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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Lautsprecherherstellung und insbesondere auf ein Schwingsystem eines Lautsprechers.
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HINTERGRUND
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Derzeit haben verschiedene elektronische Produkte, wie etwa ultradünne Fernseher und tragbare Soundboxen, einen erhöhten Bedarf an der Verringerung der Dicke derartiger Vorrichtungen hervorgerufen. Somit wird außerdem die Produktstruktur eines Lautsprechers, insbesondere eines sogenannten leistungsstarken, ultradünnen Fullrange-Lautsprechers, mit einer geringeren Dicke benötigt.
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Bei dem vorhandenen Fullrange-Lautsprecher, der eine einzelne Lautsprechereinheit ist, die eine Klangausgabe über den gesamten Bereich erzeugen kann, der für das menschliche Ohr hörbar ist (bestenfalls 12 Hz bis 28 kHz, üblicherweise jedoch von etwa 20 Hz bis 20 KHz), weist ein Schwingsystem eine Membran und flexible Schwingspulen auf, die mit einem Druck-Ätzverfahren hergestellt werden. Die gedruckten Schwingspulen weisen den Vorteil auf, dass sie bei dem Verdrahten der Anschlussdrähte, um das Leitungsweg-Layout mit verschiedenen komplexen Formen auszubilden, große Freiheiten ermöglichen. Allerdings weisen die Schwingspulen auch die folgenden Defizite auf: (1) Bei den gedruckten Schwingspulen muss eine flexible, isolierende, ebene Dünnschicht als Basismaterial verwendet werden. Das Basismaterial wird als Träger zum Drucken der Schwingspulen verwendet und bildet außerdem einen Teil des Schwingsystems des Lautsprechers, sodass unausweichlich die Dicke sowie die schwingende Masse erhöht werden und die Ausgabeempfindlichkeit verringert wird. (2) Beim Verdrahten der gedruckten Schwingspulen ist ein bestimmter Abstand zwischen den Anschlussdrähten notwendig, um jeglichen Kurzschluss zu vermeiden, und die Dicke jedes Anschlussdrahts ist üblicherweise sehr klein und es existieren nur sehr wenige allgemeine Spezifikationen der angeordneten Anschlussdrähte, sodass eine Dickeneinstellung eines jeden Anschlussdrahts sehr beschränkt ist. Das heißt, dass der Querschnitt eines einzelnen Anschlussdrahts, um einen Stromfluss dadurch zu ermöglichen, beschränkt ist. Das bestimmt, dass die flexiblen gedruckten Schwingspulen keine sehr hohe Eingangsleistung tragen können.
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Daher muss das Schwingsystem des vorstehend erwähnten Fullrange-Lautsprechers optimiert werden, um die Ausgangsempfindlichkeit des Fullrange-Lautsprechers zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um die vorstehend erwähnten Probleme im Stand der Technik zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung ein Schwingsystem eines ultradünnen Fullrange-Lautsprechers an. Gemäß dem Schwingsystem sind rahmenlose gewundene Schwingspulen direkt an einer Membran befestigt und Anschlussdrähte der Schwingspulen sind eng aneinander angeordnet, sodass eine Raumnutzungsrate in einem Magnetspalt effektiv verbessert ist und ein Antriebskraftfaktor BL sowie eine Ausgabeempfindlichkeit verbessert sind.
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Um die vorgenannten Zwecke zu erzielen, gibt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen an:
- Ein Schwingsystem eines ultradünnen Fullrange-Lautsprechers weist eine Membran sowie rahmenlose gewundene Schwingspulen auf, die direkt an der Membran befestigt sind, wobei jede rahmenlose gewundene Schwingspule eine ebene Spule ist, die mittels Wicklung eines einzelnen Lackdrahts ausgebildet wird, und die Lackdrähte sind so angeordnet, dass sie eng miteinander in Kontakt sind.
