CN1168073A

CN1168073A - 双纸盆扬声器

Info

Publication number: CN1168073A
Application number: CN97105533A
Authority: CN
Inventors: 田村和明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: JPH09327087A; GB9711641D0; US5933512A; CN1127281C; GB2313976B; GB2313976A

Abstract

本发明是双纸盆扬声器，其特点是，具有将一部分安装在主纸盆前面和将另一部分安装在用较高热传导率材料构成的音圈架上、用较高热传导率材料构成的辅助纸盆。这种结构可将在音圈线圈部上产生的热量直接传到热传导率较高的音圈架、辅助纸盆而在扬声器前面散热，可容易获得很高的散热效果，结果，可提供耐输入很高的扬声器系统。

Description

双纸盆扬声器

本发明涉及改进音响再生设备等的散热性能而使耐输入提高的扬声器。

随着近年来音频设备的高功率化，需要较高耐输入的扬声器。在给扬声器加上输入信号、音圈线圈部上流过电流时，线圈部因其电阻而发热。这种热量由音圈架、磁隙部等散热。但是，若给扬声器加以过大的输入信号、线圈部上流过电流时，就得不到充分的散热效果，线圈部超过了容许范围而发热、烧坏。

因而，要使扬声器的耐输入提高，则有必要提高在音圈线圈部上所产生的热量的散热性。

我们知道，作为使散热性提高的现有扬声器，已有使用由日本实用新型公开公报1986年104698所述的扬声器单元的扬声器系统。即，在中心柱部的轴向具有贯通孔、在其内部用非磁性材料构成散热片。这种扬声器单元安装在箱体上作为扬声器系统而使用。

用图16来说明所述扬声器单元的热量传递路径。图16是表示由日本实用新型公开1986年第104698号公报所述的扬声器单元安装在箱体上而构成的扬声器系统的剖视示意图。当将输入信号输入扬声器时，因音圈线圈部具有电阻而产生热量。这种热量，经过由顶板13和轭14所构成的磁隙部15，分别传向顶板13、轭14。而且传到在轭14内部配置的散热片12，在箱体16内部散热。另外，表示热量传递难易程度的热传导率，磁隙部15大约是0.02W/m·K，顶板13及轭14大约是80W/m·K，散热片12(铝制的情况下)大约是240W/m·K。

这样，由于是以热传导率低的磁隙部15作为传热路径的，故发生热传导损失得不到充分的散热效果。

此外，由散热片12散热的热量，使箱体内16的温度上升，结果，散热片12和箱体内部16的温度差变小，散热效果就小。

另外，欲制造散热片12，必需模具，从而大幅度地提高成本。

又，由于空气在由散热片12所构成的狭小空腔部流动，故产生空气流造成的异常音。

为解决上述现有的缺点，本发明的目的在于，提供一种可容易获得充分散热效果、结果是耐输入较高的扬声器系统。

为了达到这种目的，本发明的实施例1的扬声器是双纸盆扬声器，包括将其中一部分安装在主纸盆前面和将另一部分安装在用较高热传导率材料构成的音圈架上、用较高热传导率材料构成的辅助纸盆。采用这种结构，在线圈部上产生的热量直接传递到热传导率较高的音圈架、辅助纸盆，在扬声器前面散热。

由此，可提供一种容易获得高散热效果、结果是耐输入较高的扬声器系统。

另外，实施例2的特点是，除了上述实施例1的特点外，还包括沿周向有波纹状的辅助纸盆。采用这种结构，辅助纸盆的表面积变大。另外，辅助纸盆的周向共振方式不会以单一频率发生而呈分散型。

由此，可提供一种更容易获得高散热效果、结果是耐输入较高的扬声器系统。另外，由于产生共振方式带来频率的分散化，故可使共振特性峰值分散，而使特性平坦化。

另外，实施例3的特点是，除了上述实施例1的特点外，在与音圈架的结合部还具有向音圈架侧突出的凸出筋的辅助纸盆。采用这种结构，与音圈架的接触面积变大，且辅助纸盆的结合部表面积变大。

