftspalt besitzen, um
wenigstens in einen Teil der Schwingspule magnetische Flüsse einzuleiten.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst jeder der mehreren Magnetkreise: ein Joch mit einem U-förmigen Querschnitt;
einen ersten Magneten, der in dem Joch befestigt ist; eine Platte,
die an einer oberen Oberfläche des
ersten Magneten befestigt ist und über Luftspalte Innenseitenflächen des
Jochs gegenüberliegt;
und einen zweiten Magneten, der an einer oberen Oberfläche der
Platte befestigt ist. Eine Magnetisierungsrichtung des ersten Magneten
ist zu einer Magnetisierungsrichtung des zweiten Magneten entgegengesetzt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst jeder der mehreren Magnetkreise ein Jochpaar, wobei jedes
Joch einen U-förmigen
Querschnitt besitzt und jedes Joch des Jochpaars einen Magneten
umfasst, der an seiner Innenfläche
befestigt ist; und zwischen den beiden Jochen ein Luftspalt vorgesehen
ist.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
steht die Membran in Schallabstrahlungsrichtung des Lautsprechers
vor und umfasst mehrere Verstärkungselemente,
die mit einer Innenfläche
der Membran verbunden sind.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
beträgt
die Anzahl der Verstärkungselemente
wenigstens drei und sind die Verstärkungselemente in Richtung
des größeren Durchmessers
der Membran angeordnet, sodass sie in ungleichen Intervallen voneinander
beabstandet sind.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
ist eine Breite der gekrümmten
Abschnitte des Kantenabschnitts größer als eine Breite geradliniger
Abschnitte des Kantenabschnitts.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
umfasst der Lautsprecher ferner: ein Element zum Verbinden der Membran
mit einem elastischen Element, das an einer Schallabstrahlungsseite
des Lautsprechers in Bezug auf die Membran vorgesehen ist, wobei
ein Endabschnitt jedes Elements zum Verbinden der Membran mit einem
elastischen Element mit der Membran verbunden ist; und ein elastisches
Element, das mit dem anderen Endabschnitt jedes Elements zum Verbinden
der Membran mit einem elastischen Element verbunden ist und die
Membran unterstützt,
damit die Membran durch Verbinden des elastischen Elements mit dem
Rahmen frei schwingen kann.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
umfasst der Lautsprecher ferner: ein plattenförmiges Element zum Verbinden
der Schwingspulenhaspel mit einem elastischen Element, wobei das
Verbindungselement auf einer der Schallabstrahlungsseite des Lautsprechers
gegenüberliegenden
Seite in Bezug auf die Membran vorgesehen ist, wobei ein Endabschnitt
des Elements zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit einem elastischen
Element mit der Schwingspulenhaspel verbunden ist; und ein elastisches
Element, das ein Paar halbzylindrischer Abschnitte besitzt, die über das
eingefügte
andere Ende des Elements zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit
einem elastischen Element miteinander verbunden sind, wobei das
elastische Element die Membran so unterstützt, dass die Membran durch
Verbinden des elastischen Elements mit dem Rahmen frei schwingen
kann.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
steht der Kantenabschnitt in einer Richtung vor, die zu der Richtung,
in der das elastische Element vorsteht, entgegengesetzt ist.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
weist das elastische Element einen konkaven Abschnitt auf, der zwischen
dem Paar halbzylindrischer Abschnitte vorgesehen ist, wobei das
Element zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit einem elastischen
Element mit diesem elastischen Element in dem konkaven Abschnitt
verbunden ist.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
ist das Element zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit einem
elastischen Element ferner mit einer Innenfläche der Membran verbunden.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
steht die Membran in Schallabstrahlungsrichtung vor und weist ein
Verstärkungselement
auf, das mit einer Innenfläche
der Membran verbunden ist.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
sind die Membran, die Schwingspulenhaspel, das Element zum Verbinden
der Schwingspulenhaspel mit einem elastischen Element und das Verstärkungselement
unter Verwendung eines Harzmaterials einteilig ausgebildet.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
beträgt
die Anzahl der Verstärkungselemente
wenigstens drei und sind die Verstärkungselemente so angeordnet,
dass sie in ungleichen Intervallen voneinander beabstandet sind.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
ist ein Verhältnis
des größeren Durchmessers
der Membran zu dem kleineren Durchmesser hiervon gleich oder größer als
6.
-
In
einer noch weiteren Ausführungsform
liegt ein Verhältnis
der Breite der gekrümmten
Abschnitte des Kantenabschnitts in Richtung des größeren Durchmessers
zu der Breite der geradlinigen Abschnitte des Kantenabschnitts in
Richtung des kleineren Durchmessers im Bereich von 2 bis 3.
-
Folglich
macht die hierin beschriebene Erfindung den Vorteil des Schaffens
eines Lautsprechers mit einer länglichen
Form möglich,
der die folgenden Merkmale besitzt, die die Beseitigung der vorher
erwähnten verschiedenen
Probleme eines kegelförmigen
Schmallautsprechers und eines kalottenförmigen Lautsprechers erlauben.
-
Das
heißt,
gemäß einem
Lautsprecher der Erfindung kann der Schall in einer breiten Frequenzbandbreite
wiedergegeben werden, sodass Schall mit einem verbesserten Frequenzgang
von einem tiefen Schallbereich bis zu einem hohen Schallbereich
wiedergegeben werden kann.
-
Außerdem ist
es in einem Lautsprecher der Erfindung nicht wahrscheinlich, dass
eine höhere
harmonische Resonanz in der Membran auftritt, sodass ein linearer
Frequenzgang erhalten werden kann.
-
Außerdem befindet
sich die Schwingspule nicht in Kontakt mit einem Magnetkreis, selbst
wenn ein Dröhnen
um die Richtung des größeren Durchmessers
der Membran erzeugt wird. Demzufolge ist es möglich, selbst in einem tiefen
Schallbereich ein relativ großes
Eingangssignal an den Lautsprecher anzulegen.
-
Außerdem ist
gemäß der Erfindung
die Resonanzamplitude der Schwingspulenhaspel klein, sodass die
Schwingspule nicht leicht mit dem Magnetkreis in Kontakt kommt.
-
Ein
Lautsprecher dieser Erfindung enthält eine Membran, eine Schwingspulenhaspel,
Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente
und mehrere Magnetkreise.
-
Die
ebene Form der Membran, wenn sie aus der Schwingungsrichtung der
Membran betrachtet wird, ist nicht achsensymmetrisch, wobei sie
einen größeren Durchmesser
und einen kleineren Durchmesser besitzt. Außerdem ist die ebene Form der
Schwingspulenhaspel, wenn sie aus der Schwingungsrichtung der Membran
betrachtet wird, außerdem
nicht achsensymmetrisch, wobei sie einen größeren Durchmesser und einen
kleineren Durchmesser besitzt, wobei die Teile der Schwingspulenhaspel
geradlinige Abschnitte ausbilden, sodass sie in Bezug auf die Richtung
des größeren Durchmessers
der Membran parallel zueinander gegenüberliegen. Die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente
sind dünne
Plattenelemente, die zwischen den parallelen Ebenen, die in Bezug
auf die Richtung des kleineren Durchmessers der Membran einander
gegenüberliegen,
in einer Richtung parallel zur Schwingungsrichtung der Membran und
senkrecht zu den entgegengesetzten Ebenen brückenartig eingefügt sind.
