(57)【要約】  ピッチが調節可能であり、ピッチは所望の音に対応する信号、特に電気信号によって変調される、ウイングまたはブレードが設けられたモーター駆動ローターを備えるスピーカー，ＲＯＴＯＳＵＢ。特に、非常に低い周波数において、それぞれの音波長中に多回転する余裕のあるスピーカーローターは多量の空気を運ぶことができ、したがって大きな空気圧及び音圧を与えることができる。この技術はウイングの角度を変調することによる音波の発生に基づく。低周波においてローターは、高められた圧力を与える、信号１サイクル当り数回の回転を行う余裕がある。ウイングは任意の角度で軸旋回させることができるから、所望の態様で圧力を制御することができる。
2007534268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカー素子において、ウイングまたはブレードが設けられたモーター駆動ローターを備え、前記ローターの回転時に運ばれる空気量及び達成される空気圧のそれぞれを所望の音信号に対応して変調することができるように、前記ウイングまたはブレードのピッチが調節可能であることを特徴とするスピーカー素子。
【請求項２】
前記ウイングまたはブレードの軸旋回が電気機械的になされることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項３】
永久磁石が前記ウイングまたはブレードに配置されるかあるいは前記ウイングまたはブレードと一体化され、前記ウイングまたはブレードの軸旋回に対して前記磁石が影響するように、１つまたは複数の固定コイルが配置されるかあるいは前記ウイングまたはブレードが一体化されたコイルを有することを特徴とする請求項２に記載のスピーカー素子。
【請求項４】
前記ウイングまたはブレードの前記ピッチの前記調節が圧電効果を用いてなされることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項５】
前記ウイングまたはブレードのそれぞれの旋回軸がほぼ圧力中心を通って延びるかまたは前記回転の方向に見られる前記圧力中心のやや前方にあることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスピーカー素子。
【請求項６】
信号変調された前記ウイングまたはブレードの前記角度によって生じる負荷依存速度変化がフライホイールまたはアクティブ速度制御によって補償されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスピーカー素子。
【請求項７】
前記ウイングまたはブレードの前記角度がアクティブフィードバックによって制御されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のスピーカー素子。
【請求項８】
１つまたは複数の前記ウイングまたはブレードが設けられた円形ローターを備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項９】
前記ローターの前記ウイングまたはブレードの前記ピッチ角の可変調節を生じさせる前記音に基本的に一定のピッチを重畳することによってファンとしても作用し得ることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のスピーカー素子。
【請求項１０】
変調することができる音／空気流を発生するための方法において、調節可能なウイングまたはブレードが設けられたローターに対して、ピッチの大きさが制御され、よって運ばれる空気量及び達成される空気圧のそれぞれが所望の音信号／圧力に対応する態様で変調され得るように、前記ウイングまたはブレードの角度が調節されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
マイクロフォン／流量計において、ウイングまたはブレードが設けられたローターを備え、前記ウイングまたはブレードが、運ばれる空気量及び達成される空気圧を測定することができるように、前記ウイングまたはブレードのピッチに関して検出可能であることを特徴とするマイクロフォン／流量計。
【請求項１２】
前記ウイングまたはブレードの軸旋回の検知が電気機械的であることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフォン／流量計。
【請求項１３】
永久磁石が前記ウイングまたはブレードに配置されるかあるいは前記ウイングまたはブレードと一体化され、固定された１つまたは複数のコイルが前記ウイングまたはブレードの軸旋回に対する前記磁石の測定のために配置されるか、あるいは前記ウイングまたはブレードが一体化されたコイルを有することを特徴とする請求項１２に記載のマイクロフォン／流量計。