由此，可提供一种更容易获得高散热效果、结果是耐输入较高的扬声器系统。另外，由于粘接面积同时变大，故能提高粘接强度。

另外，实施例4的特点是，除了上述实施例1的特点外，以不超过辅助纸盆外径的范围，在主纸盆上还设置1个或在中心对称位置设置2个展开中心角度呈40°～120°的孔，同时将所述辅助纸盆的外周部密封安装于所述主纸盆上。采用这种结构，辅助纸盆的热量也从辅助纸盆背面散热。又，在主纸盆上设置的孔使主纸盆2次以上的高频谐波共振方式非轴对称化，这种共振方式的特性峰值就降低了。

由此，可提供一种更容易获得高散热效果、结果是耐输入较高的扬声器。另外，可同时降低主纸盆共振特性上的峰值，使特性平坦化。

附图的简单说明

图1是表示本发明实施例1的双纸盆扬声器结构及线圈部5a周围细部的半剖视图。

图2是表示同实施例1的扬声器系统和现有扬声器系统中的输入功率及音圈温度上升之间的相关图。

图3是表示本发明实施例2的双纸盆扬声器结构及线圈部5a周围细部的半剖视图。

图4是表示同实施例的扬声器系统和现有扬声器系统中的输入功率及音圈温度上升之间的相关图。

图5是表示本发明实施例1的扬声器声压频率特性的FEM模拟结果图。

图6是同实施例1的扬声器的模拟模型的原型图。

图7是同实施例1的扬声器的模拟模型的变形图。

图8是表示本发明实施例2的扬声器声压频率特性的模拟结果图。

图9是同实施例2的扬声器的模拟模型的原型图。

图10A是本发明实施例1的扬声器的辅助纸盆和音圈架嵌合部的半剖视的放大图。

图10B是本发明实施例3扬声器的辅助纸盆和音圈架嵌合部的半剖视的放大图。

图11是表示同实施例的扬声器系统和现有扬声器系统中的输入功率及音圈温度上升之间的相关图。

图12是本发明实施例4的双纸盆扬声器的主视图。

图13是表示同实施例的扬声器系统和现有扬声器系统中输入功率及音圈温度上升之间的相关图。

图14是本发明实施例2与实施例4的扬声器声压频率特性的模拟结果的比较图。

图15是本发明实施例4的扬声器的模拟模型的原型图。

图16是现有技术的扬声器系统的剖视图。

下面就本发明实施例参照附图来说明。

实施例1

图1是本发明实施例1的口径30cm的双纸盆扬声器的半剖视图。1是由顶板1a、磁铁1b及轭1c所构成的励磁部。顶板1a是铁制，外径为φ85mm、内径为φ42mm、厚为t8mm，磁铁1b是铁素体制，外径为φ90mm、内径为φ40mm、厚为15mm。另外，轭1c具有外径为φ80mm、在其中心是外径为φ38.2mm、高为29mm的球部。2是厚t0.8mm的铁制框架，6是棉布制的阻尼器。5是内径为φ38.66mm的音圈，由厚t0.05mm铝制的绕线管和将直径φ0.22mm的铜线卷绕后的线圈部5a所组成，所述线圈部5a通过安装在框架2上的阻尼器6而支承在励磁部1的磁隙中。3是在外周部具有外径为φ253mm、滚筒内径为φ225mmm、厚为0.8mm的氨基酸乙酯制棱圈、纸盆外径为φ224、材质为厚0.8mm的纸，且重量为19g的主纸盆，其内周部安装在音圈5上，通过其外周部的棱圈而固定在框架2上。

4是总重量为3.5g、厚为0.11mm、最外径为φ120mm、表面积为160cm²、曲率半径R为100mm的弯曲形状的铝制辅助纸盆。另外，其最外周部用橡胶系粘接剂固定在所述主纸盆3的前面。此外，在其内周部具有高为5mm、倾斜角度5.5°的锥形部分，所述锥形部分嵌合在所述音圈架的内周侧，并用橡胶系粘接剂固定。又，其内侧呈曲率中心为上侧的R55mm的弯曲形状。

就如上构成的本实施例的双纸盆扬声器的动作进行说明。

当向扬声器输入信号，音圈5的线圈部5a的温度就上升。其热量传到热传导率240W/m·K(大约空气的12000倍)的铝制音圈架，再传到安装在所述音圈架上的铝制辅助纸盆4而在扬声器前面散热。

