JPH04500893A - ニューマチックスピーカー用電気力学―流体変換素子 - Google Patents

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】 ニューマチックスピーカー用電気力学−流体変換素子本発明は、一端に変換器の 電気力学ステージの環状空気間隙内で動き得るコイルが担持され他端に該変換器 の流体ステージの環状縮小部内で動き得る突出部が形成されている軸方向に可動 の管状支持体を含み、上記電気力学ステージと上記流体ステージとを分離する二 つの同心のダイアフラムの間に上記支持体の中間部分が把持されている、ニュー マチックスピーカー用電気力学流体変換器のための可動組立体に関する。

フランス特許公開第２４４２５６５号及び同第２５７２６１５号により、空気流 路内で動く突出部から成る流体変調器によって電磁コイルを備えた可動の組立体 が張架されているニューマチックスピーカーは公知である。

音声入力信号を受信する電気力学変換器により制御される上記突出部の運動は、 空気流を変調して上記入力信号に関連して増幅される音響信号を発生する。

何れのニューマチックスピーカーにおいてもそうであるが、音響信号の再生音質 は変換器の品質即ち上記可動の組立体の慣性と剛性とによって決まる。

上記形式のニューマチックスピーカーにおいては、上記突出部は、制御される流 体圧力に耐え得るようにするため特別に堅いものでなければならないし、又は、 変換器の上記突出部を一部に形成している上記可動組立体は慣性が小さくなけれ ばならない。これらの二つの特性は矛盾するものであり、又制御されるべき空気 流によって発生せしめられる力のために上記突出部は剛性を優先して選ばれてい た。従って、コイルの支持体は厚いものが使用され、その結果空気間隙の幅は比 較的広くなり、且つ磁石の大きさの割にはコイルを通過する磁束の強さが小さい という問題があった。このような変換器の通過帯域と効率は不満足なものであっ たので、本発明の目的はこれらの特性を改善することにある。

その狙いは、初期のものに較べて、単に可能な解決方法を採用することによって 出来る限り慣性を小さくすること、即ち支持体の厚さを出来る限り薄くすること にある。その結果、コイルは非常に軽くなるが、特に変形し易くなって、所望の 精度でニューマチック回路の空気の流れを確実に制御することが出来なくなる。

本発明の他の狙いは、変換器の他の要素特に環状の弾性ダイアフラムを使用して 、そのダイアフラムがフラフープの機能を演するようにすることによって、可動 の組立体をより剛性の大きいものにすることにある。

本発明による可動組立体は、支持体が、高さが厚さよりも寸法的に大きく且つ直 径が高さよりも寸法的に大きくて、上述のダイアフラムにより固定されており、 該ダイアフラムは、上記支持体と同心の堅いリングとの間に介在せしめられてい て、該支持体とリングとに付着され且つ軸方向の高さが半径方向の厚さと寸法的 に同程度であるエラストマー製の環より成る合成の環帯で構成されており、上記 支持体が、一方では軸方向運動に際し確実に弾性復帰するようにされ、他方では 常に円環状に維持されて、支持体の平面性が維持されるようになっている点に特 徴がある。

実施例による以下の説明と図面とにより、本発明がどのようにして実施され得る かが理解され得るであろう。

各図面において、図示を明瞭にするため、寸法は付加されていない。

図１はニューマチックスピーカーに装備された本発明による変換器の中央断面図 である。

図２は該変換器の可動組立体の平面図である。

図３は図１の一部を除去して示す拡大部分断面図である。

図１において、壁１の一側に流体ステージ２を他側に変換器３の電気力学ステー ジを見ることができる。

流体ステージ２は全体が音響ホーン５により引き延ばされたノズル４から成って おり、このノズル４は山形の拡散器６と共に隘路８を含む環状導管７を画成して おり、この導管の水平部分には環状の可動突出部９が配置されている。隘路８の 上流側には円筒状の収集器１０が形成されていて、底部全体に亘って均一に分布 された穴１２を含む容器１１から均一に流体が供給されるようになっており、該 容器１１へは取入れ導管１３を介して流体が供給される。上記可動突出部９（図 ３をも参照）は、可動の組立体を構成する管状支持体の端部１７Ａから成ってい て、連続した弾性ダイアフラム２２により壁１に連結されている。この壁１はね じによって変換器３に固着された外側リング２３と内側リング２４を含んでいる 。

