JP2021507551A - 超小型平面スピーカー - Google Patents

Abstract

本発明は、直径が１５ｍｍ以下であり、厚みが５ｍｍ以下である超小型平面スピーカーを提供する。本発明の超小型平面スピーカーは、平面音声ダイヤフラム（１０）、平面音声ダイヤフラム（１０）の上下側面にそれぞれ設けられたスペーサー（９）、（１９）、上側プレート（５）及び下側プレート（１５）、一つ又は複数の磁石（７）及び回路基板（３）を備えている。平面音声ダイヤフラム（１０）は、振動膜（１）及びコイル導体（２）を備え、コイル導体（２）は、延伸され且つ接着剤層（１１）により平面音声ダイヤフラム（１０）の表面における振動膜（１）に接着され、コイル導体（２）は、回路基板（３）に電気的に接続される。

Description

本発明は、音響素子又は機器の分野に関し、特に、超小型平面スピーカーに関する。

従来のスピーカーの振動膜は、アルミ箔で作られたコイル導体を備えるが、大口径であるため大面積であり、振動膜のサイズは２０ｍｍ×２０ｍｍ以上もある。さらに、ほとんどが両面磁気構造を用いているため、平面振動膜を有するスピーカーの厚みが増して、平面スピーカーの平面サイズ及び体積がかなり大きくなる。このため、このようなスピーカーの大部分は、ヘッドホンやフラットなスープラオーラル型ヘッドホンには適しているが、インサートイヤホン、携帯電話やタブレット型コンピューターには適しておらず、幅広く応用できない。

このため、上記のような従来技術に存在する欠点を克服できる、改良された平面スピーカーが求められている。

本発明の目的は、従来のスピーカーに存在する大サイズ及び大体積の問題を解決することができる超小型平面スピーカーを提供することである。

本発明の目的を達成するために、本発明による超小型平面スピーカーは、上側面とその反対側の下側面を有する平面音声ダイヤフラムと、それぞれ前記平面音声ダイヤフラムの前記上側面及び前記下側面に設けられ、且つそれぞれに空洞が形成されて前記平面音声ダイヤフラムの対応する面に磁気ギャップを形成する上側スペーサー及び下側スペーサーと、それぞれ前記上側スペーサーの頂部及び前記下側スペーサーの下方に設けられる上側プレート及び下側プレートと、一つ又は複数の磁石と、回路基板とを備えている。前記平面音声ダイヤフラムは、振動膜及び一つ又は複数のコイル導体を備え、前記コイル導体は、延伸され且つ接着剤層により前記平面音声ダイヤフラムの表面における前記振動膜に接着されており、前記コイル導体は、両端にそれぞれ正電極及び負電極が形成され、前記回路基板と電気的に接続する。

好ましくは、前記コイル導体は、その配置レイアウト又はパターンが前記磁石に適合し、且つ、前記コイル導体巻線を介した一つ又は複数の音声コイルを備えており、各前記音声コイルは、一つの磁石に対応して、一つの音声単位を形成しており、前記磁石は、対応する前記音声コイルの上方又は下方に配置されており、前記コイル導体は連続する導線である。

好ましくは、前記コイル導体の配置レイアウト又はパターンは、スピーカーのサイズに依存し、磁石の形状、数量、配列及び配置にも依存しており、各前記音声コイルは、前記導線の一つのループ又は一組の並列ループを含んでおり、前記一つのループ又は一組の並列ループは、その内ループにスペースを画定する。

好ましくは、前記一つのループ又は一組の並列ループは、その片側が開いており且つ前記スペースと連通し、各前記ループは閉じられておらず且つ同じ側が開いており、各前記ループは、その下方又は上方に位置する対応する磁石の外面輪郭に適合し且つ対応する前記磁石を囲んで配置されており、対応する前記磁石と前記音声コイルは、位置合わせされている。

好ましくは、前記音声コイルの導線の第一ループは最も内側のループであって前記スペースを囲んでおり、前記コイル導体の一端は、連続して巻設されて、すべての前記音声コイルのすべての前記第一ループを形成し、且つ外側の前記並列ループを順に巻線して形成し、最外層の前記ループは前記コイル導体の他の一端まで延伸されており、同一の前記音声コイルにおける前記ループは、それぞれ間隔を空けて位置し、且つ等間隔に配置されている。

好ましくは、前記音声コイルは、そのサイズが前記磁石のサイズより大きくなっており、前記磁石は、すべてのＮ極を前記コイル導体に向けるか、すべてのＳ極を前記コイル導体に向けており、前記音声コイルはＵ字形を呈し、一つ又は複数の棒磁石に対応し、或いは、前記音声コイルと前記磁石は対応して閉じていない規則的な形状又は閉じていない不規則な形状を有する。

好ましくは、前記コイル導体の両端の正電極と負電極は、前記平面音声ダイヤフラムの辺縁に対向して設けられ、前記回路基板と電気的に接続し易くなるように拡大された導電面積を有しており、前記コイル導体の正電極と負電極は、前記平面音声ダイヤフラムの前記上側面に配置されている。

