(57)【要約】ピストン共振周波数（ｆ０）を有するラウドスピーカ（１）が開示される。ラウドスピーカ（１）は、ピストンモードにおいて動作するよう意図され、且つ板状ボディ（８）を備えられる音響部材（４）と、板状ボディのメイン面（８ａ）に対して実質的に垂直に向きを定められる移動軸（ｘ）に沿って音響部材を移動させる駆動ユニット（６）と、音響部材が可撓的にサスペンドされるフレーム（２）と、を有する。板状ボディは、製造が容易であるポリカーボネート又はポリメチルメタクリラートのシート（８’）であり、ピストン共振周波数（ｆ０）と同等又は二倍より高い一次ブレークアップ周波数（ｆ１）を有する。
2008515326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラウドスピーカであって：
ピストンモードにおける動作に対して意図され、ピストン共振周波数を有し、また板状ボディを有する、音響部材と；
前記板状ボディのメイン面に対して実質的に垂直に向きを定められる移動軸に沿って前記音響部材を移動させる、駆動ユニットと；
前記音響部材が可撓的にサスペンドされるフレームと、
を有し、
前記板状ボディは、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリラートを有するシートであり、前記シートは、前記ピストン共振周波数の二倍又は二倍より高い一次ブレークアップ周波数を有する、
ラウドスピーカ。
【請求項２】
前記板状ボディの前記メイン面は、中央長手方向軸と、前記中央長手方向軸より短い中央横方向軸とを有する、
請求項得１記載のラウドスピーカ。
【請求項３】
前記板状ボディの前記メイン面は、円形の輪郭を有する、
請求項１記載のラウドスピーカ。
【請求項４】
前記板状ボディは、実質的に平らである、
請求項１記載のラウドスピーカ。
【請求項５】
前記フレームは、前記移動軸に沿う前記音響部材の移動運動を制限するリミッタを備えられる、
請求項１記載のラウドスピーカ。
【請求項６】
前記駆動ユニットは、前記フレームに対して固定される固定駆動部分と、前記音響部材に対して固定される移動可能駆動部分と、を有する、
請求項１記載のラウドスピーカ。
【請求項７】
前記固定駆動部分は、前記移動可能駆動部分の移動可能サブ部分と協働する２つの固定サブ部分を有し、
固定及び移動可能サブ部分の一方の組は、前記中央長手方向軸の半分の中心の周囲の領域において、前記中央横方向軸の一側に位置決めされ、固定及び移動可能サブ部分の他方の組は、前記中央長手方向軸の他方の半分の中心の周囲の領域において、前記中央横方向軸の他側に位置決めされる、
請求項２とあわせて請求項６に記載されるラウドスピーカ。
【請求項８】
前記板状ボディは、補強手段を備えられる、
請求項１記載のラウドスピーカ。
【請求項９】
板状ボディであって、
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の板状ボディの全ての特徴を提示し、
故に、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のラウドスピーカにおける使用に対して構成され、且つ前記使用を明らかに意図される、
板状ボディ。
【請求項１０】
請求項９記載の板状ボディを備えられる、
音響部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラウドスピーカに係り、当該ラウドスピーカは、ピストンモードにおける動作に対して意図され、ピストン共振周波数（ｆ０）を有し、また板状ボディを有する、音響部材と；板状ボディのメイン面に対して実質的に垂直に向きを定められる移動軸に沿って音響部材を移動させる、駆動ユニットと；音響部材が可撓的にサスペンドされるフレームと、を備えられる。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ−Ａ  ６，０９５，２８０（特許文献１）は、平らな複合ダイアフラムを備えられるエクスカージョンラウドスピーカを開示する。当該ダイアフラムは、ロールサスペンション及びスパイダサスペンションを用いてフレームによって支持される。音声コイル及び永久磁石を有する電磁ドライバは、移動軸に沿って複合ダイアフラムを移動させる役割を果たす。複合ダイアフラムは、所謂デュアルスキンダイアフラム、即ち２つのスキンの間に位置付けられるコアを有するダイアフラムである。かかるダイアフラムは、多少製造が容易ではないため、高価である。
