説明

フラットスピーカー

本発明は、振動によって音響信号を発生するパネル(2)と前記パネル(2)に連結され且つ振動させる振動励振器(3)とを備えた特に航空宇宙産業において用いられるフラットスピーカー(1)を提供する。前記パネル(2)はエッジ補強構造(11...15;33)を有する。これは前記パネル(2)に要求される特に手による圧力に抗し得る強度を備えさせ、同時にフラットスピーカーの高エネルギー効率を保証する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラットスピーカー、特に、航空宇宙産業において使用されるフラットスピーカー、及び、前記フラットスピーカーを少なくとも一つ備えた航空機又は宇宙船に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、種々の分野において利用可能であるが、本発明及び本発明の基本的概念について旅客機を例に詳しく説明する。
【0003】
旅客機の航空キャビン内において口頭での告知を行う為の従来の放送システムにおいては、音響パイプに装着される電気力学スピーカーが用いられている。基本音の再生の為に要求される膜の最小サイズの理由により、従来のスピーカーは、媒体内における大変に高い指向性を有し且つ高周波数の音レンジを有しており、従って、キャビン内において不均一な音分配を引き起こしていた。この及び他の欠点は、従来の電気力学スピーカーの代わりにフラットスピーカーを用いることによって除去され得る。
【0004】
フラットスピーカーは、パネルに連結され且つそれを励振して振動させる振動励振器を有している。この場合において、前記パネルは、好ましくは、前記航空機キャビンの内装の一部として形成される。前記パネルは、乗客、特に手による圧力によるダメージから保護されなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、機械的な高負荷に耐え得るパネルを備えたフラットスピーカーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的は、請求項1の特徴を備えたフラットスピーカー及び/又は請求項18の特徴を備えたビークルによって達成される。
【0007】
振動によって音響信号を発生するパネルと前記パネルに連結され且つ前記パネルを振動させる振動励振器とを備えた特に航空宇宙産業において用いられるフラットスピーカーが提供される。この場合において、前記パネルはエッジ補強構造を有する。
【0008】
さらに、航空機又は宇宙船等のビークルであって、乗客、操縦士及び/又は副操縦士の為のキャビン領域と、乗客、操縦士及び/又は副操縦士に対する拡声装置に用いられる本発明に係る少なくとも一つのフラットスピーカーとを備え、前記フラットスピーカーのパネルが前記キャビン領域自体の区画を形成しているビークルが提供される。
【0009】
本願発明の基本的概念は、前記パネルのエッジ領域に補強構造を備えることである。この構成は前記パネルの機械的安定性を大きく向上させ、前記パネルが乗客によって損傷されることを防止できる。同時に、前記パネルのエッジ補強構造によって、前記フラットスピーカーのエネルギー効率は若干減少するに過ぎない。さらに、第1パネルモードの放射特性が向上される。
【0010】
本発明の有利な形態及び改良は従属請求項によって規定されている。
【0011】
本特許出願において、「パネル」は実質的に平面状の部材を意味する。
【0012】
ここで、「エッジ補強構造」は、所定の区画にのみ備えられ且つ前記パネルのエッジ領域に配設されている補強構造、及び/又は、所定の区画にのみ備えられ且つ前記パネルの一つのエッジ(即ち、縁)に隣接されている補強構造を意味すると理解される。当然ながら、エッジ領域におけるパネルの全長及び/又は全幅に亘って延びるように前記補強構造を形成することも可能であるし、及び/又は、前記パネルの一のエッジに隣接するように前記補強構造を形成することも可能である。
【0013】
特に、前記補強構造は、前記パネルの曲げ強度を大きく向上させる要素として形成されるべきである。従って、前記補強構造は、好ましくは、パネル平面内において延び、且つ、付加される曲げ荷重に抗する為のパネルの断面形状に比して高い表面慣性モーメントを示す断面形状を有するものとされる。これに代えて又は加えて、前記補強構造は高弾性係数の材料を有し得る。
【0014】