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Jede rahmenlose gewundene Schwingspule wird ausgebildet, indem der einzelne Lackdraht gewunden wird. Da die Oberflächen der Lack-Anschlussdrähte isoliert sind, können die Lackdrähte so angeordnet werden, dass sie in engem Kontakt zueinander sind. Auf diese Weise wird die Raumnutzungsrate in dem Magnetspalt in einem großen Ausmaß verbessert, um den Antriebskraftfaktor BL (Magnetkoeffizient) des Lautsprechers zu verbessern. Außerdem kann unnötiges Gewicht verringert werden, da derartige gewundene Schwingspulen keinen Spulenträger benötigen und eine Fläche jeder Schwingspule direkt an der Membran befestigt werden kann. Die ultradünne Eigenschaft des Fullrange-Lautsprechers wird ferner sichergestellt und auch die Ausgabeempfindlichkeit des Lautsprechers ist verbessert.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung weist jede ebene Spule eine rennbahnartige oder ringförmige Form auf oder weitere Formen, wie von dem Design erfordert.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung sind, wenn zwei oder mehrere rahmenlose gewundene Schwingspulen gleichzeitig verwendet werden, die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen in einer in Reihe geschalteten oder parallelgeschalteten Weise verbunden. Die zwei oder mehreren rahmenlosen gewundenen Schwingspulen sind in der in Reihe geschalteten oder parallelgeschalteten Weise verbunden und sind außerdem an der Membran befestigt, um die Membran zum Schwingen und zur Klangerzeugung anzutreiben, sodass der mechanische Hub sichergestellt ist.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung sind, wenn zwei oder mehrere rahmenlose gewundene Schwingspulen gleichzeitig verwendet werden, die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen horizontal und parallel angeordnet, oder sie sind mittels Überlappung oben und unten angeordnet, oder sie sind in irgendeiner anderen Weise angeordnet, wie von dem Design erfordert.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung weist der Lackdraht jeder rahmenlosen gewundenen Schwingspule eine Dicke und eine Breite in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm auf.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung ist der Lackdraht jeder rahmenlosen gewundenen Schwingspule ein flacher Draht oder ein gerundeter Draht.
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Als eine weitere Beschreibung der technischen Lösung gemäß dieser Erfindung ist jeder Lackdraht ein Kupferdraht, ein Aluminiumdraht oder ein kupferkaschierter Aluminiumdraht.
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Bei dem von der vorliegenden Erfindung angegebenen Schwingsystem sind die Lack-Anschlussdrähte der rahmenlosen gewundenen Schwingspulen die flachen Drähte, die jeweils eine Dicke von 0,4 mm und eine Breite von 0,2 mm aufweisen. Die Lack-Anschlussdrähte sind eng angeordnet und eine Vielzahl von Windungen der Anschlussdrähte (z. B. achtzehn Windungen der Anschlussdrähte) kann in einem einzelnen Magnetspalt angeordnet sein, sodass die Magnetkraft in dem Magnetspalt besser genutzt werden kann. Das Schwingsystem kann ferner die Schwingspulendrähte anderer Spezifikationen verwenden. Auf diese Weise wird die Übertragungsleistung nicht von einem Übertragungsstrom eines Querschnitts von Anschlussdrähten beschränkt wie etwa bei flexiblen gedruckten Schwingspulen.
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Die vorliegende Erfindung gibt ferner einen ultradünnen, ebenen Fullrange-Lautsprecher mit magnetischer Membran an, der das vorstehend beschriebene Schwingsystem aufweist. Der ultradünne, ebene Fullrange-Lautsprecher mit magnetischer Membran weist im Vergleich zu dem herkömmlichen Lausprecher mit beweglicher Spule eine bessere Leistungstoleranz und bessere Wärmeabführungseigenschaften der ebenen Struktur auf.
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Basierend auf den vorgenannten technischen Lösungen, erzielt die Erfindung die folgenden technischen Wirkungen:
- (1) Gemäß dem Schwingsystem des von der Erfindung angegebenen ultradünnen Fullrange-Lautsprechers sind die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen direkt an der Membran befestigt. Die Lackdrähte sind im engen Kontakt zueinander angeordnet, sodass die Raumnutzungsrate in dem Magnetspalt effektiv verbessert ist, um den Antriebskraftfaktor zu verbessern.
- (2 Gemäß dem Schwingsystem des von der Erfindung angegebenen ultradünnen Fullrange-Lautsprechers erfordern die gewundenen Schwingspulen keinen Spulenträger, und eine Fläche jeder gewundenen Schwingspule kann direkt an der Membran befestigt sein, sodass unnötiges Gewicht verringert wird, die ultradünne Eigenschaft des Fullrange-Lautsprechers ferner sichergestellt ist und die Ausgangsempfindlichkeit des Lautsprechers verbessert ist.
