JP2001509651A - パネル形状ラウドスピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題と解決手段】ラウドスピーカは、撓み波作用を基にする共振音響ラジエータのパネル部材（１１，２１，３１，４１，６１，７１，８１，９１）と、撓み波を発生するように該パネル部材に結合された駆動器（１２，２２，３２，４２，６２，７２，８２，９２）とを備えている。パネル部材の質量および／または撓み力が、前記パネル部材に結合される前記駆動器のところで、局部的に変更さもなければ相違されている。局部的な穴（１６，２６，３６，４６）、取付けられた質量体（６６）、または取付けられた制振材（７６）は駆動器結合部（１７，３７，４７，６７，７７，８７）でのドラミング効果をによる高周波を有効に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、音響性能が、撓み波作用及びそれに関連した表面振動の共振モード
の有利な面内分布に依存するようになった音響装置に関する。

【０００２】 このような共振モード音響装置、特にパネル形状部材に関する最初の教示につ
いては、国際出願番号ＷＯ９７／０９８４２で参照でき、ニュー・トランスデュ
ーサーズ・リミテッドによるその後の種々の特許出願が、変換器の配置、および
／またはパネルの撓み分布の構成／幾何学的形状、および／または剛性、および
／または質量を含む有用な付加と発展をもたらしている。

【０００３】 本発明は、特に、音響ラジエータとして前述のパネル形状部材を利用するラウ
ドスピーカに関連してなされたものである。

【０００４】 （発明の背景） 代表的なパネル形状ラウドスピーカは、パネル表面に与えられるプッシュ・プ
ル作用によりパネルへ撓み波を与える可動コイル駆動ユニットを有する分布モー
ド音響部材を備えている。代表的には円形断面である駆動ユニットのボイスコイ
ルは、その端部から環状接触でパネル部材に力を加える。実効的にボイスコイル
断面領域内にある、代表的には円形の、パネル部材の区域は、パネル部材内にお
ける所望の撓み波の形成に抵抗し、それ自身がドラムのような作用（「ドラミン
グ」）による高周波の音響出力成分を生成するよう振動することがある。

【０００５】 本発明は、撓み波の形成に対する抵抗を小さくするか、或いは高周波ドラミン
グを低減することのいずれかを達成し、理想的には両方を達成し、望ましくは有
用にエネルギーの入力、および／または周波数応答性／出力を、増大しおよび／
または滑らかにして、ラウドスピーカの駆動ユニットとパネル部材との有用な結
合を手助けすることを目的とする。

【０００６】 本発明の１つの態様によれば、ラウドスピーカは、共振音響ラジエータとして
のパネル形状部材と、該部材に撓み波を与えるよう該部材に結合された駆動器と
を備え、パネル部材は、該パネル部材に駆動器が結合される局部で、質量および
／または撓み能力を含む手法で変更または相違が与えられることを特徴とする。

【０００７】 質量および／または撓み能力の変更または相違は、パネル部材に対する駆動器
の結合の境界または領域内であってもよく、さらに駆動器と同軸であってもよい
。

【０００８】 質量および／または撓み抵抗性の局所的な減少は、パネル部材の一部分を除去
すること、つまり欠如させることによりなされてもよい。パネル部材に、または
パネル部材を貫通する少なくとも１つの穴は、実質的に一定のものでも、または
テーパの断面であってもよく、また、本出願人による係属中の英国特許出願ＧＢ
９７０９４３８におけるような、結合のための間隔をもった接合を容易にするた
めに、磁石・可動コイル型の駆動器のボイスコイルにおけるようなミススイッチ
を有するものとしてもよい。

【０００９】 典型的にボイスコイル結合である駆動器の領域内のこのようなパネル部材を貫
通する穴は、除去されなければドラムのような態様で共振することになるパネル
材を除去する。また、このような穴は、そうでなければ駆動器の結合により実効
的に剛性化するものに対向するように作用する。パネル部材への力の伝達効率を
有効に大きくできる。パネル部材のボイスコイル近傍での質量の低減と、励起領
域内の「縁」の存在は、ドラミング効果による不要な高周波成分を有効に低減し
、同時に、撓み波の配置と音響放射とを助けることができる。駆動ユニットの磁
極片を穴の中へ延ばすこと、あるいは、例えば磁極片をパネル面と同じ高さにす
るために、別の物体を磁極片に付加することを含む種々の手段によって、このよ
うな穴／縁により生じる回折を低減できる。

