JP2012518932A - ラウドスピーカの改良 - Google Patents

Abstract

本発明はラウドスピーカのための駆動ユニット及び駆動ユニットを含むラウドスピーカに関する。駆動ユニットは一次間隙及び二次間隙を定める磁石組立体を含み、一次間隙及び二次間隙に対してボイスコイル組立体が移動可能であり、一次間隙及び二次間隙内にボイスコイルが取り付けられる。ボイスコイル組立体はフォーマを含み、スパイダ又は他の機械的配置手段が設けられることを必要とせずにボイスコイル組立体を位置付けるよう、フォーマは二次間隙内に提供される強磁性流体によって二次間隙内に配置され且つ懸架される。

Description

本発明はラウドスピーカに関し、具体的には、提供される可動コイル組立体に関し、より具体的には、ラウドスピーカ駆動ユニットのダイアフラムを駆動するために使用されるような可動コイルモータ、及び、そのような可動コイル組立体を組み込む駆動ユニット及びラウドスピーカに関するが、それらに限定されない。

既知であるように、そのような可動コイル組立体は、環状間隙を定める磁石組立体を含み、コイル組立体は、コイル組立体に適用される交流電気信号に応答して環状間隙内で軸方向に往復的に移動可能であるよう、環状間隙内に配置される。そのようなコイル組立体は「ボイスコイル」として周知である。

エクスカーションピストニックダイアフラムラウドスピーカ駆動ユニット、例えば、コーン型ラウドスピーカ駆動ユニットは、モータの磁石組立体を支持するシャーシと、コイル組立体に駆動的に結合されるコニカルダイアフラムとを含むのが普通である。コニカルダイアフラムが直線的に移動することを保証するために、コニカルダイアフラムは２つの可撓なサスペンション素子の上に支持されるのが普通である。これらは「サラウンド」及び「スパイダ」としてそれぞれ既知であり、サラウンドは、ダイアフラムの外周とシャーシとの間に取り付けられ、スパイダは、ダイアフラムの内周とシャーシとの間に取り付けられる。ダイアフラムの内周はボイスコイルに結合されるので、代わりにスパイダをボイスコイルフォーマとシャーシとの間に接続し得る。環状間隙内でのコイル組立体の安定性を向上するために、２つのサスペンション素子は可能な限り軸方向に離間されるのが普通である。大きなエクスカーションのために、ドライバの最大エクスカーションの大部分に亘って直線的に拡張するよう、サラウンド及びスパイダの双方が必要とされる。典型的には、より大きな駆動ユニット内でこれを達成するために、大型のロールサラウンド及び大きい直径のスパイダが一般的に利用される。より小さいサイズのエクスカーション駆動ユニット、例えば、所謂ツイータは、ダイアフラム及びボイスコイルのために単一のサスペンション素子を使用することが多い。ダイアフラム材料の外周の連続によって、この単一のサスペンション素子を１つ又はそれよりも多くの波形として形成し得る。これはドーム形状の駆動ユニットにおいて典型的に行われる。

しかしながら、サスペンションを収容するユニット内の利用可能な空間の欠如の故に、小型の高エクスカーションドライバの設計は問題を有する。空間の欠如の故に、スパイダ設計を含めることは、より一層困難な問題を提示する。これらのより小型の駆動ユニットには、大型のエクスカーションスパイダを収容することができず、その結果、駆動ユニットの直線性及びエクスカーションは妥協されることが多い。しかしながら、ボイスコイルの静的中心化を達成することが可能であるとしても、スパイダ全体の従来的除去は現実的に可能ではない。これは磁石組立体の間隙内のボイスコイルの不安定性を引き起こす駆動ユニットの動作帯域内でのダイアフラムにおける揺動モードの可能性に起因する。

