JPWO2017125976A1 - 音響変換装置及び音声出力機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】サイズを大型化せずに音圧を向上させることが可能なバランスドアーマチュア型の音響変換装置及び音声出力機器を提供すること。【解決手段】本技術に係る投射型表示装置は、駆動ユニットと振動板ユニットをと具備する。上記振動板ユニットは、開口を有する保持枠と上記開口を覆う状態で上記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと上記フィルムに接着された状態で上記保持枠の内側に保持された振動板と上記振動部の振動を上記振動板に伝達する伝達梁とを有する。上記フィルムは、上記フィルム接着面及び上記振動板が接着された第1のフィルム表面と上記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、上記第1のフィルム表面は、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、フィルム接着面が位置する第1の平面に垂直な方向において上記保持枠と対向し、上記保持枠に接着されていない未接着領域を有する。【選択図】図27

Description

本技術は、アーマチュアにおける振動部の振動を伝達梁によって振動板に伝達する音響変換装置及びこれを備えた音声出力機器の技術分野に関する。
ヘッドホーン、イヤホーン、補聴器等の各種の音声出力機器に組み込まれ、アーマチュアと称される振動子を有し、小型のスピーカーとして機能するバランスドアーマチュア型の音響変換装置がある。
このような音響変換装置は、アーマチュアを有する駆動ユニットと振動板を有する振動板ユニットを備える。振動板ユニットでは、保持枠と振動板が樹脂フィルムによって接続されており、保持枠に対して振動板が振動可能に構成されている。振動板には駆動ユニットのアーマチュアに向かって延伸された梁部(伝達梁)が形成され、梁部の先端はアーマチュアに接合されている。
アーマチュアを介して対向するコイルに電流が供給されると、アーマチュアが振動し、その振動が梁部を介して振動板に伝達され、振動板が振動する。コイルに供給される電流を制御することにより、振動板を所望の振動数で振動させ、任意の音声を発生させることができる(例えば、特許文献1−4)。
特開2012−4850号公報 特開2012−4851号公報 特開2012−4852号公報 特開2012−4853号公報
上記のようなバランスドアーマチュア型の音響変換装置においては、音圧を向上が求められている。音圧を向上させるためには、振動板の面積を大きくし、又は振動板の振幅を大きくすることが必要である。一方で、バランスドアーマチュア型の音響変換装置はイヤホーン等の小型の機器に搭載される場合が多く、音圧を向上させるために装置を大型化することは望ましくない。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、サイズを大型化せずに音圧を向上させることが可能なバランスドアーマチュア型の音響変換装置及び音声出力機器を提供することにある。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る音響変換装置は、駆動ユニットと振動板ユニットをと具備する。
上記駆動ユニットは、マグネットと駆動電流が供給されるコイルと上記コイルに上記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する。
上記振動板ユニットは、開口を有する保持枠と上記開口を覆う状態で上記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと上記フィルムに接着された状態で上記保持枠の内側に保持された振動板と上記振動部の振動を上記振動板に伝達する伝達梁とを有する。
上記フィルム接着面は第1の平面上に位置する。
上記フィルムは、上記フィルム接着面及び上記振動板が接着された第1のフィルム表面と上記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、上記第1のフィルム表面は、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、上記第1の平面に垂直な方向において上記保持枠と対向し、上記保持枠に接着されていない未接着領域を有する。
フィルムに、保持枠と対向しつつ、保持枠に接着されていない未接着領域を設けることにより、保持枠と振動板の隙間を広げることなく、フィルムの可動面積(フィルム接着面と振動板の間のフィルムの面積)を大きくすることができ、未接着領域が設けられていない場合に比べ、フィルムの可動面積を維持したまま振動板の面積を大きくすることができる。これにより、音響変換装置が生じる音の音圧を向上させることができる。
上記保持枠は、上記第1の平面に位置する上記開口の周縁において上記第1の平面に対して窪み、上記第1のフィルム表面を上記保持枠から離間させ、上記未接着領域を形成する第1の面取り部を有してもよい。
保持枠における開口の周縁に面取り部を形成することにより、上記未接着領域を形成し、かつ振動板と共に振動するフィルムの保持枠への接触を防止することが可能となる。
上記フィルムは、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、断面がS字形状となるように湾曲していてもよい。
この構成によれば、フィルム接着面と振動板の間でフィルムが平坦である場合にくらべ、フィルムの可動範囲を向上させることができる。これにより、振動板の振幅を大きくし、響変換装置が生じる音の音圧を向上させることができる。
上記音響変換装置は、上記フィルムを介して上記保持枠に接合されて上記振動板を囲み、上記第2のフィルム表面に当接するフィルム当接面を有するカバー体さらに具備し、
上記フィルム当接面は上記第1の平面に平行な第2の平面上に位置し、
上記カバー体は、上記カバー体の周縁において上記第2の平面に対して窪み、上記第2のフィルム表面のうち、上記未接着領域の裏側の領域を上記カバー体から離間させる第2の面取り部を有していてもよい。
この構成によれば、第2の面取り部によって振動板と共に振動するフィルムのカバー体への接触を防止することが可能となる。
上記振動板は、周縁の一部が上記保持枠に接合され、
上記第1の面取部は、上記開口の周縁のうち、上記振動板と離間する部分に設けられていてもよい。
上記振動板は、全周が上記保持枠と離間し、
