特表 2025-505195 動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ、それを備える動電型スピーカドライバ、および関連する動電型スピーカ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-21

(54)【発明の名称】動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ、それを備える動電型スピーカドライバ、および関連する動電型スピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 9/02 20060101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

H04R9/02 102A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024546395

(86)(22)【出願日】2023-01-10

(85)【翻訳文提出日】2024-10-01

(86)【国際出願番号】 IB2023050196

(87)【国際公開番号】W WO2023148563

(87)【国際公開日】2023-08-10

(31)【優先権主張番号】2200947

(32)【優先日】2022-02-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506316557

【氏名又は名称】サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック

(71)【出願人】

【識別番号】524292042

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ・デュ・マン

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】リオネル・カンバーレイン

(72)【発明者】

【氏名】アントナン・ノヴァク

(72)【発明者】

【氏名】ピエリック・ロットン

(72)【発明者】

【氏名】フレデリック・ポレ

(72)【発明者】

【氏名】エティエンヌ・ガヴィオ

【テーマコード（参考）】

5D012

【Ｆターム（参考）】

5D012BB03

5D012FA02

(57)【要約】

本発明は、動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２）に関し、第１の外側対の、第１の厚さを有する、軸方向磁化、永久リング磁石（３ａ、３ｂ）および第２の内側対の、第１の厚さより小さい第２の厚さを有する、軸方向磁化、永久リング磁石（４ａ、４ｂ）を備え、第２の内側磁石（４ｂ）に面する第１の内側磁石（４ａ）の面が第２の外側磁石（３ｂ）に面する第１の外側磁石（３ａ）の面に対して既定のオフセット距離（Δｙ）だけオフセットされ、かつ第１の内側磁石（４ａ）に面する第２の内側磁石（４ｂ）の面が第１の外側磁石（３ａ）に面する第２の外側磁石（３ｂ）の面に対して既定のオフセット距離（Δｙ）だけオフセットされる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）であって、第１の外側対の磁石および第２の内側対の磁石を備え、
前記第１の外側対の磁石が第１の外側の軸方向磁化永久リング磁石（３ａ）および第２の外側の軸方向磁化永久リング磁石（３ｂ）を備え、前記第１および第２の外側永久リング磁石（３ａ、３ｂ）が互いに面して軸方向に配置され、互いから離間されかつ同じ第１の厚さを有し、
前記第２の内側対の磁石が第１の内側の軸方向磁化永久リング磁石（４ａ）および第２の内側の軸方向磁化永久リング磁石（４ｂ）を備え、前記第１および第２の内側永久リング磁石（４ａ、４ｂ）が互いに面して軸方向に配置され、互いから離間されかつ同じ第２の厚さを有し、前記第１および第２の内側永久リング磁石（４ａ、４ｂ）ならびに前記第１および第２の外側永久リング磁石（３ａ、３ｂ）が同軸であり、言い換えれば、同じ中心対称軸を有し、前記第１の外側対の磁石と前記第２の内側対の磁石との間にエアギャップが形成されるように前記第１の内側永久磁石（４ａ）が前記第１の外側永久磁石（３ａ）の内側に配置されかつ前記第２の内側永久磁石（４ｂ）が前記第２の外側永久磁石（３ｂ）の内側に配置され、
前記第１の内側永久磁石（４ａ）のＮＳ磁場方向が前記第１の外側永久磁石（３ａ）のＮＳ磁場方向と逆であり、前記第１の内側永久磁石（４ａ）の前記ＮＳ磁場方向が前記第２の内側永久磁石（４ｂ）のＮＳ磁場方向と逆であり、かつ前記第１の外側永久磁石（３ａ）の前記ＮＳ磁場方向が前記第２の外側永久磁石（３ｂ）のＮＳ磁場方向と逆である、磁石アセンブリ（２；２’）において、
前記第２の厚さが前記第１の厚さより小さいこと、および
前記第２の内側永久磁石（４ｂ）に面している前記第１の内側永久磁石（４ａ）の面が前記第２の外側永久磁石（３ｂ）に面する前記第１の外側永久磁石（３ａ）の面に対して既定の非ゼロオフセット距離（Δｙ）だけオフセットされ、かつ前記第１の内側永久磁石（４ａ）に面している前記第２の内側永久磁石（４ｂ）の面が前記第１の外側永久磁石（３ａ）に面している前記第２の外側永久磁石（３ｂ）の面に対して前記既定のオフセット距離（Δｙ）だけオフセットされることを特徴とする、動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項2】

前記第１および第２の外側永久磁石（３ａ、３ｂ）が、空気およびポリマーのような非金属材料の中からの少なくとも１つによって分離されることを特徴とする、請求項１に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項3】

前記第１および第２の内側永久磁石（４ａ、４ｂ）が、空気およびポリマーのような非金属材料の中からの少なくとも１つによって分離されることを特徴とする、請求項１または２に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項4】

前記第１および第２の外側永久磁石（３ａ、３ｂ）の各々が、重畳されかつ同じ内径、同じ外径、同じＮＳ磁場方向および異なる厚さを有する、２つの軸方向磁化永久リング副磁石（３１ａ、３２ａ；３１ｂ、３２ｂ）から構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２’）。

【請求項5】

前記第１および第２の外側永久磁石（３ａ、３ｂ）の各々に関して、前記第１および第２の外側永久磁石（３ａ、３ｂ）の他方に面する前記永久副磁石（３２ａ、３２ｂ）が、前記既定のオフセット距離（Δｙ）に等しい厚さを有することを特徴とする、請求項４に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２’）。

【請求項6】

前記第１の厚さの前記第２の厚さに対する比が１と５との間であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項7】

前記既定のオフセット距離（Δｙ）が前記第１の厚さの２％と５０％との間であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項8】

前記第１の外側対の磁石と前記第２の内側対の磁石との間の前記エアギャップが０．５ｍｍと６ｍｍとの間の間隔を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項9】

前記第１および第２の対の磁石の前記永久磁石（３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）が、ネオジム、鉄、ホウ素、コバルト、ニッケル、および、酸化鉄、サマリウム、亜鉛およびアルミニウムの中からの少なくとも１つを備える強磁性セラミック、の中からの少なくとも１つから作られることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ（２；２’）。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の磁石アセンブリ（２；２’）、および、前記磁石アセンブリ（２；２’）の前記エアギャップへ部分的に挿入されかつその上で前記磁石アセンブリ（２；２’）の前記エアギャップに配置されるコイル（８）が巻回される円筒コイル支持体を備える可動要素（７）を備える、動電型スピーカドライバ（５）。

