JP4596969B2 - 振動板及びこれを用いたスピーカユニット - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話機、デジタルカメラ等の小型の電子機器に内蔵されるスピーカユニット及びこれに用いる振動板に関するものである。
従来、この種のスピーカユニットは、図6に示す如く、扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(6)と、該振動板(6)を振動させる駆動機構(10)とを配備して構成される(特許文献1参照)。
駆動機構(10)は、振動板(6)の裏面に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、該マグネット(13)の上面に固定されたポールピース(14)とから構成され、コイル(16)に駆動電流を供給することによって振動板(6)が振動して音声が発生する様になっている。
図7及び図8に示す如く、振動板(6)は、合成樹脂フィルムを一体成型して構成され、ドーム形の中央部(61)と、該中央部(61)の周囲に拡がる環状の第1平坦部(63)と、該第1平坦部(63)の周囲に拡がる環状の外周部(62)と、該外周部(62)の周囲に拡がる環状の第2平坦部(64)とを有している。
図6に示す如く、振動板(6)の第1平坦部(63)の裏面にコイル(16)が固定されると共に、第2平坦部(64)の裏面がフレーム(11)のフランジ部(11a)の上面に固定されて、振動板(6)の固定端が形成されている。
例えば、図8に示す振動板(6)の外径d2は14.3mm、振動板(6)の中央部(61)の外径d1は8mm、第1平坦部(63)の幅W1は0.5mm、第2平坦部(64)の幅W2は、0.4mmに形成されている。
特開2004−128822号公報
ところで、この種のスピーカユニットにおいては、その用途から小型化と音響特性の両立が要求される。音響特性、特に低音特性を向上させるには、低音特性の向上に大きく寄与する外周部(62)の面積を大きくする必要がある。又、外周部(62)は、振動板(6)の振動に応じて柔軟に変形する必要があるため、一定以上の柔軟性が要求される。一方、中央部(61)は、振動板(6)の強度を保つため一定以上の剛性が必要となる。
しかしながら、上記従来のスピーカユニットの振動板(6)の如く、合成樹脂フィルムから一体成型した振動板では、中央部(61)と外周部(62)の材質及び肉厚が同一であるため、振動板(6)の中央部(61)の剛性の向上を図りつつ、外周部(62)の柔軟性の向上を図ることは困難であり、音響特性の改善には限界があった。
又、スピーカユニットを小型化した場合には、振動板(6)の面積の縮小を招くことになる一方、スピーカユニットの音圧を一定値以上に維持するためには、マグネット(13)の外径を一定値以上に維持する必要がある。上記従来のスピーカユニットの構成において、振動板(6)の中央部(61)の外径は、マグネット(13)の外径により定まるため、振動板(6)の中央部(61)の面積の削減には限界があった。
そこで、振動板(6)の外周部(62)の面積を縮小することになるが、これによって、低音特性が低下する問題があった。この問題を解決する方法として、振動板(6)の肉厚を薄くし、外周部(62)の柔軟性を上げることが考えられるが、これに伴って、中央部(61)の剛性も共に低下して、振動板(6)の強度が低下してしまう問題がある。
そこで、本発明の目的は、強度及び音響特性を維持しつつ小型化を実現することが可能な振動板及びこれを用いたスピーカユニットを提供することである。
本発明の第1の振動板は、小型の電子機器に内蔵されるべきスピーカユニットの構成要素となるものであって、中央振動板片(20)と、該中央振動板片(20)の周囲を包囲する環状の外周振動板片(30)とからなり、外周振動板片(30)の外周部(33)を固定端として振動する。前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)はそれぞれ、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲して互いに対向しており、該中央振動板片(20)の外周部(22)と外周振動板片(30)の内周部(32)とが両対向面間で互いに接合されている。
上記本発明の第1の振動板において、互いに接合されている中央振動板片(20)の外周部(22)と外周振動板片(30)の内周部(32)とは音響特性に影響を及ぼさないので、音響特性に寄与しない無駄な領域が振動板の表面領域に形成されることがない。従って、上記第1の振動板によれば、中央振動板片の外周部及び外周振動板片の内周部を振幅方向に屈曲させることなく該中央振動板片の外周部と外周振動板片の内周部とを振幅方向に互いに重ね合わせて接合した振動板に比べて、接合部分に相当する面積分だけ音響特性に寄与する有効な領域の面積を拡大することが可能となる。
又、中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とが別体に構成されているので、それぞれの要求性能に応じた最適な材質及び肉厚の選択が可能となる。従って、振動板の小型化を図るべく中央振動板片(20)及び外周振動板片(30)の面積を削減したとしても、例えば、中央振動板片(20)を外周振動板片(30)よりも剛性の高い合成樹脂材料から構成し、或いは中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とを同一の合成樹脂材料から構成すると共に中央振動板片(20)を外周振動板片(30)よりも肉厚に形成することにより、中央振動板片(20)の剛性を一定以上に維持しつつ、外周振動板片(30)の柔軟性の向上を図ることが可能となる。これにより、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、小型化を実現することが可能となる。