上記第1の面取り部は、上記開口の周縁全体に設けられていてもよい。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る音声出力機器は、駆動ユニットと、振動板ユニットとを備える音響変換装置を具備する。
上記駆動ユニットは、マグネットと駆動電流が供給されるコイルと上記コイルに上記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する。
上記振動板ユニットは、開口を有する保持枠と上記開口を覆う状態で上記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと上記フィルムに接着された状態で上記保持枠の内側に保持された振動板と上記振動部の振動を上記振動板に伝達する伝達梁とを有する。
上記フィルム接着面は第1の平面上に位置する。
上記フィルムは、上記フィルム接着面及び上記振動板が接着された第1のフィルム表面と上記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、上記第1のフィルム表面は、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、上記第1の平面に垂直な方向において上記保持枠と対向し、上記保持枠に接着されていない未接着領域を有する。
以上のように、本技術によれば、サイズを大型化せずに音圧を向上させることが可能なバランスドアーマチュア型の音響変換装置及び音声出力機器を提供することが可能である。
本技術の実施形態に係る音響変換装置の分解斜視図である。 同音響変換装置が備える収納ユニットの斜視図である。 同音響変換装置の断面図である。 同音響変換装置の平面図である。 同音響変換装置が備える駆動ユニットの分解斜視図である。 同音響変換装置が備える駆動ユニットの斜視図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの平面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの保持枠の断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの保持枠の拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの他の形状の保持枠の拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの他の形状を有する保持枠の拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットのフィルムの拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの平面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの平面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの平面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニット及び駆動ユニットの斜視図である。 同音響変換装置の分解斜視図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニット及びケース体の拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニット、ケース体及びカバー体の拡大断面図である。 同音響変換装置が備えるカバー体の拡大断面図である。 同音響変換装置が備えるカバー体の断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニット及びカバー体の模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニット、ケース体及びカバー体の拡大断面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの、振動板の振動の態様を示す模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの、振動板の振動の態様を示す模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの、フィルム形状の形成方法を示す模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットの、フィルム形状の形成方法を示す模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットのフィルム形状の形成方法を示す模式図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットのフィルム形状の形成に利用される成形金型の平面図である。 同音響変換装置が備える振動板ユニットのフィルム形状の形成に利用される成形金型及び振動板ユニットの平面図である。 本実施形態の変形例に係る音響変換装置が備える振動板ユニットの平面図である。 本技術の実施形態に係る音声出力機器の模式図である。 同音声出力機器が備える第2の音響変換装置の振動板ユニットの平面図である。 同音声出力機器が備える第2の音響変換装置の振動板ユニットの斜視図である。
以下に、本技術音響変換装置及び音声出力機器の実施の形態を添付図面に従って説明する。
以下の説明にあっては、音声が出力される方向を前方として前後上下左右の方向を示すものとする。尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本技術の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
<全体構成>
音響変換装置1は駆動ユニット2と振動板ユニット3と収納ユニット4から成る(図1乃至図3参照)。音響変換装置1は、例えば、ヘッドホーンやイヤホーンや補聴器等の各種の音声出力機器に組み込まれて用いられる。
駆動ユニット2は、ヨーク5と一対のマグネット6、6とコイル7と接続端子8、8とアーマチュア9を有している(図1及び図3参照)。
ヨーク5は磁性材料によって形成され、上下方向を向く平板状の第1の部材10と上方に開口されたコ字状の第2の部材11とが結合されて成る。第2の部材11は上下方向を向く底面部11aと底面部11aの左右両端部からそれぞれ上方に突出された側面部11b、11bとから成る。
