(57)【要約】スピーカは、複数の磁石から増大した磁束を提供し、音声コイルを駆動し、音を発生させる。スピーカは、より小型かつ軽量のパッケージとして形成される。スピーカは、デュアルポールと、第１および第２の磁石と、第１および第２の前面プレートと、第１および第２の空隙とを含む。第１および第２の磁石の極性は、同一方向に整列される。第１および第２の磁石は、円盤またはリング形状であり得、デュアルポールのフランジに連結され得る。第１および第２の空隙は、第１および第２の磁石の内径とデュアルポールとの間に形成され得る。第１および第２の磁石によって生じる磁束は、デュアルポールと、前面プレートとによって、第１および第２の空隙内に結合、指向、ならびに集中させられ得る。第１および第２の音声コイルの少なくとも一部分は、それぞれ、第１および第２の空隙内に位置付けられ、振動板は、第１および第２の音声コイルに連結され得る。
2011504053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石構造を有するスピーカであって、
該磁石構造は、
磁心と、第１の平面表面と、第２の平面表面とを備える、デュアルポールと、
該第１の平面表面に連結された第１の磁石と、
該第２の平面表面連結された第２の磁石と
を備え、
該第１および第２の磁石は、該第１の磁石の極性が、該第２の磁石の極性と同一方向に整列されるように位置付けられる、スピーカ。
【請求項２】
前記第２の平面表面は、前記第１の平面表面の実質的に反対にあって、該第１および第２の平面表面は、前記磁心から離れるように実質的に垂直に延びるフランジを形成する、請求項１に記載の磁石構造。
【請求項３】
前記第１および第２の磁石は、実質的に環状形状を有し、前記デュアルポールと、該第１の磁石と、該第２の磁石は、前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状である、請求項１に記載の磁石構造。
【請求項４】
前記第１の磁石に連結された第１の前面プレートと、
該第１の前面プレートと前記デュアルポールとの間に形成された第１の空隙と、
前記第２の磁石に連結された第２の前面プレートと、
該第２の前面プレートと該デュアルポールとの間に形成された第２の空隙と
をさらに備え、
該第１および第２の前面プレートは、前記第１および第２の磁石の磁束を実質的に該第１および第２の空隙内に結合、指向、ならびに集束させるように位置付けられる、請求項１に記載の磁石構造。
【請求項５】
前記第１および第２の前面プレートは、実質的に環状形状を有し、前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状である、請求項４に記載の磁石構造。
【請求項６】
前記第１の磁石に連結され、外側部分と比較してより厚い内側部分を伴う、階段状形状を備えている、第１の前面プレートと、
前記第２の磁石に連結され、部分的楔形状を備えている、第２の前面プレートと
をさらに備え、該第１および第２の磁石は、前記デュアルポールの前記第１および第２の平面表面を越えて、横方向に延びる、請求項１に記載の磁石構造。
【請求項７】
前記磁心は、該磁心の内側表面内に形成されたオリフィスを備え、該オリフィスは、前記スピーカ内の磁石構造の支持を可能にするように適合されている、請求項１に記載の磁石構造。
【請求項８】
磁石構造を有するスピーカであって、
該磁石構造は、
第１の極性と、第１の磁束とを有する第１の磁石と、
該第１の極性と同一方向に整列された第２の極性と、第２の磁束とを有する第２の磁石と、
該第１および第２の磁石に連結され、磁心を備えているデュアルポールと
を備え、結合された磁束は、実質的に該デュアルポール内を流れ、該第１の磁束と該第２の磁束とを備えている、スピーカ。
【請求項９】
前記デュアルポールは、フランジをさらに備え、前記第１および第２の磁石は、該フランジに連結され、前記結合された磁束が、実質的に前記磁心および該フランジ内を流れるように位置付けられ、該フランジは、該磁心から離れるように実質的に垂直に延びている、請求項８に記載の磁石構造。
【請求項１０】
前記第１および第２の磁石は、実質的に環状形状を有し、前記デュアルポールと該第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状である、請求項８に記載の磁石構造。
【請求項１１】
前記第１の磁石に連結された第１の前面プレートと、
該第１の前面プレートと前記デュアルポールとの間に形成された第１の空隙と、
前記第２の磁石に連結された第２の前面プレートと、
該第２の前面プレートと該デュアルポールとの間に形成された第２の空隙と
をさらに備え、該第１および第２の前面プレートは、前記結合された磁束を実質的に該第１および第２の空隙内に指向ならびに集束させるように位置付けられている、請求項８に記載の磁石構造
【請求項１２】
前記第１および第２の前面プレートは、実質的に環状形状を有し、前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状である、請求項１１に記載の磁石構造。
【請求項１３】
前記第１の磁石に連結され、外側部分と比較してより厚い内側部分を伴う階段状形状を備えている第１の前面プレートと、
前記第２の磁石に連結され、部分的楔形状を備えている第２の前面プレートと
をさらに備え、該第１および第２の磁石は、前記デュアルポールの前記第１および第２の平面表面を越えて、横方向に延びる、請求項８に記載の磁石構造。
【請求項１４】
前記磁心は、該磁心の内側表面内に形成されたオリフィスを備え、該オリフィスは、前記スピーカ内の磁石構造の支持を可能にするように適合されている、請求項８に記載の磁石構造。
【請求項１５】
