JP2006345201A - スピーカ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 コストアップを招くことなく磁気回路のマグネットの外径寸法の増大によってスピーカ性能を向上させることができるスピーカ装置を提供すること。
【解決手段】 同軸に配置した振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19として、この密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイル13を浮遊支持させる形態のスピーカ装置31において、ドライブコーン5とフレーム33との間に配置される磁気回路41のマグネット43は、複数枚の単位マグネット45,46,47の積層構造により形成し、その中に、外径の異なる単位マグネットを組み込んで、フレーム33とドライブコーン5との間の収容空間形状に相応する外郭形状を付与する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、スピーカ装置に関する。
図1は、本願出願人が、下記特許文献1で提案したスピーカ装置の構成を示したものである。
このスピーカ装置1は、振動板3と、この振動板3と同軸に該振動板3の背後に配置されると共に内周部が振動板3の内周部に気密に接合一体化されるドライブコーン5と、これらの振動板3及びドライブコーン5の外周部を支持する振動板支持部7a,7bが前端側に装備されると共に後端の中心軸上で、磁気回路9が装備されるフレーム7と、振動板3及びドライブコーン5の内周部に接合一体化されたボイスコイルボビン11に巻回されて磁気回路9の磁気隙間9aに挿通されるボイスコイル13とを備えている。
振動板3の外周部は、その外周部に接合されたエッジダンパ15を介して、振動板支持部7aに固定されている。ドライブコーン5の外周部は、その外周部に接合されたエッジダンパ17を介して、振動板支持部7bに固定されている。
振動板支持部7bは、振動板支持部7aから軸方向に適宜距離だけ離れた位置に設定された段差である。フレーム7の振動板支持部7aと振動板支持部7bとの間は、開口が一切設けられない密閉形の円筒壁となっている。このフレーム7の円筒壁7cは、振動板3とドライブコーン5とで挟む空間19の開口部を塞いで密閉空間に形成し、該密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイル13を含む振動系を浮遊支持させている。
磁気回路9は、円板状のプレート21aの中心に円筒状のセンターポール21bが突設された構造のヨーク21と、センターポール21bの外周に遊嵌するリング状のマグネット23と、プレート21aとの間にマグネット23を挟み込むようにセンターポール21bの先端側に遊嵌して装備されたリング状のトッププレート25とから構成されている。トッププレート25の内周とセンターポール21bとの間の隙間が、ボイスコイル13を配置する磁気隙間9aとなっている。
マグネット23は、振動板3及びドライブコーン5の中心軸に同心のリング状で、リング部の断面形状が長方形である。
フレーム7は浅底の椀形で、底板部7dの内面はヨーク21のプレート21aを載せた状態で、磁気回路9が取り付けられている。即ち、磁気回路9は、フレーム7の後端部(底板部7d)とドライブコーン5との間に配置されている。
フレーム7の底板部7dと振動板支持部7bとの間には、振動板の背圧を逃がす通気孔としての開口7fが、適宜に設けられている。なお、フレーム7の振動板支持部7aの背面は、スピーカキャビネットのバッフルに密着固定するフランジ面として機能する。
以上のスピーカ装置1は、次の手順で製造される。
まず、フレーム7の後部に磁気回路9を取り付け、更に、ボイスコイル13の仮組み込みを行う。その後、ドライブコーン5を振動板支持部7bに固定し、更にその後、振動板3を振動板支持部7aに組み付けて固定する。振動板3の内周部をドライブコーン5の内周部に接着固定し、密閉空間19の形成を行う。また、ドライブコーン5の内周部にボイスコイルボビン11を接着固定する。
密閉空間19の形成が完了したら、密閉空間19の密閉性や、空気ばねとしての特性が適正かどうか検査し、適正であれば、振動板3の中央部に、ダストキャップ27が貼着装備されて完成となる。ダストキャップ27は、ボイスコイルボビン11の前方を覆って、磁気隙間9aへの塵埃等の進入を防止する。
