JP3868851B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、基板への取付けを行い得るように構成された動電型の電気音響変換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、動電型の電気音響変換器(例えばスピーカやマイクロホン等)は、振動板と、この振動板に一端部が固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの他端部を収容する筒状磁気間隙が形成された磁気回路ユニットとを備えた構成となっている。
【0003】
その際、小型の電気音響変換器は、外部機器(例えば携帯電話機や受話器等)の基板に取り付け得るように構成されたものが多いが、このような電気音響変換器においては、振動板から電気音響変換器の正面空間へ向けて放射される音だけでは、低音域での音圧が不十分となりやすい。
【0004】
そこで従来より、振動板から電気音響変換器の正面空間へ向けて放射される音だけでなく、電気音響変換器の背面空間へ向けて放射される音についても利用する機能(いわゆるバックロード機能)を持たせることにより、音圧の周波数特性を改善する工夫がなされている。
【0005】
例えば、国際公開WO00/21330号公報には、電気音響変換器が装着される外部機器のケースに所定の開口部を形成しておくことにより、振動板から電気音響変換器の背面空間へ放射された音を外部機器の正面空間へ導く工夫がなされている。
【0006】
また、国際公開WO00/59263号公報には、電気音響変換器を外部機器に装着するためのアダプタに複数の貫通孔を形成して、電気音響変換器の背面空間と正面空間とを連通させることにより、振動板から電気音響変換器の背面空間へ放射された音をその正面空間へ導く工夫がなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気音響変換器においては、次のような問題がある。
【0008】
すなわち、上記国際公開WO00/21330号公報記載の電気音響変換器においては、バックロード機能を持たせるために外部機器のケースに開口部を形成する必要があるが、電気音響変換器の装着位置等によっては、外部機器のケースに開口部を形成することが困難な場合が少なくなく、このため汎用性に欠ける、という問題がある。
【0009】
これに対し、上記国際公開WO00/59263号公報記載の電気音響変換器は、アダプタを利用してバックロード機能を持たせる構成となっているので、汎用性を確保することは可能であるが、電気音響変換器を外部機器に装着する際にアダプタを必要としない装着構造を採用した場合であっても、上記アダプタと同様の複数の貫通孔が形成された部材が必要となる。このため、バックロード機能を持たせるために余分な部材が必要になってしまい、その装着工数も余分に必要になってしまう、という問題がある。また、電気音響変換器を外部機器に装着するために必要なスペースが大きくなってしまう、という問題もある。
【0010】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板への取付けを行い得るように構成された動電型の電気音響変換器において、余分な部材およびその装着工数を必要とすることなくコンパクトな構成でバックロード機能を持たせることができる電気音響変換器を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、電気音響変換器のケース自体にバックロード機能を持たせることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【0012】
すなわち、本願発明に係る電気音響変換器は、
基板への取付けを行い得るように構成された動電型の電気音響変換器であって、
振動板と、この振動板に一端部が固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの他端部を収容する筒状磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、これら振動板、ボイスコイルおよび磁気回路ユニットを収容するケースとを備えてなり、
上記ケースに、上記振動板から上記電気音響変換器の正面空間へ向けて音を放射するための正面放音用開口部と、上記振動板から上記電気音響変換器の背面空間へ向けて音を放射するための背面放音用開口部と、この背面放音用開口部を介して上記背面空間へ放射された音を上記正面空間へ導くためのバックロード用放音通路とが形成されている、ことを特徴とするものである。
【0013】
上記「電気音響変換器」は、動電型の電気音響変換器であれば、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、小型のスピーカ、ブザー、マイクロホン、レシーバ等が採用可能である。
【0014】
上記「振動板」、「ボイスコイル」および「磁気回路ユニット」は、動電型の電気音響変換器の構成要素として使用可能なものであれば、その具体的構成は特に限定されるものではない。
【0015】
上記「ケース」は、振動板、ボイスコイルおよび磁気回路ユニットを収容し得るように構成されたものであれば、その外形形状、材質等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【0016】
