JP7617152B2 - 同軸スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、電気音響変換の分野に関し、特に同軸スピーカに関する。

同軸スピーカとは、２つのスピーカユニットが集積され且つ２つのスピーカユニットが同軸に設けられたスピーカを指す。同軸スピーカの２つのスピーカユニットの音源は、同軸スピーカの正面に位置してもよく、すなわち２つのスピーカユニットの発音方向が同じであり、同軸スピーカの表裏面に位置してもよく、すなわち２つのスピーカユニットの発音方向が異なる。

関連技術における同軸スピーカの２つのスピーカユニットは、独立した振動システム及び磁気回路システムをそれぞれ含む。一般的に、２つのスピーカユニットのうちの１つは、高音の発音に用いられ、もう１つは、低音の発音に用いられている。しかしながら、このような同軸スピーカは、下記の問題が存在する。

１．２つのスピーカユニットの発音方向が同じである場合、高音変換効率が不足である。

２．応用において、２つのスピーカユニットの発音方向が異なる場合、振動システムから音出し口まで長いフロントチャンバを設計する必要があり、それにより２つの振動システムの振動によって発する音声が音出し口を介して発する。しかし、このような長いフロントチャンバにより生成された共振は、エネルギー損失をもたらす。

したがって、上記技術的問題を解決するために、新たな同軸スピーカを提供する必要がある。

本発明は、周波数帯域の範囲を増加させ、高音の変換効率を向上させ、振動振動システムから音出し口までのフロントチャンバの長さを短くすることによりフロントチャンバの共振によるエネルギー損失を減少させるだけでなく、高音ユニットの防水性及び装置全体の組立応用過程においてプライバシー通話機能を実現できることを保証可能な同軸スピーカを提供することを目的とする。

本発明に関わる同軸スピーカは、フレームと、前記フレームに固定された振動システム及び磁気回路システムとを含み、前記振動システムは、振動膜及びボイスコイルを含み、前記磁気回路システムは、伝達チャンバーと、前記伝達チャンバーを取り囲んで設けられた内磁気ギャップと、前記内磁気ギャップを取り囲んで設けられた外磁気ギャップとを有し、前記伝達チャンバーは、前記磁気回路システムを貫通し、前記振動膜は、第１振動膜と、前記第１振動膜を取り囲んで設けられた第２振動膜と、第３振動膜とを含み、前記第１振動膜の外周縁と前記第２振動膜の内周縁は、いずれも前記磁気回路システムに固定され、前記第２振動膜の外周縁は、前記フレームに固定され、前記第３振動膜の外周縁は、前記磁気回路システムの前記第１振動膜から離れた側に固定され、且つ前記第１振動膜と前記第３振動膜は、前記伝達チャンバーを密封し、前記ボイスコイルは、前記内磁気ギャップに挿入され且つ前記第３振動膜の振動を駆動する第１ボイスコイルと、前記外磁気ギャップに挿入され且つ前記第２振動膜の振動を駆動する第２ボイスコイルとを含み、前記第２振動膜は、低音の発音に用いられ、前記第３振動膜が発する高音は、前記伝達チャンバーを介して前記第１振動膜により発される。

好ましくは、前記磁気回路システムは、ヨークと、前記外磁気ギャップに囲まれた主磁部とを含み、前記主磁部は、前記ヨークに固設された第１磁石と、前記第１磁石の前記第１振動膜に向かう側に設けられた第２磁石及び主ポールプレートとを含み、前記第１振動膜の外周縁と前記第２振動膜の内周縁は、いずれも前記第２磁石に固定され、前記第３振動膜の外周縁は、前記ヨークの前記主磁部から離れた側に固定され、前記第１磁石には、第１スルーホールが穿設され、前記第２磁性体には、第２スルーホールが穿設され、前記主ポールプレートは、前記第１スルーホール内に挿入され且つ前記第１スルーホールを前記内磁気ギャップと囲みチャンバーに区画する壁部と、前記壁部に接続され且つ前記第１磁石と前記第２磁石との間に介在される板部とを含み、前記ヨークには、第３スルーホールが穿設され、前記伝達チャンバーは、前記第２スルーホール、前記第３スルーホール及び前記囲みチャンバーを含む。

好ましくは、前記壁部は、連続的な環状構造である。

好ましくは、前記磁気回路システムは、前記ヨークと前記フレームとの間に固設され且つ前記主磁部と間隔を隔てて前記外磁気ギャップを形成する副磁部を更に含む。

好ましくは、前記副磁部は、前記ヨークに固設された第３磁石と、前記第３磁石と前記フレームとの間に固設された副ポールプレートとを含む。

好ましくは、前記第１磁石、前記第２磁石及び前記第３磁石は、いずれも前記振動膜の振動方向に沿って磁化され、且つ前記第１磁石と前記第２磁石は、同じ極が対向して設けられ、前記第１磁石と前記第３磁石の磁化方向は、逆である。