このようなスピーカ装置1では、振動板3とドライブコーン5との間の密閉空間19の空気バネとしてのバネ特性がボイスコイルボビン11及びボイスコイル13及び振動板3及びドライブコーン5の振動の制御を行うため、制御用に専用のダンパを設ける必要が無い。
よって、専用のダンパ及びその設置スペースの省略によってスピーカ装置1の軸方向寸法を短縮して、特に、車載オーディオシステムで要求されているスピーカ装置の薄型化を実現できすることができる。
また、ドライブコーン5は、振動板3と共通の材質を用いることができるので、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、質量が軽く、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因した制振性能の低下を防止して、スピーカ装置の長寿命化を実現でき、さらに、局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音再生を実現することができる。
特願2003−428374号
ところで、振動板3及びドライブコーン5の駆動力を高めて、更にスピーカ性能を向上させるには、磁気隙間9aの磁束密度を高めることが有効である。
そして、磁気隙間9aの磁束密度を高めるには、マグネット23を大型化することが考えられる。
一方、前述したスピーカ装置1では、ドライブコーン5が後方に変位した時に、ドライブコーン5がマグネット23の角部23aに干渉しないように、マグネット23の配置を設定しなければならない。
即ち、マグネット23は、ドライブコーン5の後方への最大変位位置E1から適宜、離間距離s1だけ後退させた位置に角部23aが位置するように、その大きさを設定しなければならず、角部23aの位置が規制されることで、外径寸法D1が決定されてしまい、図1のようにマグネット23の外周に空きスペースが残っていても、実際はマグネット23を大径化することができないという問題があった。
そこで、図2に示すスピーカ装置2が検討された。
図2に示すスピーカ装置2は、ドライブコーン5側の角部を面取りした5角形断面のマグネット24を採用したので、傾斜した面取り部24aにより、ドライブコーン5の後方への最大変位位置E1との間に離間距離s2が確保できる。この離間距離s2は、図1のスピーカ装置1における長方形断面のマグネット23の離間距離s1より大きく確保できるものである。
また、後端側の外径D2は、フレーム7の後端側の空きスペースを有効に活用して、長方形断面のマグネット23よりも寸法w2だけ大径化することができる。即ち、外径寸法の増大により、磁気隙間9aの磁束密度を高めて、スピーカ性能を向上させることができる。
しかし、前述のような5角形断面のマグネット24は、特殊形状となるため大幅なコストアップを招くという問題があった。
また、ドライブコーン5の形状変更等があれば、それに伴って、面取り部24aの傾斜角を変更した新規のマグネット24を作り直さなければならず、モデルチェンジ等が簡単にできないという問題もあった。
本発明が解決しようとする課題としては、同軸に配置した振動板とドライブコーンとで挟む空間を密閉空間として、この密閉空間に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイルを浮遊支持させる形態のスピーカ装置において、コストアップを招くことなく磁気回路のマグネットの外径寸法の増大によってスピーカ性能を向上させることができ、また、ドライブコーンの形状変更等に伴うマグネットの外郭形状変更にも、コストをかけずに容易に対応することができるスピーカ装置を提供することがそれぞれ一例として挙げられる。
請求項1に記載のスピーカ装置は、振動板と、該振動板と同軸に前記振動板の背後に配置されると共に内周部が前記振動板の内周部に接合一体化されるドライブコーンと、前記振動板及び前記ドライブコーンの外周部を支持する振動板支持部が前端側に装備されたフレームと、前記フレームの後端部と前記ドライブコーンとの間に配置されて振動板を駆動する磁気回路と、前記振動板及び前記ドライブコーンの内周部に接合一体化されたボイスコイルボビンに巻回されて前記磁気回路の磁気隙間に挿通されるボイスコイルとを備えると共に、前記振動板とドライブコーンとで挟む空間を密閉空間に形成し、該密閉空間に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイルを含む振動系を浮遊支持させたスピーカ装置であって、前記磁気回路の略リング状のマグネットは、複数枚の単位マグネットを積層して形成すると共に、且つ、前記複数枚の単位マグネットには、外径が異なる少なくとも2種以上の単位マグネットを使用することで、前記フレームと前記ドライブコーンとの間の収容空間形状に相応する外郭形状を付与したことを特徴とする。
