JPWO2010004641A1 - スピーカ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上記動電型スピーカ1Jでは、出力音圧周波数特性が振動板から出力された音波の位相に依存するので、低音域から高音域にかけて出力音圧周波数特性を平坦化することが困難である。このため、ボイスコイルと振動板が略同位相にて振動する高音質のスピーカ装置が望まれている。
2 磁気回路
3 振動体
4 支持部材(フレーム)
21 ヨーク
22 磁石
23 プレート(ポールピース)
31 ボイスコイル
33 振動板
34 エッジ
335 導電部
スピーカ駆動時、ボイスコイルに信号電流が入力されると、ボイスコイルに信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイルは、そのローレンツ力を駆動力(第1の駆動力)として、ボイスコイルの軸方向(音響放射方向)に沿って振動する。ボイスコイルに生じた駆動力(第1の駆動力)は、ボイスコイルと振動板との接合部を介して振動板に伝達され、振動板はその駆動力に応じて振動する。
また、本発明に係るスピーカ装置は、ボイスコイルと、振動板に設けられた環状の導電部とが電磁誘導により電磁結合している。
スピーカ駆動時、ボイスコイルに信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイルの周囲に交流磁場(交流磁束、変動磁束とも称呼される)が発生する。振動板に設けられた環状の導電部には、交流磁場により電磁誘導が生じ、導電部に誘導電流が生じる。振動板の導電部には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力(第2の駆動力)が生じる。この駆動力(第2の駆動力)は、ボイスコイルに生じるローレンツ力(第1の駆動力)と略同じ方向である。
図2は、本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1を説明するための図である。詳細には、図2(A)は本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1の正面図であり、図2(B)は図2(A)に示したスピーカ装置1のA−A’線に沿った断面図である。
以下、スピーカ装置1の各構成要素を説明する。
図2(A),図2(B)に示されるように、磁気回路2は、ヨーク21、磁石22、およびプレート(ポールピース)23を有する。
磁石22は、柱形状、本実施形態では円柱形状に形成されている。また、磁石22は、ヨーク21の中央部上に配置されている。また、磁石22は、軸方向(Z軸方向、音響放射方向SD)に沿って着磁されている。つまり、本実施形態に係る磁石22を形成する磁性体は、厚み方向に沿って着磁されている。
プレート(ポールピース)23は、鉄、磁性体などにより形成されている。プレート23は、平板形状に形成され、磁石22上に配置されている。
また、図2(A),図2(B)に示されるように、磁気回路2は、プレート23の端部と、ヨーク21の上端部213との間に、筒状の磁気ギャップMG1が形成されている。
ボイスコイル31は、振動板33に支持されている。また、ボイスコイル31は、第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間(磁気ギャップMG1)に配置されている。また、本実施形態に係るボイスコイル31は、振動板33の振動方向(軸方向または音響放射方向SD)に沿って延在した形状に形成されている。ボイスコイル31は、この形状に限られるものではない。
また、振動板33は、振動板の一部または全部に導電部335が形成されている。本実施形態では、振動板33全体が導電材料により形成されている。導電材料としては、例えば、アルミニウム、銅、鉄などの導電体金属、又は導電性を有する磁性体を採用することができる。詳細には、振動板の導電部335が周方向に沿って環状に形成されている。また、振動板33の導電部335は、振動板33の径方向に沿って規定の幅(L335)で面分布した形状に形成されている。
振動板33は、ボイスコイル31の径方向外側に導電部335が近設するとともに、その導電部335が周方向に沿って環状に形成されている。
つまり、振動板33の導電部335は、スピーカ駆動時、導電部335に生じる電磁気力(ローレンツ力)が、振動板33の振動方向に平行な成分を有するような形状、具体的には、第1および第2の磁極部間の磁力線に略沿った形状に形成されている。
また、振動板33の導電部335が上記形状に形成されているので、ボイスコイル31の駆動力(F1)が、振動板33全体に伝達されやすい。
また、振動板33の導電部335が上記形状に形成されているので、振動板33全体が略同一の位相にて振動することができる。
つまり、導電部335を有する振動体3は、絶縁性材料で形成されたエッジ34を介してヨークやフレーム4などの非振動体に接合しているので、導電部335は非振動体に対して電気的に絶縁されている。
上記スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、信号電流が端子部5に入力されると、その信号電流がリード線501を介してボイスコイル31に入力される。ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33との接合部を介して振動板33に伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図3(B)に示されるように導電部335に誘導電流(A1)が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である(フレミング左手の法則)。振動板33は、この駆動力F2および駆動力F1により振動する。