第1の部材10は左右両側面がそれぞれ、例えば、溶着や接着等によって第2の部材11の側面部11b、11bにおける内面に取り付けられている。ヨーク5は第1の部材10と第2の部材11が結合されて前後に貫通された角筒状に形成されている。
マグネット6、6は上下方向において離隔し対向する状態で配置され、対向する側の極が異なる極にされている。上方に位置するマグネット6は第1の部材10の下面に取り付けられ、下方に位置するマグネット6は第2の部材11における底面部11aの上面に取り付けられている(図4参照)。
コイル7はコイルボビン12に巻き付けられている(図1及び図3参照)。コイルボビン12は上下が開口され前後に貫通されたコイル巻付部13とコイル巻付部13の後面における上端部から後方に突出された端子保持部14とを有している。コイル巻付部13の前端部には左右に突出された受け突部13a、13aが設けられている。
コイル7はコイル巻付部13に軸方向が前後方向にされた状態で巻き付けられている。
接続端子8、8はコイルボビン12の端子保持部14に左右に並んだ状態で保持されている。接続端子8は端子保持部14に埋設されて保持された埋設部8aと埋設部8aから側方に突出されたコイル接続部8bと埋設部8aから後方に突出された端子部8cとから成り、コイル接続部8bが端子保持部14の側面から側方に突出され、端子部8cが端子保持部14の後面から後方に突出されている。
コイル7は両端部がそれぞれ接続端子8、8のコイル接続部8b、8bに接続されている。端子部8c、8cは図示しない入力信号源に接続される。従って、コイル7には入力信号源から接続端子8、8を介して入力信号が供給される。
アーマチュア9は磁性金属材料によって各部が一体に形成されて成る。アーマチュア9は上下方向を向く横長の形状に形成されたベース部15とベース部15の左右方向における中央部から前方に突出された振動部16とベース部15の左右両端部からそれぞれ前方に突出された被固定部17、17とが一体に形成されて成る。振動部16は上下方向を向く板状に形成され、被固定部17、17は左右方向を向く板状に形成されている。被固定部17、17の上面はそれぞれ固定面17a、17aとして形成されている。
コイルボビン12はコイル7が被固定部17、17の内面に接着されることによりアーマチュア9に取り付けられている(図3及び図5参照)。
コイルボビン12がアーマチュア9に取り付けられた状態においては、コイルボビン12のコイル巻付部13に振動部16が貫通され一部がコイル7から前方に突出された状態とされている(図3参照)。このとき被固定部17、17の中間部がそれぞれコイルボビン12の受け突部13a、13aに載置され、アーマチュア9のコイルボビン12に対する位置決めが行われる(図5参照)。
音響変換装置1にあっては、コイル7が取り付けられる被固定部17、17とコイルボビン12に貫通される振動部16とが、何れもアーマチュア9に設けられている。従って、コイルボビン12及びコイル7に対する振動部16の位置を高い精度で確保することができ、コイルボビン12及びコイル7に対する振動部16の位置精度の向上を図ることができる。
アーマチュア9はコイルボビン12がアーマチュア9に取り付けられた状態において、被固定部17、17がそれぞれヨーク5の側面部11b、11bの外面に接着や溶着等によって固定される(図4及び図6参照)。
アーマチュア9がヨーク5に固定された状態においては、アーマチュア9の固定面17a、17aがそれぞれヨーク5の側面部11b、11bの上面より稍上方に位置される(図4参照)。
振動板ユニット3は保持枠18とフィルム19と振動板20と伝達梁21から成る(図1及び図3参照)。フィルム19としては、例えば、樹脂製のフィルムや紙製のフィルム
が用いられている。図7は、振動板ユニット3の平面図である。なお、図7においてはフィルム19を透過して示す。図8は振動板ユニット3の断面図であり、図7のA−A線での断面図である。
保持枠18は、例えば、金属材料によって前後方向の長さが左右方向の長さより長くされた略矩形の枠状に形成され、左右方向における幅がアーマチュア9の左右方向における幅と略同じにされている。保持枠18の下面はアーマチュア9に接合される面であり、以下、接合面18aとする。また、保持枠18の上面はフィルム19が接着される面であり、以下、フィルム接着面18bとする。
図9は保持枠18の、A−A線(図7)での断面図であり、図10は図9の拡大図である。これらの図に示すように、保持枠18は、面取り部18eを備える。図9に示すように、面取り部18eは開口18cの内周面とフィルム接着面18bの角を面取りした部分である。
フィルム接着面18bが位置する仮想的な平面を第1の平面P1とすると、面取り部18eは第1の平面P1に位置する開口18cの周縁において第1の平面P1に対して窪み、保持枠18を第1の平面P1から離間させている。
面取り部18eは、図7に示すように、開口18cの全周にわたって形成されているものとすることができる。なお、後述するように、振動板20と保持枠18の接合態様によっては面取り部18eの全周に形成されていなくてもよい。
面取り部18eの具体的形状としては、図10に示すように、フィルム接着面18bから開口18cの内周面にかけて次第に第1の平面P1から離間するように、第1の平面P1に対して傾斜した傾斜面とすることができる。第1の平面P1に対する傾斜角度(図中A)は45°程度が好適である。
保持枠18は、プレス加工によって形成することができる。
また、面取り部18eは上記のような形状に限られず、第1の平面P1に位置する開口18cの周縁に形成され、第1の平面P1に対して窪んだ構造であればよい。図11及び図12は、面取り部18eの別の構成の例である。面取り部18eは、図11に示すように凹状の曲面であってもよく、図12に示すように段差状であってもよい。
フィルム接着面18bの近傍における面取り部18eの第1の平面P1に対する角度(図中A)は45°程度より大きい角度が好適である。この角度が小さいと、後述する面取り部18eの効果が小さくなる。
フィルム19は大きさが保持枠18の外形と同じにされ、保持枠18の開口18cを閉塞するように保持枠18のフィルム接着面18b上に接着により貼り付けられている(図3参照)。
図13は、フィルム19の断面図であり、図8の拡大図である。同図に示すように、フィルム19の表面うち、フィルム接着面18bに接着される側の面を第1のフィルム表面19bとし、第1のフィルム表面19bと反対側の面を第2のフィルム表面19aとする。図13に示すようにフィルム19は、フィルム接着面18bと振動板20の間で、断面がS字形状となるように湾曲しており、第1の湾曲部19c及び第2の湾曲部19dを有する。