以下、本発明に係るスピーカ装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図3は、本発明に係るスピーカ装置の一実施の形態の構成を示す縦断面図である。
この一実施の形態のスピーカ装置31は、振動板3と、この振動板3と同軸に該振動板3の背後に配置されると共に内周部が振動板3の内周部に気密に接合一体化されるドライブコーン5と、これらの振動板3及びドライブコーン5の外周部を支持する振動板支持部33aが前端側に装備されると共に後端の中心軸上に磁気回路41が装備されるフレーム33と、振動板3及びドライブコーン5の内周部に接合一体化されたボイスコイルボビン11に巻回されて磁気回路41の磁気隙間41aに挿通されるボイスコイル13とを備え、前記振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19に形成し、該密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイル13を含む振動系を浮遊支持させている。
但し、本実施の形態のスピーカ装置31では、ドライブコーン5の外周部は、金属板で形成されたブラケット35に気密に固定され、このブラケット35を介してフレーム33に固定されている。
ブラケット35は、フレーム33上の振動板支持部33aの内側に挿入される筒状壁部35aと、前記筒状壁部35aの一端から径方向外側に延出して前記フレーム33の振動板支持部33aに固定されるフレーム固定部35bと、筒状壁部35aの一端側に装備されて振動板3の外周部がエッジダンパ15を介して気密に固定される第1支持部35cと、筒状壁部35aの他端側に装備されてドライブコーン5の外周部がエッジダンパ17を介して気密に固定される第2支持部35dと、を備えている。
フレーム固定部35bは筒状壁部35aの一端から径方向外側に鍔状に延出したフランジ部で、このフレーム固定部35bの表面が第1支持部35cとなっている。
そして、このブラケット35の筒状壁部35aが振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19に画成し、振動板3及びドライブコーン5の外周部は前記ブラケット35のフレーム固定部35bを振動板支持部33aに固定することで、フレーム33に固定される。
フレーム33は浅底の椀形で、後端壁33bの内面はヨーク21のプレート21aを載せた状態で、磁気回路41が取り付けられている。即ち、磁気回路41は、フレーム33の後端部とドライブコーン5との間に配置されている。
フレーム33の後端壁33bと振動板支持部33aとの間には、振動板の背圧を逃がす通気孔としての開口33dが、適宜に設けられている。なお、フレーム33の振動板支持部33aの背面は、スピーカキャビネットのバッフルに密着固定するフランジ面として機能する。
フレーム33の後端壁(底板部)33bに固定される磁気回路41は、円板状のプレート21aの中心に円筒状のセンターポール21bが突設された構造のヨーク21と、センターポール21bの外周に遊嵌する略リング状のマグネット43と、プレート21aとの間にマグネット43を挟み込むようにセンターポール21bの先端側に遊嵌して装備されたリング状のトッププレート25とから構成されている。
トッププレート25の内周とセンターポール21bとの間の隙間が、ボイスコイル13を配置する磁気隙間41aとなっている。
本実施の形態の場合、マグネット43は、3枚の略リング状の単位マグネット45,46,47を積層して形成されている。
また、3枚の単位マグネット45,46,47は、内径は同一であるが、外径が相異しており、プレート21a側からドライブコーン5側に向かって、順に外径が小さくなるように、積層配置されている。
プレート21aの上に積層配置される最大外径の単位マグネット45の外径D3は、フレーム33の後端側のスペースが許す範囲で、できるだけ大きな寸法に設定されている。また、ドライブコーン5側に位置する最上位に積層された単位マグネット47の外径は、ドライブコーン5の後方への最大変位位置E1との間の離間距離s3が必要十分に確保できるように設定されている。