Die Magnetkreise liefern magnetische Flüsse an die parallelen geradlinigen
Abschnitte der Schwingspule, die um die Schwingspulenhaspel gewickelt
ist. Die Magnetkreise sind durch einen vorgegebenen Abstand voneinander
getrennt vorgesehen, damit die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente
frei schwingen können.
-
Unter
Verwendung der obenerwähnten
Struktur können
gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgenden Wirkungen erhalten werden.
-
In
einem Lautsprecher dieser Erfindung wird, unähnlich zu einem kegelförmigen Schmallautsprecher, im
Wesentlichen der ganze Abschnitt der Membran der Antriebskraft der
Schwingspulenhaspel unterworfen. Demzufolge ist es nicht wahrscheinlich,
dass eine höhere
harmonische Resonanz in der Membran auftritt, sodass ein linearer
Frequenzgang erhalten werden kann, wobei außerdem ein Schall mit einem
verbesserten Frequenzgang bis zu einem hohen Frequenzband wiedergegeben
werden kann.
-
Die
Schwingspulenhaspel ist innerhalb eines Luftspalts der Magnetkreise
nur in den geradlinigen Abschnitten enthalten, die in Bezug auf
die Richtung des größeren Durchmessers
der Membran zueinander parallel sind. Deshalb verhindert diese Struktur,
dass die Schwingspule mit den Magnetkreisen in Kontakt kommt, selbst
wenn um die Richtung des größeren Durchmessers
der Membran ein Dröhnen
erzeugt wird. Im Ergebnis ist es selbst in einem tiefen Schallbereich
möglich,
ein relativ großes
Eingangssignal an den Lautsprecher anzulegen.
-
Die
Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente
sind zwischen den gegenüberliegenden
Ebenen der Schwingspulenhaspel brückenartig eingefügt. Deshalb
ist die Resonanzamplitude der Schwingspulenhaspel verringert, sodass
die Schwingspule nicht leicht mit den Magnetkreisen in Kontakt kommt.
-
Vorzugsweise
enthält
ein Lautsprecher der Erfindung ferner Dämpfer und Elemente zum Verbinden der
Schwingspulenhaspel mit einem Dämpfer.
-
Die
Dämpfer
sind geradlinig geformte Elemente, wobei sie elastische Elemente
enthalten, die so unter der Schwingspulenhaspel angeordnet sind,
dass sie in der Richtung eines kleineren Durchmessers der Membran
zueinander parallel sind. Die Elemente zum Verbinden der Schwingspulenhaspel
mit einem Dämpfer
sind dünne
Plattenelemente, die so angeordnet sind, dass sie in der Richtung
des kleineren Durchmessers und in der Schwingungsrichtung der Membran
zueinander parallel sind. Der obere Endabschnitt jedes Verbindungselements
ist an der Schwingspulenhaspel angebracht, während sein unterer Endabschnitt
an jedem der Dämpfer
angebracht ist, sodass die Elemente frei schwingen, während sie
gehalten werden. Die Magnetkreise sind durch einen vorgegebenen
Abstand getrennt vorgesehen, um die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente
und die Elemente zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit einem
Dämpfer
einzulegen, damit die Elemente frei schwingen können.
-
Im
Ergebnis können
die folgenden Wirkungen ferner erhalten werden.
-
Die
Unterstützungseigenschaften
der Membran, um das Dröhnen
um die Richtung des kleineren Durchmessers zu verhindern, können beachtlich
verbessert werden, sodass im Wesentlichen kein Dröhnen um
diese Richtung erzeugt wird. Demzufolge kann die maximale Eingangsleistung
des Lautsprechers weiter verbessert werden.
-
Die
Dämpfer
sind geradlinig geformt, sodass deren Steifheit im Vergleich zu
den Dämpfern
eines kegelförmigen
Schmallautsprechers verringert werden kann. Demzufolge kann die
tiefste Resonanzfrequenz f0 des Lautsprechers
verringert werden, sodass der Frequenzgang in einem tiefen Schallbereich
verbessert werden kann.
-
Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Fachleute
auf dem Gebiet beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung einleuchtend
werden.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
1A bis 1C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 1A ist
ein Grundriss; 1B ist eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 1C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht.
-
2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der entsprechenden Komponenten,
die für
den Lautsprecher gemäß dem ersten
Beispiel der vorliegenden Erfindung zusammengebaut werden müssen.
-
3A ist
eine graphische Darstellung, die den Frequenzgang des Lautsprechers
gemäß dem ersten Beispiel
der Erfindung zeigt, während 3B eine
graphische Darstellung ist, die den Frequenzgang eines herkömmlichen
kegelförmigen
Schmallautsprechers zeigt. In den 3A und 3B geben
die Ordinaten den Schalldruckpegel an, während die Abszissen eine Frequenz
angeben.
-
4A bis 4C zeigen
eine weitere Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß dem ersten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 4A ist
ein Grundriss; 4B ist eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 4C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht.
-
5A bis 5C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem
zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 5A ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; 5B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht;
und 5C ist eine perspektivische Ansicht, die nur einen
Magnetkreis für
den Lautsprecher zeigt.
-
6A ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht,
die den Fluss der magnetische Flüsse
innerhalb eines Magnetkreises und um einen Magnetkreis gemäß dem ersten
Beispiel der Erfindung zeigt.
-
6B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht,
die den Fluss der magnetische Flüsse
innerhalb eines Magnetkreises und um einen Magnetkreis gemäß dem zweiten
Beispiel der Erfindung zeigt.
-
7A bis 7C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem
dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 7A ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; 7B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht;
und 7C ist eine perspektivische Ansicht, die nur einen
Magnetkreis des Lautsprechers zeigt.
-
8A und 8B zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem vierten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 8A ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht und 8B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht.
-
9 ist
eine graphische Darstellung, die den Frequenzgang, der die zweite
harmonische Verzerrung in den entsprechenden Lautsprechern gemäß dem ersten
und dem vierten Beispiel der Erfindung begleitet, zeigt. In 9 geben
die Ordinaten einen Schalldruckpegel an, während die Abszissen eine Frequenz
angeben.
-
10 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß einem fünften Beispiel
der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht.
-
11A ist eine graphische Darstellung, die eine
Beziehung zwischen einem wiedergegebenen Schalldruckpegel und einer
Frequenz eines Lautsprechers gemäß dem vierten
Beispiel der Erfindung zeigt. In 11A geben
die Ordinaten einen Schalldruckpegel an, während die Abszissen eine Frequenz
angeben.