好ましくは、前記上側プレート及び前記下側プレートは、磁気伝導性材料で作られ、前記上側プレート及び前記下側プレートには、空気及び音波が通過できるようにそれぞれに貫通孔が形成され、前記貫通孔は、前記平面音声ダイヤフラムの同一の側面に配置された前記スペーサーの空洞と連通し、前記上側プレート及び前記下側プレートの上側面及び下側面はいずれも平らになっている。

好ましくは、前記超小型平面スピーカーは磁石支持体を更に備え、前記磁石支持体は貫通した中心空洞を画定し、空気及び音波が通過できるように前記平面音声ダイヤフラムの同一の側面に配置された前記スペーサーの空洞と連通し、前記磁石は前記中心空洞の中に平行して配置され且つそれらの間に隙間が形成され、前記隙間は、前記プレートの貫通孔と連通し且つ位置合わせされており、前記磁石支持体は、前記上側プレートと前記上側スペーサーの間に取り付けられており、前記磁石支持体の上側面は前記上側プレートの下側面に固定されて、組み立て易い全体構造を形成している。

好ましくは、前記コイル導体の正電極と負電極は、弾性導電体を介して前記回路基板と電気的に接続し、前記回路基板は、前記正電極及び前記負電極と電気的に接続するための一対の電気接点を有している。

好ましくは、一対の前記電気接点は、前記回路基板の下側面に設けられ、正端子と負端子は、前記回路基板の上側面に設けられて、前記超小型平面スピーカーを取り付ける音響機器と電気的に接続するために使用され、前記正端子と前記負端子は、それぞれ前記電気接点と電気的に接続され、前記回路基板は前記上側プレートの頂部に位置している。

好ましくは、各前記電気接点には一つのめっき貫通孔が画定され、前記めっき貫通孔内で導電性を形成し、且つ前記電気接点と前記めっき貫通孔の間で電気的接続を行い、前記正端子と前記負端子は、前記回路基板の上側面に位置する電線を通ってそれぞれ一つの前記めっき貫通孔と電気的に接続することにより、前記回路基板の下側面に位置する一対の前記電気接点と電気的に接続する。

好ましくは、前記正端子と前記負端子を、溶接する際に使用される溶接接点として配置し、前記正端子と前記負端子は、いずれも電気的に接続し易くなるように拡大された導電面積を有し、前記正端子と前記負端子に対し、金めっき又は浸漬金プロセスを行うことで導電性を高める。

好ましくは、前記電気接点は、それぞれ前記平面音声ダイヤフラムにおける前記コイル導体の正電極及び負電極と位置合わせされ、それらに面するように設けられており、各前記弾性導電体の両端は、それぞれ前記回路基板の下側面に位置する一つの前記電気接点及び前記平面音声ダイヤフラムにおける前記コイル導体の正負電極の一つに当接する。

好ましくは、前記弾性導電体は圧縮スプリングであり、前記上側プレート及び／又は前記磁石支持体及び／又は前記上側スペーサーには、それぞれスプリングを内部に保持するための貫通孔が画定されており、一組の前記貫通孔は、互いに位置合わせされて一つのスプリングを収容するための収容空間を形成し、その収容空間は一つの前記電気接点と前記正電極の間に位置しており、他の一組の前記貫通孔は、互いに位置合わせされて他の一つのスプリングを収容するための収容空間を形成し、その収容空間は他の前記電気接点と前記負電極の間に位置している。

好ましくは、前記スプリングの外部には絶縁リングが設けられており、前記超小型平面スピーカーは、頂部に設けられるダンパーと底部に設けられる防塵ネットを更に備え、前記ダンパーは通気性部材である。

好ましくは、前記回路基板には前記上側スペーサーの空洞と連通する貫通孔が画定されて、空気及び音波が通過できるようにし、前記回路基板、前記上側プレート、前記磁石支持体、前記上側スペーサー、前記平面音声ダイヤフラム、前記下側スペーサー及び前記下側プレートは、順に共に固定されており、締め具は、前記回路基板、前記上側プレート、前記磁石支持体、前記上側スペーサー、前記平面音声ダイヤフラム、前記下側スペーサー及び前記下側プレートにそれぞれ設けられ且つ位置合わせされた複数の孔を貫通して固定を行っている。

好ましくは、前記超小型平面スピーカーは、直径が１５ｍｍ以下であり、及び／又は長さが１５ｍｍ以下であり、及び／又は高さが５ｍｍ以下であり、周波数スペクトルが２０Ｈｚ〜４０ＫＨｚ及び５０Ｈｚ〜３ＫＨｚであり、音声歪み率が１％未満であり、前記平面音声ダイヤフラムの全厚みが１０マイクロメーター以下である。