ピストニックモード及び曲げモードの双方で動作するダイアフラムと、単一の中心配置されたエキサイタとを備える、矩形の高アスペクト比フラットダイアフラムを有する単一サスペンション全域ラウドスピーカ駆動ユニットを使用することが以前に提案された。そのような設計は、サラウンドサスペンションのみを使用して、スパイダサスペンションを使用せず、ダイアフラムにおける揺動モードに起因する使用中のボイスコイルの横方向移動に適合するよう、磁石組立体内に比較的大きなボイスコイル間隙を要求する。よって、モータ効率は、信頼性の利益のために妥協される。

米国特許出願公開ＵＳ２００７／０１８９５７２Ａ１には、キャビネットと、キャビネット内に取り付けられる中及び高周波数の音響信号のための少なくとも１つの平面的な磁石ドライバと、キャビネット内に取り付けられる低周波数用の少なくとも１つのコニカルボイスコイルとを含む、楽器ラウドスピーカシステムが開示されている。この場合、コニカルボイスコイルドライバは、ボイスコイルと、磁石と、コーンと、ボイスコイルと磁石との間に介装される強磁性流体とを含み、強磁性流体は、ボイスコイルを磁石と位置合わせするための整列手段を構成している。

しかしながら、特に強磁性流体の液滴が間隙から投げ飛ばされる傾向の故に、大型ラウドスピーカ駆動ユニットの高エクスカーション可動コイルシステムの間隙内の強磁性流体の使用に関連して有意な問題がある。これは動作中にコイルの運動によって引き起こされる抗力又は乱流の結果として起こり得ると信じられている。使用中の強磁性流体の損失を軽減するために、間隙から吹き付けられる強磁性流体の液滴を捕捉するよう、所謂「バッキング」磁石を位置付けることが提案されている。

本発明の目的は、ボイスコイルが正確に位置付けられることを保証するサスペンションシステムを設けることの問題に取り組むこと、具体的には、高エクスカーションの（以下に定められるような）比較的小さいラウドスピーカ駆動ユニットにおける実施に適したシステムを提供することであるが、必ずしもそれに限定されない。

本発明の第一の特徴において、一次間隙及び二次間隙を定める磁石組立体を含む可動コイルモータと、一次間隙及び二次間隙に対して軸方向に移動可能なボイスコイル組立体とを含み、ボイスコイル組立体は、フォーマと、一次間隙の場所で前記フォーマ上に取り付けられる電磁コイルとを含み、フォーマは、二次間隙内に配置される強磁性流体の影響によって二次間隙に対して位置付けられる、ラウドスピーカ駆動ユニットが提供される。

更なる特徴において、本発明によれば、一次間隙領域と二次間隙領域とを有する間隙を定める磁石組立体と、間隙内での軸方向移動のために配置されるボイスコイル組立体とによって特徴付けられ、ボイスコイル組立体は、対向する第一軸方向端部と第二軸方向端部とを有し、ラウドスピーカダイアフラムに駆動的に結合されるよう構成される第一端部を有する管状フォーマを含み、電磁コイルがフォーマの第二端部付近でフォーマ上に巻回され、コイルが一次領域に隣接して間隙内に配置され、フォーマの中間部分が二次領域に隣接して間隙内に配置されるよう構成され、間隙内での軸方向移動のためにフォーマを懸架する二次間隙内の強磁性流体によって特徴付けられる、小型のダイアフラムを有する高エクスカーション可動コイルラウドスピーカ駆動ユニットが提供される。

本発明の更なる特徴において、一次間隙領域と二次間隙領域とを有する間隙を定める磁石組立体と、間隙内での軸方向移動のために配置されるボイスコイル組立体とを含む高エクスカーション可動コイルモータによって特徴付けられ、ボイスコイル組立体は、対向する第一軸方向端部と第二軸方向端部とを有する管状のフォーマを含み、第一端部はラウドスピーカダイアフラムに駆動的に結合されるよう構成され、電磁コイルがフォーマの第二端部付近でフォーマ上に巻回され、中間部分がコイルとフォーマの第一端部との間に配置され、コイルは一次領域に隣接して間隙内に配置され、フォーマの中間部分は二次領域に隣接して間隙内に配置されるよう構成され、少なくとも二次間隙内に提供される強磁性流体によって特徴付けられ、強磁性流体は、間隙内での軸方向移動のためにフォーマを懸架するよう作用する、小型のダイアフラムを有するラウドスピーカ駆動ユニットが提供される。