スピーカの磁石構造を製造する方法であって、
磁心と、第１の平面表面と、第２の平面表面とを備える、デュアルポールを提供するステップと、
第１の磁性材料を該第１の平面表面に、第２の磁性材料を該第２の平面表面に連結するステップと、
該第１および第２の磁性材料が、未だ磁化されていない場合、該第１の磁性材料の極性が、該第２の磁性材料の極性と同一方向に整列されるように、該第１および第２の磁性材料を磁化するステップと
を包含する、方法。
【請求項１６】
前記磁心から離れるように垂直に延びるフランジを形成するステップをさらに包含し、該フランジは、前記第１および第２の平面表面から形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記デュアルポールと、前記第１の磁性材料と、前記第２の磁性材料とを、前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状に位置付けるステップをさらに備え、該第１および第２の磁性材料は、実質的に環状形状を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
第１の前面プレートを前記第１の磁性材料に連結するステップと、
該第１の前面プレートと前記デュアルポールとの間に第１の空隙を形成するステップと、
第２の前面プレートを前記第２の磁性材料に連結するステップと、
該第２の前面プレートと該デュアルポールとの間に第２の空隙を形成するステップと
をさらに包含し、該第１および第２の前面プレートは、該第１および第２の磁石の磁性材料を該第１および第２の空隙内に結合、指向、ならびに集束させるように位置付けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１および第２の前面プレートを前記磁石構造の中心軸を中心として実質的に同心状に位置付けるステップをさらに備え、該第１および第２の前面プレートは、実質的に環状形状を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記磁心の内側表面内にオリフィルを形成するステップをさらに備え、該オリフィスは、前記スピーカ内の磁石構造の支持を可能にするように適合されている、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカに関し、特に、同一方向に整列された極性を有する複数の磁石を伴うスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカは、電気エネルギーを音に変換し、典型的には、振動板と、磁石構造と、音声コイルとを含む。磁石構造は、１つ以上の磁石と、磁心キャップと、シェルポットとを含み得る。シェルポットおよび磁心キャップは、磁石によって生じる磁束を空隙内に指向および集束させる。音声コイルは、振動板に接続され、空隙内に位置付けられる。電気エネルギーが、音声コイル内へと流動すると、空隙内の磁束と相互作用する誘起磁場が生成される。音声コイルは、音声コイル電流と磁束との間の相互作用が、音声コイルおよび振動板の振動、そして順に、可聴音を生じさせるように、磁石構造によって生じる磁束の方向と実質的に垂直方向に電流を伝導し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかのスピーカは、直線上に並ぶ磁石が反対方向に分極化された磁石構造を有し、製造の複雑性を高める結果をもたらし得る。本種の磁石構造内で使用される磁石は、組み立てに先立って磁化され、また、製造の複雑性を高め得る。他のスピーカは、中実磁石を使用して、高磁束に達するが、これは、望ましくないより大型のパッケージおよび／またはより大きな重量のスピーカをもたらし得る。いくつかのスピーカは、より小型のパッケージおよび／またはより軽重量を有するが、低磁束および不正確な音声コイル運動を生じさせ、不満足な性能をもたらし得る。したがって、向上した性能のために、増大した磁束および正確な音声コイル運動を提供する磁石構造を有する、より小型のパッケージかつより軽重量のスピーカに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
２ウェイスピーカ等のマルチウェイスピーカは、より小型かつ軽量のパッケージ内において、複数の磁石から増大した磁束を提供し、音声コイルを駆動し、音を発生させる。一実施例では、スピーカは、デュアルポールと、第１および第２の磁石と、第１および第２の前面プレートと、第１および第２の空隙とを含む。第１および第２の磁石は、第１および第２の磁石の極性が、同一方向に整列され得るように位置付けられ得る。第１および第２の磁石は、円盤またはリング形状であり得、デュアルポールのフランジに連結され得る。第１および第２の空隙は、第１および第２の磁石とデュアルポールとの間に形成され得る。第１および第２の磁石によって生じる磁束は、デュアルポールと、第１および第２の空隙内の第１および第２の前面プレートとによって、結合、指向、ならびに集中させられ得る。第１および第２の音声コイルの少なくとも一部分は、それぞれ、第１および第２の空隙内に位置付けられ、振動板は、第１および第２の音声コイルに連結され得る。スピーカは、より正確な音声コイル運動を提供し、改良された性能をもたらし得る。
【０００５】