好ましい改良形態においては、前記パネルは、少なくとも一つの上部カバー層と少なくとも一つの下部カバー層とこれらのカバー層の間に配設されたコア材とを含むサンドイッチ材料として形成される。斯かるサンドイッチ材料は良好な音響放射特性を有する。
【0015】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい実施の形態においては、補強構造は、U型形状体及び/又は二等辺アングル材又は非二等辺アングル材等の少なくとも一つの補強形状体として形成される。ここで、「形状体」は、下記においては長手方向として記載される一方向に実質的に一定の断面形状で延びる部品を意味すると理解される。この種の補強構造は低コストで形成され得る。
【0016】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい改良においては、少なくとも一つのカバー層が一端部においてパネルの平面から折り曲げられてエッジ補強構造を形成する。この形態においては、前記エッジ補強構造はパネルの一部として形成される。従って、エッジ補強構造を別部材として備えることを有効に不要化できる。前記少なくとも一つのカバー層の折り曲げ端部は、好ましくは、パネルの平面に対して略直交するものとされる。斯かる構成によれば、パネルに付加される曲げ荷重に抗する為の曲げ端部の表面上の慣性モーメントを最大化させることができる。
【0017】
本発明に係るフラットスピーカーのさらに好ましい実施の形態においては、上部及び下部カバー層のそれぞれの端部が前記平面から同一方向へ折り曲げられて、所定領域において互いに重合される。即ち、前記上部及び下部カバー層は両方共に、上方へ折り曲げられるか又は下方へ折り曲げられる。斯かる補強構造は容易に製造される。前記上部及び下部カバー層の重合領域は、好ましくは、互いに接着され、これにより、大変に強固な結合状態が得られる。
【0018】
当然ながら、前記上部及び下部カバー層を前記パネルの平面から反対方向へ折り曲げることも可能である。
【0019】
本発明に係るフラットスピーカーのさらに好ましい改良においては、コア材が少なくとも一端部において上部及び下部カバー層に向けて圧搾され且つパネルの平面から折り曲げられてエッジ補強構造を形成する。この方法で生成されるエッジ補強構造は、「押し潰しエッジ("crushed-core edge")」としても記載される。これは高剛性で且つ製造容易という特徴を有する。
【0020】
本特許出願において、「上部カバー層」は、好ましくは、前記フラットスピーカーの装着状態を基準にして乗客から離間する方向に位置され、且つ、「下部カバー層」は、乗客に面するように配置される。好ましくは、前記上部及び下部カバー層は双方共に上方へ曲げられる。即ち、前記下部カバー層は前記上部カバー層へ向けて曲げられ、前記上部カバー層は前記下部カバー層から離間する方向へ曲げられる。斯かる構成によれば、前記フラットスピーカーの装着状態を基準にして前記エッジ補強構造が乗客の視界に入らないようにすることができる。
【0021】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい実施の形態においては、前記エッジ補強構造は、前記パネルに装着され且つ少なくとも一つの好ましくは矩形状のリセス領域を有する少なくなくとも一つの層として形成される。この場合において、前記層は、例えば、前記上部カバー層に装着される追加層とされる。このエッジ補強構造は、非常に容易に製造できるという特徴を有している。
【0022】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい実施の形態においては、前記パネル及び/又は前記エッジ補強構造は、少なくとも一つの平面内に位置する湾曲形状を有する。この構成によれば、パネルのさらなる補強構造が有効に得られる。
【0023】
本発明に係るフラットスピーカーのさらに好ましい実施の形態においては、前記エッジ補強構造は、例えば、前記パネルに積層された状態及び/又は前記パネルに埋め込まれた状態で、前記パネルに接着される。前記エッジ補強構造及び前記パネルは一般的には複合繊維材料によって形成されるから、これらの材料の組み合わせは特に有効である。既述したように、前記エッジ補強構造はパネルの一部を形成するか、若しくは、別部品として形成され得る。エッジ補強構造がパネルに接着される形態は、前記エッジ補強構造が、パネル自体の一部を形成するものではなく、例えば補強形状体として形成される場合等のように別部品として形成される形態においてのみ意味をなす。