本出願の脈絡における小型ダイアフラムラウドスピーカ駆動ユニットは、円形のダイアフラムの場合には、実質的に１５２．４ｍｍよりも大きくない最大直径を有するものであり、好ましくは、１２７ミリ以下の直径である。楕円形又は矩形のダイアフラムの場合には、小型駆動ユニットは、実質的に１２７ミリ以下の最大幅を有するものである。

ボイスコイル組立体が円形断面のフォーマを含むことは従来的であり、この場合には、磁石組立体内の間隙は管状の形状である。しかしながら、ボイスコイルフォーマを他の断面形状、例えば、半円部分によって結合される平行な一対の直線部分を含む、所謂「レーストラック」形状にすることが可能である。

強磁性流体も一次間隙内に存在し得る。

全域（フルレンジ）動作を駆動ユニットに意図してもよく、駆動ユニットは低周波数でピストンモードにおいて動作し、高周波数で屈曲波モードにおいて動作し得る。

ダイアフラムは円形であってよく、楕円形又は実質的に矩形の形状であってもよい。ダイアフラムは高アスペクト比を有し得る。ダイアフラムはコニカル型であってよく、さもなければディッシュ型又はフラット型であってもよい。

添付の図面中に一例として本発明を概略的に例示する。

本発明の実施態様を示す概略図である。 本発明の１つの実施態様に従ったラウドスピーカ駆動ユニットを示す側断面図である。 本発明に従ったラウドスピーカ駆動ユニットの更なる実施態様を示す側断面図である。 図３の駆動ユニットを組み込んだラウドスピーカを示す側断面図である。

図１を先ず参照すると、１つの実施態様に従った本発明の特徴が概略的に例示されている。駆動ユニット２０は、矢印３１によって示されるように、磁石組立体又はシステム１５に対して軸方向に移動可能であるよう取り付けられるボイスコイル組立体１９によって駆動されるよう接続されるダイアフラム２を含む。磁石組立体は、一次間隙１１と、二次間隙３３とを定める。

ボイスコイル組立体１９は、フォーマ５を含み、フォーマ５は、ダイアフラム２を駆動するよう接続される一端部３５と、他端部３７とを有する。端部３７に向かって、ボイスコイル４が取り付けられ、これは一次間隙１１内に配置される。フォーマ５の更なる部分１９が二次間隙３３内に配置され、強磁性流体４３の提供によって間隙の側壁４１に対して配置され、強磁性流体４３は、側壁４１から実質的に一定に離間した位置にフォーマを維持すると同時に、フォーマ５の軸方向動作３１を行い得ることを保証するよう作用する。

図２を今や参照すると、シャーシ又はバスケット３を含む、本発明に従って作製されたラウドスピーカ駆動ユニット２０が示され、シャーシ又はバスケット３は、１つの閉塞端部１６を有する概ね管状のカップ１２を含む磁石システム１５を剛的に支持し、シャーシ又はバスケット内には、ディスク状の一次磁石９と、ディスク状の一次又は内側極片１０と、ディスク状の二次磁石７と、ディスク状の二次又は外側極片８とによって形成される同心状の積重ねが剛的に取り付けられる。一次磁石９及び二次磁石７は双方とも軸方向に磁化され、それらの磁場を反対に備えて配置される。磁石７，９及び極片８，１０の積重ねは、カップ１２内に同心状に位置付けられ、磁石７，９及び極片８，１０の積重ねは、カップの内側湾曲壁と磁石／極片積重ねとの間に小さい環状の間隙１７を形成するよう、カップ１２の内側よりも小さい直径を有する。

