JP5129332B2 - 音響発生システム - Google Patents

Description

本発明は音響の分野、より具体的には音響発生装置に関する。

音響発生装置の開発者の目標は、より小さい製品パッケージでより強い音響パワーを提供することである。より小さい製品パッケージを得ることは能力が試されることであり、特にその導波管は装置の低周波出力を増幅するために使用される。典型的に、電気音響変換器は導波管内に音響波を放出する。変換機に隣接して存在する空気の体積は装置のサイズを増大させる。変換機に隣接した空気の体積が最小化されることが可能であれば、装置のサイズは減少され得る。

より小さい製品パッケージでより強い音響パワーを提供することは、しばしば電気音響変換器内においてより強力な電磁モータ使用することを必要とする。より強力なモータの使用はモータによって発生する漂遊磁場の量を増大し、その磁場は製品パッケージを超えて延在する。音響発生装置が別の電子デバイス（例えばビデオモニター）に過度に近接して配置された場合、漂遊磁場はその電子デバイスに損傷を与えるかもしれない。磁場を収容することは他の電子デバイスを損傷させないために重要である。

本発明の第１の態様によれば、音響発生システムは、音響波を生成するために変換器のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータを備えた電気音響変換器を含んでいる。ダイヤフラムはダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、ダイヤフラムのコーンの面およびダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含んだ面を備えている。気体不透過性立体カバーはダイヤフラムの面に面し、且つダイヤフラムの面に面した面を備えている。そのカバーの面の少なくとも一部はダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備えている。そのシステムは音響波がダイヤフラムの面とカバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含んでいる。

ダイヤフラムの移動の際に、ダイヤフラムの面の一部がカバーの面の一部に最も接近したとき、ダイヤフラムの面の少なくとも一部とカバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在し得る。カバーは、透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成され得る。カバーは冷間圧延鋼で形成され得る。カバーは前記出口を部分的に形成している統合部を含み得る。カバーの統合部はシステムの導波管への入口も部分的に形成し得る。ダイヤフラムの面は、ダストキャップの面とコーンの面との双方を含み得る。ダイヤフラムの面とカバーの面との間に形成されたボリュームから出る音響波は、ダイヤフラムの面の移動方向に略直交した方向において進行し得る。

本発明の第２の態様によれば、音響発生システムは、音響波を生成するために変換機のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータを備え、音響波はシステムの外側の傾聴環境に伝達される電気音響変換器を含んでいる。気体不透過性立体カバーはダイヤフラムの面に面している。カバーは透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成されている。

ダイヤフラムはダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、ダイヤフラムのコーンの面およびダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含み得る。カバーはダイヤフラムの面に面した面を備え得る。カバーの面の少なくとも一部はダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備え得る。そのシステムは、音響波がダイヤフラムの面とカバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含み得る。ダイヤフラムの移動の際に、ダイヤフラムの面の一部がカバーの面の一部に最も接近したとき、ダイヤフラムの面の少なくとも一部とカバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在し得る。

本発明の第３の態様によれば、音響発生システムは、音響波を生成するために変換機のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータを備え、音響波はシステムの外側の傾聴環境に伝達される電気音響変換器を含んでいる。気体不透過性立体カバーはダイヤフラムの面に面している。ダイヤフラムの移動の際に、ダイヤフラムの面の一部がカバーの面の一部に最も接近したとき、ダイヤフラムの面の少なくとも一部とカバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在し得る。

カバーは、透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成され得る。ダイヤフラムはダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、ダイヤフラムのコーンの面およびダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含み得る。カバーはダイヤフラムの面に面した面を備え得る。カバーの面の少なくとも一部はダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備え得る。そのシステムは、音響波がダイヤフラムの面とカバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含み得る。

音響発生装置の斜視図を示している。 図１の線２−２に沿った断面を示した図である。 鋼製カバーを外した電気音響変換器の部分断面を示した図である。 鋼製カバーを備えた図３Ａの電気音響変換器の部分断面を示した図である。

図１を参照すると、オーディオを大きい音で演奏するための音響発生システム１０が図示されている。システム１０のハウジングは視覚化を補助するために除去されている。システム１０は電気音響変換器１２を備え、この実施例ではそれはウーファである。システムは導波管出口１６を含んだ導波管１４を備えている。システムによって生成された音響波は、導波管１４および導波管出口１６によってシステムの外側の傾聴環境に伝達される。変換器カバー１８は変換器１２に隣接して配置され、システム１０のフレームに固定されている。そのカバーは気体不透過性立体構造であり、好適に１．５ｍｍの厚さの冷間圧延鋼（ＣＲＳ）のような磁気透過性材料で形成されている。ＣＲＳの一例はグレード１０１０（低炭素鋼）であり、それは約２．５ｋＮ／Ａ^２の透磁率を有している。カバー１６が形成され得る他の材料は、透磁率約２５ｋＮ／Ａ^２のミューメタル、透磁率約５ｋＮ／Ａ^２のパーマロイ、透磁率約２５ｋＮ／Ａ^２の電炉鋼およびを透磁率約９００Ｎ／Ａ^２の高炭素鋼を含んでいる。カバーは好適に、少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２の透磁率を有する材料で形成されるべきである。より高い透磁率の材料をカバー１８に使用することは、使用されるカバーをより薄くして、結果的に同一の磁気シールドを達成することを可能にしている。

