JP2004364270A - ラウドスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカの音質を向上させる、実質的に線形かつ対称的なサスペンションシステムを有するスピーカを提供すること。
【解決手段】 本発明は、フレーム（３）と、停止位置の周りで振動する、可動振動板（２）と、第１の可撓性周辺部（４）および第２の可撓性周辺部（１６）を含む、フレームに振動板（２）を装着するサスペンション（４、１６）とを備えるラウドスピーカ（１）であって、第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部（４、１６）のいずれかが空気を透過させる、ラウドスピーカに関する。
【選択図】 図２ａ

Description

（発明の分野）
本発明は、フレームと、静止位置の周囲で振動する可動振動板と、第１の可撓性周辺部および第２の可撓性周辺部を有するサスペンションとを備えるスピーカに関する。

従来のスピーカは、振動板と、中心領域で振動板に安定的に固定された可動ボイスコイルと、可動ボイスコイルが挿入された磁気モータギャップシステムとを備え、このコイルは、磁気モータシステムのギャップの中央に位置し、フレームは、磁気システムを支持し、かつその一方の半分の側に振動板を備え、可撓性周辺部は、このフレームと、振動板の周縁領域とに安定的に固定され、中央揃えデバイス、すなわち、スパイダーがフレームに固定され、振動板の中心部分に安定的に固定される。

従来のコーン型スピーカにおいて、可動振動板のガイディングは、振動板の周縁領域でフレームに安定的に固定された可撓性変形可能周辺部と、可動ボイスコイルおよびこのコイルに取り付けられた振動板の振動運動をガイドするスパイダーとからなる２重の機械的ガイドシステムによって実現される。可動システムの変位は、通常、スパイダーの最大の機械的変形によって制限される。サスペンションシステムの剛性は、可撓性周辺部の剛性とスパイダーの剛性との和である。

さらに、スピーカは、いくつかのカテゴリに分けられ得る。まず、低周波数を発生させるように設計されたウーハーと呼ばれるスピーカがある。これらのスピーカの場合、振動板が大きく、かつ著しい変位を有する。さらに、高周波数を発生させるように設計されたツイータと呼ばれるスピーカがある。このツイータは、小さい範囲の変位で振動する比較的小さい振動板を備える。最後ではあるが、少なからず存在する、中間周波数用に設計されたミディアムとも呼ばれるスピーカである。

これらの異なった種類のスピーカに対して、異なった磁気システムおよび異なったガイディングシステムが知られている。

例えば、ウーハーは、上述のように、通常、円錐状の振動板と、周辺部およびスパイダーからなる２重の機械的ガイディングシステムとを備える。著しい変位においてすら振動するボイスコイルを適切にガイドできるようにするために、この２重の機械的ガイディングシステムは必要である。

しかしながら、ツイータの場合、可動振動板および関連したボイスコイルの変位はあまり重要でなく、可撓性周辺部のみを含むガイディングシステムを用いる。ガイディングメカニズムにおけるスパイダーの使用は、ツイータスピーカにおいては必要でない。

（関連技術）
従来のコーン型スピーカにおいて、サスペンションシステムは、いくつかの不利な点を有する。まず、寄生のヒステリシス効果が存在し、かつ、使用中にスパイダーが疲弊するという機械的特性のためにスパイダーの線形性があまり良くない。さらに、このサスペンションの形状が対称的でないために、振動板をフレームに固定するための可撓性周辺部の線形性があまり良くなく、これは、静止位置の周囲の振動が前後の方向に同じ復元力を生成しないことを意味する。

良好な音質を有するスピーカを取得するためには、特に、サスペンションシステムが線形であること、すなわち、復元力が変位と正比例することが重要である。さらに、サスペンションシステムが対称的であること、すなわち、スピーカの前後の方向の変位が同じ復元力を有するべきことである。

最大変位でのスパイダーの線形性と復元力との間にうまく妥協することが困難であるので、最大変位でのサスペンションシステムの機械的挙動を制御することは困難である。通常、スピーカは、クローズドボックスまたは位相反転型で作動する。可動システムの著しい変位時に、ボックス内の内部圧力が可撓性周辺部の形状を改変し、音響の歪みを発生させる。

特許文献１は、磁気によって軸方向に分極する４つの永久磁性ディスクと、２つの軟質磁性中間ディスクと、少なくとも１つの電気駆動コイルとからなるスピーカの線形磁気システムを開示する。２つの内部および２つの外部永久磁性ディスクは、これらの形状の中心軸が重なるように配置される。直径方向に、不均一な磁極が対向し合う。電気コイルは、外部ディスクの内径と内部ディスクの外径との間に嵌合する。

対称的なサスペンションシステムを取得するために、特許文献２は、ゴムのような可撓性材料の角度のある中空の部材からなり、かつ、断面が実質的に円形であるサスペンションによって、振動板がそのエッジ部でフレームに支持されるスピーカを開示する。このサスペンションは、その内周で、振動板のエッジ部に、および、その外周でフレームに接続されている。

この中空のサスペンションは、いくつかの不利な点を有する。まず、このサスペンションは、特定量の空気が密閉される閉空間を形成する。管状のサスペンション部材内に含まれたこの空気は、いくつかの不利な点を有する。まず、スピーカは、例えば、自動車内等の複数の異なった環境で用いられる。これらのスピーカは、日光に曝されるか、または熱を受けるということが起こり得る。温度が約４０〜６０℃にまで上昇したときに、閉サスペンション内の加熱された空気の膨張がサスペンションに損傷を起こし得る。空気の体積は、サスペンション内部の空気の温度に左右されるので、スピーカの音質は、スピーカの周囲温度に左右される。

さらに、上述のサスペンションシステムは線形でない。振動板の変位が大きいと、クローズドボックス内に含まれた空気が著しく圧縮され、これは、ボイスコイルの変位が最大であるときに大きい復元力をもたらす。
独国特許発明第１９７２５３７３号明細書 米国特許第３６８４０５２号明細書