他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討することによって、当業者に明白であり、または明白となるであろう。あらゆるそのような追加システム、方法、特徴、および利点は、本記述内に含まれ、本発明の範囲内であって、以下の請求項によって保護されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本システムは、以下の図面および説明を参照することによって、より理解されるであろう。図面中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を示すように強調されている。さらに、図面中、同一参照番号は、異なる図面を通して、対応部分を示す。
【図１】図１は、スピーカの例示的磁石構造の断面を示す。
【図２】図２は、第１の例示的スピーカの断面を示す。
【図３】図３は、第２の例示的スピーカの断面を示す。
【図４】図４は、第３の例示的スピーカの断面を示す。
【図５】図５は、第４の例示的スピーカの断面を示す。
【図６】図６は、第５の例示的スピーカの断面を示す。
【図７】図７は、図１の例示的磁石構造の磁束を示す。
【図８】図８は、図７の例示的磁石構造の第１の磁石の磁束を示す。
【図９】図９は、図７の例示的磁石構造の第２の磁石の磁束を示す。
【図１０】図１０は、代替例示的磁石構造の磁束を示す。
【図１１】図１１は、スピーカを製造する例示的プロセスを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、多方向スピーカの磁石構造１００の断面の実施例を示す。双方向スピーカが示されるが、１方向、３方向、またはそれ以上のスピーカも可能である。磁石構造１００は、デュアルポール１０２と、第１の磁石１０４と、第１の前面プレート１０６と、第２の磁石１０８と、第２の前面プレート１１０とを含み得る。デュアルポール１０２は、磁心１１２と、フランジ１１４とを含み得る。フランジ１１４は、第１の磁石１０４と第２の磁石１０８との間に位置付けられ、磁心１１２から離れるように実質的に垂直に延び得る。磁石１０４および１０８は、同一方向に分極化され、ネオジム、フェライト、または他の永久磁性材料を含む、永久磁性材料から成り得る。磁石１０４および１０８は、同一方向に分極化されるため、両方とも、磁石構造１００の結合された磁束に寄与し得る。磁束は、磁気量の大きさである。デュアルポール１０２と、前面プレート１０６および１１０は、磁石１０４および１０８によって発生される磁束の少なくとも一部が流れる低磁気抵抗経路を提供し得る。磁気回路は、磁石１０４および１０８によって、前面プレート１０６および１１０と、デュアルポール１０２と、第１の空隙１２０と、第２の空隙１２２を通して形成され得る。磁石１０４および１０８によって発生される結合された磁束による磁束密度は、例えば、第１の空隙１２０内では、約１．６５Ｔであって、第２の空隙１２２内では、約１．５Ｔであり得る。
【０００８】
磁心１１２と、フランジ１１４と、前面プレート１０６および１１０は、デュアルポール１０２と、空隙１２０および１２２を通る磁束経路を最適に結合、指向、ならびに集束させるように成形され得る。例えば、図１の磁心１１２の外側部分は、磁心１１２を通る磁束経路を指向ならびに集束させ得る、切り欠き１２４を含む。加えて、フランジ１１４は、磁石１０４および１０８のそれぞれからの磁束の最適結合を可能にする厚さを有し得る。フランジ１１４は、磁心１１２から離れるように実質的に垂直に延び、角度付けられた外側部分を有する。角度付けられた外側部分は、磁束を結合および指向させるのを補助し得る。第１の前面プレート１０６は、外側部分と比較してより厚い内側部分を伴う、階段状形状を有する。第２の前面プレート１１０は、外側部分と比較して内側部分がより厚い、部分的楔形状を有する。磁束は、磁心１１２と、フランジ１１４と、前面プレート１０６および１１０の他の形状ならびに厚さを使用して、結合および指向され得る。デュアルポール１０２と、前面プレート１０６および１１０は、スチール、合金、または他の磁性材料を含む、低磁気抵抗磁性材料から成り得る。
【０００９】
第１の磁石１０４は、フランジ１１４の第１の平面表面に連結され、第２の磁石１０８は、フランジ１１４の第１の平面表面の反対にあるフランジ１１４の第２の平面表面に連結される。図１では、第１の磁石１０４および第２の磁石１０８は、フランジ１１４の角度付けられた外側部分を越えて横方向に延びる。第１の前面プレート１０６は、フランジ１１４の第１の表面と反対の第１の磁石１０４の表面に連結される。第２の前面プレート１１０は、フランジ１１４の第２の表面と反対の第２の磁石１０４の表面に連結される。
【００１０】
図１では、デュアルポール１０２は、磁心１１２の内側表面に形成されるオリフィス１１６を含む。オリフィス１１６は、部分的円錐形状、実質的に円柱形状、および部分的湾曲形状を含み得る。オリフィス１１６は、スピーカ内の磁石構造１００の支持を可能にし得る。中空、成形中空、チューブ装填、および空洞磁心を含む、任意の好適な形状が、オリフィス１１６を備え得る。また、デュアルポール１０２は、中実であって、オリフィスを含まなくてもよい。磁心１１２、フランジ１１４、磁石１０４および１０８、前面プレート１０６および１１０、ならびにオリフィス１１６を含む、磁石構造１００は、同心状であって、対称軸１１８を中心として対象であり得る。また、磁石構造１００は、非同心状かつ非対称であり得る。磁石１０４および１０８は、実質的に円形または環状形状リング磁石であり得、中実であり得、または他の形状であり得る。また、前面プレート１０６および１１０は、実質的に円形または環状形状であり得、中実であり得、または他の形状であり得る。デュアルポール１０２と、磁石１０４および１０８と、前面プレート１０６および１１０は、接着剤、結合剤、機械的締結具、または任意の他の締結機構を使用して連結され得る。
【００１１】