可動突出部９は流体ステージ２の隘路８をａ過する好都合な音響空気の変調を行 う。

変換器３は普通永久磁石１４と環状の空気間隙１６を画成する磁極片３１．３２ とから成っており、上記空気間隙１６内で電磁コイルの可動組立体１７か軸方向 に動くようになっている。

変換器は全体がニューマチック回路に固定された筐体２５に収容されている。

図３に明示されている如く、この可動組立体１７は、例えばガラス／エポキシド 繊維で作られていて、外表面に底が（例えばエポキシド系の）接着剤で覆われた 扁平溝形の凹部１７Ｂを有する環状の支持体１７Ａを含んでいる。この溝１７Ｂ 内には支持体１７Ａの外表面から突出することのないようにコイル１８が巻かれ ている。その外側全体は、該コイル巻線を埋め込んで一体の支持体／コイルユニ ットを形成する接着剤（例えば、エトキシリン系樹脂）の滑らかな層で覆われて いる。

変換器の可動の組立体は、夫々が堅い外側リング２３又は内側リング２４と弾性 ダイアフラム２２とから成る合成環帯を形成している、二つの同心のダイアプラ ムの間に挟持されている。これらの弾性ダイアフラムは、上記支持体と堅いリン グとの間にインサート成形されて支持されている。

弾性ダイアフラムのこのインサート構造は、可動組立体の効率的なフラフープ運 動を保証する。ダイアプラムの形状及び特にその横断面の寸法並びにダイアフラ ムを構成するエラストマーの剛性の選択は、可動組立体の高い共振振動数を確保 するのに大きな要素となる。事実、エラストマーは本来剪断変形を生じさせるこ とによって仕事をし、二つのダイアフラムの横断面の寸法を同程度にすることに よって応力は可能な限り効率的に分配され、少なくとも３００乃至Ｉ　Ｏ００Ｎ ／ｍｍ程度の適当な軸方向の剛度か得られる。エラストマーは非圧縮性であるた め、リング／ダイアフラムユニットは、二重フラフープのように動いて、円環体 の欠点を防止し、その結果雑音による限定された面の如何なる変形をも防止する 。ノズルと拡散器との間に画成された空気通路の幅は組立体の所定の位置におい て円周全体に亘り一定に保たれている。

組立体を出来るだけ軽くするために、環状突出部９の厚さは該突出部を形成する 支持体端部１７Ａの少なくとも一部が薄くされている。

図３に部分断面が示されている好適実施例によれば、環状突出部９に対向配置さ れたノズル４の一部分に環状のエラストマー製出め具３５が設けられている。こ の止め具は、環状突出部の端縁とノズル壁との接触による環状突出部の破損を防 止し、音の強弱による極めて高い調子の変化や音波電気流による吸引作用をもた らし得るように作用する。

図３に示された支持体は、中間のリム１７Ｄによって二つの部分に分けられてお り、電磁変換器のコイルは該リム１７Ｄと端部リム１７Ｃとの間に収納され、− 力源状突出部９は端部１７Ａの薄くされた端縁により形成されている。

コイル１８の両端は、導電性の組みひも２１により、音響信号等の増幅回路から の電気信号を受信する供給端子１９（図２）に接続されている。

導電性の組みひもに十分な柔軟性を付与するため、外側リング２３の内縁には径 方向の切込み２３（図２）が設けられており、その底部は外側リング内の円筒孔 ３４により貫通せしめられている。

円筒孔３４の先には、中に組みひも２１が挿通されていてダイアフラム組立体の 形成過程においてエラストマーで被覆された可撓管が配設されている。この可撓 管は、ダイアフラム組立体を形成するのに用いられたのと同じ材料で作られるの が好ましい。上記切り込みの表面を同様にエラストマーで被覆することにより、 電気的接続を非常に柔軟性のあるものにすることができる。外側リングから径方 向へ出て行く組みひもの自由部分は、公知の手段により供給端子１９に固定され ている。

変換器組立体の図示された実施例によれば、変換器組立体は次のような寸法を有 している。即ち、支持体の内径は８１０２ｍｍ、ダイアフラムの高さは＃ｌ６ｍ ｍ、環状突出部を形成する部分の厚さは９１．５　ｍｍである。

