JP2005536079A - 薄型オーディオスピーカー - Google Patents

Abstract

振動板を駆動する磁石の直径よりも大きな最小直径を有する硬い振動板を備えた対称的に搭載された薄型サスペンションスピーカーであって、振動板のサスペンションはボイスコイルおよび振動板の最大内側エクスカーションにおいてスピーカーバスケットのほぼ下部に延びることができ、サスペンションの動作深さはスピーカーの全高の制限要因とはならない。サスペンションシステムの要素は、サスペンションの内側および外側の部分の間の間隔を最大化するように設計され、スピーカーにおけるウォブルの可能性を最小化する。このスピーカー設計は、オーバーハングまたはアンダーハング構成における非可動部品の固定された機械構造的な構成を補完する可動部品の動作を最適化する構成によって、所定の取付深さでの空気の動きを最大化する。また、この設計はユーザーがボイスコイルまたはコーンを取り替えることを可能とする。

Description

本発明はスピーカーに関し、特に薄型オーディオスピーカーの構造に関する。

音声再生機器の目的は、真に迫る音質をリスナーに提供することである。真に迫る音質は、スピーカーを含むサウンドシステムが、人間の耳で聴くことが可能な音周波数範囲（通常は２０〜２００００Ｈｚ）にわたって正確な周波数応答曲線を有する場合に最もよい状態で達成される。標準的なスピーカーキャビネットは、密閉されたキャビネットの壁面における開口部を密閉する電磁的に駆動されるスピーカーコーンを有する。この配置によって、下方に曲がった周波数応答曲線が生み出される（例えば、図１のグラフ２０の２２）。

図１のグラフ２０は、周波数に対する音レベルの比較（すなわち周波数応答）を示している。曲線２２は、密閉キャビネットシステムの下方に曲がった周波数応答曲線を示している。何年にも渡って低、中、高レンジスピーカーを別個のキャビネットまたはコンパートメントに配置した状態で音質を改善する努力がなされてきた。これらのキャビネットまたはコンパートメントのそれぞれは、チューブの有無に関わらず、周波数応答を改善するために、キャビネットにポートを形成することによって調整される。低周波数では、スピーカーキャビネットにおけるオープンポートまたはオープンポートとチューブを使用する場合、適切な調整を行うために大量の空気を移動させる必要があるため、適切に扱うことができなくなる。例えば、低周波数の音を聞くために理想的なキャビネットの大きさは、リスナーがいる部屋よりも大きいかもしれない。

厳重に密閉されたキャビネットの効果を相殺し、低周波数におけるスピーカーにポートまたはチューブを形成するために必要な空間の要件を回避するための努力において、パッシブラジエーター（通常はスピーカーのように構成されるが、電気機械的ドライバは有していない）をスピーカー空洞の壁の第２の開口部に設置し、低周波数におけるラウドネスの減少を防ぐ。図１の曲線２４に、このようなパッシブラジエーターを設けた場合の周波数応答の改善の例を示す。従来技術のパッシブラジエーターを設けることによる周波数応答の改善の例は、図２の曲線２６から理解できる。なお、曲線２６での低周波数における周波数応答曲線の低下は、不可聴周波数帯２８に達する前に非常に大きくなる。この構成において、最小ラウドネスレベルを超えるピークの右側の曲線の下のエリアであるエリア２は、ピークの左側の曲線の下のエリアであるエリア１よりも大きい。この不均衡は、パッシブラジエーターのラウドネスが急激に低下し、可聴ラウドネスよりも低くなると聞こえる相対歪みを示すものである。低周波数におけるラウドネスとエネルギーは、高周波数におけるラウドネスとエネルギーと均衡していない。曲線の下のエリアは不均衡の目安となる。

オーディオシステム市場の最近の傾向は、音が可聴音の範囲の下限よりも低い時に、リスナーが耳で音を「聞く」ことのできない場合でも、低周波数波が身体の一部にあたることによって音を「感じる」ことができるように、オーディオ再生システムのバスまたはサブウーファーの応答を高める傾向にある。低周波数においては、パッシブラジエーターに対する制限は、低周波数が移動可能なラジエーター部分の大きな変位を必要とするということである。そのように大きな変位は、移動可能なラジエーター部分の可動範囲を超えるものである。例えば、図４、図５、図６では、スピーカースパイダー６２は、その周囲でスピーカーバスケット５０の後端に取り付けられており、スパイダーの中央エッジ（またはコア）は、スピーカーコーン５８の後端またはスパイダー７２との接続部材７４を介して振動板６８の後端に取り付けられている。図示する各ラジエーターでは、中央の可動素子は、スピーカーバスケット（５０、６６、８０）の静止前面部分とスピーカーの可動部分の間にある可動部分となるスピーカー「サラウンド」（５２、７０、８４）によって懸垂されている。各スパイダー（６２、７２、８８）から移動可能な範囲はサラウンド（５２、７０、８４）からの移動可能な範囲よりも小さいため、スパイダー（６２、７２、８８）が移動限界に達して停止する。最大まで延びることによってスパイダーの動きが突然停止すると、隣接する成分とスピーカーチャンバーの圧力勾配に歪みが発生する。これらの歪みは、サウンドにおける静的および／または不自然な不連続として聞くことができる。（スパイダーを支持する）スピーカーバスケットの後ろ開口部「Ｂ」と（サラウンドを支持する）スピーカーバスケットの表開口部「Ａ」の比は約０．５（または５０％）である。

スピーカーコーンのみからなるパッシブラジエーターをスピーカーの壁の輪状の支持表面に周囲の縁として接続した場合には、クラスコ（Ｋｌａｓｃｏ）に付与された米国特許第４２０７９６３号に示されるように、より大きな範囲の移動が可能であり、高い音量と低周波数における大きな可動部材の変位に適合させることができる。しかし、コーン上端の周囲にあるサラウンドの使用とコーンの形状は音を歪ませるコーンのウォブルを生じさせる。クラスコ特許の目的は、パッシブラジエーターにおけるウォブルを減少させるために可動部材の配置を調整することである。

キャビティ開口部に懸垂された１つのスピーカーコーンのみを使用する場合には、コーンが外側に押し出され、内側に引っ張られる低周波数サイクル時のパッシブラジエーターの応答は、コーンを保持する可動部材（サラウンド）が、外側に引っ張られる時に内側に引っ張られる時と比べて変位特性に対する異なった非直線的な力を有するため、非直線的となる。

図４、図５、図６で説明した従来の技術で見られる移動の制限、クラスコ特許で述べられたパッシブラジエーターのウォブル、このような構成の非直線性は、従来技術のパッシブラジエーターの欠点を明らかにするものである。

従来技術のパッシブラジエーターの空間的な要求も欠点の１つである。従来技術のパッシブラジエーターは、非常に大きく大容量で、いかなる密閉されたキャビティにおいても長い距離に渡って延びる。この空間的な要求は、特徴を設計し、コンパニオンスピーカーを密閉されたキャビティに適合するように設計する場合に考慮しなければならない。

近年、非常に狭く浅いスペースで使用するためのスピーカーに対する需要が増している。こうした需要は、より大きな音に対する消費者の欲求から生まれ、より邪魔にならないスピーカーに対する要望とともに増加した。近年、家庭用オーディオの消費者は、部屋に単独で置くキャビネットに収容された大きな従来のスピーカーから、家の壁の中に設置するより小さなピストンスピーカーに主に移行し始めている。壁内位置の利用可能な深さは構築時の２×４本のスタッドの使用によって規定され、４インチ未満の深さのスペースが形成される。

こうした薄型スピーカーへの要求は、家庭用オーディオ需要を満たすことに限られない。こうした薄型スピーカーは、音圧レベルを犠牲にすることなく深さの縮小によって利益が得られる自動車、ボート、飛行機やその他の場所における用途を有する。例えば、自動車では、ドアパネルの後ろの利用可能な取付深さは従来のスピーカーの最小高さよりも小さい。従来のスピーカーをそのような場所で使用するために、スピーカー高さの一部をドアパネルの表面の上方から乗員室に延ばすことが必要であるため、通常はスピーカー上に盛り上がったグリルカバーを使用する必要がある。

通常は、サブウーファーの構造は、入力された音声信号によって生じる変化する磁界に反応して振動する振動板を使用するという従来技術に従ってきた。振動板は、変化する磁界によって、音声信号がスピーカーに入力されない時に振動板が位置する中間位置に引き付けられ、あるいははね返される。通常は、現在のスピーカー技術は、硬い振動板、スピーカーフレーム内に懸垂された「コーン」、外側エッジの周りの「バスケット」、またはフレキシブルな膜「サラウンド」からなるスピーカーを使用している。コーンは、スピーカーに音声すなわち「音楽」信号が入力されることによって生じる磁界の変化によって駆動される際、この膜によって内側および外側に動くことができる。

これまで、スピーカーは、コーンがスピーカーフレームあるいはバスケットの外側の部分にフレキシブルな膜（サラウンド）を介して接続される従来の構成を使用して設計されてきた。背圧波を生じさせ、コーンの軸方向の動きを制御するために、設計者はコーンの内側部分をスピーカーフレームと接続する「スパイダー」と呼ばれる二次的な部分を設置してきた。使用されるスパイダー材料のほとんどは、加熱された型で処理・プレスされて所望のスパイダーの形状を形成する布地からなる。従来のスピーカーは、現在の消費者がスピーカーを置くことを望む浅いスペースでは役に立たない大きな取付深さを必要とする。例えば、＋／−１のエクスカーションを有する直径１０インチの従来のスピーカーは、少なくとも７インチの取付深さを必要とする。また、直径１２インチの従来のスピーカーは、少なくとも７〜８インチの取付深さを必要とする。このため、従来のスピーカーは、直径の小さな従来のスピーカーを使用しない限りは、取付深さが約３．５インチ以下に制限される壁などの浅いスペースには適していない。したがって、消費者の要求は、従来のスピーカーが満たすことができず、消費者が求める性能を提供することに対する需要を作り出した。したがって、最小の取付深さで大きなピストン面積を有するスピーカーを開発することが求められている。本発明を使用して設計された薄型スピーカーはそのような需要を満たすものである。