【0024】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい実施の形態においては、振動励振器は一のカバー層に連結され、前記エッジ補強構造は前記振動励振器が連結される前記一のカバー層に適用される。エッジ補強構造及び振動励振器が上部カバー層に設けられている形態は、フラットスピーカーの航空機、例えば音響パイプへの装着状態を基準にして前記エッジ補強構造及び前記振動励振器が乗客の視界に入らない為に、特に有効である。
【0025】
本発明に係るフラットスピーカーのさらなる好ましい改良においては、前記パネルは400cmから800cm の範囲の面積、好ましくは約600cmの面積を有し得る。これらの数値は、フラットスピーカーのエネルギー効率の観点において特に有効なものとして経験的に決定された。
【0026】
本発明に係るフラットスピーカーにおける高エネルギー効率の観点において有利な構成は、パネルの厚みが4mm及び8mmの間とされることによって得られる。ここで、前記厚みは、エッジ補強構造以外の領域におけるパネル厚とされる。
【0027】
さらに、パネル重量が500g/mmから700g/mmの範囲、好ましくは約600g/mmの場合に、エネルギー効率が向上されると同時に十分な強度が得られることが証明されている。
【0028】
本発明に係るフラットスピーカーのさらに好ましい実施の形態においては、前記パネルは矩形状とされる。この構成は、キャビン内部の良好な空間利用効率、並びに、フラットスピーカーの放射特性,モード分布及び効率の観点において、特に望ましい。
【0029】
本発明に係るフラットスピーカーのさらに好ましい実施の形態においては、少なくとも一つの前記カバー層は、複合ガラス繊維材料等の複合繊維材料を有し、及び/又は、前記コア材は、ポリアミドに含浸された紙等で形成されたハニカム材料を有する。これらの材料は、低重量及び高強度と共に、音響特性及び耐空性の観点において、特に好ましい。
【0030】
前記ハニカム材料のセル幅は、2mmから4mmの間が好ましく、特に、約3.2mmがより好ましい。前記セル幅は、前記ハニカム材料のセルにおける2つの対向する壁の間で測定される。この実施の形態は、さらに、エネルギー効率が良く且つ十分に強度を有することが実験上において証明されている。
【0031】
本発明に係るフラットスピーカーの他の好ましい実施の形態においては、エッジ補強構造は、複合繊維材料及び/又は金属及び/又は樹脂を有する。このエッジ補強構造は種々の形状を有し得る。特に、複合カーボン繊維材料が複合繊維材料として考慮され得る。
【0032】
本発明に係るビークルの好ましい実施の形態においては、キャビン領域の区画は、前記キャビン領域における天井又は壁領域等の内装部材、乗客用音響パイプの一部、及び/又は、シートの一部として形成される。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態に係るフラットスピーカーを斜視状態で示している。
【図2】図2は、図1のA−A断面を示している。
【図3】図3は、図1のB−B断面を示している。
【図4】図4は、本発明の他の実施の形態における図1のB−B断面を示している。
【図5】図5は、本発明のさらに他の実施の形態における図1のB−B断面を示している。
【図6】図6は、本発明のさらに他の実施の形態に係るフラットスピーカーを正面視状態で示している。
【図7】図7は、図6のC−C断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【0034】
添付する図面を参照しつつ例示する実施の形態に基づき本願発明を詳述する。
なお、図中、同一の部材又は同様の機能を奏する部材については、記述が無い限り同一の符号を付している。
【0035】
図1は、本発明の例示である一実施の形態に係るフラットスピーカー1を斜視状態で示している。
【0036】
前記フラットスピーカー1は、好ましくは、実質的に矩形状のパネル2と、前記パネルに対して略中央に配置され且つ連結された振動励振器3とを有している。前記振動励振器3は、本実施の形態においては、マグネット及び振動コイルを有しているが、明確化の為に模式的に図示している。
【0037】
好ましくは、前記パネル2は、大まかに図示している航空機の音響パイプ8に支持部材4,5,6,7を介して乗客の上方において締結されている。
【0038】