一般的なスピーカでは、ボイスコイルから接合部を介して振動板に駆動力が伝達されるが、本発明に係るスピーカ装置では、ボイスコイルによる駆動の他に、振動板の導電部で面駆動するので、振動板にてエネルギーの減衰が比較的少なく比較的安定した周波数特性が得られる。
また、例えば、一般的な動電型スピーカ装置では、高域特性を良くするために、振動板の半頂角が小さいことを要し、スピーカ装置の全高が比較的高い。
一方、本発明に係るスピーカ装置1は、振動板が広域で面駆動するので、半頂角を小さくすることなく、薄型で広帯域化が可能である。
図5(A)には、図4(A)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数K1、入力インピーダンスZ1が示されている。
図5(A)には、図4(B)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数であるK2、入力インピーダンスであるZ2が、示されている。
図5(A)には、図4(C)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数K3、入力インピーダンスZ3が示されている。
また、図5(A)に示されるように、結合係数Kの値が比較的高い場合、高周波でも入力インピーダンスZの上昇が抑えられるため、動電型部の駆動力が極端に低下することなく、高周域でも、スピーカ装置は高音圧の音波を放射することができる。具体的には、図4(C)に示される小さい外径の導電部335が形成された振動体の入力インピーダンスZ3の値が最も低い。
また、図6(B)に示される音圧周波数特性では、周波数約20kHz付近でディップが生じているが、図6(A)に示される本発明に係るスピーカ装置1の音圧周波数特性では、そのようなディップはなく、比較的フラットな値を示している。つまり、本発明に係るスピーカ装置1は、駆動力F1による駆動と、振動板33の導電部335で面駆動(駆動力F2)とにより、振動板33が振動するので、周波数特性がフラットとなり高音質である。
図7(A)は、本発明の第2実施形態に係るスピーカ装置1Aの正面図である。図7(B)は、図7(A)に示したスピーカ装置1AのA−A’線に沿った断面図である。第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。
詳細には、振動板33Aの形成材料は、例えば紙、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどの樹脂フィルムなど不導電材料を採用することができる。
導電部335は、図7(A),図7(B)に示されるように環状に形成され、振動板33Aの表面、裏面の両方または一方に周方向に沿って環状に形成されている。また、振動板33Aの導電部335は、振動板33Aの径方向に沿って規定の幅(L335)で面分布した形状に形成されている。この導電部335の形成材料としては、例えば、アルミニウム、銅などの導電体金属又は導電性を有する磁性体を採用することができる。
本実施形態に係るスピーカ装置1Aは、例えば、紙、繊維で構成される不織布、樹脂が不織布に付与されたシート、ポリイミドなどの樹脂(熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂も含む)などの不導体により形成された振動板33Aと、その振動板33Aの表面側にアルミニウムなどの導電体が蒸着形成された導電部335を有する。
図8は、本発明の第3実施形態に係るスピーカ装置1Bの断面図である。第1実施形態および第2実施形態と同じ構成については説明を省略する。図8ではスピーカ装置1Bの軸対称の左半分が省略されている。
図8に示されるように、本実施形態に係るスピーカ装置1Bは、外磁型磁気回路である。詳細には、スピーカ装置1Bは、磁気回路2B、振動体3、および支持部材(フレーム)4を有する。
磁気回路2Bは、ヨーク21B、磁石22B、およびプレート23Bを有する。ヨーク21Bは、平板状の底面部211と中央部に形成されたポール部214とが一体成形されている。
磁石22Bは、環状に形成されており、ヨーク21Bの底面部211上に配置されている。
プレート23Bは、磁性体により形成され、環状であり、磁石22B上に配置されている。プレート23Bの内径は、磁石22Bの内径より小さく形成されている。
磁気回路2Bは、プレート23Bと、ヨーク21Bのポール部214との間に、磁気ギャップが形成されている。ヨーク21Bのポール部214は第1の磁極部MP1の一実施形態に相当し、プレート23Bは第2の磁極部MP2の一実施形態に相当する。第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に、直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。
第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に形成された磁気ギャップに、ボイスコイル31、振動板33が配置されている。振動板33には、第1実施形態または第2実施形態と同様に、導電部335が形成されている。
支持部材4は、環状に形成されており、ヨーク21の底面部211上に配置されている。また、支持部材4は、その上端部が、プレート23Bの高さ付近まで達するように高さが規定されており、その上端部に振動板33がエッジ34を介して支持されている。また、必要に応じ、エッジ34を設けずに、振動板33の外周側部に支持部材4の上端部に接着剤などにより接合しても構わない。
