特表 2023-540061 単一の永久磁石と１つまたはそれより多くのボイスコイルとによって駆動されるフラットスピーカー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-21

(54)【発明の名称】単一の永久磁石と１つまたはそれより多くのボイスコイルとによって駆動されるフラットスピーカー

(51)【国際特許分類】

   H04R 9/04 20060101AFI20230913BHJP

   H04R 7/04 20060101ALI20230913BHJP

   H04R 7/18 20060101ALI20230913BHJP

   H04R 9/02 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

H04R9/04 104A

H04R7/04

H04R7/18

H04R9/02 102A

H04R9/02 102D

H04R9/02 101Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513793

(86)(22)【出願日】2021-08-11

(85)【翻訳文提出日】2023-04-05

(86)【国際出願番号】 US2021045623

(87)【国際公開番号】W WO2022046419

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】63/070,748

(32)【優先日】2020-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/143,088

(32)【優先日】2021-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523066576

【氏名又は名称】レゾナド， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】チョ， リーグ ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】アダムス， ダレル ザイラー

(72)【発明者】

【氏名】チョ， ヨンイル

【テーマコード（参考）】

5D012

5D016

【Ｆターム（参考）】

5D012BA06

5D012BA08

5D012BB01

5D012BB03

5D012BB04

5D012BB08

5D012DA02

5D012GA01

5D016AA04

5D016AA13

(57)【要約】

単一の永久磁石と、単一の永久磁石の反対側のヨークと、単一の永久磁石とヨークとの間に位置している１つまたはそれより多くのボイスコイルプレートとを含むフラットスピーカーの実施形態が、開示される。１つまたはそれより多くのボイスコイルプレートは、各々、ボビンと、ボビンの片側または両側に配列されているコイルとを備える。ボイスコイルプレートは、コイルにおける電気信号と、棒磁石のＮ極とＳ極との間の磁場とによって生成される力に応答して、振動板を振動させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スピーカーであって、前記スピーカーは、
Ｎ極およびＳ極を備える棒磁石と、
前記棒磁石から所定の距離に位置している、前記棒磁石と平行であるヨークと、
前記棒磁石と前記ヨークとの間に位置しているボイスコイルプレートであって、前記ボイスコイルプレートは、電気信号を受信するためのコイルを備える、ボイスコイルプレートと、
前記スピーカーの第１の側にある、前記第１のボイスコイルプレートの第１の端部に取り付けられている振動板と
を備え、前記ボイスコイルプレートは、前記コイルにおける前記電気信号と、前記棒磁石の前記Ｎ極と前記Ｓ極との間の磁場とによって生成される力に応答して前記振動板を振動させる、スピーカー。

【請求項2】

前記ボイスコイルプレートは、ボビンをさらに備える、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項3】

前記コイルは、前記ボビンの片側のみに巻き付けられている、請求項２に記載のスピーカー。

【請求項4】

前記コイルは、前記ボビンの両側に巻き付けられている、請求項２に記載のスピーカー。

【請求項5】

前記スピーカーの第２の側にある、前記ボイスコイルプレートの第２の端部に取り付けられているスパイダーをさらに備える、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項6】

前記スピーカーの第２の側にある、前記ボイスコイルプレートの第２の端部に取り付けられている第２の振動板をさらに備える、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項7】

前記コイルの半分は、前記スピーカーの動作中、常に前記磁場の外側にある、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項8】

前記棒磁石の前記Ｎ極に隣接する第１のプレートと、前記棒磁石の前記Ｓ極に隣接する第２のプレートとをさらに備える、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項9】