シャーシ３は、ダイアフラムが軸方向に移動するのを許容するよう、可撓なロール状サラウンド１を用いて、その外周でコニカルラウドスピーカダイアフラム２を弾性的に支持する。コニカルダイアフラムの内周は、同心状ドームによって閉塞され、よって、それはダイアフラムの放射表面の一部を形成する。

間隙１７内で軸方向に往復可能であり、且つ、一次極片１０に対向してコイル４を備えるよう、管状フォーマ５を含むボイスコイル組立体１９が間隙１７内に取り付けられ、管状フォーマ５上にはコイル４が巻回される。コイルフォーマ５の一端部がコイルに送られる交流電気信号に応答してダイアフラム２を駆動するよう、コイルフォーマ５の一端部はダイアフラム２に固定される。

ボイスコイルフォーマが環状間隙内で円滑に案内されるよう、二次極片に隣接する環状間隙の中間部分を強磁性流体で充填することによって、第二サスペンションが形成される。間隙のこの部分を、コイル４の近傍にある一次間隙１１と異なるものとして、二次間隙と呼び得る。

図３には、本発明に従ったラウドスピーカ駆動ユニットの第二実施態様が示されている。この実施態様において、駆動ユニットは、ここではダイアフラム１３が平坦である点を除き、図２に示されるものと極めて類似している。図４は、ラウドスピーカを形成するようボックス状エンクロージャ１４内に取り付けられた、図３に示される種類のラウドスピーカ駆動ユニットを示している。

図面を参照して上記されたラウドスピーカ駆動ユニットモータの実施態様の利点は、ダイアフラムに結合するスパイダの欠如は、周波数応答の円滑性の改良及び移動する質量の減少をもたらすことである。これは全域駆動ユニットにおいて使用されるときに有益であり得る。

ドライバの後方からのより良好な音響の流れの故に、音質の改良を達成し得る。高い直線性も達成可能であり、よって、作り出される二重間隙モータの故に、高エクスカーション及び高効率を可能にする。良好なボイスコイル横方向（ｘ，ｙ）安定性が達成され、二次間隙から強磁性流体が失われる傾向も減少する。何故ならば、強磁性流体は一次間隙内のボイスコイルの移動によって引き起こされる乱流から離れて配置されるからである。乱流から離れた強磁性流体の場所及びコイルによって生成される熱からの強磁性流体の間隔の故に、二次間隙内の強磁性流体のために、より長い寿命を達成し得る。生成される音声に関して、特に、小さい地域、具体的には、低いフットプリントの駆動ユニットのバス（低温）性能に関して、性能の改良が達成され、ＴＶ用途、マルチメディア用途、及び、自動車用途におけるような限定的な空間における駆動ユニット用途のために、高エクスカーション能力が達成される。

Claims (22)