上記「バックロード用放音通路」は、背面放音用開口部を介して背面空間へ放射された音を正面空間へ導き得るように形成されたものであれば、その形状、大きさ、経路等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【0017】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る電気音響変換器は、振動板、ボイスコイルおよび磁気回路ユニットを収容するケースに、正面放音用開口部および背面放音用開口部のほかに、この背面放音用開口部を介して電気音響変換器の背面空間へ放射された音をその正面空間へ導くためのバックロード用放音通路が形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0018】
すなわち、電気音響変換器のケース自体にバックロード機能を持たせるように構成されているので、従来のようにアダプタにバックロード機能を持たせるようにした場合に比して、余分な部材およびその装着工数を必要とすることなくバックロード機能を持たせることができ、また、コンパクトな構成でバックロード機能を持たせることができる。
【0019】
このように本願発明によれば、基板への取付けを行い得るように構成された動電型の電気音響変換器において、余分な部材およびその装着工数を必要とすることなくコンパクトな構成でバックロード機能を持たせることができる。
【0020】
上記「バックロード用放音通路」の具体的構成が特に限定されないことは上述したとおりであり、例えば、ケース外周面に形成された溝状凹陥部等によってバックロード用放音通路を構成することも可能であるが、ケースを貫通する1つまたは複数の貫通孔によってバックロード用放音通路を構成するようにすれば、電気音響変換器の装着対象となる外部機器の形状等に依存することなく、バックロード機能を確保することができる。
【0021】
その際、上記「貫通孔」は、直線的に延びるように形成してもよいが、これを磁気回路ユニットに沿ってその周方向に延びるように形成すれば、バックロード用放音通路を比較的長い音道として確保することが可能となり、これにより所望する周波数特性を容易に得ることが可能となる。
【0022】
また上記構成において、ケースの外形形状を正面視において円形形状等に設定するようにしてもよいが、これを正面視において略矩形形状に設定するようにすれば、電気音響変換器を向きを容易に把握することができるので、該電気音響変換器を外部機器の基板に対して所定の向きで精度良く取り付けることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【0024】
図1は、本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器10を、その正面が上になるように配置した状態で示す側断面図である。また、図2および3は、その平面図および底面図である。
【0025】
これらの図に示すように、本実施形態に係る電気音響変換器10は、小型の動電型スピーカであって、後述するように携帯電話機等の外部機器に装着された状態で使用されるようになっている。
【0026】
この電気音響変換器10は、振動板12と、ボイスコイル14と、磁気回路ユニット16と、端子ユニット18と、固定リング20と、これらを収容するケース22とからなっている。
【0027】
ケース22は、合成樹脂製の射出成形品であって、その外形形状が正面視(図2に示す状態)において略矩形形状(具体的には正方形)に設定されており、その内部には円柱状の収容空間C1が形成されている。
【0028】
振動板12は、同心円状に形成された複数の凹凸を有するダイヤフラム状の部材であって、合成樹脂フィルムに熱プレス成形を施すことにより形成されている。そして、この振動板12は、その外周縁平坦部12aにおいて固定リング20を介してケース22に固定されており、また、その中間平坦部12bにはボイスコイル14の上端部(一端部)が接着固定されている。
【0029】
磁気回路ユニット16は、鋼製のベース24と、マグネット26と、鋼製のヨーク28とからなっている。
【0030】
ベース24は、リング状平板部24Aの内周縁に上向きフランジ部24Bが形成されてなり、その周方向4箇所には、リング状平板部24Aから上向きフランジ部24Bの上端縁まで延びる切欠き部24aが90°間隔で形成されている。マグネット26は、ベース24の上向きフランジ部24Bの外径よりも所定寸法大きい内径を有するリング状の部材であって、ベース24のリング状平板部24Aの上面に該ベース24と同心で固定されている。ヨーク28は、マグネット26の内径よりも僅かに小さい内径を有するリング状の部材であって、マグネット26の上面に該マグネット26と同心で固定されている。このヨーク28の上面の内周寄りの部分には、振動板12との干渉を回避するための環状凹部28aが形成されている。これらベース24、マグネット26およびヨーク28の外径は、ケース22の収容空間C1の直径と略同じ値に設定されている。
【0031】
そして、この磁気回路ユニット16は、ケース22に収容された状態で、そのベース24の上向きフランジ部24Bの外周面とヨーク28の内周面との間に、ボイスコイル14の下端部(他端部)を収容する円筒状磁気間隙を全周同一幅で形成するようになっている。その際、磁気回路ユニット16は、ケース22の収容空間C1に下方側から挿入され、そのヨーク28の上面外周縁部を振動板12の外周縁平坦部12aに当接させた状態で、収容空間C1の周壁面22aに接着固定されるようになっている。