フレームをさらに備える、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項10】

前記振動板は、サラウンド材料によって前記フレームに接続されている、請求項９に記載のスピーカー。

【請求項11】

前記ボイスコイルプレートは、磁性流体によって取り囲まれている、請求項１に記載のスピーカー。

【請求項12】

スピーカーであって、前記スピーカーは、
Ｎ極およびＳ極を備える棒磁石と、
棒磁石の上方に位置付けられている上部プレートと、
棒磁石の下方に位置付けられている底部プレートと、
前記棒磁石の第１の側にある第１のヨークであって、第１の空隙が、前記第１のヨークと前記棒磁石との間に作り出される、第１のヨークと、
前記棒磁石の第２の側にある第２のヨークであって、前記第２の側は、前記第１の側の反対側にあり、第２の空隙が、前記第２のヨークと前記棒磁石との間に作り出される、第２のヨークと、
前記棒磁石と前記棒磁石の第１の側の前記ヨークとの間の前記空隙に位置している第１のボイスコイルプレートであって、前記ボイスコイルプレートは、電気信号を受信するための第１のコイルを備える、第１のボイスコイルプレートと、
前記棒磁石と前記棒磁石の第２の側の前記ヨークとの間の空隙に位置している第２のボイスコイルプレートであって、前記第２の側は、前記第１の側の反対側にあり、前記第２のボイスコイルプレートは、前記第１のコイルに印加される前記電気信号に対して１８０度ずれた位相で印加される前記電気信号を受信するための第２のコイルを備える、第２のボイスコイルプレートと、
前記スピーカーの第１の側にある、前記第１のボイスコイルプレートの第１の端部および前記第２のボイスコイルプレートの第１の端部に取り付けられている振動板と
を備え、前記第１のボイスコイルプレートおよび前記第２のボイスコイルプレートは、前記第１のコイルにおける前記第１の電気信号と、前記磁石によって生成される磁場とによって生成される、前記上部および底部プレートならびに第１のヨークによって方向付けられる第１の力と、前記第１のボイスコイルに印加される前記電気信号に対して１８０度ずれた位相で前記第２のコイルに印加される前記電気信号と、前記磁石によって生成される磁場とによって生成される、前記上部および底部プレートならびに第２のヨークによって方向付けられる第２の力とに応答して前記振動板を振動させる、スピーカー。

【請求項13】

前記第１のボイスコイルプレートは、第１のボビンをさらに備え、前記第２のボイスコイルプレートは、第２のボビンをさらに備える、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項14】

前記第１のコイルは、前記第１のボビンの片側に巻き付けられ、前記第２のコイルは、前記第２のボビンの片側に巻き付けられている、請求項１３に記載のスピーカー。

【請求項15】

前記第１のコイルは、前記第１のボビンの両側に巻き付けられ、前記第２コイルは、前記第２のボビンの両側に巻き付けられている、請求項１３に記載のスピーカー。

【請求項16】

前記スピーカーの第２の側にある、前記第１のボイスコイルプレートの第２の端部および前記第２のボイスコイルプレートの第２の端部に取り付けられているスパイダーをさらに備える、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項17】

前記スピーカーの第２の側にある、前記第１のボイスコイルプレートの第２の端部および前記第２のボイスコイルプレートの第２の端部に取り付けられている第２の振動板をさらに備える、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項18】

前記コイルの前記同一の半分は、前記スピーカーの動作中、常に前記棒磁石の前記磁場の外側にある、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項19】

前記棒磁石の前記Ｎ極に隣接する第１のプレートと、前記棒磁石の前記Ｓ極に隣接する第２のプレートとをさらに備える、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項20】

フレームをさらに備える、請求項１２に記載のスピーカー。

【請求項21】

前記振動板は、サラウンド材料によって前記フレームに接続されている、請求項２０に記載のスピーカー。

【請求項22】

前記第１のボイスコイルプレートおよび前記第２のコイルプレートは、磁性流体によって取り囲まれている、請求項１２に記載のスピーカー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（優先権の主張）
本願は、２０２０年８月２６日に出願された「Ｓｉｎｇｌｅ Ｍａｇｎｅｔ Ｓｐｅａｋｅｒ」と題する米国仮特許出願第６３／０７０，７４８号、および、２０２１年１月６日に出願された「Ｆｌａｔ Ｓｐｅａｋｅｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｂｙ Ａ Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ａｎｄ Ｏｎｅ Ｏｒ Ｍｏｒｅ Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌｓ」と題する米国特許出願第１７／１４３，０８８号の優先権を主張する。

【0002】

（技術分野）
単一の永久磁石と、単一の永久磁石の反対側のヨークと、単一の永久磁石とヨークとの間に位置している１つまたはそれより多くのボイスコイルプレートとを含むフラットスピーカーの実施形態が、開示される。

