JP2023548544A - スピーカトランスデューサ - Google Patents

Abstract

スピーカメンブレン（２）と、このスピーカメンブレン（２）を駆動するためのスピーカメンブレン（２）の外側メンブレン外周部（４）に接続した２つの駆動部材（３）とを備える、スピーカトランスデューサ（１）。実質的に硬質の支持部材（５）が、２つの駆動部材（３）のそれぞれに接続し、これらの間で延出し、支持部材（５）は、スピーカメンブレン（２）に接続し、これに沿って延出する。

Description

本発明は、例えば、ラウドスピーカシステム用のスピーカトランスデューサに関する。

従来技術では、コーン型スピーカメンブレン、及び、スピーカメンブレンに対してその背面側で同軸上に配置されたメンブレンドライバ、又はアクチュエータを備えるスピーカトランスデューサ等のスピーカトランスデューサが、よく知られている。

さらに、平面型スピーカトランスデューサも、従来技術でよく知られており、このスピーカトランスデューサは、平面スピーカメンブレン、及びスピーカメンブレンの表面に沿って配置された複数のメンブレンドライバを備える。

よく知られる同軸コーン型スピーカトランスデューサは、高い性能と忠実度を実現できるが、スピーカメンブレン、及びメンブレンドライバを同軸上に配置することにより、小型のラウドスピーカシステムにはあまり適していない。平面型スピーカトランスデューサでは、スピーカメンブレンが実質的に平らであるので、より平坦なスピーカ設計が可能である。

国際公開第２０１９／１１７７０６号では、フレーム、対向する２枚の指向性ダイヤフラム、及び２つのスピーカドライバであって、それぞれが、動作時に対向する２枚の指向性ダイヤフラムを駆動するための少なくとも１つの磁気ドライバを有するスピーカドライバを含む、スピーカデバイスを開示している。スピーカダンパは、対向する２枚の指向性ダイヤフラムのそれぞれに関連し、関連する少なくとも１つの磁気ドライバで駆動されるように配置されたコイルブラケット、ダイヤフラムをスピーカダンパへと固定的に取り付けるように配置されたダイヤフラム接続部材、及びスピーカダンパをフレームへと固定するように配置されたダンパフレーム接続部材を含む。スピーカダンパは、ダイヤフラム接続部材とダンパフレーム接続部材との間で配置されたダンパ脚部材も、更に含む。

国際公開第２０１９／１１７７０６号

本発明は、性能と原音忠実度に優れ、軽量で耐久性のある、しかも、フォームファクタが小さいラウドスピーカ設計を可能にする、改良型スピーカトランスデューサを提供することを目的とする。

本発明に従って、プリアンブルで述べた種類のスピーカトランスデューサを提供し、このスピーカトランスデューサは、スピーカメンブレンと、このスピーカメンブレンを駆動するためのスピーカメンブレンの外側メンブレン外周部に接続した２つの駆動部材と、２つの駆動部材のそれぞれに接続し、これらの間で延出する実質的に硬質の支持部材とを備え、この支持部材は、スピーカメンブレンに接続し、これに沿って延出する。

本発明によると、スピーカメンブレンの剛性が増加するよう、支持部材は、スピーカメンブレンに取り付けられ、これに沿って延出する。とりわけ、スピーカメンブレンが、動作中に外側メンブレン外周部のみにおいて駆動するので、これにより、外側メンブレン外周部に駆動力が集中、局所化されて、スピーカメンブレンが変形しやすくなる。本発明の支持部材では、外側メンブレン外周部に作用する駆動力（例えば、押す／引っ張る）をスピーカメンブレンに沿って分散、拡散させることができる。スピーカメンブレンが支持部材で補強されているので、これにより、スピーカトランスデューサの耐久性が上がり、メンブレン剛性、及びメンブレン破断周波数の性能が向上し、「ビリツキ（rub-and-buzz）」の起こりやすさが低減される。

好適な一実施形態では、支持部材がスピーカメンブレンの片面、又は両面に沿って延出することで、スピーカメンブレンのある特定の剛性、ひいては、ある特定の動的挙動を実現することができる。さらに、ある特定の用途におけるスピーカトランスデューサ用の空きスペースでは、スピーカメンブレンの片面のみ、又は両面に支持部材を配置できる場合もある。