具体的構成において、前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面とは反対側の2つの面の内、何れか一方の面にスピーカユニットのコイル(16)が接合されるべきコイル接合面(36)が形成されている。
従来のスピーカユニットにおいて、コイル(16)は、振動板の中央部と外周部との間に形成された環状の平坦部に固定されていた。このため、振動板の表面領域の内、前記平坦部の面積、即ち振動板の振幅方向に直交する方向のコイル(16)の断面積に相当する一定の面積が、コイル(16)の固定のためだけに占有される結果となり、振動板の小型化を阻害していた。
これに対し、上記具体的構成によれば、前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面とは反対側の2つの面の内、何れか一方の面にスピーカユニットのコイル(16)が接合されるべきコイル接合面(36)が形成されているので、従来、コイル(16)の固定のために必要であった該コイル(16)の断面積に相当する無駄な面積は不要となる。従って、従来の振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、前記コイル(16)の断面積分だけ従来よりも振動板(2)の面積を削減することが出来、又、振動板(2)の面積を従来と同一とした場合には、前記コイル(16)の断面積分だけ外周振動板片(30)の面積を拡大することにより、音響性能、特に低音特性の向上を図ることが出来る。
又、具体的構成において、前記外周振動板片(30)の外周部(33)が、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周振動板片(30)の外周部(33)の外周面にスピーカユニットに固定されるべき固定面(35)が形成されている。
従来の振動板は、振動板の外周部に形成された平坦部の裏面にて、スピーカユニットに固定されていたため、振動板には、スピーカユニットとの固定のために音響性能に寄与しない無駄な面積が必要となり、振動板の小型化を阻害していた。
これに対し、上記具体的構成によれば、前記外周振動板片(30)の外周部(33)が、振動板の振幅方向に屈曲して形成されており、該外周振動板の外周部(33)の外周面がスピーカユニットに固定されるので、従来、スピーカユニットとの固定のために必要であった無駄な面積は不要となる。従って、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、前記平坦部の面積分だけ従来よりも振動板の面積を削減することが出来、又、振動板の面積を従来と同一とした場合には、前記平坦部の面積分だけ外周振動板片(30)の面積を拡大することにより、音響性能、特に低音特性の向上を図ることが出来る。
又、本発明の第2の振動板は、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲した外周部(44)を有し、該外周部(44)の外周面にスピーカユニットに固定されるべき固定面(45)が形成されている。
上記本発明の第2の振動板によれば、外周部(44)が振動板の振幅方向に屈曲して形成されており、該外周部(44)の外周面がスピーカユニットに固定されるので、従来、スピーカユニットとの固定のために振動板の外周部に形成されていた平坦部は不要となる。従って、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、前記平坦部の面積分だけ従来よりも振動板の面積を削減することが出来、又、振動板の面積を従来と同一とした場合には、前記平坦部の面積分だけ振動板の面積を拡大することにより、音響性能、特に低音特性の向上を図ることが出来る。
本発明の第1のスピーカユニットは、扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(2)と、該振動板(2)を振動させる駆動機構(10)とが配備され、該駆動機構(10)は、振動板(2)に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、前記コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、ポールピース(14)とを具え、前記振動板(2)は、中央振動板片(20)と、該中央振動板片(20)の周囲を包囲する外周振動板片(30)とからなり、外周振動板片(30)の外周部(33)がフレーム(11)に固定されている。
前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)は、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲して互いに対向しており、前記振動板(2)は、中央振動板片(20)の外周部(22)と外周振動板片(30)の内周部(32)とを両対向面間で互いに接合して構成されている。
具体的構成において、前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面とは反対側の2つの面の内、何れか一方の面に前記コイル(16)が接合されている。