【００１０】 固定接着剤の強度を高め、構成体に損傷を与えることなくパネル部材に大きな
力を加えることを可能にするために、このような穴は、ボイスコイル形成体がパ
ネル部材を貫通して表皮同士でぴったりと固定される可能性を与えることができ
る。

【００１１】 非平行な側部を持つパネル部材の場合には、該パネル部材の穴は、典型的には
一方のパネル側面から形成される円錐形テーパ状の穴は、該パネル部材の全厚よ
り小さいものであれば、パネル部材の他面、例えば前面の表面外見に損傷をあた
えない。

【００１２】 特に、パネル部材上の駆動器の結合領域を貫通したパネル部材の好適な開口つ
まり穴は、通常はボイスコイルである振動励起駆動器の構成要素の断面寸法まで
広げることができる。異なる穴の大きさは、ドラミングにより生じる不要な高周
波を更に高周波方向への異なる量だけ移動させ、これによってドラム状振動の侵
入／包含を除去するので、所望の範囲まで音響作動周波数帯域の拡大を可能にす
る。

【００１３】 質量および／または撓み能力の変更または相違の付与は、典型的にボイスコイ
ルである駆動器の結合領域内で、パネル部材の片面または両面で、付加的な質量
体および／または制振材を取付ける方法で行ってもよい。主として制振効果のあ
る部材の付加または穴を使用する場合よりも、主として質量効果のある手段を付
加する場合の方が、付加しないと時にドラム状振動が起こる周波数より下に所望
の音響出力周波数が低減される傾向が強い。

【００１４】 小さく、典型的に１グラムの何分の１である、好適に取付けられた、主として
質量効果を有する手段は、ドラムのような振動に含まれる撓みを有効に低減する
負荷として機能する、つまり、少なくともドラミングによる不要な高周波音響成
分の振幅を小さくする。取付けられる質量の大きさは、不要な高周波の所望の低
減と、付随して必然的に起こる近接の所望周波数の低減との間の容認できる妥協
で得られる大きさ以上ではいけない。

【００１５】 普通は過度に励起される可能性を少なくとも持っている音響出力周波数の制御
において、質量を、典型的には同じような小さな複数の質量を、使用可能ではあ
るが使用されていない好ましい駆動器結合位置に付加／固定し、パネル部材の音
響出力が便利な形で静粛にされ、スムーズにされる、という有用な効果を達成す
るための他の有用な使用方法がある。これは、もちろん、ドラミングに関連する
別の制御と共にまたはその制御無しに適用でき、これは独立した発明的利点であ
る。

【００１６】 通常は小さい質量から、可能な限り最小の質量が使用されるが、例えば今日に
おいて取付質量として使用可能なものまでを含む主として制振効果を有する付加
部材は、適当に取り付けられた場合、伸び縮みすることでドラム状振動を生む撓
みのエネルギーを吸収するよう機能する。取付けられる制振材の大きさ／容積は
、所望の／有用な量のエネルギーの放散に、したがって高いドラミング周波数の
振巾の減少に十分なもの以上である必要はなく、実際上は、隣接の望ましい音響
出力周波数にほとんど或いは事実上全く影響しないような小さな質量でよい。代
表的な制振材は軽量なエラストマー性を有するものである。

【００１７】 エラストマー材料を取付るための別の有利な使用方法がある。その１つは、基
本的に前述のようなドラミングに対して効果を有する制振材、または駆動器と組
合わされた制振材が、ある作動的に有用な程度の与圧縮をかけたり、かけない状
態で、有効に駆動器部分（代表的には磁石の磁極片）と駆動器結合部（代表的に
はボイスコイル）内のパネル部材の表面との間に挟まれるか、または挟むことが
できるようにすることである。他の方法は、駆動器部分とパネル部材表面との間
に挟まれたエラストマー材が駆動器のサスペンション機能を果たすようにするこ
とであり、典型的には、これまではスプリング手段で提供されていた制振／弾性
コンプライアンスを、全体的にであろうが部分的にであろうが、このような公知
の装置を置き換えまたは補強することである。