好ましくは、前記コイル導体は銅で作られ、前記振動膜は薄膜で作られている。

好ましくは、前記コイル導体は、なまし銅又は電解銅箔をエッチングして作られ、前記振動膜はＰＥＴ薄膜で作られている。

本発明の超小型平面スピーカーによれば、良好な音質を確保することができるとともに、小さいサイズ及び体積で構成することができ、コイル導体として複雑な導電線を製造することができ且つ占有面積が小さいので、周波数スペクトルを増大させることができ、平面音声ダイヤフラムを更に小さいサイズで設計することができる。さらに、コイル導体と回路基板の正負電極がそれぞれ弾性導電体を通って電気的に接続するため、両者間の電気的接続の信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの正面図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの背面図である。 図１の超小型平面スピーカーのＡ−Ａ線に沿って切った場合の断面図である。 図１の超小型平面スピーカーのＢ−Ｂ線に沿って切った場合の断面図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの分解図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの回路基板の正面図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの回路基板の背面図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの平面音声ダイヤフラムの正面拡大図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの平面音声ダイヤフラムを図８におけるＣ−Ｃ線に沿って切った場合の断面図であり、磁石の極性がコイル導体の上方に配置されている状態が示されている。 本発明の第一実施例による、上方に磁石が配置されている平面音声ダイヤフラムの上面図である。 本発明の第二実施例による、上方に磁石が配置されている平面音声ダイヤフラムの上面図である。 本発明の第三実施例による、上方に磁石が配置されている平面音声ダイヤフラムの上面図である。 本発明の実施形態による超小型平面スピーカーの側面図である。

本発明の目的、技術的手段及び技術的効果をより明確に説明するために、以下、図面、実施形態に基づいて詳しく説明する。もちろん、下記実施形態は本発明を説明するためものであり、本発明を限定するものではない。

図１〜１０に示すように、本発明の実施形態による超小型平面スピーカー１００は、平面音声ダイヤフラム１０、スペーサー９、１９、プレート５、１５、磁石支持体８に取り付けられた磁石７及び回路基板３を備えている。平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２には、上側スペーサー９及びその上方にある上側プレート５が設けられており、且つ、平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２の上方で空洞９０が画定されて、磁気ギャップを形成している。下側スペーサー１９及びその下方にある下側プレート１５は共に平面音声ダイヤフラム１０の下側面１０３に設けられており、且つ、平面音声ダイヤフラム１０の下側面１０３の下方で空洞９０が画定されて、他の磁気ギャップを形成している。上下側面１０２／１０３の少なくとも一つの空洞９０に磁石７を挿入する。

本実施形態では、平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２の上方に形成された空洞９０に磁石７が挿入されて、上側プレート５と上側スペーサー９の間に取り付けられている。回路基板３は、上側プレート５の頂部に設けられている。回路基板３、上側プレート５、磁石支持体８、上側スペーサー９、平面音声ダイヤフラム１０、下側スペーサー１９及び下側プレート１５は、順に一緒に固定されている。

例えば、締め具を使用し、それぞれ回路基板３、上側プレート５、磁石支持体８、上側スペーサー９、平面音声ダイヤフラム１０、下側スペーサー１９及び下側プレート１５に形成されて位置合わせされた複数の孔に、締め具を貫設して固定することができる。本実施形態では、締め具としての２つのネジ１４を、上記した部材の位置合わせされた孔１０５にそれぞれ貫設して、各ネジ１４の端部をナット１２でロックする。

本実施形態による超小型平面スピーカー１００は、その頂部に設けられるダンパー１６と底部に設けられる防塵ネット１３を更に備えている。ここで、ダンパー１６は、通気性部材であって、超小型平面スピーカー１００の周波数応答及び音声の再生度をより満足させることができる。なお、例えば、一対のスプリング４のような弾性コネクタは、回路基板３と平面音声ダイヤフラム１０の間を電気的に接続する。

超小型平面スピーカー１００の形状及び配置は、スピーカーが取り付けられる音響機器の必要に応じて設けることができ、例えば、正方形、環形、楕円形又はその他の形状にすることができる。さらに、平面音声ダイヤフラム１０、スペーサー９、１９、プレート５、１５、磁石支持体８及び回路基板３の形状、配置は、超小型平面スピーカー１００に応じて設置すればよい。もちろん、不規則な形状を有する超小型平面スピーカー及び平面音声ダイヤフラム１０、スペーサー９、１９、プレート５、１５、磁石支持体８、回路基板３を用いるなど、その他の適切な配置であってもよい。

本実施形態では、平面音声ダイヤフラム１０、スペーサー９、１９、プレート５、１５、磁石支持体８及び回路基板３は円形であり、同じく円形に作られた超小型平面スピーカー１００に固定される。

更に図８〜１０を参照すると、本実施形態による超小型平面スピーカー１００は、振動膜１とコイル導体２を備えている。コイル導体２は、接着剤層１１を介して振動膜１の頂部に接着され、即ち、平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２に接着される。コイル導体２の両端は、上側面１０２で正電極１７及び負電極１８を形成している。コイル導体２は、好ましくは、銅、例えば、なまし銅又は電解銅箔で作られる。本実施形態では、コイル導体２は、厚みが５マイクロメートルである軟銅で作られている。なお、振動膜１は薄膜で作られている。

好ましい実施形態として、電解銅箔に接着剤層１１を塗布してから薄膜に接合し、その後、レーザエッチング工程によって平面音声ダイヤフラム１０を得ることができる。線幅が０．０６ｍｍであるコイル導体２を実現できる。ここで、銅材の安定性により、マイクロエッチング工程又はレーザエッチング工程を行うことで、軟銅で最小線幅が０．０１ｍｍであるコイル導体２を実現できる。これにより、コイル導体２の占用面積が小さくなり、円形の平面音声ダイヤフラム１０及び超小型平面スピーカー１００の直径を１５ｍｍ以内に小さくすることができて、超小型の平面スピーカーが得られる。