図２は、第１の例示的スピーカ２００の断面を示す。スピーカ２００は、図１の磁石構造１００と、ツイータ音声コイル２０２と、ツイータドーム２０４と、中音域音声コイル２０６と、中音域振動板２０８と、第１のサスペンションであるスパイダ２１０と、第２のサスペンションである包囲体２１２とを含む。音声コイル２０２および２０６と、ドーム２０４と、振動板２０８は、中心軸２１４を中心として円柱状に対称であり得る。例えば、ツイータ音声コイル２０２と、ツイータドーム２０４と、中音域音声コイル２０６は、直径約１インチを有し得、中音域振動板２０８は、直径約４インチを有し得る。音声コイル２０２および２０６と、ドーム２０４と、振動板２０８の他の寸法が使用され得、寸法は、所望のスピーカ性能および機械的要件に達するために、共にまたは別個に、好適にスケールされ得る。ツイータ音声コイル２０２は、第１の空隙１２０内に位置付けられてもよく、ツイータドーム２０４に連結され得る。中音域音声コイル２０６は、第２の空隙１２２内に位置付けられてもよく、中音域振動板２０８に連結され得る。
【００１２】
第１のサスペンション２１０および第２のサスペンション２１２によって、中音域音声コイル２０６と、中音域振動板２０８が、スピーカ２００の中心軸２１４に沿って軸方向に往復運動可能となる。同様にまた、ツイータ音声コイル２０２と、ツイータドーム２０４は、中心軸２１４に沿って軸方向に往復運動し得る。音声コイル２０２および２０６は、巻型の周囲に円柱状に巻かれる巻きを含み得る。巻型は、アルミニウム、銅、プラスチック、紙、合成物、または他の材料等の任意の好適な材料を含み得る。巻きは、銅、アルミニウム、または他の好適な伝導性材料から成るワイヤを含み得、接着剤を使用して、巻型に取り付けられ得る。巻型を囲む巻きの数は、スピーカサイズおよび所望のスピーカ性能特徴に依存し得る。
【００１３】
音声コイル２０２および２０６は、それぞれ、磁石１０４および１０８からの磁束と、音声コイル２０２および２０６を通って流れる電流との間で、空隙１２０および１２２内で相互作用が存在する場合、動作の間、軸方向に反復運動し得る。図２では、音声コイル２０２および２０６の一部分が、それぞれの空隙１２０および１２２内に位置付けられる。磁石１０４および１０８からの磁束は、結合され、実質的に空隙１２０および１２２内に指向ならびに集束される。空隙１２０および１２２それぞれ内の磁束は、磁石構造１００内の磁気回路を通して、空隙１２０および１２２の他方内の磁束に寄与し得る。音声コイル２０２および２０６を通って流れる電流は、入力音声信号から生じ得る。入力音声信号は、増幅器、クロスオーバー、または他の好適な源によって提供されるアナログ電気信号であり得る。電流は、空隙１２０および１２２内の磁束と相互作用し、音声コイル２０２および２０６と、それらのそれぞれに取り付けられたドーム２０４および振動板２０８は、相互作用に応じて、独立して揺動および振動し得る。可聴音は、ドーム２０４と、振動板２０８によって生じる空気の独立した運動によって生じ得る。
【００１４】
図３は、第２の例示的スピーカ３００の断面を示す。スピーカ３００は、磁石構造３０２と、ツイータ音声コイル３０４と、反転ツイータドーム３０６と、中音域音声コイル３０８と、中音域振動板３１０と、サスペンション３１２とを含む。磁石構造３０２は、デュアルポール３１４と、第１および第２の磁石３１６ならびに３１８と、第１および第２の前面プレート３２０ならびに３２２とを含む。デュアルポール３１４は、磁心３２４と、フランジ３２６とを含む。フランジ３２６は、第１および第２の磁石３１６と３１８との間に配置され、磁心３２４から離れるように実質的に垂直に延び得る。図１に記載の磁石構造１００と同様に、磁石３１６および３１８は、両方とも、第１および第２の空隙３３０ならびに３３２において磁石構造３０２の結合された磁束に寄与し得るように、同一方向に分極化される。デュアルポール３１４と、前面プレート３２０および３２２は、磁石３１６および３１８によって発生される磁束の少なくとも一部が通る低磁気抵抗経路を提供し得る。磁気回路は、磁石３１６および３１８によって、３２０および３２２と、デュアルポール３１４と、第１の空隙３３０と、第２の空隙３３２を通して形成され得る。
【００１５】
図３では、磁心３２４と、前面プレート３２０および３２２は、デュアルポール３１４と、空隙３３０および３３２を通る磁束経路を最適に結合、指向、ならびに集束させるように成形され得る。例えば、フランジ３２６と、磁石３１６および３１８と、前面プレート３２０および３２２は、オリフィス３２８と同心状であり、かつ互いに、軸３３４を中心として対象である。フランジ３２６は、磁心３２４から離れるように垂直に延び、より厚い角度付けられた外側部分と比較して、より薄い内側部分を有する。第１の磁石３１６は、フランジ３２６の第１の平面表面に連結され、フランジ３２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第２の磁石３１８は、フランジ３２６の第１の平面表面と反対にあるフランジ３２６の第２の平面表面に連結される。また、第２の磁石３１８は、フランジ３２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第１の前面プレート３２０は、フランジ３２６の第１の表面と反対の第１の磁石３１６の表面に連結される。
【００１６】
第１の前面プレート３２０は、湾曲外側部分を伴う、実質的に楕円形状を有する。第２の前面プレート３２２は、フランジ３２６の第２の表面と反対の第２の磁石３１８の表面に連結される。第２の前面プレート３２２は、外側部分と比較して内側部分がより厚い部分的楔形状を有する。磁心３２４と、フランジ３２６と、前面プレート３２０および３２２の他の形状ならびに厚さを使用して、磁束を結合および指向させ得る。デュアルポール３１４は、磁心３２４の内側表面に形成されるオリフィス３２８を含む。オリフィス３２８は、中心軸３３４を中心として対称である。図３では、オリフィス３２８は、浅い部分的円錐形状、実質的に円柱形状、および部分的湾曲形状を含む。オリフィス３２８は、他の形状を含んでもよく、スピーカ内の磁石構造３０２の支持を可能にし得る。磁石３１６および３１８は、略円形または環状形状リング磁石であり得る。また、前面プレート３２０および３２２は、略円形または環状形状であり得る。
