JP2004538733A - ３次元振動板を有するスピーカ - Google Patents

Abstract

シャーシ（２）、３次元振動板（８）、及び電磁アクチュエータ（６）を有するダイナミックスピーカ。前記振動板は、該振動板の前部（８ａ）付近に設けられた第１の可撓性の接続手段（１８）、及び該振動板の後部（８ｂ）付近に設けられた第２の可撓性の接続手段（２０）によって、前記シャーシに接続される。前記アクチュエータは、前記シャーシに固定された静止アクチュエータ要素（６ａ）、及び前記振動板に固定された並進可能なアクチュエータ要素（６ｂ）、を含む。駆動されると、両方のアクチュエータ要素は、エアギャップ（１６）を介して、磁気的に互いに協動する。平坦であるが強力なスピーカを実現するために、上記装置それ自体及び前記エアギャップは、前記振動板によって囲われる領域（２６）の外側であるが、両方の接続手段の間の空間（２４）の内部にある。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャーシと、該シャーシ内に広がる前部及び後部を有する３次元振動板を有する並進可能な本体と、前記振動板の前記一方の部から前記他方の部へ延びる並進軸に沿って、前記シャーシに対して前記本体を変位させるの電磁アクチュエータと、を有するダイナミックスピーカであって、前記アクチュエータは、前記シャーシに固定された静止アクチュエータ要素、及び前記振動板の後部に隣接した前記並進可能な本体に接続された並進可能なアクチュエータ要素、を有し、前記アクチュエータ要素がエアギャップを介して互いに磁気的な協動をすることができ、第１の可撓性の接続手段が、前記並進可能な本体を前記シャーシに対してジャーナル支持するよう、前記振動板の前部に隣接して存在し、第２の可撓性の接続手段が、前記並進可能な本体を前記シャーシに対してジャーナル支持するよう、前記振動板の後部に隣接して存在する、ダイナミックスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐形の振動板、スピーカバスケットを有するスピーカ筐体、及び電磁駆動器を有するダイナミックスピーカは、ドイツ国特許公報ＤＥ−Ｕ ７５ ０２ ５６８号により知られている。前記駆動器は、前記振動板の外側で前記筐体に収容されており、前記スピーカバスケットに取り付けられた磁気システムのみならず、該振動板に取り付けられたコイルの巻型上に配置されている駆動コイルをも有する。前記スピーカバスケット内にある前記振動板は、自身の表側を可撓性のサスペンション・リムを介して、かつ自身の後ろ側をセンタリング手段を介して、当該スピーカバスケットに固定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
知られているスピーカでは、該スピーカが比較的大きい軸方向の寸法を持てるように、前記駆動器は前記スピーカバスケットの外側の領域に位置している。これは、実用的な実施例において、筐体の奥行きが前記スピーカの前部の寸法に対して比較的大きくなるという欠点を有する。その結果、前記知られているスピーカは、前記筐体によって構成される比較的広い体積の空間を占有することとなり、比較的高いシステム共振を導き、与えられた体積に関連する周波数範囲の、比較的高い下限を導く。
【０００４】
高負荷をかけられ得る小型のスピーカを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、前記静止アクチュエータ要素と前記並進可能なアクチュエータ要素との間に延在する前記エアギャップが、前記振動板の輪郭によって囲われかつ規定される空間の外側であって、前記第１の可撓性の接続手段と前記第２の可撓性の接続手段との間の領域内に存在する、ことを特徴とするスピーカにより達成される。
【０００６】
上述した特長的な機構のための本発明によるスピーカは、自身の３次元振動板にも関わらず、限られた軸方向の寸法を有するだけであり、そのため少ない内蔵の奥行きを有する。このような、筐体に内蔵されるスピーカは、したがって、低いシステム共振に帰着する比較的に小さい体積を占有する。本発明によるスピーカは、したがって、小型で、浅い筐体が望まれるサブ・ウーファーシステムでの使用に素晴らしく適している。使用される前記振動板は望ましくは円錐型の中央部を有する。
【０００７】