一例示的実施形態において、支持部材は、２つの駆動部材間で延出する１つ以上のフィン／リブ部を含み、各フィン／リブ部はスピーカメンブレンに取り付けられ、そこから実質的に垂直方向に離れるように突出している。この実施形態では、各フィン部は、２つの駆動部材間のスピーカメンブレンに取り付けられ、これに沿って延出する、支持部材の比較的薄い平坦な部分と見なすことができ、各フィン部は、動作中のスピーカメンブレンの運動方向と平行な方向にスピーカメンブレンから離れるように突出する。スピーカメンブレンに対して実質的に垂直方向で離れるように延出することで、各フィン部がスピーカメンブレンに与えられる剛性を最大限に高められる。さらに、スピーカメンブレン上で垂直方向にフィン部を配置すると、空気が移動するためのスピーカメンブレンの表面積が最大限に確保される。また、各フィン部は、スピーカトランスデューサの総移動重量への重量増加を最小限に抑えることもできる。

更なる例示的実施形態において、各フィン部には、スピーカメンブレンから測定されるフィン高さがあり、このフィン高さは、スピーカメンブレンの厚さの少なくとも３倍である。本実施形態では、各フィン部がスピーカメンブレンに十分な剛性を与え、しかも、スピーカトランスデューサの総移動重量への重量増加を最小限に抑えることを確保することができる。

以下の添付の図面を参照することで、本発明についてより詳細に検討する。

本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサの側面図である。 本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサの上面図である。 本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサの第１斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサの第２斜視図である。

図１～図３はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサ１の側面図、上面図、及び斜視図を示す。図示のように、このスピーカトランスデューサは、スピーカメンブレン２と、このスピーカメンブレン２を駆動するためのスピーカメンブレン２の外側メンブレン外周部４に接続した２つの駆動部材３と、２つの駆動部材３のそれぞれに接続し、これらの間で延出する実質的に硬質の支持部材５とを備え、この支持部材５は、スピーカメンブレン２に接続し、これに沿って延出する。スピーカトランスデューサのかかるアセンブリは、例えば、参照により本明細書で援用される、本願と同じ発明者の国際公開第２０１９／１１７７０６号に記載される、スピーカデバイスにおいて使用され得る。

図示のように、スピーカメンブレン２の剛性が増加するよう、支持部材５は、スピーカメンブレン２に取り付けられ、これに沿って延出する。とりわけ、スピーカメンブレン２は、動作中に外側メンブレン外周部４のみにおいて駆動するので、これにより、外側メンブレン外周部４に駆動力が集中、局所化されて、スピーカメンブレンが変形しやすくなる。しかし、支持部材５では、外側メンブレン外周部４に作用する駆動力（例えば、押す／引く）をスピーカメンブレン２に沿って分散、拡散させることができる。それ故、スピーカメンブレン２が支持部材５で補強されているので、これにより、スピーカメンブレン２の耐久性が上がり、メンブレン破断周波数の性能が向上し、「ビリツキ」の起こりやすさが低減される。

支持部材５は、スピーカメンブレン２が平面メンブレンである場合には、とりわけ都合がよく、本来、平面メンブレンでは、支持部材５がないと変形が大きくなりすぎる場合がある。支持部材５は、スピーカトランスデューサ１の使用時に最適な動的挙動を実現し、変形を最小限に抑えるための構造的補強を必要とする場合、円錐型スピーカメンブレン２についても同様に都合がよいことにも留意されたい。

典型的な実施形態において、２つの駆動部材３はそれぞれ、永久磁石、又は電子制御磁石（例えば、ボイスコイル）等の補助的駆動部材６と相互作用するよう、配置される。したがって、一実施形態において、駆動部材３はそれぞれ、補助的ボイスコイル、又は永久磁石とそれぞれ相互作用するための永久磁石、又はボイスコイルを含められる。これにより、スピーカメンブレン２を駆動するために、各駆動部材３をアクティブ駆動部材にするか、又はパッシブ駆動部材にするかについて、設計の自由度が得られる。

各駆動部材３がボイスコイルを含む場合、ボイスコイルが支持部材５に沿って延出する有線接続を通じて接続されるという、好適な一実施形態が提供される。

一実施形態において、２つの駆動部材３はそれぞれ、リング型駆動部材３であり、各リング型駆動部材３の外側ドライバ外周部７が、スピーカメンブレン２の外側メンブレン外周部４に接続している。この実施形態において、図２で見られるように、スピーカメンブレン２と、外側メンブレン外周部４とに「並んで」接続された各駆動部材３との間で、完全な偏心配置が実現されている。その結果、スピーカメンブレン２、及び各駆動部材３は、実質的に平坦な体積で配置されて、平坦なスピーカトランスデューサ１が得られる。そして、実質的に硬質の支持部材５によって、外側メンブレン外周部４に作用する各駆動部材３からの駆動力は、スピーカメンブレン２に沿って分散されて、スピーカメンブレンの最適な動的挙動が得られる。特筆すべきは、平坦な偏心配置により、所与の空間について、スピーカトランスデューサ１のより大きな変位、つまり、エクスカーションが可能となり、これにより、スピーカトランスデューサ１の性能が一層最適化されるということである。