つまり、スピーカ装置1Bは、外磁型磁気回路2Bを有していても、振動板とボイスコイルが略同位相にて振動することができ、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
図9は、本発明の第4実施形態に係るスピーカ装置1Cの断面図である。第1〜第3実施形態と同様な構成については説明を省略する。図9ではスピーカ装置1Cの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Cは、内磁型磁気回路であり、詳細には、ヨーク21C、磁石22、プレート(ポールピース)23、およびセンタープラグ25を有する。
上記底面部211C、外周側部212C、傾斜部215、および平坦部216は一体形成されている。また、上記底面部211C、外周側部212C、傾斜部215、および平坦部216は必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
プレート(ポールピース)23は、磁石22上に形成されており、ヨーク21Cの外周側部212Cの上端部より高い位置に配置されている。
ボイスコイル31は、振動板33Cの内周部に接合されており、プレート23の近傍に振動自在に配置されている。本実施形態に係るボイスコイル31は、上端部311Cに振動板33Cの内周部が接合されている。
振動体3Cの振動板33Cは、ヨーク21Cの第2の磁極部MP2を越えて、フレーム4まで延在している。
上記スピーカ装置1Cは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33との接合部を介して振動板33に伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図9に示されるように導電部335に誘導電流が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
導電部335は、図9に示されるように、湾曲形状に形成され、振動板33の径方向に沿って規定の幅で面分布している。この導電部335は、面内位置それぞれで電磁誘導による駆動力F2が生じる。この駆動力F2は、音響放射方向に沿って平行な成分の力を有し、駆動力F1と略同位相である。
この導電部335が形成された振動板33は、ボイスコイル31に生じる駆動力F1と略同位相にて動作する。
また、上記スピーカ装置1Cは、センタープラグ25を有するので、所望の周波数特性の音波を放射することができる。
図10は、本発明の第5実施形態に係るスピーカ装置1Dの断面図である。第1〜第4実施形態と同様な構成については説明を省略する。図10ではスピーカ装置1Dの軸対称の左半分が省略されている。
振動体3Dは、ボイスコイル31、振動板33D、およびエッジ34を有する。
振動板33Dは、内周端部が、ボイスコイル31の下端部312Dに接合されている。
また、スピーカ装置1Dは、不導電材料により形成された振動板33Dと、その振動板33Dの表面および裏面の両方または一方に導電材料により形成された導電部335を有する。詳細には、振動板33Dの形成材料は、例えば紙、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどの樹脂フィルムなど不導電材料を採用することができる。導電部335は、例えば、アルミニウム、銅などの導電体金属が蒸着形成されている。
詳細には、支持部材4Dは、ヨーク211Cの下側に配置される環状の平坦部41Dと、平坦部41D外周部から音響放射方向に延在する筒状部42Dとを有する。筒状部42Dは、その上端部が、ヨーク21Cの上端部と略同じ高さとなる形状に形成されている。また、必要に応じ、筒状部42Dは、その上端部が、ヨーク21Cの上端部に対し、低く又は高くなる形状に形成しても構わない。支持部材4Dの平坦部41Dと筒状部42Dは、例えば樹脂などの材料により一体形成されているが、必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
また、フレーム4Dの筒状部42Dは、第4実施形態のフレーム4Cの筒状部42Cと比べて大きな径に形成されている。振動体3Cの振動板33は、ヨーク21Cの第2の磁極部MP2を越えて、フレーム4まで延在している。
また、スピーカ装置1Aは、径方向に沿った幅が幅広または幅狭に規定された導電部335を採用することで、所望の音響特性を得ることができる。
また、スピーカ装置1Dは、振動板33Dおよび導電部335の径方向中央部近傍に、ヨーク21Cの上端部が配置されているので、第4実施形態と比べて駆動力F2が比較的大きい。このため、スピーカ装置1Dは、高音質で比較的高い音圧の音波を放射することができる。
図11は、本発明の第6実施形態に係るスピーカ装置1Eの断面図である。第1〜第5実施形態と同様な構成について説明を省略する。図11ではスピーカ装置1Eの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Eは、ヨーク21C、磁石22、プレート23、センタープラグ25、および磁性体6を有する。
磁性体6は、振動体3Eの上方に配置される。詳細には、磁性体6は、例えばプレート23とヨーク21Cの外周側部212Cとの径方向略中間部で、かつプレート23より高い位置(音響放射方向SD側)に配置されている。また、磁性体6は、プレート23が延在する方向(水平方向)に沿って配置されているが、支持部材4Eに向かって突出する、或いは音響放射方向に向かって突出するように配置しても構わない。