第1の湾曲部19cは、第1の平面P1に対して第1のフィルム表面19b側に突出し、保持枠18及び第2の湾曲部19dに隣接する。第2の湾曲部19dは、第1の平面P1に対して第2のフィルム表面19a側に突出し、第1の湾曲部19c及び振動板20に隣接する。
図14は、第1の湾曲部19c及び第2の湾曲部19dの位置を示す振動板ユニット3の平面図である。同図に示すように、振動板20を囲むように第2の湾曲部19dが設けられ、第2の湾曲部19dを囲むように第1の湾曲部19cが設けられている。
ここで、第1の湾曲部19cは、保持枠18に設けられた面取り部18eによって保持枠18への接触が防止されている。図15は、第1の湾曲部19c及び面取り部18eを示す模式図である。同図に示すように、第1のフィルム表面19bは、未接着領域19eを有する。
未接着領域19eは、第1のフィルム表面19bのうち、フィルム接着面18bと振動板20の間で、第1の平面P1に垂直な方向(図中矢印D1)において保持枠18と対向する領域である。フィルム接着面18bには接着剤Bが配置されているが、面取り部18eによってフィルム19が保持枠18から離間しているため、未接着領域19eが形成されている。
なお、フィルム19は必ずしも断面がS字形状でなくてもよく、未接着領域19eを有するものであればよい。例えば、フィルム接着面18bと振動板20の間で平坦であってもよい。この場合でも面取り部18eによって未接着領域19eが形成される。
保持枠18は四つの隅角部22、22、23、23が角張らず丸みを帯びた形状に形成されている(図16参照)。前側の隅角部22、22の外周22a、22aと後側の隅角部23、23の外周23a、23aが同じ曲率の円弧状に形成されている。また、前側の隅角部22、22の内周22b、22bが外周22a、22aより曲率の大きい円弧状に形成され、後側の隅角部23、23の内周23b、23bが外周23a、23aより曲率の大きい円弧状に形成されている。
振動板20は外形が保持枠18の内形より一回り小さくされた略矩形状に形成されている。振動板20にはアーマチュア9の振動部16に生じる振動が伝達梁21を介して伝達される。
振動板20は厚みの薄い金属材料、例えば、アルミニウム又はステンレスによって形成されている。振動板20は、厚みT(図3参照)が、例えば、約50μmとされ、左右方向における幅L(図16参照)が、例えば、約2.3mmにされている。
振動板20をアルミニウムによって形成することにより軽量化を図ることができる。一方、振動板20をステンレスによって形成することにより強度を高くして振動部16からの振動板20への振動の伝達効率の向上を図ることができる。
振動板20には前後に延び左右に離隔して位置された補強リブ20a、20a、20aが設けられ、補強リブ20a、20a、20aは上方又は下方へ打ち出された形状に形成されている(図17参照)。
振動板20は、例えば、下方からフィルム19に貼り付けられた状態にされている(図
3参照)。
振動板20は四つの隅角部24、24、25、25が角張らず丸みを帯びた形状に形成されている(図16参照)。前側の隅角部24、24の外周24a、24aはそれぞれ保持枠18における前側の隅角部22、22の内周22b、22bより曲率の大きい円弧状に形成され、外周24a、24aの円弧の中心と内周22b、22bの円弧の中心とがそれぞれ一致されている。また、後側の隅角部25、25の外周25a、25aはそれぞれ保持枠18における後側の隅角部23、23の内周23b、23bより曲率の大きい円弧状に形成され、外周25a、25aの円弧の中心と内周23b、23bの円弧の中心とがそれぞれ一致されている。
このように振動板ユニット3にあっては、振動板20の外形が保持枠18の内形より一回り小さくされ、外周24a、24aの円弧の中心と内周22b、22bの円弧の中心とがそれぞれ一致され、外周25a、25aの円弧の中心と内周23b、23bの円弧の中心とがそれぞれ一致されている。
従って、保持枠18の内形と振動板20の外形との間の距離Mが、全周の一部を除く部分において一定の大きさにされている。尚、後述するように、伝達梁21が振動板20から折り曲げられて形成され、折り曲げられた部分が振動板20における外周の他の部分より内側に位置されているため、折り曲げられた部分と振動板20の内周との距離M1は折り曲げられていない部分と振動板20の内周との距離M2より大きくされている。但し、伝達梁21の振動板20からの折曲位置を変更することにより、距離M1を距離M2と同じ大きさにして距離Mを全周において同じ大きさにしてもよい。
伝達梁21は振動板20と一体に形成されており、例えば、振動板20から下方へ折り曲げられることにより形成されている(図17参照)。伝達梁21は振動板20の前縁の左右方向における中央部から下方へ折り曲げられることにより形成されている。伝達梁21が振動板20から折り曲げられた折曲部分21aは、振動板20における外周の他の部分より内側に位置されている。折曲部分21aの左右方向における幅Hは、例えば、約1.1mmにされている。
尚、伝達梁21は振動板20と別体で形成され、振動板20に接着又は溶着によって取り付けられていてもよい。但し、伝達梁21が振動板20と別体で形成される場合に、強度の向上を図るためには、伝達梁21が振動板20に溶着によって取り付けられることが望ましい。
また、伝達梁21は、例えば、直径が1mm程度の丸軸状の金属柱によって形成されていてもよい。
伝達梁21は前後方向を向く板状に形成され、振動板20に連続された基部26と基部26の下端に連続された連結部27とから成る。基部26は左右方向における幅が一定にされ、側縁26a、26aが上下に延びる直線状に形成されている。連結部27は左右方向における幅が一定にされ、左右方向における幅が基部26の左右方向における幅より小さくされている。連結部27は側縁27a、27aが上下に延びる直線状に形成され、側縁27a、27aはそれぞれ基部26の側縁26a、26aより内側に位置されている。
伝達梁21には下端から基部26の上下方向における略中央部までの位置に亘ってリブ21bが形成されている。リブ21bは前方又は後方へ打ち出された形状に形成されている。
上記したように、音響変換装置1にあっては、伝達梁21が振動板20に連続する基部26と基部26に連続し振動部16に連結される連結部27とを有し、基部26の幅が連結部27の幅より大きくされている。
従って、伝達梁21の振動板20との連続部分(折曲部分21a)の幅が大きくなって
伝達梁21の強度が高くなり、振動部16からの振動板20への振動の伝達効率の向上を
図ることができる。