さらに、振動膜１は、ＰＥＴ膜で作ることが好ましく、本実施形態では、例えば、厚みが２マイクロメートルであるＰＥＴ膜により作られている。ＰＥＴ膜のような超薄い薄膜は、超小型平面スピーカー１００の低周波振動に有益であり、周波数スペクトルを増大させ、音声の再生度を増強して、より完全で、よりリアルな音声を得ることができる。ＰＥＴ膜は、強靱性及び高抗張力を有しているので、平面音声ダイヤフラム１０の安定した張力を維持することができ、スピーカーに良好な性能を与える。

平面音声ダイヤフラム１０は、１０マイクロメートル未満の合計厚みで製造することができ、例えば、振動膜１は厚み２マイクロメートルのＰＥＴ膜を使用し、接着剤層１１の厚みは２〜３マイクロメートルである。より軽くてより細いコイル導体２及び振動膜１を使用すると、平面音声ダイヤフラム１０の振動及び音声を改良することができ、周波数スペクトルを増大させる。本実施形態によるスピーカーは、周波数スペクトルが２０Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び５０Ｈｚ〜３ＫＨｚであり、音声歪み率が１％より小さくなっている。

コイル導体２は、連続した導線であって、なまし銅又は電解銅箔からエッチング法により、磁石７により所定のパターンを形成する。連続したコイル導体２の全長及び線幅は、超小型平面スピーカー１００のインピーダンス及びなまし銅又は電解銅箔の厚みにより決められる。コイル導体２配置レイアウト又はパターンは、音響機器に取り付けられる超小型平面スピーカーのサイズに依存し、磁石７の形状、数量、配列及び配置にも依存する。

コイル導体２は音声コイル２０を形成し、各音声コイル２０の形状及び配置は、一つの磁石７に対応している。各音声コイル２０は、コイル導体２を巻いて形成した一つ導線ループ又は平行する一組の導線ループ２３を備え、一つ又は複数の導線ループ２３の内部の中央に一つのスペース２２が画定される。好ましくは、一つ又は複数の導線ループ２３の片側は、スペース２２に向いて開いており、即ち、各導線ループ２３は閉じていないループになっている。音声コイル２０における第一の導線ループ２３は最も内側のループであって、スペース２２を囲んでいる。さらに、コイル導体２の一端は、連続して巻設されて、すべての音声コイル２０のすべての第一の導線ループ２３を形成し、且つ、外側の平行する導線ループ２３を順に形成する。最後に、最外層の導線ループ２３は、コイル導体２の他の一端まで延伸される。導線ループ２３は、互いに間隔を空けて位置し、且つ等間隔に配置されている。

各音声コイル２０は一つの磁石７に対応し、共に一つの音声単位を形成しており、対応する磁石７は音声コイル２０の上方又は下方に、好ましくは、中心部で平行に位置合わせされて配置される。対応する磁石７は音声コイル２０の上方又は下方に位置している。各導線ループ２３は、磁石７の外面輪郭に適合し、且つ磁石７を囲んで配置されている。音声コイル２０のサイズが磁石７のサイズより大きい方が好ましく、このため、最外層の導線ループ２３は、磁石７の外面輪郭の周りに位置する。もちろん、磁石７のサイズと同じ又はそれより小さいサイズの音声コイル２０を使用してもよい。

磁石７は、すべてのＮ極をコイル導体２に向けるように、或いは、すべてのＳ極をコイル導体２に向けるように保つ。なお、超小型平面スピーカー１００は、一つ又は複数の音声発生ユニットを含んでもよい。超小型平面スピーカー１００の感度は、音声発生ユニットの数、磁石７のサイズ、磁場及びループの数に正比例している。導線ループ２３は片側が開いている。

コイル導体（又は導線）２の両端は、延伸されて、正電極１７と負電極１８を形成している。両電極１７、１８は、対向して設置され、且つ、拡大された導電面積を有しているため、スプリング４を通って回路基板３と電気的に接続し易くなる。さらに、電気的に接続しやすくするために、正電極１７と負電極１８を、平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２の辺縁に位置させることが好ましい。

図８〜図１０に示すように、本発明の第一実施例では、コイル導体２として、Ｕ字形を呈する三つの音声コイル２０を配置し、三つの音声コイル２０はそれぞれ三つの磁石７と位置合わせしている。音声コイル２０の形状、数及び配置は、磁石７に適合し、対応している。コイル導体２は、更に、平面音声ダイヤフラム１０の辺縁に沿って周辺配線２１も形成して、音声コイル２０を連続して巻き付けている。本実施例では、各音声コイル２０は、七つの導線ループを備えているが、これに限定されない。さらに、各音声コイル２０は、頂部が開いてＵ字状を呈している。各磁石７は、スペース２２の上方に覆設されており、その幅及び長さは、コイル導体２の幅及び長さより小さくなっている。開いた各導線ループ２３の形状はＵ字状となっている。