【００１８】 （図示した実施の形態の説明） 図１Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、駆動器の励起により撓み波作用とそれに対応する音
響出力を発生させるために、ラウドスピーカ１０は、可動磁石型駆動器１２が結
合されたパネル部材１１を有している。駆動器１２は、該駆動器１２の磁石・磁
極片組立体に対して往復運動するように、可動ボイスコイル１３がパネル部材１
１に先端で接続され、これにより押し引き作動によりパネル部材１１に撓み波が
送り出される状態で示されている。パネル部材１１は、平行な面を有する貫通穴
１６と穴１６の周囲の外周縁１７上のボイスコイル１３を有するものとして示さ
れている。図１Ｂには、穴１６内に一部が延長された磁極片１５が破線１５Ｅで
示されている。図１Ｃには、ボイスコイル１３の境界に一致する領域よりも小さ
な領域に一致する異なる大きさの穴１６Ａ，Ｂ，Ｃが示されている。

【００１９】 図２Ａ，２Ｂは、各々テーパー貫通穴２６Ａ、テーパー止まり穴２６Ｂとして
パネル部材２１の異なる種々の開口を示す。概して、駆動器の結合位置の局所的
な穴は、さもなければ取付けられた可動駆動器の部材の硬直および／または補強
効果を引き起こす実効的剛性を低減し、さらに、撓み波振動が極めて自由に送り
出される縁をもたらす。回折のような如何なる逆の効果も、例えば、駆動器の磁
石アッセンブリ上に追加をしたり、該磁石アセンブリを延長したりして、穴に入
り込まされた材料により打ち消すことが可能である。

【００２０】 図３，４はラウドスピーカ３０，４０の種々の実施の形態を示す。パネル部材
３１，４１は、該パネル部材３１，４１の貫通穴３６，４６に対して結合された
駆動器ボイスコイル３３，４３を有する。図３では、穴３６が駆動器ボイスコイ
ル３３の延長部３３Ｅにより塞がれており、実際にはパネル部材３１の全厚さ、
すなわちコア（３１Ｃ）の外皮３１Ｘと同一平面でかつ外皮（３１Ｘ，Ｙ）に挟
まれた構造体を完全に貫通しており、箇所（３８）でその側面に接着されている
。図４には、駆動器磁極片４５の延長部４５Ｅも示されており、この場合も前述
と同様にパネル部材４１を完全に貫通している。

【００２１】 図５Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｄは、可動駆動器の端面に比べて、ある部分は小さく、ある
部分は大きい寸法／範囲を有する各々の穴５６Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを示し、通常、部
分５３Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのボイスコイルは、パネル部材５１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに接続
する２箇所、３箇所、４箇所またはそれ以上の接続部を持つことができ、具体的
には、円形端面５３Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、楕円形、三角形、四角形および六角形５
６Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄである。角／頂点や丸み形状を含む変形態様も自明である。

【００２２】 図６は、開口を持たないパネル部材６１に駆動器６２のボイスコイル６３が駆
動関係で結合され、該パネル部材の領域６７が、例えば接着（６６Ｂ）により固
定された局部質量６６を支持するようになったパネル部材６１を示す。この質量
体は典型的には小さいものであり、普通１グラムの何分の１、例えば０．１から
０．５グラム以下であるが、実際には負荷を与えドラミングの振幅を低減するに
十分なものである。

【００２３】 図７も又、開口を持たないパネル部材７１と駆動器７２との間の同様な関係を
示しており、ボイスコイル７３に含まれるパネル部材の領域７７が、例えば接着
（７６Ｂ）により該領域に取付けられた局所制振材７６を支持している。この制
振材７６は、領域７７に生じようとするドラム状振動とともに伸び縮みして、望
限り多くの、又は実際上多くのエネルギーを吸収するのに充分な寸法と容積のエ
ラストマーであることが好ましい。通常、制振材７６は、図６の質量付加のため
に使用されるものよりも、極めて小さい質量であるが、振動の減衰吸収と質量低
減効果との組み合わせのために、同様な値の同一オーダのものとすることができ
る。図６，７ともに、パネル部材６１，７１の他側の面に、代替的または追加の
質量付加、つまり制振のための、破線で示すもの６６’，７６’を有し、これは
同様に有効でありかつ好ましいものである。