【特許文献１】ＵＳ−Ａ  ６，０９５，２８０
【特許文献２】ＥＰ−Ａ  １  ０８４  ５９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、本発明は、適切であり且つ製造が容易である音響部材を有する、冒頭に説明された種類のラウドスピーカを与える、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、本発明に従ったラウドスピーカによって達成される。当該ラウドスピーカは、
ピストンモードにおける動作に対して意図され、ピストン共振周波数を有し（ｆ０）、また板状ボディを有する、音響部材と；
板状ボディのメイン面に対して実質的に垂直に向きを定められる移動軸に沿って音響部材を移動させる、駆動ユニットと；
音響部材が可撓的にサスペンドされるフレームと、
を有する。当該ラウドスピーカは、板状ボディが、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ）を有するシートであり、該シートは、ピストン共振周波数の少なくとも二倍、即ち二倍と同等かそれより高い、一次ブレークアップ周波数（ｆ１）を有する。故に、ｆ１≧２ｆ０である。
【０００５】
実験では、驚くべきことに、ポリカーボネートシート及びポリメチルメタクリラートシートは、一次ブレークアップ周波数（ｆ１）がピストン共振周波数（ｆ０）の少なくとも二倍であることを前提として、より低い及び中間の周波数範囲におけるピストン膜として非常に適切である、ことが判明した。かかる周波数の値は、シートの厚さに依存する。本発明に従ったラウドスピーカは、１オクターブの最低ピストン作動帯域幅を有し、故に音響部材は、より低い周波数におけるピストンモードで完璧に作動することができる。一次ブレークアップ周波数を上回って、異なるより高いオーダのブレークアップは、音響エネルギへと変換され、ラウドスピーカにこの周波数範囲における有用な作動を与える。一次ブレークアップ周波数（ｆ１）を上回る動作に対して、音響部材を最適化することは要求されない。音響信号の電気的均等化は、この周波数範囲におけるバランスのとれた音響出力が所望される場合に、適用され得る。
【０００６】
本発明に従ったラウドスピーカに適用される音響膜は、密度及び剛性等の所望される特性を有し、例えば比較的小さな筐体へと適用される場合でも、低いピストン共振周波数を有してピストン状に動き得るようにされる。
【０００７】
ポリカーボネート及びポリメチルメタクリラートのシートを利用する更なる利点は、かかるシートが異なる厚さにおいて容易に製造され得る、ことであり、かかるシートからの音響部材の板状ボディの製造は、多少安価である。更には、前出のプラスチック材料は、多種の色及び透明度において入手可能である。要約すると、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリラートのシートが板状音響ピストンボディを形成するのに適切であるという見識は、エクスカージョンラウドスピーカ（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ  ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒｓ）の設計においてかなりの自由を与える。
【０００８】
