(57)【要約】スピーカーは、外側への変位と内側への変位との間のばね定数の非直線性が実質的に解消されるように、２つの弾性部材を対向させて構成することによって全体として直線的なレスポンスを有する。本発明は、コーンとボイスコイルまたはパッシブラジエーターのためのサウンドバッフルの移動範囲で疑似直線的なばね定数を与える。これによって、コーンの屈曲とボイスコイルチューブまたはサウンドバッフルのウォブルは、それぞれが可聴波を再生するための移動範囲であるため、最小化される。
2005536931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面と、前記内面から上方に延びるとともに前記内面を取り囲む側面部とを有し、前記側面部が前記内面の上方の一定の高さで外側エッジで終端するとともに所定のサイズと形状を有し、前記側面部が前記外側エッジから内側に間隔を空けた第１の接続点を定義しているフレームと、
外側エッジと、上面と、底面とを有し、前記外側エッジが、前記フレームの前記外側エッジによって定義される形状と実質的に同じ形状を有するとともに前記フレームの前記外側エッジによって定義されるサイズよりも小さなサイズを有し、前記底面が全周にわたって第２の接続点を定義している実質的に硬質な部分と、
前記フレームの前記外側エッジ及び前記実質的に硬質な部分の前記外側エッジとの間に全周にわたって接続され、前記硬質部分よりも柔軟なフレキシブル・サラウンドと、
前記フレームの前記内面によって前記側面部よりも内側で定義されるとともに前記フレームの中心を取り囲み、前記第１の接続点と実質的に同じ水平面にある第３の接続点と、
前記第１及び第２の接続点の間に接続された第１の弾性スパイダー部と、
前記第２及び第３の接続点の間に接続された第２の弾性スパイダー部と、
を有し、
前記第２の接続点は、前記第１及び第３の接続点の実質的に中間にあり、前記硬質部分が前記サラウンドによって支持される静止位置にある場合に、前記第１及び第３の接続点と実質的に同じ水平面にあることを特徴とする音放射装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のスパイダー部と前記第２のスパイダー部は、交互に設けられた同心の山と谷を有し、
前記第１のスパイダー部と前記第２のスパイダー部は、前記スパイダー部の谷において前記第２の接続点に接続されていることを特徴とする音放射装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１のスパイダー部は第１のスパイダーであり、
前記第２のスパイダー部は第２のスパイダーであることを特徴とする音放射装置。
【請求項４】
請求項１において、前記第１のスパイダー部と前記第２のスパイダー部は、１つのスパイダーの部分であることを特徴とする音放射装置。
【請求項５】
請求項１において、前記第１のスパイダー部に第１の方向に加えられる第１の力の水平成分と前記第２のスパイダー部に第２の方向に加えられる第２の力の水平成分は反対方向の成分であるとともに実質的に等しく、前記フレームの前記中心側の前記第２の接続点の水平力を前記第１の接続点と前記第２の接続点との間で前記フレーム全体で放射状に解消させることを特徴とする音放射装置。
【請求項６】
請求項５において、前記第１の力と前記第２の力の垂直成分の合計は、前記硬質部分に加えられる垂直力と等しいとともに逆方向であることを特徴とする音放射装置。
【請求項７】
請求項１において、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記硬質部分のフラットな中央部の底面の中央部に取り付けられたボビンと、
前記第２の端部の近傍で前記ボビンに巻き付けられたボイスコイルと、
前記フレームの前記内面の中心に取り付けられた磁石アセンブリと、
をさらに有し、
前記ボビンの前記第２の端部の前記ボイスコイルは、電気信号が前記ボイスコイルに印加された時に前記磁石アセンブリと相互に作用するように位置し、
前記ボビンの中心と前記フレームの前記内面から最も離れた前記磁石アセンブリの上端が前記第３の接続点を定義していることを特徴とする音放射装置。
【請求項８】
請求項７において、前記第１のスパイダー部に第１の方向に加えられる第１の力の水平成分と前記第２のスパイダー部に第２の方向に加えられる第２の力の水平成分は反対方向の成分であるとともに実質的に等しく、前記フレームの前記中心側の前記第２の接続点の水平力を前記第１の接続点と前記第２の接続点との間で前記フレーム全体で放射状に解消させることを特徴とする音放射装置。