従って、スピーカの音質を向上させる、実質的に線形かつ対称的なサスペンションシステムを有するスピーカを提供することが必要である。

本発明によるラウドスピーカは、フレーム（３）と、停止位置の周りで振動する、可動振動板（２）と、第１の可撓性周辺部（４）および第２の可撓性周辺部（１６）を含む、該フレームに該振動板（２）を装着するサスペンション（４、１６）と、を備えるラウドスピーカ（１）であって、該第１の可撓性周辺部または該第２の可撓性周辺部（４、１６）のいずれかが空気を透過させ、これにより上記目的を達成する。

前記第１の可撓性周辺部（４）は凸型であり、前記第２の可撓性周辺部（１６）は凹型であってもよい。

閉じられた空間が、前記第１の可撓性周辺部（４）と前記第２の可撓性周辺部（１６）との間に生成され、該第１の可撓性周辺部および該第２の可撓性周辺部によって実質的に境界が定められていてもよい。

前記閉じられた空間が環状の形をしていてもよい。

前記第１の可撓性周辺部または前記第２の可撓性周辺部のいずれかが、孔（２０）を含んでもよい。

前記第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部のいずれかが、空気を透過させる材料から製造されてもよい。

前記第１の可撓性周辺部（４）は、前記振動板（２）に、第１の復元力を、該振動板が振動する場合に作用させ、前記第２の可撓性周辺部（１６）は、該振動板（２）に、第２の復元力を、該振動板が振動する場合に作用させ、該第１の可撓性周辺部および該第２の可撓性周辺部（４、１６）は、該振動板上の該第１の復元力および該第２の復元力から得られる合成力が、前記停止位置に対して実質的に対称になるように、配置されてもよい。

空気を透過させる材料を含む一方の周辺部の材料の形および／厚さ、および／または、空気を透過させる材料も孔も含まない他方の周辺部の材料に対して相対的な孔が、前記合成力が前記停止位置に対して対称的であるように選択されてもよい。

前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第１のエッジ（１４）において、前記振動板（２）のエッジ領域の第１の側に取り付けられ、前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第１のエッジ（１８）において、該振動板（２）の該胚領域の他方の側に取り付けられてもよい。

前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第２のエッジ（１７）において、前記フレーム（３）に取り付けられ、前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第２のエッジ（１５）において、該第２の可撓性周辺部（１６）に取り付けられてもよい。

前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第２のエッジ（１７）において、前記フレーム（３）に取り付けられ、前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第２のエッジ（１９）において、該フレーム（３）に取り付けられてもよい。

前記２つの可撓性周辺部（４、１６）は、互いに対して対称的に配置されてもよい。

前記２つの可撓性周辺部（４、１６）は、該２つの可撓性周辺部（４、１６）の前記振動板（２）への接合、および該２つの可撓性周辺部の前記フレーム（３）への接合によって定められた軸に対して対称的に配置されてもよい。

前記孔（２０）および／または空気を透過させる材料が、前記第１の可撓性周辺部および前記第２の可撓性周辺部（４、１６）によって規定された前記閉じられた空間に、圧気空気漏れを確立してもよい。

前記可動振動板（２）を駆動する、音声コイルを中心に集める弾力集中デバイス（５）をさらに含み、該弾力集中デバイス（５）は、音声コイル（６）の最大変位においてさえ、該中心デバイスが該音声コイル（６）の振動移動を実質的に減衰させないように選択された所定のコンプライアンスを含んでもよい。

前記集中デバイス（５）は、スパイダーであってもよい。

少なくとも２つの環状永久磁石（４１、４２）および少なくとも２つの環状極性片を含む磁石システムをさらに備えてもよい。

前記磁石システムは、４つの環状同軸永久磁石（３１〜３４）および少なくとも２つの極性片（３５、３６）を備え、２つの内側環状永久磁石（３１、３４）が上に重ねられ、第１の直径Ｄ１を有し、２つの他の環状外側永久磁石（３２、３３）が上に重ねられ、Ｄ１よりも長い直径Ｄ２を有し、１つの極性片（３５、３６）がそれぞれ２つの環状永久磁石の間にあり、該内直径および該外直径における該磁石（３１〜３４）が、直径方向に互いに逆を向いた不均一な磁極で逆に分極していてもよい。

ボイスコイル（６）が、直径Ｄ１を有する前記２つの内側環状永久磁石（３１、３４）の外側の境界および前記それぞれの第１の環状極性片（３５）と、直径Ｄ２を有する前記２つの他方の外側環状永久磁石（３２、３３）および前記それぞれの第２の環状極性片（３６）とによって定められたエアギャップ（３８）に配置されてもよい。

前記ラウドスピーカの主軸（Ａ）と同軸の減圧孔（３９、５５）をさらに備えてもよい。

前記減圧孔（３９）の直径が、前記２つの内側環状永久磁石（３１、３４）の内直径（Ｄ１）に対応してもよい。

前記減圧孔の直径（Ｄ３）は、前記内側環状極性片（４４、４５）の内直径に対応してもよい。

前記減圧孔は、ボックス（６５）によって終端されていてもよい。

前記ボックス（６５）は、直径が前記減圧孔の直径に対応する、円柱状の形を有してもよい。

前記磁石システムは、１つの永久磁石および２つの極性片、ならびに磁石システムのギャップに位置した音声コイルを備え、該磁石システムは、前記ラウドスピーカの主軸に対して実質的に垂直に配置された導電性材料のリングで部分的に充填された溝を有してもよい。

本発明は、請求項１に記載したスピーカを提供することによって上述の必要を満たす。

従属請求項は、本発明の好ましい実施形態の特徴に関する。

本発明の重要な局面によると、このサスペンションは空気透過性である。なぜなら、第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部が空気透過性だからである。この空気透過性のために、上述の閉サスペンションシステムの問題が克服され得る。

