JP2002536929A - 撓み波振動を生成するための振動励振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 共振等の撓み波ダイアフラムを励振するための可動コイル振動励振器であって、環状ギャップ（２）を形成するマグネット組立体と、環状ギャップ中に配置されるボイスコイル組立体（５）と、励振器をダイアフラムに取り付けると共にボイスコイル組立体がしっかりと取り付けられる取り付け部材（８）と、マグネット組立体に結合されて環状ギャップ中でボイスコイル組立体（５）が軸方向に移動するのを可能にする、取り付け部材上の弾性支持体（１２）とを備え、弾性支持体のフットプリントが、取り付け部材のフットプリント内に入っているか又は取り付け部材と同一の広がりを持つ構成であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は振動励振器に関する。より詳細には、本発明は、撓み部材中に撓み波
振動を引き起こし、音響出力を生成する可動コイル振動励振器に関する。つまり
、この励振器は、共振パネルラウドスピーカにおける励振器を形成できる。共振
パネルラウドスピーカは、国際特許出願ＷＯ０９７／０９８４２に説明されてお
り、分布モード（ＤＭ）ラウドスピーカ（ＤＭＬ）として知られている

【０００２】 （背景技術） ＥＰ−Ａ−０１６０４７８から、ボイスコイル組立体に組み込まれた取り付け
リング部品を備え、後側の支持スパイダをコイル巻型と相互接続してピストン式
円錐形ダイアフラムをボイスコイルに接続するようになっている、可動コイルピ
ストン式円錐形ラウドスピーカ励振ユニットを設けることが知られている。

【０００３】 励振共振パネルラウドスピーカに使用することを意図した公知の可動コイル振
動励振器の設計において、マグネット組立体は、マグネットカップのフランジ状
延長部とコイル外径部との間に配置される可撓性支持部材によってボイスコイル
組立体に結合できる。可撓性部材は、波形区域が形成された布や、任意の適切な
可撓性又は弾性のある材料で公知の方法により作られている。

【０００４】 この構造の欠点は、フランジが共振パネルへ近接すると空気の密閉の原因とな
るキャビティを生成して、可聴周波数帯域においてキャビティモードを生成する
ことである。このキャビティモードはフランジの開放周縁部から放射して望まし
くない音響出力を引き起こすが、これを吸収するのは困難である。ボイスコイル
領域中のギャップをなくすことにより磁極片とパネルとの間の領域を封じて多少
改善を行うこともできるが、それでもなおフランジ外側部が可聴周波数領域にお
けるキャビティモードを生成する。

【０００５】 マグネット組立体の環状ギャップ中におけるボイスコイルの位置合わせは性能
上重要であり、大きなエアギャップに起因する効率の損失は別にして、僅かなボ
イスコイルの位置合わせ不良や同心度の不足であっても、単一の支持励振器の設
計において比較的抑制できないギャップ中の揺動を引き起こすことが明らかにな
っている。

【０００６】 効率的な励振器の設計において少なくとも重要なのはギャップ寸法であり、こ
れはボイスコイルの水平方向の自由度がしっかりと拘束されない限り小さくする
ことは難しい。発泡ゴム支持システムは、等しい垂直移動と水平移動を与えるの
で、良好なコイル位置合わせを得るために水平方向の剛性を高くすると、作動面
の移動に関する支持剛性が高くなり低周波数の拡大が制限される。

【０００７】 特定の応用例において、小型励振器は、エアギャップ中を出入りして自由に移
動できるが、他の方向においてはしっかり拘束されて、ギャップ寸法を小さくし
て効率を高めることができる支持システムを必要とすることは明らかである。

【０００８】 ２平面支持は、揺動が最小であるピストン運動を可能にする。しかし、この基
本的要件は、ことによるとＤＭＬ作動に関して微妙に変更される。励振器自身が
生成する撓み波反射に「乗る」ための励振器の必要性は、ボイスコイル後側（マ
グネット後側）における支持体が、マグネット前側における支持体よりも水平方
向に一層コンプライアントであることを必要とするので、反射撓み波に「乗って
いる」ボイスコイル後側における左右方向の移動は、マグネットカップを横方向
に押すことはない。これは前側支持要素ができるだけ共振（ＤＭＬ）パネルに隣
接することを必要とする。