又、具体的構成において、前記外周振動板片(30)の外周部(33)が、振動板(2)の振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周部(33)の外周面が、前記フレーム(11)の内壁面に固定されている。
上記本発明の第1のスピーカユニットは、上述の本発明に係る第1の振動板(2)を具えているので、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、スピーカユニットの小型化を実現することが出来る。
又、本発明の第2のスピーカユニットは、扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(4)と、該振動板(4)を振動させる駆動機構(10)とが配備され、該駆動機構(10)は、振動板(4)に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、前記コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、ポールピース(14)とを具え、前記振動板(4)の外周部(44)がフレーム(11)に固定されている。
前記振動板(4)の外周部(44)は、振動板(4)の振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周部(44)の外周面が前記フレーム(11)の内壁面に固定されている。
上記本発明の第2のスピーカユニットは、上述の本発明に係る第2の振動板(4)を具えているので、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、スピーカユニットの小型化を実現することが出来る。
本発明に係る振動板及びこれを用いたスピーカユニットによれば、振動板の強度及び音響特性を維持しつつ、スピーカユニットの小型化を実現することが出来る。
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
第1実施例
図1に示す如く、本実施例のスピーカユニットは、扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(2)と、該振動板(2)を振動させる駆動機構(10)とを配備して構成される。
駆動機構(10)は、振動板(2)に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、該マグネット(13)の上面に固定されたポールピース(14)とから構成され、コイル(16)に駆動電流を供給することによって振動板(2)が振動して音声が発生する様になっている。
フレーム(11)の開口部は、フレームカバー(12)によって閉塞されており、該フレームカバー(12)の中央部には、複数の放音孔(17)〜(17)が開設されている。
振動板(2)は、ドーム状の中央振動板片(20)と、該中央振動板片(20)の周囲を包囲する環状の外周振動板片(30)とを互いに接合して構成される。
中央振動板片(20)及び外周振動板片(30)はそれぞれ、合成樹脂フィルムを一体成型して構成され、図2に示す如く、中央振動板片(20)は、ドーム状の本体部(21)と、該本体部(21)の周囲を包囲する外周部(22)とを有している。外周部(22)は、合成樹脂フィルムの外周部を中央振動板片(20)の振幅方向に屈曲させることにより形成されている。
又、図3に示す如く、外周振動板片(30)は円環状を呈し、合成樹脂フィルムの内周部及び外周部を外周振動板片(30)の振幅方向に屈曲させて形成した内周部(32)及び外周部(33)と、該内周部(32)と外周部(33)の間を連繋する環状ドーム型の本体部(31)とを有している。
図4に示す如く、振動板(2)は、中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面(23)(34)間で、中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とを互いに接合して構成される。又、外周振動板片(30)の内周部(32)には、中央振動板片(20)の外周部(22)との対向面(34)とは反対側の面に、コイル接合面(36)が形成されており、該コイル接合面(36)にコイル(16)が接合されている。
上述の如く、中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とはそれぞれ別体に構成されているので、それぞれの要求性能に見合った最適な材質及び肉厚の選択が可能となる。
例えば、中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とを異なる材質の合成樹脂フィルムから構成することも可能である。所望の周波数特性や音質を満足するために例えば、中央振動板片(20)をPEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂、外周振動板片(30)をPEI(ポリエーテルイミド)やPI(ポリイミド)樹脂というような複合した構成の振動板を実現することが出来る。
又、中央振動板片(20)と外周振動板片(30)とを同材質の合成樹脂フィルムから構成すると共に、図4に示す中央振動板片(20)の肉厚t1を外周振動板片(30)の肉厚t2よりも大きく形成することにより、中央振動板片(20)の剛性を一定以上に維持しつつ、外周振動板片(30)の柔軟性の向上を図ることも可能である。