本発明の好適な実施形態によると、第１の可撓性周辺部は凸形であり、第２の可撓性周囲部は凹形である。

好ましくは、閉空間は、第１の可撓性周辺部と第２の可撓性周辺部との間に生成され、これは、第１の可撓性周辺部および第２の可撓性周囲部によって実質的に区切られる。２つの周辺部からなるサスペンションの２つの部分のうちの１つの空気透過性によって、第１の可撓性周辺部と第２の可撓性周囲部との間に規定された閉空間に気圧力学的に空気を逃がすことが可能になる。この空気透過性により、２つの可撓性周辺部間の空気は、もはや完全には密閉されないので、振動板の振動運動の間、可撓性周辺部は、振動板の振動運動により容易に追従し得る。変位が大きいときのサスペンションシステムの剛性は、サスペンションが空気透過性でない場合よりもはるかに小さい。

好ましい実施形態によると、密閉された空間は、２つの可撓性周辺部の形状、すなわち、第１は凸形、第２は凹形であることにより、角度のある形状を有する。

本発明の好ましい実施形態によると、第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部が空気透過性である。周辺部のどちらか１つのみが空気透過性であるべきことを理解されたい。両方の可撓性周辺部が空気透過性である場合、スピーカの前面からスピーカの内部への空気の経路が提供される。その結果、スピーカが適正に機能することができなくなる。

好ましい実施形態によると、サスペンションシステムは孔を含む。これらの孔は、サスペンションに通気性を与え、かつ第１および第２の可撓性周囲部の間に規定される密閉空間において気圧空気漏れを設定し得る。

本発明によると、第１および第２の可撓性周囲部のいずれかは孔を含み得る。

本発明の別の実施形態によると、サスペンションシステムは、１つの周囲部だけの通気性材料から生成され構成され得る。この通気性または多孔性材料はまた、密閉空間において気圧空気漏れを設定し得る。通気性材料はまた孔と組み合わされ得ることが理解されるべきである。使用される多孔性材料は、サスペンションシステムの最良の剛性／変位特性が得られるように最適化され得る。

好ましい実施形態によると、第１または第２の周囲部は、通気性材料から構成され得る。上記のように、第１および第２の周囲部が通気性であることは避けるべきである。なぜなら、密閉または半密閉ラウドスピーカ箱からラウドスピーカへの空気の通り道が生成されるからである。

本発明の別の局面によると、第１の可撓性周囲部は、振動板が振動する場合に振動板上に第１の復元力を与え、かつ第２の可撓性周囲部は、振動板が振動する場合に振動板上に第２の復元力を与える。ここで、第１および第２の周囲部は、振動板上の第１および第２の復元力による結果の力が停止位置に対して対称となるように、互いに相対的に配置される。２つの周囲部の相対対称配置のために、停止位置の回りに与えられる力に依存する対称な移動が得られ得る。この振動板の対称な移動によって、音響歪みが最小化される。

本発明の別の実施形態によると、通気性材料および／または孔を含む１つの周囲部の材料は、通気性材料も孔も含まない他方の周囲部の材料に対して、得られる力が停止位置に対して対称となるように選択される。２つの周囲部はもはや同一ではないので、周囲部の材料は、通気性によって一方の周囲部が他方の周囲部と異なるという事実は、異なる材料、サスペンションの異なる幾何形状、および／または異なる厚さを使用することによって補償される。

その２つの周囲部を有するサスペンションは、２つの異なる要素、第１の可撓性周囲部および第２の可撓性周囲部から構成され得る。しかし、サスペンションはまた、２つの周囲部を有する１つの要素であり得る。

好ましい実施形態によると、第１の可撓性周囲部は、その第１のエッジ部で、振動板のエッジ部領域の第１の側面に取り付けられ、かつ第２の可撓性周囲部は、その第のエッジ部で、振動板のエッジ部領域の他方の側面に取り付けられる。

第２の可撓性周囲部は、その第２のエッジ部でフレームに取り付けられ、かつ第１の可撓性周囲部は、その第２のエッジ部で第２の周囲部に取り付けられる。

しかし、第２の可撓性周囲部は、その第２のエッジ部でフレームに取り付けられ、かつ第１の可撓性周囲部は、同様にその第２のエッジ部でフレームに取り付けられる。

好ましい実施形態によると、２つの可撓性周囲部は、互いに対称に配置される。この対称な配置を用いると、サスペンションの対称が得られ得る。

本発明の別の実施形態において、２つの可撓性周囲部は、２つの可撓性周囲部が振動板に接合し、かつ２つの可撓性周囲部がフレームに接合することによって規定される軸に対称に配置され得る。

この配置を用いると、停止位置の回りの対称復元力が得られ得る。

本発明の別の実施形態によると、ラウドスピーカはさらに、弾性センタリングデバイス、すなわち、可動振動板を駆動するボイスコイルをセンタリングするためのスパイダーを含む。この弾性センタリングデバイスは、ボイスコイルの最大移動時でさえ、センタリングデバイスがボイスコイルの振動運動を実質的に減衰させないように選択される所定のコンプライアンスを含み得る。言い換えると、このスパイダーは、運動システムのガイドを改善して非常に低い剛性を有するようにするだけに設計され得る。２つの可撓性周囲部を有する二重周囲部システムは、スパイダーが減衰性を有さない場合に、スパイダーのサスペンション機能を実現し得る。スパイダーは、その減衰特性が二重サスペンション配置によってのみ得られが、スパイダーによってはもはや得られないように選択され得る。スパイダーは、運動システムの運動をガイドするだけである。より良い直線性を有し、かつ最大移動時の挙動が従来のサスペンションシステムよりも良いサスペンションが得られ得る。可撓性周囲部における孔の気圧コンプレッサ効果は、最大移動時における運動システムの変位のより良い制御をスパイダーよりも、かつその剛性／変位特性に独立して、可能とする。これは、特に、低周波数に対して使用されるコーンラウドスピーカにおいて有用である。これらのラウドスピーカは、振動板およびボイスコイルの運動をガイドするためにスパイダーを有さなければならない。しかし、他のラウドスピーカシステムにおいて、スパイダーは完全に省略され得る。