好ましくは、前記第２振動膜は、内膜体と、前記内膜体を取り囲んで設けられた外膜体と、骨格とを含み、前記骨格は、前記内膜体と前記外膜体とを接続する平板部と、前記平板部から前記外磁気ギャップに向かって延在して形成され且つ前記第２ボイスコイルに接続された第１接続部とを含む。

好ましくは、前記骨格は、前記平板部から延在して形成され且つ前記第１接続部と間隔を隔てて設けられた第２接続部を更に含み、前記振動システムは、弾性支持部材を更に含み、前記弾性支持部材は、一端が前記第２接続部に接続され、その他端が前記フレームに接続されている。

好ましくは、前記磁気回路システムの対向する両側には、いずれも固定枠が固設され、前記第１振動膜の外周縁と前記第３振動膜の外周縁は、前記固定枠の内壁に固定されている。

好ましくは、前記第３振動膜は、第３膜体と、第３ドームとを含み、前記第３膜体の外周縁は、前記固定枠の内壁に固定され、前記第３膜体の内周縁は、前記第３ドームに固定されている。

関連技術に比べて、本発明に係る同軸スピーカは、第２振動膜及び第３振動膜を磁気回路システムの対向する両側にそれぞれ配置することにより、低音及び高音をそれぞれ提供することで、同軸スピーカの周波数帯域の範囲を増加させ且つ高音の変換効率を向上させる。また、第１振動膜及び第３振動膜は、伝達チャンバーを密封するため、第３振動膜が第１ボイスコイルの駆動作用で生成した振動エネルギーは、伝達チャンバーを介して第１振動膜まで伝達し且つそれを振動させて高音を発することができる。このようにして同軸スピーカがその同じ側に高音及び低音を発することができるだけでなく、振動システムから音出し口までのフロントチャンバの長さを短くすることができ、それによりフロントチャンバの共振によるエネルギー損失を低減し、且つ第１振動膜及び第３振動膜は、さらに高音ユニットの防水性を保証することができる。他方では、第３振動膜が関わる振動ユニットは、受話器の応用であってもよく、且つ装置全体の組立応用過程において、ハウジングの背面に孔を開けることで、同軸スピーカの表裏両面の音波を遠接場で相殺することができ、近接場の正面に音波が正常な通話機能を提供し、最終的にプライバシー通話機能を実現する。

本発明に関わる同軸スピーカの分解図である。 図１に示す同軸スピーカにおける主ポールプレートの構造概略図である。 図１に示す同軸スピーカにおける骨格の構造概略図である。 図１に示す同軸スピーカの組み立て後の構造概略図である。 図４に示す同軸スピーカのＡ－Ａ方向に沿った断面図である。

以下本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決手段を明確で、完全に説明し、明らかに、説明された実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的労働をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

図１～図５を参照して、同軸スピーカは、フレーム１と、フレーム１に固定保持された振動システム３及び磁気回路システム５とを含む。

振動システム３は、振動膜６及びボイスコイル７を含み、ボイスコイル７は、振動膜６の振動発音を駆動する。

振動膜６は、第１振動膜６１と、第１振動膜６１を取り囲んで設けられた第２振動膜６３と、第３振動膜６５とを含む。第１振動膜６１の外周縁と第２振動膜６３の内周縁は、いずれも磁気回路システム５に固定され、第２振動膜６３の外周縁は、フレーム１に固定され、第３振動膜６５の外周縁は、磁気回路システム５の第１振動膜６１から離れた側に固定されている。

ボイスコイル７は、第３振動膜６５の振動を駆動する第１ボイスコイル７１と、第２振動膜６３の振動を駆動する第２ボイスコイル７３とを含む。

ここで、第１振動膜６１、第２振動膜６３、第３振動膜６５、第１ボイスコイル７１及び第２ボイスコイル７３は、いずれも同軸に設けられている。このようにして、振動システム３の各振動ユニットが同軸に設けられるようにすることができる。

なお、第１ボイスコイル７１の駆動作用で、第３振動膜６５により生成された振動は、高音を発し、第２ボイスコイル７３の駆動作用で、第２振動膜６３により生成された振動は、低音を発する（すなわち第２振動膜６３は低音の発音に用いられる）。このようにして、同軸スピーカの周波数帯域の範囲を増加させることができる。また、第２振動膜６３及び第３振動膜６５は、磁気回路システム５の対向する両側にそれぞれ配置されるため、高音の変換効率を向上させることができる。