【背景技術】

【0003】

（発明の背景）
一般的に使用される従来技術の円錐型スピーカー１００の概略図が、図１に示されている。円錐型スピーカー１００は、通常、円筒形状を有し、円筒状の永久磁石１１０を使用する。円錐型スピーカー１００は、ボイスコイル１１１、振動板１１２、バスケット／フレーム１１３、および弱音器１１４も備える。とりわけ、振動板１１２は、円錐形であるため、有意な高さを有し、これは、スピーカー構造全体がとり得る薄さに関して限界を設定する。加えて、Ｔ形ヨーク１１５も、有意な高さを有し、スピーカー構造全体がとり得る薄さに関して限界を設定する。

【0004】

さらに、円筒形磁石１１０の使用は、フレームが閉円錐形状構造を採択することを強制し、これは、実践的考慮に関して、同一のボイスコイルによって駆動される複数の振動板を有することから限定される。従来技術は、同軸スピーカーも含み、複数の円錐形のスピーカーが、ウーファー内に埋め込まれているツイータ等の共通の構造内に含まれるが、それらの事例では、各スピーカーは、同一のボイスコイルおよび磁気構造ではなく、別個のボイスコイルおよび磁気構造によって駆動される。したがって、従来技術では、存在する多重周波数範囲のスピーカーのみが、（２つの振動板が、各々、別個のボイスコイルおよび磁石によって駆動される状態で）１つの構造の中に組み込まれた２つの別個のスピーカーを含み、これは、より複雑な構造と、設計における付加的なサイズおよび重量とを結果としてもたらす。

【0005】

さらに、３次元サラウンドサウンドシステム、または業界が要求する他の種類の異なる音の再現に関する最近の開発をサポートするために、スピーカーは、低い歪みを伴う広範囲な音声信号を再現することができなければならない。各振動板の物理的サイズは、振動板が効果的に生み出し得る周波数範囲の音を本質的に限定する。比較的小さな振動板は、音の波長が振動板自体より大きいため、低周波数の音を効率的に再現することができない。他方、より大きな従来技術の円錐形振動板は、多くの場合、振動板の分解およびモーダル挙動の発生を伴うことなく、高周波数の音を再現するために十分に硬くなく、有意な歪みを結果としてもたらすため、主に低周波数の音を再現するように設計された比較的大きな振動板は、高周波数の音の再現には好適ではないことがある。従来技術は、空間的制約および幅広い周波数範囲の音に対する要件の両方に対処する効率的なスピーカー構造が欠如している。１つの従来技術の解決策は、相互からある距離離れている、異なる周波数範囲のセットの複数のスピーカーを使用することであるが、この方法は、結果として不必要に大空間を占有する。したがって、幅広い周波数の音を効果的に再現し得るが従来技術のスピーカーより少ない空間を占有する改良されたスピーカーに対する必要性が、存在する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

（発明の概要）
単一の永久磁石と、単一の永久磁石の反対側のヨークと、単一の永久磁石とヨークとの間に位置している１つまたはそれより多くのボイスコイルプレートとを含むフラットスピーカーの実施形態が、開示される。１つまたはそれより多くのボイスコイルプレートは、各々、ボビンと、ボビンの片側または両側に配列されているコイルとを備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本発明の例示的実施形態は、付随の図面を参照して説明される。

