JP2000004490A

JP2000004490A - スピーカ

Info

Publication number: JP2000004490A
Application number: JP16990598A
Authority: JP
Inventors: Jiro Nakazono; 次郎中園; Shigeru Watanabe; 茂渡辺
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】小型ハイパワー化されたスピーカのボイスコ
イルに放熱対策を施して、そのボイスコイルが過熱状態
にならないようにしたスピーカを提供する。【解決手段】ボイスコイル５から発生する熱を放熱す
るためのヒートパイプ１３を取付部Ｃとしてのフレーム
１２または磁気回路部Ｂに取り付けたスピーカ１であっ
て、前記ヒートパイプ１３はボイスコイル５の移動方向
に沿って配されるとともにその一端に熱吸入用開口１３
ｂを有し、該熱吸入用開口１３ｂがボイスコイル５の近
傍に配置されるようにする。更に、放熱用のフィン１４
を磁気回路部Ｂまたはフレーム１２に固定し、前記フィ
ン１４にヒートパイプ１３の他端を連結させてボイスコ
イル５の放熱を更に促進させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカに関し、
更に詳しくは、ボイスコイルに放熱対策を施したスピー
カに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内磁形及び外磁形スピーカの一例
を図６（ａ），（ｂ）に示す。これらの内磁形及び外磁
形のスピーカ１’，１”は主に、振動部Ａと磁気回路部
Ｂと取付部Ｃとから構成されている。まず、図６（ａ）
に示すように、内磁形のスピーカ１’は永久磁石をスピ
ーカ中心に置き、周囲をヨークで囲んだ形をとっている
形態のもので、振動部Ａの中心には円錐形状を有してい
る振動板２が配置され、この振動板２を支えるサスペン
ションとして、振動板２の外周を支持するロール形のコ
ーンエッジ２ａと、振動板２の中心部を支持する波形の
ダンパ３とが設けられている。振動板２の中心部の前面
には適宜大きさのダストキャップ４が取り付けられ、振
動板２の一部としての働きと防塵の働きとをするように
なっている。更に、振動板２の中心部には、音声電流を
流すためのボイスコイル５がボビン６を介して設けられ
ている。次に、磁気回路部Ｂはボイスコイル５に磁束を
与えるために設けられているものであって、ボイスコイ
ル５の入る磁気空隙７（以下、ギャップという）は、ポ
ールピース８とヨークプレート９とにより構成されてお
り、永久磁石１０（以下、マグネットという）によって
ヨーク１１を通じて磁束が供給されるようになってい
る。上記したこれらの振動部Ａと磁気回路部Ｂとを保持
し、その位置関係を保ち、また、図示しないスピーカキ
ャビネットへの取付部Ｃとなる部品がフレーム１２であ
り、上記各構成部材が取り付けられている。