-
11B ist eine graphische Darstellung, die eine
Beziehung zwischen einem wiedergegebenen Schalldruckpegel und einer
Frequenz eines Lautsprechers gemäß dem fünften Beispiel
der Erfindung zeigt. In 11B geben
die Ordinaten einen Schalldruckpegel an, während die Abszissen eine Frequenz
angeben.
-
12A ist ein Grundriss, der eine Membran 1 und
eine Kante 2a eines Lautsprechers gemäß einem sechsten Beispiel der
Erfindung zeigt.
-
12B ist ein Grundriss, der eine Membran 1 und
eine Kante 2 eines herkömmlichen
Lautsprechers zeigt.
-
13A bis 13C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem
siebenten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 13A ist ein Grundriss; 13B ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 13C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmes sers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht.
-
14A bis 14C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß einem
achten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 14A ist
ein Grundriss; 14B ist eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 14C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht.
-
15 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß einem neunten
Beispiel der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht.
-
16 ist
eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer auszuübenden Kraft
und einer Verschiebung einer geradlinigen rollenförmigen Kante
oder eines geradlinigen rollenförmigen
Dämpfers zeigt.
-
17A und 17B zeigen
eine Konfiguration für
einen Dämpfer
gemäß einem
zehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 17A ist
eine perspektivische Ansicht, während 17B eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Dämpfers genommene Querschnittsansicht
ist.
-
18 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß einem elften
Beispiel der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht.
-
19 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß einem zwölften Beispiel
der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht.
-
20 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der entsprechenden Komponenten,
die für
einen Lautsprecher gemäß einem
dreizehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung zusammengebaut werden
müssen.
-
21 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß einem vierzehnten
Beispiel der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch veranschaulichende
Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Es wird angegeben, dass überall
in den folgenden Beispielen die gleichen Bezugszeichen die gleichen
Komponenten bezeichnen.
-
Beispiel 1
-
Ein
Lautsprecher gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf
die 1 bis 4 beschrieben.
Die 1A bis 1C zeigen
die Konfiguration für
einen Lautsprecher des Beispiels 1. 1A ist
ein Grundriss; 1B ist eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 1C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht
der entsprechenden Komponenten des Lautsprechers des Beispiels 1.
In den 1A bis 1C und
in 2 ist eine Kante 2 mit einer kalottenförmigen Membran 1,
im Wesentlichen in einer ovalen Form, in ihrem äußeren Umfangsabschnitt verbunden,
und wird durch einen Rahmen 7 gehalten.
-
Die
ebene Form einer Schwingspulenhaspel 3 ist, wenn sie aus
ihrer Schwingungsrichtung betrachtet wird, d. h. von oberhalb der 1B,
im Wesentlichen oval. Einige Teile der Schwingspulenhaspel 3 bilden
geradlinige Abschnitte, die in der Richtung des größeren Durchmessers
zueinander parallel sind. Der obere Endabschnitt der Schwingspulenhaspel 3 ist
an der Membran 1 angebracht, wobei eine Schwingspule 4 um
ihren unteren Endabschnitt gewickelt ist.
-
Die
Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5,
die innerhalb der Schwingspulenhaspel 3 befestigt sind,
sind zwischen den Ebenen brückenartig
eingefügt,
die in Bezug auf die Richtung des kleineren Durchmessers einander
gegenüberliegen.
Die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 sind
plattenförmige Elemente,
die aus Papier oder dergleichen hergestellt sind. In diesem Beispiel
sind zwei Elemente an den zwei Positionen angebracht, die erhalten
werden, indem der größere Durchmesser
der Schwingspulenhaspel 3 in drei Abschnitte unterteilt
wird, die im Wesentlichen die gleiche Länge besitzen. Die in 1A gezeigten Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 sind
zwischen zueinander parallelen gegenüberliegenden Ebenen der Schwingspulenhaspel 3 vertikal
brückenartig
eingefügt,
wobei sie dadurch die Erzeugung der höheren harmonischen Resonanz
in der Schwingspulenhaspel 3 verhindern.
-
An
der oberen Unterfläche
des Rahmens 7 sind drei Magnetkreise 6 angebracht.
Jeder Magnetkreis 6 ist ein Magnetkreis des Typs mit Innenmagneten,
der ein Joch 8, einen Magneten 9 und eine Platte 10 umfasst.
Der an der oberen Unterfläche
des Jochs 8 angebrachte Magnet 9 ist in einer
Schwingungsrichtung der Membran 1 magnetisiert. Die Magnetkreise 6 sind
durch einen vorgegebenen Luftspalt voneinander beabstandet vorgesehen,
um die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 einzufügen. Demzufolge
befinden sich die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 nicht
mit den Magnetkreisen 6 in Kontakt. Die Magnetkreise 6 leiten
die magnetischen Flüsse
in die zueinander parallelen geradlinigen Abschnitte der Schwingspule 4 ein.
-
In
einem Lautsprecher mit der oben beschriebenen Konfiguration ist
es ist nicht wahrscheinlich, dass eine höhere harmonische Resonanz in
der Membran 1 auftritt, weil im Wesentlichen der ganze
Abschnitt der Membran 1 einer Antriebskraft unterworfen
ist. Im Ergebnis kann ein linearer Frequenzgang erhalten werden, wobei
bis zu einem hohen Schallbereich ein Schall mit einem verbesserten
Frequenzgang wiedergegeben werden kann. 3A ist
eine graphische Darstellung, die den Frequenzgang des Lautsprechers
gemäß dem ersten
Beispiel der Erfindung zeigt, während 3B eine
graphische Darstellung ist, die den Frequenzgang eines herkömmlichen
kegelförmigen
Schmallautsprechers zeigt. In den 3A und 3B geben
die Ordinaten den Schalldruckpegel an, während die Abszissen eine Frequenz
angeben. Die Signaleingabe in den Lautsprecher ist eine Sinuswelle
mit einer Leistung von 1 W. Die Messung wird an einem Punkt ausgeführt, der
von der Mitte des Lautsprechers in einer zu ihm senkrechten Richtung
1 m entfernt ist. Wie aus dem Vergleich der in den 3A und 3B gezeigten
Ergebnissen offensichtlich ist, gibt es im Vergleich zum herkömmlichen
kegelförmigen
Schmallautsprecher im Frequenzgang des Lautsprechers dieses Beispiels
weniger Spitzen und Senken. Folglich zeigt der Lautsprecher dieses
Beispiels einen linearen Frequenzgang, wobei bis zu einem höheren Schallbereich
ein Schall mit einem verbesserten Frequenzgang wiedergegeben werden kann.
-
Außerdem kann
selbst in einem tiefen Schallbereich ein relativ großes Eingangssignal
an den Lautsprecher dieses Beispiels angelegt werden. Dies ist so,
weil die Struktur des Lautsprechers verhindert, dass die Schwingspule
mit den Magnetkreisen in Kontakt kommt, selbst wenn um die Richtung
des größeren Durchmessers
der Membran ein Dröhnen
erzeugt wird.
