JP2005197998A - スピーカ用振動板の駆動体および該駆動体を使用したスピーカ - Google Patents

スピーカ用振動板の駆動体および該駆動体を使用したスピーカ Download PDF

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Abstract

【課題】 音の放射方向への厚みを増すことなく、ボイスコイルの動作量に対して振動板の振動量を増加させられるスピーカ用振動板の駆動体および該駆動体を使用したスピーカを提供する。
【解決手段】 弾性材によって弓型の駆動主体10を形成し、この駆動主体10と、ヨーク、マグネット、プレートからなる磁気回路16、およびこの磁気回路16の周辺に配置されるボイスコイル18、ダンパー17からなる駆動部Xと、前記駆動部Xが付設されるフレーム20と、前記フレーム20に固定される振動板21とでスピーカ11を構成するものであって、前記駆動主体10は、その一方端と前記ボビン19とが連結されているとともに、その中央部上面に前記振動板21の中心部が固定されたものである。
【選択図】 図3

Description

この発明は、各種の音響機器に使用されるスピーカ用振動板の駆動体と、この駆動体を使用したスピーカに関するもので、より具体的には、音の放射方向への厚みを増すことなく、ボイスコイルの動作量に対して振動板の振動量を増加させられるスピーカ用振動板の駆動体および該駆動体を使用したスピーカに関するものである。
従来のスピーカ1は、図5に示すように、上面中央にポールを有するヨーク2、マグネット3およびプレート4からなる磁気回路5と、前記磁気回路5の周辺に設けられるボイスコイル6、振動板7、ダンパー8からなる振動系と、前記磁気回路5に固定されるフレーム9とから構成されるもので、磁気回路5から振動板7であるコーン紙までを積み重ねるように組み立てられ、音の放射方向は、ボイスコイル6の駆動方向と同一としたものであって、振動板7はボイスコイル6によって直接駆動されるものである。
そこで、駆動部と振動板が近接する固定的な構造とする必要性を払拭するとともに、発音に至るまでの信号伝達経路を外部からの衝撃に影響され難いものとし、構造および設置の自由度を向上させることができ、かつ、より適切な発音動作の確保や種々の用途への適用等を可能とするスピーカが、特開2000−350285号公報(特許文献1)において提案されている。
この特許文献1に記載のスピーカは、振動板と、発生させる音に応じた力を発生する駆動部と、前記振動板を内部応力のある状態に支持すると共に、前記駆動部で発生された力により生じる波動を前記振動板へ伝達する支持伝達手段とを有するもので、具体的には、紙を内部応力がある状態に弾性変形させて支持部材の先端と挟着部によって2点支持し、支持支柱の一端を挟着部に連結接続するとともに、他端を駆動部ボックス内のスピーカ駆動部の所定部位に連結したものである。
そして、前記所定部位においては、ボイスコイルによる力を受ける円板を、その振動を抑制した状態で設け、ボイスコイルへ電気信号を供給して円板に対する力を発生させ、それによる波動を支持支柱、挟着部及び支持部材を介して紙へ伝達し、紙にて機械的な振動に変換して音を放出させるというものである。
特開2000−350285号公報(特許請求の範囲、図1)
前記特許文献1に記載のスピーカは、振動板を内部応力のある状態に支持し、その振動板へ駆動部で発生された力により生じる「波動」を伝達することとしたので、発生させようとする音が波動という形で伝達され、振動板にて機械的な振動に変換されるため、駆動部と振動板は近接している必要がなく、自由な形態で構成することができ、スピーカの構造及び設置の自由度を向上させることができなどの効果が得られる。
しかしながら、駆動部と振動板との間が支持支柱で連結される方式であるので、駆動部の重量を絶えず考慮してスピーカ設計をする必要があり、スピーカを小型化および/または薄型化を図るには種々解決すべき課題がある。
すなわち、特許文献1に記載のスピーカは、ボイスコイルに接合させた円板から細い支持支柱を介して狭着部に波動を伝え、前記支持支柱の先端部とこの狭着部に間に弾性変形させて固着した紙(振動板)を振動させるものであるので、いわゆる共振のような現象であるため、振動板を確実に振動させるには、振動板の大きさに応じた、それ相応の大きな駆動源を必要とし、スピーカを小型化および/または薄型化を図ることはかなり難しいものである。