動作中のスピーカメンブレン２の運動方向に長手方向を定義すると、この実施形態では、従来技術のスピーカメンブレン、及びメンブレンドライバのスペースを消費する同軸配置を明らかに回避することができる。

例えば、図２で更に示されているように、２つの駆動部材３を、外側メンブレン外周部４に沿って対向配置可能であり、これにより、外側メンブレン外周部４に作用する局所化された駆動力が、これに沿って均一に分散される。つまり、この実施形態は、２つの駆動部材３の間の外側メンブレン外周部４の対向する２つセクションが実質的に同じ長さであると、見なすことができる。したがって、２つの駆動部材３の間に引かれた仮想直線は、スピーカメンブレン２の中心点「Ｃ」を通る。例えば、支持部材５が直線支持部材であれば、これが２つの駆動部材３を最短経路に沿って接続して、これら駆動部材の剛性を最大限に高めるはずである。

補助的駆動部材６に戻ると、図１～図３から、一実施形態において、リング型駆動部材３はそれぞれ、これを通って延びる補助的駆動部材６を受けるように配置されてもよいことが分かる。なお、２つの補助的駆動部材６はそれぞれ、円筒型補助的駆動部材６であってもよい。円筒型補助的駆動部材６ごとに適した長さを選択することで、複数のスピーカトランスデューサ１を使用できることは容易に理解される、これに応じて、各スピーカトランスデューサは、２つの補助的駆動部材６と相互作用する２つのリング型駆動部材３を使用する。そして、複数のスピーカトランスデューサ１は、２つの円筒型補助的駆動部材６を共有して、長手方向に配置できる。このようにすれば、最小限の寸法であっても、最適な性能が得られ、例えば、「背中合わせ」配置（図示せず）が可能となるはずである

図３で示されるように、一実施形態において、支持部材５は、スピーカメンブレン２の片面のみに沿って延出することができるので、支持部材５は、スピーカメンブレン２の見えない方の面に沿って延出することはない。この実施形態は、片側支持で十分であり、場合によっては、見えない方の面に沿って支持部材５を配置するスペースがない場合に都合がよいことがある。

図４は、本発明の一実施形態に係る、スピーカトランスデューサ１の第２斜視図を示す。図示のように、この実施形態では、図３から分かるように、支持部材５は、スピーカメンブレン２の対向側に取り付けられ、これに沿って延出する。したがって、好適な一実施形態において、支持部材５は、スピーカメンブレン２の両面に沿って延出し、最適な剛性を得ることができるので、性能が向上する。

支持部材５は、様々な方法で実装することができる。例えば、一実施形態において、支持部材５は、２つの駆動部材３間で延出する１つ以上のフィン部８を含んでもよく、各フィン部８はスピーカメンブレン２に取り付けられ、そこから実質的に垂直方向に離れるように突出している。

この実施形態では、各フィン部８は、２つの駆動部材３間のスピーカメンブレン２に取り付けられ、これに沿って延出する、支持部材５の比較的薄い平坦な部分と見なすことができ、各フィン部８は、長手方向、つまり、動作中のスピーカメンブレン２の運動方向と平行な方向にスピーカメンブレン２から離れるように突出する。スピーカメンブレン２に対して実質的に垂直方向で離れるように延出することで、各フィン部８がスピーカメンブレンに与えられる剛性を最大限に高められる。さらに、スピーカメンブレン２上で垂直方向にフィン部８を配置すると、空気が移動するためのスピーカメンブレン２の表面積Ｓが最大限に確保され、かくして、高性能が維持される。また、各フィン部８は、スピーカトランスデューサ１の総移動重量への重量増加を最小限に抑えることもできる。

例示的実施形態において、各フィン部８は、スピーカメンブレン２の厚さと実質的に等しい厚さｔを有する。これにより、依然として、スピーカメンブレン２に十分な構造的剛性を与えつつ、空気を移動させるためのスピーカメンブレン２の表面積Ｓが最大化される。さらに、厚さｔは、ダイヤフラムの高品質で高速な製造に有利な寸法を提供する。