また、基部26の幅と連結部27の幅とがそれぞれ一定にされているため、基部26と連結部27がそれぞれ両者の連続方向(上下方向)における位置に拘わらず同じ強度であり、振動部16からの振動板20への振動の伝達効率の一層の向上を図ることができる。
さらに、振動板20に補強リブを一つ以上、例えば20a、20a、20aを形成することによって、振動板20の強度を高くし、振動時に振動板20の撓みが抑制することで、振動板20が厚み方向へ変位するように並進し易くなり、振動板20の良好な振動状態を確保することも可能である。
さらにまた、伝達梁21にリブ21bが形成されているため、伝達梁21の強度が高くなり振動時に伝達梁21の撓みが抑制され、振動部16からの振動板20への振動の伝達効率のより一層の向上を図ることができる。
振動板ユニット3は駆動ユニット2に上方から、例えば、接着又はレーザー溶着によって固定される(図3及び図18参照)。振動板ユニット3は保持枠18の接合面18aがアーマチュア9の被固定部17、17に形成された固定面17a、17aに接合されることにより固定される。
駆動ユニット2の振動板ユニット3への固定時には、伝達梁21の下端部がアーマチュア9における振動部16の前端部に接着剤28によって固定される(図3及び図4参照)。
上記したように、伝達梁21は振動板20から折り曲げられて形成されているため、伝達梁21と振動板20が一体に形成され、伝達梁21の下端部を振動部16に固定するだけで伝達梁21を介して振動板20とアーマチュア9が連結され、振動板20と伝達梁21とアーマチュア9の連結作業における作業効率の向上を図ることができる。
また、伝達梁21が振動板20から折り曲げられて形成されているため、伝達梁21と振動板20が一体に形成され、伝達梁21の下端部をアーマチュア9の振動部16に固定した状態において伝達梁21の上端部を振動板20に取り付ける必要がない。従って、伝達梁21の上端部を振動板20に手探りで取り付ける必要がなく、伝達梁21の振動板20に対する連結位置のずれ、伝達梁21の変形、伝達梁21の振動板20に対する屈曲等が生じることがなく、歩留まりの向上を図ることができる。
さらに、伝達梁21と振動板20が一体に形成されているため、音響変換装置1における部品点数の削減を図ることができると共に振動部16からの振動板20への振動の伝達効率の向上を図ることができる。
収納ユニット4は上方に開口された箱状のケース体29と下方に開口された浅い箱状のカバー体30とから成る(図1乃至図3参照)。
ケース体29には後面部31の上端部に上方に開口された挿通用切欠31aが形成されている。ケース体29の前面部32と後面部31における上端部の内面側には、それぞれ上方を向く載置用段差面29a、29a、29aが形成されている。
カバー体30には音声出力孔30aが形成されている。尚、音声出力孔はケース体29に形成されていてもよい。
上記したように、駆動ユニット2と振動板ユニット3は、アーマチュア9の固定面17a、17aに保持枠18の接合面18aが接合され、伝達梁21の下端部がアーマチュア9における振動部16の前端部に接着剤28によって取り付けられることにより結合されている。
このように結合されている駆動ユニット2と振動板ユニット3はケース体29に上方から収納される(図19参照)。
ケース体29に収納された振動板ユニット3は保持枠18の前後両端部がそれぞれケース体29の載置用段差面29a、29a、29aに載置されて位置決めされる(図3参照)。このとき駆動ユニット2の下面とケース体29における底面部の上面との間には所定の間隙が形成されている。
駆動ユニット2と振動板ユニット3がケース体29に収納された状態においては、保持枠18のフィルム接着面18bがケース体29の上端面29bの直ぐ内側において稍下方に位置されている(図20参照)。このとき保持枠18の外面18dとケース体29の内面29cとの間に隙間Sが形成されている。
また、駆動ユニット2と振動板ユニット3がケース体29に収納された状態においては、接続端子8、8の各一部がケース体29の挿通用切欠31aから後方に突出されている(図3及び図19参照)。
カバー体30はフィルム19における第2のフィルム表面19aの外周部に載置される(図21参照)。
図22は、カバー体30の平面図であり、カバー体30を振動板20側からみた図である。図23は図22のB−B線におけるカバー体30の断面図である。これらの図に示すように、カバー体30は、フィルム19の第2のフィルム表面19aに当接するフィルム当接面30cを有する。フィルム当接面30cに沿った仮想的な面を第2の平面P2とすると、第2の平面P2は第1の平面P1(図9参照)に平行な面である。フィルム当接面30cの内面30e側の周縁には、面取り部30dが設けられている。
図24は面取り部30dを示す模式図である。同図に示すように、面取り部30dはフィルム当接面30cと内面30eの角を面取りした部分である。フィルム19の第2のフィルム表面19aのうち、未接着領域19eの裏側の領域を裏面領域19fとする。面取り部30dは、第2の平面P2に対して窪み、裏面領域19fを第2の平面P2に垂直な方向(図中矢印D2)においてカバー体30から離間させる。
面取り部30dは、図22に示すように、フィルム当接面30cの全周にわたって形成されているものとすることができる。なお、後述するように、振動板20と保持枠18の接合態様によってはフィルム当接面30cの全周に形成されていなくてもよい。
面取り部30dの具体的形状としては、図24に示すように、フィルム当接面30cから内面30eにかけて次第に第2の平面P2から離間するように、第2の平面P2に対して傾斜した傾斜面とすることができる。
また、面取り部30dは上記のような形状に限られず、第2の平面P2に対して窪み、裏面領域19fをカバー体30から離間させる構造であればよい。なお、面取り部30dが設けられていなくてもカバー体30が裏面領域19fに当接しない場合には、面取り部30dは設けられなくてもよい。
カバー体30が第2のフィルム表面19aに載置された状態において、カバー体30の外面側に第1のシール剤33が装填される(図25参照)。第1のシール剤33は接着作用も有している。第1のシール剤33は保持枠18の外面18dとケース体29の内面29cとの間及びカバー体30の外面30bとケース体29の内面29cとの間に侵入し、隙間Sが封止されると共にカバー体30がケース体29に固定される。
また、ケース体29における挿通用切欠31aの開口縁と接続端子8、8との間の隙間には第2のシール剤(接着剤)34が塗布されて封止及び接着が行われる(図3参照)。