また、特許文献1に記載のスピーカにおいては、紙(振動板)を弾性変形させることが必須の条件とされているもので、内部応力が小さければ、振動板としての効果を発揮することができず、振動板としての効果を挙げるために内部応力を大きくすると、紙(振動板)を支持する支持支柱の強度を上げて、紙(振動板)が内部応力のない状態に戻ることを阻止する必要性が生じ、内部応力を強くするほど紙(振動板)と支持支柱との形状は、固定状態に近づいて振動ができなくなるという問題がある。
一方、近年、スピーカの要求にあって、音の放射方向への厚みを増すことなく、ボイスコイルの動作量に対する振動板の振動量を増加させることが要求されているが、従来の構造によれば、ボイスコイルの動作量に対する振動板の振動量は同じなので、振動板の振動量を増加させるには、磁気回路および振動系を大きくしてボイスコイルの動作量を大きくさせざるを得ず、その結果、音の放射方向はボイスコイルの駆動方向と同一であることから、スピーカの放射方向への厚みが大きくなるので、要求を満たすことはきわめて困難であった。
この発明はかかる現状に鑑み、音の放射方向への厚みを増すことなく、振動板の振動量を増加させられるスピーカ用振動板の駆動体および該駆動体を使用したスピーカを提供せんとするものである。
前記の目的を達成するため、この発明の請求項1に記載のスピーカ用振動板の駆動体は、
弓型の駆動主体からなるもので、
少なくとも一方端がボイスコイルのボビンとの連結部として用いられること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項2に記載のスピーカ用振動板の駆動体は、
弓型の駆動主体と、
ヨーク、マグネットおよびプレートからなる磁気回路と、
前記磁気回路の磁気ギャップ内に保持されるボイスコイルのボビン
とからなるもので、
前記駆動主体の一方端と前記ボビンとが連結されていること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項3に記載の発明は、
請求項1又は2に記載のスピーカ用振動板の駆動体において、
前記駆動主体は、
帯状または棒状を有し、弾性材からなること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項4に記載の発明は、
請求項1〜3のいずれかに記載のスピーカ用振動板の駆動体において、
前記駆動主体は、
前記ボビンと連結しない他方端が、スピーカ用フレームの前記ボビンと相対する部位に固着されること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項5に記載の発明は、
請求項1〜3のいずれかに記載のスピーカ用振動板の駆動体において、
前記駆動主体は、
前記ボビンと連結しない他方端が、スピーカ用フレームの前記ボビンと相対する部位に固着された、他の磁気回路のボイスコイルのボビンに連結されること
を特徴とするものである。
さらに、この発明の請求項6に記載の発明は、
ヨーク、マグネット、プレートからなる磁気回路、および前記磁気回路の周辺に配置されるボイスコイル、ダンパーからなる駆動部と、
前記駆動部が付設されるフレームと、
前記フレームに固定される振動板と、
弾性材からなる弓型の駆動主体
とからなるもので、
前記駆動主体の一方端と前記ボビンとが連結されているとともに、前記駆動主体の中央部上面に前記振動板の中心部が固定されていること
を特徴とするスピーカである。
また、この発明の請求項7に記載の発明は、
請求項6に記載のスピーカにおいて、
前記駆動主体は、
前記フレーム内に直径方向に配置するとともに、その一方端と相対する側壁に、前記駆動部を構成するボイスコイルのボビンが側壁内に突出するよう配置し、前記ボイスコイルのボビンと一方端を連結し、かつ他方端を前記駆動部と相対するフレームの側壁に取付けたこと
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項8に記載の発明は、
請求項7に記載のスピーカにおいて、
前記駆動主体は、
一方端がフリージョイントを介して前記ボイスコイルのボビンに、他方端がフリージョイントを介して前記フレームの側壁に取付けられていること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項9に記載の発明は、