【請求項９】
請求項８において、前記第１の力と前記第２の力の垂直成分の合計は、前記硬質部分に加えられる垂直力と等しいとともに逆方向であることを特徴とする音放射装置。
【請求項１０】
請求項１において、前記硬質部分は前記上面と前記底面上に実質的にフラットな中央部を有し、「Ｖ」状溝が前記上面に開口するとともに前記フラットな中央部を取り囲み、前記「Ｖ」状溝の前記底面上の底点が前記第２の接続点を定義していることを特徴とする音放射装置。
【請求項１１】
請求項１において、前記硬質部分は前記上面と前記底面において実質的にフラットであり、前記硬質部分の中心と同心のリングが前記硬質部分の前記底面から下向きに延び、前記第２の接続点は前記硬質部分の前記底面から最も離れた前記リングのエッジによって定義されていることを特徴とする音放射装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記硬質部分の前記底面の中央部に取り付けられたボビンと、
前記第２の端部の近傍で前記ボビンに巻き付けられたボイスコイルと、
前記フレームの前記内面の中心に取り付けられた磁石アセンブリと、
をさらに有し、
前記ボビンの前記第２の端部の前記ボイスコイルは、電気信号が前記ボイスコイルに印加された時に前記磁石アセンブリと相互に作用するように位置し、
前記ボビンの中心と前記フレームの前記内面から最も離れた前記磁石アセンブリの上端が前記第３の接続点を定義していることを特徴とする音放射装置。
【請求項１３】
請求項１において、前記硬質部分は凹状コーンを有し、前記コーンの中心と同心のリングが前記コーンの前記底面から前記コーンの最深点よりも下の点まで下向きに延び、前記第２の接続点は前記コーンの前記底面から最も離れた前記リングのエッジによって定義されていることを特徴とする音放射装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記コーンの前記底面の中央部に取り付けられたボビンと、
前記第２の端部の近傍で前記ボビンに巻き付けられたボイスコイルと、
前記フレームの前記内面の中心に取り付けられた磁石アセンブリと、
をさらに有し、
前記ボビンの前記第２の端部の前記ボイスコイルは、電気信号が前記ボイスコイルに印加された時に前記磁石アセンブリと相互に作用するように位置し、
前記ボビンの中心と前記コーンの前記最深点よりも下の前記フレームの前記内面から最も離れた前記磁石アセンブリの上端が前記第３の接続点を定義していることを特徴とする音放射装置。
【請求項１５】
請求項１３において、前記コーンは、前記サラウンドと前記リングとの間に設けられた外側コーン部と、前記リングから前記バスケットの前記中心に向かって延びる内側コーン部とを有することを特徴とする音放射装置。
【請求項１６】
請求項１において、前記硬質部分は内部を貫通する開口中央穴を有する凹状コーンを有し、前記第２の接続点は前記コーンの前記開口中央穴のエッジによって定義されていることを特徴とする音放射装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記コーンの前記開口中央穴の前記エッジに取り付けられたボビンと、
前記第２の端部の近傍で前記ボビンに巻き付けられたボイスコイルと、
前記フレームの前記内面の中心に取り付けられた磁石アセンブリと、
をさらに有し、
前記ボビンの前記第２の端部の前記ボイスコイルは、電気信号が前記ボイスコイルに印加された時に前記磁石アセンブリと相互に作用するように位置し、
前記ボビンの中央部と前記フレームの前記内面よりも内側にある前記磁石アセンブリの上端が前記第３の接続点を定義していることを特徴とする音放射装置。
【請求項１８】
動作時に放射装置の硬質部分の屈曲を最小化するための方法であって、前記放射装置は、内面と、前記内面から上方に延びるとともに前記内面を取り囲む側面部とを有し、前記側面部が前記内面の上方の一定の高さで外側エッジで終端するとともに所定のサイズと形状を有するフレームと、外側エッジと、上面と、底面とを有し、前記外側エッジが、前記フレームの前記外側エッジによって定義される形状と実質的に同じ形状を有するとともに前記フレームの前記外側エッジによって定義されるサイズよりも小さなサイズを有する前記硬質部分と、前記フレームの前記外側エッジと前記実質的に硬質な部分の前記外側エッジとの間に全周にわたって接続されたフレキシブル・サラウンドと、を有し、