【００１７】
ツイータ音声コイル３０４は、第１の空隙３３０内に位置付けられてもよく、反転ツイータドーム３０６に連結され得る。中音域音声コイル３０８は、第２の空隙３３２内に位置付けられてもよく、中音域振動板３１０に連結され得る。サスペンション３１２によって、中音域音声コイル３０８と、中音域振動板３１０が、中心軸３２８に沿って軸方向に反復運動可能となる。音声コイル３０４および３０８は、それぞれ、磁石３１６および３１８からの磁束と、空隙３３０および３３２内で、音声コイル３０４および３０８を通して流れる電流との間で相互作用が存在する場合、動作の間、軸方向に反復運動し得る。磁石３１６および３１８からの磁束は、結合され、実質的に空隙３３０および３３２内に指向ならびに集束される。音声コイル３０４および３０８内の電流は、空隙３３０および３３２内の磁束と相互作用し、音声コイル３０４および３０８と、それらのそれぞれに取り付けられたドーム３０６および振動板３１０は、相互作用に応答して、独立して揺動および振動し得る。可聴音は、ドーム３０６と、振動板３１０によって生じる空気の独立した運動によって生じ得る。
【００１８】
図４は、第３の例示的スピーカ４００の断面を示す。スピーカ４００は、磁石構造４０２と、ツイータ音声コイル４０４と、ツイータドーム４０６と、中音域音声コイル４０８と、中音域振動板４１０と、サスペンション４１２とを含む。磁石構造４０２は、デュアルポール４１４と、第１および第２の磁石４１６ならびに４１８と、第１および第２の前面プレート４２０ならびに４２２とを含む。デュアルポール４１４は、磁心４２４と、フランジ４２６とを含み、フランジは、第１および第２の磁石４１６と４１８との間に位置付けられ得る。フランジ４２６は、磁心４２４から離れるように垂直に延び得る。磁石４１６および４１８は、両方とも、磁石構造４０２の結合された磁束に寄与し得るように、同一方向に分極化される。デュアルポール４１４と、前面プレート４２０および４２２は、磁石４１６および４１８によって発生される磁束の少なくとも一部を通る低磁気抵抗経路を提供し得る。磁気回路は、磁石４１６および４１８によって、前面プレート４２０および４２２と、デュアルポール４１４と、第１の空隙４３０と、第２の空隙４３２を通して形成され得る。
【００１９】
図４では、磁心４２４と、前面プレート４２０および４２２は、デュアルポール４１４と、空隙４３０および４３２を通る磁束経路を結合、指向、ならびに集束させるように成形され得る。例えば、磁心４２４は、中心軸４３４を中心として対称であって、実質的に中実かつ円柱形である。磁心３２４の上部および底部は、平面表面である。フランジ４２６と、磁石４１６および４１８と、前面プレート４２０および４２２は、磁心４２４と、同心状であって、かつ互いに軸４３４を中心として対称である。フランジ４２６は、磁心４２４から離れるように垂直に延び、より厚い角度付けられた外側部分と比較してより薄い内側部分を有する。第１の磁石４１６は、フランジ４２６の第１の平面表面に連結され、フランジ４２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第２の磁石４１８は、フランジ４２６の第１の平面表面と反対にあるフランジ４２６の第２の平面表面に連結される。また、第２の磁石４１８は、フランジ４２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第１の前面プレート４２０は、フランジ４２６の第１の表面と反対の第１の磁石４１６の表面に連結される。第１の前面プレート４２０は、湾曲外側部分を伴う、実質的に楕円形状を有する。第２の前面プレート４２２は、フランジ４２６の第２の表面と反対の第２の磁石４１８の表面に連結される。第２の前面プレート４２２は、外側部分と比較して内側部分がより厚い、部分的楔形状を有する。磁心４２４と、フランジ４２６と、前面プレート４２０および４２２の他の形状ならびに厚さを使用して、磁束を結合および指向させ得る。
【００２０】
ツイータ音声コイル４０４は、第１の空隙４３０内に位置付けられてもよく、ツイータドーム４０６に連結され得る。中音域音声コイル４０８は、第２の空隙４３２内に位置付けられてもよく、中音域振動板４１０に連結され得る。サスペンション４１２によって、中音域音声コイル４０８と、中音域振動板４１０が、スピーカ４００の中心軸４３４に沿って軸方向に反復運動可能となる。音声コイル４０４および４０８は、それぞれ、磁石４１６および４１８からの磁束と、空隙４３０および４３２内の音声コイル４０４および４０８を通して流れる電流との間の相互作用が存在する場合、動作の間、軸方向に反復運動し得る。磁石４１６および４１８からの磁束は、実質的に空隙４３０および４３２内に指向ならびに集束される。音声コイル４０４および４０８内の電流は、空隙４３０および４３２内の磁束と相互作用し、音声コイル４０４および４０８と、それらのそれぞれに取り付けられたドーム４０６および振動板４１０は、相互作用に応答して、独立して揺動および振動し得る。可聴音は、ドーム４０６と、振動板４１０によって生じる空気の独立した運動によって生じ得る。
【００２１】