この離間距離s3は、図1のスピーカ装置1における1枚の長方形断面のマグネット23の離間距離s1より大きく確保できるものである。
マグネット43は、以上の3枚の単位マグネット45,46,47を積層することで、フレーム33とドライブコーン5との間の収容空間形状に相応する概略5角形状の外郭形状を付与している。
本実施の形態のスピーカ装置31の製造は、図3に示すように、ドライブコーン5をブラケット35に固定してこれらの振動板3とドライブコーン5との間に密閉空間19を画成した振動板組立体37を形成する。そして、この振動板組立体37に対して、密閉空間19の密閉性やばね特性等の検査を実施し、欠陥がないことを確認したら、該振動板組立体37を、磁気回路41等の組み付けが終了したフレーム33に組み付ける。そして、密閉空間19のドライブコーン5とボイスコイルボビン11の接着が完了したら、図2に示したように、振動板3の中心部の開口にダストキャップ27を接着して、磁気隙間41aへの塵埃等の進入を防止する。
ブラケット35のフレーム固定部35bと振動板支持部33aとの相互の突き合わせ面は、両面粘着テープや、硬化しないタイプの接着剤等を塗布するなどして接着し、フレーム33とブラケット35を固定している。
パッキン39は、スピーカをキャビネットに取り付ける際のパッキン材、および、前面から見た外観を兼ねたものであり、フレーム固定部35bと振動板支持部33aとの突き合わせ部をその外側から包む略C字状の形態で、突き合わせ部の気密性を向上させる。
また、パッキン39は、スピーカキャビネットのバッフルに密着して、バッフルとの間の密閉性を高めると同時に、バッフルとスピーカユニットとの間の不要振動の伝達を遮断する。
以上に説明したスピーカ装置31は、同軸に配置した振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19として、この密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイルを浮遊支持させる形態のスピーカ装置において、ドライブコーン5の背部に配置される磁気回路41のマグネット43は、複数の単位マグネット45,46,47の積層構造で、ドライブコーン5側に外径の一番小さな単位マグネット47を配置した構造に積層することで、全体的には、ドライブコーン5側の角部を面取りした形状と同等の略5角形断面の外郭形状を形成することができる。
即ち、ドライブコーン5側に外径の小さな単位マグネット47を配置することで、ドライブコーン5の後方への最大変位位置E1との間の離間距離s3の確保が容易になる。また、フレーム33の後端側に配置する単位マグネット45には、従来の長方形断面のマグネット23よりも寸法w3だけ外径寸法D3の大きな単位マグネットを採用することで、フレーム33内の空きスペースを有効に活用することができ、磁束密度の向上に有効なマグネットの大径化も実現することができる。
しかも、積層するそれぞれの単位マグネット45,46,47自体は、角部の面取り加工が必要なく、単純な長方形断面のリング状構造のもので良いから、実際には面取り等の加工によるコストアップが生じない。
従って、コストアップを招くことなく磁気回路41のマグネット43の外径寸法の増大によってスピーカ性能を向上させることができる。
また、ドライブコーン5の形状変更等に伴うマグネット43の外郭形状変更には、積層する単位マグネット45,46,47の枚数を変更する等により柔軟に対応でき、形状の異なる単位マグネットの新規製造等を回避することができるため、コストをかけずに振動板の仕様変更等に容易に対応することができる。
なお、捕捉説明すると、本実施の形態のスピーカ装置31は、同軸に配置した振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19として、この密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイル13を浮遊支持させる形態のスピーカ装置31であるため、ボイスコイルボビン11や振動板3の振動の制御用に専用のダンパを設ける必要が無い。
よって、専用のダンパ及びその設置スペースの省略によってスピーカ装置31の軸方向寸法を短縮して、特に、車載オーディオシステムで要求されているスピーカ装置31の薄型化を実現できすることができる。