【0032】
端子ユニット18は、上面に2枚の端子プレート30、32が所定間隔をおいて配置された端子基板34と、この端子基板34を載置固定する基板支持部材36と、大径コイルスプリング38と、小径コイルスプリング40とからなり、磁気回路ユニット16の中央部に固定支持されている。
【0033】
各端子プレート30、32には、ボイスコイル14のコイル端末14a、14bが熱圧着等により固定されている。また、各端子プレート30、32おけるコイル端末固定部から離れた位置には、コイルスプリング挿通孔が形成されており、これら各コイルスプリング挿通孔には、略同心で配置された大径コイルスプリング38および小径コイルスプリング40の上端部38a、40aが下方側から挿通されている。そして、これら大径コイルスプリング38および小径コイルスプリング40は、その上端部38a、40aにおいて各端子プレート30、32の上面にハンダ付け固定されている。なお、大径コイルスプリング38は、比較的太い線径で、その下端部へ向けて巻径が徐々に大きくなるように形成されており、一方、小径コイルスプリング40は、比較的細い線径で、その下端部へ向けて巻径が徐々に小さくなるように形成されている。
【0034】
基板支持部材36は、磁気回路ユニット16のベース24の上向きフランジ部24Bに下方側から嵌め込まれるようにして該ベース24に固定されている。その際、基板支持部材36の外周面下端部に形成された外周フランジ部がベース24に当接して、その挿入量の設定が行われるようになっている。この基板支持部材36の外周部における周方向4箇所には、切欠き部36aが90°間隔で形成されている。これら各切欠き部36aは、基板支持部材36をベース24に挿入固定する際、該ベース24の各切欠き部24aと周方向の位置合わせがされ、これら各切欠き部36aと各切欠き部24aとで、4つの放音孔を形成するようになっている。
【0035】
ケース22には、振動板12から電気音響変換器10の正面空間へ向けて音を放射するための正面放音用開口部22bと、振動板12から電気音響変換器10の背面空間へ向けて音を放射するための背面放音用開口部22cと、この背面放音用開口部22cを介して電気音響変換器10の背面空間へ放射された音を電気音響変換器10の正面空間へ導くためのバックロード用放音通路22dとが形成されている。
【0036】
正面放音用開口部22bは、ケース22の上部において該ケース22の収容空間C1の周壁面22aよりもやや小径の円形断面形状で形成されており、収容空間C1を電気音響変換器10の正面空間と連通させるようになっている。背面放音用開口部22cは、ケース22の下部において収容空間C1の周壁面22aの一部として構成されている。バックロード用放音通路22dは、ケース22における収容空間C1の外周側においてケース22を貫通するように形成されている。その際、このバックロード用放音通路22dは、収容空間C1をリング状に囲むようにしてケース22の下端面からその上端面近傍まで延びるリング状溝部22d1と、このリング状溝部22d1からケース22の上端面まで延びる複数(12個)の貫通孔22d2とからなっている。これら各貫通孔22d2は、リング状溝部22d1に沿って円弧状に延びる長円形の断面形状を有している。
【0037】
磁気回路ユニット16は、そのベース24の下面がケース22の下端面よりもやや上方に位置するように形成されている。一方、端子ユニット18は、その基板支持部材36の下面がケース22の下端面よりもやや下方に位置するように形成されている。また、この端子ユニット18の大径コイルスプリング38および小径コイルスプリング40は、その下端部がケース22の下端面よりも所定量下方へ突出するように形成されている。
【0038】
本実施形態に係る電気音響変換器10においては、振動板12が振動すると、ケース22の正面放音用開口部22bを介して電気音響変換器10の正面空間へ向けて音を放射するとともに、磁気回路ユニット16の切欠き部24aと端子ユニット18の切欠き部36aとからなる放音孔およびケース22の背面放音用開口部22cを介して電気音響変換器10の背面空間へ向けて音を放射し、さらに、この背面放音用開口部22cを介して電気音響変換器10の背面空間へ放射された音を、バックロード用放音通路22dを介して電気音響変換器10の正面空間へ導くようになっている。
【0039】
図4は、本実施形態に係る電気音響変換器10を、携帯電話機100に装着した状態で示す側断面図である。
【0040】
図示のように、本実施形態に係る電気音響変換器10は、携帯電話機100のケース102の内部において、バネ圧接により該携帯電話機100の基板104に取り付けられている。
【0041】
この携帯電話機100のケース102における電気音響変換器10の正面部位には、複数の放音孔102aが形成されている。また、このケース102の内面には、電気音響変換器10のケース22の外形形状に沿って突出するフランジ部102bと、このフランジ部102bの内周側コーナ部において突出する複数のケース受け部102cとが形成されている。
【0042】
そして、この携帯電話機100の基板104には、複数の開口部104aが形成されている。また、この基板104の上面には、2つの端子プレート106、108が配置されている。
【0043】