【００２４】 図８は、駆動器の磁極片８５とそれに包含されたパネル部材との間の空間８７
の厚さと、制振材８６と、空間８７とが一致したものを示す。厚さの一致は、所
望の制振および／または組み合わされた質量負荷の実現を助けるよう、エラスト
マー制振材に或る所望の大きさの予圧縮を与えることを可能とする。さらに、制
振材８６が、その用途にとって構造的に適切な場合には、追加の表示８６Ａ’に
みられるように磁極片８５への接着をさらに行い、かつ図１、４、６、７に１９
、４９、６９、７９で示すスプリンク・サスペンションを省略することで、駆動
器磁石アッセンブリ８４／８５の要求されるコンプライアントなサスペンション
に対する有用な寄与が達成できる。

【００２５】 理想的に描かれた図９Ａ−Ｃは、分布モードラウドスピーカの音響的に作動す
るパネル部材に対する駆動器の結合部近傍の穴、質量付加および制振の典型的な
効果を示す。特に、破線９０Ａに見れるように、概略的に穴はドラミングに帰因
する高周波の隆起を高い周波数方向へ移動させ、大きさに関して非常に有効であ
り、９０Ｂに見れるように、質量付加は、概略的に隆起を低くし、場合によると
その形状と分配／広がりが、必要な周波数近傍のわずかに低い周波数方向に変わ
り、制振も概略的に、および／または 近傍の必要な周波数を僅かにまたは全く
移動させずに、および／または影響を与えることにより不要な高周波の低減をも
たらす。

【００２６】 質量付加に対する制振の見かけ上の優位性は、各々の効力を可能な限り分離に
近い状態とする実験により認識され、実用的な部材は通常はより多くの合成的寄
与を含んでいる。

【００２７】 図１０Ａ，Ｂは、適切な一般的に軽量な局所的質量付加の別の適用例を示す。
パネル部材９１Ａ，Ｂは、Ｎｅｗ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ Ｌｉｍｉｔｅｄに
いよる前述のＰＣＴや別の特許出願から概ね知られた選択的な偏心したパネル内
の励起位置に駆動器９２Ａ，Ｂを有している。コアスキン式でもモノリス複合体
でも（これらにも一つまたは各駆動器の局所に穴、質量付加と制振材を適用でき
る）、いくつかのパネル構成で撓み波作動に依存した所望の音響性能を得るため
に、おそらく特に使用されない選択的な駆動器の位置である、別の場所で、その
ようなモード振動作動が起こるので、「ミラーイメージ」の使用されない駆動器
位置９６Ａ，Ｂに局所配置した質量付加を使用したときに或る程度の静粛と変更
の利益を受けることができる。

【００２８】 本発明は、様々な特徴とそれらの組み合わせの中に有効に存在し、これらの特
徴とその組み合わせを提供するものであり、例えば、駆動器の局所の撓み剛性を
制御するために駆動器ユニット位置にある穴は、駆動器の結合領域内の「縁」を
作り、駆動位置での駆動質量を低減し、；駆動ユニット、またはパネル部材まで
にも付加された部材を用いて、穴から発生する回折効果を制御し；駆動ユニット
の可動部、典型的にボイスコイルが共振パネル部材の厚さをぴったり貫通するよ
うに適合し；駆動ユニットの近傍で共振パネル部材のいずれかまたは両方の面に
質量負荷または制振し、別の局所集中の位置の質量負荷は、静粛および／または
全パネル領域で作用する擬似撓み波源という利益を与えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 パネル部材の一部分を示す斜視部分図である。