【請求項１４】
前記ウイングまたはブレードのピッチの検知が光または圧電効果を用いてなされることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフォン／流量計。
【請求項１５】
１つまたは複数の前記ウイングまたはブレードが設けられた円形ローターを備え、前記ブレードまたはウイングの角度が読み取られることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフォン／流量計。
【請求項１６】
変調された音または空気流を測定するための方法において、容易に動くことができるウイングまたはブレードが設けられた回転ローターを通して空気またはその他の媒質が導かれ、前記ウイングまたはブレードの傾角によって前記空気またはその他の媒質の流量を測定できることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記ウイングまたはブレードが、空気またはその他の媒質を運ぶかあるいは前記空気またはその他の媒質内での前記ウイングまたはブレードの角度によって前記空気またはその他の媒質の流量または圧力を検知するために調節可能であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のスピーカーまたはマイクロフォン。
【請求項１８】
前記モーターに送られる瞬時電力が前記ウイングまたはブレードの制御のために送られる電力に比例することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカー素子。
【請求項１９】
音を再生するための方法であって、ピッチが調節可能なウイングまたはブレードが設けられたモーター駆動スピーカーローターにおいて、前記ウイングまたはブレードの前記調節が送り出される前記音の瞬時音圧にしたがって瞬時に制御されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記ウイングまたはブレードの面積が、前記スピーカー素子またはマイクロフォン素子の面積を通る流れを基本的に完全にカバーすることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の音響素子。
【請求項２１】
前記ローターが、球形面の中心が前記ローターの中心にある周囲ハウジングに対して、前記ハウジングと前記ウイングまたはブレードの間隔が前記ローターの前記ウイングまたはブレードの軸旋回に無関係に一定のままであるように、球形封止ウイングまたはブレード領域によって囲まれていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２２】
前記ウイングまたはブレードと前記ローターの中心の間に回転対称であることが有利な球形封止スリットが配置され、前記回転対称面が、前記ウイングまたはブレードと前記ローターの間隔が前記ローターの前記ウイングまたはブレードの軸旋回に無関係に一定のままであるように、前記ウイングまたはブレードの旋回軸と一致する軸を有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２３】
前記ローターの中心と前記ウイングまたはブレードの内縁の間にベローズ素子が封止のために配置されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２４】
前記ウイングまたはブレードにかかる変動遠心力がピッチ角によって補償されるように、前記ウイングまたはブレードの面に対して好ましくは垂直方向に配置された釣合い錘が前記ウイングまたはブレードに設けられることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２５】
前記ウイングまたはブレードのそれぞれの旋回軸が、前記ウイングまたはブレードにかかる変動遠心力がピッチ角によって補償されるように、回転方向に見られる圧力中心の背後におかれることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２６】
前記ウイングまたはブレードの後部面積が若干大きくなり、よってピッチの増大に抗する増大する抵抗を与え、よって制御信号への応答として圧力及び空気運搬量に対する改善された線形性が得られるように、前記ウイングまたはブレードの対称なウイングまたはブレードのやや前方に、前記ウイングまたはブレードに対するピッチの変更のための軸旋回中心がおかれることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２７】
前記スピーカー素子が、圧力／流量を高めるために、前後に並べて取り付けられた複数のローターあるいは前記ウイングまたはブレードの複数の層を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２８】