図１１のように、本発明の第二実施例では、コイル導体２は二つの音声コイル２０を形成するように配置され、音声コイルは、いずれも複数の平行な導線ループ２３を有し且つ円形を呈しており、二つの音声コイル２０は、二つの円柱状の磁石７とそれぞれ位置合わせされている。各音声コイル２０は中心のスペース２２を画定する。各磁石７は、コイル導体２の中心スペース２２の上方に覆設されている。連続したコイル導体２の対向する両端は、拡大された電気的面積を有する正電極１７及び負電極１８まで延伸されている。

図１２のように、本発明の第三実施例では、コイル導体２は、一つの音声コイル２０を形成するように配置され、当該音声コイルは、複数の平行で閉じていない導線ループ２３を有しており、当該音声コイルは正方形状を呈し且つ一つの正方形の形状の磁石７と位置合わせされている。音声コイル２０は中心のスペース２２を画定する。磁石７は、コイル導体２の中心スペース２２の上方に覆設されている。コイル導体２は、連続的に巻かれて音声コイル２０及び周辺配線２１を形成している。連続したコイル導体２の対向する両端は、平面音声ダイヤフラム１０の辺縁に位置する正電極１７及び負電極１８まで延伸されており、正電極１７及び負電極１８は拡大された導電面積を有している。

上側スペーサー９及び下側スペーサー１９は、円形であるが、形状は円形に限定されず、超小型平面スピーカー１００の形状及びサイズと適合し、両スペーサー９、１９の中心部により、上下に貫通した空洞９０が画定される。両スペーサー９、１９は、いずれも絶縁材により作られ、平面音声ダイヤフラム１０を固定するために用いられ、且つ空洞９０によって平面音声ダイヤフラム１０の上下両側に磁気ギャップが形成される。スペーサー９、１９は、ガラス繊維により作られることが好ましく、例えば、高い機械的強度のガラス繊維板を用いる。平面音声ダイヤフラム１０は、上下スペーサー９、１９の間に接着されているため、スペーサー９、１９の高い機械的強度により、平面音声ダイヤフラム１０の平面性を維持しながら一定の張力を維持し、超小型平面スピーカーの周波数応答曲線の安定性及び一致性を確保することができる。

上側プレート５及び下側プレート１５は、円形であるが、形状は円形に限定されず、超小型平面スピーカー１００の形状及びサイズと適合し、各プレート５、１５には、空気及び音波が通過できるように、貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１は、空洞９０と連通している。上側プレート５及び下側プレート１５は、例えば、鉄、金属合金などの磁気伝導性材料で作られており、（ａ）磁石を取り付けて支持し、（ｂ）プレート５、１５の間の磁気回路をクローズし、（ｃ）平らな表面を提供して、平面音声ダイヤフラム１０を更に固定する。

複数の棒磁石７を使用して、磁石７とコイル導体２の音声コイルを位置合わせする。図５に示す例では、三つの棒磁石７を使用している。棒磁石７は、磁石支持体８に取り付けられている。本実施例では、磁石支持体８は円形であるが、超小型平面スピーカー１００の形状及びサイズによる円形に限定されない。さらに、磁石支持体８によって、中心空洞８２が画定されて、中心空洞８２は、上側スペーサー９の空洞９０と上側プレート５の貫通孔５１の間で連通している。

複数の棒磁石７は、中心空洞８２の中に平行して配置され、棒磁石７同士の間、又は棒磁石７と磁石支持体８の内壁の間には、隙間８４が形成されている。隙間８４と上側プレート５の貫通孔５１は、空気及び音波が通過できるように、連通し且つ位置合わせされている。中心空洞８２の内壁には、磁石７を取り付けるための固定溝８５が形成されている。各棒磁石７の両端は、一対の対向する固定溝８５の中に取り付けられている。磁石支持体８は、上側プレート５と上側スペーサー９の間に挿入されている。磁石支持体８の上側面を、上側プレート５の平らな下側面に固定して、組立容易な全体を形成することが好ましい。もちろん、棒磁石７の上側面を上側プレート５の平らな下側面に固定し、磁石７の下側面を、平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２の上方に形成された空洞９０の中まで延伸してもよい。ここで、磁石支持体８は磁石７を取り付けるためのものである。

図３〜５には、単一磁気回路のスピーカー（single-ended planar-magnetic speaker）１００が示され、平面音声ダイヤフラム１０の一つの表面（上側面）のみに磁石７が配置されて、平面音声ダイヤフラム１０と下側プレート１５の間には磁石７が設置されておらず、コイル導体２も両側の表面に設置されず、平面音声ダイヤフラム１０の同一の側面のみに設置されている。磁石７は、コイル導体２が延伸及び固定された側の表面の上方に設置され、且つ、同じ磁極面をコイル導体２に向けている。単一磁気回路のスピーカー１００によれば、材料コストを削減し、容易に組立できるし、より薄くて軽量のスピーカーを得ることができる。

円形の回路基板３は、上側プレート５の頂部に設けられており、回路基板３には、上側プレート５の貫通孔５１と位置合わせされた貫通孔３７が画定され、空気及び音波が通過できるようにする。正端子３１及び負端子３２は、回路基板３の上側面３５に設けられて、スピーカー１００を取り付けた音響機器と電気的に接続するために用いられる。