請求項6に記載のスピーカにおいて、
前記駆動主体は、
前記フレーム内に直径方向に配置するとともに、各端部と相対するフレームの側壁にそれぞれ駆動部を、各駆動部を構成するボイスコイルのボビンが側壁内に突出するよう配置し、前記各ボイスコイルのボビンに前記各端部を連結させたこと
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項10に記載の発明は、
請求項9に記載のスピーカにおいて、
前記駆動主体は、各端部がフリージョイントを介して前記ボイスコイルのボビンに連結されていること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項11に記載の発明は、
請求項6又は請求項9に記載のスピーカにおいて、
前記振動板は、
複数の駆動主体によって駆動されるもので、各駆動主体の少なくとも一方端は、フレームに配置された駆動部のボイスコイルのボビンにそれぞれ連結されていること
を特徴とするものである。
また、この発明の請求項12に記載の発明は、
請求項6〜請求項11のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記駆動主体と振動板とは、
カシメによって連結固定されていること
を特徴とするものである。
この発明のスピーカ用振動板の駆動体は、弾性材を弓状で、かつ帯状または棒状に形成したもので、少なくとも一方端をボイスコイルのボビンに連結させ、他方端を固定または他のボイスコイルのボビンに連結することによって、ボイスコイルの振動によって駆動主体を簡単かつ容易に弧状に変形させることができ、この駆動主体の中央部に振動板の中心部を固定することによって、ボイスコイルの振動方向と振動板の振動方向とが約90度異なる構造のスピーカを得ることが可能となる。
特に、この発明においては、前記駆動体を、弾性材を素材とし、全体を緩やかな円弧状を描く弓型とすることによって、駆動主体の一方端から軸方向に押圧力を加えた場合、小さな力で中央部を大きく振動させることができるので、スピーカに適用したとき、ボイスコイルの動作量に対する振動板の振動量を増加させることができる。
また、この発明のスピーカは、振動板の駆動を、ボイスコイルボビンに一方端が固定された全体が弓状の駆動主体によって行うため、ボイスコイルの振動方向と振動板の振動方向とが約90度異なる構造とすることができ、これによってスピーカの音の放射方向への厚みを厚くすることがなく、ボイスコイルの動作量に対する振動板の振動量を増加させることができる。
特に、この発明のスピーカは、従来のスピーカより小型の磁気回路を使用することができ、軽量化が図られ、かつ振動板には、従来のスピーカの形状、大きさのものが使用できるので、従来のスピーカと変わらない音質を得ることができ、小型、軽量な磁気回路を使用できるので、磁気回路のコスト低減を可能とした。
また、振動板と駆動主体、あるいはボイスコイルのボビンと駆動主体との接合に際し、ジョイントを使用することによって、振動が大きい場合にも振動板を直線的に振動させ、音の歪の要因となる横揺れを減らすことができるなどの効果を奏するものである。
以下、この発明のスピーカ用振動板の駆動体と、この駆動体を使用したスピーカの実施の形態を具体的に説明するに、図1はこの発明にかかるスピーカ用振動板の駆動体の一例を示す斜視図、図2は同駆動体の他の例を示す斜視図、図3この発明にかかるスピーカの一例を示す概略説明図、図4はスピーカの他の例を示す概略説明図、図5は従来のスピーカの説明図である。
この発明は、弾性材を弓状に形成してスピーカ用振動板の駆動体とし、この駆動主体の少なくとも一方端を、ヨーク、マグネットおよびプレートからなる磁気回路と、この磁気回路の周辺に配置されるボイスコイルおよびダンパーとから構成される駆動部の、ボイスコイルのボビンに連結させて駆動体とし、また、この駆動体を使用して各種スピーカを構成することを要旨とするもので、この要旨を変更しない範囲内において種々変更を加えることができ、後述する実施例にのみ限定されるものではない。