スパイダーを使用しない従来のラウドスピーカにおいて、用途は高周波数に制限される。これは、周囲部のみからなるガイドシステムを有するツィータのみが使用され得ることを意味する。

二重周囲部によって、サスペンションのガイド能力は著しく向上される。結論として、運動部分のガイドはまた、振動板のより大きな移動時に得られ得る。

通気性を有する２つの周囲部のこの二重ガイド効果は、従来可能ではなかった幾何ラウドスピーカ配置の使用を可能にする。

スパイダーを有さない従来のツィータラウドスピーカは、もはや高周波数に限定されない。本発明によると、スパイダーを有さないラウドスピーカはまた、周波数範囲を２０Ｈｚまで下げてもブーマに対して使用され得る。

２つの異なる周囲部を用いると、さらなるコンポーネントがラウドスピーカの周波数特性を制御するために得られる。

まず第１に、サスペンションの対称によって、高調波歪みは、非対称周囲部１つだけからなるサスペンションと比較して５０％だけ低減され得る。さらに、第２の周囲部は別の特性かつ、したがって、周波数の制御に対するはるかにより広い範囲を提供する。なぜなら、第２の周囲部によって、周波数特性に影響する別のパラメータが得られるからである。

ラウドスピーカの良好なサウンド品質のさらなる局面は、ボイスコイルが位置する磁界が可能な限り均一であるべきであるという事実である。磁界は、コイルの移動の全範囲にわたって均一であるべきである。好ましい実施形態によると、ラウドスピーカは、少なくとも２つの環状永久磁石および少なくとも２つの環状磁極片を含む磁石システムを含む。好ましい実施形態において、磁石システムは、４つの環状同軸永久磁石、重ね合わされかつ第１の直径Ｄ１を有する２つの内部環状永久磁石、重ね合わされかつＤ１より大きな第２の直径Ｄ２を有する別の２つの外部環状永久磁石を含む。１つの磁極片は、２つの環状永久磁石の間に存在する。後部側において、さらなる磁極片が永久磁石に接合するように提供される。図面を参照して説明されるように、均整（ｒｅｇｕｌａｒ）かつ対称な磁界がボイスコイルの位置に得られ得る。

さらなる実施形態において、ボイスコイルは、直径Ｄ１を有する２つの内部環状永久磁石の外部境界およびそれぞれの第１の環状磁極片の外部境界、ならびに直径Ｄ２を有する２つの他の外部環状永久磁石の外部境界およびそれぞれの第２の環状磁極片の内部境界によって境界を定められたエアギャップにおいて配置され得る。このエアギャップにおいて、磁界は、コイルが振動している空間において均一かつ均整である。この配置を用いると、コイルにかかる力は、コイル中の電流に主に依存するが、コイルが振動し得る全領域にわたって一定である磁界には依存しない。

本発明の別の局面によると、磁石システムはさらに、１つの永久磁石と少なくとも２つの極片と磁石システムの隙間に設けられたボイスコイルとを備え得る。磁気システムは、少なくとも部分的に導電性材料で充填された溝を備える。溝はラウドスピーカの主軸に対して実質的に直交するように位置づけられ得、隙間に向かって開口している。溝を備えた磁石システムの詳細な記載については、Ｈａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌの名で２００２年２月１３日に出願された仏国特許出願第０ ２０１ ７８２号を参照されたい。この出願には、溝を備えた磁石システムがより詳細に述べられている。この磁石システムを参考のためここに援用し、本発明によるラウドスピーカで用いられ得るようにする。

この磁石システムは、例えば中間の応用には、上述したようにスパイダを持たないサスペンションシステムを備えたラウドスピーカと共に用いることができる。添付の図面を参照して以下の説明から理解できるように、このラウドスピーカはドーム型振動板を有し得る。

本発明のさらなる局面によると、ラウドスピーカは、ラウドスピーカの主軸と同心円状の減圧孔を有する。この減圧孔は磁石システム内に設けられている。この減圧孔の直径は好ましくはＤ１である。このことは、減圧孔の直径が２つの内部環状永久磁石の内径、または磁石モータシステムに依存する内部環状極片の内径に対応することを意味している。したがってこの磁石システムは環状であり、磁石システムの中央部に直径Ｄ１を有する孔を有する。この減圧孔によってもラウドスピーカの音質が向上する。なぜなら、ラウドスピーカの内部に発される音波はラウドスピーカの磁石システムによって反射せず、そのためラウドスピーカ前方に発される波に干渉しないからである。本発明の好ましい実施形態では、減圧孔のエッジ部には、直径Ｄ１を有する円筒状箱が配置されている。この箱は、ラウドスピーカ後方に発される音波を消すために消音材料で充填することができる。

本発明の他の適用および利点は、明細書および添付の図面を参照することにより当業者に明らかになる。

２つの周辺部からなるサスペンションの２つの部分のうちの１つの空気透過性によって、第１の可撓性周辺部と第２の可撓性周囲部との間に規定された閉空間に気圧力学的に空気を逃がすことが可能になる。この空気透過性により、２つの可撓性周辺部間の空気は、もはや完全には密閉されないので、振動板の振動運動の間、可撓性周辺部は、振動板の振動運動により容易に追従し得る。

第１の可撓性周囲部は、振動板が振動する場合に振動板上に第１の復元力を与え、かつ第２の可撓性周囲部は、振動板が振動する場合に振動板上に第２の復元力を与える。ここで、第１および第２の周囲部は、振動板上の第１および第２の復元力による結果の力が停止位置に対して対称となるように、互いに相対的に配置される。２つの周囲部の相対対称配置のために、停止位置の回りに与えられる力に依存する対称な移動が得られ得る。この振動板の対称な移動によって、音響歪みが最小化される。

