JPH0332200A

JPH0332200A - 磁気歪バイメタルストリップを用いた球面ダイヤフラム無指向性スピーカ

Info

Publication number: JPH0332200A
Application number: JP2157396A
Authority: JP
Inventors: Siegfried Klein; ジークフリート　クライン
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1991-02-12
Also published as: EP0403378B1; DE69005537D1; EP0403378A1; US5103483A; FR2648664A1; DE69005537T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、磁気歪バイメタルストリップを用いた球面ダ
イヤフラム無指向性スピーカに関する。

本発明は、可聴周波数の範囲全体に広がる高性能広帯域
スピーカによる音波の無指向性放射に適用することがで
きる。

従来の技術現在球面ダイヤフラムを用いた無指向性スピーカが存在
するが、このスピーカは広い帯域を有しており、磁気歪
の現象を利用している。このスピーカは、例えば、本出
願人名で１９８５年８月２２日に出願されたヨーロッパ
特許出願公開第０．１７７、３８３号に記載されている
。

この出願には、広い通過帯域の弾性波無指向性変換器、
さらに詳細には、磁気歪現象を利用した球面スピーカが
記載されている。

上記特許に記載された１つの特殊な態様では、球面無指
向性スピーカは、らせん状に巻かれた磁気歪材料製のス
）　ＩＪツブから成り、該ストリップの巻回は弾性接合
部材が接合されている。ストリップの両末端は、このよ
うにして得られた球面振動膜を形成するスピーカに、放
射すべき音波に対応する電気制御信号を送るような手段
に接続される。ス）　ＩＪツブの両端は、ダイヤフラム
の互に直径方向に向い合う２つの領域に位置する。この
スピーカは、ダイヤフラムを磁化するための連続的かつ
永久的磁化手段を備え、音波が、ストリップの両端に送
られる制御信号に比例した振幅をもつようにする。

発明が解決しようとする課題上記特許に記載されたスピーカには、低周波数で低い出
力しかもたらさないという欠点がある。

この欠点は、主に、低周波数で、大きな振幅の球面ダイ
ヤフラムの振動を得ることが困難なためである。

課題を解決するための手段本発明の目的は、この問題点を解決し、特に、あらゆる
周波数に関して、さらに詳細には低周波数で充分な音響
出力を出力する球面ダイヤフラムスピーカを実現するこ
とである。これらの目的は、銅、セラミック等の材料製
の薄いコーティングで少なくとも一面を全体的または部
分的に被覆した磁気歪ストリップを用いることにより達
成される。

この薄い硬質コーティングにより、詳細に後述するよう
に、温度変化ではなく、変調された制御電流を与えるこ
とにより変形が制御されるバイメタルス）　ＩＪツブの
特性を備えたストリップが実現される。この電流は、磁
気歪ス）　ＩＪツブの長さ変化を起こし、その結果、こ
のストリップは、長さが変化しない薄い硬質コーティン
グから応力を受けて、変調電流の振幅変化速度で大幅に
ゆがむ。

第１ａ図及び第１ｂ図により、本発明のスピーカに用い
られた磁気歪みバイメタルストリップの現象がさらに容
易に理解されることであろう。

第１ａ図は、コイルＢにより取り巻かれた磁気歪ストリ
ツプ面の一部の側面図である。コイルＢ中で電流がない
とき、ストリップＭは長さＬを有する。

コイルＢに電流が与えられ、永久的な連続磁界がないと
きには、コイルはストリップ中に磁界を誘導してス）　
Ｕツブは縮み、Ｌより若干短い長さＬｌとなる。

第１ｂ図は、コイルＢにより取り巻かれた磁気歪みスト
リップＭを側面から示す。ここでは、ストリップはその
一方の面が銅またはセラミック等の硬質材料製の薄いコ
ーティングで被覆されている。コイルＢに電流がない場
合、ストリップＭとコーティング・Ｒは長さＬを有する
。

コイルＢに電流が与えられ、永久的な連続磁界が全くな
いとき、磁界歪みＭは縮むが、ストリップＭと一体にな
った薄い硬質コーティングＲの存在による機械的応力が
全体の湾曲を起こし、長さはＬ２となる。長さＬ／Ｌ２
の差は、明らかに差Ｌ／Ｌ１よりはるかに大きい。この
現象は、湾曲が熱により起こる熱パイメタルストリップ
の現象に比敵する。ここで、湾曲は、コーティングＲを
威す硬質で非磁気歪み材料の応力を被る磁気歪みストリ
ップの縮みによるものである。第１ｂ図の構成は「磁気
歪バイメタル」構成と呼ぶことができる。