【0008】

【図1】図１は、円錐形構造を伴う従前のスピーカーを描写している。

【0009】

【図2A】図２Ａは、スピーカーの実施形態の側面図を描写している。

【0010】

【図2B】図２Ｂは、図２Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0011】

【図2C】図２Ｃは、図２Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0012】

【図3A】図３Ａは、ボイスコイルプレートを描写している。

【0013】

【図3B】図３Ｂは、信号源によって駆動される図３Ａのボイスコイルプレートを描写している。

【0014】

【図3C】図３Ｃは、図３Ａと比較して電流方向が反転している状態の図３Ａのボイスコイルプレートを描写している。

【0015】

【図3D】図３Ｄは、図３Ａと比較して電流方向が反転している状態で信号源によって駆動される図３Ａのボイスコイルプレートを描写している。

【0016】

【図4A】図４Ａは、スピーカーの別の実施形態の側面図を描写している。

【0017】

【図4B】図４Ｂは、図４Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0018】

【図4C】図４Ｃは、図４Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0019】

【図5A】図５Ａは、スピーカーの別の実施形態の側面図を描写している。

【0020】

【図5B】図５Ｂは、図５Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0021】

【図5C】図５Ｃは、図５Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0022】

【図6A】図６Ａは、スピーカーの別の実施形態の側面図を描写している。

【0023】

【図6B】図６Ｂは、図６Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0024】

【図7A】図７Ａは、スピーカーの別の実施形態の側面図を描写している。

【0025】

【図7B】図７Ｂは、図７Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0026】

【図8A】図８Ａは、別のスピーカーの実施形態の側面図を描写している。

【0027】

【図8B】図８Ｂは、図８Ａのスピーカーの種々の構成要素の上面図を描写している。

【0028】

【図9】図９は、スピーカーの別の実施形態を描写している。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（好ましい実施形態の詳細な説明）
上記に説明された本発明の特徴および利点は、付随の図面と併せて、以下の説明から明白となるであろう。説明に従って、適切な技術的な専門知識を伴う人物は、関連する業界において、本発明に例示されている技術的着想を実行することができるであろう。本発明は種々の異なる用途を有し得、異なる形態および形状をとり得るため、具体的な実施例のみが、図を通して図示され、その詳細な説明が、本文中に見出される。しかしながら、これは、決して、本発明を開示される特定の形態に制限するものではなく、その派生物、均等物、および代替物は、本発明の範囲内に全て含まれる包括的なものとして理解されなければならない。本明細書に使用される用語は、単に、特定の実施例を説明するために使用され、本発明を限定することを意図されない。

【0030】

図２Ａは、単一の振動板と、単一の棒磁石とを利用したスピーカー設計の側面図を描写している。スピーカー２００は、棒磁石２１０と、上側プレート２２０と、下側プレート２３０と、ヨーク２４０と、振動板２５０と、ボイスコイルプレート２６０とを備える。ボイスコイルプレート２６０は、ボビン２６１と、ボイスコイル２６２とを備える。スピーカー２００は、スピーカーフレーム２７０をさらに備える。棒磁石２１０は、Ｎ極性およびＳ極性を有する。一端上には、ボイスコイルプレート２６０が、振動板２５０およびサラウンド材料２９０を通してスピーカーフレーム２７０に固着され、他端上には、ボイスコイルプレート２６０が、スパイダー２８０を通して、または第２の振動板（図示せず）を通してスピーカーフレーム２７０に固着されている。サラウンド材料２９０は、ゴム等の可撓性材料を含む。スピーカーは、下記により詳細に説明される信号源２０５によって駆動される。プレート２３０内の点線は、プレート２３０は単一片であるが、この特定の断面においては２つの部片であるように見えることを示している。例えば、プレート２３０は、細長いドーナツの形状にあり得る。

【0031】

随意に、ボイスコイルプレート２６０を取り囲む間隙は、磁性流体２９５を充填される。一実施形態では、磁性流体２９５は、液体キャリア中に懸濁される鉄粒子を含む。磁性流体２９５は、ボイスコイルプレート２６０を間隙の中心に置くことに役立ち、ヨーク２４０、プレート２２０もしくは２３０、または棒磁石２１０と接触して擦れ合う（過剰なノイズおよび歪みを引き起こし得る）ことのないように、液体緩衝材としての役割を果たすことができる。磁性流体２９５は、流体の粘度に応じてドライバの機械的減衰を微調整することに役立つこともでき、ドライバの熱伝導率を増加させ、それによって、電力定格を増加させ、音に対して起こり得る熱圧縮を減少させることができる。

【0032】

上側プレート２２０は、棒磁石２１０の上側部分に取り付けられ、下側プレート２３０は、棒磁石２１０の下側部分に取り付けられている。上側プレート２２０および下側プレート２３０は、ヨークとして動作し、ヨーク２４０とともに、ボイスコイルプレート２６０が常駐する磁石間のエリアにおいて磁場を含み、方向付ける。上側プレート２２０および下側プレート２３０は、随意に、磁気間隙内で誘起される磁束密度を増加させるために、棒磁石２１０を越えて磁気間隙内へと延在してもよい。

【0033】

振動板２５０は、上側プレート２２０の上方に位置付けられているが、代わりに下側プレート２３０の下方に設置されることもできる。振動板２５０は、振動板２５０のサイズに応じて、対応する周波数範囲の音を生み出すように構成されなければならない。この実施形態では、振動板２５０は、実質的にフラットである。しかしながら、振動板２５０は、代わりに、任意の用途に関連する音響設計のために設計されたフレームの上部表面に対して凸面もしくは凹面であり得、または任意の形状であり得る。