前記スピーカー素子が、圧力／流量を高めるために、前後に並べて取り付けられた複数のローターあるいは回転方向が交互する前記ウイングまたはブレードをもつ複数の層を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項２９】
前記ウイングまたはブレードの長さが、圧力を高めるために、前記ローターの半径の８０％未満であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子。
【請求項３０】
前記スピーカー素子がタービンまたはファンの部品として含められることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子を有するスピーカー。
【請求項３１】
前記スピーカー素子が取り付けられており、前記ローターを通る流れを圧力最適化に対して最適化することができ、機能停止を防止することができるように、さらに１つまたは複数の空気流を抑制またはダンプする開口が設けられた、スピーカーボックスを備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー素子を有するスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響素子に関し、特に低周波用のスピーカーまたはマイクロフォンとしての音響素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
低音スピーカーは今日、良好な音再生及び音強度を達成するため、大きくなければならず、高価になることも多い。自動車内のように、利用できる空間が十分ではない場合、音再生が困難であることをただ受け入れなければならない。上述の問題のため、改善された低周波用スピーカーが強く必要とされている。特に、大きなスピーカーを設置することができない場合が多いから、小さな低周波用スピーカー素子が強く必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は、低周波を扱うことができ、小さくつくることができる、小型で高効率のスピーカー及びマイクロフォンのいずれをも達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にしたがえば、上記課題は、使用時に回転する、ウイングが設けられたローター（スピーカーローター）を備え、達成されるべき音色または音または音圧に同調してウイングのピッチ（前記ウイングまたはブレードの傾角／曲げ）が変調される、スピーカーによって解決される。空気をリスナーに向けて押し（正圧縮）、反対方向にリスナーから空気を引く（負圧縮）ためにウイングを交互に調節することによって、従来のスピーカー振動板の振動におけるものと同じ圧縮状態が達成される。ウイングのピッチを適切に制御することで所望の空気運搬及び音圧の両者をいずれの瞬間にも達成することができる。ピッチを極めて緩やかに変えることにより、可聴範囲よりも低い、極低周波音であっても、発生することができる。したがって、スピーカーローターへの電気信号を用いてウイングのピッチを正信号−正圧／正流及び負信号−負圧／負流に制御することによって、音の瞬時音圧が制御される。発生される音のレベルは、ウイング角を変えるかまたは速度を変えることによって、いずれの手段もそれぞれの音波における音圧及び運ばれる空気量に影響を与え得るから、制御することができる。
【０００５】
スピーカーローターのウイングの傾角と速度の組合せとして音レベルを制御することを考えることもできる。実現されているように、再生音が正弦波形である必要はなく、所望の合成音圧曲線形状に対応してウイング角を制御することで、本発明にしたがうデバイスによって複数の音色をもつ合成音波を発生することもできる。
【０００６】
より大きな音出力が必要であれば、複数の本発明にしたがうスピーカーローターを並列にして用いることができ、あるいはより大きなスピーカーローターを用いることができる。運搬能力、すなわち最大達成可能音圧を高めるために、前後に並べて取り付けられたローターの使用を考えることもできる。乱流を弱め、空気流を最適化し、効率を高めるために、ピッチ角が正及び負のローターを、回転方向を交互させて用いる点が有利である。
【０００７】
代りに、ウイングが軸旋回可能なローターを用いることによって、非常に低い音色用に用い得るマイクロフォンをつくることもできる。ウイングを自由に動けるようにすることで、ローターの回転時に、適する態様で、例えば光によるかまたは電気的な態様でウイングの角変位を検出することによって検出することができる、前方及び後方への空気流を誘起する音によってウイングを制御することができる。