-
In
einer herkömmlichen
ovalen Schwingspulenhaspel wird in den geradlinigen Abschnitten
der Schwingspulenhaspel bei bestimmten Frequenzen eine Resonanz
erzeugt, sodass die Schwingspulenhaspel in einer Richtung schwingt,
die zur Schwingungsrichtung der Membran senkrecht ist. Wenn das
an den Lautsprecher anzulegende Eingangssignal zunimmt, dann befindet
sich infolge der erzeugten Resonanz die Schwingspulenhaspel möglicherweise
mit den Magnetkreisen in Kontakt. Im Lautsprecher dieses Beispiels
ist diese Möglichkeit
jedoch klein. Dies ist so, weil das Vorhandensein der Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5,
die zwischen den gegenüberliegenden
Ebenen der Schwingspulenhaspel 3 brückenartig eingefügt sind,
die Amplitude der schwingenden Schwingspulenhaspel verringert, wenn
die Resonanz erzeugt wird. Folglich kann in diesem Beispiel das
Verhältnis
des größeren Durchmessers
zum kleineren Durchmesser (ein Verhältnis eines größeren zu
einem kleineren Durchmesser) der Membran 1 gleich 6 oder
größer gesetzt
werden, ohne den Frequenzgang zu verschlechtern. In den folgenden
Beispielen der Erfindung ist es außerdem möglich, das Verhältnis eines
größeren zu
einem kleineren Durchmesser der Membran 1 auf 6 oder
größer zu setzen.
-
Im
Folgenden werden die Schwingungseigenschaften analysiert, die durch
den Vergleich zwischen einem Lautsprecher dieses Beispiels und einem
Lautsprecher, dem die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 entzogen
worden sind, erhalten werden. Zuerst wird die Eigenfrequenz des
gesamten Schwingungssystems durch ein Verfahren der finiten Elemente
analysiert. Als Nächstes
wird die Amplitude der Schwingspulenhaspel in der Richtung des kleineren
Durchmessers außerdem
durch ein Verfahren der finiten Elemente berechnet, indem die Schwingspule
mit einer Eigenfrequenz angesteuert wird. Das Niveau der Antriebskraft beträgt 1 [N].
Die Daten der entsprechenden Materialkonstanten sind in der Tabelle
1 gezeigt, während
die Berechnungsergebnisse in der Tabelle 2 gezeigt sind. In den
Tabellen 1 und 2 gibt z. B. "2.10E9" "2,10 × 109" an. Wie aus der
Tabelle 2 ersichtlich ist, wird im Lautsprecher dieses Beispiels
der Maximalwert der Resonanzamplitude im Vergleich zu einer herkömmlichen
Schwingspulenhaspel auf ein Zehntel verringert, indem die brückenartig
eingefügten
Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 vorgesehen
werden. In der Tabelle 2 bezeichnen f1' bis f4' und f1 bis
f4 die Eigenfrequenzen in den zwei Fällen, in
denen die Verstärkungselemente vorgesehen
bzw. nicht vorgesehen sind.
-
[Tabelle
1]: Die Materialkonstanten der Komponenten für den Lautsprecher
-
In
der Tabelle 1 sind die entsprechenden Komponenten A bis E und ihre
entsprechenden Materialien (in den Klammern) für den Lautsprecher wie folgt.
- A: Membran (Papierpulpe)
- B: Kante (Stoff)
- C: Schwingspulenhaspel (mit braunem Packpapier verstärktes Aluminium)
- D: um die Haspel gewickelte Schwingspule (Kupferleitung und
Aluminium)
- E: Schwingspulenhaspel-Verstärkungselement
(Pappe)
-
[Tabelle
2]: Die Eigenfrequenz des Lautsprechers und die Amplitude der Schwingspulenhaspel
-
In
diesem Beispiel wird eine zylindrische Schwingspulenhaspel 3 verwendet.
Die Form der Schwingspulenhaspel 3 ist jedoch nicht darauf
eingeschränkt,
sondern sie kann ein Maschen- oder Skelettyp sein, um ihr Gewicht
zu verringern.
-
Das
Material und die Anzahl der Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 und
die Anzahl der Magnetkreise 6 sind nicht besonders auf
diejenigen eingeschränkt,
die in diesem Beispiel beschrieben sind. Solange wie die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 frei
schwingen können,
ohne mit den Magnetkreisen 6 in Kontakt zu gelangen, ist
es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 zwischen
den gegenüberliegenden
parallelen Ebenen der Schwingspulenhaspel 3 vertikal brückenartig
eingefügt
sind. Es wird angegeben, dass das Material und die Anzahl der vorzusehenden
Schwingspulenhaspel-Verstärkungselemente 5 und
die Anzahl der vorzusehenden Magnetkreise 6 nicht auf diejenigen
eingeschränkt
sind, die oben in diesem Beispiel beschrieben worden sind. In Bezug
auf die Membran 1 können
die gleichen Wirkungen erreicht werden, indem anstelle der kalottenförmigen Membran 1 eine ebene
Membran 1a verwendet wird, wie in den 4A bis 4C gezeigt
ist. Als die ebene Membran 1 kann ein leichtes Material
mit einer Honigwabenstruktur oder dergleichen verwendet werden.
-
Es
ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass die ebene Membran 1 geradlinige
parallele Abschnitte enthält.
Die Form der ebenen Membran 1 kann z. B. anstelle der ovalen
Form, die geradlinige parallele Abschnitte enthält, polygonal oder elliptisch
sein. Außerdem
ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass beide Endabschnitte
der ovalen Form Teil eines echten Kreises sind. Alternativ können die
Endabschnitte Teil eines Polygons oder einer Ellipse sein.
-
Beispiel 2
-
Im
Folgenden wird ein Lautsprecher gemäß einem zweiten Beispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf die 5A bis 5C und
die 6A und 6B beschrieben. 5A bis 5C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß dem zweiten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 5A ist
eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; 5B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht;
und 5C ist eine perspektivische Ansicht, die nur einen
Magnetkreis für
den Lautsprecher zeigt. Die gleichen Komponenten wie diejenigen,
die im ersten Beispiel verwendet werden, sind durch die gleichen
Bezugszeichen bezeichnet, wobei hierin ihre Beschreibung weggelassen
wird.
-
Jeder
Magnetkreis 6a enthält
ein Joch 8a, einen ersten Magneten 11, eine Platte 10a und
einem zweiten Magneten 12. Wie in 5B gezeigt
ist, ist das Joch 8a ein in Form einer Nut ausgebildeter
magnetischer Körper,
wobei sein Querschnitt in der Richtung des kleineren Durchmessers
U-förmig
ist. Der erste Magnet 11 ist ein Ferritmagnet in Form einer
quadratischen Stütze,
der in der Schwingungsrichtung der Membran 1 magnetisiert
ist und an der oberen Unterfläche
des Jochs 8a angebracht ist. Die Platte 10a ist
ein magnetischer Körper,
der in Form einer quadratischen Stütze ausgebildet und an der
oberen Oberfläche
des ersten Magneten 11 befestigt ist, wobei er dadurch
die magnetischen Flüsse
zu den Luftspalten leitet, die den inneren Umfangsseitenabschnitten
des Jochs 8a gegenüberliegen.