この発明のスピーカ用振動板の駆動体10は、リン青銅、ステンレス等の金属素材、ポリプロピレン、ポリアセタール等のプラスチック素材など、バネ性を有する素材を単一で、あるいは組み合わせて可撓性に富んだ形状、すなわち側面視弓状に形成した駆動主体10(なお、前記スピーカ用振動板の駆動体と実質的に同一であるので同一符号とする。)からなるもので、この駆動主体10は可撓性を有していれば、図1のように全体が帯状であっても、図2に示すように全体が棒状であってもよく、いずれの場合にも、弧状部を中心として左右の長さが同じものである。
この駆動体10は、弓状に形成された駆動主体10の少なくとも一端部10aを、フレームに固定されたボイスコイルのボビンの頂部に連結し、他方端10bをフレームの側壁に固定し、ボイスコイルに対する音声信号の入力によって駆動するボビンの駆動方向に応じて弓形形状を変形させ、もって駆動主体10の弧状部の中心部に設けた振動板を上下方向に振動させるもので、かかる構成の駆動体10を採用することによって、ボイスコイルの振動方向と振動板の振動方向とが約90度異なる構造のスピーカを得ることが可能となったものである。
以下、かかる構成からなる駆動体10を使用したスピーカの実施例を、具体的に説明する。
図3に示すスピーカ11は、前記駆動主体10と、ポール12を有するヨーク13と、このヨーク13上に配置固定されるリング状のマグネット14と、このマグネット14上に配置固定されるリング状のプレート15からなる磁気回路16と、この磁気回路16に形成された磁気ギャップ内にダンパー17によって保持されるボイスコイル18と、このボイスコイル18を捲回したボビン19と、前記磁気回路16が装着されるフレーム20と、前記駆動主体10に固定される振動板21とから構成されたものである。
なお、この発明においては、スピーカ11を構成する部品中、前記磁気回路16と、この磁気回路16の周辺に配置されるボイスコイル18を捲回したボビン19、およびこのボビン19を所定位置に保持するダンパー17を併せて駆動部Xという。
このスピーカ11において、前記フレーム20は、側壁が上方に垂直に延びるメインフレーム20aと、このメインフレーム20aの上端部に繋がる拡径したサブフレーム20bとからなるもので、前記メインフレーム20aの上部外周壁に、前記磁気回路16のプレート15の上面を当接させて両者を接着剤等で一体的に固着する。
その際、前記上部外周壁には、前記磁気回路16のプレート15の内径とほぼ同径の透孔が形成されているので、側壁の外側に磁気回路16を固着したのち、メインフレーム20aの内側からボイスコイル18を捲回したボビン19を磁気ギャップ内に挿入し、ダンパー17によってボイスコイル18を磁気ギャップ内に保持する。
したがって、図3に示す実施例においては、フレーム20の底面20cに対し、ボビン19は平行状態を保持している。
かかる状態において、駆動主体10をフレーム20の直径方向に配置し、その一方端を前記ボイスコイル18のボビン19に連結固定するとともに、他方端を前記ボビン19と相対するメインフレーム20aの内周壁に固定し、しかるのち駆動主体10の上面中央部に振動板21の中心部を固着し、当該振動板21の外周部をサブフレーム22bの上端部に接着固定してスピーカ11とするものである。
したがって、図示しないが錦糸線を介して入力端子からボイスコイル18に電気信号を入力すると、ボイスコイル18の駆動によってボビン19が、フレーム20の中心方向に作動し、このボビン19に基端部が固着された駆動主体10も同時に、磁気回路16が装着された側壁と対向する側壁方向に押圧されるが、駆動主体10の他方端はフレーム20の側壁に固着されているので、駆動主体10がフレーム20の中心部において実質的に上下動し、振動板21を上下方向に駆動させ、振動板21から音が放出される。
なお、駆動主体10とボイスコイル18のボビン19、およびフレーム20の内周壁への固着手段は、両者が確実に一体的に結合するものであれば特段の制限はないが、この方式のスピーカ11は、ボイスコイル18の駆動力に対し、弓形の駆動主体10がある程度変形して対応すると、駆動主体10の形状は、統計の分布曲線のように撓みながら追従することとなり、ボビン19と駆動主体10の端部と連結部分の角度変化は少ないものの、駆動主体10の強度が高くなるにつれて、駆動主体10はボイスコイル18の駆動方向に対して強く力を加えるようになるため、この力は音の歪みの要因になる。