本発明は、音響周波数の全範囲に関して、特に低周波数
で充分な音響出力を出力する球面スピーカのためのバイ
メタルストリップを実現する。

本発明の目的は、球形に沿ってらせん状に巻かれた磁気
歪材料製ス）　＋Ｊツブから形成される巻回を含む球面
ダイヤフラムを備えた無指向性スピーカであって、これ
らの巻回は弾性支持体によってその位置に維持され、そ
の支持体に従った上記球面ダイヤフラムを形成しており
、該ストリップは、一方が球体の内側を向き、他方が該
球体の外側を向く互いに対向する面と、再生すべき音波
に対応する信号を供給する電気制御装置に接続されるよ
うに球体の互いに直径方向に向い合う領域に位置する２
つの末端と、上記ダイヤフラムを連続的に磁化するため
の装置を備えており、上記ス）　ＩＪツブの面の少なく
とも一方が硬質材料の薄いコーティングで少なくとも部
分的に被覆されていることを特徴とするスピーカを提供
することである。

本発明のスピーカの第一の態様によれば、上記ストリッ
プの球体の外側を向く面に硬質の薄いコーティングが施
されている。

本発明のスピーカの別の態様によれば、上記ストリップ
はその長さ全体にわたって横方向の波形を有し、各波形
は、球体の内側を向くストリップ面に、１つの凹部と１
つの凸部を備え、また球体の外側を向くストリップ面に
、１つの凹部と１つの凸部を備えており、上記硬質コー
ティングが、球体の外側に向くス）　＋Ｊツブ面の凸部
上に少なくとも部分的に局在する。

さらに別の態様によれば、上記ストリップはその長さ全
体にわたって横方向の波形を有し、各波形は、球体の内
側を向（ス）　１７７１面で１つの凹部と１つの凸部を
備え、また球体の外側を向くストリップ面で１つの凹部
と１つの凸部を備えており、硬質コーティングは、スト
リップの両面の凹部または凸部上に部分的に局在する。

本発明の別の特徴によれば、ダイヤフラムの連続的磁化
のための装置はそのダイヤフラムの内側に位置する永久
磁石である。

本発明のさらに別の特徴によれば、上記連続的磁化装置
は上記ストリップの両末端に接続される直流電圧源であ
る。

本発明のさらに別の特徴によれば、上記ダイヤフラムは
互いに継ぎ合わせた２つの半球から形成される。

本発明の利点および特徴は、添付の図面を参照にして行
う以下の説明によりさらに詳しく理解されることであろ
う。

実施例第２図は、本発明に従う無指向性スピーカの第１の実施
例を概略的に示す。

このスピーカは、球形に沿ってらせん状に巻かれた磁気
歪みストリップの巻回２を含む球面ダイヤフラムを備え
る。これらの巻回は、弾性支持体１によって各位置に維
持されている。支持体１は、弾性非伝導体材料製の中空
球面で、それに上記の巻回を接着してもよい。あるいは
、支持体１は球形の形にらせん状に巻かれた弾性材料の
ストリップでもよく、この弾性材料ス）　ＩＪツブを上
記磁気歪みストリップの巻回の間に配置させ、互に一体
にすることもできる。

支持体１と共に、磁気歪材料のス）＋Ｊツブ２は球面ダ
イヤフラムを形成する。

ストリップは２つの互いに向い合う面を形成する。１つ
は球体の内側を向く面であり、もう１つは球体の外側を
向く面である。本発明に従い、また後に詳しく説明する
ように、磁気歪材料のストリップ２は、その少なくとも
１つの面に、銅、セラミック等の硬質材料の薄いコーテ
ィングが部分的に被覆されている。ストリップは、球体
の互に直径方向に向い合う領域に位置する２つの末端３
．４を備える。これらの末端は、再生すべき音波に対応
する変調信号を供給する制御装置５に接続される。この
態様では、この制御装置は、増幅器の出力信号を受ける
一次巻線６を有するトランスにより構成される。このト
ランスの二次巻線７はこの信号をストリップ２の両端３
．４に送る。スピーカは、この態様では直流電圧源８か
ら成る連続的磁化装置を備える。この電圧源８の一方の
端子はストリップ２の末端４に、また他方の端子は自己
誘導コイルＬを介してストリップの末１３に接続されて
いる。減結合コンデンサ９も図に示されている。このコ
ンデンサは、増幅器の出力へのスピーカの接続に関して
は従来通りである。直流電圧源はス）　Ｕツブ中に永久
的かつ連続的な磁界を誘導することができる。