Der zweite Magnet 12, der an der oberen Oberfläche der
Platte 10a befestigt ist, ist ein Ferritmagnet in Form
einer quadratischen Stütze,
der so magnetisiert ist, dass er eine Polarität besitzt, die zu der des ersten
Magneten 11 entgegengesetzt ist.
-
In
den Magnetkreisen dieses Beispiels können die Magnetflüsse effizienter
verwendet werden und ermöglichen
eine effektivere Schallwiedergabe vom Lautsprecher im Vergleich
zu den Magnetkreisen des ersten Beispiels. 6A und 6B sind
längs der
Richtung des kleineren Durchmessers der Magnetkreise des ersten
und des zweiten Beispiels genommene Querschnittsansichten, die den
Fluss der magnetischen Flüsse
innerhalb der entsprechenden Magnetkreise und um die entsprechenden
Magnetkreise zeigen. In diesen Figuren ist der Fluss der magnetischen
Flüsse
innerhalb der Magnetkreise und um die Magnetkreise gezeichnet, der
durch die Berechnung erhalten wird. Im Magnetkreis des ersten Beispiels
wird etwas der von dem Magneten erzeugten magnetischen Flüsse von
der oberen Oberfläche
der Platte gestreut. Demzufolge können die magnetischen Flüsse nicht
so effizient genutzt werden, wobei deshalb die Dichte der magnetischen
Flüsse
innerhalb des Luftspalts 4550 Gauß beträgt.
-
Andererseits
sind im Magnetkreis dieses Beispiels die von der oberen Oberfläche der
Platte gestreuten magnetischen Flüsse durch den zweiten Magneten
innerhalb des Luftspalts eingeschlossen. Im Ergebnis ist der Gebrauchswirkungsgrad
der magnetischen Flüsse
höher als
der des Magnetkreises des ersten Beispiels, wobei die Dichte der
magnetischen Flüsse
innerhalb des Luftspalts auf 5190 Gauß zunimmt. Folglich kann der
Schall vom Lautsprecher effektiver wiedergegeben werden. Weil außerdem die
magnetischen Flüsse durch
den ersten und den zweiten Magneten innerhalb eines schmalen Raums
konzentriert werden, ist der Magnetkreis dieses Beispiels beim Verhindern
der Streuung der magnetischen Flüsse
hervorragend.
-
In
diesem Beispiel wird als ein Magnet für den Lautsprecher ein Ferritmagnet
verwendet. In dem Fall, in dem andere Arten von Magneten, z. B.
ein Alnico-Magnet, verwendet werden, können jedoch die gleichen Wirkungen
wie diejenigen dieses Beispiels erreicht werden.
-
Beispiel 3
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
dritten Beispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 7A bis 7C beschrieben. 7A bis 7C zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß dem dritten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 7A ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; 7B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers genommene Querschnittsansicht;
und 7C ist eine perspektivische Ansicht, die nur einen
Magnetkreis, der ein Jochpaar 8b enthält, für den Lautsprecher zeigt. In
diesem Beispiel sind bis auf die Magnetkreise 6b alle zu
verwendenden Komponenten die gleichen wie diejenigen des ersten
Beispiels. Deshalb wird ihre Beschreibung hierin weggelassen.
-
Wie
in 7C gezeigt ist, enthält jeder Magnetkreis 6b zwei
Joche 8b, die symmetrisch angeordnet sind, um in Bezug
auf die Richtung des kleineren Durchmessers ein Paar zu bilden.
Außer
dem Paar der Joche 8b mit den U-förmigen Querschnitten enthält der Magnetkreis 6b ferner
zwei Magneten 9b, die an den Innenseitenflächen der
Joche 8b angebracht sind. Jeder Magnet 9b ist
an einer der Innenseitenflächen
angebracht, die sich näher
an der Mittellinie des Rahmens 7 befindet. Die Magneten 9b sind
Nd-Fe-B-Magneten, die in der Richtung des kleineren Durchmessers
der Membran 1 zur Mitte magnetisiert sind.
-
In
den Lautsprechern des ersten und des zweiten Beispiels verhindert
die Struktur der Magnetkreise 6 das Vorsehen von Löchern für die Lüftung in
der hinteren Oberfläche
des Rahmens 7. Im Ergebnis erzeugt die Resonanzmode möglicherweise
Wärme im
Raum innerhalb des Rahmens 7, sodass die Eigenschaften
des wiedergegebenen Schalldruckpegels und die Frequenz in einigen
Fällen
verschlechtert werden.
-
Andererseits
wird im Magnetkreis dieses Beispiels der Frequenzgang nicht verschlechtert.
Dies ist so, weil der in der Mitte jedes Magnetkreises vorgesehene
Raum die Lüftung
in der hinteren Oberfläche
des Rahmens erlaubt.
-
In
diesem Beispiel wird ein Nd-Fe-B-Magnet für die Magnetkreise verwendet.
Es können
jedoch außerdem andere Arten von Magneten verwendet werden.
-
Beispiel 4
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
vierten Beispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 8A und 8B und 9 beschrieben. 8A und 8B zeigen
eine Konfiguration für
einen Lautsprecher gemäß dem vierten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 8A ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 8B ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht. In diesem Beispiel sind bis auf die Membran 1 alle
zu verwendenden Komponenten die gleichen wie diejenigen des dritten
Beispiels. Deshalb wird ihre Beschreibung hierin weggelassen.
-
Die
ebene Form der Membran 1 ist nicht achsensymmetrisch, wobei
sie eine Richtung eines größeren Durchmessers
und eine Richtung eines kleineren Durchmessers besitzt. Die Membran 1 steht
in ihrer Schwingungsrichtung nach oben vor. Eine Membran-Verstärkungsrippe 13 ist
eine aus Papier hergestellte D-förmige dünne Platte.
Es sind fünf
Membran-Verstärkungsrippen 13 in
gleichen Intervallen längs
der Richtung des größeren Durchmessers
der Membran 1 voneinander beabstandet angeordnet, wobei
sie auf der Rückseite
der Membran 1 in der Richtung des kleineren Durchmessers
angebracht sind.