したがって、前記の力を抑えるには、駆動主体10とボビン19との連結部、および駆動主体10とフレーム20の内周壁との連結部にそれぞれジョイント22を装着し、連結部分を横方向にフリーにすることが必要になる。なお、入力が大きくなって、振幅数も増えた場合に、駆動主体10の強度を上げるのにも、前記ジョイント22の使用は有効である。
また、このジョイント22は、駆動主体10と振動板21との連結部に使用することによって、両者の接続部分の角度を変えることができ、かかる構成とすることによって、振動板21はボイスコイル18の動作方向に対して90度方向により直線的に動くもので、駆動量が大きい場合にはきわめて有効なものである。
なお、ジョイント22を使用しない場合でも、振幅量が少ない場合には、円弧状の動きは直線の動きに近いものとなる。
また、この発明においては、振動板21の中心部を、弓型をなす駆動主体10の上面中央部に固着させて使用できるので、従前の振動板のように、円錐状の振動板主体の中心部近傍を水平に切断して截頭円錐状とする必要がないので、振動板の製造を容易ならしめ、コストダウンを図ることが可能となる。
さらに、図3に示す実施例においては、弓型の駆動主体10を、弧状の頂部を上方にして配置しているが、弧状の頂部が下方になるよう配置し、凹状部の上面中央部に振動板21の中心部を固着してもよいものである。
図4は、この発明の駆動体を使用した他のスピーカの一例を示すもので、実施例1におけるスピーカ11が、一つの駆動部Xで駆動主体10を駆動するのに対し、二つの駆動部Xおよび駆動部Xで駆動主体10を駆動するものである。なお、実施例1と同一部位は同一符号で表示する。
すなわち、駆動部Xおよび駆動部Xは共に同じ大きさのもので、実施例1における駆動部Xの装着部位と対向するメインフレーム20aの側壁に駆動部Xが設けられたものである。
なお、駆動部Xは、図示のように前記駆動体10aと、上面中央部にセンターポール12aを有するヨーク13a、リング状のマグネット14a及びリング状のプレート15aからなる磁気回路16aと、この磁気回路16aに形成された磁気ギャップ内にダンパー17aによって保持されるボイスコイル18aおよびこのボイスコイル18aを捲回したボビン19aとから構成されたものである。
そして、相対位置にある駆動部Xと駆動部Xのボビン19,19aの頂部に、それぞれジョイント22を介して駆動主体10の各端部が連結固定され、その上面中央部に振動板21の中心部を固着してスピーカ31としたものである。
かかる構成のスピーカ31は、駆動部Xと駆動部Xに設けられたボイスコイル18,18aに電気信号を入力すると、駆動部Xのボビン19が図面上右側に、駆動部Xのボビン19aが左側に動き、互いのボビン19と19aの頂部の距離が近づき、また、駆動部Xのボビン19が図面上左側に動くと、駆動部Xのボビン19aが右側に動き、互いのボビン19と19aの頂部の距離が遠ざかることになる。
したがって、このようにボイスコイルを作動させることによって、ボビンの左右動作方向に対して約90度異なる方向、すなわち上下方向に駆動主体10を動作させることができ、もって振動板21を駆動させるものである。
この方式のスピーカ31は、1本の駆動主体10に対し、各端部に互いに反対方向の押圧力を加えることになるので、実施例1の方式に比べて1/2の動力によって駆動主体10を作動させることができるので、磁気回路の構成をより小型化することが可能となるとともに、磁気回路を同一とすれば、一つの時の2倍となり、さらに安定して振動板21を動作させることができるものである。
なお、実施例2においては、二つの駆動部X、Xをメインフレーム20aの対向する部位に配置したが、たとえば、前記駆動部Xを、120度の角度で3つ、あるいは90度の角度で4つ等間隔で設置し、一つの振動板21を複数の駆動主体10,10・・・によって振動させ、動作力を増加させることも可能である。
以上述べたように、この発明のスピーカ用振動板の駆動体は、弾性材を弓型に形成して駆動主体を構成し、この駆動主体の少なくとも一方の端部をボイスコイルと連動させて振動板を駆動させるもので、このスピーカ用振動板の駆動体を使用してスピーカを構成することによって、音の放射方向への厚みを増すことなく、振動板の振動量を増加させることができるので、駆動体の大きさ、使用する振動板の素材や大きさなどを適宜選択することで、小型化や薄型化を図ることができる利点がある。