1. 一次間隙及び二次間隙を定める磁石組立体を含む可動コイルモータと、
   前記一次間隙及び前記二次間隙に対して軸方向に移動可能なボイスコイル組立体とを含む、
   ラウドスピーカ駆動ユニットであって、
   前記ボイスコイル組立体は、フォーマと、前記一次間隙の場所で前記フォーマ上に取り付けられる電磁コイルとを含み、前記フォーマは、前記二次間隙内に配置される強磁性流体の影響によって、前記二次間隙に対して位置付けられる、
   ラウドスピーカ駆動ユニット。
2. 前記ボイスコイル組立体は、前記二次間隙内の前記強磁性流体の影響によって単独で配置される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
3. 前記強磁性流体は、前記一次間隙内に提供される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
4. 実質的に全域で動作し得る、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
5. 低周波数でピストンモードにおいて動作し且つ高周波数で屈曲波モードにおいて動作するよう構成される、請求項４に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
6. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットは、小型のダイアフラムを含む、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
7. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットの前記ダイアフラムは、実質的に平坦である、請求項６に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
8. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットは、少なくとも４：１のアスペクト比を備えるダイアフラムを有する、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
9. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットを駆動するために、複数のボイスコイル組立体が提供される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
10. 前記ボイスコイル組立体は、細長い形状のダイアフラムの長さに沿って離間する、請求項９に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
11. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットは、バス周波数を生成するよう構成される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
12. 前記フォーマは、管状の形状である、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
13. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットは、１５２．４ｍｍ未満の最大直径を備える実質的に円形のダイアフラムを含む、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
14. 当該ラウドスピーカ駆動ユニットは、ダイアフラムを含み、該ダイアフラムは、細長い形状であり、１２７ミリ未満の最大幅を有する、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
15. 前記可動コイルモータは、高エクスカーション可動コイルモータである、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
16. 前記フォーマの第一端部が、当該ラウドスピーカ駆動ユニットのダイアフラムを駆動するよう配置され、ボイスコイルは、前記フォーマの第二端部に向かって配置され、前記ボイスコイルと前記第一端部との間の前記フォーマの前記部分の少なくとも一部が前記二次間隙内に配置される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
17. 前記二次間隙の側壁に対する前記フォーマの位置は、前記二次間隙内に存在する前記強磁性流体によって影響される、請求項１に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
18. 前記二次間隙の前記側壁からの前記フォーマの間隔は、前記強磁性流体の前記影響によって実質的に一定に維持される、請求項１７に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
19. 前記フォーマは、前記強磁性流体の前記影響によって前記二次間隙内に実質的に中心的に位置付けられる、請求項１７又は１８に記載のラウドスピーカ駆動ユニット。
20. ダイアフラムと、
    一次間隙領域と二次間隙領域とを備える磁石組立体と、前記一次間隙及び前記二次間隙内での軸方向移動のために配置されるボイスコイル組立体とを有する可動コイルモータとを含む、
    ラウドスピーカ駆動ユニットであって、
    前記ボイスコイル組立体は、フォーマと、前記コイルが前記一次間隙内に又は前記一次間隙に隣接して配置され、前記フォーマの他の部分が前記二次間隙内に配置されるよう、前記フォーマ上に巻回される電磁コイルとを含み、強磁性流体が、少なくとも前記二次間隙内に提供されて、前記フォーマ、故に、前記ボイスコイル組立体を前記一次間隙及び前記二次間隙の前記側壁からの前記空間に対して実質的に一定の位置に懸架すると同時に、前記ダイアフラムを駆動するために前記磁石組立体に対する前記ボイスコイル組立体の軸方向移動を可能にするよう作用する、
    ラウドスピーカ駆動ユニット。
21. 一次間隙領域と二次間隙領域とを有する間隙を定める磁石組立体と、前記間隙内での軸方向移動のために配置されるボイスコイル組立体とを有する高エクスカーション可動コイルモータによって特徴付けられる、
    小型のダイアフラムを有するラウドスピーカ駆動ユニットであって、
    前記ボイスコイル組立体は、対向する第一軸方向端部と第二軸方向端部とを有する管状のフォーマを含み、前記第一端部は、前記ラウドスピーカダイアフラムに駆動的に結合されるよう構成され、電磁コイルが前記フォーマの前記第二端部付近で前記フォーマ上に巻回され、中間部分が前記コイルと前記フォーマの前記第一端部との間に配置され、前記コイルは前記一次領域に隣接して前記間隙内に配置され、前記フォーマの前記中間部分は前記二次領域に隣接して前記間隙内に配置されるよう構成され、少なくとも前記二次間隙内に提供される強磁性流体によって特徴付けられ、該強磁性流体は、前記間隙内での軸方向移動のために前記フォーマを懸架するよう作用する、
    ラウドスピーカ駆動ユニット。
22. 請求項１乃至２１のうちのいずれか１項に記載のバッフル及びラウドスピーカ駆動ユニットを含むラウドスピーカ。

Images