通気性材料および／または孔を含む１つの周囲部の材料は、通気性材料も孔も含まない他方の周囲部の材料に対して、得られる力が停止位置に対して対称となるように選択される。２つの周囲部はもはや同一ではないので、周囲部の材料は、通気性によって一方の周囲部が他方の周囲部と異なるという事実は、異なる材料、サスペンションの異なる幾何形状、および／または異なる厚さを使用することによって補償される。

図１は、当該分野で公知の従来のコーン型ラウドスピーカを示す。このラウドスピーカ１’は、フレーム３に取り付けられた振動板２を備える。振動板２は第１のフレキシブルな周辺部４’によってフレーム３に取り付けられている。ラウドスピーカはさらに、振動板２の振動動作をガイドするスパイダ５’と、磁石システム８のエアーギャップ７に挿入されているボイスコイル６とを備える。磁石システム８は、永久磁石９を備え、永久磁石９はこの例では環状である。永久磁石９の前方には、永久磁石９の磁束をガイドする極片１０が設けられている。永久磁石９の後方には、ラウドスピーカの軸Ａ近傍に延長部１２を有する極片１１が設けられている。コイル６は、コイル巻線内を流れる電流に応じて、極片１０と極片１１との間のエアーギャップ内で振動する。コイル６は振動板２に取り付けられており、それにより振動板はコイル内の電流に応じて振動する。この振動動作は、フレキシブルな周辺部４’とスパイダ５’とから構成されるサスペンションシステムによってダンピングされる。

しかし、第１のフレキシブルな周辺部は、第１のフレキシブルな周辺部４’の構成の場合、線形剛性／変位特性を有さない。コイルの位置を変えた場合に、図１に示すようなフレキシブルな周辺部が示す周辺部剛性を、図３に示す。連続した線は、振動板が図１に示すような第１のフレキシブルな周辺部４’によってフレーム３に取り付けられている場合の剛性を示す。図３からわかるように、サスペンションの剛性は対称的ではなく、コイル位置が正である場合と負である場合とでは、振動板に与える影響は異なる。

図２は、本発明によるラウドスピーカ１３を示す。ラウドスピーカ１３は、図１に示すラウドスピーカ１に対応しており、図１を参照して既に述べた特徴はここでは述べない。図２ａからわかるように、本発明によるサスペンションシステムは、第１のフレキシブルな周辺部４を備えており、第１のフレキシブルな周辺部４は第１のエッジ１４において振動板２のエッジ領域の一方の側に取り付けられている。第２のエッジ１５では、第１のフレキシブルな周辺部４が、凹型の第２のフレキシブルな周辺部１６に取り付けられている。第２のフレキシブルな周辺部１６は、第２のエッジ１７において、ラウドスピーカのフレーム３に取り付けられ、第２のフレキシブルな周辺部の第１のエッジ１８は、振動板２のエッジ領域の他方の側に取り付けられている。

第１のフレキシブルな周辺部の第２のエッジ１５もまたそれ自体がフレーム３に直接取り付けられていることが理解されるべきである。例えば、フレームに突出部があれば、いずれの周辺部のエッジも突出部のいずれかの側に取り付けることができる。凸型の第１のフレキシブルな周辺部４および凹型の第２のフレキシブルな周辺部１６の内部には、閉空間１９が生成されている。

特に図２ｂから明らかなように、第２のフレキシブルな周辺部１６は孔２０を有する。孔２０は、第１の周辺部と 第２の周辺部との間の閉空間内に空気リーク部を確立する。これらの孔は、振動板が振動する際に、２つのフレキシブルな周辺部間の空気の経路として作用する。孔の寸法および位置は、ラウドスピーカの性能が最高になるように最適化することができることが理解されるべきである。さらに、孔に代えて、多孔性材料も用いることができる。多孔性材料を孔と組み合わせて用いることもできる。さらに、第２のフレキシブルな周辺部１６に代えて、第１のフレキシブルな周辺部４に孔および／または多孔性材料を設けることもできる。図３からわかるように、第１の周辺部を凸型にし第２の周辺部を凹型にして２つの周辺部を設けることにより、周辺部が１つである場合に比べて、周辺部の剛性が遙かに対称的になる（図３に破線で示す）。図４は、図２ａおよび図２ｂに示すサスペンションシステムを用いて測定した剛性を示す。サスペンションは、第１のフレキシブルな周辺部４と第２のフレキシブルな周辺部１６とから構成される。第２のフレキシブルな周辺部１６は、孔を有し、それにより図４に示すような剛性が得られる。図４から推測できるように、第２のフレキシブルな周辺部に設けられた孔により、剛性はコイル位置の範囲全体に亘ってほぼ一定である。さらに、剛性は、変化している部分でも、対称的である。結論として強調されるべきことは、２つの周辺部を孔と組み合わせて有する通気孔付きサスペンションシステムは、可動部の位置をより大きく変化させた場合でも対称的な、平坦な剛性／変位特性を提供することができることである。これらの２つの特徴により、本発明のラウドスピーカは良好な音質を提供する。図２に示すサスペンションシステムを用いることにより、図２ａのスパイダのサスペンションは、スパイダが低い剛性と非常に良好な線形を有しかつ振動板およびコイルの動きのみをガイドするように選択することができる。スパイダは剛性が低いために、振動の緩衝には寄与しない。

ラウドスピーカが閉状態の箱または通気された箱内で動作する場合、２つのフレキシブルな周辺部を有するサスペンションシステムは、その形状を最適化することができ、それにより、振動板が大きく振動した場合でも、音響周辺部の歪みは最小とすることができる。なぜなら、２つのフレキシブルな周辺部間に内部空気圧があるからである。２つの周辺部４および１６間の内部空気圧により、変形が防止される。これは図１に示すような従来のサスペンションでは不可能な改良点である。