【請求項11】

前記可動要素（７）がポリイミドフィルムから作られることを特徴とする、請求項１０に記載の動電型スピーカドライバ（５）。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載の動電型スピーカドライバ（５）および前記ドライバ（５）の前記可動要素（７）に接続される振動板（１１）が配置されるフレーム（１５）を備える動電型スピーカ（１４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動電型スピーカの分野に関し、特に、動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリ、上記磁石アセンブリを備える動電型スピーカドライバ、および上記ドライバを備える動電型スピーカに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の動電型スピーカドライバは、永久磁石アセンブリによって発生される磁場内の、ほとんどの場合、可動要素に配置される巻線から成る、電磁アクチュエータを備えており、永久磁場の構成が、永久磁石アセンブリのＮおよびＳ極間のいわゆる放射対称を呈する。巻線に振幅および周波数変調電流が流れると、可聴周波数で誘導される機械的変位が、音響放射体としても知られている、放出面として作用する振動板を用いて音場へ変換される。動電型スピーカの音質は、帯域幅全体（例えば、１６Ｈｚから２０，０００Ｈｚまで）にわたって可能な限り不変でなければならない、周波数応答曲線に、ならびに最小高調波歪および相互変調の存在によって示される、システムの直線性に依存する。

【0003】

動電型スピーカが全ての周波数を等しく支持すれば、有用な倍音を構成する、楽器の音色の再現は、演繹的に、確実にすることができるようである。しかしながら、良質楽器の音響シグネチャを表す、音のアタックトランジェントを十分に再現する必要性を考慮すれば、現実は、より複雑である。トランジェントに対するスピーカの応答は、「忠実度」の必須条件であり、スピーカが一連のパルスを受けるときに振動板の「ドラッギング」を検出することによってテストできる。可動要素の慣性および自己誘導による力が、この欠陥に関与する。

【0004】

音響、光学および電気測定が、理想的な動電型スピーカのようなものはないこと、ならびに各設計が帯域幅制限、様々な共振ピークおよび慣性の点で欠点を呈することを明らかにする。原則として、幾つかのスピーカの連結により、これらの欠点の多くが克服されるのを可能にするが、他方では、これらの欠点の蓄積作用は、時に良質な音楽再生には受け入れられないことがある。

【0005】

加えて、既存の動電型スピーカは、一般に平凡な電気音響効率を有しており、値は０．５％から５％の範囲である。例として、部屋では、約１５０ｍＷを送出するピアノのフォルティッシモの再現を保証するために約１００Ｗ_ＲＭＳで音を出す必要がある。

【0006】

可動要素の変位の裏にある有用な駆動力は、ｉ（ｔ）で表される電流が流れる巻線の各長さ要素との、Ｂで表される誘導磁場の相互作用から生じる。局所的に、誘導磁場内で変位中の電荷キャリアに印加される基本的な力Ｆ（単位ニュートン）はローレンツ力と称され、磁場およびキャリア速度によって定められる平面に垂直な方向に及ぼされる。上記現象に従う素電荷担持量内の評価は次式に至る：

【0007】

【数1】

【0008】

全ては、ｌと記される、巻線の未巻回長が均一な誘導磁場に曝されるかのようであり、動電型スピーカの駆動部（「ドライバ」とも呼ばれる）の、力係数と呼ばれる量Ｂ_ｌ＝Ｂ．ｌ（単位Ｎ／ＡまたはＴ．ｍ）を定めることを可能にする。

【0009】

この強度変調力は可動要素に作用しており、その機械的挙動は３つの成分によって規定される：慣性力、すなわち可動部の質量（Ｍ_ｍ）掛ける課される加速度の積、ｆ_ｍと記される定数（単位Ｎ／（ｍ／ｓ）またはｋｇ／ｓ）（ｆ_ｍは、ほとんどの場合、機械抵抗の観点からＲ_ｍと記される）を介して変位速度に比例すると一般に考えられる、減衰力、およびｋ_ｍと記される剛性（単位Ｎ／ｍ）が割り当てられるサスペンション機構に関連する復元力。軸ｘ上で案内される並進に対して、そのような理想化動電型スピーカの挙動方程式は次のように書かれる：

【0010】

【数2】

【0011】

任意の減衰振動子のこの一般的説明は、多くの物理システムに見ることができる。

【0012】

方程式［２］は、全てのその一般性において、右辺によって記述されるシステムの発振制御要求をその左辺に提示する。この意味で、ローレンツ力の印加は、電話の集約的開発によって動機付けされる、スピーカの本発明の独創性を歴史的に明白に示す（管増幅器（電子管として知られている、熱電子真空管）はまだ開発されておらず、電気的インピーダンスの観念はまだ当業者に不明であった）。

【0013】

理想的には、電流がどうであれ、力係数Ｂ_ｌ＝Ｂ．ｌは、動作中の可動要素の位置がどうであれ、不変のままであるべきである。

【0014】

そのため、スピーカの品質の着想を得るために、Ｂ_ｌをｘの関数としてプロットすることが有用であり、後者のパラメータは、スピーカの縦方向に従う振動板の変位を表す。理想的には、要求信号の最適再生のために動作範囲全体にわたって平坦なプロットを有することが重要であろう。技術現状に係る動電型スピーカに対して、このプロットの表現は近似ガウスの形態をとり、多数の開発がこの挙動を改善しようと試みた（が成功は非常に相対的）。従来のスピーカにおける可動要素の一般的なレイアウトは、永久磁石アセンブリの固定部へのコイルの近接を示す。そのような構成は、可動要素が、特に高周波数で作動されると固定導電部内の渦電流の発生を引き起こす。

【0015】

加えて、従来の動電型スピーカの一般的な構成は、駆動部に対して、磁場の放射構成を達成するために一般にその中心に鉄鋼材料を含む磁気アセンブリの実装を要する。これらの材料は比較的安価であるが、しかしながら、それらは、可動要素の通電巻線の変位から生じる渦電流を鑑みて高周波信号の劣化に至る。これを補償するために、様々な発明者が、放射磁力線を確立するのに適切な「モノリシック」構成を実直に尊重しつつ、種々の材料を実装しようと試みた。比較的効率的であるが、放射状に成形される界磁アセンブリは、製造するのが技術的に困難であり、したがって一般に非常に高価である。