前記方法は、
ａ．前記フレーム内に、前記フレームの前記外側エッジから一定の間隔を空けて、第１の接続点を前記側面部上に全周にわたって設けること、
ｂ．前記硬質部分の中心と同心の第２の接続点を前記硬質部分の前記底面上に全周にわたって設けること、
ｃ．前記側面部よりも内側で前記フレームの前記内面に設けられ、前記フレームの中心を取り囲み、前記第１の接続点と実質的に同じ水平面にある第３の接続点を設けること、
ｄ．前記第１及び第２の接続点の間に第１の弾性スパイダー部を接続すること、
ｅ．前記第２及び第３の接続点の間に第２の弾性スパイダー部を接続すること、
を含み、
前記第２の接続点は、前記第１及び第３の接続点の実質的に中間にあり、前記硬質部分が前記サラウンドによって支持される静止位置にある場合に、前記第１及び第３の接続点と実質的に同じ水平面にあることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記第１のスパイダー部に第１の方向に加えられる第１の力の水平成分と前記第２のスパイダー部に第２の方向に加えられる第２の力の水平成分は反対方向の成分であるとともに実質的に等しく、前記フレームの前記中心側の前記第２の接続点の水平力を前記第１の接続点と前記第２の接続点との間で前記フレーム全体で放射状に解消させ、垂直方向の全ての位置において前記硬質部分の屈曲を最小化させることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９において、前記第１の力と前記第２の力の垂直成分の合計は、垂直方向の全ての位置で前記硬質部分に加えられる垂直力と等しいとともに逆方向であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
動作時に放射装置の硬質部分の屈曲を最小化するための方法であって、前記放射装置は、内面と、前記内面から上方に延びるとともに前記内面を取り囲む側面部とを有し、前記側面部が、前記内面の上方の一定の高さで外側エッジで終端するとともに所定のサイズと形状を有するフレームと、外側エッジと、上面と、底面とを有し、前記外側エッジが、前記フレームの前記外側エッジによって定義される形状と実質的に同じ形状を有するとともに前記フレームの前記外側エッジによって定義されるサイズよりも小さなサイズを有する前記硬質部分と、前記フレームの前記外側エッジと前記硬質部分の前記外側エッジとの間に全周にわたって接続されたフレキシブル・サラウンドと、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記硬質部分の前記底面の中央部に取り付けられたボビンと、前記第２の端部の近傍で前記ボビンに巻き付けられたボイスコイルと、前記フレームの前記内面の中心に取り付けられた磁石アセンブリとを有し、前記ボビンの前記第２の端部の前記ボイスコイルは、電気信号が前記ボイスコイルに印加された時に前記磁石アセンブリと相互に作用するように位置し、
前記方法は、
ａ．前記フレーム内に、前記フレームの前記外側エッジから一定の間隔を空けて、第１の接続点を前記側面部上に全周にわたって設けること、
ｂ．前記ボビンの中心及び前記フレームの前記内面から最も離れた前記磁石アセンブリの上部エッジ上に全周にわたって第２の接続点を設けること、
ｃ．前記側面部よりも内側で前記フレームの前記内面に設けられ、前記フレームの中心を取り囲み、前記第１の接続点と実質的に同じ水平面にある第３の接続点を設けること、
ｄ．前記第１及び第２の接続点の間に第１の弾性スパイダー部を接続すること、
ｅ．前記第２及び第３の接続点の間に第２の弾性スパイダー部を接続すること、
を含み、
前記第２の接続点は、前記第１及び第３の接続点の実質的に中間にあり、前記硬質部分が前記サラウンドによって支持される静止位置にある場合には、前記第１及び第３の接続点と実質的に同じ水平面にあることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１において、前記第１のスパイダー部に第１の方向に加えられる第１の力の水平成分と前記第２のスパイダー部に第２の方向に加えられる第２の力の水平成分は反対方向の成分であるとともに実質的に等しく、前記フレームの前記中心側の前記第２の接続点の水平力を前記第１の接続点と前記第２の接続点との間で前記フレーム全体で放射状に解消させ、垂直方向の全ての位置で前記硬質部分の屈曲を最小化させることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２において、前記第１の力と前記第２の力の垂直成分の合計は、垂直方向の全ての位置で前記硬質部分に加えられる垂直力と等しいとともに逆方向であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブラジエーター及びスピーカーに関し、さらに詳細には、動作時におけるラジエーターの内側及び外側への移動範囲で、ラジエーターの屈曲が最小化されるとともにボイスコイルのウォブルが最小化されたパッシブラジエーター及びスピーカーの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオスピーカー（変換器）では、スピーカーフレーム（バスケット）上におけるサスペンションとスパイダーが接続される点が近いほど、磁石に対するボイスコイルチューブ（ボビン）の揺動（ウォブル）がスピーカーの動作時に発生する可能性が大きくなる。従来のスピーカーでは、サスペンションがバスケットとコーンの外径との間に取り付けられ、サラウンドの下には、スパイダーがバスケット内の深い位置に設けられる。ボイスコイルのウォブルは、スピーカーコーンに接続されたボイスコイルの周囲でのボイスコイルによる均一な押し上げまたは引き下げとは反対方向にスピーカーコーンが動作時に屈曲することによって発生する。コーンが屈曲すると、コーンに接続されたボイスコイルチューブの上端と磁石を取り囲むチューブの下端は、スピーカーの中心軸を中心としてずれを生じる。別の言い方をすると、ウォブルが発生すると、ボイスコイルチューブの中心軸は、スピーカーの中心軸とは一時的に一致しなくなる。すなわち、ボイスコイルチューブの中心軸が、スピーカーの中心軸とは平行ではなくなる。したがって、コーンが屈曲し、ボイスコイルのウォブルが発生すると、スピーカーによって再生されている音波に望ましくない歪みが発生する。そのような歪みの影響は、リスナーにもしばしば聞き取れる。人間の聴力は全周波数に対してフラットなレスポンスを有してはいないため、機械的な歪みが発生する可聴周波数と生じた歪みの割合によって、生じた歪みをリスナーが聞き取れるか否かが決定される。
【０００３】
米国特許第５，３２３，４６９号において、ショルツ（Ｓｃｈｏｌｚ）は、スピーカーコーンの下側とボイスコイルが巻き付けられたチューブとの間に、実質的に円錐形の安定化要素を追加することを提案している。ショルツの構成では、コーンの中央部がボイスコイルチューブの上端に取り付けられ、円錐形の安定化要素は、チューブとスピーカーコーンとの接続点からチューブの長さの約３分の１下の部分でボイスコイルチューブに取り付けられている。また、従来のスパイダーが、円錐形の安定化要素がボイスコイルチューブに取り付けられた位置で、スピーカーフレームとボイスコイルチューブとの間に接続されている。これによって歪みレベルがある程度改善される可能性はあるが、コーン及びボイスコイルにスパイダーによって加えられる力は依然として均一ではなく、スピーカーコーンの屈曲を生じさせ得る。その結果、コーンとボイスコイルの移動範囲で異なる度合いの歪みが発生する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、外側への変位と内側への変位との間のばね定数の非直線性が実質的に解消されるように、２つの弾性部材を対向させて構成することによって全体として直線的なレスポンスを提供し、それによって従来技術の欠点を克服するものである。本発明は、コーンとボイスコイルの移動範囲で疑似直線的なばね定数を与える。これによって、コーンの屈曲とボイスコイルチューブのウォブルが最小化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
コーンを駆動した時に発生する、コーンの変形を引き起こす異なる位置でのコーンの屈曲は、コーン材料の組成に直接関連し、屈曲の原因はコーン材料の動的特性であり、異なるコーン材料の選択によってのみ解消することができる。しかし、全体的なスピーカー設計のジオメトリーによってコーンの屈曲が引き起こされる場合には、コーンが駆動される全ての位置で、コーンの望ましくない屈曲を引き起こす合成力がコーン上におけるスパイダーおよび／またはサラウンドが取り付けられた点において解消される（すなわち、コーンの屈曲を引き起こす前に力のバランスが保たれる）ように、スピーカーのコーン、フレキシブル・サラウンド、弾性スパイダーを構成することによって、コーンの屈曲を解消することができる。