-
Wenn
es der Membran 1 an Steifheit mangelt, dann wird bei einer
tiefen Frequenz eine Resonanzmode in der Richtung des kleineren
Durchmessers erzeugt, wobei die Querschwingung der Membran 1 in
einigen Fällen
eine harmonische Verzerrung mit hohem Pegel verursacht. Im Lautsprecher
dieses Beispiels ist jedoch der Pegel dieser harmonischen Verzerrung
niedrig. 9 zeigt den Frequenzgang, der
die zweiten harmonischen Verzerrungen im Lautsprecher des dritten
Beispiels (ohne Verwendung der Membran-Verstärkungsrippen) begleitet, wobei
das Gewicht der Membran 1 auf 0,6 g gesetzt ist, während ihr
Material Papierpulpe ist. Die Messung dieser Eigenschaften wird
unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen in den 3A und 3B ausgeführt. Weil
es der Membran an Steifheit mangelt, wird in diesem Fall eine Verzerrung
mit hohem Pegel in der Umgebung von 630 Hz und 1740 Hz erzeugt.
-
In 9 ist
außerdem
der Frequenzgang, der die zweiten harmonischen Verzerrungen in der
Membran mit den Verstärkungsrippen 13 begleitet,
gezeigt. Die Struktur der Membran in diesem Beispiel kann die Erzeugung
der Resonanzmode unterdrücken,
sodass der Pegel der Verzerrung um 10 dB oder mehr verringert ist.
-
Es
wird angegeben, dass das Material und die Anzahl der Membran-Verstärkungsrippen
nicht auf diejenigen eingeschränkt
sind, die in diesem Beispiel verwendet werden.
-
Beispiel 5
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
fünften
Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 und
die 11A und 11B beschrieben. 10 ist
eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
eines Lautsprechers gemäß dem fünften Beispiel
der vorliegenden Erfindung genommene Querschnittsansicht. In diesem
Beispiel werden mit Ausnahme der Membran 1 die gleichen
Komponenten wie diejenigen des Beispiels 3 verwendet.
-
In
diesem Beispiel wird die gleiche Membran 1 die des Beispiels 4 verwendet.
In diesem Beispiel sind jedoch fünf
Membran-Verstärkungsrippen 13 in
ungleichen Intervallen in der Richtung des größeren Durchmessers der Membran 1 voneinander
beabstandet angeordnet, wobei sie auf der Rückseite der Membran 1 in der
Richtung des kleineren Durchmessers angebracht sind, wie in 10 gezeigt
ist.
-
11A und 11B zeigen
die durch Berechnung simulierte Beziehung zwischen dem wiedergegebenen
Schalldruckpegel und einer Frequenz der Lautsprecher gemäß dem vierten
bzw. dem fünften
Beispiel der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren geben die
Ordinaten den durch das Eingeben einer Sinuswelle mit einer Leistung
von 1 W zu messenden Schalldruckpegel in einer Position an, die
von der Mitte des Lautsprechers in der senkrechten Richtung 1 m
entfernt ist, während
die Abszissen eine Frequenz angeben.
-
Wie
oben beschrieben worden ist, ändert
sich im Lautsprecher des vierten Beispiels, bei dem die Membran-Verstärkungsrippen
in gleichen Intervallen voneinander beabstandet angeordnet sind,
der wiedergegebene Schalldruckpegel manchmal in einem hohen Frequenzband
drastisch, sodass der Frequenzgang in einigen Fällen verschlechtert ist. Dies
ist so, weil eine spezielle Resonanzmode betont wird, bei der die
Knoten der Resonanzmode der Membran den Positionen der Verstärkungsrippen
entsprechen. Im Lautsprecher dieses vierten Beispiels tritt bei
7 kHz eine Spitze auf, während
bei 8 kHz eine Senke auftritt, wie durch den Frequenzgang in 11B gezeigt ist.
-
Im
Lautsprecher dieses fünften
Beispiels kann die Verschlechterung des Frequenzgangs verringert werden,
indem die Membran-Verstärkungsrippen
so angeordnet werden, dass sie in ungleichen Intervallen voneinander
beabstandet sind. Folglich verschwindet die bei 7 kHz im Lautsprecher
des vierten Beispiels auftretende Spitze, während der Pegel der bei 8 kHz
auftretenden Senke verringert ist.
-
Beispiel 6
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
sechsten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
die 12A und 12B beschrieben. 12A ist ein Grundriss, der eine Membran 1 und eine
Kante 2a des Lautsprechers dieses Beispiels zeigt. Die
ebene Form der Membran 1 ist nicht achsensymmetrisch, wobei
sie eine Richtung eines größeren Durchmessers
und eine Richtung eines kleineren Durchmessers besitzt, wobei die
Kante 2a um den äußeren Umfang
der Membran 1 angebracht ist. Die Kante 2a besitzt
in den geradlinigen Abschnitten eine Breite von 6 mm, sie besitzt
aber im äußeren Umfang
der Membran 1, wo der Krümmungsradios klein wird, eine
größere Breite.
Die größte Breite
der Kante 2a beträgt
12,5 mm.
-
Andererseits
besitzt eine in 12B gezeigte herkömmliche
Kante 2 ungeachtet des Krümmungsradius im äußeren Umfang
der Membran 1 eine gleiche Breite von 6 mm. Im Fall der
Verwendung der in 12B gezeigten Kante 2 nimmt
die Steifheit in den gekrümmten
Abschnitten im Vergleich zu den geradlinigen Abschnitten zu, weil
längs der
Umfangsrichtung eine Kraft ausgeübt
wird, wenn sich die gekrümmten
Abschnitte vertikal bewegen. Diese Tendenz wird beachtlicher, falls
die Breite der Kante kleiner eingestellt wird. In dem Fall, in dem
die Kante aus dem in der Tabelle 1 gezeigten Material hergestellt
ist, wird z. B. die Steifheit des gekrümmten Abschnitts pro Zentimeter
als 100 [N/m] berechnet, während
die des geradlinigen Abschnitts pro Zentimeter als 36 [N/m] berechnet
wird. Demzufolge tragen die gekrümmten
Abschnitte mehr zur Zunahme der Steifheit der ganzen Kante bei.
Die Steifheit steht im Wesentlichen im inversen Verhältnis zur
Breite der Kante.
-
Deshalb
kann durch Vergrößerung der
Breite der Kante nur in den gekrümmten
Abschnitten die Steifheit der ganzen Kante bis zu einem gewissen
Grade verringert werden. Spezifischer kann, wenn das Verhältnis der
Kantenbreite im gekrümmten
Abschnitt zur Kantenbreite im geradlinigen Abschnitt im Bereich
von 2 bis 3 eingestellt wird, dann die Steifheit der ganzen Kante
geeignet gemittelt werden. Die Steifheit der in 12B gezeigten Kante beträgt 1190 [N/m], wohingegen die
Steifheit der Kante dieses in 12A gezeigten
Beispiels 920 [N/m] beträgt.
Folglich ist es möglich,
die tiefste Resonanzfrequenz f0 des Lautsprechers
um 12 Prozent zu verringern, sodass in einem noch tieferen Schallbereich
der Schall mit einem verbesserten Frequenzgang wiedergegeben werden
kann.