磁気回路システム５は、伝達チャンバー５Ａと、伝達チャンバー５Ａを取り込んで設けられた内磁気ギャップ５Ｂと、内磁気ギャップ５Ｂを取り込んで設けられた外磁気ギャップ５Ｃとを有する。ここで、伝達チャンバー５Ａは、磁気回路システム５を貫通し、第１ボイスコイル７１は、内磁気ギャップ５Ｂに挿入され、第２ボイスコイル７３は、外磁気ギャップ５Ｃに挿入され、且つ第１振動膜６１及び第３振動膜６５は、伝達チャンバー５Ａを密封する。第１振動膜６１及び第３振動膜６５は、伝達チャンバー５Ａを密封するため、第３振動膜６５が第１ボイスコイル７１の駆動作用で生成した振動エネルギーは、伝達チャンバー５Ａを介して第１振動膜６１まで伝達し且つ第１振動膜６１が振動して（すなわち第３振動膜６５が振動する時、第１振動膜６１が強制的に振動される）高音を発するようにし、すなわち第３振動膜６５が発した高音は、伝達チャンバー５Ａを介して第１振動膜６１により発される。このようにして同軸スピーカがその同一側に高音及び低音を発することができ、振動システムから音出し口までのフロントチャンバの長さを短くすることができ、それによりフロントチャンバの共振によるエネルギー損失を低減することができるだけでなく、第１振動膜６１及び第３振動膜６５は、高音ユニットの防水性を保証することもできる。一方、第３振動膜６が関わる振動ユニットは、受話器の応用であってもよく、且つ装置全体の組立応用過程において、ハウジングの背面に孔を開けることで、同軸スピーカの表裏両面の音波を遠接場で相殺することができ、近接場正面（すなわち第１振動膜６１が位置する側）の音波が正常な通話機能を提供し、最終的にプライバシー通話機能を実現する。

具体的には、磁気回路システム５は、ヨーク５１と、外磁気ギャップ５Ｃに囲まれた主磁部５３と、ヨーク５１とフレーム１との間に固設され且つ主磁部５３と間隔を隔てて外磁気ギャップ５Ｃを形成する副磁部５５とを含む。

ヨーク５１には、第３スルーホール５１１が穿設されている。

主磁部５３は、ヨーク５１に固設された第１磁石５３１と、第１磁石５３１の第１振動膜６１に向う側に設けられた第２磁石５３３及び主ポールプレート５３５とを含む。第１振動膜６１の外周縁と第２振動膜６３の内周縁は、いずれも第２磁石５３３に固定され、第３振動膜６５の外周縁は、ヨーク５１の主磁部５３から離れた側に固定されている。

第１磁石５３１には、第１スルーホール５３２が穿設されている。すなわち、第１磁石５３１は、連続的な環状構造を呈する。

第２磁石５３３には、第２スルーホール５３４が穿設されている。すなわち、第２磁石５３３は、連続的な環状構造を呈する。

主ポールプレート５３５は、第１スルーホール５３２内に挿入され且つ第１スルーホール５３２を内磁気ギャップ５Ｂと囲みチャンバー５Ｄに区画する壁部５３７と、壁部５３７に接続され且つ第１磁石５３１と第２磁石５３３との間に介在される板部５３９とを含み、ここで、伝達チャンバー５Ａは、第２スルーホール５３４、第３スルーホール５１１及び囲みチャンバー５Ｄを含む。

本実施例において、壁部５３７は、連続的な環状構造である。すなわち、内磁気ギャップ５Ｂと囲みチャンバー５Ｄとは、壁部５３７によって隔てられ、伝達チャンバー５Ａは、第２スルーホール５３４、第３スルーホール５１１及び囲みチャンバー５Ｄを含むが、内磁気ギャップ５Ｂを含まない。理解されるように、他の実施形態において、壁部５３７は、間隔を隔てて設けられた複数の別体構造で構成されてもよい。すなわち、内磁気ギャップ５Ｂと囲みチャンバー５Ｄとは、壁部５３７の各別体の間の隙間を介して連通してもよく、また、伝達チャンバー５Ａは、第２スルーホール５３４、第３スルーホール５１１及び囲みチャンバー５Ｄに加え、内磁気ギャップ５Ｂを更に含む。

副磁部５５は、ヨーク５１に固設された第３磁石５５１と、第３磁石５５１とフレーム１との間に固設された副ポールプレート５５３とを含む。すなわち、磁気回路システム５は、副ポールプレート５５３がフレーム１に固定されることで、フレーム１と固定されるようになる。