接着给出现有技术的扬声器和本实施例的双纸盆扬声器的散热特性的实测比较。图2是表示安装在内容积为100升的箱体上的扬声器的输入功率和音圈线圈部温度上升值关系的温度上升值的实测结果。即，横轴的输入功率显示了被定在DIN规格45573Teil2(1979)的噪音信号的功率，纵轴的温度上升显示了增加横轴噪音功率时音圈线圈部温度上升值。一般，即使使用耐热性较高的音圈线材，然而温度上升值一旦超过200℃，音圈线圈就会被烧断，破坏扬声器。A是与本实施例相同的励磁部、音圈、在轭中心部具有散热片的现有技术，B是实施例1的实测结果，在本实施例中若将处于200℃的输入功率与现有技术进行比较，则在现有技术中是135W，在本实施例中是163W，可提高功率大约21％。即，可将扬声器的耐输入提高21％。

如上所述，根据本发明的实施例1，由于只以热传导率较高部分传递音圈线圈部产生的热量，且可在扬声器前面散热，故可减少热传递损失，并且，可从箱体内部向温度低的箱体外部散热，从而可加大散热效果。结果，可提供耐输入较高的扬声器。

另外，在本实施例中，将音圈架及辅助纸盆4的材质做成热传导率为240W/m·K的铝，但也可用铜、黄铜等材料，获得同样的效果。不言而喻，用热传导率为80W/m·K左右的材质也可获得同样的效果。

实施例2

图3是本发明实施例2的双纸盆扬声器的剖视图，仅系与实施例1辅助纸盆形状不同的规格。辅助纸盆7是外径为φ120mm、厚为0.11mm的铝制件，且扬声器前面方向沿振动部上的φ45mm、φ60mm、φ75mm、φ90mm、φ105mm位置的圆周方向以R1mm配置有突状的波纹状。因所述波纹状，辅助纸盆7的表面积与无波纹状的表面积相比大约增大了15％。图4表示音圈线圈部的温度上升曲线。与实施例1的说明相同，在实施例2中若将温度上升到200℃的输入功率与现有技术进行比较，则在现有技术中是135W，在本实施例中是181W，可提高功率大约34％。即，可将扬声器的耐输入提高34％。

这里，图5表示实施例1中声压频率特性用有限元法所得到的模拟结果。图5中的D是包括棱边的主纸盆及辅助纸盆的综合特性，E仅是辅助纸盆的特性。从图中在4.8kHz附近可确认较大的峰值。另外，图6是作为扬声器振动系的1/4形状的模拟模型的原型图，图7表示在4.8kHz时的变形图。在辅助纸盆外周附近的圆周方向可确认较大的变形。因而可明白，4.8kHz附近的特性上的峰值原因，就是由于辅助纸盆共振导致的变形。又，图8是实施例2中声压频率特性的模拟结果，图9表示模拟模型的原型图。图8的F表示综合特性，G仅表示辅助纸盆的特性。从所述模拟结果看，辅助纸盆共振导致的周向变形，通过配置有所述波纹状而分散，并可确认，可大幅度地降低因共振集中于单一频率导致特性上的较大峰值的产生。

如上所述，根据实施例2，经辅助纸盆的波纹状部分而散热用的表面积变大，可增大散热效果。又，通过波纹状的配置，在各波纹状中使辅助纸盆的共振频率变化，就有可能将因共振变形而产生的特性上的峰值进行分散化。结果，耐输入高，并可提供高频特性平坦的扬声器。

图10A表示实施例1中辅助纸盆4和音圈5绕线管的结合部的剖视放大图。为提高辅助纸盆4的成型性及将结合部插入音圈架时的加工性，在辅助纸盆4的结合部，如图所示，设有锥度。因此，辅助纸盆4和音圈5绕线管成为线接触。并且，在由所述锥度构成的空间填有橡胶系粘接剂8。

实施例3

图10B表示本发明实施例3的双纸盆扬声器的辅助纸盆和音圈结合部的剖视放大图。

如图10B所示，在辅助纸盆9的结合部锥度上，沿周向配置有音圈侧为突状的R1mm、外径φ38.66mm的筋，以使与音圈架接触。其它结构与实施例1相同。根据这种结构，辅助纸盆9和音圈5的接触部分就成为音圈架顶端和筋部2个部位，接触面积变大。