磁性体6は、磁石、または鉄などの強磁性体等でもよい。磁性体6は、磁石22の近傍に配置されており、周囲の磁場により磁化されている。
磁性体6と第1の磁極部(MP1)との間に磁気ギャップが形成される。詳細には、磁性体6の第4の磁極部(MP4)と第1の磁極部(MP1)との間に、湾曲した磁力線(直流磁場)MD2が形成されている。
磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に磁気ギャップが形成される。詳細には、磁性体6の第3の磁極部(MP3)と第2の磁極部(MP2)との間に、湾曲した磁力線(直流磁場)MD3が形成されている。
振動板33Eは、環状に形成され、内周部がボイスコイル31に接合され、外周部がエッジ34を介してフレーム4Eに接合されている。
本実施形態に係る振動板33Eは、内周部と外周部との間の振動部が、音響放射方向SDに向かって径方向断面凸形状に形成されており、その振動部に導電部335が形成されている。
この振動板33Eは、磁性体6と第1の磁極部(MP1)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD2に略沿った形状に形成されている。また、振動板33Eは、磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD3に略沿った形状に形成されている。
つまり、振動板33Eの導電部335は、磁性体6と第1の磁極部(MP1)の間、かつ磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に配置されている。詳細には、導電部335は、磁力線(直流磁場)MD2中に配置されるとともに、磁力線(直流磁場)MD3中に配置されている。
磁性体支持部43Eは、磁性体6を上記位置に支持する。本実施形態に係る磁性体支持部43は、図11に示されるように、アーム形状に形成され、下端部が筒状部32Eの上端部に接合され、上端部が径方向内側に屈曲した形状に形成され、内周部に磁性体6が接合されている。
上記スピーカ装置1Eは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Eとの接合部を介して振動板33Eに伝達され、振動板33Eはその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図11に示されるように導電部335に誘導電流が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)、および磁気ギャップ間の直流磁場MD3と誘導電流とに応じた駆動力F3(第3の駆動力)が生じる。この駆動力F2,F3は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
図12は、本発明の第7実施形態に係るスピーカ装置1Fの断面図である。第1〜第6実施形態と同様な構成については説明を省略する。図12ではスピーカ装置1Fの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Fは、ヨーク21F、磁石22F、プレート23、センタープラグ25、および磁性体6を有する。
ヨーク21Fは、底面部211F、外周側部(筒状部)212F、段部215F、および平坦部216Fを有する。詳細には、ヨーク21Fは、中央部に、底面部211Fより音響放射方向に向かって一段突出した平坦部216Fが形成されており、その平坦部216Fが段部215Fを介して底面部211Fに連結されている。筒状の外周側部212Fは、底面部211Fの外周部に形成されており、外周側部212Fの上端部が、プレート23の高さより低い位置となる形状に形成されている。また、外周側部212Fは、その径が、プレート23の径より大きい。
上記底面部211F、外周側部212F、段部215F、および平坦部216Fは一体形成されているが、必要に応じ別部材で形成しても構わない。
第2のボイスコイル31FBは、第1のボイスコイル31FAより大きい外径を有するように形成されている。
第1のボイスコイル31FAと第2のボイスコイル31FBとの間に、環状の振動板33Fが形成されている。振動板33Fの中央部は、断面形状が音響放射方向に向かって凸形状に形成されている。振動板33Fは、導電部335を有する。
この振動板33Fは、磁性体6(第3の磁極部MP3)と第1の磁極部(MP1)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD1に略沿った形状に形成されている。また、振動板33Fは、磁性体6(第3の磁極部MP3)と第2の磁極部(MP2)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD2に略沿った形状に形成されている。
第2のボイスコイル31FBは、上記形態に限られるものではなく、入力される信号電流が、第1のボイスコイル31Aに入力され信号電流に対して同じ向きになるように形成されていればよい。
上記スピーカ装置1Fは、第1のボイスコイル31FAに信号電流が入力されると、第1のボイスコイル31FAに信号電流に応じたローレンツ力(駆動力F11)が生じ、第2のボイスコイル31FBに信号電流が入力されると、第2のボイスコイル31FBに信号電流に応じたローレンツ力(駆動力F12)が生じる。各ボイスコイル31FA,31Bは、駆動力F11,F12により軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31FA,31FBに生じた駆動力F11,F12は、振動板33Fとの接合部を介して振動板33Fに伝達され、振動板33Fはその駆動力F11,F12に応じて振動する。