更なる例示的実施形態において、各フィン部８には、スピーカメンブレン２から測定されるフィン高さｈがあり、このフィン高さｈは、スピーカメンブレン２の厚さの少なくとも３倍である。やはり、これによって、スピーカメンブレン２の剛性を十分に確保しつつ、平坦なスピーカトランスデューサ１が得られる。特筆すべきは、フィン高さｈは、例えば、スピーカトランスデューサ１の使用時の衝突を避けるための、スピーカトランスデューサ１に近くに配置された物理的物体によって、制約される場合があるということである。また、かかる物理的物体は、２つのスピーカトランスデューサ１の「背中合わせ」配置を得るための、上述したような更なるスピーカトランスデューサ１であってもよい。同様に、かかる物理的物体は、かかる「背中合わせ」配置において、対向する２つのスピーカトランスデューサ１の間に配置された物体でもよい。

図２で更に示されているように、一実施形態では、１つ以上のフィン部８はそれぞれ、直線型フィン部であってもよく、これにより、最大曲げ抵抗を有するが、依然として、スピーカメンブレン２に沿った力の分散と拡散に優れた短いフィン部８が実現される。一特定実施形態において、１つ以上のフィン部８の１つのフィン部は、最大剛性が得られる最短フィン部を実現するために、スピーカメンブレン２の中心点Ｃを通って延在してもよい。

更なる実施形態において、１つ以上のフィン部８はそれぞれ、外側メンブレン外周部４の第１周辺部９から外側メンブレン外周部４の第２周辺部１０まで延出してもよい。例えば、図２で示されるこの実施形態において、各フィン部８は、外側メンブレン外周部４の２つの位置間でスピーカメンブレン２に沿って完全に延出している。つまり、各フィン部８は、第１周辺部から第２周辺部９、１０までスピーカメンブレン２を完全にまたがっている。本実施形態では、支持部材５が表面積Ｓを最大限広く維持することを確保しており、この場合、各フィン部８がスピーカメンブレン２の剛性へと効果的に寄与する。当然のことながら、この実施形態では、第１、第２周辺部９、１０は異なるものと理解するものとする。

一例示的実施形態において、図２で示されるように、支持部材５は、上述のように複数のフィン部８を含んでもよく、これら複数のフィン部８は、平行に延出するフィン部８の配置を形成する。この２つの駆動部材３間の平行配置は、外側メンブレン外周部４にかかるスピーカメンブレン２に沿った駆動力の最適な分散と拡散へと更に寄与する。さらに、平行に延出する配置によって、スピーカメンブレン２のねじれ剛性が高まる。

図２の実施形態では、複数のフィン部８の２つのフィン部８ａ、８ｂが、各駆動部材３の外側ドライバ外周部７の直径と同じか、又はそれよりも長い離間距離Ｄｆで離間してもよいことが、更に図示されている。これにより、直線型、又は円弧型フィン部８ａ、８ｂの双方を２つの駆動部材３のそれぞれへと直接接続できる一方、スピーカメンブレン２に沿った駆動力を最適に分散させるために、最大限に離間させることができる。図２は、２つのフィン部８ａ、８ｂをそれぞれ、スピーカメンブレン２に沿った最短スパン、かつ最大剛性を得るための直線型フィン部とする、例示的実施形態を示す。しかし、代替実施形態において、これらのフィン部８ａ、８ｂがそれぞれ、スピーカメンブレン２に沿って円弧状に延出して、スピーカメンブレン２に沿った所望の力分散を実現すると考えることができる。

上述の１つ以上のフィン部８を２つの駆動部材３の間に配置する方法に関わらず、２つの駆動部材３がそれぞれ、ボイスコイルを含む場合、これらのボイスコイルは、１つ以上のフィン部８の１つ以上に沿って延出する有線接続を通じて接続することができる。

特筆すべきは、支持部材５とスピーカメンブレン２が一体形成され、ひいては、一体型ピースが形成されて、スピーカ部材２が最大剛性を得るということである。したがって、好適な一実施形態では、１つ以上のフィン部８をスピーカメンブレン２と一体形成することで、剛性を高め、ひいては、動的性能を改善させることもできる。