本発明に従い、また後に詳しく説明するように、ストリ
ップ２の少なくとも一方の面は、全体的または部分的に
硬質の薄いコーティングにより被覆されている。このコ
ーティングはこの図面には示していないが、後に説明す
る。

第３図は、第１図に示したスピーカの変形例を概略的に
示す。ストリップの連続的な磁化のための装置は、この
態様では、球面ダイヤフラム内に位置する永久磁石１０
から戊る。この永久磁石は、例えばシリンダ形状をして
おり、スピーカの軸Ｘに共通の軸を有する。この場合、
直流電圧源８、自己誘導コイルＬおよび減結合コンデン
サ９は必要ではなく、変換器５の二次巻線はストリップ
２の両端に直接接続される。本発明によれば、ストリッ
プ２の少なくとも一方の面が薄い硬質のコーティングに
より全体的または部分的に被覆される。

このコーティングは、この図面には示していないが、以
下に説明する。

第４図は、本発明のスピーカに使用され、薄い硬質コー
ティングを被覆された磁気歪ス）　ＩＪツブの変形例の
概略的な横断面図である。この変形例によれば、磁気歪
ストリップ２は、２つの互に反対側の面１１．１２を備
え、一方（面１２）は球体の内側Ｉを他方（面１１〉は
球体の外側Ｅを向いているが、球体の外側Ｅを向いてい
る面１１が薄い硬質コーティング１３で全体を被覆され
ている。磁気歪ストリップは、例えば、コバルト／ニッ
ケル合金で作製されるのに対し、薄い硬質コーティング
１３の方は、例えば、銅またはセラミックのコーティン
グである。

硬質コーティング１３に被覆された磁気材料から戒るス
トリップ２に与えられた電流の極性により、このストリ
ップは、電流の振幅変化に比例する振幅で変形する。ス
トリップは、硬質コーティングが施されていることから
、温度変化により変形する熱バイメタルストリップと同
様に、増幅された変形する。従って、このようなストリ
ップを用いて構成されるスピーカは、可聴周波数範囲内
で極めて広い帯域を有し、低周波数での出力が従来の技
術の球面スピーカより明らかに大きい。

第５図は、本発明のスピーカに使用される磁気歪ストリ
ップの別の変形例の側面図を示す。この場合、ストリッ
プはその長さ全体にわたり横方向の波形を有する。基波
は、球体の内側Ｉを向くストリップの面１２に凹部１４
Ａおよび凸１１１４Ｂを有する。基波は球体の外側Ｅを
向くストリップの面１１にも凹部１５Ａと凸部１５Ｂを
有する。この変形例では、薄い硬質コーティングはスト
リップの一方の面全体に広がっているわけではなく、ス
トリップの面１１の凸部１５Ｂ上にと少なくとも部分的
に局在し、このコーティングは球体の外側Ｅの方を向い
ている。薄い硬質コーティングは図面では参照番号１６
で示した。

このような波形によって、可変の周波数および振幅を有
する電流が与えられたとき磁気歪ス）　ＩＪツブ２の変
形の振幅がかなり大きくなる。実際、波形の凸部１５Ｂ
の縁１７．１８は、前述のバイメタル効果を生じる銅コ
ーテイング１６の存在によって、与えられた電流の振幅
に比例して明らかに互いに接近する。

第６図は、磁気歪のもう１つの変形例の側面図を概略的
に示したものである。この変形例では、特に低周波数で
ストリップの変形の振幅を増加するため、磁気歪ストリ
ップはその長さ全体にわたって漢方向の波形を有する。

前記実施例と同様、球体の内側Ｉを向く面１２上の基波
は凹部１４Ａと凸部１４Ｂを有し、球体の外側を向く面
１１には、凹部１５Ａと凸部１５Ｂを有する。ここで、
硬質コーティングは、ストリップの両面の凹状領域１４
Ａおよび１５Ａ上に部分的に局在している。これらの薄
い硬質局在コーティングは図面では１９．２０で示した
。