欧州特許公開公報ＥＰ−Ａ ０ ８０６ ８８３号により、振動板の電磁駆動器が、振動板の輪郭によって囲われかつ規定される空間内に位置しているスピーカが知られている、ということに留意されたい。「ウーファー」のようなスピーカにおいては、振動板内の有効な空間は、しかしながら、高負荷要求に応じる、十分に大出力な磁気システムを造るためには狭過ぎる。有効な空間に加えて、磁気システムの磁気物質の温度負荷もまた、言及されたスピーカタイプにおける制限要因である。特に、ネオジューム・鉄・ボロン・合金(neodymium-iron-boron alloys)のような現代の磁気物質では、最大の許容可能な温度は比較的低い。これらの理由により、欧州特許公開公報 ＥＰ−Ａ ０ ８０６ ８８３号により知られたタイプのスピーカは、比較的小出力を有するスピーカシステムにのみ適している。
【０００８】
本発明によるスピーカの実用的な実施例では、静止アクチュエータ要素は、少なくとも、主としてかつ望ましくは完全に、前記スピーカの、前記第１の可撓性の接続手段と前記第２の可撓性の接続手段との間に位置している領域内に存在する。
【０００９】
本発明によるスピーカの好ましい実施例は、前記静止アクチュエータ要素は環状の永久磁石を有し、前記並進可能なアクチュエータ要素は磁気コイルを有し、前記磁気コイルは前記磁石を囲んでいる場、すなわち磁石の磁界の中に位置していること、を特徴とする。
【００１０】
本実施例では、大きな直径を有する環状の磁気コイルが可能である。そのような駆動コイルは、広い冷却用の面を有し、通風の十分な可能性を提供するので、高い負荷をかけられ得る。その結果、コイルの温度は、アクチュエータの永久磁石のような別の部分への限られた熱転送での使用が生じる間だけでなく、高負荷の場合における使用が生じる間であっても比較的低いままである。本実施例は、従って、有利な温度特性を有する。前記コイル及び前記磁石の温度は、高出力においてもまた、受容可能な範囲内に留まるということが分かった。ネオジューム・鉄・ボロン・合金のような近年の磁気物質は、従って、如何なる問題もなく使用され得る。
【００１１】
スピーカユニットは、振動板に固定されたダンパを有することが、ＷＯ-Ａ ９７／３２４５１号により知られていることに留意されたい。コイルを有し、磁石上のプレートを取り囲んでいる磁気ギャップ内に延びているコイル巻型は振動板に固定されており、該ギャップは、振動板のサスペンションによって境界をつくられた領域の外側に広がる。振動板から最も離れたところに位置している磁石は、前記ユニットの底部に固定される。
【００１２】
本発明によるスピーカの実用的な実施例では、前記第１の可撓性の接続手段は、一端において前記シャーシに、他端において前記並進可能な本体に固定される、波状あるいはひだ状の可撓性の構造を有する。原則として、前記第２の可撓性の接続手段は、同様に形成され得る。
【００１３】
比較的大きく、かつ正確に規定されたシャーシに対する、並進可能な本体の軸方向の変位を可能とするために、本発明によるスピーカの好ましい実施例は、前記第２の可撓性の接続手段は、前記並進軸の周囲に配置された少なくとも３つの板バネ要素のセットを有し、各板バネ要素は、前記並進軸に対して直角にされた面に対して傾いた姿勢で配置された２つの板バネを有し、各板バネ要素の前記板バネは、それぞれ前記平面対して平行に延びる２つの周縁部を、それぞれ備え、前記板バネの一方は該板バネの周縁部の１つと隣接するシャーシに固定されており、前記板バネの他方は該板バネの周縁部の１つと隣接する並進可能な本体に固定されており、各板バネ要素の前記板バネは、該板バネの他方の周縁部に隣接して相互接続されること、を特徴とする。前記第２の可撓性の接続手段のこの実施例は、振動板の軸方向の大きな変位を可能にし、従って、高い音波放射力が要求される応用に向いている。
【００１４】
前述した前記第２の可撓性の結合手段として使用される前記可撓性の接続装置は、実質的に摩擦が無く、かつ並進可能な本体それゆえ振動板のシャーシに対する正確な調整を保証する。この接続装置の実施例は、欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ １０３６４８５号（ＰＨＮ １６．９７０、ここに参照のために示す。）で説明され解説される。この観点において、各板バネ要素の前記板バネは、望ましくは、それらの隣接した周縁部分において、相互に変形不可能な態様で互いに結合又は固定される、ということに唯一留意されたい。更に、各板バネ要素の、ある板バネは、望ましくは、変形不可能な態様で、並進可能な本体に取り付けられ又は固定され、他の板バネは、変形不可能な態様で該他の板バネの周縁部によってシャーシに取り付けられ又は固定される。
【００１５】
もし要求されるなら、本発明によるスピーカは、制限された周波数範囲用のバンドパス・スピーカとして使用されても良い。これは電子的な手法で達成し得る。低周波数スピーカでは特に、採用される電子的な処置は、しかしながら比較的高価である。スピーカの一部を形成する機械的な解決は高価ではなく、それゆえ望まれる。このような状況において適した実施例は、前記並進可能なアクチュエータ要素が、結合部を介して、前記並進可能な本体に、規定された曲げ剛性及び内部減衰を有して固定されること、を特徴とする。曲げ剛性及び減衰の具体的な値は、要求される周波数範囲とスピーカの特性との関数として規定される。シミュレーションプログラムがこの目的に使用され得る。