本発明によると、３つ以上の駆動部材３をスピーカメンブレン２（図示せず）の外側メンブレン外周部４に沿って配置し、接続できるものと、確実に考えることができる。かかる場合では、支持部材５は、３つ以上の駆動部材３の間で様々な方法により延出することができる。例えば、一実施形態において、スピーカトランスデューサ１は、スピーカメンブレン２の外側メンブレン外周部４に接続し、これに沿って均等に分散した３つの駆動部材３を備えてもよい。次に、実質的に硬質の支持部材５を、３つの駆動部材３の第１、及び第２駆動部材に接続し、さらに、３つの駆動部材３の第１、及び第３駆動部材へと接続できる。このようにして、スピーカメンブレン２に取り付けられ、これに沿って延出するＹ字型支持部材５が得られ、スピーカメンブレン２の駆動力の分散と剛性が最適化される。そして、上述の実施形態と類似の方法において、Ｙ字型支持部材５は、第１駆動部材と第２駆動部材との間、及び第１駆動部材と第３駆動部材との間で延出する、１つ以上フィン部８を含むことができる。同様に、次に、各フィン部８は、スピーカメンブレン２に取り付けられ、これに沿って延出し、そこから実質的に垂直な方向、つまり、長手方向で離れるように突出している。

理解されるように、更なる実施形態では、支持部材５は、第１駆動部材と第２駆動部材との間、第１駆動部材と第３駆動部材との間、並びに第２駆動部材と第３駆動部材の間で延出して、スピーカメンブレン２に沿った力の分散を更に向上させることができる。

図面で示される幾つかの例示的実施形態を参照して、本発明について、これまで説明してきた。幾つかの部品、又は要素の変更及び代替的な実装も可能であり、添付の特許請求の範囲に定義される保護範囲に含まれる。

Claims (15)

1. スピーカトランスデューサ（１）であって、
   スピーカメンブレン（２）と、
   前記スピーカメンブレン（２）を駆動するための前記スピーカメンブレン（２）の外側メンブレン外周部（４）に接続した２つの駆動部材（３）と、
   前記２つの駆動部材（３）のそれぞれに接続し、これらの間で延出する実質的に硬質の支持部材（５）と、
   を備え、
   前記支持部材（５）は、前記スピーカメンブレン（２）に接続し、これに沿って延出する、
   スピーカトランスデューサ。
2. 前記２つの駆動部材（３）はそれぞれ、リング型駆動部材であり、各リング型駆動部材（３）の外側ドライバ外周部（７）が、前記スピーカメンブレン（２）の前記外側メンブレン外周部（４）に接続している、
   請求項１に記載のスピーカトランスデューサ。
3. 前記２つの駆動部材（３）は、前記外側メンブレン外周部（４）に沿って対向して配置される、
   請求項１又は２に記載のスピーカトランスデューサ。
4. 前記支持部材（５）が、前記スピーカメンブレン（２）の片面、又は両面に沿って延出する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
5. 前記支持部材（５）は、前記２つの駆動部材（３）間で延出する１つ以上のフィン部（８）を含み、各フィン部（８）は前記スピーカメンブレン（２）に取り付けられ、そこから実質的に垂直方向に離れるように突出している、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
6. 各フィン部（８）には、前記スピーカメンブレン（２）から測定されるフィン高さ（ｈ）が定義され、前記フィン高さ（ｈ）は、前記スピーカメンブレン（２）の厚さの少なくとも３倍である、
   請求項５に記載のスピーカトランスデューサ。
7. 各フィン部（８）は直線型フィン部である、
   請求項５又は６に記載のスピーカトランスデューサ。
8. 各フィン部（８）は、前記外側メンブレン外周部（４）の第１周辺部（９）から前記外側メンブレン外周部（４）の第２周辺部（１０）まで延出する、
   請求項５から７のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
9. 前記支持部材（５）は、複数の前記フィン部（８）を含み、前記複数のフィン部（８）は、平行に延出するフィン部（８）の配置を形成する、
   請求項５から８のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
10. 前記複数のフィン部（８）の２つのフィン部（８ａ、８ｂ）が、各駆動部材（３）の前記外側ドライバ外周部（７）の直径と同じか、又はそれよりも長い離間距離（Ｄｆ）で離間する、
    請求項２を引用する請求項９に記載のスピーカトランスデューサ。
11. 前記１つ以上のフィン部（８）の１つのフィン部が、前記スピーカメンブレン（２）の中心点（Ｃ）を通って延在する、
    請求項５から８のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
12. 前記２つの駆動部材（３）はそれぞれ、補助的ボイスコイル、又は永久磁石とそれぞれ相互作用するためのボイスコイル、又は永久磁石を含む、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
13. 前記２つの駆動部材（３）はそれぞれ、ボイスコイルを含み、２つのボイスコイルは、前記支持部材（５）に沿って延出する有線接続を通じて接続されている、
    請求項１２に記載のスピーカトランスデューサ。
14. 前記支持部材（５）及び前記スピーカメンブレン（２）は一体形成されている、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。
15. 前記スピーカメンブレン（２）及び前記２つの駆動部材（３）は、実質的に平坦形状の体積で配置される、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載のスピーカトランスデューサ。

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