本発明に係る一実施形態は、外側への変位と内側への変位の間のばね定数の非直線性が解消され、パッシブラジエーターの可動部分の移動範囲にわたって擬似直線的なばね定数が発現するように互いに対向する２つのスピーカーサラウンドを構成することにより、一般に直線的な応答を提供することによって、従来技術の欠点を克服するものである。

本発明に係る一実施形態では、内側のサラウンドは、通常はフラットなディスクであって、フラットなディスク振動板であってもよい内側中心部材の周囲に固定された内側エッジを有する。内側のサラウンドの内側エッジと周囲エッジの間のアーチは第１の方向に延びる。外側中心部材の周囲に固定された内側エッジを有する外側サラウンドは、そのアーチが第１の方向とは反対の第２の方向に延びるように構成されている。接続部材または接続物が内側中心部材間に固定され、外側中心部材はそれらを同時および平行に移動させる。接続部材は、特定の周波数における共振のためにパッシブラジエーターを調整するための特定のサイズを有する物体であってもよい。

本発明に係る実施形態の変形は、０．８〜１の外側中心部材に対する内側中心部材の大きさの比率または内側中心部材に対する外側中心部材の大きさの比率を使用することを含み、比率の計算は比率が常に１以下となるように行う。別の実施形態は、接続され、１つのピースとして一体化された内側中心部材を提供し、一体化された内側中心部材と外側中心部材からなるコアと周囲のスピーカーフレーム開口部との間には環状のばね（弾性）部材が設けられている。例えば、スピーカーキャビネットの壁の切り取り部が中央の振動板コアを形成することができ、コアと周囲の支持フレーム（通常はスピーカーキャビネットの穴）の間に弾性結合を形成する位置に形成される弾性流動物質の塗布は、流動ジェルまたは液体状で所望の形状に形成することができる成形可能な弾性物質を使用して行うことができる。流動物質を受容できる弾性を有するように設ける位置は、現在の設計のスパイダーまたはサラウンドを使用する場合の位置に見い出される。

本発明の別の態様は、空気穴システムを提供することによって、パッシブ素子の長いストローク時のサラウンドロール間の高圧空気を除去することによって、本発明に係る実施形態を向上させる構成と方法に関係する。このシステムは、応答を遅らせる高圧の二次的な空気キャビネットが形成されることを防ぐ。

本発明のさらに別の態様は、長いストロークのパッシブスピーカー構成における様々な方法で構成された同心状サラウンドを利用して、高い音圧レベル（ＳＰＬ）を提供しながら顕著な群遅延のない高品質のサウンドを提供することに関する。段階的ロールパッシブシステムは、段階的に直径が小さくなるサラウンドロールを利用して、全体的な高さを抑えながら最小の歪みで高い音圧レベルを達成する。

本発明のさらに別の態様は、上述した本発明の実施形態を拡張し、対称的に搭載された薄型サスペンションスピーカーを提供する。本発明のスピーカーの実施形態では、対称的に搭載された薄型サスペンションは、従来技術の「コーン」と同様に機能する実質的に硬い振動板を支持する。本発明において、振動板すなわちコーンは、ハニカム、薄いアルミニウム、他の複合または非複合軽量材料等の材料から構成され、振動板は実質的に平らで軽量であるため、従来のコーン材料はこの用途に適していない。平らな振動板は、最も外側のエッジにおいて完全に磁石の直径の外側にあるサスペンションシステムによって懸垂され、サスペンションはボイスコイルと振動板の最大内側エクスカーションにおいてスピーカーバスケットのほぼ底部に延びることができる。したがって、サスペンションの動作深さは、スピーカーバスケットの設計とスピーカーの実際の取付深さを制限する要因とはならない。本発明のスピーカーにおいて取付深さとコーンの振動制御は相互に関連しており、サスペンションの外側部分が内側部分に近づくにつれて、スピーカーの取付深さが浅くなるとウォブルの可能性は増加する。本発明の種々の実施形態の詳細な説明で述べるように、本発明のサスペンションシステムの要素はサスペンションシステムの内側および外側の部分の間の間隔を最大化するように設計され、それによって本発明の薄型スピーカーにおけるウォブルの可能性を最小化する。

本発明の各種の実施形態によって、非可動部分の固定された機械的構造の構成を補完する電磁環境において可動部分（すなわち、振動板、サスペンション、ボイスコイル）の動作を最適化する構成を使用して、設計者は所与の取付深さにおける空気の動きを最大化することができる。一実施形態では、本発明によって、設計者は利用可能な取付深さで最適化されたオーバーエクスカーション（外側／内側リミッター）を設けることが可能となる。例えば、本発明によって、設計者がわずか３．５インチの取付深さに取り付けられる１５インチのスピーカーをおよそ±１インチの振動板エクスカーションで設計することが可能となる。これに対し、同サイズの動作ピストンを有する従来のスピーカーは、６〜７インチの取付深さを必要とする。

また、本発明は、ボイスコイルまたはボイスコイルとコーンまたは振動板が損傷した時に、スピーカーのユーザーがそれらを交換できるようにするいくつかの実施形態を含む。これは、スピーカーのオーバードライブされたり、落下したりした場合に、演奏中にスピーカーの故障が発生した演奏者にとって魅力的な選択肢となるだろう。

本発明の一実施形態を図７に示す。一体型のスピーカー支持リング１００として機能するスピーカーボックスは、スピーカーボックスの円形の開口部である。スピーカーボックスの壁の１方のエッジには、内側の周囲に内側振動板１０６を有する内側サラウンド１１４が取り付けられている。スピーカーボックス１００の外側の壁には、外側サラウンド１１８が取り付けられ、その内側の周囲が外側振動板１１０に固定されている。２つの振動板１０６、１１０の間には接続部材（または物体）１２４が固定され、密閉されたボックス中の周波数による音圧によって２つの振動板が同時および平行に変位すると、２つの振動板が平行に動くようになっている。内側および外側サラウンド１１４、１１８は、内側サラウンドのアーチ１０８が内側に突出し、外側サラウンド１１８のアーチ１２０が外側に突出するように構成されている。要するに、中央振動板１０６、１１０と接続部材１２４はサラウンド１１４、１１８によってのみ支持され、サラウンドのアーチ１０８、１２０は反対方向に突出している。

例えば、スピーカーコーンの周囲に１つのサラウンドのみが使用される標準的なスピーカー構成では、標準的な半円型サラウンドの変位と相対的に復元力の非直線的特性がみられる。復元力とは、例えば、輸送時および／またはスピーカーを使用していない時にスピーカー組立部品を中立位置に戻す力である。サラウンドがセンターディスクまたはスピーカーコーンの変位によって引き延ばされた時の、アーチの内側表面とアーチの外側表面との応力の非直線性によって、小さいが、検出可能な歪みが生じる。このような配置では、同様な圧力勾配にさらされた時に音波によって上昇した空気圧は振動板を同じ速度で動かすことはなく、異なる変位率による振動板の静止あるいはより遅い動きの結果として、空気は圧縮され、反射パルスを生成し始める。パッシブラジエーター内の振動板が音量によって空気圧にさらされると、音波がポジティブ（例えば、振動板を外側に移動させる）またはネガティブ（例えば、振動板を内側に移動させる）であるか否かにかかわらず、対向する２つのサラウンドの使用により、変位関係にほぼ直線的な圧力を提供することによって、１つのサラウンドの使用よりも効果的な妥協と改善が提供される。

図１０に示すように、例えば、互いに固定され、実質的に分離されていない対向するサラウンドを使用することによって、最もネガティブな位置から中立位置（または均衡位置）を介して最もポジティブな位置に至る全移動範囲におけるばね定数が、１つのサラウンドを使用する場合よりも直線に近いという点で、従来技術に対する利点が得られる。しかし、図１０の構成では、サラウンドの周辺にウォブル（振動板の不均一な変位）が発生する。例えば、音圧波が振動板に対して直角ではなく鋭角で一方の側から入ってくる場合、振動板の片側は他方の側よりも少なくとも一時的に優先的に変位することになり、ウォブルによって望ましくない反射波や、一次周波数とは位相がずれた音干渉を引き起こすことになる。しかし、上述のクラスコの特許に記載されているように、１つのドライバーまたは通常は対称的に配列されるドライバー群の反対側にパッシブラジエーターが直接設けられる場合には、図１０の構成は、スピーカーコーンを使用する１つのサラウンドのみを使用する構成に対して、明瞭ではないにしても際立った利点を提供する。また、振動板の表面は、スピーカーコーンが、ウォブルを助長する実質的に横方向に延びる表面をもたらす従来技術のように、圧力波ベクトルの横方向の成分が振動板の横方向の移動を発生させる横断面とはならない。

本発明に係る構成は、２つの振動板１０６、１１０の周囲が平行四辺形型連結の固定された連結の２つの端部として機能する平行四辺形型の平行連結配置の使用によって、ウォブルの問題を解消するという追加の利点を有する。固定連結の第２のセットは、サラウンド１１４、１１８の外側周囲が固定された対応する内側および外側の壁である。２つの固定されたリンクを結ぶ移動可能なリンクは、中央振動板１０６、１１０の周囲と外側リングの内周、例えば、図９に示す１３４の間に延びるサラウンドである。この構成を使用することによって、弾力的に伸張可能な旋回レバーアームに効果的に相当するものの端部に平行に設置された２つのサラウンドによるウォブル効果に対するさらなる抵抗性を生み出すことによってウォブルを低減することができる。したがって、例えば図９に示す本発明に係る構成では、４５度で中央振動板に入ってきた音波は、振動板の表面と垂直な直線的な動きが優先的に起こるようにサラウンドによって妨げられる。中央振動板組立部品の動きは、直線的な前後方向の動きに完全に制限されず、強い横方向のベクトルの不在によって容易に振動板１０６、１１０と垂直な前後方向の動きに制限される。同様に、振動板のフラットな表面は、その表面に平行なベクトルを有する圧力パルスには強く抵抗するが、振動板の表面と垂直な方向成分を有するベクトルを有する音パルスによって衝撃を与えられた場合には、その表面と垂直に交わる方向に非常に容易に動くことができる。このように、改良されたパッシブラジエーターを構成し、使用することができる。図示するように、内側および外側の振動板支持開口部の比率は実質的に同じだが（すなわち、約１の比率）、本発明に係るパッシブラジエーターは、大きな方の振動板接続開口部に対する小さな方の振動板接続開口部の比率が、約０．８以上（例えば、開口部の一方の距離「Ｃ」ともう一方の距離「Ｄ」が、大きな方に対する小さな方の比率として０．８である）とすることができる。