-
Beispiel 7
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
siebenten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
die 13A bis 13C beschrieben. 13A bis 13C zeigen
eine Konfiguration für einen
Lautsprecher gemäß dem siebenten
Beispiel der vorliegenden Erfindung. 13A ist
ein Grundriss; 13B ist eine längs der
Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 13C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht. Die gleichen Komponenten wie diejenigen des
Beispiels 3 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei
ihre Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Die
geradlinigen Dämpfer 14 sind über der
Membran 1 so vorgesehen, dass die in der Richtung des kleineren
Durchmessers zueinander parallel sind, und werden durch den Rahmen 7 unterstützt, wie
in 13B gezeigt ist. Die Elemente 15 zum
Verbinden der Membran mit einem Dämpfer sind so vorgesehen, dass
sie in der Richtung des kleineren Durchmessers oder in der Schwingungsrichtung
der Membran zueinander parallel sind. Die oberen Endabschnitte der
Verbindungselemente 15 sind an den Dämpfern 14 angebracht,
während
ihre unteren Endabschnitte an der Membran 1 angebracht
sind. Demzufolge wird die Membran 1 durch zwei Arten von
Elementen, d. h. der Kante 2 und den Dämpfern 14, (über die
Elemente 15 zum Verbinden der Membran mit einem Dämpfer) unterstützt.
-
Diese
Struktur verbessert im Vergleich zum Lautsprecher des ersten Beispiels
die Stabilität
der Membran in Bezug auf das Dröhnen
um ihre Richtung des größeren Durchmessers
beachtlich, sodass das Dröhnen um
die Richtung nicht erzeugt wird. Deshalb kann selbst eine größere maximale
Eingangsleistung an den Lautsprecher angelegt werden. Die geradlinige
Form der Dämpfer
kann die Steifheit verringern, wobei dadurch die Wiedergabe in einem
noch tieferen Schallbereich ermöglicht
wird. Es wird angegeben, dass die Anzahl der Dämpfer nicht auf die eingeschränkt ist,
die in diesem Beispiel verwendet wird.
-
Beispiel 8
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
achten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
die 14A bis 14C beschrieben. 14A bis 14C zeigen
eine Konfiguration eines Lautsprechers gemäß dem achten Beispiel der vorliegenden
Erfindung. 14A ist ein Grundriss; 14B ist eine längs
der Richtung des größeren Durchmessers
genommene Querschnittsansicht; und 14C ist
eine längs
der Richtung des kleineren Durchmessers des Lautsprechers genommene
Querschnittsansicht. Die gleichen Komponenten wie diejenigen des
Beispiels 3 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei
ihre Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Die
geradlinigen Dämpfer 14a sind
unter einer Schwingspulenhaspel 3 so vorgesehen, dass sie
in der Richtung des kleineren Durchmessers zueinander parallel sind,
und werden durch einen Rahmen 7 unterstützt, wie 14B gezeigt ist. Die Elemente 16 zum
Verbinden der Schwingspule mit einem Dämpfer sind so vorgesehen, dass
sie in der Richtung des kleineren Durchmessers oder in der Schwingungsrichtung
der Membran 1 zueinander parallel sind. Die oberen Endabschnitte
der Verbindungselemente 16 sind an der Schwingspulenhaspel 3 angebracht,
während
ihre unteren Endabschnitte an den Dämpfern 14a angebracht
sind.
-
Diese
Struktur verwirklicht die gleichen Wirkungen wie diejenigen des
Beispiels 7, d. h., die Verbesserung der Unterstützungseigenschaften der Membran
in der Richtung des kleineren Durchmessers, die Verringerung der
Steifheit der Dämpfer
und dergleichen. Weil die Dämpfer
für den
Lautsprecher des Beispiels 7 über der
vorderen Oberfläche
der Membran vorgesehen sind, können
die von der vorderen Oberfläche
der Membran abgestrahlten Schallwellen durch die Dämpfer zerstreut
werden, sodass der Frequenzgang in einigen Fällen möglicherweise verschlechtert
wird. Weil andererseits im Lautsprecher dieses Beispiels die Dämpfer auf der
Rückseite
der Membran angeordnet sind, tritt ein derartiges Problem nicht
auf. Es wird angegeben, dass die Anzahl der Dämpfer nicht auf diejenige eingeschränkt ist,
die in diesem Beispiel verwendet wird.
-
Beispiel 9
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
neunten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
die 15 und 16 beschrieben. 15 ist
eine Querschnittsansicht in der Richtung des größeren Durchmessers des Lautsprechers
gemäß dem neunten
Beispiel der Erfindung. Die gleichen Komponenten wie diejenigen
des Beispiels 8 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
wobei deren Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
16 ist
eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der auszuübenden Kraft
und der Verschiebung einer rollenförmigen Kante oder eines rollenförmigen Dämpfers zeigt.
Wie in 16 gezeigt ist, besitzt die
rollenförmige
Kante (oder der rollenförmige
Dämpfer)
den Nachteil, dass sie (er) eine schlechte Linearität in der
Kraft-Verschiebungs-Kennlinie zeigt. Dieser Nachteil wird durch
die Form der Rolle verursacht. Hier kann die rollenförmige Kante
abhängig
von ihrer Form in zwei Kategorien klassifiziert werden. Das heißt, in eine
rollenförmige
Kante mit einer konvexen Form in der Richtung der vorderen Oberfläche des
Lautsprechers (die im Folgenden als eine "Aufwärtsrolle" bezeichnet wird)
und in eine rollenförmige
Kante mit einer konvexen Form in der Richtung der hinteren Oberfläche des
Lautsprechers (die im Folgenden als eine "Abwärtsrolle" bezeichnet wird).
Dieser Namensgebung folgend ist in 15 die
Kante 2 eine Aufwärtsrolle,
während der
Dämpfer 14b eine
Abwärtsrolle
ist. Selbst wenn die Membran des Lautsprechers in die gleiche Richtung ausgelenkt
wird, wird die Steifheit (die einer inversen Neigungszahl der Kurve
in 16 entspricht) abhängig davon verschieden, ob
die Kante eine Aufwärtsrolle
oder eine Abwärtsrolle
ist. Wenn z. B. die Membran in der Richtung der vorderen Oberfläche des
Lautsprechers ausgelenkt wird, ist die Steifheit der Aufwärtsrollen-Kante
größer als
die der Abwärtsrollen-Kante.
Mit anderen Worten, die Steifheit, wenn die Membran in der Richtung
der konvexen Kante ausgelenkt wird, ist größer als die Steifheit, wenn
die Membran in der Richtung der konkaven Kante ausgelenkt wird.
Die Nichtlinearität
der Kraft-Verschiebungs-Kennlinie,
wie sie in 16 gezeigt ist, verursacht eine
nichtlineare Verzerrung, wenn die Amplitude groß ist, wobei dadurch der Frequenzgang
des wiedergegebenen Schalls insbesondere im tiefen Schallbereich
verschlechtert wird.