図５は、第４の例示的スピーカ５００の断面を示す。図５のスピーカ５００は、磁石構造５０２と、ツイータ音声コイル５０４と、ツイータドーム５０６と、中音域音声コイル５０８と、中音域振動板５１０と、サスペンション５１２とを含む。磁石構造５０２は、デュアルポール５１４と、第１および第２の磁石５１６ならびに５１８と、第１および第２の前面プレート５２０ならびに５２２とを含む。図１に記載の磁石構造１００と同様に、磁石５１６および５１８は、両方とも、磁石構造５０２の結合された磁束に寄与し得るように、同一方向に分極化される。デュアルポール５１４は、磁心５２４と、フランジ５２６とを含む。フランジ５２６は、図５に示されるように、磁心５２４から離れるように垂直に延び得る。デュアルポール５１４は、モータ支持部５２８を受容するように成形され得る、オリフィスを含む。磁石５１６および５１８は、フランジ５２６に直接連結され得、前面プレート５２０および５２２は、それぞれ、磁石５１６および５１８に直接連結され得る。デュアルポール５１４と、磁石５１６および５１８と、前面プレート５２０および５２２とを含む、磁石構造５０２は、対称軸５３６を中心として円柱状に対称であり得る。
【００２２】
また、図５のスピーカ５００は、モータ支持部５２８と、上部シャーシ５３０と、下部シャーシ５３２と、ダストキャップ５３４とを含む。磁石構造５０２は、磁心５２４内に形成されるオリフィスに嵌入することによって、モータ支持部５２８によって支持され得る。磁石構造５０２と、モータ支持部５２８と、ツイータ音声コイル５０４と、ツイータドーム５０６と、中音域音声コイル５０８と、中音域振動板５１０と、サスペンション５１２は、上述のように動作し得、上部シャーシ５３０および下部シャーシ５３２内に組み立てられ、スピーカ５００を形成し得る。ダストキャップ５３４は、上部シャーシ５３０の上部に位置付けれ、ツイータドーム５０６を埃および他の汚染物質から保護し得る。上部シャーシ５３０および下部シャーシ５３２は、アルミニウム、スチール、プラスチック、合成物、または他の好適な材料から成り得る。モータ支持部５２８と、上部シャーシ５３０と、下部シャーシ５３２は、特定の用途または環境のために、スピーカ５００の構成要素を含み支持するように、任意の好適な形状であり得る。スピーカ５００は、増幅器、クロスオーバー、または別の源から入力音声信号を提供するために、音声コイル５０４および５０８への導体５３８を含み得る。
【００２３】
図５では、磁心５２４と、前面プレート５２０および５２２は、デュアルポール５１４を通る磁束経路を結合、指向、ならびに集束させるように成形され得る。磁心５２４のオリフィスは、軸５３６を中心として対称である。オリフィスは、部分的に円錐形状、実質的に円柱形状、および部分的に湾曲形状を含み得る。磁心５２４の外側部分は、磁心５２４を通る磁束経路を指向および集束させ得る、切り欠きを有する。フランジ５２６と、磁石５１６および５１８と、前面プレート５２０および５２２は、オリフィスと、かつ互いに同心状であって、軸５３６を中心として対称である。フランジ５２６は、磁心５２４から離れるように垂直に延び、角度付けられた外側部分を有する。第１の磁石５１６は、フランジ５２６の第１の平面表面に連結され、フランジ５２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第２の磁石５１８は、フランジ５２６の第１の平面表面と反対にあるフランジ５２６の第２の平面表面に連結される。また、第２の磁石５１８は、フランジ５２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第１の前面プレート５２０は、フランジ５２６の第１の表面と反対の第１の磁石５１６の表面に連結される。第１の前面プレート５２０は、外側部分と比較してより厚い内側部分を伴う、階段状形状を有する。第２の前面プレート５２２は、フランジ５２６の第２の表面と反対の第２の磁石５１８の表面に連結される。第２の前面プレート５２２は、外側部分と比較して内側部分がより厚い、部分的楔形状を有する。磁心５２４と、フランジ５２６と、前面プレート５２０および５２２の他の形状ならびに厚さを使用して、磁束を結合および指向し得る。
【００２４】
図６は、第５の例示的スピーカ６００の断面を示す。スピーカ６００は、上述のスピーカと類似構成を伴う、より薄型のスピーカの実施例である。図６のスピーカ６００は、磁石構造６０２と、ツイータ音声コイル６０４と、反転ツイータドーム６０６と、中音域音声コイル６０８と、中音域振動板６１０と、サスペンション６１２とを含む。磁石構造６０２は、デュアルポール６１４と、第１および第２の磁石６１６および６１８と、第１および第２の前面プレート６２０および６２２とを含む。磁石６１６および６１８は、両方とも、磁石構造６０２の結合された磁束に寄与し得るように、同一方向に分極化される。デュアルポール６１４は、磁心６２４と、フランジ６２６とを含み、フランジ６２６は、磁心６２４から離れるように実質的に垂直に延び得る。磁石６１６および６１８は、フランジ６２６に直接連結され得、前面プレート６２０および６２２は、それぞれ、磁石６１６および６１８に直接連結され得る。デュアルポール６１４と、磁石６１６および６１８と、前面プレート６２０および６２２とを含む、磁石構造６０２は、対称軸６３４を中心として円柱状に対称であり得る。
【００２５】
また、図６のスピーカ６００は、上部シャーシ６３０と、下部シャーシ６３２とを含む。ツイータ音声コイル６０４と、反転ツイータドーム６０６と、中音域音声コイル６０８と、中音域振動板６１０と、サスペンション６１２は、上述のように動作し得、上部シャーシ６３０および下部シャーシ６３２内に組み立てられ、スピーカ６００を形成し得る。反転ツイータドーム６０６は、スピーカ６００の高さをさらに低減させる。上部シャーシ６３０および下部シャーシ６３２は、アルミニウム、スチール、プラスチック、合成物、または他の好適な材料から成り得る。上部シャーシ６３０と、下部シャーシ６３２は、特定の用途または環境のために、スピーカ６００の構成要素を含み支持するように任意の好適な形状であり得る。