【０００６】
スピーカー設計では、ボイスコイルが静止している場合、コーンの形状は、サラウンドとスパイダーを含むスピーカーの各構成要素の静的力と重量によって決定される参照形状であるとみなすことができる。コーンの歪みとボイスコイルのウォブルを最小化するために、コーンの位置に関係なく静止形状が望ましい形状である。しかし、従来のスピーカーは、コーンの全ての移動位置で力のバランスを保つものではない。コーンの屈曲とボイスコイルのウォブルは、スピーカーの音再生において歪みを生じさせるだけではなく、変化する応力がコーン材料の寿命に影響を及ぼす結果としてコーンの破損をやがて引き起こすことになる。
【０００７】
図１ａ〜図１ｃは、典型的な従来技術のスピーカー（ここでは薄型スピーカーとして示す）の中央部の形状断面であり、コーンは最大延伸位置、静止位置、最大引込位置にそれぞれある。各図において、スピーカーは、バスケット２と、磁石アセンブリ４と、コーン６と、サラウンド８と、スパイダー１０と、ボイスコイルチューブ１２と、ボイスコイル１４とを有する。図１ｂでは、スピーカーは通電されておらず、電気信号がボイスコイル１４に印加されていないため、コーン６とボイスコイル１４の静止位置は、コーン６、サラウンド８、スパイダー１０、ボイスコイルチューブ１２の重量と静的弾性によって決定される。
【０００８】
コーン６が図１ｂの静止位置以外の位置にある場合、サラウンド８及びスパイダー１０によって加えられる力とコーン６の弾性またはその欠如によって、垂直原動力Ｆ１とのバランスが保たれている。図１ａ及び図１ｂに示すように、スパイダー１０（Ｔ１）とサラウンド８（Ｔ２）によって加えられる引張力は原動力Ｆ１と平行ではないため、それらの力には垂直成分と水平成分とが存在し、垂直成分のみが原動力とのバランスを保っている。
【０００９】
図１ａに示すスピーカー設計の例では、コーン６が最も外側に変位している場合、スパイダーの引張力Ｔ１は下向きの垂直成分と外向きの水平成分とを有し、水平成分は垂直成分よりも実質的に大きい。また、スピーカーの一方の側の引張力Ｔ１の水平成分は、スピーカーの他方の側の引張力Ｔ１の水平成分によってバランスが保たれている。したがって、引張力Ｔ１はコーン６のＡ点とＢ点との間の部分と平行ではないため、Ｂ点において曲げモーメントが発生する。引張力Ｔ１の水平成分の方が大きいため、コーン６のＢ点における曲げモーメントＢ１によってＢ点における角度が増加する。同様に、サラウンド１０の引張力Ｔ２は上向きの垂直成分と外向きの水平成分とを有し、引張力Ｔ２はコーン６のＡ点とサラウンド８の取付点との間の部分と平行ではなく、垂直成分は水平成分よりもかなり大きい。引張力Ｔ２の大きい方の垂直成分は、コーン６のＡ点における曲げモーメントを発生させ、曲げモーメントによってＡ点における角度が減少する。Ａ点とＢ点における角度変化の範囲は、コーン６の引張強度と柔軟性にも依存する。これらの角度の変化は、Ａ点及びＢ点以外の点においてもコーン６の表面の歪みを引き起こし、上述したように、ボイスコイルチューブ１２はバスケット２の中心軸に対して変位することになる。
【００１０】
図１ｃに示すスピーカー設計の例では、コーン６が最も内側に変位している場合、スパイダーの引張力Ｔ１は上向きの垂直成分と外向きの水平成分とを有し、水平成分は垂直成分よりも実質的に大きい。引張力Ｔ１の水平成分の方が大きいため、コーン６のＢ点における曲げモーメントによってＢ点における角度が増加する。同様に、サラウンド１０の引張力Ｔ２は、上向きの垂直成分と外向きの水平成分とを有する。Ａ点における角度が変化するか否かは、引張力Ｔ２がコーン６のＡ点とサラウンド８の取付点との間の部分と平行であるか否かに依存する。引張力Ｔ２が当該部分と平行である場合には、Ａ点における角度は変化しない。Ｔ２がコーン６の当該部分と平行ではない場合には、Ａ点における角度の変化は、引張力Ｔ２の水平成分と垂直成分のどちらが大きいかに依存することになる。水平成分が大きい場合には、Ａ点における角度は増加する。垂直成分が大きい場合には、Ａ点における角度は減少する。最も内側の位置にあるコーン６の形状の変化は、コーン６の歪み及びスピーカーバスケット２の中心軸に対するボイスコイルチューブ１２の位置に対して異なる影響を与える。コーン６の位置の変化によるボイスコイルチューブ１２の位置の変化は、ボイスコイルチューブ１２のウォブルとして定義される。
【００１１】