【0016】

欧州特許出願ＥＰ３６３４０１３Ａ１は、電気機械変換器のための磁石システムを記載しており、磁石システムは、第１の外側対の軸方向磁化永久リング磁石および第１の対の永久磁石に対して逆極性の第２の内側対の軸方向磁化永久リング磁石を備え、第１の対の永久磁石と第２の対の永久磁石との間に形成されるエアギャップにボイスコイルが配置される。しかしながら、第１および第２の対の永久磁石の厚さが同一であり、この既存の磁石システムは、定磁場が得られるのを可能にせず、これは動電型スピーカドライバの可動要素のストローク全体にわたって観察でき、したがって駆動部の力係数がボイスコイルの有用ストローク全体にわたって線形化されるのを可能にしない。実際、この既存の磁石システムでは、可動要素のストロークと関連付けられる空間における磁場の進化は非常に歪められる。更には、ＥＰ３６３４０１３Ａ１において、上下磁石間に２つの固体要素が存在し、これらの固体要素は、導電率値が非常に高い金属または合金である。しかしながら、これらの金属要素の存在は渦電流を発生させ（可動要素の移動中に（電流が流れる）コイルの付近に配置される任意の導体塊内に発生される）、高周波信号への劣化作用に至る。

【0017】

米国特許出願公開第２０１８／１３２０４１Ａ１号に記載されている磁石システムも同じ欠点を呈する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】欧州特許出願ＥＰ３６３４０１３Ａ１

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１８／１３２０４１Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明は、動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリを提供することによって、先行技術の欠点を解決することを意図しており、上記磁石アセンブリは、第１の外側対の軸方向磁化永久リング磁石および第２の内側対の軸方向磁化永久リング磁石を備え、第２の内側対の永久磁石の厚さが第１の外側対の永久磁石の厚さより小さく、かつ第２の内側対の各永久磁石が第１の外側対の関連する永久磁石内で既定の非ゼロオフセット距離だけオフセットされ、これにより電気および機械損失が低い磁場補償動電型リングスピーカを可能にし、そのため従来のスピーカよりはるかに少ない損失および非線形歪みを含む良質な音再生が得られるのを可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明は、したがって、その目的として動電型スピーカドライバのための磁石アセンブリを有しており、第１の外側対の磁石および第２の内側対の磁石を備え、第１の外側対の磁石が第１の外側の軸方向磁化永久リング磁石および第２の外側の軸方向磁化永久リング磁石を備え、上記第１および第２の外側永久リング磁石が互いに面して軸方向に配置され、互いから離間されかつ同じ第１の厚さを有し、第２の内側対の磁石が第１の内側の軸方向磁化永久リング磁石および第２の内側の軸方向磁化永久リング磁石を備え、上記第１および第２の内側永久リング磁石が互いに面して軸方向に配置され、互いから離間されかつ同じ第２の厚さを有し、第１および第２の内側永久リング磁石ならびに第１および第２の外側永久リング磁石が同軸であり、言い換えれば同じ中心対称軸を有し、第１の外側対の磁石と第２の内側対の磁石との間にエアギャップが形成されるように第１の内側永久磁石が第１の外側永久磁石の内側に配置されかつ第２の内側永久磁石が第２の外側永久磁石の内側に配置され、第１の内側永久磁石のＮＳ磁場の方向が第１の外側永久磁石のＮＳ磁場の方向と逆であり、第１の内側永久磁石のＮＳ磁場の方向が第２の内側永久磁石のＮＳ磁場の方向と逆であり、かつ第１の外側永久磁石のＮＳ磁場の方向が第２の外側永久磁石のＮＳ磁場の方向と逆である、上記磁石アセンブリにおいて、第２の厚さが第１の厚さより小さいこと、および第２の内側永久磁石に面している第１の内側永久磁石の面が第２の外側永久磁石に面している第１の外側永久磁石の面に対して既定の非ゼロオフセット距離だけオフセットされ、かつ第１の内側永久磁石に面している第２の内側永久磁石の面が第１の外側永久磁石に面している第２の外側永久磁石の面に対して既定のオフセット距離だけオフセットされることを特徴とする。

【0021】

磁石アセンブリを形成する４つの永久磁石の各々は、リングの形態の各永久磁石が中心対称軸を有するように、リングの形態である。そのため、永久リング磁石が同軸であるとすれば、それらは同じ中心対称軸を有する。

【0022】

軸方向磁化永久リング磁石によって、リングの中心対称軸に対して軸方向磁束磁場を呈するリングの形態の永久磁石を意味すると理解される。永久リング磁石は、そのためその厚さ（言い換えれば、高さ）に対して磁化され、永久リング磁石のＮ極は、リングの端に位置する２つの円形面の一方に見られ、永久リング磁石のＳ極は、リングの端に位置する２つの円形面の他方に見られる。

【0023】

各リング（言い換えれば、永久リング磁石）は以下の寸法によって画成される：その外径、その内径およびその厚さ。リングの横断面は、そのためその厚さ掛けるその外径とその内径との間の差によって画定される。永久リング磁石の厚さによって、その下円形面とその上円形面との間の距離、言い換えれば、その中心対称軸に従うリングの高さを意味すると理解される。

【0024】

そのため、本発明に係る磁石アセンブリは、軸方向磁束磁場を呈する永久リング磁石の固有の配置を有しており、磁場補償機能を保証するために、第２の対の軸方向磁化永久磁石が、同じ中心対称軸を保ちかつ第１の対の磁石に対して逆の極性で第１の対の軸方向磁化永久磁石内に挿入される。

【0025】

実際、第２の内側対の永久磁石の平面と第１の外側対のそれぞれの永久磁石の平面との間の既定のオフセット距離（Δｙ≠０と記される）は、磁石アセンブリのエアギャップにおける磁場の径方向成分の実質的に一定値を得ることを可能にする。本発明の磁石アセンブリは、そのため磁石アセンブリのエアギャップ内のスピーカコイルの有用ストロークに沿った任意の点における物理量力係数（Ｂ．ｌ）の実質的に一定値が得られるのを可能にする。第１の外側対の永久磁石に対する第２の内側対の永久磁石のオフセットは、そのため磁石アセンブリにおける磁場強度パターン非線形性のいわゆる補償（整流）機能が導入されるのを可能にする。

【0026】

本発明において、異なる軸方向磁化リング磁石の対による結合は、そのため、中で動電型スピーカのコイルが（リング磁石の平面に垂直な、ｙと記される方向に）移動できる、磁場が可能な限り一定の利用可能な領域を空間的に得ることを可能にする。コイル巻線が固定展開長さを有するので、これは力係数Ｂ_ｌの所望の不変性に結びつく。

【0027】

本発明の磁石アセンブリは、そのため、軸方向磁化永久リング磁石の妥当な配置によって得られる、最適補償磁場構成を要する、少しも鉄のない動電型スピーカドライバに使用できる。