【００２６】
図６では、磁心６２４と、前面プレート６２０および６２２は、デュアルポール６１４を通る磁束経路を指向ならびに集束させるように成形され得る。磁心６２４は、中心軸６３４を中心として対称であって、実質的に中実かつ円柱形である。磁心６２４の上部および底面は、平面表面である。フランジ６２６と、磁石６１６および６１８と、前面プレート６２０および６２２は、磁心６２４と、かつ互いに同心状であって、軸６３４を中心として対称である。フランジ６２６は、磁心６２４から離れるように垂直に延び、実質的に楕円形状を有する。第１の磁石６１６は、フランジ６２６の第１の平面表面に連結され、フランジ６２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第２の磁石６１８は、フランジ６２６の第１の平面表面と反対にあるフランジ６２６の第２の平面表面に連結される。また、第２の磁石６１８は、フランジ６２６の角度付けられた外側部分を越えて延びる。第１の前面プレート６２０は、フランジ６２６の第１の表面と反対の第１の磁石６１６の表面に連結される。第１の前面プレート６２０は、外側部分と比較してより厚い内側部分を伴う、階段状形状を有する。第２の前面プレート６２２は、フランジ６２６の第２の表面と反対の第２の磁石６１８の表面に連結される。第２の前面プレート６２２は、外側部分と比較して内側部分がより厚い、部分的楔形状を有する。磁心６２４と、フランジ６２６と、前面プレート６２０および６２２の他の形状ならびに厚さを使用して、磁束を結合および指向させ得る。
【００２７】
図１〜６の例示的スピーカは、上述のように、それらのそれぞれのデュアルポールと、前面プレートと、磁石の組み合わせ、構成、および配列によって、空隙内に増大した磁束を提供し得る。特に、磁石は、図１〜６のスピーカ内で同一方向に整列される極性を有し得るため、磁石のそれぞれの磁束への寄与は、空隙内で結合、指向、および集束され得る。故に、空隙内に位置付けられる音声コイルは、音声コイルの運動が、より正確であって、改良されたスピーカ性能をもたらすように、空隙内の増大した磁束と相互作用するであろう。
【００２８】
図７は、図１の例示的磁石構造１００の磁束を概略的に示す。磁石１０４および１０８は、同一方向に分極化され、空隙１２０および１２２内のそれらのそれぞれの磁束の集束を指向、結合、ならびに増加させる。空隙１２０および１２２の外側の領域７０８内の磁束線７０６の集束と比べ、空隙１２０および１２２内に磁束線７０２および７０４のより高集束が存在する。さらに、磁石１０４および１０８による磁束線は、磁心１１２ならびにフランジ１１４と前面プレート１０６および１１０内で互いに結合する。磁心１１２と、フランジ１１４と、前面プレート１０６および１１０は、磁石１０４および１０８が、それらの個々の磁束への寄与を結合し、磁束が、空隙１２０および１２２内に実質的に集束されるように、配列ならびに構成される。上述のように、磁石構造１００は、空隙１２０および１２２内に位置付けられる２つの音声コイル（図示せず）を駆動させ得る。磁石構造１００から生じる空隙１２０および１２２内の増大した磁束は、より正確な音声コイル運動と、向上されたスピーカ性能を可能にする。
【００２９】
図８および９は、図７の例示的磁石構造１００の２つの磁石の個々の磁束への寄与を概略的に示す。図８は、第２の磁石１０８の磁束への寄与を伴わない、第１の磁石１０４の磁束への寄与を概略的に示す。図８は、前面プレート１０６と、磁心１１２と、デュアルポール１０２のフランジ１１４が、空隙１２０内に第１の磁石１０４の磁束を指向ならびに集束させ得ることを示す。他の領域内の磁束線８０４の集束と比べ、空隙１２０内に磁束線８０２のより高集束が存在する。図８では、第２の磁石１０８を伴わない、第１の磁石１０４による磁束の方向は、フランジ１１４内では、実質的に右から左である。
【００３０】
図９は、第１の磁石１０４の磁束への寄与を伴わない、第２の磁石１０８の磁束への寄与を概略的に示す。図９は、前面プレート１１０と、磁心１１２と、デュアルポール１０２のフランジ１１４が、空隙１２２内に第２の磁石１０８の磁束を指向ならびに集束させ得ることを示す。他の領域内の磁束線９０４の集束と比べ、空隙１２２内に磁束線９０２のより高集束が存在する。図９では、第１の磁石１０４を伴わない、第２の磁石１０８による磁束の方向は、フランジ１１４内では、実質的に左から右である。
【００３１】
したがって、図８および９に示されるように、磁石１０４および１０８の個々の磁束は、各磁石が独立して検証される場合、フランジ１１４内では、反対方向に流動する。しかしながら、磁石１０４および１０８は、それらのそれぞれの磁極性が同一方向に整列されるように、フランジ１１４の反対表面上に位置付けられ得る。本構成では、図７に概略的に示される結合された磁束は、それぞれ、第１の磁石１０４および第２の磁石１０８の図８ならびに９の個々の磁束線から生じ得る。換言すると、磁石１０４および１０８からの磁束への寄与は、図７に示されるように、結合、指向、ならびに集束され、空隙１２０および１２２内に増大した磁束を生成させ得る。
【００３２】