例えば、マイクロスピーカ用の振動板(2)の場合には、肉厚25μm以上の合成樹脂フィルムを一体成型して中央振動板片(20)を構成すると共に、肉厚20μm以下の合成樹脂フィルムを一体成型して外周振動板片(30)を構成し、レシーバ用の振動板(2)の場合には、肉厚10〜20μmの合成樹脂フィルムを一体成型して中央振動板片(20)を構成すると共に、肉厚5〜8μmの合成樹脂フィルムを一体成型して外周振動板片(30)を構成することが出来る。
図3に示す如く、外周振動板片(30)の外周部(33)の外周面には、フレーム(11)の内壁面に固定されるべき固定面(35)が形成されており、該固定面(35)は、図1に示す如くフレーム(11)の内壁面に全周に亘って固定され、これによって、振動板(2)の固定端が形成されている。
図8に示す如く、従来の振動板(6)においては、コイル(16)の固定及びフレーム(11)との固定のために、第1平坦部(63)及び第2平坦部(64)がそれぞれ必要であった。これに対し、図1に示す本実施例の振動板(2)によれば、図8に示す従来の振動板(6)の第1平坦部(63)の幅W1及び第2平坦部(64)の幅W2が不要となるので、例えばW1を0.5mm、W2を0.4mmとしたとき、従来の振動板(6)と同等の音響性能を維持したままで、図1に示す本実施例の振動板(2)の外径を図8に示す従来の振動板(6)よりも最大で1.8mmだけ縮小することが出来る。
一方、図1に示す本実施例の振動板(2)の外径を図8に示す従来の振動板(6)の外径d2と等しく形成した場合には、例えば図2に示す中央振動板片(20)の外径を図8に示す従来の振動板(6)の中央部(61)の外径d1よりも最大で1.8mmだけ拡大することが可能であり、コイル(16)及びマグネット(13)の外径をこれに応じて拡大することにより、音圧の増大を図ることが出来る。
又、図3に示す外周振動板片(30)の本体部(31)の幅を図8に示す従来の振動板(6)の外周部(62)の幅よりも最大で0.9mmだけ拡大することが可能であり、これによって低音特性の向上を図ることが出来る。
第2実施例
図5に示す如く、本実施例のスピーカユニットは、扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(4)と、該振動板(4)を振動させる駆動機構(10)とを配備して構成される。
駆動機構(10)は、振動板(4)の裏面に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、該マグネット(13)の上面に固定されたポールピース(14)とから構成され、コイル(16)に駆動電流を供給することによって振動板(4)が振動して音声が発生する様になっている。
フレーム(11)の開口部は、フレームカバー(12)によって閉塞されており、該フレームカバー(12)の中央部には、複数の放音孔(17)〜(17)が開設されている。
振動板(4)は、合成樹脂フィルムを一体成型して構成され、ドーム状の中央部(41)と、該中央部(41)の周囲を包囲する円環状の平坦部(43)と、該平坦部(43)の周囲を包囲する環状ドーム型の振動部(42)と、合成樹脂フィルムの外周部を振動板(4)の振幅方向に屈曲させることにより形成された外周部(45)とを有している。
コイル(16)は、振動板(4)の平坦部(43)の裏面に固定され、振動板(4)の外周部(44)の外周面には、フレーム(11)の内壁面に固定されるべき固定面(45)が形成されている。固定面(45)は、フレーム(11)の内壁面に全周に亘って固定され、これによって、振動板(4)の固定端が形成されている。
図8に示す如く、従来の振動板(6)においては、フレーム(11)との固定のために第2平坦部(64)が必要であったが、図5に示す本実施例の振動板(4)によれば、図8に示す従来の振動板(6)の第2平坦部(64)の幅W2が不要となるので、例えばW2を0.4mmとしたとき、従来の振動板(6)と同等の音響性能を維持したままで、図5に示す本実施例の振動板(4)の外径を図8に示す従来の振動板(6)に比べて最大で0.8mmだけ縮小することが出来る。
一方、図5に示す本実施例の振動板(4)の外径を図8に示す従来の振動板(6)の外径d2と等しく形成した場合には、例えば図5に示す振動板(4)の中央部(41)の外径を図8に示す従来の振動板(6)の中央部(61)の外径d1よりも最大で0.8mmだけ拡大することが可能であり、コイル(16)及びマグネット(13)の外径をこれに応じて拡大することにより、音圧の増大を図ることが出来る。
又、図5に示す振動板(4)の振動部(42)の幅を図8に示す従来の振動板(6)の外周部(62)の幅よりも最大で0.4mmだけ拡大することが可能であり、これによって低音特性の向上を図ることが出来る。
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第1実施例においては、図4に示す如く、外周振動板片(30)の内周部(32)の中央振動板片(20)の外周部(22)との対向面(34)とは反対側の面にコイル接合面(36)を形成し、該コイル接合面(36)にコイル(16)を接合しているが、中央振動板片(20)の外周部(22)の外周振動板片(30)の内周部(32)との対向面(23)とは反対側の面にコイル接合面(36)を形成し、該コイル接合面(36)にコイル(16)を接合することも可能である。
本発明の第1実施例に係るスピーカユニットの構成を示す断面図である。 上記スピーカユニットの振動板を構成する中央振動板片の一部破断斜視図である。 上記スピーカユニットの振動板を構成する外周振動板片の一部破断斜視図である。 上記中央振動板片と外周振動板片の接合部を拡大して示す断面図である。 本発明の第2実施例に係るスピーカユニットの構成を示す断面図である。 従来のスピーカユニットの構成を示す断面図である。 従来のスピーカユニットに用いられる振動板の平面図である。 従来のスピーカユニットに用いられる振動板の断面図である。