另外，在实施例1中，当辅助纸盆4的位置偏向上方时，或音圈5偏向下方时，辅助纸盆4和音圈架顶端就离开而高热传导率部分不直接接触。但是，在实施例3中，由于筋始终与绕线管接触，故绕线管顶端即使不接触，也不会发生接触部分消失的情况。另外由于通过筋而使辅助纸盆9的结合部的表面积增大，故可增大接触面积。

图11表示音圈线圈部的温度上升曲线。与实施例1的说明相同，在实施例3中若将温度上升到200℃的输入功率与现有技术进行比较，则在与本实施例相同的励磁部、音圈、在轭中心部具有散热片的现有技术中是135W，在本实施例3中是189W，可提高功率大约40％。即，可将扬声器的耐输入提高40％。

如上所述，根据实施例3，可增加辅助纸盆和音圈结合部的接触面积，可增大散热效果。又可增大辅助纸盆的结合部表面积，提高结合部的粘接强度。结果，可提供耐输入高且质量稳定的扬声器。

实施例4

图12表示本发明实施例4中双纸盆扬声器的主视图。在同图中，除主纸盆10，其它结构与实施例2相同。在主纸盆10上，配置有内径φ46mm、外径φ100mm且展开中心角度为72°的孔10a，且在其中心对称位置再设有1个共计2个孔。另外，辅助纸盆7的外周部相对主纸盆而密封安装。这种结构，辅助纸盆7背面也可利用与箱体内部的空气接触散热，使散热效果提高成为可能。

图13表示音圈线圈部的温度上升曲线。与实施例1的说明相同，在实施例4中若将温度上升到200℃的输入功率与现有技术进行比较，则在与本实施例相同的励磁部、音圈、在轭中心部具有散热片的现有技术中是135W，在本实施例4中是192W，可提高功率大约42％。即，可将扬声器的耐输入提高42％。

又，图14表示实施例2及4中扬声器声压频率特性用有限元法所得到的模拟结果。图14中的F表示实施例2的特性，K表示实施例4的特性。另外图15表示模拟模型的原型图。根据图14，可确认，在实施例4中2kHz附近的峰值比实施例2大约可降低4dB，2.5kHz附近的峰值约可降低5dB。这是因为在主纸盆10上设置的孔使主纸盆2次以上的高频谐波共振方式非轴对称化、这种共振方式的特性峰值就降低了的缘故。另外，由于所述孔还起着机械低通滤波器的作用，故主纸盆放出的声音在高频范围急剧衰减，就可抑制和辅助纸盆声音的干扰。

如上所述，根据实施例4，辅助纸盆背面也可用来散热，以增大散热效果。又，主纸盆的孔起着机械低通滤波器的作用，故可降低主纸盆的共振峰值。结果，可提供耐输入高且高频特性平坦的扬声器。

另外，在本实施例中，是将设在主纸盆10上的孔10a的展开中心角度做成72°，若是40°～120°，也可获得与前述相同的效果，关于这一点，已通过计算机模拟及实测试验而得到了确认。

Claims

1.一种双纸盆的扬声器系统，其特征在于，具有安装在主纸盆前面和用较高热传导率材料构成的音圈架上、用较高热传导率材料构成的辅助纸盆。

2.如权利要求1所述的双纸盆的扬声器系统，其特征在于，具有沿周向有波纹状的辅助纸盆。

3.如权利要求1所述的双纸盆的扬声器系统，其特征在于，在与所述音圈架的结合部具有向音圈架侧突出的凸出筋的辅助纸盆。

4.如权利要求2所述的双纸盆的扬声器系统，其特征在于，在与所述音圈架的结合部具有向音圈架侧突出的凸出筋的辅助纸盆。

5.如权利要求1、2、3或4所述的双纸盆的扬声器系统，其特征在于，在不超过所述辅助纸盆外径的范围内，在所述主纸盆上设置有1个或在中心对称位置设置有2个展开中心角度呈40°～120°的孔，同时在所述主纸盆上密封安装有所述辅助纸盆的外周部。