パッシブラジエーターの構成は、図７、図８、図９、図１０、図１１に示すように非常に単純である。サラウンドの外側エッジは密閉されたキャビティに直接固定されていてもよく、あるいはサラウンド支持リング１３４に固定され、それによってスピーカーエンクロージャーの壁１３０に固定されていてもよい。外側リングを保持し、中心部を中立位置から自由に動くことを可能とする要素の組み合わせを見出す必要がある。

サラウンド１４２、１４４を使用する別の構成では、サラウンドのアーチ１４６、１４８は同一方向に延びる。この構成は、最適とは言えないが、上述したウォブルの問題を解消するか、実質的に解消するという点で従来技術に対する利点を有する。図示する構成では、ばね定数は等しくならず、ばね定数プロットの非直線性は、そのばね定数が歪みを非直線的にする２つのサラウンドの使用によって減衰される。

図１２は本発明に係る別の実施形態を示し、最初は１つのピースであるスピーカーキャビネットの壁１５０は内部に円形の溝を有し、それによってスピーカーキャビネットの壁１５０から中央部１５２が分離されている。円形の中央部１５２はキャビネットの壁の開口部の中央に位置し、充填材（例えば、シリコンゴム）の広い輪郭のビードが壁の外側開口部の内側と中央部１５２の外側の間に設けられる。充填材の断面形状は、硬化しても弾性を保つようになっている。図示する断面は、実質的に動くことが予想される建物の接合部分間の弾性シールに通常見られるものである。

図１３は、図１２で説明したように、中央部１５２とスピーカーキャビネットの壁１５０との間に設けられたスパイダー型弾性部材ｌ６０を示す。

図１４は別の実施形態を示し、２つのサラウンド１７０、１７２が、スピーカーキャビネットの壁１５０と中央部１５２との間を弾性的に接続している。丸い形状が好ましいが、より効率性の低い形状の使用も本発明に係るものであり、例えば、多角形や複合的なカーブ形状を使用することができる。０．２５インチを超える中央部の層みは、直線的な動きを維持し、起こり得るウォブルを低減または解消するために好ましい。

図３に示す曲線は、本発明に係る調整されたパッシブラジエーターの周波数応答が、有用な周波数範囲を低い可聴範囲から不可聴範囲まで拡張することを示している。すべての可聴周波数は耳で聴くことができ、地響きや叩き音などの不可聴周波数は、そのような低周波数波に感受性を有するユーザーの周辺環境が振動し始めるかのように、ユーザーが振動を「感じる」ことのできるようなスピーカーによって発生することができる。このようなスピーカー拡張装置の使用は、そのような低周波数の音が盛り込まれた多くのアクション映画を見る一般的な人々と同様に、耳の肥えたユーザーにとっても非常に魅力的なものである。

本発明の一態様は、音の性能をさらに向上させる。対向するサラウンドロール間のスペースを閉じることによって、応答速度を低下させる高圧の二次的なキャビネットが生じうる。圧力除去システムが設けられ、２つの振動板の間に閉じ込められた空気は、内部を通過する空気の速度を約１２フィート／秒である音速の１％よりも低く維持する大きさを有するポート穴を介して、スピーカーボックス（あるいはスピーカーボックスの外側）と同じ圧力を有するようになる。これらの数字はパッシブ共振周波数ではより小さくなるため、この計算は最大エクスカーションの計算のために最適化することができる。圧力除去ポートは、スピーカーボックス内に直接空気を入れる内側サラウンド内の穴によって最適に実装することができる。

図１５、図１６、図１７は、本発明に係る空気穴（圧力除去システム）を実施することができる数種類の方法を示す。図１５は、加圧室を形成することができる中央部１７８、外側弾性部材（サラウンド）１８０、内側弾性部材（サラウンド）１８２、外側フレーム１８４の間の空気スペースからの１つ以上の通風路を、フレーム１８４を介して提供するように配置された空気穴１７６を断面で示す。これらの穴１７６を、図１８の斜視図および図１９の断面斜視図にも示す。特に概略図では、穴１７６は使用中にはパッシブラジエーターが取り付けられるスピーカーボックスの周囲壁穴開口部によってほとんど密閉されるように設けられている。ノイズや過度のダンピングを生じさせることなく動作させるために、空気が音速の２％未満の速度で自由に通過することができるように、このような構成が設置されるスピーカーボックスの穴とそれに対向するラジエーターフレーム１８４の周囲との間には空間がなければならない。

図１６は、改善されたレスポンスと圧力による大きな動きを提供しながら、中心部がスピーカーボックスの圧力によって前後に動く時に平行度を維持するための別の構成の概略断面図を示す。一連の穴（またはスリット）１９０が、内側サラウンド１８２の環状リングの周りにほぼ等しく間隔を置いて配置されている。この構成における穴１９０はスピーカーボックスの内部に開口しており、空気スペース１９４を含むサラウンド内の圧力の上昇を防ぐ通気孔として機能する。この構成では、外側フレームフランジ１９２は中実である。

図１７は、図１６に示す構成に類似した概略断面図を示す。本実施形態では、一連の穴（またはスリット）１９８が、外側サラウンド１８０の環状リングの周りにほぼ等しく間隔を置いて配置されている。穴１９８の構成を、この構成の斜視図を示す図２０にも示す。この構成における穴１９８はスピーカーボックスの外部に開口しており、空気スペース１９８を含むサラウンド内の圧力の上昇を防ぐ通気穴として機能する。

図１９は、スピーカーボックス開口部２１０への取付に対するパッシブラジエーターの関係を示す。この構成では、外側フレーム１８４は２つのフランジを有し、一方は小径（スピーカーボックス開口部２１０にフィットする）であり、もう一方は大径でスピーカーボックス開口部の周りの表面を封止する。

図２１、図２２、図２３、図２４は、ドライバー（スピーカー）２１３とスピーカーボックス２１７に固定された増幅器回路２１５を有する増幅器フレームを含むスピーカー（高圧ボックス）ボックスの配置を示す（これらの例では、フレームはスピーカーボックスの開口部を密閉し、増幅器の放熱部はボックスの外側にある）。これらのスピーカーボックスのそれぞれは、本発明に係るパッシブラジエーターを収容するための開口部を含む。図９、図１５、図１６、図１７で図示して説明したパッシブラジエーターは、図２１、図２２、図２３、図２４に示すスピーカーボックスのパッシブラジエーター開口部にそれぞれ位置している。

（段階的サラウンドロールラジエーター構造）
薄型でロングストロークのパッシブラジエーターを利用する本発明の一態様は、パッシブラジエーター設計の性能をさらに高める段階的なロールシステムの使用を含む。

低周波機器は振動板の振動によって音波を放射する。これらの振動板は低周波数で振動する。振動は振動板の中心で最大振幅を有し、振動は振動板を横切って均一に減少し、振動板フレームでは振動性の動きはなくなる。バスドラムに関連するダイナミックな振動性の活動は、振動する振動板と放射される音波のダイナミックな関係を説明するために役立つ。

ドラマーがバスドラムの中心を叩くと、打撃力によって振動板は内側に曲がり、振動板の形状がフラットではなくなり、ほぼ円錐または球状に変形する。ドラム内部の圧力が上昇してドラムのもう一方の面に伝わり、振動板は外側に動く。前後にバウンドする時の音波の張力と位相角によって、信号は調和的に減衰する。減衰時間は、あらゆる固定周波数において、振動板の直径、張力、２つの振動板の間の距離と直接関連する。本発明に係る装置と方法を利用すると、比較的小さな１２インチおよび１５インチのスピーカーを使用した場合にバスドラムのサウンドに近づけることができる。望ましい状態に近づけるために、パッシブラジエーターはスピーカーとマッチし、同じ空気の動きを作り出すために十分に低く調整され、軸方向に動かなければならない、すなわち、あらゆる所定の周波数におけるＳＰＬは、その周波数において移動する空気の量に厳密に関連する。また、音質も維持しなければならない。音質は群遅延によって測定する。群遅延は、あらゆる所定の周波数における応答時間遅延を描く時間対周波数曲線である。２０Ｈｚにおける２０ミリ秒の遅延は聞き取ることができる歪みであると言われている。群遅延は振動板のエクスカーションと直接比例する。大きなエクスカーションは、長い群遅延を引き起こす。

スピーカーで使用されるサラウンド構造の一例は単一の大きなサラウンドであり、その断面を図２５Ａに示す。単一のサラウンドでは大きな軸状のストロークが得られ、円形の断面（破線で示す）ではなく楕円形の断面（実線で示す）を使用した場合にはさらに大きなストロークが得られる。この構成は大きい軸方向の動きを行う可能性を有しているが、大きなロール直径のために軸エクスカーションが少し増加した場合でも横方向の不安定さが生じる。楕円形サラウンド構成の概算のための相対エクスカーションと相対力のプロットを図２５の曲線２１２に示す。復元力は小さな軸変位（伸張）では比較的小さく、伸張が増加すると急激に上昇する。

サラウンド構造の第２の例は、「ｍ」サラウンド（２つ以上の並んだサラウンド）として知られているサラウンドの使用である。図２５Ｂはそのような構造を示しており、３つの小ロール直径のサラウンドが同心円パターンで接合され、図２５Ａの単一サラウンドのような大きなエクスカーションを薄型で達成することを意図したものである。３つの並列サラウンドの配置の概算のための相対エクスカーションと相対力のプロットを図４の曲線２１４に示す。低いエクスカーション（伸張）における復元力は、図２５Ａに示す単一楕円形サラウンドのものよりも大きい。