正端子３１と負端子２１には、溶接する際に用いられる溶接接点を設けることが好ましく、その溶接接点に対し、金めっき又は浸漬金プロセスを行うことで導電性を高めることがより好ましい。さらに、回路基板３の下側面３６に一対の電気接点３３を設けて、各電気接点３３にめっき貫通孔３４を画定する。めっき貫通孔３４は、回路基板３の厚みを貫通し、電気接点３３とめっき貫通孔３４の内壁及び外辺縁は電気的に接続する。正端子３１と負端子３２は、回路基板３の上側面３５にある電線３８を介して、それぞれ一つのめっき貫通孔３４と電気的に接続し、これにより、回路基板３の下側面３６にある一対の電気接点３３とそれぞれ電気的に接続する。一対の電気接点３３は、平面音声ダイヤフラム１０の正電極１７及び負電極１８と位置合わせされ且つ向かい合っている。電線３８は、導電シートにより形成され、又はエッチングや印刷工程により作ることができ、電気的接続を図るため、各電線３８の面積内には、端子３２、３２及びめっき貫通孔３４を有する領域が含まれている。

二つのスプリング４を使用して、回路基板３と平面音声ダイヤフラム１０の間を電気的に接続する。そのうち、一つのスプリング４は、コイル導体２の負電極１８を回路基板３の負端子３２に電気的に接続させ、他の一つのスプリング４はコイル導体２の正電極１７を回路基板３の正端子３１に電気的に接続させている。スプリング４は、圧縮スプリングでもよいし、リーフスプリング或いはスプリングプレートなどでもよい。もちろん、スプリングの代わりに、他の弾性導体を用いてもよい。弾性導体の両端は、それぞれ回路基板３の下側面３６及び平面音声ダイヤフラム１０の上側面１０２に弾性的に当接されている。

具体的な実施例では、一つのスプリング４の両端は、それぞれ回路基板３の一つの電気接点３３及びコイル導体２の正電極１７に当接されて、これにより、正電極１７から正端子３１までの間で、電線３８及び一つの電気接点３３のめっき貫通孔３４の正電極を経由した電気的接続を行う。他の一つのスプリング４の両端は、それぞれ回路基板３の他の一つの電気接点３３及びコイル導体２の負電極１８に当接されて、これにより、負電極１８から負端子３２までの間で、電線３８及び他の一つの電気接点３３のめっき貫通孔３４の負電極を経由した電気的接続を行う。更に好ましくは、スプリング４として圧縮性の渦巻きスプリングを用いてもよい。スプリング４は、金めっき又は浸漬金プロセスを行って導電性を高めることができる。圧縮スプリングの両端をそれぞれ電気接点及び該当する電極に当接させることで、平面音声ダイヤフラム１０の振動時でも確実な電気的接続を行うことができる。

好ましい実施例では、上側プレート５、磁石支持体８及び上側スペーサー９には、それぞれに、スプリング４を内部に支持する貫通孔５３、８３、９３が画定されている。一組の貫通孔５３、８３、９３は互いに位置合わせされ、一つのスプリング４を収容するための一つの収容空間４１を形成するが、この収容空間４１は、一つの電気接点３３と正電極１７の間に位置している。他の一組の貫通孔５３、８３、９３は互いに位置合わせされ、他の一つのスプリング４を収容するための他の一つの収容空間４２を形成し、この収容空間４２は、他の一つの電気接点３３と負電極１８の間に位置している。

更に好ましくは、例えば、プラスチックリングなどの絶縁リング６を収容空間４１、４２の中に設けて、スプリング４を固定及び案内するようにする。絶縁リング６は、スプリング４の周りにスリーブ状にされ、スプリング４とプレート５／磁石支持体８の間で発生可能な短絡を避けることができる。磁石支持体８は、例えば、スチールなどの導電性材料で作られる。

音響機器に取り付ける超小型平面スピーカー１００の望ましい周波数応答に応じて、通気性部材であるダンパー１６を使用し、防塵ネット１３を設けて、ほこりが外部からスピーカーに入って音質に影響を与えることを避けることができる。防塵ネット１３は、５０〜１００メッシュのナイロンネットで作られ、下側プレート１５に固定されて貫通孔５１をカバーする。

図１３を併せて参照すると、例示された超小型平面スピーカー１００は、ネジ１４とナット１２の高さを含んだ高さが３５．３３ｍｍであり、回路基板３、プレート５、１５、磁石支持体８、スペーサー９、１９及び平面音声ダイヤフラム１０の高さの合計が２５．５８ｍｍであり、スピーカーの直径が１０６．５ｍｍである。他の例として、超小型平面スピーカー１００は円形であり、直径が１４．２ｍｍであり、回路基板３、上側プレート５、磁石支持体８及び下側プレート１５の各自の高さが０．６ｍｍであり、スペーサー９、１９の各自高さが０．５ｍｍであり、平面音声ダイヤフラム１０の厚みが０．０１ｍｍであり、ナット１２の高さが０．８ｍｍであり、ネジ１４の蓋の高さが０．５ｍｍであって、これで高さの合計が４．７１ｍｍの超小型平面スピーカー１００が達成され、インサートイヤホン、携帯電話やタブレット型コンピューターなどの音響機器に適している。このように、本発明の実施形態による超小型平面スピーカー１００は、直径が１５ｍｍより小さく、更には１０ｍｍより小さくなり、平面サイズの長さと幅がそれぞれ１５ｍｍより小さく、更には１０ｍｍより小さくなり、厚みが５ｍｍより小さくなる。