ポリカーボネートから分散モード（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｍｏｄｅ）のラウドスピーカのパネル形状部材を形成することがＥＰ−Ａ  １  ０８４  ５９２（特許文献２）から既知である、ことは留意される。この種類のラウドスピーカにおいて、振動変換器は、パネル形状部材に対して屈曲波エネルギを適用するよう使用され、音響放射体としての機能を果たすよう該部材を共振させる。この種類の部材においてなされる機械的及び音響的要求は、音響ピストンにおいて成される要求とは全く異なる。特許文献２は、音響ピストン部材に関しては何ら示していない。それに反して、特許文献２は、パネル形状部材の周縁部分をクランプするあるいは抑制する（ｒｅｓｔｒａｉｎ）し、ピストン動作を防ぐことを示している。
【０００９】
本発明に従ったラウドスピーカの一実施例では、板状ボディのメイン面は、中央長手方向軸及びより短い中央横方向軸を有する。かかる一実施例は、矩形又は事実上楕円形の輪郭を望ましくは有する。他の望ましい一実施例では、板状ボディは、円形の輪郭を有する。
【００１０】
本発明に従ったラウドスピーカの一実施例は、板状ボディが実質的に平ら、即ち平ら又は事実上平らである、ことを特徴とされる。
【００１１】
一次ブレークアップ周波数（ｆ１）が到達される前に、有用な周波数帯域幅にわたって音響ピストンボディとして動くよう十分な剛性を得るために、平らな板状ボディに対してシートの最小厚さ（ｔ）が求められる。
【００１２】
矩形モードの第１のブレークアップモードの周波数は、中央長手方向軸に沿って向きを定められ、
【数１】
2008515326.tif 000003
として定義付けられ得る。式中、ｔ＝厚さ（ｍ）、ｌ＝長さ（ｍ）、Ｅ＝弾性率（Ｐａ）、及びρ＝体積密度（ｋｇ／ｍ３）である。
【００１３】
円形ボディの第１のブレークアップモードの周波数は、
【数２】
2008515326.tif 000004
として定義付けられる。式中、ｔ＝厚さ（ｍ）、ｒ＝半径（ｍ）、Ｅ＝弾性率（Ｐａ）、及びρ＝体積密度（ｋｇ／ｍ３）である。
【００１４】
明確にするために、一次ブレークアップ周波数（ｆ１）は、板状ボディが純粋なピストンとしての機能を果たさないところの最も低い周波数であるよう意図される、ことが留意される。
【００１５】
音響部材のピストン共振周波数は、
【数３】
2008515326.tif 000005
として定義付けられる。式中、ｋ＝総合剛性（Ｎ／ｍ）、及びｍ＝全質量（ｋｇ）である。
【００１６】
総合剛性（ｋ）は、ラウドスピーカフレームにおける音響部材のサスペンションによって定義付けられる。全質量（ｍ）は、ラウドスピーカの全移動質量によって定義付けられる。この質量は、板状ボディの所望される合成によって、故に最小限に所望されるシートの厚さ（ｔ）によって、部分的に定義付けられる。他方では、ピストン共振周波数（ｆ０）と一次ブレークアップ周波数（ｆ１）との間の周波数距離は、厚さを変更することによって変えられ得る。増大された厚さ（ｔ）は、ピストン共振周波数（ｆ０）を下げ、一次ブレークアップ周波数を高め、故にピストン作動帯域幅を増大させる。言い換えれば、厚さ（ｔ）は、本発明に従ったラウドスピーカのピストン作動周波数帯域幅を定めるパラメータである。
【００１７】
望ましくは、本発明に従ったラウドスピーカは、移動軸に沿った音響部材の移動運動を制限するようリミッタを備えられる。このようにして、音響部材の長すぎるストロークによる損傷は、防がれる。
【００１８】
望ましい一実施例では、駆動ユニットは、フレームに対して固定される固定駆動部分及び音響部材に対して固定される移動可能駆動部分を有する。駆動ユニットは、周知の電磁型を有し得る。即ち、移動可能駆動部分は通電コイルを備えられ、固定部分は永久磁石を備えられるか、あるいはその逆である。
【００１９】
中央横方向軸に対して比較的長い中央長手方向軸を有する本発明に従ったラウドスピーカの実施例は、望ましくは、移動可能なサブ部分と協働する２つの固定サブ部分を備えられる。固定及び移動可能サブ部分の一組は、中央長手方向軸の半分の中心の周囲の領域において、制御横方向軸の一側に位置決めされる。固定及び移動可能サブ部分の他方の組は、中央長手方向軸の他方の半分の中心の周囲の領域において、中央横方向軸の他側に位置決めされる。このようにして、この種類の実施例に対する十分なピストン作動周波数帯域幅は、保証される。更には、より安定的なピストン運動は、音響部材のロッキングを避けることによって得られる。