２つの周辺部を有する周辺システムは、本発明の実施形態に示すように２つの異なる片を有し得るが、一体型部材として形成されてもよい。

図５に、本発明によるラウドスピーカーと共に用いられ得る磁気システムを示す。この磁気システムが、振動板が固定されるコイルに非常に均質な磁界を提供する。図５の磁気システム８が、４つの環状同軸永久磁石３１，３２，３３および３４を含む。磁気リングはすべて軸Ａを共軸にして整列している。永久磁石３１および３４が第１の直径Ｄ１＝２Ｒ１に対応する第１の半径Ｒ１に配置され、永久磁石３２および３３が直径Ｄ２＝２Ｒ２に対応する第２の半径Ｒ２に配置される。それらの幾何学的中心である軸Ａが同時に同一空間に存在するように２つの内側の永久磁石および２つの外側の永久磁石が幾何学的に磁気を帯びて配置される。前方から後方への軸方向において、内側の２つの磁石の磁極はマイナス、プラス、プラス、マイナスである。外側の磁石リングの前方から後方への磁極はプラス、マイナス、マイナス、プラスである。この配列を有して、非均一な磁極が半径方向に対向する。ネオジム磁石であり得るこれらの永久磁石が、内側の直径Ｒ１で第１のリング状極片３５を挟みかつＲ２で第２のリング状極片３６を挟む。後側で磁気システム８は極片３７によって遮られる。永久磁石３１と３２との間、３４と３３との間および極片３５と３６との間にエアギャップ３８が設けられ、そこに振動板（図示せず）に接続された音声コイル６が配置される。静止状態で、極片３５および３６の近傍に音声コイル６が配置される。図６に見られるように、永久磁石３１から３４および極片３５から３７の特別な配列によって、エアギャップ３８の磁束が、特に音声コイル６近傍の領域で非常に均一になり、振動コイルが磁界の均一部分で振動する。

図５に見られるように、磁石および極片はディスクとして構成されず、輪状のリングとして構成される。図５に示すように、半径Ｒ１のボアが磁気システムに同軸に提供される。この減圧ホール３９を有することで、振動板（図示せず）によって照射される後進波が磁石および極片によって屈折されず、しかしラウドスピーカの後方へ移動し続ける。ディスクの場合、屈折波がラウドスピーカーの前方へ放射される音波と干渉し、照射波の音質が劣化する。

図５に示す磁気システムが、Ｈａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌの名前で出願された仏国特許出願第０ ２０１ ７８２号に記載されるような溝を含み得る。この溝が音声コイルに隣接する極片３５および／または３６の中間に配置され得る。この溝に導電性リングが提供される。この溝およびその利点の詳細な説明のために、この仏国特許出願が参照される。

図７に、本発明によるラウドスピーカーを使用し得る別の磁気システムを示す。この図７の磁気システムが２つのリング状の永久磁石４１および４２を含む。さらに、極片４３が２つの永久磁石４１および４２に挟まれる。さらなる極片４４が磁気システムの後側に配置される。この極片４４が軸に平行な外延部４５を含み、外延部４５は磁気システムの前側で終わる。外延部４５と極片４３と２つの永久磁石４１と４２との間にエアギャップ４６が提供され、そこに音声コイル６が配置される。このエアギャップ４６の範囲が、Ｒ４の極片４３と磁石４１および磁石４２の内側のエッジならびに外延部４５の外側のエッジによって設定され、その内側のエッジが半径Ｒ３に配置される。このシステムによって均一な磁界がエアキャップ４６内で取得され得、したがってラウドスピーカーの音質に寄与する。図５と同様に、この磁気システムが直径Ｄ３＝２Ｒ３の減圧ホールを含む。

極片４３および／または外延部４５が、上記の仏国特許出願に説明されるような、導電性リングを含む溝に提供され得る。

図８に、本発明によるラウドスピーカーの別の実施形態を示す。このドーム型のラウドスピーカー５０が、図２ａおよび図２ｂに示すラウドスピーカーと同様に、第１のフレキシブル周辺部４および第２のフレキシブル周辺部１６を含む二重周辺システムを含む。この第１のフレキシブル周辺部４および第２のフレキシブル周辺部１６が、図２を用いてすでに説明されたようにフレーム３に取り付けられる。さらに、第２のフレキシブル周辺部１６が図８の配置には見られ得ないホール２０を含む。この２つのフレキシブル周辺部４および１６が、このケースでは凸状の形状である振動板５１に取り付けられる。振動板５１が音声コイル６と接続する。音声コイル６はホール５３を含む支持部５２によって振動板５１に接続される。ホール５３は従来技術のラウドスピーカーの部分であり、振動板５１の振動時にシステムの通気を助ける。磁気システム５４が軸Ａに対して対称な減圧ホール５５を含む。上記のように、この減圧ホールによって、ラウドスピーカーの内部に向かって放射される音波の回折を防ぎ得る。磁気システム５４が２つの極片５７および５８だけでなく永久磁石５６をさらに含む。極片５７はその外側エッジに外延部７０を有し、外延部７０は先エッジが切られた形状で磁気システムの前側で終わる。ここでも、エアギャップ５９が極片５７と５８および磁石５６との間に提供され、そこで、音声コイル６が振動し得る。図１０を参照に後ほど説明するように、導電性材料が充填される溝８０が提供される。従来技術では、図８に示すラウドスピーカーはツイータとして、つまり、高周波数および低変位用としてのみ使用可能に造られていたが、それはこの磁気システムのスパイダーを使用し得ないからである。しかし、本発明によれば、ドーム型の振動板を含むラウドスピーカーが例えば２０Ｈｚの低さの周波数でもブーマーとして使用され得る。これが可能なのは第１の周辺部および第２の周辺部を含む本発明によるサスペンションシステムのより優れたガイド能力による。この二重周辺部システムが、動いている振動板および音声コイルをより高い変位においてさえもガイドし得る。