振動板33Fの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、磁気ギャップ間の直流磁場MD1と誘導電流とに応じた駆動力F21が生じる。
図12に示されるように、スピーカ装置1Fは、スピーカ駆動時、第2のボイスコイル31FBに信号電流(交流電流)が入力されると、第2ボイスコイル31FBの周囲に交流磁場MA2(交流磁束)が発生する。
振動板33Fの環状の導電部335には、交流磁場MA2により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F22が生じる。
この駆動力F21,F22は、第1のボイスコイル31FAに生じるローレンツ力(駆動力F11)、および第2のボイスコイル31FBに生じるローレンツ力(駆動力F12)と略同じ方向である。
図13は、本発明の第8実施形態に係るスピーカ装置1Gの断面図である。第1実施形態と同じ構成について説明を省略する。図13ではスピーカ装置1Gの軸対称の左半分が省略されている。
スピーカ装置1Gは、上記磁性流体71を有するので、ボイスコイル31の熱(ジュール熱)が、磁性流体71を介してプレート23に伝熱するので、ボイスコイル31の熱をプレート23から輻射熱として排熱することができる。
図14は、本発明の第9実施形態に係るスピーカ装置1Hの断面図である。第1実施形態と同じ構成については、説明を省略する。図14ではスピーカ装置1Hの軸対称の左半分が省略されている。
ダンパ75は、例えば図14に示されるように、環状に形成され径方向断面形状が、波型形状、凸形状、凹形状などに形成されている。ダンパ75は、外周部がボイスコイル31に接合され、内周部が磁気回路2Hのプレート23に接合されている。本実施形態では、ダンパ75は、内周部がスペーサ73を介してプレート23に接合されている。
また、スペーサ73は、外周端部付近に、ダンパ75の内周部が接合されている。つまり、このスペーサ73は、ダンパ75をプレート23上に配置するため、或いはダンパ75とボイスコイル31の接合位置(高さ)と、ダンパ75とプレート23との接合位置(高さ)を合わせるために設けられる。
また、スピーカ装置1Hは、所望の厚みのスペーサ73を有するので、プレート23上にダンパ75を簡単に配置することができる。
図15は、本発明の第10実施形態に係るスピーカ装置1Kの断面図である。第1実施形態と同じ構成については、説明を省略する。図15ではスピーカ装置1Bの軸対称の左半分が省略されている。
詳細には、例えば図15に示されるように、スピーカ装置1Kは、磁気回路2Kを有する。
磁気回路2Kは、ヨーク21K、および磁石22Kを有する。
ヨーク21Kは、底面部211、外周側部(筒状部)212、上端部213、およびポール部214Kを有する。
ポール部214Kは、ヨーク21Kの中央部に軸方向に沿って柱状に形成されている。必要に応じ、振動板の振動方向に沿って延在する貫通孔をポール部214に形成しても構わない。
磁石22Kは、例えば環状に形成され、内周部がポール部214の外周部に接合されている。また、磁石22Kは、厚み方向(軸方向)に対して直交する方向に着磁されている。この磁石22Kは、第1の磁極部MP1の一実施形態に相当する。
図16は、本発明の第11実施形態に係るスピーカ装置1Lの断面図である。図11に示された第6実施形態と同様な構成について説明を省略する。図16ではスピーカ装置1Lの軸対称の左半分が省略されている。
この磁石6Lは、厚み方向(軸方向)に直交する方向に着磁されている。
図17は、本発明の第12実施形態に係るスピーカ装置1Mの断面図である。第1〜第11実施形態と同じ構成について説明を省略する。図17ではスピーカ装置1Mの軸対称の左半分が省略されている。
本実施形態に係る磁気回路2Mは、振動体3Mの上方に配置されるとともに、磁性体で形成される磁極部MP4を有する。磁極部MP4は、ボイスコイル31より径方向外側に配置されている。
詳細には、図17に示されるように、磁気回路2Mは、ヨーク21M、磁石22M、およびプレート(ポールピース)23M、プレート28M、およびプレート29Mを有する。プレート23Mは、本発明に係る第1の磁極部の一実施形態に相当し、プレート28Mは本発明に係る第2の磁極部の一実施形態に相当し、プレート29Mは、本発明に係る第3の磁極部の一実施形態に相当する。
プレート(ポールピース)23Mは、環状に形成され、ヨーク21Mのポール部214M上に配置されている。
プレート23Mは、外径がポール部214Mの外径より大きく形成されている。
ボイスコイル31は、プレート23Mと、プレート28Mとの間の磁気ギャップに配置されており、振動板33Mにより振動自在に支持されている。
第2の振動部331Mは、略ドーム状に形成され、第1の振動部334Mの内側に配置されている。
筒状部332Mは、第1の振動部334Mと第2の振動部331Mとの間に配置され、上端部が第2の振動部331Mの外周端部に接合されており、下端部が第1の振動部334Mの内周部に接合されており、裏面内周部にボイスコイル31が接合されている。また、筒状部332Mは、その上端部と下端部との間に立上り部を備え、立上り部にボイスコイルが支持されている。筒状部332Mは、必要に応じ、その表面内周部にボイスコイル31を接合しても構わなく、ボイスコイル31は、プレート23Mと、プレート28Mとの間の磁気ギャップに配置されていれば良い。
この筒状部332Mは、環状に形成された第1の振動部334の内側にボイスコイル31を支持するボイスコイル支持部に相当する。
第1の振動部334M、第2の振動部331M、および筒状部332Mは、例えば紙や樹脂などの不導体などにより一体形成されている。