図から明らかなように、可動組立体の高さと直径との間には大きさに一定の制限 があり、同様にその高さと厚さの間にも一定の制限がある。

２乃至３バールの圧力で毎秒数ｌＯダラムのオーダーを持ち且つ流体増幅器を通 過する相当量の流体の流れに対しては、大きな直径の支持体が必要とされる。

軽さがめられるために、特に支持体は撓み易く且つ支持体を従来の薄いダイアフ ラムで維持する場合には、支持体を十分に剛性のあるものにすることはできない 。

外側リングと内側リングと支持体を一体にするエラストマー製ダイアフラムのイ ンサート成形により、支持体の効率的なフラフープ運動を保証することができる 。ダイアフラムの幅は少なくともその厚さと同程度であり、図示の一実施例によ れば、外側リングと内側リングの厚さく約４　ｍｍ）と同じである。

使用された成形品は、周囲温度で加硫された市販のシリコンエラストマーであり 、ショアーＡ硬度が−７０゜乃至＋２００°Ｃの温度範囲で４０程度である。こ の温度範囲では、材料の硬度特性が保たれて、周囲温度やニューマチック回路へ 送られる空気の温度が変動してもスピーカーの特性は全く変わらない。

支持体とリング２３及び２４との間のダイアフラム２２のインサート成形作業は 、各種要素の適当な位置決めを保証する適当な型板によって支持体と両リングが 保持されるため、首尾よく行われる。

選定された高い剛度のエラストマーは、高い共振振動数を保証し、従って、比較 的広範囲に渡る通過帯域と少なくとも３０乃至４０ｄＢ程度の有効な信号対雑音 比を確保することができる。

共振振動数は、ダイアフラムの横断面積を変えることにより及び／又はエラスト マーの硬度を変えることにより、選択することができる。例えば、エラストマー 製ダイアフラムの幅が４ｍｍの場合、共振振動数は１２００）ｔｚであり、幅が 倍になると８００８２である。

本発明による可動組立体を含むニューマチックスピーカーは５Ｋ）ｔｚの周波数 帯域を通過させることができるので、非常に高い言語理解力を保証することがで きる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．一端で変換器の電気力学ステージの環状空気間隙（１６）内で動き得るコイ ル（１８）を担持し且つ他端に該変換器の流体ステージの環状縮小部内で動き得 る突出部（９）を形成した軸方向に可動の管状支持体（１７）を含み、該支持体 の中間部分が上記電気力学ステージと流体ステージとを分離する二つの同心のダ イアフラム（２２）の間に把持されている、二ューマチックスピーカーの電気力 学と流体による合成変換器用可動組立体において、上記支持体（１７）は、高さ が厚さよりも寸法的に大きく且つ直径が高さよりも寸法的に大きくて、上記ダイ アフラム（２２）により固定されており、該ダイアフラムは、上記支持体（１７ ）と同心の堅いリング（２３，２４）との間に介在せしめられていて、該支持体 とリングとにより支持され且つ軸方向の高さが半径方向の厚さと寸法的に同程度 であるエラストマー製の環より成る合成の環帯で構成されており、上記支持体が 、一方では軸方向運動に際し確実に弾性復帰するようにされ、他方では常に円環 状に維持されて該支持体の平面性が保持されるようになっていることを特徴とす る可動組立体。
2. ２．上記エラストマー製のダイアフラム（２２）は、所定の型板によって保持さ れた上記支持体（１７）と上記リング（２３，２４）との間にインサート成形さ れることを特徴とする、請求の範囲１に記載の可動組立体。
3. ３．エラストマーは周囲温度で加硫され得るシリコンであることを特徴とする請 求の範囲２に記載の可動組立体。
4. ４．上記エラストマーは、−７０乃至２００℃の温度範囲において４０程度のシ ヨア−Ａ硬さを有していることを特徴とする、請求の範囲２又は３に記載の可動 組立体。
5. ５．可動コイル（１８）の接続用組みひも（２１）のための通路を設けるため、 上記エラストマーに上記支持体（１７）及びリング（２３）に渡って延びた二本 の可撓管が挿入されていることを特徴とする、請求の範囲２乃至４の何れかに記 載の可動組立体。
6. ６．上記リング（２３）は、各接続用組みひも（２１）に整列してエラストマー が充填され且つ上記可撓管が夫々挿通される切り込み（３３）を含んでいること を特徴とする、請求の範囲５に記載の可動組立体。
7. ７．上記突出部（９）に対向配置されたノズル（４）の一部に環状のエラストマ ー製止め具（３５）が配設されていることを特徴とする、請求の範囲１に記載の 可動組立体。