【００１６】
本発明によるバンドパス・スピーカの具体的な実施例は、前記並進可能なアクチュエータ要素がコイル支持部上に配置された磁気コイルを有し、前記結合部は前記コイル支持部を前記並進可能な本体の中央部に接続すること、を特徴とする。
【００１７】
本発明は、また、本発明によるダイナミックスピーカを有し、またスピーカを収容する筐体を有するスピーカユニットに関する。スピーカユニットは小型のサブウーファーの一部として形成されても良く、該スピーカは高負荷をかけられ得る。本発明によるスピーカは、その筐体内に、ほんの限られた空間しか占有しない。
【００１８】
本発明によるスピーカ及びスピーカユニットは、あるいはパネルスピーカと結合された非常に平たい形状を有するスピーカシステムで、うまく使用することができる。更に、ほんの限られた設置奥行きだけが有効な応用が適している。特別の例は、例えば、車のドア、荷物棚、又は車の座席の下、に設置するというような自動車使用である。例えば、約１５０ワット程度の高出力が可能である。
【００１９】
請求項に関して、従属項で規定された特質のある機構の種々の結合が可能である、ということに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
これらの及び本発明の他の観点は、以下で説明される実施例を参照することから明らかであり、かつ解明される。
【実施例１】
【００２１】
図１、図２及び図３に示された本発明によるダイナミックスピーカは、シャーシ２、並進可能な本体４、及び電磁アクチュエータ６を有し、ダストカバー５によって保護されている。本発明によるスピーカユニットを形成するために、スピーカは筐体に収容されても良い。この目的のために、スピーカのシャーシ２は、筐体の壁面における適正な開口部に固定されてもよい。図１において、前記筐体は、点線で壁面部１によって概略示されている。
【００２２】
並進可能な本体４は、この例では円錐形の振動板である３次元振動板８を有しており、該振動板は、シャーシ２内に位置しているか、あるいは少なくとも該シャーシ２内に延びている。振動板８は、前部８ａ及び後部８ｂを有している。電磁アクチュエータ６の機能は、本体４を、スピーカの中心軸であり、前部８ａから後部８ｂへ延びている、あるいはその逆である、並進軸１０に沿って変位することである。アクチュエータ６は、実質的に２つの要素を有しており、すなわち、シャーシ２に固定された静止アクチュエータ６ａ、及び並進可能な本体４に結合された並進可能なアクチュエータ６ｂである。アクチュエータ要素の一つ（この実施例では、静止要素６ａ）は、環状の永久磁石１２を備えており、他のアクチュエータ要素（この実施例では、並進可能な本体６ｂ）は、磁気コイル１４を備えており、並進可能な本体４、それゆえ、その中に形成されている振動板８に、並進軸１０と平行に駆動力を生成するために、コイル１４を駆動したとき、両方のアクチュエータ６ａ、６ｂは、エアギャップ１６を介して磁気的に互いに協動する。永久磁石１２は、静止アクチュエータ要素６ａの軟鉄部分とともに磁気ヨークを形成し、該ヨークは、この例では、エアギャップ１６を規定する。ボイスコイルともいわれる円筒形のコイルである磁気コイル１４は、この例では筒として形成され、並進可能な本体４に固定されるコイル支持部１４ａ上に位置している。
【００２３】
本発明によるスピーカは、並進可能な本体４のための、それゆえ振動板８のための、可撓性の接続部を備える。この可撓性の接続部は、振動板８の前部８ａに隣接した第１の可撓性の接続手段１８、及び振動板８の後部８ｂに隣接した第２の可撓性の接続手段２０を有する。前記可撓性の接合部は、本体４特に振動板８が、シャーシ２に対して明確な並進運動を実行することができることを保証するためのものである。
【００２４】
第１の可撓性の接続手段１８は、例えば波型のゴム製環状リムで形成された可撓性の構造を有しており、該リムは、例えば、当該リムの外周でシャーシ２に、当該リムの内周で並進可能な本体４に接着されて、取り付けられる。この例においては、第２の可撓性の接続手段２０は、並進軸１０のまわりに配置された、この例では６つの要素である一式の板バネ要素２２を有する。各板バネ要素２２は、並進軸１０に対して横向きで、傾いた姿勢の２つの板バネ２２ａ、２２ｂを有している。各板バネ要素２２の各板バネ２２ａ，２２ｂは、それぞれが前記面に対し平行に延びている２つの周縁部（２２ａ１，２２ａ２，２２ｂ１，２２ｂ２）を備えており、該周縁部２２ａ１はシャーシ２に固定されているか、あるいは、この例のように、静止アクチュエータ要素６ａを介して間接的に該シャーシ２に固定されており、周縁部２２ｂ１は並進可能な本体４に固定されており、周縁部２２ａ２及び２２ｂ２は互いに固定されている。２つの周縁部の相互の固定だけでなく、周縁部のシャーシ又は並進可能な本体への固定も強直である。これは素材疲労を妨げるために好都合であり、固定位置で顕著である。