図９に、本発明の別の実施形態を示す。ラウドスピーカー６０が第１のフレキシブル周辺部４および第２のフレキシブル周辺部１６を含む、本発明のサスペンションシステムを含む。このラウドスピーカーが振動板６１および図５に示すシステムに対応する磁気システム、すなわち永久磁石３１から３４および極片３５から３７を含むシステムをさらに含む。エアギャップ３８に音声コイル６が配置される。このシステムが直径Ｄ１の減圧ホールをさらに含み、このホールはＤ１の直径を有する円筒形のボックス６５によって遮られる。このボックスに、ラウドスピーカーの後側に向けて放射される後進波を減衰させるダンピング材料（図示せず）が提供され得る。

図９に示すラウドスピーカーが例えば乗り物のダッシュボード６６に組み込まれ得る。しかし図示するラウドスピーカーは別の任意の組み合わせ方も可能である。

図９に示すラウドスピーカーは音声コイルの動きをガイドするスパイダーも含まない。図８に説明するように、二重周辺部ガイドシステムが図９に示すラウドスピーカーのブーマーとしての使用を可能にするが、これは従来技術のサスペンションシステムでは不可能であった。

図１０で、図８のラウドスピーカーの磁気システムをさらに詳細に示す。この磁気システムが、Ｈａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによって２００２年２月１３日に出願された上記の仏国特許出願にさらに詳細に説明されており、それを参照する。

この磁気システムで、永久磁石５６が極片５７と５８との間に挟まれる。極片５７が、先エッジを切り取った形状で終わる外延部７０をその外側エッジに有し、それを破線７１で示す。エアギャップ５９の範囲が極片５８の外側の半径および永久磁石５６の外側の半径、ならびに極片５７の外延部７０の内側の半径によって設定される。外延部７０は磁気システムの前側で実質的に平らな面によって終わり得る。極片５８が音声コイル６の中間に配置される溝８０を含み、溝８０はその内部に銅または炭素などの導電性材料を含む。極片は図１０に示すように１個の要素であり得るが、図８に示すように２つの別々の部分でもあり得、極片５８の第２の部分によって溝８０の範囲がその前側に設定される。

破線で示すように、極片５８は先エッジを切り取った形状を有し得る。

図１０に示すように、音声コイルがＥ１＋Ｃ＋Ｅ２より小さくＣより大きい、高さＨＢを有する。溝の前エッジは極片５８の上側からＥ２の距離にあり、導電性材料を含むこの溝は、幅Ｃを有しかつ極片５８の下側からＥ１の距離で終わる。さらなる詳細について、上記の仏国特許出願が参照される。この溝によって、たとえギャップ内のコイル６が振動していても均一な磁界を取得し得る。

結論として、本発明によるラウドスピーカーによって、平らで対称な剛性／変位のコイルの特徴によってさらに優れた直線性を有するラウドスピーカーを得ることができ、ラウドスピーカーの音質が改良され得る。異なる実施形態で説明する異なる特徴が様々な方法で組み合わされ得ることが理解されるべきである。上で説明した異なる磁気システムを組み合わせるこのサスペンションシステムが、改良されたサスペンションシステムによって後進波を相殺する直線磁気システムを有するラウドスピーカーを提供する。さらに、改良されたサスペンションシステムによって、スパイダーの無いラウドスピーカーが低周波においても使用され得る。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

（要約）
本発明は、フレーム（３）と、停止位置の周りで振動する、可動振動板（２）と、第１の可撓性周辺部（４）および第２の可撓性周辺部（１６）を含む、フレームに振動板（２）を装着するサスペンション（４、１６）とを備えるラウドスピーカ（１）であって、第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部（４、１６）のいずれかが空気を透過させる、ラウドスピーカに関する。

図１は、先行技術のラウドスピーカで用いられる、サスペンションシステムを備えたラウドスピーカの部分断面図である。 図２ａは、本発明によるラウドスピーカの部分断面図である。 図２ｂは、図２ａのサスペンションシステムの部分拡大図である。 図３は、シングルまたは二重周辺部を備えた周辺システムの周辺部の剛性／変位特性の機械的シミュレーションを示す図である。 図４は、第２の周辺部に孔を有する周辺部システムの剛性／変位特性の機械的測定値を示す図である。 図５は、本発明によるラウドスピーカで用いられ得る磁石システムを示す図である。 図６は、図５の磁石システムによって得られる磁束を示す図である。 図７は、本発明によるラウドスピーカで用いられ得る別の磁石システムを示す図である。 図８は、本発明によるラウドスピーカのさらなる実施形態を示す図である。 図９は、本発明によるラウドスピーカのさらなる実施形態を示す図である。 図１０は、図８のラウドスピーカの磁石システムをさらに詳細に示す図である。

符号の説明

２ 振動板
３ フレーム
４ 第１の可撓性周辺部
５ 弾力集中デバイス
６ 音声コイル
８ 磁石システム
１３ ラウドスピーカ
１４ 第１の可撓性周辺部の第１のエッジ
１５ 第１の可撓性周辺部の第２のエッジ
１６ 第２の可撓性周辺部
１７ 第２の可撓性周辺部の第２のエッジ
１８ 第２の可撓性周辺部の第１のエッジ
２０ 孔

Claims (25)