ここで、第１磁石５３１、第２磁石５３３、第３磁石５５１は、いずれも振動膜６の振動方向に沿って磁化され、且つ第１磁石５３１と第２磁石５３３は、同じ極が対向して設けられ、第１磁石５３１と第３磁石５５１の磁化方向は、逆である。

なお、第１磁石５３１、第２磁石５３３及び第３磁石５５１は、人工磁性鋼であってもよく、天然磁石で加工して形成されてもよい。主ポールプレート５３５及び副ポールプレート５５３は、いずれも導磁性材料で製造される。

更になお、磁気回路システム５は、上記構造に限定されず、例えば、他の実施形態において、副磁部５５が設けられなくてもよく、対応的に、磁気回路システム５は、ヨーク５１がフレーム１に固定されることで、フレーム１と固定されるようになることが可能になる。或いは、外磁気ギャップは、ヨークと主磁石とが互に間隔を隔てて形成されてもよい。具体的には、ヨークは、第１磁石５３１に固設された底壁と、底壁から延在して形成され且つ主磁石と間隔を隔てて外磁気ギャップを形成する側壁とを含むように設けられる。

図３及び図５に示すように、第２振動膜６３は、内膜体６３１と、内膜体６３１を取り囲んで設けられた外膜体６３３と、骨格６３５とを含み、骨格６３５は、内膜体６３１と外膜体６３３とを接続する平板部６３７と、平板部６３７から外磁気ギャップ５Ｃに向かって延在して形成され且つ第２ボイスコイル７３に接続された第１接続部６３８とを含む。ここで、内膜体６３１の内周縁は、第２磁石５３３に固定され、外膜体６３３の外周縁は、フレーム１に固定されている。

図３及び図５に示すように、骨格６３５は、平板部６３７から延在して形成され且つ第１接続部６３８と間隔を隔てて設けられた第２接続部６３９を更に含み、振動システム３は、弾性支持部材８を更に含み、弾性支持部材８は、一端が第２接続部６３９に接続され、他端がフレーム１に接続されている。

本実施例において、弾性支持部材８は、２つあり、且つ２つの弾性支持部材８は、同軸スピーカの長手方向に沿って間隔を隔てて設けられている。このようにして、弾性支持部材８により第２ボイスコイル７３の長手方向での揺動を抑制することができ、それにより発音品質を向上させる。

弾性支持部材８は、フレーム１の第２振動膜６３から離れた側に固設され且つ第２ボイスコイル７３に電気的に接続されたフレキシブル回路板８１と、フレキシブル回路板８１の第２振動膜６３から離れた側に固定されて設けられた補助振動膜８３とを含む。

本実施例において、磁気回路システム５の対向する両側には、いずれも固定枠５７が固設され、第１振動膜６１の外周縁と第３振動膜６５の外周縁が固定枠５７の内壁に固定されている。具体的には、第２磁石５３３の第１磁石５３１から離れた側に１つの固定枠５７が固定され、ヨーク５１の第１磁石５３１から離れた側にも１つの固定枠５７が固定されている。すなわち、第１振動膜６１及び第３振動膜６５は、いずれも固定枠５７により磁気回路システム５に間接的に固定され、このようにして第１振動膜６１及び第３振動膜６５の対向する両側には、いずれも十分な振動空間を有して第２磁石５３３及びヨーク５１において第１振動膜６１及び第３振動膜６５の振動を避ける構造を制作することを回避することができ、それにより第２磁石５３３の体積及びヨーク５１の導磁性を増加させることで、内磁気ギャップ５Ｂ及び外磁気ギャップ５Ｃ内の磁界強度を増加させることに役立つ。

なお、第１振動膜６１及び第３振動膜６５の対向する両側には、いずれも十分な振動空間（すなわち第１振動膜６１及び第３振動膜６５がいずれも磁気回路システムとの間に一定の隙間を有する）を有するため、本実施例において、伝達チャンバー５Ａは、第１振動膜６１と磁気回路システム５との間の空間と、第３振動膜６５と磁気回路システム５との間の空間とを更に含む。

本実施例において、第１振動膜６１と第３振動膜６５は、同じ構造を有する。第３振動膜６５を例として、第３振動膜６５は、第３膜体６５１及び第３ドーム６５３を含み、第３膜体６５１の外周縁は、固定枠５７の内壁に固定され、第３膜体６５１の内周縁は、第３ドーム６５３に固定されている。

前記のようなことは本発明の実施形態だけであり、当業者にとって、本発明の創造的構想から逸脱することなく、更に改善することができるが、これらはいずれも本発明の保護範囲内に属するものと理解されるべきである。