【0028】

本発明の特定の特徴によれば、第１および第２の外側永久磁石は、空気およびポリマーのような非金属材料の中から少なくとも１つによって分離される。

【0029】

そのため、外側永久磁石間の金属材料または合金（およびしたがって導電材料）の欠如は、最小エネルギー損失を保証するように、渦電流の発生が最小化されるのを可能にする。

【0030】

本発明の特定の特徴によれば、第１および第２の内側永久磁石は、空気およびポリマーのような非金属材料の中から少なくとも１つによって分離される。

【0031】

そのため、内側永久磁石間の金属材料または合金の欠如は、最小エネルギー損失を保証するように、渦電流の発生が最小化されるのを可能にする。

【0032】

実際には、同じ対の磁石を分離するために、スピーカキャビネットに磁石を機械的に装着するのに適切な任意の種類のポリマー、例えば、機械加工ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用できる。分離片が、本発明の範囲から逸脱することなく、３次元（３Ｄ）印刷によっても作られ得ることが留意されるべきである。

【0033】

本発明の特定の特徴によれば、第１および第２の外側永久磁石の各々は、重畳されかつ同じ内径、同じ外径、同じＮＳ磁気方向を有しかつ異なる厚さである２つの軸方向磁化永久リング副磁石から構成される。

【0034】

そのため、第１の外側対の永久磁石のこの固有の構成は、方向ｙにより大きな範囲にわたって、言い換えれば、エアギャップにおけるコイルのより大きなストロークにわたって磁石アセンブリのエアギャップにおける磁場の径方向成分の実質的に一定値を得ることを可能にする。

【0035】

本発明の１つの特定の特徴によれば、第１および第２の外側永久磁石の各々に関して、第１および第２の外側永久磁石の他方に面する永久副磁石は、既定のオフセット距離に等しい厚さを有する。

【0036】

本発明の１つの特定の特徴によれば、第１の厚さの第２の厚さに対する比は１と５との間である。

【0037】

本発明の１つの特定の特徴によれば、既定のオフセット距離は第１の厚さの２％と５０％との間である。

【0038】

全ての場合に、第２の厚さは、第１の厚さ引く既定のオフセット距離以下でなければならないことに留意されたい。

【0039】

本発明の特定の特徴によれば、第１の外側対の磁石と第２の内側対の磁石との間のエアギャップは０．５ｍｍと６ｍｍとの間の間隔を有する。

【0040】

本発明の目的は、そのため、可能な限り均一であるが、この場を発生させる対のリング磁石の要素の各々からの有意な距離にある磁場内でコイルの変位を進めることである。この距離および鉄鋼材料の欠如は、渦電流と関連付けられるエネルギー損失が最小に保たれることを保証する。

【0041】

本発明において、エアギャップ間隔は、そのため現状標準技術に対して増大され、そのため可動要素のコイルの起こり得る横変位（例えば、残留非線形性によりデフォルト）を見込み、そのため動電型スピーカの一時的な故障動作中の可動要素と永久磁石との間のスナッギングのいかなるリスクも回避する。

【0042】

本発明の特定の特徴によれば、第１および第２の対の磁石の永久磁石は、ネオジム、鉄、ホウ素、コバルト、ニッケル、および、酸化鉄、サマリウム、亜鉛およびアルミニウムの中からの少なくとも１つを備える強磁性セラミック、の中からの少なくとも１つの材料から作られる。

【0043】

本発明は、その目的として上記したような磁石アセンブリおよび磁石アセンブリのエアギャップへ部分的に挿入され、かつ磁石アセンブリのエアギャップに配置されるコイルが巻回される円筒コイル支持体を備える可動要素を備える動電型スピーカドライバも有する。

【0044】

そのため、可動要素によって保持されるコイルへの振幅および周波数変調電流の注入は、磁石アセンブリのエアギャップへの、可動要素およびしたがってコイルの変位を引き起こし、そこにおいて発生される磁場の径方向成分は実質的に一定であり（言い換えれば、力係数Ｂ．ｌがコイルの有用ストローク全体にわたって実質的に不変であり）、従来のスピーカよりはるかに少ない損失および非線形歪みを含む高品質音再生を可能にする。

【0045】

本発明に係るドライバは、（従前の方法で）電圧駆動できるが、（電圧／電流変換器型の電子調整器によって課される駆動体制のための）電流制御モードに従うのにも特に適切である。

【0046】

本発明の１つの特定の特徴によれば、可動要素は、（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のような）ポリイミドフィルムから作られる。

【0047】

本発明は、加えて、その目的として上記したような動電型スピーカドライバ、およびドライバの可動要素に接続される振動板が配置されるシャーシを備える動電型スピーカを有する。

【0048】

そのため、可聴周波数で誘導される可動要素の機械的変位は、放出面（音響放射体としても知られている）として作用する振動板を用いて音場へ変換される。

【0049】

本発明の目的をより良好に例示するために、添付の図面を参照しつつ、好適な実施形態が、限定としてでなく例示として、下記されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】軸方向磁化永久リング磁石の横断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る部分切断磁石アセンブリの斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る磁石アセンブリの横断面図である。

【図4】オフセット距離の異なる値に対する軸ｙに沿った第１の実施形態の磁石アセンブリの磁場の径方向成分の種々の曲線を表す。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る動電型スピーカドライバの横断面図である。

【図6】１．７ｍｍの最適オフセット距離値に対する軸ｙに沿った第１の実施形態のドライバの磁場の径方向成分を表す曲線例である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る磁石アセンブリの横断面図である。

【図8】１．５ｍｍの最適オフセット距離値に対する軸ｙに沿った第２の実施形態のドライバの磁場の径方向成分を表す曲線例である。

【図9】本発明に係るドライバの可動要素の斜視図である。

【図10】本発明に係る動電型スピーカの分解立体図である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図１を参照すると、軸方向磁化永久リング磁石１が表されることが見て取れる。

【0052】

軸方向磁化永久リング磁石１は、軸方向磁束磁場を発生させるように上下に配置されるＮ磁極（Ｎ）１ａおよびＳ磁極（Ｓ）１ｂを備えており、図１における点線が、この軸方向磁化永久磁石１と関連付けられる磁場強度パターンを表す。