【００２０】
複数の適用に対して、望ましくは移動質量を大きく変えることなく、補強手段を用いて板状ボディの剛性を強化することは、望まれ得る。これは、補強リブ等の補強物、又は、メイン面に対して平行に延在するガラス板等である追加的な軽量の堅固な又は固いパネルを追加することによって、行われ得る。他の選択は、事実上ドーム状の形状等である僅かに屈曲した形状を板状ボディに与える、ことである。
【００２１】
本発明に従ったラウドスピーカは、ＴＶオーディオ、ハイファイオーディオ、家庭用オーディオ、及びマルチメディアオーディオのシステムにおける音響レジストレーションに対して適切である。
【００２２】
本発明はまた、板状ボディに係る。当該板状ボディは、本願中に開示される板状ボディの特徴を提示し、且つ、本発明に従ったラウドスピーカにおける使用に対して設計及び構成され、また明らかに該使用を意図される。
【００２３】
本発明は更に、既存のものも含め本発明に従った板状ボディを備えられる音響部材に係る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
請求項に関し、実施例と請求項中に開示される特徴との多種の組合せは、本発明の範囲内において可能であり且つ意図される、ことが留意される。故にかかる組合せは、本発明の一部である。
【００２５】
本発明はこれより、図面を参照して、例証として更に詳細に説明される。図中、同一又は対応する部分は、同一の参照符号を有する。
【００２６】
図１中に示されるラウドスピーカ１は、フレーム２、音響部材４、及び電磁駆動ユニット６を有する。音響部材４は、ポリカーボネートシート８’によって形成される、原理上は平らな板状ボディ８を有する。板状ボディ８は、夫々矩形の輪郭１０ａ及び１０ｂを有する２つの平行なメイン面８ａ、８ｂを備えられる。駆動ユニット６は、メイン面８ａ、８ｂに対して垂直に無機を定められる移動軸ｘに沿って音響部材４を移動させるよう意図され、フレーム２に対して固定される固定駆動部分６ａ及び音響部材４に対して固定される移動可能駆動部分６ｂを有する。固定駆動部分６ａは、空隙９を形成する磁気ヨーク７ｂ及び永久磁石７ａを有する磁石系を有する。移動可能駆動部分６ｂは、空隙９において延在する音声コイル１１ｂ及びコイル支持１１ａを有するコイル系を有する。かかる駆動ユニットは、既知であり、このため個々では更には説明されない。あるいは、固定駆動部分はコイル系を有し得、移動可能駆動部分が磁石系を有し得る。
【００２７】
ラウドスピーカ１は、２つの可撓性のサスペンション１２及び１４を有するサスペンション系備えられる。サスペンション１２は、周知であるリング形状の弓状ロールを有する、所謂ロールサスペンションであり、例えばゴム又はフォーム（ｆｏａｍ）を有して作られる。その内周端部１２ａは、音響部材４に対して固定され、その外周端部１２ｂは、バッフル１６を介してフレーム２に対して接続される。サスペンション１４は、周知であるリング形状の波形ボディを有する、所謂スパイダサスペンションであり、例えば繊維製品を有して作られる。サスペンション１４の内周端部１４ａは、コイル支持１１ａを介して音響部材４に対して接続され、外周端部１４ｂは、フレーム２に対して固定される。ラウドスピーカ１は、音響部材４の内側に方向付けられる軸方向エクスカージョンを制限するよう、１つ又はそれ以上、例えば４つであるリミッタ１８を備えられる。
【００２８】
ラウドスピーカ１の実際的な一例は、以下のパラメータを有する。板状ボディ８を形成するポリカーボネートシート８’は、厚さ１．５５ｍｍ、長さ７６ｍｍ、及び幅４６ｍｍを有する。弾性率Ｅは約３Ｇｐａであり、体積密度ρは約１２００ｋｇ／ｍ３である。全移動質量ｍ、即ち、音響部材４の組立て質量、移動可能駆動部分６ｂ、及びサスペンション１２及び１４の移動可能部分は、７．５ｇである。総合剛性ｋ、即ちロールサスペンションの剛性及びスパイダサスペンションの剛性によって形成される剛性は、３０００Ｎ／ｍである。