（図２５Ａおよび図２５Ｂの）単一の大きなサラウンドおよび３つの小さなサラウンドを使用したパッシブスピーカー配置の断面図を、図２６Ａおよび図２６Ｂ（緩和状態）と図２７Ａおよび図２７Ｂ（完全に延びた状態）にそれぞれ示す。パッシブスピーカー配置に関して注目すべきことは、相対力対伸張曲線は比較的直線的（非直線ではあるが）で似通っているが、動きの軸方向のエクスカーションは、中央部（２２０または２２１）と外側フレーム２２４との間のギャップのスパン全体に実質的に均一に分布していることである。この歪み（伸張またはエクスカーション）の均一な分布は、低い音圧レベルに関連付けられる小さなエクスカーションにおいても中央部の横（横方向）の不安定さ（ウォブル）と関連している。小さなエクスカーションにおいて導入された不安定さは、エクスカーションの振幅が増加すると増幅される。

本発明に係る装置を最適化するためには、大量の空気を動かさなくてはならないが、バスドラムのように最も短い振動板を使用する。振動板の動きは、側部において、すなわち、振動板の静止フレームに近付くにつれて均一に減衰しなくてはならない。動きは軸方向でなければならず、聞き取れる歪みを作り出すウォブルを引き起こすため横方向であってはならない。

前述した配置の欠点を克服する本発明に係る一実施形態は、例えば図２５Ｃにその断面を示す段階的ロール直径構成を使用するものである。この配置では３つのサラウンドが設けられ、最も外側のサラウンドが最も大きく、外側のサラウンドよりも内側のサラウンドが次第に小さくなっている。この配置は不均一な位置特有の伸張特性をもたらし、図２５の曲線２１６にその概算を示す。段階的サラウンド配置のローカルな位置に基づく伸張は、図２５の曲線２１６のプロットと図２８、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃに示す中央部とサラウンド部分の相対的な動きとの関係を示すことによって理解することができる。図２８は、パッシブラジエーターの緩和した伸張されていない状態を示し、破線２３０はフレームの中央線と中央部２３２に相互に関係付け、線２３４は中央のサラウンド２３６の位置の相対位置基準である。図２５では、この状態は原点（位置０，０）によって表される。

図２８Ａに示すように、第１のレベルのエクスカーション（伸張）が発生すると、３つの隣接するサラウンドの全体的なスチフネスの相互関係によって、周囲側のサラウンド２３８は第１の相関レートでその移動限界まで引き延ばされ、中央のサラウンド２３６と内側のサラウンド２４０は、それぞれほんのわずかに引き延ばされるか、あるいはまったく引き延ばされない。第１の相関レートは、中央部２３２が静止位置から中央部の動きが外側サラウンド２３８の伸張に帰せられることを示す距離２４２を変位する動きに相関するばね定数の近似値とみなすことができる。第１のレベルへの中央部の変位は、曲線２１６の原点から図２５の縦の基準線２４４に隣接する曲線のコーナーに至る部分に相関付けられる。中央部の全移動可能距離を１００％（この例では１．０）とすると、図２５から、主に外側サラウンドの伸張による相対的な移動距離は全移動可能距離の６０％を超えていることが分かる。したがって、中央部のすべての小さなエクスカーションと中程度のエクスカーションは、外側サラウンド内の構造物の外側周囲で発生し、それによって配置位置に応じた伸張を提供する。図２８Ａに示す距離２４２は、基準線２４４と関連付けられる曲線位置にほぼ関連付けられる。

図２８Ａでは、基準線２４６は図２８Ａに示す第１のレベルの伸張での内側サラウンド２４０の位置に関連付けられる。

図２８Ｂは、パッシブラジエーターの中央部２３２の第２のレベルの伸張を示す。この状態では、すでに移動限界まで引き延ばされている外側サラウンド２３８はこれ以上引き延ばされない。距離２４８に相当する中央部のさらなる移動は主として中央のサラウンド２３６の伸張によって起こり、硬い内側のサラウンド２４０はほとんど引き延ばされない。中央のサラウンド（スチフネス）を引き延ばすために必要な増加した力によって、中央部の動きに関連する曲線２１６は（２４４において）曲がり、図２５の基準線２５０に関連付けられる曲線位置に向けてより高い割合で上方に移動する。この位置において、中央のサラウンド２３６は移動の限界に達する。第２のレベルの位置での中央部２３２の下部の縦方向の位置に対応する基準線２５２は図２８Ｂに見られるとおりである。

図２８Ｃは、図２８Ｂに示す第２のレベルの位置からの縦方向の移動距離を示す、中央部２３２の完全に延びた第３のレベルの位置を示す。この位置に達するために、外側のサラウンド２３８と中央のサラウンド２３６はすでに移動の限界に達しているため、内側のサラウンドのみが伸張する。この伸張は、曲線２１６の基準線２５０の右の部分に関連する距離２５４にわたって起こる。曲線２１６は（２５０で）再び曲がり、力対伸張の著しく増加した割合が完全な移動を達成するために必要となる。その結果、段階的ロール構成の全体的な特性は全体的に同様のものだが、ローカルな位置に基づく伸張による実際の性能によって、聞き取れる歪みを発生することなく比較的高い音圧レベルで共鳴するパッシブ共鳴器の能力を不当に制限することなく、（音歪みとしての）ウォブルが低い音圧レベルにおいて聞こえる機会を減らし、改善された音質をもたらす。

図２８に示すように、隣接するサラウンド隔室間に通気開口部によって、圧力均等化および／または通気を行うことができる。その他のいくつかの構成を以下に述べる。

振動素子の中心に近いサラウンドに対する最も周囲に近いサラウンドの寸法の決定は、以下の２つの重要な事項に依存する。

１．周囲に最も近い（フレームに隣接する）サラウンドが、隣接するサラウンドがより大きな相対運動を始めるためのエクスカーションの範囲と同じ最大エクスカーションに至る直線的剛性。これは、歪みのない応答を作り出すために必要である。このことを考慮しない場合には、高調波歪みが基本的な信号を圧倒し、単一のトーンから複雑な信号を作り出すことになる。

２．ピストン直径が特定のピストンおよびロール直径のための動きの量に関連することになる外側ロール直径。また、第２の（外側ロールよりも内側の）ロール直径と第２のピストン直径も同様の関係を有する。さらに、外側ロール直径と内側ロール直径は、外側ロールが球形あるいは円錐形のアーチに続く内側ロールよりも大きくなる（例えば、内側ロールは隣接する外側ロールの直径の８０％以下）ような比例の関係にある。外側振動板直径（Ｄｏ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｕｔｅｒ）が選択されると（図２５Ｃを参照）、外側ピストン（選択されたサラウンドの外部への直径）と関連付けられる最大エクスカーション距離が選択され、段階的ロール配置の構成が設定される。最大軸方向移動量は対応するロール直径（ｄｒｏ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｒｏｌｌ ｏｕｔｅｒ）の約７０％に等しいため、ロール直径の比率（Ｄｏ／ｄｒｏ）が設定され、外側振動板よりも内側の次の振動板への距離が設定され、Ｄｏ−ｄｒｏにほぼ関係する。３つのサラウンドの例を使用すると、中央のサラウンドはピストン直径（Ｄｍ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｍｉｄｄｌｅ）と対応するロール直径（ｄｒｍ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｒｏｌｌ ｍｉｄｄｌｅ）を有し、サラウンドが中心に向かって次第に小さくなると比率（Ｄｏ／ｄｒｏ）＝（Ｄｍ／ｄｒｍ）が成り立つ。これらの幾何学的な量の比率は、実際は材料特性と過渡的な変動に依存し、したがって正確にではないがほぼ等しい。移動された空気量と速度（すなわちサラウンドのスチフネス）に基づいて次のロール直径のための最適値が定まることになる。

図２９は、本発明に係る段階的パッシブロールの一実施形態の概略断面図を示し、反対方向を向いて対称的に設けられたサラウンドは一連の滑らかなリリーストランジション２５６、２５８、２６０によって接続され、それによって材料の集中と材料の集中による応力および歪みに関連する伸びの不連続が起こらないようにしている。

長いストローク時には、振動板の間に密閉された空気はレスポンスを遅らせる高圧の二次的なキャビネットを有することもある。この問題を解消するために、通気穴を内側振動板に形成する（上述したものと同様）。通気穴は、空気を１２フィート／秒（音速の約１％）以下の速度で通過させるウインドウ部分を有していなければならない。これらの穴は、サラウンドに偏りを生じさせないように対称でなければならない。図３０は、単一サラウンド配置（例えば図２０）で上述したものと同様に、いくつかのサラウンドの表面に通気開口部２６２、２６４、２６６を有するように変形した図２９に示す構成を示す。

図３１は、上述した段階的ロール配置の概略断面図を示し、中央部とフレームの縦方向の厚みを大きくして横方向の動きとそれに関連する歪みを減らしている。サラウンド素子の崩壊（ねじれ）を防ぐために、サラウンドロールのピーク間の谷の底部と係合する垂直のシリンダーを含む一連の縦スペーサー２６８、２７０が設けられている。スペーサー２６８、２７０は、薄いマイラー（Ｍｙｌａｒ）シートまたは他の類似の材料であってもよく、その効果は単に上下のサラウンドの対応する接続を等距離に保持することである。通常、スペーサーは、位相ずれと崩壊の条件が避けられる限りにおいて、サラウンドの振動性の反応がスペーサーを設けない場合と比べて変化しないように軽量であることが好ましい。

図３２は、図３１に示すような通気された実施形態を示す。通気穴はスペーサー２６８、２７０の壁内の穴２７２、２７４であり、周囲フランジ穴２７６が聞き取れる動きを生成することなく空気の動きを可能とする表面部分を提供している。

図３３は、図３２の実施形態を物理的に実現したものである。周囲フランジ穴２７６は周囲フランジの周りに分布し、図３２の構造に関連する段階的サラウンドロール直径２７８、２８０、２８２が示されている。

（チューブ配置）
図３４および図３５は、エンクロージャー内のスピーカーとパッシブラジエーターを示す本発明に係る他の構成を示す。スピーカーエンクロージャーは、図２１、図２２、図２３、図２４のスピーカーボックスとは異なり、チューブ状に構成されている。一方の端部にドライバー（スピーカー）３１２が配置され、他方の端部に本発明に係るパッシブラジエーター３１４が配置されている。図９、図１５、図１６、図１７、図２９、図３０、図３１、図３２、図３３に示して説明したパッシブラジエーターを使用することができる。スピーカーのボイスコイルの故障の最も大きな理由の１つは、脆化と高温による絶縁破壊である。内部と外部の間で空気の移動がない密閉ボックスシステムでは、熱エネルギーは速やかに放散しない。本構成では、スピーカーとドライバーを含むチューブ３１６はアルミニウムからなり、冷却を促進するための周囲リブ３１８を備えている。測定では、チューブ内の空気の温度は、周囲温度が約７０°Ｆの時に、中程度のスピーカー電力レベルで、５°Ｆの低下を示している。このようなボイスコイル温度の低下は著しいものである。増幅器（例えば３２０）をチューブに設置する場合には、アルミニウムなどの高い熱導電性を有する材料の使用による空気の温度低下はさらに顕著となる。