【0053】

永久リング磁石１は、そのためリングの形態であり、その中心対称軸に対して軸方向磁束磁場を呈する。永久リング磁石１は、そのためその厚さ（言い換えれば、その中心対称軸に沿ったその高さ）に対して磁化され、そのＮ磁極（Ｎ）は、その２つの端面の一方に見られ、そのＳ磁極（Ｓ）は、その２つの端面の他方に見られる。図２および図３を参照すると、本発明の第１の実施形態に従って磁石アセンブリ２が表されることが見て取れる。

【0054】

磁石アセンブリ２は、第１の外側の軸方向磁化永久リング磁石３ａおよび第２の外側の軸方向磁化永久リング磁石３ｂを備える第１の外側対の磁石を備えており、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂは、同一でありかつ互いに面して軸方向に配置されかつ距離ｂだけ互いから離間され、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂは同じ第１の厚さを有する。

【0055】

磁石アセンブリ２は、第１の内側の軸方向磁化永久リング磁石４ａおよび第２の内側の軸方向磁化永久リング磁石４ｂを備える第２の内側対の磁石を更に備えており、第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂは、同一でありかつ互いに面して軸方向に配置されかつ距離ｂ＋２Δｙだけ互いから離間され、第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂは、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂの第１の厚さより小さい、同じ第２の厚さを有する。

【0056】

第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂならびに第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂは同軸である。

【0057】

第１の内側永久磁石４ａは第１の外側永久磁石３ａの内側に配置され、第２の内側永久磁石４ｂは第２の外側永久磁石３ｂの内側に配置され、その結果第１の外側対の磁石と第２の内側対の磁石との間にエアギャップｅが形成される。

【0058】

第１の内側永久磁石４ａの磁極性（言い換えれば、ＮＳ磁場方向）は第１の外側永久磁石３ａの磁極性と逆であり、第１の内側永久磁石４ａの磁極性は第２の内側永久磁石４ｂの磁極性と逆であり、かつ第１の外側永久磁石３ａの磁極性は第２の外側永久磁石３ｂの磁極性と逆である。

【0059】

図２および図３において、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂのＮ磁極は互いに面しており、第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂのＳ磁極は互いに面している。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、逆配置も想定され得、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂのＳ磁極が互いに面し、第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂのＮ磁極が互いに面する。

【0060】

第２の内側永久磁石４ｂに面している第１の内側永久磁石４ａの面は、第２の外側永久磁石３ｂに面している第１の外側永久磁石３ａの面に対して既定の非ゼロオフセット距離Δｙだけオフセットされる。

【0061】

同様に、第１の内側永久磁石４ａに面している第２の内側永久磁石４ｂの面は、第１の外側永久磁石３ａに面している第２の外側永久磁石３ｂの面に対して既定のオフセット距離Δｙだけオフセットされる。

【0062】

磁石アセンブリ２は、そのため軸方向磁束磁場を呈する永久リング磁石３ａ、３ｂ、４ａおよび４ｂの固有の配置を有しており、第２の対の軸方向磁化永久磁石４ａ、４ｂが、同じ中心対称軸を保ちかつ第１の対の磁石３ａ、３ｂに対して逆の極性で第１の対の軸方向磁化永久磁石３ａ、３ｂ内に挿入される。

【0063】

第２の内側対の永久磁石４ａ、４ｂの平面と第１の外側対のそれぞれの永久磁石３ａ、３ｂの平面との間の既定のオフセット距離Δｙは、磁石アセンブリ２のエアギャップｅにおける磁場の径方向成分Ｂｘの実質的に一定値が得られるのを可能にする。第１の外側対の永久磁石に対する第２の内側対の永久磁石４ａ、４ｂのオフセットは、そのため磁石アセンブリ２における磁場強度パターンの非線形性に対するいわゆる補償（整流）機能が導入されるのを可能にする。

【0064】

図２および図３に表される具体的な実施形態によれば、第１の外側対の磁石のリング磁石３ａおよび３ｂは、例として、矩形横断面、３０ｍｍの外径、２５ｍｍの内径、４ｍｍの厚さ、６ｍｍの内面間の距離ｂ、およびＮｄ－Ｆｅ－Ｂ（ネオジム－鉄－ホウ素）型の材料を有する。

【0065】

更には、図２および図３に表される具体的な実施形態によれば、第２の内側対の磁石のリング磁石４ａおよび４ｂは、例として、矩形の横断面、１７ｍｍの外径、１０．２５ｍｍの内径、２．４５ｍｍの厚さ、６ｍｍ＋２Δｙの内面間の距離ｂ＋２Δｙ、およびＮｄ－Ｆｅ－Ｂ型の材料を有する。

【0066】

外側磁石３ａおよび３ｂの第１の厚さの内側磁石４ａおよび４ｂの第２の厚さに対する比が、本発明から逸脱することなく、１と５との間でもあり得ることが留意されるべきである。

【0067】

既定のオフセット距離Δｙは、外側磁石３ａおよび３ｂの第１の厚さの２％と５０％との間であり得るが、内側磁石４ａおよび４ｂの第２の厚さは、第１の厚さ引く既定のオフセット距離Δｙ以下でなければならない。

【0068】

図２および図３に表される具体的な実施形態において、エアギャップｅは、そのため４ｍｍの間隔を有する。しかしながら、エアギャップｅは、本発明の範囲から逸脱することなく、０．５ｍｍと６ｍｍとの間の間隔を有することもあり得る。

【0069】

加えて、永久磁石３ａ、３ｂ、４ａおよび４ｂは、本発明の範囲から逸脱することなく、ネオジム、鉄、ホウ素、コバルト、ニッケル、および、酸化鉄、サマリウム、亜鉛およびアルミニウムの中からの少なくとも１つを備える強磁性セラミック、の中からの少なくとも１つからも作られ得る。

【0070】

図４を参照すると、軸ｘ（図２および図３に表される）上のｘ＝４ｍｍに位置付けられる、オフセット距離Δｙの異なる値に対して、軸ｙ（図２および図３に表される）に沿って磁石アセンブリ２によって発生される磁場の測定された径方向成分Ｂｘの種々の曲線が描かれることが見て取れる。

【0071】

図２および図３に表されるように、軸ｙのゼロ点は、磁石アセンブリ２の第１の外側磁石３ａの上面に定められる。プローブが次いで上から下に（ｘ＝４ｍｍで、ここでｘ＝０ｍｍは第１の対の磁石３ａ、３ｂの左外側面に対応する）、磁石アセンブリ２の第２の外側磁石３ｂの下面によって定められるｙ_ｍａｘまで変位される。図４は、次いでプローブの軌道中に収集される磁場の径方向成分Ｂｘの値を提示しており、横座標に配置される軸ｙ上で左から右に読み取ることによって翻訳される。