【０００８】
音波または音響現象の発生または検出に空気以外の媒質内、例えば水中での本発明の使用を考えることもできる。
【０００９】
本発明のさらなる利点及び特徴は本発明の概念のさらなる発展形とともに、特許請求の範囲及び添付される図面を参照して説明される以下の実施形態から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明にしたがう、図５に示されるスピーカーは直接駆動ローターを備える。すなわち、ローターはモーターのモーター軸に直接に取り付けられる。本例においてスピーカーローターは３枚のウイング２を有し、ウイングはそれぞれの内縁においてハブ３に軸旋回可能な態様で取り付けられる。ウイングは基本的に径方向の旋回軸４を中心にして軸旋回可能である。ハブ３はモーター１によって回転させられる。本例においてそれぞれのウイングは全円のほぼ３分の１に相当する面積を有し、ウイング内縁は、ローターに対して軸方向に移動可能なコイル５に連結されたアーム７を介して、コイル５の軸方向運動がウイングを軸旋回させるように、軸旋回ベアリングからある程度離れている。コイル５は固定された永久磁石６に囲まれ、束縛バネの影響に対抗する電流が供給され、よって、電流方向に依存して前後に移動する。ウイングの旋回軸は、コイルに電流が供給されていないときにはウイングが空気を運ばずに中心位置に向かって移動するように、圧力中心（ウイング面積のほぼ重心）のやや前方におかれることが有利である。同時に、それぞれの旋回軸を中心とするウイングの軸旋回に必要な力は非常に小さくなる。また、この条件は音響増幅に用いて、ウイングの運動における磁石とコイルの間の、組立て時に生じ得る、弱結合を補償することができる。
【００１１】
音の発生のため、コイルを前後に揺動させるための電気信号がコイルに与えられる。この運動は、ウイングに連結されたアームを介し、対応する態様でウイング角を変える。空気を前後に動かすための、すなわち音発生のための、エネルギーはスピーカーローターを駆動するモーターによって供給される。この結果、本発明にしたがうスピーカー素子は音響出力増幅器として機能するであろう。
【００１２】
音周波数を低くすると、音波長間にスピーカーローターが回転する回転数は大きくなるであろう。このため、運ばれる空気量が増え、よって、通常のスピーカーの場合とは異なり、低周波において音圧を維持することができる。本発明にしたがうデバイスは、原理的に任意の低周波音を発生することができる。より高周波の音波のためには、スピーカーローターのウイングが重すぎてはならない。したがって、タービンにおけるような多数の小さいウイングの使用、あるいは、より大きな音響出力が必要な場合にパネルに構成することができる比較的小さなスピーカーの作成を考えることができる。さらに、本発明にしたがうスピーカー素子は、十分な周波数範囲を達成するために、従来型のスピーカー素子とともに配置することができる。本発明の概念の枠内で、スピーカーローターの操作はウイングの軸付けに関して様々な態様で設計することができる。
【００１３】
操作は、ウイングに固定された１つまたは複数の磁石による電磁操作とすることができ、あるいはウイング自体を磁石として固定コイルの影響を受けるようにすることができる。あるいは、ローターに取り付けられたコイルが、コイルを流れる電流が変えられたときに、ウイングに機械的に影響を与えることができ、この場合コイルは固定された永久磁石によって発生される固定磁場内に配置される。別形として、それぞれのウイングに１つまたは複数のコイルを設けることができる。ローターの中心に配され、ウイングの内側部分が機械的に結合された、ピストンまたはコイルによってウイングを制御することを考えることもできる。また、ウイングの結合及び軸付けは様々な態様で達成することができ、例えば、パンチ孔が開けられているか、エンボス加工されているかまたは磁化されており、１つまたは複数の固定コイルで囲まれた、薄い鉄パネルでつくられているスピーカーローターを考えることができる。本発明の概念の範囲内で、ローターのウイングの所要の軸旋回／曲げを達成するために、例えば圧電素子のような、別の物理現象の利用を考えることもできる。
【００１４】
スピーカーローターは上述したような平板型またはプロペラ型である必要はなく、角度調節が可能なブレードをもつドラム様デバイスの使用を考えることもできる。
【００１５】
本発明にしたがうスピーカーローターはファンにかなり似ており、そのため、さらに換気目的で空気を運ぶためにこれを利用することを考えることができる。（換気が望まれるときには）これは、ウイングのピッチを変える代りに、定ピッチを与えることによって行うことができる。この場合、スピーカーローターはファンとしてはたらくだけである。代りに、ローターが空気を全く運ばない中心位置の周りではなく、あるピッチをもつ位置を中心にして、目的の音信号に応じてピッチが変わることを可能にすることを選べば、ファン機能とスピーカー機能が同時に得られる。