また、ドライブコーン5は、振動板3と共通の材質を用いることができるので、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、質量が軽く、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因した制振性能の低下を防止して、スピーカ装置31の長寿命化を実現でき、さらに、局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音再生を実現することもできる。
さらに、本実施の形態のスピーカ装置31は、ドライブコーン5をブラケット35に組み付けることで、振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19とした振動板組立体37となり、フレーム33に取り付ける前に、密閉空間19における欠陥の有無を検査することができる。そして、もしも、手直し可能な欠陥が検出された場合には、フレーム33に付ける前の小型・軽量な状態で、手直し作業を施すことができるため、密閉空間19の手直しが容易にできる。
また、密閉空間19に手直し不可能な欠陥が発生した場合も、フレーム33に組み込まれる磁気回路41等の多数の構成部品には関係なく、振動板3及びドライブコーン5とブラケット35だけの廃棄で済むため、振動板3及びドライブコーン5の外周部を直接フレームに接合一体化する図1に示した構成の場合と比較して、廃棄金額を抑えて経済的な損失を軽減させることができる。
そして、本実施の形態のスピーカ装置31は、その製造方法として、上述のように、振動板組立体37を作った後、その振動板組立体37を、磁気回路41等の組み付けが終了したフレーム33に組み付けるという製造方法を採用することができる。
そして、この製造方法の場合、フレーム33に装備する振動板支持部33aは、振動板組立体37のブラケット35を固定するための一箇所で足り、個々の振動板毎に個別に装備する必要がない。即ち、フレーム33上での振動板支持部33aの加工箇所が削減されることで、大型部品であるフレーム33の加工コストを低減させて製品のコスト低減を図ることができる。
また、振動板支持部33aの装備箇所が一箇所になったことで、フレーム33の後端壁33bと振動板支持部33aとの間の寸法が大きくなり、該部分に形成する通気孔としての開口33dを大口径にして、スピーカユニットの軽量化を図ることもできる。
更に、本実施の形態のスピーカ装置31では、フレーム33上の振動板支持部33aとブラケット35のフレーム固定部35bとを突き合わせて付勢するパッキン39が、ゴム等の振動吸収材で形成されていて、フレーム33とブラケット35との間の振動伝達を遮断するため、磁気回路41からの不要振動が振動板に影響を及ぼすことがなくなり、音響特性や再生性能の向上を図ることもできる。
なお、以上の実施の形態では、エッジダンパ15は、振動板3の振幅を許容するロール部15aが振動板前方側に凸の形態で取り付けられている。また、エッジダンパ17は、ドライブコーン5の振幅を許容するロール部17aが振動板後方側に凸の形態で取り付けられている。このような各ロール部15a,17aの方向設定により、密閉空間19の容量が最大限に確保できるように考慮されているが、エアクッションとして必要なダンパ特性が得られるなら、特に、各ロール部15a,17aの向きは上記実施の形態に限定しない。例えば、上記各ロール部15a,17aの向きを上記実施の形態とは逆向きに設定しても良い。
また、本実施の形態のスピーカ装置において、マグネットを構成する単位マグネットの積層枚数や、各単位マグネットの外径等は、上記実施の形態に限定するものではない。
単位マグネットの積層枚数は、2枚以上の適宜数に設定することができる。また、積層する全ての単位マグネットを互いに外径の異なるもの同士にする必要はない。例えば、一部には、外径が同一の単位マグネットが積層される構成としても良い。