【0072】

連続ステップで測られるΔｙのオフセット距離が一組の測定に至り、その種々の値が図４に表される。

【0073】

オフセットなし（Δｙ＝０）では、一定の力係数を得ることができないことが見て取れる。

【0074】

Δｙ＝０に加えて、Δｙの３つの値が図４に表される（Δｙ＝１．７ｍｍ、３．４ｍｍおよび５．１ｍｍ）。磁場の最良の形態は、Δｙ＝１．７ｍｍに関して観察され、使用可能なストロークが約５ｍｍ（ｙが約１０ｍｍと約１５ｍｍとの間であるとき）で、そのためこのストロークにわたって一定の力係数を保証する。

【0075】

本発明に係る磁石アセンブリ２は、そのため磁場強度パターンが得られるのを可能にしており、その線は、積Ｂｘｌの相対的不変性に関して、後者が動電型スピーカの可動要素の準静的位置の関数として観察されるときに理想化される。

【0076】

図５を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る磁石アセンブリ２を備える動電型スピーカドライバ５を表すことが見て取れる。

【0077】

第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂは、ポリマーのような非金属材料のリング６によって分離される。

【0078】

リング６が、本発明の範囲から逸脱することなく、空気によって置き換えられることもあり得ることが留意されるべきである。

【0079】

図５に表されないが、第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂも非金属材料のリングによってまたは空気によって分離される。

【0080】

外側永久磁石３ａおよび３ｂ間のならびに内側永久磁石４ａおよび４ｂ間の金属材料または合金の欠如は、最小エネルギー損失を保証するように、渦電流の発生を最小化する。

【0081】

実際には、同じ対の磁石を分離するために、スピーカ筺体に磁石を機械的に装着するのに適切な任意の種類のポリマー、例えば、機械加工ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用できる。

【0082】

本発明の磁石アセンブリ２は、そのため鉄のない動電型スピーカドライバ５が補償最適磁場構成を伴って使用されるのを可能にする。

【0083】

動電型スピーカドライバ５は、磁石アセンブリ２、および磁石アセンブリ２のエアギャップへ挿入されかつ磁石アセンブリ２のエアギャップに配置されるコイル８が巻回される円筒支持体型可動要素７を備える。

【0084】

磁石アセンブリ２によって発生される磁場Ｂは、軸ｘに係る径方向成分Ｂｘおよび軸ｙに係る軸方向成分Ｂｙを有する。

【0085】

動電型スピーカドライバ５のこの一般的な表現は、コイル８が軸ｙに従って移動し、磁石アセンブリ２によって発生される磁場Ｂの径方向成分Ｂｘに曝され、磁場Ｂが磁石アセンブリ２の中心の方へ、言い換えれば、コイル８の方へ向けられるのを図示する。

【0086】

可動要素７によって保持されるコイル８へ振幅および周波数変調電流ｉが注入される。

【0087】

マクスウェルの法則を適用することで、可動要素７の変位を駆動するローレンツ力Ｆの方向が決定されるのを可能にする。

【0088】

コイル８への電流ｉの注入は、そのため磁石アセンブリ２のエアギャップにおける軸ｙに従う可動要素７、およびそのためコイル８の変位を引き起こし、そこにおいて磁場Ｂの発生された径方向成分Ｂｘは実質的に一定であり（言い換えれば、力係数Ｂ．ｌが磁石アセンブリ２のエアギャップ内のコイル８の有用ストロークのいかなる点でも実質的に一定であり）、従来のスピーカよりはるかに少ない損失および非線形歪みを含む良質な音再生を可能にする。

【0089】

本発明に係るドライバ５は、（従前の方法で）電圧駆動できるが、（電圧／電流変換器型の電子調整器によって課される駆動体制のための）電流制御モードに従うのにも特に適切である。

【0090】

磁石アセンブリ２のエアギャップ間隔ｅが現状技術に対して増大されて、可動要素７のコイル８の起こり得る横変位（例えば、残留非線形性による）が可能であり、そのためドライバ５の一時的な故障動作中の可動要素７と永久磁石３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂとの間のスナッギングのいかなるリスクも回避する。

【0091】

本発明に係るドライバ５は、そのため可能な限り均一であるが、この磁場Ｂを発生させる永久磁石３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの各々から有意な距離にある磁場Ｂ内で軸ｙに従うコイル８の変位を可能にする。大きなエアギャップ間隔ｅおよび鉄鋼材料の欠如は、渦電流と関連付けられる最小エネルギー損失を保証して、これらの後者が最小に保たれる。

【0092】

図６を参照すると、最適オフセット距離値Δｙ＝１．７ｍｍに対して軸ｙに沿って測定された第１の実施形態のドライバ５の磁場Ｂの径方向成分Ｂｘが表されることが見て取れる。

【0093】

最適オフセット距離値Δｙが最初に第１の実施形態に係る磁石アセンブリ２に対して実験的に探される。この最適値が、本発明の範囲から逸脱することなく、自動的に探されることもあり得ることが留意されるべきである。図４に例示されるように、最適値Δｙ＝１．７ｍｍが見つかる。

【0094】

図６は、Δｙ＝１．７ｍｍであるときの軸ｙ（ｘ＝４ｍｍに位置する）に沿った磁石アセンブリ２によって発生される磁場Ｂの径方向成分Ｂｘの測定を表す。

【0095】

径方向成分Ｂｘが実質的に一定である（したがって力係数Ｂ．ｌが実質的に一定である）可動要素７によって保持されるコイル８の動作行程Ｄ１がほぼ５ｍｍであり、エアギャップにおけるコイル８の一定の力係数での有用な行程がほぼ５ｍｍであるということが明らかである。

【0096】

図７を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る磁石アセンブリ２’が表されることが見て取れる。

【0097】

図７における第２の実施形態に係る磁石アセンブリ２’は、図３における第１の実施形態に係る磁石アセンブリ２と同一であるが、例外としては、第１の外側永久磁石３ａが、重畳されかつ同じ内径、同じ外径、同じ磁極性および異なる厚さを有する２つの軸方向磁化永久リング副磁石３１ａおよび３２ａから構成されること、ならびに第２の外側永久磁石３ｂが、重畳されかつ同じ内径、同じ外径、同じ磁極性および異なる厚さを有する２つの軸方向磁化永久リング副磁石３１ｂおよび３２ｂから構成されることである。

【0098】

第１の外側永久磁石３ａの永久副磁石３２ａは、第２の外側永久磁石３ｂに面して配置され、第２の外側永久磁石３ｂの永久副磁石３２ｂは、第１の外側永久磁石３ａに面して配置される。