- (3) Bei dem ultradünnen, ebenen Fullrange-Lautsprecher mit magnetischer Membran, der das vorstehend erwähnte Schwingsystem aufweist, wird die Membran gleichmäßig beansprucht, er weist eine gute Leistungstoleranz sowie Wärmeabführungseigenschaften auf und kann bei dünnen elektronischen Vorrichtungen weitläufig eingesetzt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Explosionsdarstellung eines Schwingsystems eines Lautsprechers gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2A und 2B sind schematische Verbindungsdarstellungen einer rahmenlosen gewundenen Schwingspule gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine schematische Anordnungsdarstellung eines Lackdrahts einer rahmenlosen gewundenen Schwingspule gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine strukturelle, schematische Darstellung eines Lackdrahts einer rahmenlosen gewundenen Schwingspule gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine strukturelle, schematische Darstellung einer flexiblen gedruckten Schwingspule und eines Substrats.
- 6 ist eine Darstellung einer Schalldruckpegel-(SPL-)Frequenzantwort-Kurve eines Lautsprechers, der eine rahmenlose gewundene Schwingspule verwendet, und eines Lautsprechers, der eine flexible gedruckte Schwingspule verwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um die Erfindung gut zu verstehen, wird die Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und spezifischen Ausführungsformen ausführlicher beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den begleitenden Zeichnungen angegeben. Dennoch kann die Erfindung in vielen verschiedenen Formen implementiert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Umgekehrt besteht der Zweck der Angabe dieser Ausführungsformen darin, die Inhalte der Offenbarung gründlicher und umfassender zu verstehen.
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Es sei angemerkt, dass wenn auf ein Element als mit einem anderen Element „befestigt“ Bezug genommen wird, es direkt an dem anderen Element angeordnet sein kann oder auch ein dazwischenliegendes Element vorhanden sein kann. Wenn ein Element als mit dem anderen Element „verbunden“ beschrieben wird, dann kann es direkt mit dem anderen Element verbunden sein oder es kann auch ein dazwischenliegendes Element vorhanden sein.
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Zur Vereinfachung der Lesbarkeit dienen die gemäß den beiliegenden Zeichnungen angegebenen „obere/r“, „untere/r“, „links“ und „rechts“ lediglich der Angabe einer relativen Referenzposition jeden Elements und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
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Sofern nicht anders definiert, weisen alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung auf wie allgemein von einem Fachmann verstanden, an den sich die Erfindung richtet. Die hier in der Beschreibung der Erfindung verwendeten Begriffe dienen lediglich der Beschreibung spezifischer Ausführungsformen, sollen die Erfindung aber nicht beschränken. Die Erfindung wird von den Patentansprüchen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist eine Explosionsdarstellung der Struktur eines Schwingsystems eines Lautsprechers in dieser Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, weist ein Schwingsystem 100 des Lautsprechers Folgendes auf: eine Membran 1 und rahmenlose gewundene Schwingspulen 2, wobei die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen 2 direkt an der Membran 1 befestigt sein können, ohne dass eine Verbindung mittels eines Substrats während des Befestigungsvorgangs durchgeführt wird. Der Befestigungsvorgang der rahmenlosen gewundenen Schwingspulen 2 an die Membran kann mittels jedes Verfahrens vorgenommen werden, insbesondere mittels einem oder mehreren des Folgenden: Kleber, UV-Kleber, Klebeband, doppelseitiges Klebeband, Laserschweißen oder Spritzgießen - ohne Beschränkung. Es sei angemerkt, dass jede rahmenlose gewundene Schwingspule ausgebildet wird, indem ein einzelner Lackdraht gewunden wird und in dieser Ausführungsform eine rennbahnförmige, ebene Spulenstruktur aufweist. Allerdings kann jede rahmenlose gewundene Schwingspule auch eine ringförmige Form oder andere Formen aufweisen, die den Designanordnungen entsprechen. Die in den Figuren gezeigte Form ist nicht beschränkend.
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Bei den rahmenlosen gewundenen Schwingspulen können die Lackdrähte derart ausgerichtet sein, dass sie miteinander in Kontakt sind, da die Oberflächen der Lack-(Anschluss-)Drähte isoliert sind. Auf diese Weise kann die Raumnutzungsrate in einem Magnetspalt stark verbessert werden und der Antriebskraftfaktor LB (Magnetkoeffizient) des Lautsprechers ist verbessert.