【００１６】
本発明にしたがうスピーカー素子は、圧力中心のやや前方にある受け軸に、自由に運動できるウイングを軸付けし、電磁的ピッチ制御を備えることにより、換気排出口に取り付けることもできる。これは、例えば、周縁に沿う磁石をウイングの外縁に設けることで行うことができる。コイルの外側に、コイルを囲んでスピーカーローターが配される。換気システムによってスピーカーローターを通して押される空気量が多くなるにつれてローターのウイングは中間位置から偏向され、ウイングは、換気とは無関係に音が発生されるように、換気用ウイング角を中心にして、電磁的に強められた角度でさらに振動するであろう。換気システムと統合することにより、部品取付け及び音の歪みを低減するスピーカーボックスに相当する（空気コンジットの形状の）大きな部品が自動的に得られる。これは、特に自動車において、音の品質のかなりの改善を意味し得る。
【００１７】
上述した実施形態においては、モーターがスピーカーローターに直結されているが、望ましければベルト駆動を考えることもできる。モーター１台当り１つのローターとするか、または１台のモーターで共通に駆動される複数のローターとすることができる。音響駆動性を高めるために、複数のスピーカーローターを１つの同じ軸に取り付けることもできる。ウイングピッチは、複数のローターに対して共通に、または個別に、対応する態様で制御することができる。スピーカーローターはさらに、電力ネットで接続されたモーターで駆動することができ、ウイング角は音響増幅器からの信号によって制御される。この場合、大出力増幅器及び増幅器とスピーカーの間の太くて低抵抗の接続線の両者に対する必要が軽減される。
【００１８】
本発明にしたがうスピーカーは空気を流過させかることができるから、屋外における風の抵抗が低減され、これは、そうではなければ生じる圧力変化の影響を弱める。したがって、音の品質がより優れた、より自然な音を屋外で達成することができる。
【００１９】
可聴音の発生に加えて、本発明にしたがうスピーカーは超低周波音を発生させるために用いられる。この態様において、超低周波音が吐き気、頭痛をおこさせ、運転者を居眠りさせるという点において以前は特に問題であった、既存の超低周波音を消滅させることが可能になる。
【００２０】
ローターが回転しているときにウイングを軸旋回させるための力がウイングに全く与えられなければ、ウイングは抵抗が可能な限り小さくなるように流れにしたがって傾角を変え、重畳された定常空気流が存在していても「スピーカーローター」が特に低周波に対するマイクロフォンとして機能できるように、例えばコイルを測定器に接続することによってウイングのピッチ変化を記録することができ、あるいはウイングピッチを光学的に記録することができる。定常流内で音が検出されると、ウイングは定常流に対応する一定のピッチの下で機能する。音または流れの変化の検出時にウイングはこのゼロ位置の周りで軸旋回する。本発明にしたがうマイクロフォンでは、検出前に定常流成分と変化成分が既に分離されており、これには測定される音の雑音を低減するという利点がある。望ましければ、ウイングピッチの平均軸旋回を知ることによって平均流を検出することができる。
【００２１】
ローター速度は発せられる音の振幅及び瞬間音響出力に大きく影響するから、ローターは定速度で、または少なくとも監視または制御されるｒｐｍで、駆動される。送り出される音量によってウイングピッチ、したがってブレーキ作用が変化したとしても定常回転を与えるためのフライホイールを備えるかまたは大回転質量をもつローターの装備を考えることもできる。負荷変動により発生し得る速度変動を速度制御が補償するアクティブ制御をモーターに備えることもできる。
【００２２】
定速モーターを用いるかまたは送り出される音に対応する付加電力でモーターを駆動することもできる。代りに、速度の低下をウイングの偏向を大きくすることで補償し、よって目的の音圧が発生され得るように、速度を監視することを考えることもできる。
【００２３】
ウイングの角度は音圧を直接変調するから、ブレード角を確定するためにアクティブフィードバックを用いることが有利であり得る。この場合、角度検出は光／圧電センサまたは電気機械センサで実施することができる。
【００２４】
図５において、ウイングの旋回軸はローターのウイングに関して非対称に配置される。ローターは時計回りに回転する。この結果、軸旋回中心の背後にあるウイングの半分にかかる押す力が旋回軸の前方にあるウイングの半分にかかる圧力より若干大きくなり、したがってウイングは常に軸旋回の増加に対する抗力を発生するであろう。これは続いて、ウイングの軸旋回またはピッチを大きくしようとするほど大きな電力が印加されなければならず、そうすることで線形音響応答がローターから得られ、ウイングピッチを力の影響によって制御できることを意味する（図１５，１２，１３）。