（薄型スピーカーの実施形態）
本発明の各種実施形態によって、非可動部品の固定された機械的構造の構成を補完する電磁環境において可動部品（すなわち、振動板、サスペンション、ボイスコイル）の動作を最適化する構成を使用して、設計者は所与の取付深さにおける空気の動きを最大化させることができる。一実施形態では、本発明は、設計者が利用可能な取付深さで最適化されるオーバーエクスカーション（外側／内側リミッター）を有することを可能とする。例えば、本発明は、設計者がわずか３．５インチの取付深さにフィットする直径１５インチのスピーカーを約±１インチの振動板エクスカーションで設計することを可能とする。同サイズの動作ピストンを有する従来のスピーカーは、６〜７インチの取付深さを必要とする。

図３６Ａ〜図４５Ｂは、浅く小さなクリアランス位置に取り付けることができる本発明の薄型スピーカーの種々の実施形態を示す。各実施形態の理解を容易にするため、各図において同一の要素には同一の参照番号を付加している。また、変形され、同一または類似の機能を実現する各要素には、同一の番号を付しているが、最初の使用ではアクセント符号を付加せずに示し、各変形例では１以上のアクセント符号を参照番号に付加している。

図３６は、薄型オーバーハングスピーカーの設計の第１の実施形態を示し、図３６Ａでは非励起位置、図３６Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図３６Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。取付位置においてバッフルボード４００に取り付けられた薄型フレームまたはバスケット４０２が設けられている。バスケット４０２は「Ｈ」の底部厚みを有する。バスケット４０２の底部中央には、外側に延びるフランジ４１０を有する上方へ延びるスチールドーナツを有する典型的なオーバーハング磁石／ボイスコイルオーディオモーターが設けられ、フランジは「Ｔ」の厚みを有する。ドーナツ状のフランジ４１０には、ドーナツの上方へ延びる部分の直径よりも大きな直径を有する中央穴を有する円形の磁石４０６が搭載されている。磁石４０６は２αの厚みを有する。磁石４０６の上には、磁石４０６の内径および外径とほぼ同じ内径および外径を有するスチール製のリング４０８が設けられている。リング４０８も厚み「Ｔ」を有する。

また、フラットな部分の直径が磁石４０６の外径よりも大きい、硬く実質的にフラットな振動板４０４が設けられている。振動板４０４の最も外側のエッジは、約６０°で下方へ延びて離れていく「Ｖ」字型の外側エッジを有する。ただし、この特定の角度は設計上重要なものではない。振動板４０４は、理想的には、ハニカム、薄いアルミニウム、他の複合または非複合軽量材料等の材料で構成される。振動板は実質的にフラットで軽量であるため、従来のコーン材料はこの用途に適していない。振動板４０４は、２つのサラウンドによって懸垂されている。すなわち、振動板の「Ｖ」字型エッジの外側に延びる脚の上部に取り付けられた内側エッジと、バスケット４０２の上部の最も外側のフランジに取り付けられた外側エッジとを有する上方へ延びるフレキシブルなサラウンド４１８と、振動板の「Ｖ」字型エッジの内側の脚の下部に取り付けられた内側エッジと、上部の最も外側のフランジの下のバスケット４０２内のポイントに取り付けられた外側エッジとを有する下方へ延びるフレキシブルなサラウンド４２０である。このように設けられたサラウンド４１８、４２０によって、スピーカーの内側および外側への最大限の直線的な動きが達成される。サラウンド４１８、４２０の取付位置の間には、バスケット４２０の周囲に形成された通気穴４２６が設けられている。振動板４０４の下部中心には、スチールドーナツ４１０の上方へ延びる部分の周りに緩く設けられたボイスコイル４１２が取り付けられ、このオーバーハング構成において、ボイスコイル４１２のコイルの最も上の巻きは振動板の内側表面の下から０．５αの間隔が空けられ、コイルの巻きは２αの高さを有する。コイルの巻きの高さを磁石の厚みと同じにすることによって、振動板のあらゆる励起位置および非励起位置においてスピーカーの全高を最小にすることができる。図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃと後述する各実施形態に関して、図示する各状態において振動板の厚みはスピーカーの全高に対して同じ量を付加するものであり、振動板の厚みは使用する材料によって比較のために変化させることができるため、振動板の厚みは高さの計算に含めていない。

図３６Ａは、電流がボイスコイル４１２に流れておらず、スピーカーが駆動されていない場合における、このスピーカーの実施形態の種々の部品の位置を示す。この位置では、サラウンド４１８、４２０は緩められ、コイルの巻きの上半分は磁石の上半分に対向し、振動板４０４の内側表面はリング４０８の上部表面から距離αの間隔を置かれている。したがって、スピーカーの全高は、振動板４０４とリング４０８との間隔α、リング４０８の厚みＴ、磁石４０６の高さ２α、フランジ４１０の厚みＴ、バスケット４０２の底部の厚みＨの合計３α＋２Ｔ＋Ｈとなる。

図３６Ｂでは、スピーカーは外側に最も延びた位置にあり、サラウンドはともに上方に引き延ばされ、ボイスコイルの下部コイルはリング４０８の上部表面と同じ高さにある。この位置では、スピーカーは最大高さを達成する。リング４０８と振動板４０４との間隔は２．５αであり、コイルの高さは２αであり、振動板の下部表面からコイルの最も上の巻きの間隔は０．５αである。したがって、この状態のスピーカーの全高は、２．５α、リング２０８とフランジの各厚みＴの合計２Ｔ、磁石の高さ２α、バスケットの底部の厚みＨの合計４．５α＋２Ｔ＋Ｈとなる。

図３６Ｃでは、スピーカーは内側に最も延びた位置にあり、サラウンドはともに内側に引き延ばされ、ボイスコイル４１２のコイルの全高は磁石４０６に直接隣接し、スピーカーの内側への引っ張りは、リング４０８の上部表面に接触する振動板４０４の内側表面によって制限されている。なお、ボイスコイルの下部エッジがフランジに達することを防ぐために円形の溝４１４がフランジに設けられている。この位置において、スピーカーは最小高さとなる。スピーカーの高さは、磁石の厚み２α、リング４０８とフランジの各厚みＴ、バスケットの底部の厚みＨの合計２α＋２Ｔ＋Ｈとなる。

サスペンションシステム４１８、４２０と振動板４０４の最も外側のエッジは完全に磁石４０６の外径の外側にあり、図３６Ｃに示すように、サスペンションはリング４０８の上部表面の下に延びることができ、サラウンド４２０はボイスコイルと振動板の最大内側エクスカーションでバスケットの底部にほぼ延びている。したがって、サスペンションの動作深さはスピーカーバスケットの設計およびスピーカーの実際の取付深さを制限する要因ではない。上述したように、本発明のスピーカーにおいて取付深さとコーンウォブル制御は相互に関係しており、サスペンションの外側部分が内側部分に近くなると、スピーカーの取付深さが浅くなるにつれてウォブルの可能性は増加する。図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃに見られるように、２つのサラウンド４１８、４２０の間隔は振動板の移動範囲全体に維持されており、それによってウォブルの可能性を最小にすることができる。

図３９は、図３６Ａに示すスピーカーと同様なオーバーハング薄型スピーカーの第２の実施形態を示し、相違点はサラウンド４１８、４２０が１つのブラダー４２２によって置き換えられている点である。ブラダー４２２は構造において自転車のチューブに類似しており、最も外側の面バスケット４０２の内側の上部エッジに接続され、反対側は振動板４０４の「Ｖ」字型エッジの最も外側の脚の底部に接続されている。このように設けられたブラダー４２２の一部はサラウンド４１８のように上方に延び、もう一方の部分はサラウンド４２０のようにバスケット４２０の内へ下方に延びている。動作時には、ブラダー４２２は、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃに関連して述べたように、サラウンド４１８、４２０の組み合わせと同様に動作する。

ブラダー４２２の最も外側の面を、振動板の「Ｖ」字型エッジの最も外側の脚の底部と水平面でほぼ同じ高さにあるバスケット４０２内の下側ポイントに接続することによって、スピーカー動作時の振動板の揺れが最小となる。ブラダー４２２は射出成形によって製造することができ、望ましい性能を達成するために壁の厚みを必要に応じて厚くすることができる。また、最大内側／外側ストローク時に発生する内部圧力を減らすために、ブラダー４２２は周囲に内部圧力を減らすための通気穴を有することができ、それによって内部に閉じ込められた空気を通気穴４２６を通じてスピーカーが搭載されるスペースに漏出させる。本実施形態の全高計算は、図３６Ａの第１の実施形態と同様である。

図４０のオーバーハング薄型スピーカーの第３の実施形態も、振動板の外側エッジの形状と内側および外側サラウンドという２つの変形以外は図３６Ａに示す実施形態と同様である。本実施形態の振動板４０４””の外側エッジは２つのサスペンションポイントを有し、１つは振動板４０４””の上部表面よりもわずかに下にある上方外側に延びる小「Ｖ」字型フィンガー４０５であり、もう１つは磁石４０６の直径の外側の下方に延びるフィンガー４０７である。下方に延びるフィンガー４０７は、端部に形成された外側に延びる小さなフランジを有する。外側に延びるサラウンド４１８’は、図３６Ａに示すサラウンド４１８と同様に、小「Ｖ」字型フィンガー４０５の最も外側の脚とバスケット４０２の上部フランジとの間に接続されている。また、スパイダー４２２が、下方に延びるフィンガー４０７の小さな外側に延びるフランジと、図３６Ａに示すサラウンド４２０の接続ポイントと同様にバスケット４０２内の上部フランジと通気穴４２６よりも下のポイントとの間に接続されている。この構成において、スパイダーコーンが磁石の上方にスピーカーコーンの所望の移動と関係する距離で直接設けられる従来のスピーカーの設計とは異なり、スパイダー４２２は磁石４０６の外径の完全に外に設けられている。スパイダー４２２が図４０のように磁石４０６の横に設けられていることにより、従来のスピーカーで必要となる追加のスピーカー高さが不要となり、スピーカーの全高を減らすことによって、薄型スピーカーが可能となる。動作時には、サラウンド４１８’とスパイダー４２２は、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃに関連して上述したようにサラウンド４１８、４２０の組み合わせと同様に動作する。本実施形態の全高計算は、図３６Ａの第１の実施形態と同様である。