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2A und 2B zeigen eine schematische Darstellung einer Verbindung einer rahmenlosen gewundenen Schwingspule in dieser Ausführungsform detailliert. Wie in 2A und 2B gezeigt, verwendet in dieser Ausführungsform das Schwingsystem zwei rahmenlose gewundene Schwingspulen, wobei die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen sowohl in einer in 2A dargestellten in Reihe geschalteten Weise angeschlossen sein können, als auch in einer parallelgeschalteten Weise wie in 2B dargestellt. Allerdings kann auch, wenn mehrere rahmenlose gewundene Schwingspulen angeschlossen sind, die Reihenschaltung oder die Parallelschaltung verwendet werden. Die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen, die in der in Reihe geschalteten oder parallelgeschalteten Weise miteinander verbunden sind, sind an der Membran befestigt, um gemeinsam die Membran zum Schwingen anzutreiben und Klänge zu erzeugen, sodass der mechanische Hub des Lautsprechers sichergestellt ist.
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Es sei ferner angemerkt, dass, wenn zwei oder mehrere rahmenlose gewundene Schwingspulen gleichzeitig verwendet werden, die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen parallel zueinander horizontal ausgerichtet sein können oder so angeordnet sein können, dass sie in vertikaler Richtung überlappen oder in jeder anderen Weise den finalen Designanforderungen entsprechend ausgerichtet sein können.
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3 und 4 sind eine schematische Anordnungsdarstellung bzw. eine strukturelle schematische Darstellung eines Lackdrahts einer rahmenlosen gewundenen Schwingspule in dieser Ausführungsform. Auf 3 und 4 Bezug nehmend, kann ein Lackdraht 21 jeder rahmenlosen gewundenen Schwingspule einen flachen Lackdraht, einen viereckigen Lackdraht, einen im Querschnitt rechteckigen Lackdraht oder runden Lackdraht verwenden und kann aus einem Kupferdraht oder einem kupferkaschierten Aluminiumdraht gefertigt sein; jedes andere angemessene Drahtmaterial kann bedarfsgerecht ebenfalls in Betracht gezogen werden. Es sei angemerkt, dass die Lackdrähte der rahmenlosen gewundenen Schwingspulen angeordnet werden, indem die benachbarten Drähte in engem Kontakt miteinander positioniert werden, unabhängig davon, welche Formen oder Materialien bei den Lackdrähten eingesetzt werden. Das heißt, dass bei dem von dieser Ausführungsform angegebenen Schwingsystem diverse Spezifikationen der Lackdrähte der Schwingspulen vorhanden sind, die ausgewählt werden können - insbesondere können Drähte mit größerem Querschnitt als bei dem Druck-Ätzverfahren gemäß dem Stand der Technik verwendet werden. Auf diese Weise wird die Übertragungsleistung nicht von dem Übertragungsstrom eines Querschnitts von Anschlussdrähten beschränkt wie bei den flexiblen gedruckten Schwingspulen gemäß dem Stand der Technik.
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In dieser Ausführungsform werden bevorzugt flache Lackdrähte aus purem Aluminium zur Wicklung verwendet. Wie in 3 gezeigt, ist eine Anordnung der flachen Lackdrähte dichter gepackt als die der runden Lackdrähte und weist ein geringeres Tastverhältnis (engl. „duty ratio“) auf, sodass eine maximale Nutzungsrate des Magnetspaltraums erzielt werden kann. Darüber hinaus weisen die Aluminium-Schwingspulen ein geringeres Gewicht auf, wodurch sie die Masse der Schwingspulen effektiv verringern und die Ausgangsempfindlichkeit erhöhen.
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Zu Vergleichszwecken ist 5 eine strukturelle schematische Darstellung einer flexiblen gedruckten Schwingspule und eines Substrats gemäß dem Stand der Technik. Wie in 5 gezeigt, müssen flexible gedruckte Schwingspulen 3 zunächst auf einem Substrat 4 befestigt werden und dann als Ganzes auf einer Membran befestigt werden. Bei den in 5 gezeigten flexiblen gedruckten Schwingspulen weist jeder Anschlussdraht eine Dicke von 35 µm und eine Breite von 0,5 mm auf. Der Abstand zwischen den Anschlussdrähten beträgt 0,1 mm. Auf diese Weise können nur sechs Windungen von Anschlussdrähten in einem einzelnen Magnetspalt untergebracht werden, sodass ein Empfindlichkeitsergebnis eines Lautsprecherbeispiels, bei dem die flexiblen gedruckten Schwingspulen verwendet werden, 79 dB ist (1 m/1 W). Der Grund für diese geringere Empfindlichkeit liegt darin, dass die gedruckten Schwingspulen eine flexible, isolierende flache Membran als Basismaterial verwenden müssen. Das Basismaterial bildet außerdem einen Teil des Schwingsystems des Lautsprechers als Träger der gedruckten Schwingspulen. Somit werden unausweichlich Schwingungsschwierigkeiten vermehrt und die Ausgangsempfindlichkeit ist daher verringert.