【００２９】
ピストン共振周波数（ｆ０）は約１００Ｈｚであり、第１のブレークアップモード周波数は約４２５Ｈｚである。故に、このラウドスピーカ１の有用なピストン作動周波数範囲は、本例においては約２オクターブである。
【００３０】
ポリカーボネートシートの代わりにポリメチルメタクリラートシートが使用される同様の一例は、同程度の弾性率及び体積密度を有する。
【００３１】
図２Ａ及び２Ｂにおいて示されるラウドスピーカ３は、ピストンモードにおける作動を意図される音響部材４、移動軸ｘに沿って音響部材４を移動させる駆動ユニット６、及び音響部材４がサスペンドされるところのフレーム２を備えられる。移動軸ｘは、板状ボディ８のメイン面８ａに対して垂直に向きを定められる。メイン面８ａは、矩形であり、中央長手方向軸Ｌ及び中央横方向軸Ｗを有する。この例において、長手方向いくＬは、横方向軸Ｗの長さ寸法と比較して比較的長い長さ寸法を有する。駆動ユニット６は、フレーム２に対して固定される固定駆動部分、及び音響部材４に対して固定される移動可能駆動部分を有する。固定駆動部分は、移動可能駆動部分の移動可能サブ部分６ｂ１及び６ｂ２と協働する２つの固定サブ部分６ａ１及び６ａ２を有する。固定サブ部分６ａ１及び移動可能サブ部分６ｂ１によって形成される一組のサブ部分は、特には中央長手方向軸Ｌの半分の中心ｃ１の周囲の領域である、中央横方向軸Ｗの一側に位置決めされる。他方の固定サブ部分６ａ２及び移動可能サブ部分６ｂ２によって形成される一組は、より特には軸Ｌの他方の半分の中心ｃ２の周囲の領域である、軸Ｗの他側に位置決めされる。
【００３２】
ラウドスピーカ３は、所謂ロールサスペンションの形状である可撓性のサスペンション１２、及び所謂スパイダサスペンションの形状である一組の可撓性のサスペンション１４を有するサスペンション系を備えられる。
【００３３】
作動中、板状ボディ８は、ピストン共振周波数（ｆ０）の２倍より高い一次ブレークアップ周波数（ｆ１）を有する。
【００３４】
図３中に示されるラウドスピーカ５は、音声を再生するようピストンボディを備えられ、更には音響部材４、音響部材４が可撓的にサスペンドされるところのフレーム２、及び駆動ユニット６を備えられる。駆動ユニット６は、移動軸ｘに沿って音響部材を移動させるよう意図される。
【００３５】
音響部材４は、板状ボディ８を有する。該板状ボディは、一次ブレークアップ周波数（ｆ１）を有するポリカーボネートシート８’であり、該周波数は、ラウドスピーカのピストン共振周波数（ｆ０）の少なくとも２倍である。板状ボディ８は、円形輪郭１０の２つのメイン面８ａ及び８ｂを有する。
【００３６】
この例においては、板状ボディ８は、板状ボディ８及び音響部材４の合成を強化するよう、補強装置を備えられる。該補強装置は、輪郭１０の近くにおいて、メイン面８ｂ上に与えられるストリップ又はビーム１６を補強することによって形成される。場合によっては、メイン面８ａは、例えば厚さ０．４ｍｍを有する薄いガラス板等の最終カバー板を備えられ得る。
【００３７】
示される例とは異なることが本発明の範囲内である、ことは留意されるべきである。例えば、僅かに屈曲したボディを利用することは、範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に従ったラウドスピーカの第１の実施例を概略的に断面で図示する。
【図２Ａ】本発明に従ったラウドスピーカの第２の実施例を概略的に断面で図示する。
【図２Ｂ】図２Ａ中の実施例を概略的に平面図において示す。
【図３】本発明に従ったラウドスピーカの第３の実施例を概略的に断面で図示する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
2008515326.tif 000010
2008515326.tif 000011