本発明は、コーンの移動範囲でコーンに加わる力のバランスが常に保たれるスピーカー設計を提供するものである。本発明の第１の実施形態は、図１ａ〜図１ｃのスピーカーの基本構造を変形したものである。図２ａは、最も外側の位置にあるコーン６を示しており、基本構造は図１ａ〜図１ｃと同様であるため、同じ参照番号を使用している。図２ａ〜２ｃにおける図１ａ〜図１ｃとの相違点は、図１ａ〜図１ｃのスパイダー１０と同様な外側スパイダー１０’と、Ａ点と磁石４の上部との間に設けられた内側スパイダー１０’’とを含むことである。スパイダー１０’，１０’’はスピーカーの中央断面において両側からコーン６のＡ点に引張力を加えるが、これはスピーカーの他の中央断面でも同様である。
【００１２】
この構成において、左側では、外側スパイダー１０’がＡ点に力Ｔ５を加え、内側スパイダー１０’’がＡ点に力Ｔ３を加える。同様に、スピーカーの右側では、外側スパイダー１０’がＡ点に力Ｔ６を加え、内側スパイダー１０’’がＡ点に力Ｔ４を加える。力Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６のそれぞれは垂直成分と水平成分とを有し、スパイダー１０’，１０’’は、各図におけるスピーカーの両側において、スピーカーの全周にわたってＡ点に加わる力の水平成分のバランスを保つように選択される。すなわち、Ｔ５の外向きの水平成分はＴ６の内向きの水平成分と等しく、Ｔ２とＴ４の水平成分も同様にバランスが保たれている。スピーカーの両側でＡ点に加わる水平力のバランスを保つことによって、図１ａ〜図１ｃに示すようにスピーカーの両側（すなわち、スピーカーの周囲１８０°）から水平力をバランスさせる従来技術とは異なり、スピーカー全体においてＢ点における曲げモーメントは発生しないか、非常に小さくなる。スパイダー１０’，１０’’は分離されたものとして説明しているが、単一のスパイダーとして実現することもでき、コーンのＡ点がスパイダー上の力のバランスが保たれる点に取り付けられ、Ａ点がコーン６の全周にわたって連続的にスパイダーに取り付けられていてもよい。
【００１３】
サラウンド８の材料はスパイダーに使用される材料よりもはるかに柔軟であるため、コーン６の外側エッジに加わる水平力は、より硬質なスパイダーによってＡ点に加えられる水平力よりもはるかに小さい。その結果、Ｂ点における曲げモーメントは最小またはゼロとなるが、サラウンドによって加えられる引張力の水平成分はスピーカーコーンの反対側に加わる力によってバランスが保たれるため、Ａ点ではサラウンドによる小さな曲げモーメントが生じる可能性がある。このように、コーン６と再生される音の歪みが生じる可能性は非常に小さく、人間の耳の閾値以下になると考えられる。
【００１４】
図２ｂ及び図２ｃに示すように、本発明は、コーンに加わる力のバランスがコーンの移動範囲で常に実質的に保たれるスピーカー設計を提供するものである。図１ｂの場合と同様に、図２ｂの構成では、全ての構成要素が静止しており、コーン６の位置は、コーン６及びボイスコイルチューブ１２の重量とサラウンド８及びスパイダー１０’，１０’’の柔軟性によって決定される。
【００１５】
図３ａ〜図３ｃは、図２ａ〜図２ｃに示すスピーカー設計と同様な別の薄型スピーカー設計を示し、図２ａ〜図２ｃのコーン６が、バッフル６’の底面から延び、磁石４の最大構成要素の外径よりも大きな内径を有するリング１６を備えるように形成されたフラットコーンまたはバッフル６’に置き換えられている。リング１６は、多くの様々な方法でバッフル６’の下側に取り付けることができ、例えば、これに限定されるものではないが、バッフル６’とともに成形されるか、バッフル６’に溶着または接着される。リング１６の下部は、スパイダー１０’’’の２つの部分（すなわち、バスケット２とリング１６の間の部分及びリング１６と磁石４の間の部分）によって実質的に等しい張力がリング１６に加わる点でスパイダー１０’’’に取り付けられている。ここで、上述した実施形態と同様に、スパイダー１０’’’は１つの連続したスパイダーまたはリング１６の両側に設けられた２つのスパイダーのいずれであってもよく、リング１６の下部は図２ａ〜図２ｃにおけるＡ点に対応する。
【００１６】
パッシブラジエーターは、図３ａ〜図３ｃのスピーカーから磁石とボイスコイルアセンブリを取り除いたものであり、同様なサスペンション技術はパッシブラジエーターでの使用にも適している。パッシブラジエーターはボイスコイルチューブのウォブルという問題は有していないが、バッフルの移動範囲でリング１６に加わる張力が均一ではない場合にバッフル全体のウォブルが発生することがある。ウォブルは、バッフルの不均一な屈曲によって生じる音波の感知できる歪みを生じさせる可能性があり、バッフルによって生み出される音波に与えられるはずのエネルギーがウォブルの横方向成分によって幾分失われることになる。