カバーに磁気透過性材料を使用することは、変換器１２内の電磁モータによって発生する磁場を収容する補助をする（以下にさらなる詳細を議論する）。この磁場は近傍の例えばビデオディスプレイのような他の器材を損傷する。システム１０がそのような器材の近傍に据えられて磁場が収容されていない場合に起こり得る。さらに、鋼のような磁気透過性材料は高強度と成る傾向があり、カバーを相対的に薄く形成することが可能である。鋼製のカバーの代わりにプラスチックカバーが使用された場合、そのカバーはカバーを強化するために多数のリブを必要とし、これによってシステムのサイズを増大させる。

図２に戻ると、変換器１２は電磁モータ２０を含み、そのモータは変換機１２のダイヤフラム２１を方向２４において前後に移動させて音響波を生成するために使用される。ダイヤフラム２１は前面２２および後面２３を含んでいる。ダイヤフラム２１はカバー１８とモータ２０との間に配置されている。ダイヤフラム２１は１つ以上のダストキャップ２６、コーン２８およびサラウンド３０の一部を含んでいる。そのようなものとして、移動面２２は１つ以上のダストキャップ２６、コーン２８およびサラウンド３０の一部を含んでいる。カバー１８はドライバ１２の前面２２に面している。面２２に面したカバー１８の内面３４は前面２２とほぼ同一の輪郭を備えている。カバー１８は外面３５も備えている。カバー１８の外面３５は面２２とほぼ同一の輪郭を必ずしも備えている必要はないが、この実施例ではそれを備えている。この特徴は、ドライバ面２２がカバー１８に実質的に接触することなく、面３４に向かう面２２の最大膨張時において、カバー１８の面３４に極めて接近可能となるようにすることを可能にしている。

面２２が面２２の移動の際の面３４に向かった最大前進変位状態にある場合、面２２と面３４との間の最小ギャップは好適に約２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの間である。このようにして、音響発生システムの全体のサイズは減少されている。最小ギャップは部品適合およびアセンブリ公差に対して十分なクリアランス、および一方のドライバから他方のドライバへのカバー１８に向かう面２２の最大移動の変化を維持している。面２２は面２２の移動の際にカバー１８に接触しない。この実施例において、システム１０が止められた場合、面２２と面３４との間のギャップは約１６ｍｍである（これが面２２のホームポジションである）。面２２が変換器２２によって移動された場合、面２２は方向２４の双方においてホームポジションから約１３ｍｍ移動する。

カバー１８は統合部３６を含んでおり、その部分は、面２２によって発生した音響波が面２２と面３４との間に形成されたボリューム４０を離れるための出口３８を部分的に形成している。本発明のこの実施例において、出口３８は非対称な出口であり、それは音響波がボリューム４０から出て行くための他のバランスをとる出口がないからである。位置３９において類似の音響出口がある場合、その結果この出口と出口３８とは対称の出口となる。ボリューム４０について均等に離間された、全部で３つ以上の出口を設けることは、対称な出口も提供する。カバー部３６は導波管１４への入口４４も部分的に形成している。ボリューム４０から出る音響波は方向４６において進行し、方向４６は面２２の移動方向２４に対して略直交している。図２において、導波管１４はある点においてブロックされたように現されているが、これは断面図の形式によるものである。音響波は導波管１４内で矢印の向きに進行し、導波管出口１６へと向かう。

この実施形態において、カバー１８は変換器１２の鋼製バスケット４１と接触している。鋼製カバーは捕捉した前面磁場の方向を変え、その磁場をカバー１８の外側周囲に急速にガイドする。その後、その磁場は鋼製バスケットのリップ４３に大部分が流れる。代替の実施形態において、カバー１８とバスケット４１との間には小さいギャップが存在し、その結果、磁気シールドを減少させているが、カバー１８とバスケット４１とが互いに対して振動する機会も減少している。結果的に、磁場はその後バスケット４１のリップ４３から缶４５の側部４７へと流れ、さらにその後参照符号４５で示された缶の底部へと流れる。代替の実施形態において、バスケット４１と缶４５との間には小さいギャップが存在し、その結果、磁気シールドを減少させているが、バスケット４１と缶４５とが互いに対して振動する機会も減少している。