【0099】

永久副磁石３１ａおよび３１ｂは同じ厚さを有し、永久副磁石３２ａおよび３２ｂも同じ厚さを有する。

【0100】

図７において、永久副磁石３２ａおよび３２ｂの厚さは既定のオフセット距離Δｙに等しい。

【0101】

しかしながら、永久副磁石３２ａおよび３２ｂは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる厚さでもあり得る。

【0102】

図８を参照すると、Δｙ＝１．５ｍｍであるときに軸ｙ（ｘ＝４ｍｍに位置する）に沿って測定された第２の実施形態に係る磁石アセンブリ２’によって発生される磁場Ｂの径方向成分Ｂｘを表すことが見て取れる。

【0103】

測定中に選ばれるオフセット距離値がΔｙ＝１．５ｍｍであるとすれば、副磁石３２ａおよび３２ｂの厚さが１．５ｍｍであること、ならびに副磁石３１ａおよび３１ｂの厚さが２．５ｍｍであることになる。

【0104】

第２の実施形態に係る磁石アセンブリ２’に関しては、径方向成分Ｂｘが実質的に一定である（したがって力係数Ｂ．ｌが実質的に一定である）コイル８の動作行程Ｄ２がほぼ６ｍｍであり、エアギャップにおけるコイル８の一定の力係数での有用な行程がほぼ６ｍｍであり、装置の全体寸法を考慮して、現状技術の観点から有意であるということが明白である。

【0105】

図９を参照すると、ドライバ５の可動要素７を表すことが見て取れる。

【0106】

円筒支持体型の可動要素７は、その周りに巻回されるコイル８を保持する。

【0107】

可動要素７の一端が振動板１１に接続され、これが次いで、振動板材料から切り出された多数のフレキシブルアーム１０を用いて方形フレーム９に接続される。

【0108】

可動要素７は、そのため「ピストン」と通例称される。

【0109】

可動要素７および振動板１１は、例えば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなポリイミドフィルムから作ることができる。

【0110】

フレーム９は、例えば、エポキシガラスから作ることができる。

【0111】

可動要素７の開口部を閉じるドーム１２が、端において振動板１１に接続される。

【0112】

フレーム９は、コイル８に電力を供給することを可能にする電気トラック１３も含む。

【0113】

可動要素７の構造は、装置を駆動する役割を果たす電源の観点から最小エネルギー損失をもたらすように最適化される。

【0114】

図１０を参照すると、本発明に係る動電型スピーカ１４が表されることが見て取れる。

【0115】

動電型スピーカ１４は、ドライバ５（言い換えれば、磁石アセンブリ２または２’およびコイル８を保持する可動要素７）、振動板１１ならびにフレーム９が装着される、第１のハウジング部１５ａおよび第２のハウジング部１５ｂから構成される、シャーシ１５を備える。

【0116】

第１の外側永久磁石３ａが第２のハウジング部１５ｂの内側に装着される一方で、第２の外側永久磁石３ｂならびに第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂは第１のハウジング部１５ａの内側に装着される。

【0117】

第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂを適切な距離ｂ＋２Δｙだけ離間させるように、第１の内側永久磁石４ａの上、第２の内側永久磁石４ｂの下、ならびに第１および第２の内側永久磁石４ａおよび４ｂの間に非金属材料（例えば、ポリマー）のディスクまたはリング１６が配置される。

【0118】

第１および第２のハウジング部１５ａおよび１５ｂは、２つのハウジング部１５ａおよび１５ｂが、第１の外側永久磁石３ａを第２の外側永久磁石３ｂから距離ｂに置くように互いに対して配置されたときにねじ止めによって共に取り付けられるのを可能にするように、第１および第２のハウジング部１５ａおよび１５ｂの縁に孔１７を有する。

【0119】

図１０に表される実施形態において、第１および第２のハウジング部１５ａ、１５ｂが組み立てられると、空気が第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂを分離する。しかしながら、第１および第２の外側永久磁石３ａおよび３ｂは、本発明の範囲から逸脱することなく、非金属材料のリング６によって（図５に表されるように）分離されることもあり得る。

【0120】

一旦２つのハウジング部１５ａおよび１５ｂが組み立てられる（そのため磁石アセンブリ２が図３に表されるように配置される）と、次いで可動要素７が、フレーム９が第２のハウジング部１５ｂの上面と当接するまで、第２のハウジング部１５ｂの上面を用いて磁石アセンブリ２のエアギャップへ挿入される。フレーム９は次いで、フレーム９の四隅に形成される孔１８を用いて第２のハウジング部１５ｂにねじ止めすることによって取り付けられる。

【0121】

コイル８は、そのため磁石アセンブリ２の２つの内側永久磁石４ａおよび４ｂ間のエアギャップに、言い換えれば、磁石アセンブリ２の定力係数領域に位置する。

【0122】

フレーム９の電気トラック１３を用いたコイル８への振幅および周波数変調電流の注入は、可動要素７の、およびしたがって振動板１１の変位を引き起こす（変位はフレーム９に接続されるフレキシブルアーム１０を用いて可能にされる）。

【0123】

振動板１１は、次いで放出面（または音発生面または音響放射体）として作用し、可聴周波数で誘導される、可動要素７の機械的変位が音場へ変換されるのを可能にする。

【0124】

図９および図１０に表されるドライバ５が詳細にはピストン型であるが、別の実施形態において、コイル８は、本発明の範囲から逸脱することなく、振動板１１の後面に直接取り付けられることもあり得る。更には、振動板１１の周囲全体が、本発明の範囲から逸脱することなく、フレーム９に接続されることもあり得る（言い換えれば、フレキシブルアーム１０の欠如）。

【0125】

二系統の動電型スピーカ１４のプロトタイプが作成および特性化された：
－ １７ｍｍの音発生面直径を呈する系統１：
●外側永久磁石３ａおよび３ｂ： 外径３０ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ４ｍｍ、
●内側永久磁石４ａおよび４ｂ：外径１７ｍｍ、内径１０．２５ｍｍ、厚さ２．４５ｍｍ、
●Δｙ＝１．７ｍｍ、ならびに
－ ４０ｍｍの音発生面のための直径を呈する系統２：
●外側永久磁石３ａおよび３ｂ：外径６０ｍｍ、内径４５ｍｍ、厚さ８．０３ｍｍ、
●内側永久磁石４ａおよび４ｂ：外径３９ｍｍ、内径３１ｍｍ、厚さ６．４ｍｍ、
●Δｙ＝３ｍｍ．
以下のｔａｂｌｅ １（表１）に、様々なプロトタイプのために使用されるコイル８の特性を要約する。