本発明の実施形態の超小型平面スピーカー１００によれば、コイル導線２が良好な安定性を有する軟銅又は電解銅で作られ、複雑な導電線を製造することができ且つ占有面積が小さいので、周波数スペクトルを増大させ、平面音声ダイヤフラムのサイズを更に小さくすることができるというメリットが得られる。なお、本発明の実施形態の超小型平面スピーカー１００は、単一磁気回路を採用しているため、更に薄くて軽量に作ることができ、製造及び組立効率を高めて、製造及び材料のコストを削減することができる。

さらに、コイル導体２の正負電極１７、１８と回路基板３の正負端子３１、３２は、それぞれ圧縮スプリング４及び回路基板３の電線３８を介して電気的に接続され、正と負の電気的接続を形成する。従って、電気的接続がめっき貫通孔３４の下側面３６から回路基板３の上側面３５に伝えられる。好ましくは、回路基板３の正端子３１と負端子３２に溶接接点が形成されるので、音響機器におけるスピーカーの組立及び電気的接続に役に立ち、特に、溶接によって電気的接続を実現して、電気的接続の確実性を高めることができる。

本発明の実施形態による超小型平面スピーカー１００は、良好な音質を維持するとともに、小さいサイズ及び体積を有しているため、例えば、インサートイヤホン、携帯電話やタブレット型コンピューターのような、超小型スピーカーを必要とする音響機器に適している。

以上、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱しない限り、その趣旨に基づいて変更、同等代替又は改良することができ、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (20)