【0034】

図２Ｂは、下側プレート２３０、ボビン２６１、およびボイスコイル２６２の断面上面図を描写している。

【0035】

図２Ｃは、振動板２５０、ボイスコイル２６２、下側プレート２３０、上側プレート２２０、フレーム２７０、ヨーク２４０、およびボビン２６１の断面上面図を描写している。

【0036】

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｄは、スピーカー２００および以下で検討される他のスピーカーの動作方法を実証する。スピーカー２００を参照すると、ボイスコイルプレート２６０は、棒磁石２１０とヨーク２４０との間の間隙内に、実質的に剛性の平面形態において位置付けられなければならない。コイル２６２は、ボビン２６１の片側または両側に設置されることができる。振動板２５０は、棒磁石２１０によって誘起される磁場、およびボイスコイル２６２内に流れる電流によって、具体的な周波数範囲において振動させられる。

【0037】

図３Ａでは、コイル２６２における暗い円は、「ページから外へと」流れる電流を図示しており、Ｘを伴う円は、「ページの中へと」流れる電流を図示している。

【0038】

図３Ｂでは、動作中、コイル２６２は、導体３１１および３１１’を経由して信号源２０５から電気音声信号を受信する。磁場は、棒磁石２１０によって、一般的にはＮ極（Ｎ）からＳ極（Ｓ）への方向に誘起される。（「正の半サイクル」と定義される）信号サイクルの前半の間、図３Ａに示されているように、電流が、コイル２６２を通して流れる。電流の流れのこの方向は、図３Ｂにおいて、異なる視点から示されている。ボイスコイルプレート２６０が図２の文脈において配設されたとき、ローレンツ力が、棒磁石２１０によって生成される磁場と相互作用するコイル２６２によって生成され、これは、ボイスコイルプレート２６０を上向きに押動し、信号源からの電気信号の大きさに応じて、振動板２５０を上向きに押動する。

【0039】

図３Ｃを参照すると、（「負の半サイクル」と定義される）信号サイクルの後半の間、電流は、反対方向に流れる。図３Ｄを参照すると、コイル２６２内の電流の方向が反転させられているため、棒磁石２１０によって生成される磁場との相互作用からのローレンツ力は、ボイスコイルプレート２６０を下向きに押動し、これは、信号源からの電気信号の大きさに応じて、振動板２５０を下向きに引動する。

【0040】

図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、スピーカー４００を描写している。スピーカー４００は、ボイスコイル４６２が片側のみではなくボビン２６１の両側に巻き付けられていることを除いて、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのスピーカー２００と同じである。スピーカー４００は、信号源２０５によって駆動される。図３Ａ～３Ｄを参照してスピーカー２００に関して先に説明された同一の様式において、ローレンツ力が、スピーカー４００内に生成される。

【0041】

図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、スピーカー５００を描写している。スピーカー５００は、スパイダー２８０が振動板５５５と置き換えられていることを除いて、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのスピーカー２００と同一である。スピーカー５００は、信号源２０５によって駆動される。図３Ａ～３Ｄを参照してスピーカー２００に関して先に説明された同一の様式において、ローレンツ力が、スピーカー５００内に生成される。当業者は、同一の修正がスピーカー４００に対して行われ得る（すなわち、スパイダー２８０が、振動板５５５と置き換えられることができる）ことを理解するであろう。

【0042】

図６Ａは、単一の振動板と、単一の棒磁石と、２つのボイスコイルプレートとを利用したスピーカー設計の側面図を描写している。スピーカー６００は、棒磁石６１０と、上側プレート６２０と、下側プレート６３０と、ヨーク６４０と、振動板６５０と、ボイスコイルプレート６６１および６６２とを備える。ボイスコイルプレート６６１は、ボビン６６３と、ボイスコイル６６５とを備える。ボイスコイルプレート６６２は、ボビン６６４と、ボイスコイル６６６とを備える。スピーカー６００は、スピーカーフレーム６７０をさらに備える。棒磁石６１０は、Ｎ極性およびＳ極性を有する。一端上には、ボイスコイルプレート６６１および６６２が、各々、振動板６５０およびサラウンド材料６９０を通してスピーカーフレーム６７０に固着され、他端上には、ボイスコイルプレート６６１および６６２が、各々、スパイダー６８０を通して、または第２の振動板（図示せず）を通してスピーカーフレーム６７０に固着されている。