【０００９】 （発明の開示） 本発明によれば、共振等の撓み波ダイアフラムを励振するための可動コイル振
動励振器であって、環状ギャップを形成するマグネット組立体と、環状ギャップ
中に配置されるボイスコイル組立体と、励振器をダイアフラムに取り付けると共
にボイスコイル組立体がしっかりと取り付けられる取り付け部材と、マグネット
組立体に結合されて環状ギャップ中でボイスコイル組立体が軸方向に移動するの
を可能にする、取り付け部材上の弾性支持体とを備え、弾性支持体のフットプリ
ントが取り付け部材のフットプリント内に入っているか、又は取り付け部材と同
一の広がりを持つ構成であることを特徴とする。弾性支持体のフットプリントが
マグネット組立体のフットプリント内に入っていることが好ましい。励振器は慣
性式であってもよい。

【００１０】 マグネット組立体が、内側磁極片と外側カップ状磁極片とを備え、両方の磁極
片がマグネットに結合されていてもよい。外側磁極片が、実質的にフランジが形
成されていない周縁部を有していてもよい。外側磁極片の周縁部がテーパになっ
ており、尖った終端部を有していてもよい。

【００１１】 取り付け部材が、外側磁極片と同一の広がりを有していてもよい。取り付け部
材は環状又はディスク状であってもよい。

【００１２】 支持体が、外側磁極片の壁の厚さの範囲内に全て配置されていてもよい。支持
体が、内側磁極片とボイスコイル組立体内側に固定された取り付け部材との間を
結合してもよい。もしくは、支持体がカップと取り付け部材との間を結合しても
よい。

【００１３】 弾性支持体が、取り付け部材の軸方向延長部と外側磁極片の切欠き部との間に
固定される可撓性材料のブロック形状であってもよい。もしくは、支持体が、デ
ィスク状取り付け部材と内側磁極片の軸上に配置される弾性部材を備えていても
よい。別の実施形態において、弾性支持体は環状スプリング部材を備えていても
よい。環状スプリング部材は更にアームの自由端が外側磁極片の外側周縁部に取
り付けられているアームを備えてもよい。

【００１４】 外側磁極片が取り外し可能なディスク状後部及び管状部を備えていてもよい。
励振器が支持体から軸方向に変位した位置で、ボイスコイル組立体とマグネット
組立体との間に結合される第２の弾性支持体を備えていてもよい。第２の支持体
が、外側磁極片の後部と管状部の間に形成される凹部に配置されてもよい。第２
の支持体が弾性環状支持体であり、更にマグネットの円周方向の溝に配置されて
いてももよい。

【００１５】 ボイスコイル組立体は、コイル巻型に巻かれたボイスコイルを有することが好
ましい。支持体が、電気接点を備え、ボイスコイルを電源に接続してボイスコイ
ル組立体に電圧を印加するようになっていてもよい。

【００１６】 パネルに垂直な平面に支持体を設けることによって、支持体を支持するための
マグネットカップ上のフランジが不必要になるので閉じ込められた空気が残るの
を防止する。これらの実施形態によれば、存在すると望ましくないキャビティモ
ードをもたらす場合がある潜在的なフランジ領域を少なくできる。

【００１７】 （発明を実施するための最良の形態） 図１及び図１ａには、ＷＯ９７／０９８４２に説明される種類の共振パネル等
のパネル中に撓み波振動を生成してラウドスピーカを形成する慣性可動コイル励
振器（１）が示されており、内側ディスク状磁極片（３）と外側カップ状磁極片
（４）との間にサンドイッチされるマグネット（２）を有し環状ギャップ（図示
せず）を形成するマグネット組立体と、コイル（７）が巻かれた管状コイル巻型
（６）を有するボイスコイル組立体（５）と、ボイスコイルがしっかりと取り付
けられ、マグネット組立体とボイスコイルとを一体化し、環状ギャップ中でのボ
イスコイルの軸方向移動を可能にし、更に、励振器を励振すべき共振パネル（図
示せず）上に取り付ける支持及び取り付け組立体（８）とを備える。