-
Im
Lautsprecher dieses Beispiels, wie er in 15 gezeigt
ist, kann die nichtlineare Verzerrung, wenn die Amplitude groß ist, verringert
werden, wobei dadurch der Frequenzgang des wiedergegebenen Schalls verbessert
wird. Unter Verwendung einer Aufwärtsrollen-Kante 2 und
eines Abwärtsrollen-Dämpfers 14b wird diese
Verbesserung verwirklicht, indem der Unterschied in der Steifheit
aufgehoben wird, der durch die Verschiebungsrichtung der Membran
verursacht wird.
-
Beispiel 10
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
zehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
die 17A und 17B beschrieben. 17A und 17B zeigen
eine Konfiguration eines Dämpfers
gemäß dem zehnten
Beispiel der Erfindung. 17A ist
eine perspektivische Ansicht, während 17B eine Querschnittsansicht in der Richtung des
kleineren Durchmessers des Dämpfers
der Erfindung ist. In diesem Beispiel sind mit Ausnahme der Dämpfer 14c alle Komponenten
die gleichen wie diejenigen, die im Beispiel 8 verwendet werden.
-
Die
Dämpfer 14c sind
so vorgesehen, dass sie in der Richtung des kleineren Durchmessers
der (nicht gezeigten) Membran 1 zueinander parallel sind,
und werden durch einen Rahmen 7 gehalten. Jeder Dämpfer 14c enthält ein Paar
gegenüberliegender
Abwärtsrollen
und einen konkaven Abschnitt, der zwischen dem Paar von Abwärtsrollen
vorgesehen ist. Der vertikale Querschnitt längs der Richtung des größeren Durchmessers ist
W-förmig
mit einem U-förmigen
konkaven Abschnitt an seinem mittleren oberen Ende. Ein Element 16 zum Verbinden
der Schwingspulenhaspel mit einem Dämpfer ist am U-förmigen konkaven
Abschnitt mit dem Dämpfer 14c verbunden.
Weil der für
das Verbinden des Verbindungselements 16 mit dem konkaven
Abschnitt des Dämpfers 14c verwendete
Klebstoff im konkaven Abschnitt gesammelt wird, kann die Klebkraft
verbessert werden, sodass die Trennung zwischen dem Dämpfer 14c und
dem Element 16 zum Verbinden der Schwingspulenhaspel mit
einem Dämpfer
verhindert werden kann.
-
Beispiel 11
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
elften Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. 18 ist
eine Querschnittsansicht in der Richtung des größeren Durchmessers des Lautsprechers
gemäß dem elften
Beispiel der Erfindung. Die gleichen Komponenten wie diejenigen
des Beispiels 10 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
wobei ihre Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Die
Verbindungselemente 17 dieses Beispiels führen die
Funktionen des Elements zum Verbinden der Schwingspule mit einem
Dämpfer
des Beispiels 8 und des Haspel-Verstärkungselements des Beispiels
1 aus. Unter Verwendung dieser Elemente 17 können die
in beiden Beispielen erhaltenen Wirkungen gleichzeitig erreicht
werden, wobei die Anzahl der zu verwendenden Komponenten und der
Klebepunkte verringert werden kann, wobei dadurch die Wiedergabefähigkeit
verbessert und das Gewicht des Schwingungssystems verringert wird.
Folglich kann Schall mit einem verbesserten Frequenzgang vom Lautsprecher
effektiver wiedergegeben werden.
-
Beispiel 12
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
zwölften
Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist
eine Querschnittsansicht in der Richtung des größeren Durchmessers des Lautsprechers
gemäß dem zwölften Beispiel
der Erfindung. Die gleichen Komponenten wie diejenigen des Beispiels
11 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre
Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Im
Lautsprecher dieses Beispiels sind die Membran-Verstärkungsrippen 13 auf
der Rückseite
der Membran 1 des Lautsprechers des Beispiels 11 angebracht,
sodass die im Beispiel 4 erhaltenen Wirkungen außerdem in diesem Beispiel erreicht
werden können.
Die Membran-Verstärkungsrippen 13 sind
aus Papier hergestellte dünne
D-förmige Platten.
Es sind fünf
Membran-Verstärkungsrippen 13 in
gleichen Intervallen längs
der Richtung des größeren Durchmessers
der Membran 1 voneinander beabstandet angeordnet, wobei sie
auf der Rückseite
der Membran 1 längs
der Richtung des kleineren Durchmessers angebracht sind. Es wird angegeben,
dass die Anzahl und das Material der Membran-Verstärkungsrippen 13 nicht
auf diejenigen eingeschränkt
sind, die in diesem Beispiel definiert sind.
-
Beispiel 13
-
Als
Nächstes
wird ein Lautsprecher gemäß einem
dreizehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf 20 beschrieben. 20 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der entsprechenden Komponenten,
die für
den Lautsprecher gemäß dem dreizehnten
Beispiel der Erfindung zusammengebaut werden müssen. Eine Kante 2a dieses
Beispiels ist die gleiche wie die Kante 2a des Lautsprechers
des sechsten Beispiels. Die gleichen Komponenten wie diejenigen
des Beispiels 12 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
wobei ihre Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Der
Lautsprecher dieses Beispiels verwendet ein Element, das als die
Membran, die Schwingspulenhaspel, das Verbindungselement und die
Membran-Verstär kungsrippe
arbeitet, das durch das einteilige Ausbilden dieser Elemente erhalten
wird. Alle Komponenten bis auf dieses integrierte Element sind die
gleichen wie diejenigen des Beispiels 11. Das Element 18,
das als die Membran, die Haspel und das Verbindungselement arbeitet,
ist einteilig unter Verwendung eines Materials, wie z. B. Polymethylpenten
und eines zusammengesetzten Materials auf Nylonbasis, ausgebildet.
Im Vergleich zum Lautsprecher des Beispiels 12 ist in einem Lautsprecher
mit einer derartigen Konfiguration die Anzahl der Klebepunkte verringert
und die Wiedergabefähigkeit
verbessert.
-
Beispiel 14
-
Schließlich wird
ein Lautsprecher gemäß einem
vierzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf 21 beschrieben. 21 ist
eine Querschnittsansicht in der Richtung des größeren Durchmessers des Lautsprechers
gemäß dem vierzehnten
Beispiel der Erfindung. Die gleichen Komponenten wie diejenigen
des Beispiels 11 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
wobei ihre Beschreibung hierin weggelassen wird.
-
Im
Lautsprecher dieses Beispiels sind die Membran-Verstärkungsrippen 13 auf
der Rückseite
der Membran des Lautsprechers des Beispiels 11 so angebracht, dass
sie in ungleichen Intervallen voneinander beabstandet sind. Im Ergebnis
können
die im Beispiel 5 erhaltenen Wirkungen außerdem in diesem Beispiel erreicht
werden.
-
Für die Fachleute
auf dem Gebiet werden verschiedene andere Modifikationen offensichtlich
sein und können
durch die Fachleute auf dem Gebiet leicht hergestellt werden, ohne
vom Umfang und Erfindungsgedanken dieser Erfindung abzuweichen,
wie sie durch die beigefügten
Ansprüche
definiert sind.