本実施形態に係る導電部335は、第1の振動部334M、第2の振動部331M、および筒状部332Mに、環状に形成されている。
上記スピーカ装置1Mは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Mとの接合部を介して振動板33Mに伝達され、振動板33Mはその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
振動板33Mの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、振動板33Mの導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場MD1と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じ、さらに、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第3の駆動力)が生じる。
このため、スピーカ装置1Mは、振動板33Cが駆動力F1,F2,F3により略同位相にて駆動されるので、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
また、スピーカ装置1Mは、図17に示されるように、比較的薄型に形成することができる。
図18は、本発明の第13実施形態に係るスピーカ装置1Nの断面図である。第12実施形態と同じ構成について説明を省略する。図18ではスピーカ装置1Nの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Nは、環状の第1の磁石22M、および環状の第2の磁石222Nを有する。
磁石222Nは、環状に形成されており、径が第1の磁石22Mより小さい形状に形成されている。また、磁石222Nは、厚み方向(軸方向)に沿って、第1の磁石22Mの着磁方向に対して逆方向に着磁されている。この磁石222Nは、第12実施形態に係るポール部214Mに相当する。
図19は、本発明の第14実施形態に係るスピーカ装置1Pの断面図である。第12実施形態および第13実施形態と同じ構成について説明を省略する。図19ではスピーカ装置1Pの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Pは、環状の第1の磁石22M、環状の第2の磁石223N、環状の第3の磁石224Nを有する。
第2の磁石223Nは、図18に示される第12実施形態に係るプレート23Mに相当する。第3の磁石224Nは、図18に示される第12実施形態に係るプレート29Mに相当する。
第3の磁石224Nは、環状に形成され、厚み方向(軸方向)に直交する方向に着磁されている。また、第3の磁石224Nは、第2の磁石223Nの着磁方向に対して逆方向に着磁されている。
また、磁気回路2Pは、第2の磁石223Nの外周側の極(N極)と、第3の磁石224Nの内周側の極(N極)とが対向するように配置されている。磁石22Mは、上端部の極が、第2の磁石223Nの外周側の極(N極)に対して、逆の極性(S極)となるように着磁されている。
また、必要に応じて、第2の磁石223Nは、プレート28Mの磁極部MP2に向かって、水平方向に対し斜めの方向に着磁されていても構わなく、第3の磁石224Nも同様に、プレート28Mの磁極部MP3に向かって、水平方向に対し斜めの方向に着磁されていても構わない。また、このような磁石を斜め方向に着磁することは、本実施形態に限定されず、適用しても構わない。
図20は、本発明の第15実施形態に係るスピーカ装置1Qの断面図である。第12〜第14実施形態と同じ構成について説明を省略する。
磁気回路2Qは、ヨーク21Q、第1の磁石221Q、第2の磁石222Q、プレート220Q、プレート23Q、および環状凸形状部28Qを有する。
ヨーク21Qは、図20に示されるように、平板状に形成されている。
第1の磁石221Qは、ヨーク21Qの中央部上に配置され、軸方向(厚み方向、音響放射方向SD)に沿って着磁されている。
プレート220Qは、平板形状に形成され、第1の磁石221Q上に配置されている。
第2の磁石222Qは、環状に形成され、径が第1の磁石221Qより大きく規定されている。また、第2の磁石222Qは、厚み方向に沿って着磁されている。この第2の磁石222Qの着磁方向は、第1の磁石221Qの着磁方向と同一方向である。
プレート23Qは、環状に形成され第2の磁石222Q上に配置されている。
プレート220Qと環状凸形状部28Qとの間に直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。環状凸形状部28Qとプレート23Qとの間に直流磁場(静磁場)MD2が形成されている。
振動板33Qは、第1の振動部332Q、および第2の振動部331Qを有する。振動板33Qは、例えば第1の振動部332Qに導電部335が形成されている。
第1の振動部332Qは、内周部がボイスコイル31に接合され、外周部がエッジ34Mを介して磁気回路2に支持されている。また、第1の振動部332Qは、径方向中央部から径方向外側に傾斜面部333Qが形成されている。この傾斜面部333Qは、磁力線(静磁場)MD1,MD2に略沿った形状に形成されている。
図21は、本発明の第16実施形態に係るスピーカ装置1Rを示す図である。第15実施形態と同じ構成について説明を省略する。
スピーカ装置1Rは、磁気回路2Q、および振動体3Rを有する。
振動板3Rは、振動板33Rを有する。振動板33Rは、第1の振動部332Q、および第2の振動部331Rを有する。