この発明にかかるスピーカ用振動板の駆動体の一例を示す斜視図である。 同駆動体の他の例を示す斜視図である。 この発明にかかるスピーカの一例を示す概略説明図である。 この発明にかかるスピーカの他の例を示す概略説明図である。 従来のスピーカの概略説明図である。
符号の説明
10 駆動体(駆動主体)
11 スピーカ
13 ヨーク
14 マグネット
15 プレート
16 磁気回路
17 ダンパー
18 ボイスコイル
19 ボビン
20 フレーム
21 振動板
X 駆動部

Claims (12)

  1. 弓型の駆動主体からなるもので、
    少なくとも一方端がボイスコイルのボビンとの連結部として用いられること
    を特徴とするスピーカ用振動板の駆動体。
  2. 弓型の駆動主体と、
    ヨーク、マグネットおよびプレートからなる磁気回路と、
    前記磁気回路の磁気ギャップ内に保持されるボイスコイルのボビン
    とからなるもので、
    前記駆動主体の一方端と前記ボビンとが連結されていること
    を特徴とするスピーカ用振動板の駆動体。
  3. 前記駆動主体は、
    帯状または棒状を有し、弾性材からなること
    を特徴とする請求項1又は2に記載のスピーカ用振動板の駆動体。
  4. 前記駆動主体は、
    前記ボビンと連結しない他方端が、スピーカ用フレームの前記ボビンと相対する部位に固着されること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスピーカ用振動板の駆動体。
  5. 前記駆動主体は、
    前記ボビンと連結しない他方端が、スピーカ用フレームの前記ボビンと相対する部位に固着された、他の磁気回路のボイスコイルのボビンに連結されること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスピーカ用振動板の駆動体。
  6. ヨーク、マグネット、プレートからなる磁気回路、および前記磁気回路の周辺に配置されるボイスコイル、ダンパーからなる駆動部と、
    前記駆動部が付設されるフレームと、
    前記フレームに固定される振動板と、
    弾性材からなる弓型の駆動主体
    とからなるもので、
    前記駆動主体の一方端と前記ボビンとが連結されているとともに、前記駆動主体の中央部上面に前記振動板の中心部が固定されていること
    を特徴とするスピーカ。
  7. 前記駆動主体は、
    前記フレーム内に直径方向に配置するとともに、その一方端と相対する側壁に、前記駆動部を構成するボイスコイルのボビンが側壁内に突出するよう配置し、前記ボイスコイルのボビンと一方端を連結し、かつ他方端を前記駆動部と相対するフレームの側壁に取付けたこと
    を特徴とする請求項6に記載のスピーカ。
  8. 前記駆動主体は、
    一方端がフリージョイントを介して前記ボイスコイルのボビンに、他方端がフリージョイントを介して前記フレームの側壁に取付けられていること
    を特徴とする請求項7に記載のスピーカ。
  9. 前記駆動主体は、
    前記フレーム内に直径方向に配置するとともに、各端部と相対するフレームの側壁にそれぞれ駆動部を、各駆動部を構成するボイスコイルのボビンが側壁内に突出するよう配置し、前記各ボイスコイルのボビンに前記各端部を連結させたこと
    を特徴とする請求項6に記載のスピーカ。
  10. 前記駆動主体は、
    各端部がフリージョイントを介して前記ボイスコイルのボビンに連結されていること
    を特徴とする請求項9に記載のスピーカ。
  11. 前記振動板は、
    複数の駆動主体によって駆動されるもので、各駆動主体の少なくとも一方端は、フレームに配置された駆動部のボイスコイルのボビンにそれぞれ連結されていること
    を特徴とする請求項6又は請求項9に記載のスピーカ。
  12. 前記駆動主体と振動板とは、
    カシメによって連結固定されていること
    を特徴とする請求項6〜請求項11のいずれかに記載のスピーカ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102146565B1 (ko) * 2019-05-23 2020-08-21 주식회사 클랑앤코 진동증폭구조를 포함하는 스피커

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