図示されているフラットスピーカー1の装着状態において、x軸は航空機の機首に向かう長手方向を示しており、y軸は前記航空機の幅方向に沿って右から左へ向かう方向を示し、z軸は航空機の垂直方向を示している。
【0039】
前記パネル2は、ほぼx−y平面に沿って延びており、且つ、図2に示されるように、y−z平面内において半径Rで曲げられている。
【0040】
前記パネル2は、力、特にz方向に沿って付加される手による圧力に耐える為に、(例えば、参照符号11,12,13,14,15が付された)エッジ補強構造を有している。
【0041】
上部カバー層17の上方湾曲エッジは、エッジ補強構造15を有するように画されている。従って、これは、前記パネル2のy軸回りの表面慣性モーメントに大きく貢献するから、前記パネル2を補強する。
【0042】
図2は、図1のA−A断面を示している。
【0043】
前記パネル2は、サンドイッチ材料16を有している。前記サンドイッチ材料16は、上部カバー層17と下部カバー層18と両者の間に配設されたハニカム材料19とを有している。ここで、前記ハニカム材料19のハニカムは、パネル平面x−yに対して略直交する方向に延びている。前記上部カバー層17及び前記下部カバー層18は、好ましくは、複合ガラス繊維材料から形成され、前記ハニカム材料19は紙で形成される。前記下部カバー層18は、前記フラットスピーカー1が装着位置に位置された状態において、キャビン内部、即ち、乗客9の方向を向いている。
【0044】
前記上部カバー層17は、好ましくは、前記振動励振器3に直接的に連結される。
【0045】
図2に示す例示の実施の形態においては、前記エッジ補強構造13,14は、前記サンドイッチ材料19の端部に「押し潰しコア」技術("crushed-core"technique)を適用することによって得られる。この場合において、まず、ハニカム材料端部22が前記上部及び下部カバー層17,18のそれぞれの端部23,24と共に圧搾され、これにより、中間のハニカム材料端部22が圧縮され、その後に、上方、即ち、z方向に曲げられる。その結果、図2に示される状態となる。エッジ補強構造14は、パネル2のエッジ補強構造13とは反対側のパネル2の一端部側に位置し、同様に「押し潰しコア」技術に基づいて形成される。
【0046】
図3は、図1のB−B断面を示している。B−B断面は明瞭化を図る為に省略された状態で示されている。
【0047】
前記パネルのy方向両側の端部に形成されたエッジ補強構造11,12は同様の方法で形成される。従って、下記においてはこの基本的概念をエッジ補強構造11に基づいて説明する。
【0048】
前記ハニカム材料19から突出する前記上部カバー層17の端部25が上方へ(即ち、z方向に)湾曲される。次いで、前記ハニカム材料19から突出する前記下部カバー層18の一端部26が上方へ(即ち、z方向に)湾曲され、これにより、前記端部26は、領域27が前記端部25と重合するように配置される。好ましくは、前記端部26は、図3に示された状態で、前記ハニカム材料19及び前記上部カバー層17の端部25に接着剤によって固着される。この場合において、前記領域27の突出高さUは、好ましくは、約3〜10mmとされる。
【0049】
前記端部25を下方へ(即ち、z方向とは反対方向に)折り曲げ、且つ、前記下部カバー層18の前記端部26を上方へ(即ち、z方向に)折り曲げて、その後に両者を接着剤によって固着することも、同様に可能である。
【0050】
図4は、本発明の他の実施の形態における図1のB−B断面を示している。
【0051】
図4に示す他の実施の形態においては、エッジ補強構造11,12は別体の部材として形成されている。エッジ補強構造11,12は、y方向に延びるL型補強形状体として形成されており、(エッジ補強構造11用の例示として示される)一方の脚部31が、例えば、前記上部カバー層17上に積層された状態又は前記上部カバー層17内に埋め込まれ状態で前記上部カバー層17に接着剤によって固着され、他方の脚部32はパネル2のx−y平面に対して直交する方向(即ち、z方向)に延びている。
【0052】
補強形状体は、例えば、樹脂又は金属によって形成され得る。しかしながら、好ましくは、前記補強形状体は、複合繊維材料によって形成される。
【0053】
図5は、本発明のさらに他の実施の形態における図1のB−B断面を示している。ここで、エッジ補強構造11,12は、エッジ補強構造13,14と同様の構成を有するように、図2に示す実施の形態に基づいて形成されている。従って、この点に関してはさらなる説明を省略する。