ストリップに電流が流れることにより、波形のエツジ間
の間隔をあけることになる。

第７図は、本発明のスピーカに使用される磁気歪ス）　
＋Ｊツブの変形例の側面を概略的に示すものである。こ
の場合、薄い硬質コーティングは、ストリップの両面に
おいて、波形の凸部１４ＢＳ１５Ｂ上に部分的に施され
ている。これらの局在する薄い硬質コーティングは、図
面では２１．２２で示す。

前述の実施例同様、特に低周波数でのストリップ変形の
振幅は、上述したス）　ＩＪツブ構造のバイメタル効果
により非常に大きい。ここでストリップ中に電流が流れ
ることにより波のエツジを互いに接近させることになる
。

実施を容易にするため、特に連続的な磁化電源が永久磁
石から成る場合には、硬質材料で部分的に被覆されたス
トリップ２から構成されるダイヤフラムと弾性支持体１
は、第２図に参照番号２３．２４で示すような２つの半
球で形成してもよい。これら２つの半球は、例えば支持
体を接着させ、２つの半球それぞれに対応する２つの半
ストリップを溶接することにより一体にする。

上記のスピーカの望ましい態様は、波形をしたバイメタ
ル効果磁気歪ストリップを用いたものである。実際、こ
のような波形が、最良の音響効果をもたらし、球面スピ
ーカの最も単純な製造を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は、磁気歪バイメタルストリッ
プの原理をさらに容易に理解するための図であり、第２図は、本発明に従うスピーカの第１の実施例を概略
的に示し、第３図は、本発明によるスピーカの別の実施例を概略的
に示し、第４図は、本発明のスピーカに使用される磁気歪ストリ
ップの第１の変形例の断面を概略的に示し、第５図、第６図および第７図は、本発明のスピーカに使
用される磁気歪みストリップの別の変形例の側面を概略
的に示す。（主な参照番号〉１・・支持体、３．４・・末端、６・・−次巻線、８・・電源、ｌＯ・・永久磁石１３．１６．２０．２１．２２・磁気歪ストリップ、制御装置、二次巻線、減結合コンデンサ、・硬質コーティング代理人シークフリート　クライン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気歪材料製ストリップから形成される巻回を含
む球面ダイヤフラムを備えた無指向性スピーカであって
、これらの巻回は球形に沿ってらせん状に巻かれ、弾性支
持体によってその位置に維持されて、その支持体に従っ
た上記球面ダイヤフラムを形成しており、該ストリップは、一方が球体の内側を向き、他方が該球
体の外側を向く２つの互に対向する面と、再生すべき音
波に対応する信号を供給する電気制御装置に接続される
ように球体の互に直径方向に向き合う領域に位置する２
つの末端と、上記ダイヤフラムを連続的に磁化するため
の装置を備えており、上記ストリップの面の少なくとも一方が硬質材料の薄い
コーティングで少なくとも部分的に被覆されていること
を特徴とするスピーカ。
（２）上記ストリップの球体の外側を向く面に薄い硬質
のコーティングが施されていることを特徴とする請求項
１記載のスピーカ。
（３）上記ストリップがその長さ全体にわたって横方向
の波形を有し、各波形は、球体の内側に向くストリップ
面に１つの凹部と１つの凸部を備え、また球体の外側を
向くストリップ面に１つの凹部と１つの凸部を備えてお
り、上記硬質コーティングが、球体の外側を向くストリ
ップ面の凸部上に少なくとも部分的に局在することを特
徴とする請求項１記載のスピーカ。
（４）上記ストリップがその長さ全体にわたって横方向
の波形を有し、各波形は、球体の内側に向くストリップ
面に１つの凹部と１つの凸部を備え、また球体の外側を
向くストリップ面に１つの凹部と１つの凸部を備えてお
り、上記硬質コーティングが、ストリップの両面の凹部
または凸部上に部分的に局在することを特徴とする請求
項１記載のスピーカ。
（５）上記ダイヤフラムを連続的に磁化するための装置
が、ダイヤフラムの内側に位置する永久磁石であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピ
ーカ。
（６）上記連続的磁化装置が、上記ストリップの末端に
接続される直流電圧源であることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか一項に記載のスピーカ。
（７）上記ダイヤフラムが互いに継ぎ合わせた２つの半
球から形成されることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか一項に記載のスピーカ。