電気音響変換器10の携帯電話機100に対する装着は、電気音響変換器10のケース22を、携帯電話機100のケース102のケース受け部102cに当接するまでそのフランジ部102bの内周側に嵌め込んでケース102に仮止め固定し、この仮止め固定状態で、電気音響変換器10の大径コイルスプリング38および小径コイルスプリング40を、携帯電話機100の基板104の端子プレート106、108に押し当てることによって行われるようになっている。
【0044】
このようにして携帯電話機100に装着された状態で電気音響変換器10が駆動され、その振動板12が振動すると、その正面放音用開口部22bを介して電気音響変換器10の正面空間へ向けて放射された音は、ケース102の放音孔102aを介して携帯電話機100の正面空間へ放射されるとともに、電気音響変換器10の背面放音用開口部22cを介して電気音響変換器10の背面空間へ向けて放射された音は、基板104の開口部104aを介して携帯電話機100の内部空間C2へ放射され、さらに、この内部空間C2へ放射された音は、基板104の開口部104a、ケース22のバックロード用放音通路22dおよびケース102の放音孔102aを介して、携帯電話機100の正面空間へ放射されることとなる。
【0045】
以上詳述したように、本実施形態に係る電気音響変換器10は、その振動板12、ボイスコイル14および磁気回路ユニット16を収容するケース22に、正面放音用開口部22bおよび背面放音用開口部22cのほかに、この背面放音用開口部22cを介して電気音響変換器10の背面空間へ放射された音をその正面空間へ導くためのバックロード用放音通路22dが形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0046】
すなわち、電気音響変換器10のケース22自体にバックロード機能を持たせるように構成されているので、従来のようにアダプタにバックロード機能を持たせるようにした場合に比して、余分な部材およびその装着工数を必要とすることなくバックロード機能を持たせることができ、また、コンパクトな構成でバックロード機能を持たせることができる。
【0047】
その際、本実施形態においては、ケース22を貫通するリング状溝部22d1および複数の貫通孔22d2によってバックロード用放音通路22dが構成されているので、電気音響変換器10の装着対象となる外部機器の形状等に依存することなく、バックロード機能を確保することができる。
【0048】
しかも本実施形態においては、ケース22の外形形状が正面視において略矩形(正方形)に設定されているので、電気音響変換器10を向きを容易に把握することができ、これにより電気音響変換器10を携帯電話機100の基板104に対して所定の向きで精度よく載置することができる。
【0049】
次に、上記実施形態の第1変形例について説明する。
【0050】
図5は、本変形例に係る電気音響変換器50を示す平面図であり、図6は、そのケース52を単品で示す斜視図である。
【0051】
この電気音響変換器50は、ケース52以外の構成および該ケース52の周壁面52a、正面放音用開口部52bおよび背面放音用開口部52cの構成については、上記実施形態の電気音響変換器10と同様である。
【0052】
本変形例においては、バックロード用放音通路52dが、ケース52の各コーナ部に、該ケース52を上下方向に貫通する4つの柱状貫通孔によって構成されている。
【0053】
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも本変形例においては、バックロード用放音通路52dが、ケース52の各コーナ部に配置されているので、上記実施形態に比してケース52を一層コンパクトに構成することができる。
【0054】
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
【0055】
図7は、本変形例に係る電気音響変換器60を示す平面図であり、図8は、そのケース62を単品で示す斜視図である。
【0056】
この電気音響変換器60は、ケース62以外の構成および該ケース62の周壁面62a、正面放音用開口部62bおよび背面放音用開口部62cの構成については、上記実施形態の電気音響変換器10と同様である。
【0057】
本変形例においては、バックロード用放音通路62dが、ケース62内において収容空間C1に沿ってその周方向に延びるように形成されている。
【0058】
すなわち、ケース62は、収容空間C1が形成されたケース本体62Aと、このケース本体62Aに固定された1対のカバー62Bとからなっている。
【0059】
そして、ケース本体62Aは、その収容空間C1の両側に、下方へ開放した1対の空間部62d1が形成されており、その対角線上に位置する1対のコーナ部には、空間部62d1を正面空間と連通させる開口部62d2が形成されている。一方、各カバー62Bは、ケース本体62Aの空間部62d1を下方側から閉塞するとともに、その残り1対のコーナ部に開口部62d3が形成された板状部材からなっている。
【0060】
本変形例におけるバックロード用放音通路62dは、電気音響変換器60の背面空間へ放射された音を各開口部62d3から各空間部62d1に導き、そして各開口部62d2を介して正面空間へ導くようになっている。
【0061】
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも本変形例によれば、バックロード用放音通路62dが、ケース62内において収容空間C1に沿ってその周方向に延びるように形成されているので、比較的長い音道を確保することが可能となり、これにより所望する周波数特性を容易に得ることが可能となる。