【0054】
図6は、本発明のさらに他の実施の形態に係るフラットスピーカー1を正面視状態で示している。
【0055】
パネル2はエッジ補強構造33を有している。エッジ補強構造33は、パネル2の(例示として参照符号34,35が付されている)エッジの近傍に配設された略矩形のストリップとして形成されている。ここで、エッジ補強構造33は、好ましくは、略矩形のリセス36を有している。
【0056】
図6のC−C断面を示す図7に示されるように、エッジ補強構造33は、例えば、複合炭素材料等の複数の層37,38,39によって形成される。
【0057】
図1〜図6に示される例示の実施の形態においては、パネル2は、好ましくは、面積が約600cm、厚みDS(図2参照)が約6mmで、重さが約600g/mとされる。ハニカム材料のセル幅は、好ましくは、3.2mmとされる。
【0058】
好ましい例示の実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【0059】
例えば、前述したエッジ補強構造の異なる形態を組み合わせることも可能である。即ち、例えば、パネルの一端部を「押し潰しコア」技術(“crushed-core”technique)によって形成しつつ、他の端部が補強形状体の形態をなすエッジ補強構造を有するように形成することも可能である。
【符号の説明】
【0060】
1 フラットスピーカー
2 パネル
3 振動励振器
4 支持部材
5 支持部材
6 支持部材
7 支持部材
8 乗客用音響パイプ
9 乗客
11 エッジ補強構造
12 エッジ補強構造
13 エッジ補強構造
14 エッジ補強構造
15 エッジ補強構造
16 サンドイッチ材料
17 上部カバー層
18 下部カバー層
19 ハニカム材料
22 ハニカム材料端部
23 端部
24 端部
25 端部
26 端部
27 領域
31 脚部
32 脚部
33 エッジ補強構造
34 エッジ
35 エッジ
36 リセス
37 層
38 層
39 層

x 空間方位
y 空間方位
z 空間方位
R 半径
D 厚み
U 突起

【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動によって音響信号を発生するパネル(2)と前記パネル(2)に連結され且つ前記パネルを振動させる振動励振器(3)とを備えた航空宇宙産業等において用いられるフラットスピーカー(1)であって、
前記パネル(2)は、乗客による前記パネルの損傷を防止するように構成されたエッジ補強構造(11・・・15;33)を有し、
前記エッジ補強構造(33)は、前記パネル(2)に付加され且つ少なくとも一つのリセス領域(36)を有する少なくとも一つの層(37,38,39)として形成されていることを特徴とするフラットスピーカー(1)。
【請求項2】
前記パネル(2)は、少なくとも一つの上部カバー層(17)と少なくとも一つの下部カバー層(18)と前記カバー層(17,18)の間に配設されたコア材(19)とを有するサンドイッチ材料(16)として形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフラットスピーカー。
【請求項3】
前記エッジ補強構造(11,12)は、U型形状体及び/又は二等辺又は非二等辺アングル材等の少なくとも一つの補強形状体(31,32)として形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のフラットスピーカー。
【請求項4】
前記カバー層(17,18)の少なくとも一つが一端部(25,26)において前記パネル(2)の平面(x−y)から折り曲げられて前記エッジ補強構造(11,12)を形成していることを特徴とする請求項2又は3に記載のフラットスピーカー。
【請求項5】
前記上部及び下部カバー層(17,18)のそれぞれの端部(25,26)が前記平面(x−y)から折り曲げられており、前記両端部は領域(27)において互いに重合されていることを特徴とする請求項4に記載のフラットスピーカー。
【請求項6】
前記コア材(19)は少なくとも一端部(22,23,24)で前記上部及び下部カバー層(17,18)に対して圧搾され且つ前記パネル(2)の平面(x−y)から折り曲げられて、エッジ補強構造(13,14)を形成していることを特徴とする請求項2から5の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項7】