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Erneut auf 4 Bezug nehmend, die eine strukturelle schematische Darstellung eines Lackdrahts der rahmenlosen gewundenen Schwingspule zeigt, ist der Anschlussdraht jeder Schwingspule ein flacher Draht mit einer Dicke und Breite in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm. Eine Ausführungsform des flachen Drahts jeder Schwingspule weist eine Dicke von 0,4 mm und eine Breite von 0,2 mm auf. Die Anschlussdrähte sind eng angeordnet. Idealerweise ist jeder Anschlussdraht mit dem benachbarten Anschlussdraht in Kontakt stehend angeordnet. Es ist eine Vielzahl von Windungen der Anschlussdrähte vorhanden (z. B. achtzehn Windungen der Anschlussdrähte), die in einem einzelnen Magnetspalt angeordnet sein können, sodass die Magnetkraft in dem Magnetspalt ausreichend genutzt werden kann. Ein Empfindlichkeitstestergebnis eines Lautsprechers, bei dem derartige rahmenlose gewundene Schwingspulen verwendet werden, ist 84 dB (1 m/1 W). Bei einem vergleichenden Lautsprechertest mit der gleichen Magnetkreiskonfiguration ist der Antriebskraftfaktor BL des Lautsprechers, der die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen verwendet, drei mal der Antriebskraftfaktor BL des Lautsprechers, der die flexiblen gedruckten Schwingspulen verwendet.
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6 ist eine Darstellung einer SPL-Frequenzantwort-Kurve eines Lautsprechers, bei dem die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen verwendet werden und eines Vergleichslautsprechers, bei dem die flexiblen gedruckten Schwingspulen verwendet werden. Wie in 6 gezeigt, ist die SPL-Frequenzantwort-Kurve des Lautsprechers, bei dem die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen verwendet werden, ähnlich zu der der flexiblen gedruckten Schwingspulen. Der effektive Frequenzbereich der SPL-Frequenzantwort-Kurve des Lautsprechers, der die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen verwendet, ist breit (180-20 KHz) und die SPL-Kurve ist glatt.
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Gemäß dem Schwingsystem des von dieser Ausführungsform angegebenen Lautsprechers sind die rahmenlosen gewundenen Schwingspulen direkt an der Membran befestigt und die Lackdrähte sind angeordnet, indem sie in einer eng gepackten Anordnung und in Kontakt miteinander platziert sind, sodass die Raumnutzungsrate in dem Magnetspalt effektiv verbessert ist und der Antriebskraftfaktor verbessert ist. Außerdem ist kein Spulenkörper für die Wicklung der Schwingspulen nötig. Eine Fläche, die die obere oder untere Oberfläche der Schwingspule ist, jeder gewundenen Schwingspule kann direkt auf der Membran befestigt werden, sodass unnötiges Gewicht verringert wird. Das Verringern der Dicke des Fullrange-Lautsprechers ist ferner sichergestellt und die Ausgangsempfindlichkeit des Lautsprechers ist verbessert.
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Bei dem Lautsprecher einschließlich dem vorstehend erwähnten Schwingsystem wirken Beanspruchungen gleichmäßig auf die Membran ein, er weist eine gute Leistungstoleranz und Wärmeabführungseigenschaften auf und kann weitläufig bei dünnen elektronischen Vorrichtungen eingesetzt werden.
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Die vorstehende Offenbarung ist lediglich exemplarisch und gibt Erklärungen für die Struktur der Erfindung. Die Beschreibung ist spezifisch und detailliert, kann aber nicht als eine Begrenzung des Patentumfangs der zugehörigen Erfindung verstanden werden. Es sei angemerkt, dass der Fachmann eine Vielzahl von Variationen und Verbesserungen durchführen kann, ohne von dem Konzept der Erfindung abzuweichen. Diese offensichtlichen Ersatzformen fallen alle in den Schutzumfang der Erfindung, der von den Patentansprüchen bestimmt wird.