第2の振動部331Rは、平板状に形成され、第1の振動部332Qの内側に配置されている。また、本実施形態に係る第2の振動部331Rは、その外周部がボイスコイル31の内周部に接合されている。
図22は、本発明の第17実施形態に係るスピーカ装置1Sの断面図である。第1〜第16実施形態と同じ構成について説明を省略する。図22ではスピーカ装置1Sの軸対称の左半分が省略されている。
磁気回路2Sは、磁石22S、第1のプレート231S、第2のプレート232S、および磁性体233Sを有する。
第1のプレート231Sは、本発明に係る第1の磁極部の一実施形態に相当する。第2のプレート232Sは、本発明に係る第2の磁極部の一実施形態に相当する。磁性体233Sは、本発明に係る第3の磁極部,第4の磁極部の一実施形態に相当する。
つまり、第1のプレート231Sと第2のプレート232Sとの間に、磁石22Sが配置されている。
第1のプレート231Sと第2のプレート232Sは、外径が略同じであり、磁石22Sの外径より大きい。
磁性体233Sは、図22に示されるように、下端部が第2のプレート232Sの下端部付近の高さと、略同じ高さに位置するとともに、上端部が第1のプレート231Sの上端部付近の高さと略同じ高さに位置する形状に形成されている。
また、磁性体233Sは、上端部内側に傾斜面部2331Sが形成されている。
また、第1の磁極部MP1(第1のプレート231S)と、第3の磁極部MP3(磁性体233S)との間に、直流磁場(静磁場)MD2が形成されている。第2の磁極部MP2(第2のプレート232S)と、第4の磁極部MP4(磁性体233S)との間に、直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。
ボイスコイル31は、第2の磁極部(第2のプレート232S)と第3の磁極部(磁性体233S)との間に形成された第1の磁気ギャップMG1にボイスコイル31が配置されている。
第1の振動部331Sは、図22に示されるようにドーム状に形成され、その外周端部が第2の振動部34Sの内周部に接合されている。第2の振動部34Sの外周部はフレーム4Sに接合されている。
また、本実施形態に係る第2の振動部34Sは、環状に形成され、第1の振動部331Sを取り囲むような形状に形成されている。また、第2の振動部34Sは、径方向断面形状が、音響放射方向SDに向かって凸形状に形成されており、磁性体233Sの上部を越えるように配置されている。
ボイスコイル支持部332Sは、筒状に形成され、上端部が第1の振動部331Sと第2の振動部34Sとの間に接合され、筒状部の中央部付近が、第1の磁極部(第1のプレート231S)と磁性体233Sとの間を通って配置され、下端部が第2のプレート232S付近の高さに位置する形状に形成されている。また、ボイスコイル支持部332Sは、下端部付近にボイスコイル31が設けられている。つまり、ボイスコイル31は、第2の磁極部(第2のプレート232S)と略同一の高さに配置されている。
詳細には、フレーム4は、図22に示されるように、底面部41S、筒状部42S、上端部43S、平坦部49S、および中央突起部44Sを有する。
上記フレーム4は、例えば底面部41S、筒状部42S、上端部43S、平坦部49S、および中央突起部44Sが、樹脂などの形成材料に一体形成されているが、別部材で形成しても構わない。
上記スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、信号電流がボイスコイル31に入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Sとの間のボイスコイル支持部332Sを介して振動板33Sに伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
振動板33Sの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図3(B)に示されるように導電部335に誘導電流(A1)が生じ、振動板33Sの導電部335には、磁気ギャップMG1間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
また、本発明に係るスピーカ装置は、比較的高い音圧で高音質である。
また、ボイスコイル31の内側に振動板が設けられていてもよい。また、ボイスコイルの内側に導電部が設けられていてもよい。
Claims (24)
- 振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、
磁石を含む第1の磁極部と該第1の磁極部とは異なる磁極を有する第2の磁極部とを離間して配置した磁気回路とを備え、
前記ボイスコイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置され、
前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする
スピーカ装置。 - 前記ボイスコイルは、前記振動板の振動方向に沿って延在した形状に形成され、
前記導電部は、その断面形状が、前記第1の磁極部と第2の磁極部との間を通過する磁力線に略沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置 - 前記振動板は、前記ボイスコイルの径方向外側に前記導電部が近設するとともに、該導電部が周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動板は、前記導電部が該振動板の径方向に沿って規定の幅で面分布した形状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動体を支持するフレームを備え、