図３７は、本発明のオーバーハング薄型スピーカーの第４の実施形態を示す。図示するように、本実施形態は、振動板の最大の内側および外側の移動を定める内蔵ストップを有する。本実施形態では、スピーカーの取付位置のバッフルボード４００に取り付けられた外側に延びる上部フランジを有するバスケット４０２’が設けられている。バスケット４０２’は「Ｈ」の底部厚みを有する。バスケット４０２’内部の中央には、ねじ山が形成された上端４３０を有する支柱４２８が設けられ、支柱４２８の全高は取付フランジの底部からのバスケット４０２’の高さ未満である。また、円形の磁石４０６の下部に磁気的に付着し、上端に穴が設けられた円形のスチールドーナツ４１０’のフランジに磁気的に付着したスチールリング４０８が設けられている。ドーナツ４１０’のフランジとリング４０８はそれぞれ厚み「Ｔ」を有し、磁石４０６は厚み２α’を有する（なお、図３７の距離α’は必ずしも図３６の距離αと同じではない）。ドーナツ４１０’は支柱４２８の上部に取り付けられ、リング／磁石／ドーナツ４０８、４０６、４１０’の組立部品は実質的に均一な直径を有し、バスケットの底部の上方に懸垂されている。なお、ドーナツとフランジ４１０’は、中央穴が追加され、図３６とは反対に取り付けられていること以外は、図３６のドーナツ４１０と実質的に同じである。

本実施形態において、振動板４０４’は、フラット隆起上部ディスク４１３と、上部ディスク４１３が上部に連結された円形エンクロージャー４０９という２つの要素からなる。円形エンクロージャー４０９は、構造４１０、４０６、４０８’の直径よりも大きな内径を有し、バスケットの開口部に開口した円筒状の開口内部を有する。エンクロージャー４０９の底部４１１の中央には、ボイスコイル４１２と実質的に同じ直径を有する円形穴が形成され、下端はエンクロージャー４０９の底部穴内で連結されている。ボイスコイル４１２は上方に延び、スチールドーナツ４１０’の上方へ延びる部分の周りに緩く取り付けられ、このオーバーハング構成において、ボイスコイル４１２のコイルの最も下の巻きは底部４１１の内側表面から０．５α’の間隔が空けられ、コイルの巻きは２α’の高さを有する。また、エンクロージャー４０９の内側深さは２α’である。図示する例では約４５°で内側に切り取られ、外側エッジを有するリングが、エンクロージャー４０９から放射状に外側へ延びている。ただし、切り取り角はスピーカーの動作にとって重要なものではない。エンクロージャーの外側に延びるリングは、図３６Ａに示す例と同様に、サラウンド４１８、４２０によってバスケットの開口に連結されている。

図３７Ａは、電流がボイスコイル４１２に流れておらず、スピーカーが駆動されていない場合の、このスピーカーの実施形態の種々の部品の位置を示す。この位置において、サラウンド４１８、４２０は緩められ、コイルの巻きの上半分は磁石の下半分と対向し、振動板４０４’のプレート４１３の内側表面は４１０’のフランジの上部表面から距離α’によって隔てられている。したがって、スピーカーの全高は、振動板４０４’と４１０’の上部表面との距離α’、４１０’の厚みＴ、磁石４０６の高さ２α’、リング４０８の厚みＴ、リング４０８と４１１の内側表面との間隔α’、４１１の厚みＪ、４１１とバスケットの底部の間の距離α’、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計５α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

図３７Ｂでは、スピーカーは外側に最も延びた位置にあり、サラウンドはともに上方に引き延ばされ、ボイスコイル４１２は磁石４０６の内径に完全に入っており、リング４０８の下部表面に接触するエンクロージャー４０９の底部４１１は、ボイスコイル４１２が底部４１１に接続されていることによって当該位置に引っ張られている。なお、ボイスコイルの上部エッジがフランジに達することを防ぐために円形の溝４１６がフランジに設けられている。４１１と４０８の底部とのこの接触によって、振動板４０４’の上向きの移動が停止する。この位置において、スピーカーは最大高さとなる。この構成において、スピーカーの高さは、振動板４０４’のプレート４１３と４１０’との間隔２α’、４１０’とリング４０８の各厚みＴ、磁石４０６の高さ２α’、４１１の厚みＪ、４１１とバスケットの底部の間の距離２α’、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計６α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

図３７Ｃでは、スピーカーは内側に最も延びた位置にあり、サラウンドはともに内側に引き延ばされ、ボイスコイル４１２のコイルの全高は磁石４０６の内径から全体的に引っ張られている。なお、スピーカーの内側への引っ張りは、４１１の下部表面がバスケット４０２’の底部と接触することによって制限される。この位置において、スピーカーは最小高さとなる。スピーカーの高さは、４１０’と４０８の各厚みＴ、磁石の高さ２α、４１１の厚みＪ、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計４α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

図３８は、図３７に示す第４の実施形態と同様なオーバーハング薄型スピーカーの第５の実施形態を示し、唯一の相違点はすべての励起レベルの振動板の位置に関わらず、スピーカーに同じ高さを与える振動板の構成である。図示するように、本実施形態も振動板の最大の内側および外側の移動を定める内蔵ストップを有する。振動板のみが図３７の実施形態と異なるため、振動板の構成のみを以下に述べる。振動板４０４’’は図３７の振動板４０４’と同様だが、振動板４０４’’は上部プレート４１３を有しておらず、図３７の振動板４０４’のエンクロージャー４１１の深さ４α’と比較して、エンクロージャー４１１’の深さが２α’のみであるという点で異なる。したがって、図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃはそれぞれ図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃと類似し、４１０’の上方のプレート４０４’以外の要素はすべて同じ位置にある。

したがって、図３８Ａのスピーカーの非励起高さは、４１０’と４０８の各厚みＴ、磁石４０６の高さ２α’、リング４０８と４１１’の内側表面との間隔α’、４１１’の厚みＪ、４１１’とバスケットの底部の間の距離α’、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計４α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

図３８Ｂのスピーカーの最大外側励起高さは、４１０’と４０８の各厚みＴ、磁石４０６の高さ２α’、４１１’の厚みＪ、４１１’とバスケットの底部の間の距離α’、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計４α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

同様に、図３８Ｃのスピーカーの最大内側励起高さは、４１０’と４０８の各厚みＴ、磁石４０６の高さ２α’、ボイスコイル４１２の巻き回し高さと同じであるリング４０８と４１１’の内側表面との間隔２α’、４１１’の厚みＪ、バスケット４０２’の底部の厚みＨの合計４α’＋２Ｔ＋Ｊ＋Ｈとなる。

図４１は、図３６に示す第５の実施形態と同様な本発明のオーバーハング薄型スピーカーの第６の実施形態を示す。これらの２つの実施形態の唯一の相違点は、振動板の外側エッジと振動板とスピーカーバスケットの間のサスペンションである。本実施形態の種々の高さは、第１の実施形態と同様である。

本実施形態の振動板４０４””は、水平に延びるフォークの２つの歯である外側エッジを有し、振動板４０４””の上部表面はフォークの第１の歯４２６を形成し、第２の歯４２８が第１の歯から下方に間隔を置いて配置されている。サラウンド４１８、４２０の代わりに、本実施形態は１つのサポートブラダー４２４を利用し、第１の取付タブ４３０がバスケット４０２の外側に延びるフランジへの取付のために外側に延び、第２の取付タブ４３２がブラダーの反対側でタブ４３０から外側に延びる。タブ４３２は、振動板４０４””の外側エッジで歯４２６、４２８の間のスペースに収まり、捕捉されるサイズを有する。図４１Ａに示すスピーカーの非励起状態では、図３６Ａのサラウンド４１８、４２０と同様に、ブラダー４２４の実質的に同じ大きさの部分がバスケット４０２から上方に延び、バスケット４０２内に下方に延びている。図４１Ｂに示す最も外側に励起した状態と図４１Ｃに示す最も内側に励起した状態から、ブラダー４２４は図３６Ｂおよび図３６Ｃのサラウンド４１８、４２０と同様の方法で引き延ばされることが分かる。したがって、本実施形態の性能は図３６の第１の実施形態と実質的に同じである。

図４２は、本発明のアンダーハング薄型スピーカーの第１の実施形態を示す。本実施形態は、３つの変更以外は図３６のオーバーハングスピーカーの実施形態と同じである。第１の変更は、２αの高さを有する磁石４０６（図３６）を、「Ｔ」の高さを有する磁石４０６’（図４２）に構造の同じ位置で置き換えたことである。第２の変更は、「Ｔ」の厚みを有するスチールリング４０８（図３６）を、２αの厚みを有するスチールリング４０８’（図４２）に置き換えたことである。第３の変更は、コイルの巻きが２αの高さと振動板４０４の側部表面からの０．５αの間隔を有するボイスコイル４１２（図３６）を、コイルの巻きが０．５αの高さと振動板４０４の下部表面からの２αの間隔を有するボイスコイル４１２’（図４２）に置き換えたことである。これらの変更によって、図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃに示すアンダーハング薄型スピーカーは、図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃに示すオーバーハング薄型スピーカーと同様に動作し、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃおよび図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃに示す励起／非励起位置のそれぞれにおけるスピーカーの全高も同じである。

すなわち、図４２Ａでは、全高は、振動板４０４の下部表面とリング４０８’の上部表面との間隔α、リング４０８’の厚み２α、磁石４０６’の高さ「Ｍ」（「Ｔ」と等しい）、４１４上のフランジの厚み「Ｔ」、バスケット４０２の底部の厚みＨの合計３α＋Ｔ＋Ｍ＋Ｈとなり、これは図３６Ａの３α＋２Ｔ＋Ｈと等しい。