【００１８】 図示のようにカップ（４）の周縁には３つの等間隔に配置されたスロットが切
欠き部として形成されており、組立体（８）は、実質的にカップ（４）の周縁壁
の内外径と等しい寸法の取り付けリング（１０）を備えている。リング（１０）
には３つの等間隔に配置された軸方向に延びる突起即ちポスト（１１）が形成さ
れており、該ポスト（１１）は、例えばゴム状材料の矩形の弾性支持ブロック（
１２）が取り付けられる脚部を形成し、この構成は、該脚部（１１）と支持ブロ
ック（１２）とがカップ（４）のスロット（９）内に受容されるようになってお
り、支持ブロック（１２）は、壁に対向する側面で該壁に取り付けられ、これに
よってブロック（１２）が脚部に取り付けられる。

【００１９】 このようにして支持体はカップの壁の厚さの範囲内に包含されるので、周縁に
フランジを備えるカップを設ける必要がなく前述の問題が解消される。

【００２０】 図２及び図２ａの励振器の実施形態は、図１の実施形態と全体的には同じであ
り、励振器（１）は、内側ディスク状磁極片（３）と外側カップ（４）との間に
サンドイッチされるマグネット（２）を有し、環状ギャップ（２０）を形成する
マグネット組立体と、コイル（７）が巻かれた管状コイル巻型（６）を有するボ
イスコイル組立体と、支持及び取り付け組立体（８）とを備える。しかし、本実
施形態において、支持体は、リング（１０）に固定され、３つの等間隔に配置さ
れた湾曲スプリング（１５）を形成するステンレス鋼等のリング（１４）形状の
スプリング装置（１３）を有し、その自由端（１６）はカップの周縁部に固定さ
れている。スプリング装置（１３）は、図２ａに概略的に示されていることを理
解されたい。

【００２１】 図１及び図１ａと同様に、ボイスコイル組立体（５）はリング（１０）にしっ
かりと固定されているので、スプリング（１４）はボイスコイル組立体とマグネ
ット組立体のカップとの間に支持を形成する。図示のようにアーム（１５）はリ
ング（１４）の外径にあるが、アーム（１５）はスプリングリング（１４）の内
径又は外径のいずれであってもよいことを理解されたい。

【００２２】 もしくは、図２ｂに示すようにスプリング支持要素は、内側磁極片（３）とコ
イル巻型（６）に固定されるディスク（３０）との間に支持をもたらすことも可
能である。スプリング（１４）は、例えば、該スプリングに磁極片（３）の突起
部（図示せず）を位置決めできる穴（図示せず）を形成することによって、磁極
片（３）に同軸配置される。この位置合わせは、ボイスコイル巻型（６）の内側
にスプリングを同軸配置して巻型の内側にしっかりと固定することによってボイ
スコイル（７）に伝達される。従って、この励振器の構造は自動位置合わせ式で
あり、水平方向の支持コンプライアンスは十分に小さく、エアギャップを比較的
小さくできる。

【００２３】 図３は、図２ｂの励振器と類似の励振器（１）の別の実施形態を示し、凹部（
２３）を形成する取り外し可能なディスク状後部（４ａ）と管状部（４ｂ）とか
らなる２つの部品で作られたカップ（４）を備えており、凹部（２３）はボイス
コイル（７）の後部にスパイダ支持体（１７）のための空間をもたらし、前側面
と後側面との間に異なる水平方向コンプライアンスを有する２平面支持を容易に
する。

【００２４】 この設計は、２つの追加的な特徴に役立ち、これは単純な自動位置合わせ組立
体に適合する。即ち、 （１）磁極片スプリング支持体（１３）は、取り付けディスク（３０）上に差込
みロックするよう作ることができ、励振器の組み立て及び分解が容易になり、 （２）ボイスコイル接続部は、取り付けディスク（３０）上の電気接点に接続で
き、励振器がパネル表面に接触する場合、ディスクは励振器取り付け接続システ
ムでもってラウドスピーカパネル（図示せず）上の導電パッド（図示せず）に接
することができる。このために、精巧なボイスコイル導線から外部ケーブル又は
タブまでの配線を無くすことができ、マグネット組立体のバランスが改善される
。更に、このことは薄い銅板又は導電塗料塗膜として導体をパネル表皮に埋設又
は封じ込めることができるので、ケーブルをパネルへ又はパネルを横切って引き
回す必要が無くなる。