図３Ａおよび３Ｂは一実施形態に関する有限要素解析結果を示しており、どのように鋼製カバーが電気音響変換器によって発生した磁場を収容するかということを示した図である。図３Ａにおいて、電気音響変換器の一部５０は鋼製カバー無しで図示されている。作動されているとき、変換器は磁場を生成しており、その磁場は定磁場５２の線で示されている。磁場５２の線の一部５４は変換器５０から十分な距離だけ離間して延在している。図３Ｂにおいて、平坦な鋼製カバー５６が追加されている。図示されているように、磁場５２の線の一部５４は、図３Ａで発生しているよりも変換器５０により近接して収容されている。類似の効果が図１および２に示された成型された鋼製カバーと共に発生する。鋼製カバーは磁場をドライバのフレームに戻す。この効果は、カバーが非磁性材料で形成されている場合は得られない。

本発明が、例示的な特別な実施形態を参照するとともに特別に図示され且つ記載された一方で、当業者がここに開示された特徴のある装置および技術の数的な改良を行うこと、ここからの発展およびその使用を行うことは明白である。その結果として、本発明は、ここに開示された装置によって表現されたまたは有された各々のおよび全ての新規の特徴および特徴の新規な組み合わせを包含するものとして解釈され、且つ添付の請求項の思想および範囲によってのみ限定される。

１０ ・・・音響発生システム
１２ ・・・電気音響変換器
１４ ・・・導波管
１６ ・・・導波管出口
１８ ・・・カバー
２０ ・・・電磁モータ
２１ ・・・ダイヤフラム
２６ ・・・ダストキャップ
２８ ・・・コーン
３０ ・・・サラウンド
３６ ・・・統合部
４１ ・・・鋼製バスケット
５２ ・・・定磁場

Claims (16)

1. 音響発生システムであって、該システムは、
   電気音響変換器であって、音響波を生成するために前記変換機のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータと、前記ダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、前記ダイヤフラムのコーンの面および前記ダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含んだ面を備えたダイヤフラムと、を備えた電気音響変換器と、
   前記ダイヤフラムの外側面に面した気体不透過性立体カバーであって、該カバーは前記ダイヤフラムの面に面した面を備え且つ磁性材料を含み、前記カバーの面の少なくとも一部は前記ダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備えたカバーと、
   を具備したシステムにおいて、
   前記システムは前記音響波が前記ダイヤフラムの面と前記カバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含んでいることを特徴とするシステム。
2. 前記ダイヤフラムの移動の際に、前記ダイヤフラムの面の一部が前記カバーの面の一部に最も接近したとき、前記ダイヤフラムの面の少なくとも一部と前記カバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記カバーは、透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記カバーは冷間圧延鋼で形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記カバーは前記出口を部分的に形成している統合部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記カバーの統合部は前記システムの導波管への入口も部分的に形成していることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記ダイヤフラムの面は、前記ダストキャップの面と前記コーンの面との双方を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記ダイヤフラムの面と前記カバーの面との間に形成されたボリュームから出る前記音響波は、前記ダイヤフラムの面の移動方向に略直交した方向において進行することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 音響発生システムであって、該システムは、
   電気音響変換器であって、音響波を生成するために前記変換機のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータを備え、前記音響波は前記システムの外側の傾聴環境に伝達される電気音響変換器と、
   前記ダイヤフラムの外側面に面した気体不透過性立体カバーと、
   を備えたシステムにおいて、
   前記カバーは透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成されていることを特徴とするシステム。
10. 前記ダイヤフラムは前記ダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、前記ダイヤフラムのコーンの面および前記ダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含み、前記カバーは前記ダイヤフラムの面に面した面を備え、該カバーの面の少なくとも一部は前記ダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備えていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記システムは、前記音響波が前記ダイヤフラムの面と前記カバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含んでいることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
12. 前記ダイヤフラムの移動の際に、前記ダイヤフラムの面の一部が前記カバーの面の一部に最も接近したとき、前記ダイヤフラムの面の少なくとも一部と前記カバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在していることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
13. 音響発生システムであって、該システムは、
    電気音響変換器であって、音響波を生成するために前記変換機のダイヤフラムを前後に移動させるための電磁モータを備え、前記音響波は前記システムの外側の傾聴環境に伝達される電気音響変換器と、
    前記ダイヤフラムの外側面に面し且つ磁性材料を含んだ気体不透過性立体カバーと、
    を備えたシステムにおいて、
    前記ダイヤフラムの移動の際に、前記ダイヤフラムの面の一部が前記カバーの面の一部に最も接近したとき、前記ダイヤフラムの面の少なくとも一部と前記カバーの面の少なくとも一部との間には約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの最小ギャップが存在していることを特徴とするシステム。
14. 前記カバーは、透磁率が少なくとも約９００Ｎ／Ａ^２よりも大きい材料で形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ダイヤフラムは前記ダイヤフラムのダストキャップの１つ以上の面、前記ダイヤフラムのコーンの面および前記ダイヤフラムのサラウンドの面の一部を含み、前記カバーは前記ダイヤフラムの面に面した面を備え、該カバーの面の少なくとも一部は前記ダイヤフラムの面の輪郭とほぼ同一の輪郭を備えていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
16. 前記システムは、前記音響波が前記ダイヤフラムの面と前記カバーの面との間に形成されたボリュームから離れるための非対称の出口を含んでいることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

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