1. フレーム（３）と、
   停止位置の周りで振動する、可動振動板（２）と、
   第１の可撓性周辺部（４）および第２の可撓性周辺部（１６）を含む、該フレームに該振動板（２）を装着するサスペンション（４、１６）と、
   を備えるラウドスピーカ（１）であって、該第１の可撓性周辺部または該第２の可撓性周辺部（４、１６）のいずれかが空気を透過させる、ラウドスピーカ。
2. 前記第１の可撓性周辺部（４）は凸型であり、前記第２の可撓性周辺部（１６）は凹型である、請求項１に記載のラウドスピーカ（１）。
3. 閉じられた空間が、前記第１の可撓性周辺部（４）と前記第２の可撓性周辺部（１６）との間に生成され、該第１の可撓性周辺部および該第２の可撓性周辺部によって実質的に境界が定められている、請求項１または２に記載のラウドスピーカ（１）。
4. 前記閉じられた空間が環状の形をしている、請求項３に記載のラウドスピーカ（１）。
5. 前記第１の可撓性周辺部または前記第２の可撓性周辺部のいずれかが、孔（２０）を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
6. 前記第１の可撓性周辺部または第２の可撓性周辺部（４、１６）のいずれかが、空気を透過させる材料から製造される、請求項１〜５のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
7. 前記第１の可撓性周辺部（４）は、前記振動板（２）に、第１の復元力を、該振動板が振動する場合に作用させ、前記第２の可撓性周辺部（１６）は、該振動板（２）に、第２の復元力を、該振動板が振動する場合に作用させ、該第１の可撓性周辺部および該第２の可撓性周辺部（４、１６）は、該振動板上の該第１の復元力および該第２の復元力から得られる合成力が、前記停止位置に対して実質的に対称になるように、配置された、請求項１〜６のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
8. 空気を透過させる材料を含む一方の周辺部の材料の形および／厚さ、および／または、空気を透過させる材料も孔も含まない他方の周辺部の材料に対して相対的な孔が、前記合成力が前記停止位置に対して対称的であるように選択される、請求項７に記載のラウドスピーカ（１）。
9. 前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第１のエッジ（１４）において、前記振動板（２）のエッジ領域の第１の側に取り付けられ、前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第１のエッジ（１８）において、該振動板（２）の該胚領域の他方の側に取り付けられる、請求項１〜８のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
10. 前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第２のエッジ（１７）において、前記フレーム（３）に取り付けられ、前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第２のエッジ（１５）において、該第２の可撓性周辺部（１６）に取り付けられる、請求項１〜９のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
11. 前記第２の可撓性周辺部（１６）が、該第２の可撓性周辺部（１６）の第２のエッジ（１７）において、前記フレーム（３）に取り付けられ、前記第１の可撓性周辺部（４）が、該第１の可撓性周辺部（４）の第２のエッジ（１９）において、該フレーム（３）に取り付けられる、請求項１〜９のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
12. 前記２つの可撓性周辺部（４、１６）は、互いに対して対称的に配置された、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
13. 前記２つの可撓性周辺部（４、１６）は、該２つの可撓性周辺部（４、１６）の前記振動板（２）への接合、および該２つの可撓性周辺部の前記フレーム（３）への接合によって定められた軸に対して対称的に配置された、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
14. 前記孔（２０）および／または空気を透過させる材料が、前記第１の可撓性周辺部および前記第２の可撓性周辺部（４、１６）によって規定された前記閉じられた空間に、圧気空気漏れを確立する、請求項５〜１３のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
15. 前記可動振動板（２）を駆動する、音声コイルを中心に集める弾力集中デバイス（５）をさらに含み、該弾力集中デバイス（５）は、音声コイル（６）の最大変位においてさえ、該中心デバイスが該音声コイル（６）の振動移動を実質的に減衰させないように選択された所定のコンプライアンスを含む、請求項１〜１５のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
16. 前記集中デバイス（５）は、スパイダーである、請求項１５に記載のラウドスピーカ（１）。
17. 少なくとも２つの環状永久磁石（４１、４２）および少なくとも２つの環状極性片（４３、４４）を含む磁石システムをさらに備える、請求項１〜１６のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
18. 前記磁石システムは、４つの環状同軸永久磁石（３１〜３４）および少なくとも２つの極性片（３５、３６）を備え、２つの内側環状永久磁石（３１、３４）が上に重ねられ、第１の直径Ｄ１を有し、２つの他の環状外側永久磁石（３２、３３）が上に重ねられ、Ｄ１よりも長い直径Ｄ２を有し、１つの極性片（３５、３６）がそれぞれ２つの環状永久磁石の間にあり、該内直径および該外直径における該磁石（３１〜３４）が、直径方向に互いに逆を向いた不均一な磁極で逆に分極している、請求項１７に記載のラウドスピーカ。
19. ボイスコイル（６）が、直径Ｄ１を有する前記２つの内側環状永久磁石（３１、３４）の外側の境界および前記それぞれの第１の環状極性片（３５）と、直径Ｄ２を有する前記２つの他方の外側環状永久磁石（３２、３３）および前記それぞれの第２の環状極性片（３６）とによって定められたエアギャップ（３８）に配置された、請求項１８に記載のラウドスピーカ（１）。
20. 前記ラウドスピーカの主軸（Ａ）と同軸の減圧孔（３９、５５）をさらに備える、請求項１〜１９のいずれか１つに記載のラウドスピーカ（１）。
21. 前記減圧孔（３９）の直径が、前記２つの内側環状永久磁石（３１、３４）の内直径（Ｄ１）に対応する、請求項１９または２０に記載のラウドスピーカ。
22. 前記減圧孔の直径（Ｄ３）は、前記内側環状極性片（４４、４５）の内直径に対応する、請求項２０に記載のラウドスピーカ。
23. 前記減圧孔は、ボックス（６５）によって終端されている、請求項２１または２２に記載のラウドスピーカ（１）。
24. 前記ボックス（６５）は、直径が前記減圧孔の直径に対応する、円柱状の形を有する、請求項２３に記載のラウドスピーカ（１）。
25. 前記磁石システムは、１つの永久磁石および２つの極性片、ならびに磁石システムのギャップに位置した音声コイルを備え、該磁石システムは、前記ラウドスピーカの主軸に対して実質的に垂直に配置された導電性材料のリングで部分的に充填された溝を有する、請求項１〜２４のいずれか１つに記載のラウドスピーカ。