【0043】

上側プレート６２０は、棒磁石６１０の上側部分に取り付けられ、下側プレート６３０は、棒磁石６１０の下側部分に取り付けられている。上側プレート６２０および下側プレート６３０は、ボイスコイルプレート６６１および６６２が常駐する磁石とヨークとの間のエリアにおいて磁場を含み、方向付けるために、ヨーク６４０と連携して動作する。上側プレート６２０および下側プレート６３０は、随意に、磁気間隙内で誘起される磁束密度を増加させるために、棒磁石６１０を越えて磁気間隙内へと延在してもよい。ボイスコイル６６５およびボイスコイル６６６は、各々、コイル６６５の上部の電流がコイル６６６の上部の反対方向に流れ、ボイスコイル６６５の底部の電流がコイル６６６の底部の電流と反対方向に流れるように、単一の信号源２０５によって、電気的にずれた位相で駆動される。これは、各コイルプレートが振動板６５０を連携して駆動し得るように、同一の方向へのボイスコイルプレート６６１および６６２の機械的動きを提供する。

【0044】

振動板６５０は、上側プレート６２０の上方、または下側プレート６３０の下方のいずれかに位置付けられる。この場合、振動板６５０は、振動板６５０のサイズに応じて、対応する周波数範囲の音を生み出すように構成されなければならない。この実施形態では、振動板６５０は、実質的にフラットである。しかしながら、振動板６５０は、代わりに、任意の用途に関連する音響設計のために設計されたフレームの上部表面に対して凸面もしくは凹面であり得、または任意の形状であり得る。

【0045】

随意に、ボイスコイルプレート６６１および６６２を取り囲む間隙は、磁性流体２９５を充填される。

【0046】

図６Ｂは、下側プレート６３０、ボビン６６３および６６４、ならびにボイスコイル６６５および６６６の断面上面図を描写している。

【0047】

図７Ａおよび図７Ｂは、スピーカー７００を描写している。スピーカー７００は、ボイスコイル７６５が片側のみではなくボビン６６３の両側に巻き付けられ、ボイスコイル７６６が片側のみではなくボビン６６４の両側に巻き付けられていることを除いて、図６Ａおよび図６Ｂのスピーカー６００と同じである。ボイスコイル７６５およびボイスコイル７６６は、各々、コイル７６５の上部の電流がコイル７６６の上部の反対方向に流れ、ボイスコイル７６５の底部の電流がコイル７６６の底部の電流と反対方向に流れるように、単一の信号源２０５によって、電気的にずれた位相で駆動される。これは、各コイルプレートが振動板を連携して駆動し得るように、同一の方向へのボイスコイル７６５および７６６の機械的動きを提供する。随意に、ボイスコイルプレート７６５および７６６を取り囲む間隙は、磁性流体２９５を充填される。

【0048】

図８Ａおよび図８Ｂは、スピーカー８００を描写している。スピーカー８００は、スパイダー６８０が振動板８５５およびサラウンド８９５と置き換えられていることを除いて、図６Ａおよび図６Ｂのスピーカー６００と同じである。図３Ａ～３Ｄを参照してスピーカー６００に関して先に説明された同一の様式において、ローレンツ力が、スピーカー８００内に生成される。ここでは、ボイスコイル７６５および７６６は各ボビンの片側にのみ見えているが、当業者は、それらが代わりに各ボビンの両側に巻き付けられ得ることを理解するであろう。

【0049】

図９は、単一の振動板と、単一の棒磁石とを利用したスピーカー設計の側面図を描写している。スピーカー９００は、棒磁石９１０と、上側プレート９９０と、下側プレート９３０と、ヨーク９４０と、振動板９５０と、ボイスコイルプレート９６０とを備える。ボイスコイルプレート９６０は、ボビン９６１と、ボイスコイル９６２とを備える。スピーカー９００は、スピーカーフレーム９７０をさらに備える。棒磁石９１０は、Ｎ極性およびＳ極性を有する。一方の端部上には、ボイスコイルプレート９６０が、振動板９５０を通してスピーカーフレーム９７０に固着されている。