前記振動体は、前記振動板の外周部と前記フレームとの間に形成された振動板支持部を有し、
前記振動板は、前記振動板支持部を介して前記フレームに振動自在に支持されていることを特徴とする請求項4に記載されるスピーカ装置。 - 前記磁気回路は、前記振動体の上方に配置されるとともに、前記第1の磁極部との間、前記第2の磁極部との間に磁気ギャップを形成する磁性体を備えることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
- 前記磁気回路は、前記振動体の上方に配置されるとともに、磁性体で形成される第3の磁極部を有し、
前記第3の磁極部は、前記ボイスコイルボビンより径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。 - 前記振動体は、第1のボイスコイルと、前記第1のボイスコイルより大きい外径の第2のボイスコイルとを有し、
前記第2のボイスコイルは、前記振動板の上方に配置される磁性体と、前記磁気回路の第1または第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする請求項7に記載のスピーカ装置。 - 前記フレームは、前記第1の磁極部、および前記第2の磁極部より外径が大きい環状に形成され、
前記振動体は、前記第2の磁極部を越えて、前記フレームまで延在することを特徴とする請求項3に記載のスピーカ装置。 - 前記ボイスコイルの内側と、その内側に配置される磁極部との間に磁性流体が配置されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動体を支持する振動板支持部、フレーム、ダンパと、を備え、
前記振動板は、その外周部が振動板支持部を介してフレームに支持され、内周部が前記ボイスコイルの内側に配置される磁極部に、ダンパを介して支持されていることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。 - 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、厚み方向に着磁された磁石を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、厚み方向に直交する方向に着磁された磁石を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記第1の磁極部および第2の磁極部を形成する磁性体は、磁石を含むことを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記第3の磁極部を形成する磁性体は、磁石を含むことを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動板は、環状に形成された振動部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動板は、環状に形成される第1の振動部と、前記第1の振動部の内側に形成される第2の振動部とを有することを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動板は、前記環状に形成された振動部の内側に、前記ボイスコイルを支持するボイスコイル支持部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、底面部と、前記底面部を囲む外周側部を有することを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、底面部と、前記底面部から突出する突出部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動体は、前記振動板の端部に接合されるとともに該振動板を振動自在に支持する振動板支持部を備え、
前記振動板支持部は、絶縁性材料を含むことを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。 - 振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、
磁石の両端部に形成された第1および第2の磁極部と該第1および第2の磁極部とは異なる第3の磁極部と第4の磁極部を離間して配置した磁気回路とを備え、
前記ボイスコイルは、前記第2の磁極部と第4の磁極部との間に配置され、
前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して、前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第3の磁極部との間に配置されていることを特徴とする
スピーカ装置。 - 前記振動板は、第1の振動板と該第1の振動部の外周側に形成された環状の第2の振動部とを備え、
第1の磁極部と前記第3の磁極部との間に形成された磁気ギャップと、第2の磁極部と第3の磁極部との間に形成された磁気ギャップとが連通し、
前記振動板は、その一部が前記磁気ギャップに配置されるとともに、一端部が第2の磁極部と第4の磁極部の間に配置された前記ボイスコイルに接合され、他端部が前記第1の振動部と第2の振動部との間にて接合されるボイスコイル支持部を有することを特徴とする請求項22に記載されるスピーカ装置。 - 前記ボイスコイルは、前記第2の磁極部と略同一の高さに配置されていることを特徴とする請求項23に記載されるスピーカ装置。
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