前記少なくとも一つのリセス領域は矩形状であることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項8】
前記パネル(2)及び/又は前記エッジ補強構造(11・・・15;33)は少なくとも一つの平面(x−y)内において湾曲された形状を有していることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項9】
前記エッジ補強構造(11・・・15;33)は、例えば前記パネル(2)の上に積層され及び/又は前記パネル(2)内に埋め込まれて、前記パネル(2)に接着結合されていることを特徴とする請求項1から8の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項10】
前記振動励振器(3)は前記カバー層のうちの一方(17)に連結されており、前記エッジ補強構造(11・・・15;33)は前記振動励振器(3)に連結された前記一方のカバー層(17)に設けられていることを特徴とする請求項2から9の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項11】
前記パネル(2)は400cmから800cm の範囲の面積、好ましくは約600cmの面積を有していることを特徴とする請求項1から10の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項12】
前記パネル(2)の厚み(D)は4mmから8mmの間であることを特徴とする請求項1から11の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項13】
前記パネル(2)は500g/mmから700mmの範囲の重量、好ましくは約600mmの重量を有していることを特徴とする請求項1から12の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項14】
前記パネル(2)は実質的に矩形状を有していることを特徴とする請求項1から13の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項15】
少なくとも一つのカバー層(17,18)は複合ガラス繊維材料等の複合繊維材料を含み、及び/又は、前記コア材は紙等で形成されたハニカム材料(19)を有していることを特徴とする請求項2から14の何れかに記載のフラットスピーカー。
【請求項16】
前記ハニカム材料(19)のセル幅は2mmから4mmの間、好ましくは約3.2mmとされていることを特徴とする請求項15に記載のフラットスピーカー。
【請求項17】
前記エッジ補強構造(11・・・15;33)は複合繊維材料及び/又は金属及び/又は樹脂を有していることを特徴とする請求項15に記載のフラットスピーカー。
【請求項18】
乗客、操縦士及び/又は副操縦士の為のキャビン領域と、
乗客、操縦士及び/又は副操縦士用の音響システムに用いられる請求項1から17の何れかに記載の少なくとも一つのフラットスピーカー(1)とを備え、
前記フラットスピーカー(1)のパネル(2)は前記キャビン領域自体の一区画を形成していることを特徴とする航空機又は宇宙船等のビークル。
【請求項19】
前記キャビン領域の区画は、前記キャビン領域における天井又は壁領域等の内装部材、乗客用音響チャネル(8)の一部、及び/又は、シートの一部として形成されていることを特徴とする請求項18に記載のビークル。

【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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【公表番号】特表2010−525713(P2010−525713A)
【公表日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−504710(P2010−504710)
【出願日】平成20年4月25日(2008.4.25)
【国際出願番号】PCT/EP2008/055083
【国際公開番号】WO2008/132170
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(509214104)エアバス・オペレイションズ・ゲーエムベーハー (15)
【Fターム(参考)】