上記のように、音響変換装置1にあっては、駆動ユニット2と振動板ユニット3が、ケース体29とカバー体30を有し音声出力孔30aが形成された収納ユニット4に収納されているため、駆動ユニット2と振動板ユニット3が収納ユニット4によって保護され、駆動ユニット2と振動板ユニット3の損傷や破損を防止することができる。
<音響変換装置の動作について>
音響変換装置1にあっては、コイル7に電流が供給されると、一対のマグネット6、6間に位置するアーマチュア9の振動部16が磁化され、振動部16の極性がマグネット6、6に対向する位置において繰り返し変化される。極性が繰り返し変化されることにより振動部16に微少な振動が発生し、発生した振動が伝達梁21から振動板20に伝達され、伝達された振動が振動板20において増幅されて音声に変換されカバー体30の音声出力孔30aから出力される。
このとき、出力される音声の周波数領域において音圧のバラツキを抑制して音響特性の向上を図るためには、振動板20の良好な振動状態を確保する必要がある。特に、低周波数領域における音響特性の向上を図るためには、振動板20が厚み方向へ変位して並進運動されることが望ましい。
音響変換装置1にあっては、上記したように、振動板20の外周における全周と保持枠18の内周における全周との間に距離Mが形成されるように構成されている。
従って、振動板20が保持枠18の内周より内側においてフィルム19によって保持され、振動板20に伝達梁21を介して振動部16から振動が伝達されたときに振動板20が厚み方向において並進運動される(図26参照)。
図27は、振動板20の振動時のフィルム19の動きを示す模式図である。上記のように、フィルム19には未接着領域19eが設けられている。これにより、保持枠18と振動板20の隙間(図中N)を広げることなく、フィルム19の可動面積(フィルム接着面18bと振動板20の間のフィルム19の面積)を大きくすることができる。換言すれば、未接着領域19eが設けられていない場合に比べ、フィルム19の可動面積を維持したまま振動板20の面積を大きくすることができ、音響変換装置1が生じる音の音圧を向上させることができる。
保持枠18の幅を狭くすることによって、フィルム19の可動面積を大きくすることも可能であるが、保持枠18はプレス加工部品であるため、細く加工することが困難である。これに対し、面取り部18eを設けることによって、保持枠18の幅を細くすることなく、フィルム19の可動面積を大きくすることができる。
例えば、保持枠18と振動板20の隙間が0.35mm必要である場合、面取り部18eの幅を0.1mmとすることにより、隙間の0.35mmを確保しつつ、振動板20の面積を大きくすることができる。これにより、振動板20の幅を1.5mmから1.7mmとすることができ、振動板20の面積を14%増加させ、音圧を1dB向上させることが可能である。
面取り部18eは、保持枠18とフィルム19を離間させることにより、上記未接着領域19eを形成し、かつ振動するフィルム19の保持枠18への接触を防止する。また、カバー体30に設けられた面取り部30dも、振動するフィルム19のカバー体30への接触を防止する。
さらにフィルム19は、フィルム接着面18bと振動板20の間で、断面がS字形状となるように湾曲しており、湾曲していない場合に比べ、フィルム19の可動範囲が向上する。したがって、振動板20の振幅を大きくすることができ、この点でも、音響変換装置1が生じる音の音圧を向上させることが可能である。
<フィルム形状の形成方法>
図28乃至図30は、フィルム19の形状の形成方法を示す模式図である。図28に示すように、保持枠18の開口18c内に成形金型200を配置する。図31は成形金型200の平面図である。図28及び図31に示すように、成形金型200は、載置面201、凸部202、開口203及び開口204を備える。
図28に示すように載置面201に振動板20を載置する。伝達梁21(図17参照)は開口203に挿通される。図32は、載置面201に成形金型200を載置した状態の平面図である。図28及び図32に示すように、凸部202は振動板20と保持枠18の間で、フィルム接着面18b及び振動板20から突出する。フィルム接着面18bと振動板20の上面には予め接着剤Bが配置されている。さらに、保持枠18及び振動板20上に未成形のフィルム19を配置する。
続いて、図29に示すように、圧縮空気によってフィルム19を振動板20及び保持枠18に対して押圧(図中矢印)する。これにより、フィルム19は凸部202に当接して変形し、断面がS字形状となるように形成される。同時に、フィルム19はフィルム接着面18b及び振動板20に配置された接着剤Bによってフィルム接着面18b及び振動板20に接着され、面取り部18eによって未接着領域19e(図15参照)が形成される。
続いて、図30に示すように成形金型200を取り外す。成形金型200は開口204から振動板20を押し上げることによって取り外すことができる。以上のようにしてフィルム19の形状が形成される。なお、フィルム19の押圧は圧縮空気によるものでなくてもよく、例えば、フィルム19の成形金型200側を減圧してもよい。
<変形例>
図33は、本実施形態の変形例に係る振動板ユニット3の平面図である。なお、図33においてはフィルム19を透過して示す。同図に示すように振動板20の周縁のうち伝達梁21と反対側の辺は保持枠18に接合されていてもよい。なお、他の構成については上述のものと同一であり、当該辺を除いて未接着領域19eや面取り部18eが設けられている。
振動板20と保持枠18は、接着剤によって接合されているものとすることができる。保持枠18の内周うち振動板20が接合されている辺と振動板20の間ではフィルム19が振動しないため、当該辺には面取り部18eが設けられなくてもよい。この構成であっても、振動板20の面積を大きくすることができ、音響変換装置1が生じる音の音圧を向上させることが可能である。
<音声出力機器>
音響変換装置1にあっては、振動板20と保持枠18の間で全周において距離Mを形成して振動板20を並進運動させているため、振動部16の振幅を増加させたり振動板20の面積を大きくすることなく振動板20を並進運動させることが可能にされている。従って、製造コストの増大及び大型化を来すことなく音響特性の向上、特に、低周波数領域における音響特性の向上を図ることができる。一方で、音響変換装置1においては、高周波数領域において十分な感度が確保されないおそれがある。