【００１７】
図４ａ〜図４ｃは、本発明の第３の実施形態の凹状コーンを有するスピーカーの上述した３つの位置を示す。スピーカーは深いバスケット２０を有し、磁石アセンブリ２２がバスケットの中央下部に設けられ、凹状コーン２４が中央部でボイスコイルチューブ３２に取り付けられ、ボイスコイル３４がボイスコイルチューブ３２の下端に設けられている。チューブ３２は、磁石アセンブリ２２の中央部を取り囲んでいる。コーン２４は中央円錐部２６を有し、外縁は下向きに延びるリング３８に取り付けられ、外側円錐部２８がリング３８の上部から広がっている（コーン２４が単純な円錐形状を有し、リング３８がコーン２４の下部に取り付けられていてもよい）。コーン部２８の外縁は、サラウンド３０を介してバスケット２０に取り付けられている。バスケット２０の下部には、バスケットの内部を一周し、バスケット内部に少し延びた取付点４０が示されている。図４ｂに示すように、スピーカーが通電されておらず、コーン２４が静止位置にある場合、磁石アセンブリ２２の上部外側部分及び取付点４０と磁石アセンブリ２２の上部との間のほぼ中心に位置するリング３８の下部エッジに対向して取付点４０が設けられている。また、（上述したように単一部分または２つの部分からなる）スパイダー３６は、取付点４０に取り付けられた外側エッジを有し、内側エッジは磁石アセンブリ２２の上部に取り付けられている。スパイダー３６のほぼ中央には、リング３８の下端が取り付けられている。図４ａ〜図４ｃに示すように、本発明の他の実施形態で説明したように、リング３８の端部に加わる力は、従来技術のようにスピーカーの両側からではなく、スパイダー３６との各取付点においてバランスが保たれている。
【００１８】
図５ａ〜図５ｃは、深型バスケットスピーカーの別の設計の中央部の形状断面である。スピーカーは深いバスケット５０を有し、磁石アセンブリ５２がバスケットの中央下部に設けられ、凹状コーン５４が中央部でボイスコイルチューブ６２に固定され、ボイスコイル６４がボイスコイルチューブ６０の下端に設けられている。チューブ６０は磁石アセンブリ５２を取り囲み、磁石アセンブリは上方に延びる中央支柱５８を有する。コーン５４の外縁は、サラウンド５６を介してバスケット５０に接続され、コーン５４の中央部はボイスコイルチューブ６０の上部エッジに取り付けられている。バスケット５０の下部には、バスケットの内部を一周し、バスケット内部に少し延びた取付点６６が示されている。図５ｂに示すように、スピーカーが通電されておらず、コーン５４が静止位置にある場合、取付点６６は、コーン５４とボイスコイルチューブ６０の接合点及び磁石アセンブリ５２の支柱５８の上部に対向している。コーン５４とチューブ６０の接合点を介して、取付点６６と支柱５８の上部との間にスパイダー６２／６２’が吊られている。スパイダー６２／６２’は、上述したように単一のスパイダーまたは２つのスパイダーであってもよい。図５ａ〜図５ｃに示すように、本発明の他の実施形態で説明したように、コーン５４とチューブ６０の上部の接合点に加わる力は、従来技術のようにスピーカーの両側からではなく、スパイダー部６２，６２’によってスパイダーとの各取付点においてバランスが保たれている。この実施形態は、本発明のスパイダーの両方の部分がスピーカーのコーンの下に位置しなければならないとともに、スパイダーの全ての部分がボイスコイルチューブの外側に位置する必要はないことを示している。
【００１９】
図面に例示し、本明細書で説明した各実施形態では、スピーカー構造の視覚化を容易にするために通常行われるようにスピーカーを断面で示した。なお、スパイダー及びスパイダー部分は、完全に連続してスピーカーまたはパッシブラジエーターの中央部を取り囲んでいる。
【００２０】
本発明のバランスのとれたスパイダーを組み込んだ本明細書で開示した各種のスピーカー構成から、スパイダーをほぼ全てのスピーカー設計に組み込むことができることは明らかである。したがって、本発明は、従来技術のようにスピーカーの両側からバランスを保つのではなく、スパイダーとの各取付点において力のバランスを保つものである。したがって、本発明は本明細書で例示したスピーカー設計のみに制限されるものと解釈されるべきではなく、あらゆるスピーカー設計を含むものである。