【００２５】
ローターのウイングを完全に平らな位置から角度を大きくすると、それぞれのウイングの、それぞれのウイングの軸を中心とする、軸旋回がおこる。例えば図５に示されるような、広い方のウイングをもつローターにおいては、ウイング先端が、ローターの回転中心に向かって内側でもある、ウイングの旋回軸に向かって内側に垂直方向で動くであろう。したがってウイングはウイングに作用する遠心力の影響に対抗して動かなければならない。高ローター速度において、遠心力は極めて大きくなることができ、遠心力はモーターウイングの電気的偏向にブレーキをかける。これは望ましくない態様で電力消費を増大させる。これを救済するため、図６に示されるように、釣合い素子１がウイングの面積２に対して垂直方向に配置される。釣合い素子は、例えばウイング軸の内縁に結合され、外端に錘が与えられた、ブレードの表面に垂直なアームの形状を有する。ウイング先端がウイングの旋回軸に対して垂直方向に動くと、垂直方向配置により、これらの錘はウイングの軸旋回時にローター軸に対して径方向に外側に動くであろう。錘の諸元を適切に定めることによりウイングからの遠心力（図７）と釣り合う遠心力を達成し（図８）、そうでなければウイングに与えられなければならない制御力を効果的に減少させる（図６，７，８）ことが可能である。
【００２６】
ウイングを非対称に設計し（図９）、それぞれのウイングの旋回軸を回転方向に見られる圧力中心の背後に配することにより、非対称性によって発生する力（図１１）を、遠心力によって発生する軸旋回（図１０）を補償するために用いることもできる（図９，１０，１１）。
【００２７】
ローターの外縁におけるローター側縁間の空気運搬を防止するため、ローターをチューブまたは相当するハウジングの中に配置することが有利である（図２）。しかし上述したように、図２１を参照すれば、ピッチが大きくなるにつれてウイングの外縁は内側に動く。同時に内縁は外側に動く。このためローターの前側と後側の間で漏れが生じ、この漏れはデバイスの効率を低下させる。したがって、ローターブレード及び周囲のハウジング及びローターハブのそれぞれは図２２に示されるように構成される。ローターを囲むハウジングの封止面は、ウイングの旋回軸がローター軸と交わるローターの中心を球面の中心とする、球形につくられる。そうすれば、ウイングの軸旋回時にウイングの円弧状外縁が常にハウジングの内面に密接するであろう。
【００２８】
ウイングの内縁において封止状態を達成するために、ローターのハブも回転対称封止面をもってつくられ、ウイング内縁は対応する形状につくられる（図２３）。この場合も、ローターの回転軸上に中心をおき、対応する湾曲したウイング内縁をもつ、球面の中心が旋回軸上にある、ハブ上の球形封止面も用いる。この態様においては、ハブも全体として回転対称とすることができる。軸旋回を除き内縁における相互回転はないから、別の何らかの態様、例えばベローズ様デバイス（図２４）で封止を確立することができる。（図１９，２０，２１，２２，２３，２４）。
【００２９】
ボックス内に配置された本発明にしたがう回転スピーカー素子を有するスピーカーが図１７，１８に示される。スピーカーボックスは完全には密閉されず、空気流ブレーキまたは制限手段を介して周囲と連結される。このようにすれば、ローターが機能停止に陥る、すなわち、ローターの回転にもかかわらず空気運搬が完全に止まるという危険が排除される。材料及び開口を選ぶことにより、空気流に対する抵抗が周波数依存となるように適合させることができ、よってローターを通る最適空気流を周波数に依存して最適化することができる。このようにすれば、発生圧力を最適化することができ、機能停止を回避することができ、圧力波の吸入がおこる音響短絡も回避することができる（図１６，１７，１８）。
【００３０】
コンポーネントの効率はどれだけよく圧力が高められるかに強く支配されるから、ブレードは第一義的に、空気流に対してではなく、圧力に対して設計されなければならない。最高圧力発生は最大ブレード速度で生じる。ブレード速度が小さいと高圧において漏れが生じ、効率が低下する。これは、圧力発生における効率を高めるためにはブレード速度を可能な限り高めるべきであることを意味する。ローター中心においてはブレード速度が小さいから、ブレード径が大きくなるほど漏れが生じるであろう。この問題の解決策はブレードを小さく設計し、ブレード速度が過小になる部分を殻で覆うことを可能にすることである。高効率圧力発生のためには、ブレードがローター半径の８０％未満でなければならない。図１４には、径が８０％より大きいブレードが示され、圧力損失が生じる領域がマークされている。図１５には、ブレード径が８０％より小さいローターが示されている。（図１４，１５）。