符号の説明
(10) 駆動機構
(11) フレーム
(12) フレームカバー
(13) マグネット
(14) ポールピース
(15) ヨーク
(16) コイル
(2) 振動板
(20) 中央振動板片
(21) 本体部
(22) 外周部
(23) 対向面
(30) 外周振動板片
(31) 本体部
(32) 内周部
(33) 外周部
(34) 対向面
(35) 固定面
(36) コイル接合面
(4) 振動板
(41) 中央部
(42) 振動部
(43) 平坦部
(44) 外周部
(45) 固定面

Claims (8)

  1. 小型の電子機器に内蔵されるべきスピーカユニットの構成要素となる振動板であって、中央振動板片(20)と、該中央振動板片(20)の周囲を包囲する環状の外周振動板片(30)とからなり、外周振動板片(30)の外周部(33)を固定端として振動する振動板において、
    前記中央振動板(20)の肉厚t1より前記外周振動板片(30)の厚みt2を大きく形成し、
    前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)はそれぞれ、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲して互いに対向しており、該中央振動板片(20)の外周部(22)と外周振動板片(30)の内周部(32)とが両対向面間で互いに接合されていることを特徴とする振動板。
  2. 前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面とは反対側の2つの面の内、何れか一方の面にスピーカユニットのコイル(16)が接合されるべきコイル接合面(36)が形成されている請求項1に記載の振動板。
  3. 前記外周振動板片(30)の外周部(33)が、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周振動板片(30)の外周部(33)の外周面にスピーカユニットに固定されるべき固定面(35)が形成されている請求項1又は請求項2に記載の振動板。
  4. 小型の電子機器に内蔵されるべきスピーカユニットの構成要素となる振動板であって、
    振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲した外周部(44)を有し、該外周部(44)の外周面にスピーカユニットに固定されるべき固定面(45)が形成されている請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の振動板。
  5. 扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(2)と、該振動板(2)を振動させる駆動機構(10)とが配備され、該駆動機構(10)は、振動板(2)に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、前記コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、ポールピース(14)とを具え、前記振動板(2)は、中央振動板片(20)と、該中央振動板片(20)の周囲を包囲する外周振動板片(30)とからなり、外周振動板片(30)の外周部(33)がフレーム(11)に固定されているスピーカユニットにおいて、
    前記中央振動板(20)の肉厚t1より前記外周振動板片(30)の厚みt2を大きく形成し、
    前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)は、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲して互いに対向しており、前記振動板(2)は、中央振動板片(20)の外周部(22)と外周振動板片(30)の内周部(32)とを両対向面間で互いに接合して構成されていることを特徴とするスピーカユニット。
  6. 前記中央振動板片(20)の外周部(22)及び外周振動板片(30)の内周部(32)の互いに対向する両対向面とは反対側の2つの面の内、何れか一方の面に前記コイル(16)が接合されている請求項5に記載のスピーカユニット。
  7. 前記外周振動板片(30)の外周部(33)が、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周部(33)の外周面が、前記フレーム(11)の内壁面に固定されている請求項5又は請求項6に記載のスピーカユニット。
  8. 扁平なフレーム(11)の内部に、振動板(4)と、該振動板(4)を振動させる駆動機構(10)とが配備され、該駆動機構(10)は、振動板(4)に固定された環状のコイル(16)と、該コイル(16)を包囲するヨーク(15)と、前記コイル(16)の中央空間に突出したマグネット(13)と、ポールピース(14)とを具え、前記振動板(4)の外周部(44)がフレーム(11)に固定されているスピーカユニットにおいて、
    前記振動板(4)の外周部(44)は、振幅方向とは直交する方向から該振幅方向に屈曲しており、該外周部(44)の外周面が前記フレーム(11)の内壁面に固定されている請求項5乃至請求項7のいずれかに記載のスピーカユニット。
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