図１０は、代替の例示的磁石構造１０００の磁束を概略的に示す。磁石構造１０００は、リングまたは環状形状磁石１００２と、中実磁石１００４と、前面プレート１００６と、磁心キャップ１００８と、シェルポット１０１０とを含む。シェルポット１０１０は、磁心１０１２と、拡張部１０１４とを含む。磁石１００２および１００４は、同一方向に分極化され、空隙１０１６および１０１８内のそれらの磁束の集束を増大させる。図１０に見られるように、空隙１０１６および１０１８の外側の領域１０２６内の磁束線１０２４の集束と比べ、空隙１０１６および１０１８内に磁束線１０２０および１０２２のより高集束が存在する。さらに、磁石１００２および１００４による磁束線は、シェルポット１０１０の磁心１０１２内、ならびに拡張部１０１４と、前面プレート１００６と、磁心キャップ１００８内で互いに結合する。
【００３３】
磁心１０１２と、拡張部１０１４と、前面プレート１００６と、磁心キャップ１００８は、磁石１００２および１００４が、それらの個々の磁束への寄与を結合し、磁束が、空隙１０１６および１０１８内に実質的に指向ならびに集束されるように、配列ならびに構成される。磁石構造１０００は、空隙１１１６および１１１８内に位置付けられる２つの音声コイル（図示せず）を駆動させ得る。磁石構造１０００から生じる空隙１０１６および１０１８内の増大した磁束は、より正確な音声コイル運動と、向上したスピーカ性能を可能にし得る。図１０の磁石構造１０１０は、大型スピーカ、例えば、直径約１６ｍｍのツイータドライバと、直径約８０ｍｍの中音域ドライバを伴う、スピーカ内で使用され得る。磁石構造１０１０を使用するスピーカの別の実施例は、直径約８０〜１００ｍｍの中音域ドライバと、約２００〜３００ｍｍのサブウーファドライバを伴うものである。ドライバの他の寸法、構成、および組み合わせが使用され得る。
【００３４】
図１１は、図１〜６の例示的スピーカ等のスピーカを製造するための例示的プロセス１１００を示す。所望の音声特徴、材料要件、およびスピーカの物理的要件は、アクト１１０２で決定され得る。例えば、音声特徴は、消費電力、周波数域、インピーダンス、および他の特徴を含み得る。スピーカの物理的要件は、特定の用途、環境、または製造プロセスに対する質量あるいは寸法要件を含み得る。アクト１１０４では、第１および第２の磁性材料は、デュアルポールと連結され得る。デュアルポールは、低磁気抵抗磁性材料から成り得る。磁性材料は、デュアルポールに連結されるとき、磁化されていなくても既に磁化されていてもよい。磁性材料が、最初に磁化されていない場合、デュアルポールとの磁性材料の連結は、簡単化される。最初に磁化されていない磁性材料は、アクト１１０４での連結の間、互いにまたはデュアルポールと、磁気的に相互作用しないであろう。デュアルポールは、実質的円柱磁心と、磁心の外側表面から実質的に垂直に突出するフランジとを有し得る。デュアルポールは、フランジの表面への磁石の連結を可能にするように構成され得る。磁石は、リングまたは環状形状であり得、あるいは他の形状を備え得る。磁石は、接着剤、機械的締結具、溶接、または他の締結手段によって、デュアルポールあるいはデュアルポールのフランジに連結され得る。
【００３５】
アクト１１０６では、第１および第２の前面プレートが、第１および第２の磁性材料と連結され得る。前面プレートは、リングまたは環状形状であり得、低磁気抵抗磁性材料から成り得る。前面プレートは、デュアルポールと、磁石と、前面プレートとによって形成される空隙間の第１および第２の磁石の磁束を指向ならびに集束させるように適合され得る。アクト１１０８では、振動板に連結される第１および第２の音声コイルが、空隙内に位置付けられ得る。第１および第２の音声コイルは、磁化された第１および第２の磁性材料の磁束が、音声コイルを通して流れる電流と相互作用し、音声コイルおよび取り付けられた振動板の反復軸方向運動を可能にするように位置付けられ得る。第１および第２の音声コイルは、それぞれ、ツイータおよび中音域音声コイルであり得、または他の種類の音声コイルであり得る。
【００３６】
アクト１１１４では、磁性材料が磁化されているかどうか判定される。磁性材料が磁化されており、それらの極性が同一方向に整列されている場合、方法１１００は、アクト１１１２に進み得る。磁性材料が最初に磁化されていない場合、方法１１００は、アクト１１１０へと進み得る。アクト１１１０では、第１および第２の磁性材料は、磁石の極性が同一方向に整列されるように、磁化され得る。第１および第２の磁性材料は、アクト１１０４において、デュアルポールに連結され、第１および第２の前面プレートは、アクト１１０６において、第１および第２の磁性材料に連結されている。したがって、第１および第２の磁性材料の磁化は、磁石構造の組み立て後に行なわれ得る。アクト１１１０における第１および第２の磁性材料の磁化は、同時に行なわれても良い。本方法における第１および第２の磁性材料の磁化によって、両磁石は、空隙内のそれらの磁束を結合し、空隙内により正確な音声コイル運動を提供可能となり、スピーカは、サスペンション、配線、および他の構成要素とともに、アクト１１１２において、シャーシ内の磁化された磁性材料と、音声コイルと、振動板とを磁石構造に搭載することによって、組み立てられ得る。
【００３７】
本発明の種々の実施形態が記載されたが、さらに多くの実施形態および実装が本発明の範囲内で可能であることは、当業者には明白であろう。例えば、ツイータ、中音域、および／またはサブウーファドライバのためのドーム、振動板、コーン、ならびに／あるいは音声コイルの他の構成、配列、組み合わせが、上述のモータ構造と併用され得る。故に、本発明は、添付の請求項およびそれらの同等物からの観点を除き、制限されるものではない。
【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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【国際調査報告】
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