図４２Ｂでは、全高は、ボイスコイル４１２’の巻きの振動板４０４の下部表面からの間隔２α、コイルの巻きの高さ０．５α、リング４０８’の厚み２α、磁石４０６’の高さ「Ｍ」（「Ｔ」と等しい）、４１４上のフランジの厚み「Ｔ」、バスケット４０２の底部の厚みＨの合計４．５α＋Ｔ＋Ｍ＋Ｈとなり、これは図３６Ｂの４．５α＋２Ｔ＋Ｈと等しい。

図４２Ｃでは、全高は、ボイスコイル４１２’の巻きの振動板４０４の下部表面からの間隔またはリング４０８’の厚み２α、コイルの巻きの高さ０．５α、磁石４０６’の高さ「Ｍ」（「Ｔ」と等しい）、４１４上のフランジの厚み「Ｔ」、バスケット４０２の底部の厚みＨの合計２α＋Ｔ＋Ｍ＋Ｈとなり、これは図３６Ｃの２α＋２Ｔ＋Ｈと等しい。

図４３に、本発明のアンダーハング薄型スピーカーの第２の実施形態を示す。本実施形態は、スピーカー構造への２つの変更以外は図３６のオーバーハングスピーカーの実施形態と同じである。第１の変更は、コイルの巻きが２αの高さと振動板４０４の下部表面からの０．５αの間隔を有するボイスコイル４１２（図３６）を、コイルの巻きが０．５αの高さと振動板４０４の下部表面からの２αの間隔を有するボイスコイル４１２’（図４３）に置き換えたことである。第２の変更は、スチールリング４０８（図３６）を、磁石４０６の上で裏返されたフランジを有する第２のスチールドーナツ４０８’’に置き換えたことである。磁石４０６の内径と実質的に同じ外径を有し、実質的に４１０のドーナツ部の外径未満の外径を有する磁石４０８’’のドーナツ部によって、ボイスコイル４１２’の取付リングの厚みよりもかなり広い２つのドーナツ間のスペースができる。４０８’’のドーナツ部は磁石の内側表面に、磁石のほぼ全高にわたって下方に延び、４０８’’の下端と４１０のフランジの上部表面との間にスペースができている。４０８’’のフランジ部は、図３６のリング４０８の厚みと同じである厚み「Ｔ」を有する。４０８’’のドーナツ部は、ボイスコイル４１２’の巻きが横切るスペースの中に（通常はＮ極である）磁石４０６の上極の効果を拡張し、アンダーハング構成におけるスピーカーの動作ができるようにする必要がある。

図４５は、交換可能なボイスコイルを有するスピーカーの実施形態を示し、それ以外はこのスピーカーは図４０に示すスピーカーと同様である。図４５Ａには、図の上部に取り外し可能／交換可能なボイスコイル組立部品を示し、図の下部に組み立てられたスピーカーの他の部品を示す。図４０に示す構成の他に、図４５Ａの下部は変形された振動板４３４を含み、中央部がボイスコイルのために上述の位置から取り除かれている。振動板４３４の中央穴の直径は、図４５Ａの上部に示すボイスコイル４１２’’の直径よりもわずかに大きい。振動板４３４に中央穴のエッジを形成するのは、以下に詳細に述べる分岐された導電性の内部にねじ山が形成されたリング４４６である。

図４５Ａにおいて、リング４４６の左側は、振動板に成形された導体４３６に電気的に接続され、左側でサラウンド４１８’とスパイダー４２２との間のスペースを通過し、次にボイスコイルに信号を印加するための増幅器に接続されるように配置されたコネクタ４４０に連結されている。同様に、リング４４６の右側は、振動板内に形成された導体４３８に電気的に接続され、右側でサラウンド４１８’とスパイダー４２２との間のスペースを通過し、ボイスコイルに信号を印加するための増幅器に接続されるように配置されたコネクタ４４２に連結されている。

図４５Ａの上部におけるボイスコイル組立部品はボイスコイル４１２’’を含み、典型的なスピーカーコイルボビン上にコイルが巻かれている。コイルの１本のリード線４３６は左側でボビンの上部に延び、コイルのもう一方のリード線は右側のボビンの上部に延びている。コイルのボビンの上部を取り囲むのは、以下に詳細に述べる分岐された導電性の外部にねじ山が形成されたリング４４４である。リング４４４の左側半分の導電部はそれに接続されたリード線４３６を有し、リング４４４の右側半分の導電部はそれに接続されたリード線４３８を有する。ボイスコイル４１２’’が図４５Ｂに示すように設置された時に振動板４３４の中央部を閉じる円形のキャップ４３４’がボビンの上部を覆っている。ボイスコイル４１２’’は、ボビンの下端を振動板４３４の中央穴に挿入し、リング４４４をリング４４６内に螺合し、リング４４６の左半分の反対側でリング４４４の左半分をボビン上に位置合わせし、それによってリング４４４の右半分をリング４４６の右半分と接触させることによって設置する。位置合わせされると、リード線４３６はリング４４４、４４６の左半分を介してワイヤー４３６とコネクタ４４０に電気的に接続され、リード線４３８はリング４４４、４４６の右半分を介してワイヤー４３８とコネクタ４４２に電気的に接続される。

リング４４４、４４６の詳細を図４４Ａと図４４Ｂに示す。図４４Ａにおいて、リング４４４は、非導電性要素４４５（例えばプラスチックまたはエポキシ）によって結合されてリングを形成する左右各半分からなる。図４４Ａには、リング４４４に対して分解関係を有するリング４４６の部分４４６Ｌと４４６Ｒが示されている。図４４Ｂでは、リング４４６の２つの半分の部分はリング４４４のように組み立てられており、非導電性要素４４８が２つの半分の部分を結合するとともに、電気的に絶縁している。

図４６は、取り外し可能／交換可能なコーンまたはボイスコイル、またはそれらの両方を有するスピーカーの第２の実施形態を示す。図４６は従来のスピーカーを示しているが、同様の技術を薄型スピーカーに使用することができる。図４６Ａは本実施形態のスピーカーの分解図を示し、図４６Ｂは完全に組み立てられた同一のスピーカーを示す。スピーカーは、バスケット５０２のフランジによってバッフルボード５００上に設置される。バスケットの内部であって磁石５０４の上方にはスパイダー組立部品５０６が設けられ、中央シリンダー５１２は外部ねじ山５１４を上端の周りに有する。シリンダー５１２とねじ山５１４は非導電材料から形成することができ、あるいはねじ山５１４は図４４Ｂに示すような導電性リング４４６であってもよい。シリンダー５１２の左側には、導電性ワイヤー（図示せず）が、スパイダー５０６を介して音声源に接続されるように配置された外部コネクタ５１０に延びている。同様に、シリンダー５１２の右側には、導電性ワイヤー（図示せず）がねじ山５１４からスパイダー５０６を介して同じ音声源に接続されるように配置された外部コネクタ５０８に延びている。これらのワイヤーと外部コネクタの目的は以下で明らかになる。凹形の半円溝５３２を有するリムがフランジの上方に延びている。

また、コーンの外側エッジに接合されたサラウンド５２８を有するコーン５２６が設けられている。コーン５２６の中央部の下にはボビン上にボイスコイル５２０が設けられ、コイルからの１本のリード５２２がボビンの左側をコーンの下部表面に延び、ボビンの右側では、コイルのもう１本のリード５２４が上方に向けてコーンの下部表面に延びている。ボビンは永久的にコーンの底面に固定されていてもよく、ボビンの上部エッジのリング４４４（図４４Ａ）がコーンの下部表面に接合されたリング４４６に螺合されていてもよい。

また、ボビンの約３分の１の長さを有し、下端の内部にねじ山が形成された下方に延びるシリンダーが、ボビンの外側に間隔を空けてコーンの下部表面に接続されている。シリンダーは、コーンの端部でリード線５２２、５２４にそれぞれ接続された左側導電部５１６と右側導電部５１８とを有する。導電部５１６、５１８は、リング４４６などのリングの左側と右側であってもよく、リード線５２２、５２４は導電部５１６、５１８の内部のねじ山にコーンから延びていてもよい。

このようなスピーカーの組み立ての最終工程は、コーン／ボイスコイルの組立部品をバスケット５０２の開口部へ下げることであり、中央のシリンダーを通過するボイスコイルの巻きがスパイダーによって支持され、コイルの巻きは磁石組立部品に延びる。コーンに取り付けられたシリンダー内部のねじ山をシリンダーの外側のねじ山と螺合させ、リード線５２２、５２４がそれぞれ外部コネクタ５１０、５０８に連結するようにコーン／ボイスコイル組立部品を位置合わせすることによって、コーン／ボイスコイル組立部品をシリンダー／スパイダー組立部品に取り付ける。ボイスコイルが位置合わせされると、組立部品の最終工程はサラウンド５２８の外側エッジを凹形の半円溝５３２の反対側のバスケットフランジ上のリムの外側に配置することである。次に、弾性リング５３０をサラウンドの外側エッジの周りに配置し、サラウンドのエッジを溝５３２に設置し、弾性リングによってその位置を保持する。

この設計のスピーカーでは、スピーカーのユーザーはコーンのボイスコイルあるいはサラウンドが損傷したときに交換することができる。また、ユーザーはコーンおよび／またはボイスコイルを異なる設計または構成のものと交換することが可能となり、異なる音声レスポンスやサウンドをスピーカーから作り出すことができる。

本発明をいくつかの特定の実施形態に関して説明した。当業者にとっては、本発明の考え方と範囲から逸脱することなく形状や詳細において変更を加えることができることは明らかであろう。また、当業者にとっては、パッシブラジエーターに関して述べた技術をアクティブスピーカーに拡張すること、アクティブスピーカーに関して述べた技術をパッシブラジエーターに拡張することが明白であることは明らかであろう。なぜならば、パッシブラジエーターは、パッシブラジエーターの振動板を動かすための電磁機関を有していないスピーカーと基本的に同じであるためである。したがって、その結果として与えられる保護は添付した請求項とその均等物に述べるとおりである。