【図１Ｂ】 ボイスコイルの外形を示す断面図である。

【図１Ｃ】 分布モードラウドスピーカの選択可能な穴の大きさを示す平面図である。

【図２Ａ】

【図２Ｂ】 種々の開口を有するパネル部材の部分断面図である。

【図３】

【図４】 パネル部材の延長部の他の実施の形態の部分断面図である。

【図５Ａ】

【図５Ｂ】

【図５Ｃ】 間隔をおいた相互接合のための、駆動器部分とパネル部材穴とが一致しない断
面の部分外形平面図である。

【図６】

【図７】 駆動器の結合部内のパネル部材に貼付された、追加の質量体または制振材を使
用する更なる実施の形態の断面図である。

【図８】 挟まれたエラストマー制振材および／またはサスペンションを示す部分断面図
である。

【図９Ａ】 駆動器の結合部近傍での種々の大きさの穴の効果を示す理想的に描かれたグラ
フである。

【図９Ｂ】 駆動器の結合部近傍での種々の付加された質量体の効果を示す理想的に描かれ
たグラフである。

【図９Ｃ】 駆動器の結合部近傍での種々の付加された制振材の効果を示す理想的に描かれ
たグラフである。

【図１０Ａ】

【図１０Ｂ】 使用されない駆動器ぼ結合に適した場所に貼付された付加質量体を示す外形平
面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１月４日（２０００．１．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハリス ニール イギリス ケンブリッジ シービー２ ５ シェイエフ グレート シェルフォード ダーヴィー クレッセント ９ Ｆターム(参考） 5D012 BA06 BB02 CA18 5D016 AA01

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撓み波作用による共振音響ラジエータであるパネル部材と、
   撓み波を発生するように該パネル部材に結合された駆動器とを備え、前記パネル
   部材の質量および／または撓み力が、前記パネル部材に結合される前記駆動器の
   局部で変更、その他の手法で異なるようにされていることを特徴とするラウドス
   ピーカ。
2. 【請求項２】 前記質量および／または撓み力が変更または異なるようにさ
   れた局部は、実質的に前記パネル部材に対して前記駆動器が結合される境界内ま
   たはその反対側の領域にある請求項１に記載のラウドスピーカ。
3. 【請求項３】 前記質量および／または撓み力の局部的に変更または相違は
   、実質的に前記駆動器と同軸である請求項２に記載のラウドスピーカ。
4. 【請求項４】 前記パネル部材の質量および／または撓み剛性は局部的に前
   記駆動器の結合部よりも小さい請求項１、２または３に記載のラウドスピーカ。
5. 【請求項５】 前記パネル部材に穴を有している請求項４に記載のラウドス
   ピーカ。
6. 【請求項６】 前記穴は一定断面でその中に、および／または前記パネル部
   材の厚さを貫通している請求項５に記載のラウドスピーカ。
7. 【請求項７】 前記駆動器は可動磁石コイル式である前記全ての請求項に記
   載のラウドスピーカ。
8. 【請求項８】 前記穴の断面は前記パネル部材の前記駆動器の結合領域より
   も小さい請求項５、６および７に記載のラウドスピーカ。
9. 【請求項９】 前記領域よりも小さい前記断面の程度は不要な高周波成分の
   結果として起こる効力のある隆起に関連している請求項８に記載のラウドスピー
   カ。
10. 【請求項１０】 前記結合部に包含された間隔のあいた接合部を促進するた
    めに、前記穴は前記結合領域と不一致の断面を有する請求項５または６に記載の
    ラウドスピーカ。
11. 【請求項１１】 前記駆動器のボイスコイルは前記穴の周囲に間隔のあいた
    接合部を有している請求項１０および請求項７に記載のラウドスピーカ。
12. 【請求項１２】 前記駆動器は、前記パネル部材の前記穴の中に延びる形成
    体を含むボイスコイルを有している請求項５に従属する請求項７に記載のラウド
    スピーカ。
13. 【請求項１３】 前記ボイスコイル形成体は、前記パネル部材の厚さを貫通
    して延びている請求項１２に記載のラウドスピーカ。
14. 【請求項１４】 前記駆動器は、前記穴の中に延びる磁極片を有している請
    求項７、１１、１２または１３に記載のラウドスピーカ。
15. 【請求項１５】 前記パネル部材は、前記駆動器の近傍に追加の質量を有し
    ている請求項１、２または３に記載のラウドスピーカ。
16. 【請求項１６】 前記パネル部材は、前記駆動器の近傍に追加の制振手段を
    有している請求項１、２、３または１５に記載のラウドスピーカ。
17. 【請求項１７】 前記制振手段は、前記駆動器の磁極片と前記パネル部材の
    表面との間に挟まれたエラストマー材を含む請求項１６および請求項７に記載の
    ラウドスピーカ。
18. 【請求項１８】 前記制振手段は、前記パネル部材に対する前記駆動器のコ
    ンプライアント・サスペンションとして作用する請求項１７に記載のラウドスピ
    ーカ。
19. 【請求項１９】 前記パネル部材は、前記駆動器の結合に特に適当であるが
    そのように使用されない、少なくとも一つの場所に追加の質量を有している前記
    全ての請求項に記載のラウドスピーカ。