【００２１】
本発明をいくつかの特定の実施形態に関して説明した。しかし、当業者には、本発明の要旨及び範囲を逸脱しない限りにおいて形態及び細部に変更を加えることができることは明らかであろう。また、当業者には、上述した技術をパッシブラジエーター及びあらゆるスピーカーまたはパッシブラジエーターの構成に適用できることは明らかであろう。これは、パッシブラジエーターが、パッシブラジエーターの振動板またはバッフルを駆動する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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】図１ａは、典型的な従来技術のスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンは最大延伸位置、静止位置、最大引込位置にそれぞれある。
【図１ｂ】図１ｂは、典型的な従来技術のスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンは最大延伸位置、静止位置、最大引込位置にそれぞれある。
【図１ｃ】図１ｃは、典型的な従来技術のスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンは最大延伸位置、静止位置、最大引込位置にそれぞれある。
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施形態における、図１ａ〜図１ｃに示す基本構造を有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の一実施形態における、図１ａ〜図１ｃに示す基本構造を有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明の一実施形態における、図１ａ〜図１ｃに示す基本構造を有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の第２の実施形態における、図２ａ〜図２ｃに示す構造を有するスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンはフラットなバッフルに置き換えられている。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の第２の実施形態における、図２ａ〜図２ｃに示す構造を有するスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンはフラットなバッフルに置き換えられている。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の第２の実施形態における、図２ａ〜図２ｃに示す構造を有するスピーカーの中央部の形状断面であり、コーンはフラットなバッフルに置き換えられている。
【図４ａ】図４ａは、本発明の第３の実施形態における凹状コーンを有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の第３の実施形態における凹状コーンを有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明の第３の実施形態における凹状コーンを有するスピーカーの中央部の形状断面である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の第４の実施形態における、開口した中央穴を有する凹状コーンを備えたスピーカーの中央部の形状断面であり、磁石の中央支柱が穴を介して上方に延びている。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の第４の実施形態における、開口した中央穴を有する凹状コーンを備えたスピーカーの中央部の形状断面であり、磁石の中央支柱が穴を介して上方に延びている。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の第４の実施形態における、開口した中央穴を有する凹状コーンを備えたスピーカーの中央部の形状断面であり、磁石の中央支柱が穴を介して上方に延びている。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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