Claims (10)

1. フレームと、前記フレームに固定保持された振動システム及び磁気回路システムとを含み、前記振動システムは、振動膜及びボイスコイルを含み、前記磁気回路システムは、伝達チャンバーと、前記伝達チャンバーを取り囲んで設けられた内磁気ギャップと、前記内磁気ギャップを取り囲んで設けられた外磁気ギャップとを有し、前記伝達チャンバーは、前記磁気回路システムを貫通し、前記振動膜は、第１振動膜と、前記第１振動膜を取り囲んで設けられた第２振動膜と、第３振動膜とを含み、前記第１振動膜の外周縁と前記第２振動膜の内周縁は、いずれも前記磁気回路システムに固定され、前記第２振動膜の外周縁は、前記フレームに固定され、前記第３振動膜の外周縁は、前記磁気回路システムの前記第１振動膜から離れた側に固定され、且つ前記第１振動膜と前記第３振動膜は、前記伝達チャンバーを密封し、前記ボイスコイルは、前記内磁気ギャップに挿入され且つ前記第３振動膜の振動を駆動する第１ボイスコイルと、前記外磁気ギャップに挿入され且つ前記第２振動膜の振動を駆動する第２ボイスコイルとを含み、前記第２振動膜は、低音の発音に用いられ、前記第３振動膜が発する高音は、前記伝達チャンバーを介して前記第１振動膜により発されることを特徴とする同軸スピーカ。
2. 前記磁気回路システムは、ヨークと、前記外磁気ギャップに囲まれた主磁部とを含み、前記主磁部は、前記ヨークに固設された第１磁石と、前記第１磁石の前記第１振動膜に向かう側に設けられた第２磁石及び主ポールプレートとを含み、前記第１振動膜の外周縁と前記第２振動膜の内周縁は、いずれも前記第２磁石に固定され、前記第３振動膜の外周縁は、前記ヨークの前記主磁部から離れた側に固定され、前記第１磁石には、第１スルーホールが穿設され、前記第２磁石には、第２スルーホールが穿設され、前記主ポールプレートは、前記第１スルーホール内に挿入され且つ前記第１スルーホールを前記内磁気ギャップと囲みチャンバーに区画する壁部と、前記壁部に接続され且つ前記第１磁石と前記第２磁石との間に介在される板部とを含み、前記ヨークには、第３スルーホールが穿設され、前記伝達チャンバーは、前記第２スルーホール、前記第３スルーホール及び前記囲みチャンバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の同軸スピーカ。
3. 前記壁部は、連続的な環状構造であることを特徴とする請求項２に記載の同軸スピーカ
   。
4. 前記磁気回路システムは、前記ヨークと前記フレームとの間に固設され且つ前記主磁部と間隔を隔てて前記外磁気ギャップを形成する副磁部を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の同軸スピーカ。
5. 前記副磁部は、前記ヨークに固設された第３磁石と、前記第３磁石と前記フレームとの間に固設された副ポールプレートとを含むことを特徴とする請求項３に記載の同軸スピーカ。
6. 前記第１磁石、前記第２磁石及び前記第３磁石は、いずれも前記振動膜の振動方向に沿って磁化され、且つ前記第１磁石と前記第２磁石は、同じ極が対向して設けられ、前記第１磁石と前記第３磁石の磁化方向は、逆であることを特徴とする請求項５に記載の同軸スピーカ。
7. 前記第２振動膜は、内膜体と、前記内膜体を取り囲んで設けられた外膜体と、骨格とを含み、前記骨格は、前記内膜体と前記外膜体とを接続する平板部と、前記平板部から前記外磁気ギャップに向かって延在して形成され且つ前記第２ボイスコイルに接続された第１接続部とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の同軸スピーカ。
8. 前記骨格は、前記平板部から延在して形成され且つ前記第１接続部と間隔を隔てて設けられた第２接続部を更に含み、前記振動システムは、弾性支持部材を更に含み、前記弾性支持部材は、一端が前記第２接続部に接続され、他端が前記フレームに接続されていることを特徴とする請求項７に記載の同軸スピーカ。
9. 前記磁気回路システムの対向する両側には、いずれも固定枠が固設され、前記第１振動膜の外周縁と前記第３振動膜の外周縁は、前記固定枠の内壁に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の同軸スピーカ。
10. 前記第３振動膜は、第３膜体と、第３ドームとを含み、前記第３膜体の外周縁は、前記固定枠の内壁に固定され、前記第３膜体の内周縁は、前記第３ドームに固定されていることを特徴とする請求項９に記載の同軸スピーカ。

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