【００２５】 複数の部品からマグネットカップを組み立てる方式を採用することで、特に小
型励振器用の非常に小型の一体式支持システムへの可能性が開かれる。図４は、
全体的には図２ｂ及び図３に示す励振器（１）であるが、マグネット（２）の２
つの円周方向のスロット（図示せず）が、マグネット（２）と巻型（６）との間
に取り付く平らな可撓性ワッシャ（１９）を利用して、単純な２平面支持システ
ムを可能にする方法を示す。これはマグネット（２）と管状カップ部（４ｂ）側
面との間に比較的広い環状ギャップ（２４）を得ることができる利点をもたらす
。磁極片（３）及びバックプレート（４ｂ）の両者は凹部が設けられマグネット
（２）をセンターリングするので、ボイスコイル（７）を含む励振器全体は自動
位置合わせ式であることに留意されたい。この実施形態において、前側支持は、
ディスク（３０）及び磁極片（３）に同軸配置される柔らかな発泡ブロック（１
８）によってもたらされる。

【００２６】 図５は、図４の励振器の変形例を示し、変更されていない標準的な、つまり溝
がないマグネット（２）を使用する。この実施形態において、カップは鋼製等の
３つの自動位置合わせ部品（４ａ）、（４ｂ）、及び４（ｃ）から組み立てられ
ており、これらはボイスコイル巻型（６）上の支持リング（１９）の予備組立を
可能にするよう支持凹部が機械加工された場所で分離する。この場合、上側管状
部（４ｃ）がカップ終端として用いられ、終端部（２１）は尖っており、音響キ
ャビティ効果を改善すると共に、磁極片と位置合わせする必要がある場所にだけ
真のエアギャップ（２０）が生成される。

【００２７】 図６に示す励振器構造は、図５のものと類似しており小型の組立体に向いてい
るが、前側支持体と後側支持体との間の距離から得られる非常に安定した水平方
向の位置合わせが設計応用において役立つ場合は、大型の励振器でも使用できる
。磁極片の前側支持体がパネルに当たるのを防止するようボイスコイルのカップ
中への最大偏位を規定する必要がある。この点では実用上発泡性緩衝部材を使用
できる。

【００２８】 図７に示すように、励振器の図６の実施形態の設計は、マグネット面積を多少
犠牲にして、環状の発泡リングの後側支持体（２２）をマグネット（２）周囲の
周りに取り付けて巻型（６）内面に接触させることによって更に簡略化できる。
発泡体を適正に選定して許容誤差を設定することにより、ボイスコイル組立体（
５）が単純に押し付けられて組立体の後側において自動位置合わせが可能となる
。ボイスコイル組立体（５）の前側は、ディスク（３０）と磁極片（３）上に同
軸配置された磁極片支持体（１８）によって位置合わせできる。ディスク（３０
）は取り付けリング（１０）によって支持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性式可動コイル振動励振
器の第１の実施形態の組立分解斜視図である。

【図１ａ】 図１の振動励振器の斜視図である。

【図２】 パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励振器
の第２の実施形態の組立分解斜視図である。

【図２ａ】 図２の振動励振器の側断面図である。

【図２ｂ】 全体的には図２ａのものに対応するが、変更された支持装置を示す側断面図で
ある。

【図３】 パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励振器
の他の実施形態の組立分解斜視図である。

【図４】 パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励振器
の他の実施形態の組立分解斜視図である。

【図５】 共振パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励
振器の他の実施形態の組立分解斜視図である。

【図６】 共振パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励
振器の他の実施形態の組立分解斜視図である。

【図７】 共振パネルラウドスピーカに撓み波を引き起こすための慣性可動コイル振動励
振器の他の実施形態の組立分解斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 モアクロフト デニス イギリス ケンブリッジシャー ピーイー 29 ３キューディー ハンティンドン ハ ートフォード ロード 18 (72)発明者 ロバーツ マーティン イギリス サフォーク アイピー33 ２キ ュージェイ バリー セント エドマンズ ホーム ファーム レーン 17 (72)発明者 オーウェン ニール サイモン イギリス ケンブリッジシャー ピーイー 18 ９ティーエス バックデン シルヴァ ー ストリート トリーウィック コテー ジ （番地なし) Ｆターム(参考） 5D012 BB02