【0062】
次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。
【0063】
図9は、本変形例に係る電気音響変換器70を示す平面図であり、図10は、そのケース72を単品で示す斜視図である。
【0064】
この電気音響変換器70は、ケース72以外の構成および該ケース72の周壁面72a、正面放音用開口部72bおよび背面放音用開口部72cの構成については、上記実施形態の電気音響変換器10と同様である。
【0065】
本変形例においては、バックロード用放音通路72dが、ケース72の各コーナ部近傍部位において、該ケース72の外周面に沿って上下方向に延びるように形成された8本の溝状凹陥部により構成されている。
【0066】
これら各溝状凹陥部72dは、電気音響変換器70が携帯電話機100に装着されたとき、該溝状凹陥部72dと携帯電話機100のケース102のフランジ部102bとで閉断面を形成し、これにより電気音響変換器70の背面空間へ放射された音をその正面空間へ導くようになっている。
【0067】
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも本変形例においては、バックロード用放音通路が溝状凹陥部72dで形成されているので、バックロード用放音通路を容易に形成することができる。
【0068】
なお、上記実施形態および各変形例においては、端子ユニット18がボイスコイル14の内周側に設けられているものとして説明したが、端子ユニット18がボイスコイル14の外周側に設けられる場合においても、上記実施形態および各変形例と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器を、その正面が上になるように配置した状態で示す側断面図
【図2】上記電気音響変換器を示す平面図
【図3】上記電気音響変換器を示す底面図
【図4】上記電気音響変換器を、携帯電話機に装着した状態で示す側断面図
【図5】上記実施形態の第1変形例に係る電気音響変換器を示す平面図
【図6】上記第1変形例に係る電気音響変換器のケースを単品で示す斜視図
【図7】上記実施形態の第2変形例に係る電気音響変換器を示す平面図
【図8】上記第2変形例に係る電気音響変換器のケースを単品で示す斜視図
【図9】上記実施形態の第3変形例に係る電気音響変換器を示す平面図
【図10】上記第3変形例に係る電気音響変換器のケースを単品で示す斜視図
【符号の説明】
10、50、60、70 電気音響変換器
12 振動板
12a 外周縁平坦部
12b 中間平坦部
14 ボイスコイル
14a、14b コイル端末
16 磁気回路ユニット
18 端子ユニット
20 固定リング
22、52、62、72 ケース
22a、52a、62a、72a 周壁面
22b、52b、62b、72b 正面放音用開口部
22c、52c、62c、72c 背面放音用開口部
22d、52d、62d バックロード用放音通路
22d1 リング状溝部
22d2 貫通孔
24 ベース
24A リング状平板部
24B 上向きフランジ部
24a 切欠き部
26 マグネット
28 ヨーク
28a 環状凹部
30、32 端子プレート
34 端子基板
36 基板支持部材
36a 切欠き部
38 大径コイルスプリング
38a、40a 上端部
40 小径コイルスプリング
62A ケース本体
62B カバー
62d1 空間部
62d2、62d3 開口部
72d バックロード用放音通路(溝状凹陥部)
100 携帯電話機(外部機器)
102 ケース
102a 放音孔
102b フランジ部
102c ケース受け部
104 基板
104a 開口部
106、108 端子プレート
C1 収容空間
C2 内部空間

Claims (4)

  1. 基板への取付けを行い得るように構成された動電型の電気音響変換器であって、
    振動板と、この振動板に一端部が固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの他端部を収容する筒状磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、これら振動板、ボイスコイルおよび磁気回路ユニットを収容するケースとを備えてなり、
    上記ケースに、上記振動板から上記電気音響変換器の正面空間へ向けて音を放射するための正面放音用開口部と、上記振動板から上記電気音響変換器の背面空間へ向けて音を放射するための背面放音用開口部と、この背面放音用開口部を介して上記背面空間へ放射された音を上記正面空間へ導くためのバックロード用放音通路とが形成されている、ことを特徴とする電気音響変換器。
  2. 上記バックロード用放音通路が、上記ケースを貫通する少なくとも1つの貫通孔によって構成されている、ことを特徴とする請求項1記載の電気音響変換器。
  3. 上記貫通孔が、上記磁気回路ユニットに沿って該磁気回路ユニットの周方向に延びるように形成されている、ことを特徴とする請求項2記載の電気音響変換器。
  4. 上記ケースの外形形状が、正面視において略矩形形状に設定されている、ことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の電気音響変換器。
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