この場合には、例えば、音響変換装置1に加え、高周波数領域における高い音響特性を確保することが可能な高音用の音響変換装置1Aをヘッドホーンやイヤホーンや補聴器等の音声出力機器100に組み込んで使用してもよい(図34参照)。音響変換装置1は第1の音響変換装置として用いられ、音響変換装置1Aは第2の音響変換装置として用いられる。尚、音響変換装置1Aはフルレンジに対応する装置として用いられていてもよい。
音響変換装置1Aは、例えば、駆動ユニット2と振動板ユニット3Aと収納ユニット4からなる。振動板ユニット3Aは上記変形例に示したように、振動板20の一辺が保持枠18に接合されたものとすることができる。(図35及び図36参照)。尚、音響変換装置1Aは振動板ユニット3Aの一部の構成のみが振動板ユニット3Aと異なるため、以下の音響変換装置1Aの説明は、異なる構成のみについて詳細に説明を行う。
振動板ユニット3Aは保持枠18とフィルム19と振動板20Aと伝達梁21Aから成る。
振動板20Aは、振動板20に比し、左右方向における幅は同じであるが前後方向における長さが長くされ、厚みTAが薄くされている。振動板20は、厚みTAが、例えば、約30μmにされ、振動板20の厚みTより薄くされている。
振動板20Aは後端部が固定用接着剤35によって保持枠18の内周部に固定されている。
伝達梁21Aは振動板20Aと一体に形成されており、例えば、振動板20Aから下方へ折り曲げられることにより形成されている。伝達梁21Aの振動板20Aから折り曲げられた折曲部分21aの左右方向における幅HAは、例えば、約0.7mmにされ、伝達梁21における折曲部分21aの幅Hより小さくされている。
尚、伝達梁21Aは、例えば、丸軸状の金属柱によって形成されていてもよい。
音響変換装置1Aにおいて、コイル7に電流が供給されて振動部16が振動すると、振動部16の振動が伝達梁21Aから振動板20Aに伝達されて振動板20Aが振動し、振動板20Aの振動に応じた音声が出力される。このとき振動板20Aは一端部が保持枠18の内周部に固定されているため、接着された部分を支点として片持ち状態で振動する。このように振動板20Aが接着された部分を支点として振動することにより、特に、高周波数領域における音圧のバラツキが抑制され、安定した音圧を得ることが可能にされている。
従って、外周における全周が保持枠18の内周における全周から離隔された振動板20を有する音響変換装置1と一端部が保持枠18の内周部に固定された振動板20Aを有する音響変換装置1Aとを用いることにより、低周波数領域と高周波数領域の音声の出力領域の全領域において、製造コストの増大及び大型化を来すことなく音響特性の向上を図ることができる。
また、音響変換装置1における伝達梁21の折曲部分21aの幅Hは音響変換装置1Aにおける伝達梁21Aの折曲部分21Aの幅HAより大きくされているため、伝達梁21の強度が伝達梁21Aの強度より高くなる。
従って、伝達梁21と伝達梁21Aがそれぞれ低周波数領域と高周波数領域に好適な強度に形成され、低周波数領域と高周波数領域の音声の出力領域の全領域における音響特性の一層の向上を図ることができる。
さらに、音響変換装置1における振動板20の厚みTが音響変換装置1Aにおける振動板20Aの厚みより厚くされているため、振動板20の強度が振動板20Aの強度より高
くなる。
従って、振動板20と振動板20Aがそれぞれ低周波数領域と高周波数領域に好適な強度に形成され、低周波数領域と高周波数領域の音声の出力領域の全領域における音響特性のより一層の向上を図ることができる。
尚、音響変換装置1と音響変換装置1Aを用いて音声出力機器100を構成することにより、音響変換装置1Aは振動板ユニット3Aの一部の構成のみが振動板ユニット3Aと異なるため、音響変換装置1と音響変換装置1Aに関し振動板ユニット3、3A以外の部分を共通化することが可能である。
従って、音声出力機器100の設計の容易化及び製造コストの低減を図ることができる。
尚、音響変換装置1においてローパスフィルターを組み込み、音響変換装置1Aにおいてハイパスフィルターを組み込むことにより、高音と低音の音の重なりを抑制して低周波数領域と高周波数領域のそれぞれの領域における良好な音響特性を確保することも可能である。また、音声出力機器100は、音響変換装置1と音響変換装置1Aのうちいずれか一方のみを備えていても良い。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)
マグネットと駆動電流が供給されるコイルと上記コイルに上記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する駆動ユニットと、
開口を有する保持枠と上記開口を覆う状態で上記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと上記フィルムに接着された状態で上記保持枠の内側に保持された振動板と上記振動部の振動を上記振動板に伝達する伝達梁とを有する振動板ユニットとを具備し、
上記フィルム接着面は第1の平面上に位置し、
上記フィルムは、上記フィルム接着面及び上記振動板が接着された第1のフィルム表面と上記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、上記第1のフィルム表面は、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、上記第1の平面に垂直な方向において上記保持枠と対向し、上記保持枠に接着されていない未接着領域を有する
音響変換装置。
(2)
上記(1)に記載の音響変換装置であって、
上記保持枠は、上記第1の平面に位置する上記開口の周縁において上記第1の平面に対して窪み、上記第1のフィルム表面を上記保持枠から離間させ、上記未接着領域を形成する第1の面取り部を有する
音響変換装置。
(3)
上記(1)又は(2)に記載の音響変換装置であって、
上記フィルムは、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、断面がS字形状となるように湾曲している
音響変換装置。
(4)
上記(3)に記載の音響変換装置であって、
上記フィルムは、上記第1の平面に対して上記第1のフィルム表面側に突出し、上記フィルム接着面に隣接する第1の湾曲部と、上記第1の平面に対して上記第2のフィルム表面側に突出し、上記第1の湾曲部及び上記振動板に隣接する第2の湾曲部とを有し、
上記第1の面取り部は、上記第1の湾曲部と上記保持枠を離間させる
音響変換装置。
(5)
上記(1)から(4)のうちいずれか一つに記載の音響変換装置であって、
上記音響変換装置は、上記フィルムを介して上記保持枠に接合されて上記振動板を囲み、上記第2のフィルム表面に当接するフィルム当接面を有するカバー体さらに具備し、