以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係るスピーカ装置31は、振動板3と、該振動板3と同軸に振動板3の背後に配置されると共に内周部が振動板3の内周部に接合一体化されるドライブコーン5と、振動板3及びドライブコーン5の外周部を支持する振動板支持部33aが前端側に装備されたフレーム33と、フレーム33の後端部とドライブコーン5との間に配置されて振動板を駆動する磁気回路41と、振動板3及びドライブコーン5の内周部に接合一体化されたボイスコイルボビン11に巻回されて磁気回路41の磁気隙間41aに挿通されるボイスコイル13とを備えると共に、振動板3とドライブコーン5とで挟む空間を密閉空間19に形成し、該密閉空間19に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイル13を含む振動系を浮遊支持させたスピーカ装置であって、磁気回路41の略リング状のマグネット43は、複数枚の単位マグネット45〜47を積層して形成すると共に、且つ、複数枚の単位マグネット45〜47には、外径が異なる少なくとも2種以上の単位マグネットを使用することで、フレーム33とドライブコーン5との間の収容空間形状に相応する外郭形状を付与した。
このように、ドライブコーン5の背部に配置される磁気回路41のマグネット43は、複数の単位マグネット45〜47の積層構造で、ドライブコーン5側に外径の小さな単位マグネットを配置した構造に積層することで、全体的には、ドライブコーン側の角部を面取りした形状と同等の5角形断面の外郭形状を形成することができる。
即ち、ドライブコーン側に外径の小さな単位マグネットを配置することで、ドライブコーン5の後方への最大変位位置E1との間の離間距離s3の確保が容易になる。また、フレームの後端側に配置する単位マグネットには、外径寸法の大きな単位マグネットを採用することで、フレーム内の空きスペースを有効に活用することができ、磁束密度の向上に有効なマグネット43の大径化も実現することができる。
しかも、積層する単位マグネット自体は、角部の面取り加工が必要なく、単純な長方形断面のリング状構造のもので良いから、実際には面取り等の加工によるコストアップが生じない。
従って、コストアップを招くことなく磁気回路41のマグネット43の外径寸法の増大によってスピーカ性能を向上させることができる。
また、ドライブコーン5の形状変更等に伴うマグネット43の外郭形状変更には、積層する単位マグネットの枚数を変更する等により柔軟に対応でき、形状の異なる単位マグネットの新規製造等を回避することができるため、コストをかけずに振動板の仕様変更等に容易に対応することができる。
なお、ドライブコーン5は前記実施の形態の形状に限定されるものではなく、ボイスコイル13の駆動を振動板3に伝えるものであれば任意の形状でよい。
本願出願人が先に提案したスピーカ装置の構成を示す縦断面図である。 図1のスピーカ装置の改良案の縦断面図である。 本発明に係るスピーカ装置の一実施の形態の構成を示す縦断面図である。
符号の説明
3 振動板
5 ドライブコーン
11 ボイスコイルボビン
13 ボイスコイル
15 エッジダンパ
15a ロール部
17 エッジダンパ
17a ロール部
19 密閉空間
31 スピーカ装置
33 フレーム
33a 振動板支持部
33b 後端壁(底板部)
33d 開口
35 ブラケット
35a 筒状壁部
35b フレーム固定部
35c 第1支持部
35d 第2支持部
37 振動板組立体
39 パッキン
41 磁気回路
41a 磁気隙間
43 マグネット
45〜47 単位マグネット

Claims (1)

  1. 振動板と、該振動板と同軸に前記振動板の背後に配置されると共に内周部が前記振動板の内周部に接合一体化されるドライブコーンと、前記振動板及び前記ドライブコーンの外周部を支持する振動板支持部が前端側に装備されたフレームと、前記フレームの後端部と前記ドライブコーンとの間に配置されて振動板を駆動する磁気回路と、前記振動板及び前記ドライブコーンの内周部に接合一体化されたボイスコイルボビンに巻回されて前記磁気回路の磁気隙間に挿通されるボイスコイルとを備えると共に、前記振動板とドライブコーンとで挟む空間を密閉空間に形成し、該密閉空間に封じ込めた気体のバネ性によりボイスコイルを含む振動系を浮遊支持させたスピーカ装置であって、
    前記磁気回路の略リング状のマグネットは、複数枚の単位マグネットを積層して形成すると共に、且つ、前記複数枚の単位マグネットには、外径が異なる少なくとも2種以上の単位マグネットを使用することで、前記フレームと前記ドライブコーンとの間の収容空間形状に相応する外郭形状を付与したことを特徴とするスピーカ装置。
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