1. 上側面とその反対側の下側面を有する平面音声ダイヤフラムと、
   それぞれ前記平面音声ダイヤフラムの前記上側面及び前記下側面に設けられ、且つそれぞれに空洞が形成されて前記平面音声ダイヤフラムの対応する面に磁気ギャップを形成する上側スペーサー及び下側スペーサーと、
   それぞれ前記上側スペーサーの頂部及び前記下側スペーサーの下方に設けられる上側プレート及び下側プレートと、
   一つ又は複数の磁石と、
   回路基板と、を備える超小型平面スピーカーであって、
   前記平面音声ダイヤフラムは、振動膜及び一つ又は複数のコイル導体を備え、
   前記コイル導体は、延伸され且つ接着剤層により前記平面音声ダイヤフラムの表面における前記振動膜に接着されており、
   前記コイル導体は、両端にそれぞれ正電極及び負電極が形成され、前記回路基板に電気的に接続される
   ことを特徴とする超小型平面スピーカー。
2. 前記コイル導体は、配置レイアウト又はパターンが前記磁石に適合し、且つ前記コイル導体巻線を介した一つ又は複数の音声コイルを備え、
   各前記音声コイルは、一つの磁石に対応して、一つの音声単位を形成し、
   前記磁石は、対応する前記音声コイルの上方又は下方に配置され、
   前記コイル導体は、連続する導線である
   ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
3. 前記コイル導体の配置レイアウト又はパターンは、スピーカーのサイズに依存し、磁石の形状、数量、配列及び配置にも依存し、
   各前記音声コイルは、前記導線の一つの回路又は一組の並列ループを含み、前記一つの回路又は一組の並列ループ内のスペースを画定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の超小型平面スピーカー。
4. 前記一つの回路又は一組の並列ループは、片側が開いており且つ前記スペースと連通し、各前記回路は閉じられておらず且つ同じ側が開いており、
   各前記回路は、その下方又は上方に位置する対応する磁石の外面輪郭に適合し且つ対応する前記磁石を囲んで配置され、
   対応する前記磁石と前記音声コイルは、位置合わせされている
   ことを特徴とする請求項３に記載の超小型平面スピーカー。
5. 前記音声コイルの導線の第一ループは最も内側のループであって前記スペースを囲んでおり、
   前記コイル導体の一端は、連続して巻設されて、すべての前記音声コイルのすべての前記第一ループを形成し、且つ外側の前記並列ループを順に巻線して形成し、
   最外層の前記ループは前記コイル導体の他の一端まで延伸され、
   同一の前記音声コイルにおける前記ループは、それぞれ間隔を空けて位置し、且つ等間隔に配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の超小型平面スピーカー。
6. 前記音声コイルのサイズは前記磁石のサイズより大きく、
   前記磁石は、すべてのＮ極を前記コイル導体に向けるか、すべてのＳ極が前記コイル導体に向けており、
   前記音声コイルはＵ字形を呈し、一つ又は複数の棒磁石に対応し、或いは、前記音声コイルと前記磁石は対応して閉じていない規則的な形状又は閉じていない不規則な形状を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の超小型平面スピーカー。
7. 前記コイル導体の両端の正電極と負電極は、前記平面音声ダイヤフラムの辺縁に対向して設けられ、且つ前記回路基板と電気的に接続し易くなるように拡大された導電面積を有し、
   前記コイル導体の正電極と負電極は、前記平面音声ダイヤフラムの前記上側面に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
8. 前記上側プレート及び前記下側プレートは、磁気伝導性材料で作られ、
   前記上側プレート及び前記下側プレートには、空気及び音波が通過できるようにそれぞれ貫通孔が形成され、前記貫通孔は、前記平面音声ダイヤフラムの同一の側面に配置された前記スペーサーの空洞と連通し、前記上側プレート及び前記下側プレートの上側面及び下側面はいずれも平らになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
9. 前記超小型平面スピーカーは磁石支持体を更に備え、
   前記磁石支持体は貫通した中心空洞を画定し、空気及び音波が通過できるように前記平面音声ダイヤフラムの同一の側面に配置された前記スペーサーの空洞と連通し、
   前記磁石は、前記中心空洞の中に平行して配置され且つそれらの間に隙間が形成され、前記隙間は前記プレートの貫通孔と連通し且つ位置合わせされおり、
   前記磁石支持体は、前記上側プレートと前記上側スペーサーの間に取り付けられており、
   前記磁石支持体の上側面は前記上側プレートの下側面に固定されて、組み立て易い全体構造を形成する
   ことを特徴とする請求項８に記載の超小型平面スピーカー。
10. 前記コイル導体の正電極と負電極は、弾性導電体を介して前記回路基板と電気的に接続し、
    前記回路基板は、前記正電極及び前記負電極と電気的に接続するための一対の電気接点を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
11. 一対の前記電気接点は、前記回路基板の下側面に設けられ、
    正端子と負端子は、前記回路基板の上側面に設けられて、前記超小型平面スピーカーを取り付ける音響機器と電気的に接続するために使用され、
    前記正端子と前記負端子は、それぞれ前記電気接点と電気的に接続され、
    前記回路基板は前記上側プレートの頂部に位置する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の超小型平面スピーカー。
12. 各前記電気接点には一つのめっき貫通孔が画定され、前記めっき貫通孔内で導電性を形成し、且つ前記電気接点と前記めっき貫通孔の間で電気的接続を行い、
    前記正端子と前記負端子は、前記回路基板の上側面に位置する電線を通ってそれぞれ一つの前記めっき貫通孔と電気的に接続することにより、前記回路基板の下側面に位置する一対の前記電気接点と電気的に接続する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の超小型平面スピーカー。
13. 前記正端子と前記負端子を、溶接する際に使用される溶接接点として配置し、
    前記正端子と前記負端子は、いずれも拡大された導電面積を有して電気的に接続し易くなるようにし、
    前記正端子と前記負端子に対し、金めっき又は浸漬金プロセスを行って導電性を高める
    ことを特徴とする請求項１１に記載の超小型平面スピーカー。
14. 前記電気接点は、それぞれ前記平面音声ダイヤフラムにおける前記コイル導体の正電極及び負電極と位置合わせされ、それらに面するように設けられており、
    各前記弾性導電体の両端は、それぞれ前記回路基板の下側面に位置する一つの前記電気接点及び前記平面音声ダイヤフラムにおける前記コイル導体の正負電極の一つに当接する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の超小型平面スピーカー。
15. 前記弾性導電体は圧縮スプリングであり、
    前記上側プレート及び／又は前記磁石支持体及び／又は前記上側スペーサーには、それぞれスプリングを内部に保持するための貫通孔が画定されており、
    一組の前記貫通孔は、互いに位置合わせされて一つのスプリングを収容するための収容空間を形成し、その収容空間は一つの前記電気接点と前記正電極の間に位置しており、
    他の一組の前記貫通孔は、互いに位置合わせされて他の一つのスプリングを収容するための収容空間を形成し、その収容空間は他の前記電気接点と前記負電極の間に位置している
    ことを特徴とする請求項１４に記載の超小型平面スピーカー。
16. 前記スプリングの外部には絶縁リングが設けられており、
    前記超小型平面スピーカーは、その頂部に設けられるダンパーと底部に設けられる防塵ネットを更に備え、
    前記ダンパーは、通気性部材である
    ことを特徴とする請求項１５に記載の超小型平面スピーカー。
17. 前記回路基板には前記上側スペーサーの空洞と連通する貫通孔が画定されて、空気及び音波が通過できるようにし、
    前記回路基板、前記上側プレート、前記磁石支持体、前記上側スペーサー、前記平面音声ダイヤフラム、前記下側スペーサー及び前記下側プレートは、順に共に固定され、
    締め具は、前記回路基板、前記上側プレート、前記磁石支持体、前記上側スペーサー、前記平面音声ダイヤフラム、前記下側スペーサー及び前記下側プレートにそれぞれ設けられ且つ位置合わせされた複数の孔を貫通して固定を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
18. 前記超小型平面スピーカーは、直径が１５ｍｍ以下であり、及び／又は長さが１５ｍｍ以下であり、及び／又は高さが５ｍｍ以下であり、周波数スペクトルが２０Ｈｚ〜４０ＫＨｚ及び５０Ｈｚ〜３ＫＨｚであり、音声歪み率が１％未満であり、
    前記平面音声ダイヤフラムの全厚みが１０マイクロメーター以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
19. 前記コイル導体は銅で作られ、
    前記振動膜は薄膜で作られる
    ことを特徴とする請求項１に記載の超小型平面スピーカー。
20. 前記コイル導体は、なまし銅又は電解銅箔をエッチングして作られ、
    前記振動膜はＰＥＴ薄膜で作られる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の超小型平面スピーカー。