【００２５】
本発明によるスピーカは、エアギャップ１６が、第１の可撓性の接続手段１８と第２の可撓性の接続手段２０との間に位置しており、かつそれらによって規定された領域２４内に存在し、かつまた振動板によって囲われた空間２６の外側に位置しているという、更に特別な機構を有している。この実施例では、静止アクチュエータ要素６ａは、主として、第１の可撓性の接続手段１８と第２の可撓性の接続手段２０との間の、前述の領域２４と一致する領域内に位置している。この例において、環状磁気コイル１４は、環状永久磁石１２を取り巻いている磁界内に位置している。
【実施例２】
【００２６】
構造に関する限りでは、図４に示された本発明による電磁スピーカは、図１、２、及び３に関して既に説明したスピーカと大体において一致する。重要な相違は振動板の可撓性の接続部であり、この例ではより単純であり、該振動板に、動くこと、すなわち、それほど大きくはない軸変位を可能とさせる。スピーカは、シャーシ１０２、並進軸１１０に沿って並進可能な本体１０４、及び電磁アクチュエータ１０６を有する。円錐形さもなければ３次元の振動板１０８を有する本体１０４は、シャーシ１０２に対して、ともに例えばゴム、人工物質及び／又は繊維の柔軟構造の形態をとる第１の可撓性の接続手段１１８及び第２の可撓性の接続手段１２０を介してジャーナル支持される。この例において、第１の可撓性の接続手段１１８は、一端においてスピーカの前面で並進可能な本体１０４に、他端においてシャーシ１０２に固定される。スピーカの後部に位置を定められた第２の可撓性の接続手段は、一端において並進可能な本体１０４に、他端においてシャーシ１０２に固定された要素１０６ａに、固定される。
【００２７】
原則として、アクチュエータ１０６は、２つの要素、すなわち前述の要素１０６ａである静止アクチュエータ要素、及び該要素に対しては並進可能であり本体１０４に固定されたアクチュエータ要素１０６ｂ、を有する。前記静止アクチュエータ要素は、永久磁石１１２を有する磁気ヨークを有し、前記並進可能なアクチュエータ要素１０６ｂは、コイル支持部１１４ａ上に配置されたボイスコイル１１４を有し、駆動の際に、エアギャップ１１６を介して、磁石１１２と磁気的に協動する。高負荷をかけられ得る非常に平坦なスピーカを実現するために、エアギャップ１１６が振動板１０８の輪郭によって規定される空間１２６の外側、かつ第１の接続手段１１８と第２の接続手段１２０との間に位置する領域１２４の内側、に位置を定められている、そのような構造が発明された。
【実施例３】
【００２８】
エアギャップの位置に関しては、図5に示された本発明による電磁スピーカは、既に説明した実施例と一致するが、バンドパス・スピーカとして、該スピーカをふさわしいものにする用意がある。
スピーカは、シャーシ２０２、振動板２０８を有する並進可能な本体２０４、及びエアギャップ２１６を介して磁気的に互いに協動し得る、シャーシ２０２に固定された静止アクチュエータ要素２０６ａと並進可能なアクチュエータ要素２０６ｂとを備えたダイナミックアクチュエータ２０６、を有する。本体２０４は、並進軸２１０に沿って、シャーシ２０２に対して動かせるようにジャーナル支持されている。第１の可撓性の接続手段２１８及び第２の可撓性の接続手段２２０は、両者とも、例えば図４の例に関して説明されたように形成されており、この目的のために使用される。第１の可撓性の接続手段２１８は、本体２０４を振動板２０８の前部２０８ａに近接しているシャーシ２０２へ接続する。振動板２０８の後部２０８ｂに隣接して、スピーカは、本体２０４に取り付けられた結合手段２５０を有し、該結合手段は、要求されたバンドパスによって規定される、予め定められた曲げ剛性及び予め定められた内部減衰、の両者を有する。この例において、前記結合手段は人工物質で作られており、平坦な円錐形の形状を有する。振動板２０８の中央部２０８ｃに隣接して、本体２０４に固定された前記結合手段２５０は、この例では、周縁部２５０ａ、特に磁気コイル２１４を備えたコイル支持部２１４ａで、並進可能なアクチュエータ要素２０６ｂを支持する。第２の可撓性の接合手段２２０は、結合手段２５０をシャーシ２０２へ接続する