【0126】

【表1】

【0127】

スピーカＮｏ．１およびＮｏ．４が系統１（１７ｍｍ音発生面直径）に属する一方で、スピーカＮｏ．２、Ｎｏ．３およびＮｏ．５は系統２（４０ｍｍ音発生面直径）に属する。

【0128】

系統１スピーカＮｏ．１およびＮｏ．４に関して、それらは全て共通して、それらのフレーム９のサイズ（２５×２５ｍｍ^２）の他に、およそＲ＝９Ωの全体電気抵抗を呈する５０巻きの銅線（直径０．０７ｍｍ）のコイル８を有する。第１の型の構造は、それらの振動Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）振動板１１がエポキシガラスフレーム９にわたって張られて開発される。それらの共振固有周波数が振動板モードのそれらであることになる。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）厚さは、それぞれ２５μｍ、５０μｍおよび１２５μｍである。対照的に、第２の型の構造（１２５μｍ厚Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドフィルム上に開発）によれば、ピストン部は、フレーム９に接続される４つのフレキシブルアーム１０を用いて適所に保たれる。振動板共振モードは、ピストン構造により消滅する傾向がある。ピストンは、厚紙またはＫａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドから作ることができる。

【0129】

系統２のスピーカＮｏ．２、Ｎｏ．３およびＮｏ．５に関して、それらは全て共通して、それらのフレーム９のサイズ（６０×６０ｍｍ^２）および電気抵抗がＴａｂｌｅ １（表１）中の情報に従う２５巻きの銅線のコイル８を有する。１つのバージョンは、厚さが２５μｍのＫａｐｔｏｎ（登録商標）振動板を備え、別のバージョンは、厚さが１２５μｍのＫａｐｔｏｎ（登録商標）ピストンを備え、別のバージョンは、厚さが１２５μｍのＫａｐｔｏｎ（登録商標）上に厚紙ピストンを備え、別のバージョンは、厚さが２００μｍの炭素繊維材料上にフォームおよび炭素から構成されるピストンを備える。

【0130】

インピーダンス係数の周波数進化に関して、プロトタイプの各々に対して、高周波数値を特徴付ける不変性に留意することに注目すべきである。この特性は、散逸渦電流の欠如を明白に示す。事実、プロトタイプは最小の散逸を有する。

【0131】

インピーダンス測定の処理は、散逸部（皮相抵抗Ｒｅ）および蓄積エネルギー部（皮相インダクタンスＬｅ）の解離へのアクセスを可能にする。

【0132】

そのため、従来の技術現状のスピーカの場合、高周波数で渦電流が現れ、これらの渦電流により、ＲｅおよびＬｅが周波数とともに変動することが知られている。

【0133】

対照的に、本発明のプロトタイプは、渦電流の欠如によって特徴付けられ、ＲｅおよびＬｅは周波数とともに変動しない。

【0134】

動電型スピーカ１４を設計するとき、動電型スピーカ１４を寸法設定するために考慮されるべきパラメータは、音発生面（または振動板１１）の面積および変位の振幅であり、動電型スピーカ１４によって発生される音レベルが直接依存している。放射源からの球状放射を前提として、音響出力は、次の通り、音レベルＬ_ｄＢおよび放射源からの距離ｌ_{ｓｏｕｒｃｅ}に関連がある：

【0135】

【数3】

【0136】

この関係は、遠方場において、言い換えれば、測定距離ｌ_{ｓｏｕｒｃｅ}が放射源の放出面の半径ｒより大きい場合に有効である。上記方程式に従って、１０ｃｍで８０ｄＢ ＳＰＬの所望の音レベルを考慮して、スピーカ１４は、１２．６μＷの音響パワーを発生させなければならない。ピストンの単一面によって生み出される音響パワーは、次の通りにその表面積および変位に関連がある：

【0137】

【数4】

【0138】

量ρ_ａｉｒは空気の密度（２０℃で１．２ｋｇ／ｍ３）であり、ｃは空気中の音の速さ（２０℃で３４３ｍ／ｓ）であり、ｆは音発生面の振動周波数であり、Ｓはその表面積であり、ｘはその有効変位である。この方程式は、ピストンが点源のように機能する場合に有効なだけである。

【0139】

上記方程式において空気密度および音速のための値を置き換え、かつ有効変位ｘの代わりにピーク変位ｘ_ｍａｘを代用することによって、以下を得る：
Ｐ_{ａｃｏｕｓｔｉｑｕｅ}＝０，２７ｆ^４ｄ^４ｘ_ｍａｘ ^２

【0140】

この方程式は、変位される空気の量に作用するための２自由度を示す：放出面の直径ｄおよびその変位振幅ｘ_ｍａｘ。

【0141】

所与のピストンストローク（ｘ_ｍａｘ）に対して、低動作周波数ｆ_ｃがある：
－ １７ｍｍ音発生面スピーカ（系統１）：

【0142】

【数5】

【0143】

－ ４０ｍｍ音発生面スピーカ（系統２）：

【0144】

【数6】

【0145】

そのため磁場が一定である領域におけるピストンの変位が大きいほど、ますますスピーカ１４は低周波数応答を呈するようである。

【0146】

記載した特定の実施形態が例示的かつ非限定的であること、および本発明から逸脱することなく変更がなされ得ることが理解される。

【符号の説明】

【0147】

１ 軸方向磁化永久リング磁石
１ａ Ｎ磁極
１ｂ Ｓ磁極
２、２’ 磁石アセンブリ
３ａ 第１の外側の軸方向磁化永久リング磁石
３ｂ 第２の外側の軸方向磁化永久リング磁石
４ａ 第１の内側の軸方向磁化永久リング磁石
４ｂ 第２の内側の軸方向磁化永久リング磁石
５ 動電型スピーカドライバ
６ 非金属材料のリング
７ 可動要素
８ コイル
９ フレーム
１０ フレキシブルアーム
１１ 振動板
１２ ドーム
１３ 電気トラック
１４ 動電型スピーカ
１５ シャーシ
１５ａ 第１のハウジング部
１５ｂ 第２のハウジング部
１６ 非金属材料のディスクまたはリング
１７、１８ 孔
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ 軸方向磁化永久リング副磁石
ｂ 距離
Ｂ 磁場
Ｂｘ 径方向成分
Ｂｙ 軸方向成分
Ｄ１、Ｄ２ 動作行程
ｅ エアギャップ間隔
ｉ 振幅および周波数変調電流
Δｙ オフセット距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】