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撓み波ダイアフラムを励振するための可動コイル振動励振器
   であって、環状ギャップを形成するマグネット組立体と、前記環状ギャップ中に
   配置されるボイスコイル組立体と、前記励振器を前記ダイアフラムに取り付ける
   と共に前記ボイスコイル組立体がしっかりと取り付けられる取り付け部材と、前
   記マグネット組立体に結合されて前記環状ギャップ中で前記ボイスコイル組立体
   が軸方向に移動するのを可能にする、前記取り付け部材上の弾性支持体とを備え
   、前記弾性支持体のフットプリントが前記取り付け部材のフットプリント内に入
   っているか、又は前記取り付け部材と同一の広がりを持つ構成であることを特徴
   とする励振器。
2. 【請求項２】 前記マグネット組立体が、内側磁極片と外側カップ状磁極片
   とを備え、両方の磁極片がマグネットに結合されていることを特徴とする請求項
   １に記載の励振器。
3. 【請求項３】 前記外側磁極片が、実質的にフランジが形成されていない周
   縁部を有していることを特徴とする請求項２に記載の励振器。
4. 【請求項４】 前記外側磁極片の周縁部がテーパになっており、尖った終端
   部を有していることを特徴とする請求項３に記載の励振器。
5. 【請求項５】 前記取り付け部材が、前記外側磁極片と同一の広がりを有し
   ていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の励振器。
6. 【請求項６】 前記支持体が、前記外側磁極片の壁の厚さの範囲内に全て配
   置されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の励振器。
7. 【請求項７】 前記取り付け部材が環状であることを特徴とする前記請求項
   のいずれか１項に記載の励振器。
8. 【請求項８】 前記支持体が、前記内側磁極片と前記ボイスコイル組立体内
   側に固定された取り付け部材との間を結合することを特徴とする請求項２から６
   のいずれか１項に記載の励振器。
9. 【請求項９】 請求項２に従属する場合、前記弾性支持体が、前記取り付け
   部材の軸方向延長部と外側磁極片の切欠き部との間に固定される可撓性材料のブ
   ロック形状であることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の励振
   器。
10. 【請求項１０】 前記取り付け部材がディスク状であることを特徴とする請
    求項１から７のいずれか１項に記載の励振器。
11. 【請求項１１】 請求項２に従属する場合、前記支持体が、前記ディスク状
    取り付け部材と前記内側磁極片の軸上に配置される弾性部材を備えることを特徴
    とする請求項１０に記載の励振器。
12. 【請求項１２】 前記弾性支持体が、環状スプリング部材を備えることを特
    徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の励振器。
13. 【請求項１３】 前記弾性支持体が、前記ボイスコイル組立体を電源に接続
    して前記ボイスコイル組立体に電圧を印加する電気接点を備えることを特徴とす
    る前記請求項のいずれか１項に記載の励振器。
14. 【請求項１４】 前記支持体から軸方向に変位した位置で、前記ボイスコイ
    ル組立体と前記マグネット組立体との間に結合される第２の弾性支持体を備える
    ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の励振器。
15. 【請求項１５】 前記第２の支持体が、弾性環状支持体であることを特徴と
    する請求項１４に記載の励振器。
16. 【請求項１６】 請求項２に従属する場合、前記第２の支持体が、前記マグ
    ネットの円周方向の溝に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の励振器
    。
17. 【請求項１７】 請求項２に従属する場合、前記外側磁極片が取り外し可能
    なディスク状後部及び管状部を備えることを特徴とする請求項２から１６のいず
    れか１項に記載の励振器。
18. 【請求項１８】 請求項１４に従属する場合、前記後部及び前記管状部が凹
    部を形成し前記第２の支持体を格納することを特徴とする請求項１７に記載の励
    振器。
19. 【請求項１９】 前記励振器が慣性式であることを特徴とする前記請求項の
    いずれか１項に記載の励振器。
20. 【請求項２０】 前記弾性支持体のフットプリントが前記マグネット組立体
    のフットプリント内に入っていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に
    記載の励振器。