本発明は、示された実施例に制限されるものではないことに留意されたい。例えば、並進可能な本体のための可撓性の接続手段の実施例は、また、異なる適切な手段によって組み立てられても良い。更に、スピーカユニットは、本発明による１つあるいはそれ以上のスピーカだけでなく、１つあるいはそれ以上のバスリフレックスゲート及び／又は１つあるいはそれ以上のパッシブラジエータを有しても良い。更に、スピーカは、この文書の中で言及された、ほぼ１５０ワットの出力に制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】部分的な概略断面図で、本発明によるスピーカの第１の実施例を示したものである。
【図２】図１のスピーカの、遠近法による高さ方向の図であり、分解図である。
【図３】図１及び図２で示されたスピーカの構成部品の遠近法による図である。
【図４】本発明によるスピーカの第２の実施例を示した概略断面図である。
【図５】本発明によるスピーカの第３の実施例を示した概略断面図である。

Claims (8)

1. シャーシと、該シャーシ内に広がる前部及び後部を有する３次元振動板を有する並進可能な本体と、前記振動板の前記一方の部から前記他方の部へ延びる並進軸に沿って、前記シャーシに対して前記本体を変位させるの電磁アクチュエータと、を有するダイナミックスピーカであって、
   前記アクチュエータは、前記シャーシに固定された静止アクチュエータ要素、及び前記振動板の後部に隣接した前記並進可能な本体に接続された並進可能なアクチュエータ要素、を有し、
   前記アクチュエータ要素がエアギャップを介して互いに磁気的な協動をすることができ、
   第１の可撓性の接続手段が、前記並進可能な本体を前記シャーシに対してジャーナル支持するよう、前記振動板の前部に隣接して存在し、
   第２の可撓性の接続手段が、前記並進可能な本体を前記シャーシに対してジャーナル支持するよう、前記振動板の後部に隣接して存在し、
   前記静止アクチュエータ要素と前記並進可能なアクチュエータ要素との間に延在する前記エアギャップが、前記振動板の輪郭によって囲われかつ規定される空間の外側であって、前記第１の可撓性の接続手段と前記第２の可撓性の接続手段との間の領域内に存在する、ダイナミックスピーカ。
2. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記静止アクチュエータ要素は、少なくとも、主として前記第１の可撓性の接続手段と前記第２の可撓性の接続手段との間に位置する領域内に存在すること、
   を特徴とするスピーカ。
3. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記静止アクチュエータ要素は環状の永久磁石を有し、
   前記並進可能なアクチュエータ要素は磁気コイルを有し、
   前記磁気コイルは前記磁石を囲んでいる場の中に位置していること、
   を特徴とするスピーカ。
4. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記第１の可撓性の接続手段は、一端において前記シャーシに、他端において前記並進可能な本体に固定される、波状あるいはひだ状の可撓性の構造を有すること、
   を特徴とするスピーカ。
5. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記第２の可撓性の接続手段は、前記並進軸の周囲に配置された少なくとも３つの板バネ要素のセットを有し、
   各板バネ要素は、前記並進軸に対して直角にされた面に対して傾いた姿勢で配置された２つの板バネを有し、
   各板バネ要素の前記板バネは、それぞれ前記平面対して平行に延びる２つの周縁部を、それぞれ備え、
   前記板バネの一方は該板バネの周縁部の１つと隣接するシャーシに固定されており、前記板バネの他方は該板バネの周縁部の１つと隣接する並進可能な本体に固定されており、
   各板バネ要素の前記板バネは、該板バネの他方の周縁部に隣接して相互接続されること、
   を特徴とするスピーカ。
6. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記並進可能なアクチュエータ要素は、結合部を介して、前記並進可能な本体に、規定された曲げ剛性及び内部減衰を有して固定されること、
   を特徴とするスピーカ。
7. 請求項１記載のスピーカであって、
   前記並進可能なアクチュエータ要素はコイル支持部上に配置された磁気コイルを有し、
   前記結合部は前記コイル支持部を前記並進可能な本体の中央部に接続すること、
   を特徴とするスピーカ。
8. 請求項１から請求項７のうちのいずれか一項のダイナミックスピーカを備え、
   該スピーカを収容する筐体を有するスピーカユニット。