【００３１】
圧力発生における効率をさらに高めるため、ローターに複数の層からなるブレードを構成することができる。ローターを前後に並べて取り付けることを考えることもできる。回転は変調媒質（例えば空気）に回転現象をおこさせるから、交互する回転方向でローターを回転させ得ることが、媒質（例えば空気）におこる回転現象を利用できるローターを得られるので有利であり得る。
【００３２】
本発明は回転運動によって空気（または液体）を運搬することができる全てのタイプの素子、すなわち、輻流ファン、軸流ファン、タービン等に用いることができ、タービンにおいては、技術の集積によってタービン工程における技術を用い得ることが有利である。多くの状況において、回転空気運搬素子によって騒音が発生され、特にこれらの音は連続音であることが多いから、本発明により、別のロータープロペラ等を配置することによるか、あるいは騒音を発生する回転素子を制御することによる、そのような騒音の低減を考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ウイング角と音圧の間の関係の簡略なグラフを示す
【図２】音圧を変えた結果としてウイング位置がどのように変わるかを示す
【図３】音圧とｒｐｍの間の関係を示す
【図４】様々なｒｐｍにおける音圧と周波数の間の関係を示す
【図５】モーターで駆動される本発明にしたがうスピーカーローターを簡略に示す
【図６】遠心力による力平衡にあるウイング及び補償錘を示し、本図において、１はローターの補償錘を簡略に示し、２はローターのウイングを簡略に示し、３はローターのウイング旋回軸を簡略に示し、４はローターのウイングホルダーを簡略に示す
【図７】ウイング力及び遠心力によって発生する軸旋回力を示す
【図８】補償力及び遠心力によって発生する軸旋回力を示す
【図９】非対称ウイング構造による力平衡にあるウイング構造を簡略に示し、本図において、１は小さい方のウイング部を簡略に示し、２は大きい方のウイング部を簡略に示し、３はローターのウイングホルダーを簡略に示す
【図１０】ウイング力及び遠心力によって発生する軸旋回力を示す
【図１１】風による補償力及び非対称ウイング構造によって発生する軸旋回力を示す
【図１２】力線形化のためのブレードを示し、本図において、５は力線形化のための追加のウイング面積をもつブレードを示す
【図１３】力線形化のための傾角が与えられた状態及び傾角が与えられていない状態における変調力を示す
【図１４】８０％より大きいブレードをもつローターを示し、圧力損失を受ける領域にマークが付けられている
【図１５】８０％より小さいブレードをもつローターを示す
【図１６】変調ローターコンポーネント、フローブレーキ、キャビティ及び流出口を簡略に示し、本図において、１は上から見た変調ローターコンポーネントを示し、２は上から見た変調ローターのウイングを示し、３は側面から見た変調ローターコンポーネント及びフローブレーキを示し、３は下から見たフローブレーキへの流出口を示す
【図１７】ブレーキ材料がキャビティ内にあり、フローブレーキが流出口にあるフローブレーキに適用される変調ローターを簡略に示し、本図において、１は変調ローターコンポーネントを簡略に示し、２はブレーキ材料がキャビティ内にある空気ブレーキを簡略に示し、２は音響ブレーキをもつ流出口グリッドを簡略に示す
【図１８】ブレーキ材料がキャビティ内になく、フローブレーキが流出口にある、フローブレーキに適用される変調ローターを簡略に示し、本図において、１は変調ローターコンポーネントを簡略に示し、２はブレーキ材料がキャビティ内にない空気ブレーキを簡略に示し、３は音響ブレーキをもつ流出口グリッドを簡略に示す
【図１９】様々な角度からローターコンポーネントを示す
【図２０】様々な角度から外壁体（チューブ）を示す
【図２１】封止材を用いずにチューブに取り付けられたローターをウイングに傾角を与えた状態及び傾角を与えていない状態で示す
【図２２】球形切出し封止材を用いてチューブに取り付けられたローターをウイングに傾角を与えた状態及び傾角を与えていない状態で示す
【図２３】球形切出し封止材を用いてでチューブに取り付けられたローターの拡大図を示す
【図２４】球形切出し封止材及びベローズ封止を用いてチューブに取り付けられたローターの拡大図を示す
【符号の説明】
【００３４】
１    モーター
２    ウイング
３    ハブ
４  軸旋回軸
５    コイル
６    永久磁石
７    アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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