【0050】

上側プレート９９０は、棒磁石９１０の上側部分に取り付けられ、下側プレート９３０は、棒磁石９１０の下側部分に取り付けられている。上側プレート９９０および下側プレート９３０は、ボイスコイルプレート９６０が常駐する磁石とヨークとの間のエリアにおいて磁場を含み、方向付けるために、ヨーク９４０と連携して動作する。上側プレート９９０および下側プレート９３０は、随意に、磁気間隙内で誘起される磁束密度を増加させるために、棒磁石９１０を越えて磁気間隙内へと延在してもよい。

【0051】

振動板９５０は、上側プレート９９０の上方、または下側プレート９３０の下方のいずれかに位置付けられる。この場合、振動板９５０は、振動板９５０のサイズに応じて、対応する周波数範囲の音を生み出すように構成されなければならない。この実施形態では、振動板９５０は、実質的にフラットである。しかしながら、振動板９５０は、代わりに、任意の用途に関連する音響設計のために設計されたフレームの上部表面に対して凸面もしくは凹面であり得、または任意の形状であり得る。振動板９５０は、サラウンド材料９８０を通してフレーム９７０に接続される。随意に、ボイスコイルプレート９６２を取り囲む間隙は、磁性流体２９５を充填される。

【0052】

スピーカー９００は、ボイスコイルプレート９６０が棒磁石９１０によって生成される磁気エリアの上方にさらに位置し、それによって、ボイスコイル９６２の上半分が棒磁石９１０、ヨーク９４０、ならびにプレート９９０および９３０によって形成される磁気エリアと全く磁気的に相互作用しないことを除いて、設計においてスピーカー２００と類似していることが、理解され得る。すなわち、ボイスコイルプレート９６０の全ての動きは、ボイスコイル９６２の下側部分に対して作用する磁力によって生じる。

【0053】

スピーカーの全ての実施形態において、各ボイスコイルは、限定ではないが、銅線、プリント回路基板、可撓性プリント回路基板、または他の導電性金属もしくは合金のいかなるバリアントも含む任意の導電性材料から成り得る。

【0054】

スピーカーの全ての実施形態において、１つまたはそれより多くの信号源からの電気音声信号は、運動エネルギーに変換され、それによって、１つまたはそれより多くの振動板を動かし、音を再現する。

【0055】

先に検討された実施例によると、スピーカー１００等の従来的なスピーカーとは異なり、円形スピーカーではなく長方形フラットスピーカーを実現することと、ボイスコイルプレートおよび複数の振動板を保持している部分を簡略化することと、振動板のサイズを変えることによって多重周波数範囲の音を同時に再生することと、一般に幅広い音を再生することとが、可能である。加えて、実施形態は、単一の棒磁石のみを利用し、棒磁石は、比較的高価な構成要素であるため、これは、実施形態の製造コストを実質的に低減させる。

【0056】

実施形態は、スピーカーが超軽量および超薄型であることを可能にし、これは、薄型および軽量物体に使用されるスピーカーに対する要望に完全に合致している。フラットボイスコイルを伴うこの棒磁石型スピーカーに関して、１つより多くの棒磁石ではなく１つのみの棒磁石を使用することによって、実施形態は、従来的なスピーカーと比較して、製造費用を有意に削減している。

【0057】

前述は、単に、開示の原理を例示している。説明される実施形態に対する種々の修正例および変更例は、本明細書の教示の観点から当業者にとって明白であろう。したがって、当業者が、本明細書に明示的に示されていない、または説明されていないが、本開示の原理を具体化し、それによって、本開示の精神および範囲内であり得る多数のシステム、配列、および手順を考案することが可能であることが、理解されるであろう。種々の異なる例示的実施形態は、当業者によって理解されるはずであるように、相互とともに、ならびに相互と交換可能に使用されることができる。加えて、明細書、図面、および特許請求の範囲を含む本開示において使用されるある用語は、ある事例では、限定ではないが、例えば、データおよび情報を含めて、同義的に使用されることができる。これらの単語、および／または相互に同義であり得る他の単語は、本明細書において同義的に使用され得るが、そのような単語が同義的に使用されないように意図され得る事例も存在し得ることを理解されたい。さらに、参照によって上記に本明細書に明示的に援用されていない限りにおいて、従来技術の知識は、その全体が本明細書に明示的に援用される。参照される全ての刊行物は、参照によってその全体が本明細書に援用される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【国際調査報告】