上記フィルム当接面は上記第1の平面に平行な第2の平面上に位置し、
上記カバー体は、上記カバー体の周縁において上記第2の平面に対して窪み、上記第2のフィルム表面のうち、上記未接着領域の裏側の領域を上記カバー体から離間させる第2の面取り部を有する
音響変換装置。
(6)
上記(2)から(5)のうちいずれか一つに記載の音響変換装置であって、
上記振動板は、周縁の一部が上記保持枠に接合され、
上記第1の面取部は、上記開口の周縁のうち、上記振動板と離間する部分に設けられている
音響変換装置。
(7)
上記(2)から(5)のうちいずれか一つに記載の音響変換装置であって、
上記振動板は、全周が上記保持枠と離間し、
上記第1の面取り部は、上記開口の周縁全体に設けられている
音響変換装置。
(8)
マグネットと駆動電流が供給されるコイルと上記コイルに上記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する駆動ユニットと、
開口を有する保持枠と上記開口を覆う状態で上記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと上記フィルムに接着された状態で上記保持枠の内側に保持された振動板と上記振動部の振動を上記振動板に伝達する伝達梁とを有する振動板ユニットとを備え、
上記フィルム接着面は第1の平面上に位置し、
上記フィルムは、上記フィルム接着面及び上記振動板が接着された第1のフィルム表面と上記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、上記第1のフィルム表面は、上記フィルム接着面と上記振動板の間で、上記第1の平面に垂直な方向において上記保持枠と対向し、上記保持枠に接着されていない未接着領域を有する
音響変換装置を具備する
音声出力機器。
1…音響変換装置、2…駆動ユニット、3…振動板ユニット、4…収納ユニット、5…
ヨーク、6…マグネット、7…コイル、9…アーマチュア、16…振動部、18…保持枠
、18c…開口、19…フィルム、20…振動板、20a…補強リブ、21…伝達梁、2
1a…折曲部分、21b…リブ、22…隅角部、22b…内周、23…隅角部、23b…
内周、24…隅角部、24a…外周、25…隅角部、25a…外周、26…基部、27…
連結部、29…ケース体、30…カバー体、30a…音声出力孔、1A…音響変換装置、
3A…振動板ユニット、20A…振動板、21A…伝達梁、音声出力機器…100

Claims (8)

  1. マグネットと駆動電流が供給されるコイルと前記コイルに前記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する駆動ユニットと、
    開口を有する保持枠と前記開口を覆う状態で前記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと前記フィルムに接着された状態で前記保持枠の内側に保持された振動板と前記振動部の振動を前記振動板に伝達する伝達梁とを有する振動板ユニットとを具備し、
    前記フィルム接着面は第1の平面上に位置し、
    前記フィルムは、前記フィルム接着面及び前記振動板が接着された第1のフィルム表面と前記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、前記第1のフィルム表面は、前記フィルム接着面と前記振動板の間で、前記第1の平面に垂直な方向において前記保持枠と対向し、前記保持枠に接着されていない未接着領域を有する
    音響変換装置。
  2. 請求項1に記載の音響変換装置であって、
    前記保持枠は、前記第1の平面に位置する前記開口の周縁において前記第1の平面に対して窪み、前記第1のフィルム表面を前記保持枠から離間させ、前記未接着領域を形成する第1の面取り部を有する
    音響変換装置。
  3. 請求項2に記載の音響変換措置であって、
    前記フィルムは、前記フィルム接着面と前記振動板の間で、断面がS字形状となるように湾曲している
    音響変換装置。
  4. 請求項3に記載の音響変換装置であって、
    前記フィルムは、前記第1の平面に対して前記第1のフィルム表面側に突出し、前記フィルム接着面に隣接する第1の湾曲部と、前記第1の平面に対して前記第2のフィルム表面側に突出し、前記第1の湾曲部及び前記振動板に隣接する第2の湾曲部とを有し、
    前記第1の面取り部は、前記第1の湾曲部と前記保持枠を離間させる
    音響変換装置。
  5. 請求項1に記載の音響変換装置であって、
    前記音響変換装置は、前記フィルムを介して前記保持枠に接合されて前記振動板を囲み、前記第2のフィルム表面に当接するフィルム当接面を有するカバー体さらに具備し、
    前記フィルム当接面は前記第1の平面に平行な第2の平面上に位置し、
    前記カバー体は、前記カバー体の周縁において前記第2の平面に対して窪み、前記第2のフィルム表面のうち、前記未接着領域の裏側の領域を前記カバー体から離間させる第2の面取り部を有する
    音響変換装置。
  6. 請求項2に記載の音響変換装置であって、
    前記振動板は、周縁の一部が前記保持枠に接合され、
    前記第1の面取部は、前記開口の周縁のうち、前記振動板と離間する部分に設けられている
    音響変換装置。
  7. 請求項2に記載の音響変換装置であって、
    前記振動板は、全周が前記保持枠と離間し、
    前記第1の面取り部は、前記開口の周縁全体に設けられている
    音響変換装置。
  8. マグネットと駆動電流が供給されるコイルと前記コイルに前記駆動電流が供給されたときに振動する振動部が設けられたアーマチュアとを有する駆動ユニットと、
    開口を有する保持枠と前記開口を覆う状態で前記保持枠の一面であるフィルム接着面に接着されたフィルムと前記フィルムに接着された状態で前記保持枠の内側に保持された振動板と前記振動部の振動を前記振動板に伝達する伝達梁とを有する振動板ユニットとを備え、
    前記フィルム接着面は第1の平面上に位置し、
    前記フィルムは、前記フィルム接着面及び前記振動板が接着された第1のフィルム表面と前記第1のフィルム表面と反対側の第2のフィルム表面を有し、前記第1のフィルム表面は、前記フィルム接着面と前記振動板の間で、前記第1の平面に垂直な方向において前記保持枠と対向し、前記保持枠に接着されていない未接着領域を有する
    音響変換装置を具備する
    音声出力機器。
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