密閉型スピーカーボックスと従来の低音調整型スピーカーボックスにおける周波数応答と、デシベルで示される音レベルの応答曲線である。 スピーカーボックスシステムにおけるパッシブラジエーターを完全に調整した場合の周波数応答曲線を示す周波数応答グラフである。 本発明に係る装置を使用した場合の周波数応答曲線を示す周波数曲線である。 コーンのベースおよびスピーカーのベースにおけるコーンの大きな開口部を結ぶ振動板上に物体（ｍａｓｓ）を支持している従来技術のパッシブラジエーターの断面図である。 スピーカーバスケットの開口においてスピーカーサラウンドに接続され、スピーカーバスケットの後部でスピーカースパイダーに接続された可動振動板を示す従来技術のパッシブラジエーターの断面図である。 狭い端部でスパイダーを介してスピーカーバスケットに接続され、サラウンドを介してスピーカーバスケットの広い端部に接続された底部にチューニングマスクを有するコーンを示す従来技術のパッシブラジエーターの断面を示す。 本発明に係る構成の等測部分切取図である。 サラウンドに固定され、それによって外部リングに固定された振動板プレートの本発明に係る構成への組み込み前の断面図を示す。 スピーカーの壁に固定された本発明に係る構成を示す。 ２つの振動板プレートが互いに固定された本発明に係る構成を示す。 スピーカーサラウンドのアーチが同一方向に突出した本発明に係る別の構成を示す。 本発明に係る別の実施形態の断面図を示し、スピーカーキャビネットの壁がスピーカーシステムにおけるパッシブラジエーターのフラットな中央コア部材として使用されている。 本発明に係る別の実施形態の断面図を示し、スピーカーキャビネットの壁がスピーカーシステムにおけるパッシブラジエーターのフラットな中央コア部材として使用されている。 本発明に係る別の実施形態の断面図を示し、スピーカーキャビネットの壁がスピーカーシステムにおけるパッシブラジエーターのフラットな中央コア部材として使用されている。 図９の実施形態を変形し、いくつかの異なる方法でパッシブスピーカーの設計を向上する特徴を有するように構成された概略断面構成を示す。 図９の実施形態を変形し、いくつかの異なる方法でパッシブスピーカーの設計を向上する特徴を有するように構成された概略断面構成を示す。 図９の実施形態を変形し、いくつかの異なる方法でパッシブスピーカーの設計を向上する特徴を有するように構成された概略断面構成を示す。 本発明の一態様としてフレーム空気穴を含む本発明に係るパッシブスピーカーの斜視図を示す。 図１８に示す構成に形成されたフレーム側面通気穴の断面斜視図を示す。 本発明の一態様として、空気穴としてサラウンド開口部（スリット）を含む本発明に係るパッシブスピーカーの斜視図を示す。 本発明に係るパッシブスピーカーの設計を利用したスピーカーボックスの概略断面図を示す。 本発明に係る設計におけるフレーム通気穴を有するパッシブスピーカーを利用したスピーカーボックスの概略断面図を示す。 本発明に係る設計における、スピーカーボックスエンクロージャーの内部に連通するサラウンド通気穴を有するパッシブスピーカーを利用したスピーカーボックスの概略断面図を示す。 本発明に係る設計における、スピーカーボックスエンクロージャーの外部に連通するサラウンド通気穴を有するパッシブスピーカーを利用したスピーカーボックスの概略断面図を示す。 大変位パッシブラジエーターの（図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃに示す）いくつかの構成のサラウンド伸張と力のプロットを示し、本発明の設計の段階的ロールの実施形態をいくつかの代替形態と比較した場合に一般化される挙動の比較を示す。図２５Ａは、パッシブスピーカーのフレームから物体を支持する２つの膜のうちの１つの弾性膜の断面図を示し、この設計は１つの大きなロールを使用して大きな間隔を接続し、振動する物体に大きなストロークを与えるための２つの例を含む。図２５Ｂは、薄型パッシブスピーカーのフレームから物体を支持する２つの膜のうちの１つの弾性膜の断面図を示し、この設計は実質的に等しいロール直径を有する３つのサラウンドロールを含む。図２５Ｃは、薄型パッシブスピーカーのフレームから物体を支持する２つの膜のうちの１つの弾性膜の断面図を示し、この設計は弾性膜が周囲フレームから中心部に移動するにつれて段階的に減少するサラウンドロール直径を利用する３つのサラウンドロールを含む。 図２５Ａに示す単一サラウンドの大間隔配置の断面概略図を示し、図２６Ａは緩んだ状態を示し、図２６Ｂはほぼ完全に延びた状態を示す。 図２５Ａに示す３つの同サイズのロール直径サラウンド配置の断面概略図を示し、図２７Ａは緩んだ状態を示し、図２７Ｂはほぼ完全に延びた状態を示す。 図２５Ｃに示す本発明に係る３つの段階的なサイズを有するロール直径サラウンド配置の断面概略図を示し、図２８は緩んだ状態を示し、図２８Ｃはほぼ完全に延びた状態を示し、図２８Ａは実質的に外側のサラウンドロールのみが延びた状態を示し、図２８Ｂは外側サラウンドロールと中央サラウンドロールが実質的に完全に延びた状態を示す。 本発明に係る断面概略図を示し、３つの段階的なサイズを有するサラウンドがサドルにおいて互いに接触している。 図２９に示す図を示し、本発明に係る装置のための通気穴が追加されている。 本発明に係る断面概略図を示し、３つの段階的なサイズを有するサラウンドが、サドル間の距離を維持するスペーサによってサドルにおいて互いに切り離されている。 図３１に示す図を示し、本発明に係る装置のための通気穴が追加されている。 上述の図面の断面に示される３つの段階的なサイズを有するサラウンドを含むパッシブラジエーターの斜視図を示す。 チューブエンクロージャーに含まれる音響変換システム（スピーカーシステム）の斜視図である。 図３４のスピーカーシステムのチューブエンクロージャーの概略断面図であり、アクティブ素子が一端に設けられ、パッシブ素子が他端に設けられ、チューブはアルミニウムからなり、冷却を促進するためのフィンを有していてもよい。 薄型オーバーハングスピーカーの設計の第１の実施形態を断面で示し、図３６Ａでは非励起位置、図３６Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図３６Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 薄型オーバーハングスピーカーの設計の第２の実施形態を断面で示し、図３７Ａでは非励起位置、図３７Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図３７Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 薄型オーバーハングスピーカーの設計の第３の実施形態を断面で示し、図３８Ａでは非励起位置、図３８Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図３８Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 変形サスペンションを有する図３６Ａの実施形態を示す。 第２の変形サスペンションと変形振動板構成を有する図３６Ａの実施形態を示す。 第３の変形サスペンションと第２の変形振動板構成を有する図３６の実施形態を示し、図４１Ａでは非励起位置、図４１Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図４１Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 薄型アンダーハングスピーカーの設計の第１の実施形態を断面で示し、図４２Ａでは非励起位置、図４２Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図４２Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 薄型アンダーハングスピーカーの設計の第２の実施形態を断面で示し、図４３Ａでは非励起位置、図４３Ｂでは最大外側エクスカーション位置、図４３Ｃでは最大内側エクスカーション位置にある。 図４５の交換可能なボイスコイルを取り付ける仕組みを示し、図４４Ａはボイスコイル取付部品の分解斜視図であり、図４４Ｂは接合位置における図４４Ａのねじ型導体を示す斜視図である。 薄型スピーカーの設計の第１の実施形態を交換可能なボイスコイルを有する断面で示し、図４５Ａはスピーカーの残りの部分の外側にあるボイスコイルを示し、図４５Ｂはスピーカー内に設置されたボイスコイルを示す。 交換可能なコーンとボイスコイルを有する従来の構成のスピーカーの断面を示し、図４６Ａは取り除かれたコーンおよびコーンとボイスコイルをスピーカーの残りの部分に取り付けるための詳細を示し、図４６Ｂは完全に組み立てられたスピーカーを示す。

Claims (11)

1. 実質的にフラットな硬い部分を有する薄型スピーカーシステムであって、
   前記硬い部分は、デュアルサスペンションシステムを可能とし、所定の距離で分離され、外側周囲上でフレームと接続され、所定のエクスカーションに干渉しないように中央部分で最小寸法を維持するような形状を有し、ある手段を介してボイスコイルに接続され、
   前記ボイスコイルは、所定値の巻き高さを有し、所定の間隔と所定の高さで磁界内を内側および外側に移動し、最大エクスカーションにおける、所定のサスペンション、所定のボイスコイル高さ、所定の間隔は、最小取付深さを維持しながら、最大エクスカーションにおける静止部分との電磁結合を維持しながら、前記所定の硬い部分が最大／最小位置に移動することを可能とする、薄型スピーカーシステム。
2. 請求項１において、
   磁石組立部品がバスケット内に配置されて、エクスカーションを最大化するとともに取付深さを最小化する、薄型スピーカーシステム。
3. 請求項１において、
   磁石組立部品が、取付深さを最小化するようにロッドを介して外側に延びている、薄型スピーカーシステム。
4. 請求項３において、
   前記硬い部分は、磁石組立部品のための中空の中央部を有し、最大内側ストロークと最大外側ストローク時に、その動きがボイスコイルとオーバーエクスカーションにダメージを与えないように制限する、薄型スピーカーシステム。
5. 請求項１において、
   前記硬い部分は、２つよりも多くのサスペンションを前記フレームに接続させることができる、薄型スピーカーシステム。
6. 請求項５において、
   磁石組立部品がバスケット内に配置され、エクスカーションを最大化するとともに取付深さを最小化する、薄型スピーカーシステム。
7. 請求項５において、
   磁石組立部品が、取付深さを最小化するようにロッドを介して外側に延びている、薄型スピーカーシステム。
8. 請求項７において、
   前記硬い部分は、磁石組立部品のための中空の中央部を有し、最大内側ストロークと最大外側ストローク時に、その動きがボイスコイルとオーバーエクスカーションにダメージを与えないように制限する、薄型スピーカーシステム。
9. 請求項１において、
   内側サスペンションは多孔性物質からなる、薄型スピーカーシステム。
10. 請求項１において、
    内側サスペンションは多孔性物質からなる、薄型スピーカーシステム。
11. 請求項１において、
    前記フレームは通気されている、薄型スピーカーシステム。

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