【０００３】一方、図６（ｂ）に示しているのが外磁形
のスピーカ１”であって、図中、図６（ａ）と同様なも
のについては同一の符号が付してある。この外磁形のス
ピーカ１”は、リング状のマグネット１０を外磁路中に
配置した点で、上記したスピーカ１’と一部形態が異な
る以外は、殆ど同様な構成を有しているので、構成の説
明は省略する。そして、これらのスピーカ１’，１”
は、ボイスコイル５に音声電流が流れると、ボイスコイ
ル５が振動して、その振動が振動板２に伝わり、それが
空気を振動させて音に変換するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示し
たスピーカ１’，１”には、次のような不具合がある。
現在、オーディオのスピーカ装置は、セッティングの容
易性、省スペース性を求める消費者の希望で小型化の方
向に移行しつつあり、それに伴いスピーカ１’，１”も
小型化されつつある。しかし、その一方で消費者は、臨
場感あふれる再生音を望んでいるため、オーディオのパ
ワーアンプは高出力化の方向に移行している。そこで、
高出力のパワーアンプにスピーカ１’，１”を装着した
スピーカ装置を接続し、ボリュームレベルを増大させた
状態で長時間連続稼働させた場合には、スピーカ１’，
１”に入力する音声電流が連続して流れるのでボイス
コイル５が相当過熱されることになる。その結果、ボイ
スコイル５の発熱が過大になるとスピーカ装置の内部結
線が断線してしまうのでスピーカ１’，１”への入力パ
ワーが制限される虞があった。そのため、音声電流を
増大させた時のボイスコイル５の温度上昇を抑える対策
としては、磁気回路部Ｂに放熱用のヒートシンクを装着す
る。或いは、磁気回路部Ｂのギャップ７内に磁性流体を流し、
循環させて放熱を促進させる、等がある。しかし、の対策については、発熱体であるボイスコイ
ル５にヒートシンクを直接取り付けることは困難であ
り、また、熱伝導はマグネット１０やヨーク１１等が中
間に介在するので、決して良いものとはいえない。ま
た、の対策については、大振幅時及び時間が経過する
とギャップ７内より磁性流体が漏洩したりする等の品質
上の問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来のスピーカにお
ける問題に鑑み、小型ハイパワー化されたスピーカのボ
イスコイルに放熱対策を施して、そのボイスコイルが過
熱状態にならないようにしたスピーカを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明のうち請求項１記載の発明は、ボイスコイ
ルから発生する熱を放熱するためのヒートパイプをフレ
ームまたは磁気回路に取り付けたスピーカであって、前
記ヒートパイプはボイスコイルの移動方向に沿って配さ
れるとともにその一端に熱吸入用開口を有し、該熱吸入
用開口がボイスコイルの近傍に配されることを特徴とし
ている。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記熱吸入用開口
は、ボイスコイルの移動ストロークの中間に位置するこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記ヒートパイプ
は、磁気回路のギャップ内に位置することを特徴として
いる。

【０００９】請求項４記載の発明は、放熱用のフィンを
磁気回路またはフレームに固定し、前記フィンにヒート
パイプの他端を連結することを特徴としている。

【００１０】請求項５記載の発明は、前記ヒートパイプ
は熱伝導性の高い材質から成ることを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１乃至３及び５記載の発明では、一端に
熱吸入用開口を有するヒートパイプをボイスコイルの移
動方向に沿って配すると共に、該熱吸入用開口をボイス
コイルの近傍に配したので、可動するボイスコイルから
の発熱を効率良く吸入して放熱することができて、ボイ
スコイルを過熱状態にならないようにすることが可能と
なる。そして、従来よりもスピーカへのハイパワー入力
を可能とすることができるようになる。

【００１２】請求項４記載の発明では、放熱用のフィン
を磁気回路またはフレームに固定し、前記フィンにヒー
トパイプの他端を連結したので、ヒートパイプの放熱を
更に促進させることができて、ボイスコイルの熱拡散が
容易におこなえるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図４に示した一実
施例により本発明の詳細を説明する。なお、従来のスピ
ーカと同様なものについては、同一の符号を付してい
る。まず、図１は本発明を適用したスピーカの前面図で
あり、図２はその要部を示した概略斜視図、図３は図１
中のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図、図４は図１のスピーカの後
面図である。本発明を適用したスピーカ１の概略構成を
説明すると、図３に示すように、主に振動部Ａと磁気回
路部Ｂと取付部Ｃとから構成されており、取付部Ｃとし
てのフレーム１２は段部を有する箱体形状であって、そ
のフレーム１２内に振動部Ａの中心をなす円錐形状の振
動板２が配置されている。この振動板２を支えるサスペ
ンションとして、振動板２の外周を支持するロール形の
コーンエッジ２ａと、振動板２の中心部を前後面側から
支持する波形のダンパ３とがそれぞれ設けられており、
これらのコーンエッジ２ａと各ダンパ３とを介して振動
板２は、その振動方向に対しては可動し易く、その振動
方向と直角な方向に対しては剛性を有するようにフレー
ム１２内に振動可能に保持されている。振動板２の中心
部背面側のフレーム１２にはダストキャップ４が取付け
られている。更に、振動板２の中心部には、音声電流を
流すためのボイスコイル５がボビン６を介して設けられ
ている。

【００１４】スピーカ１の磁気回路部Ｂはボイスコイル
５に磁束を与えるために設けらているものであって、上
記状態のボイスコイル５は、ヨーク１１の一側に穿設さ
れているギャップ７内に非接触状態に挿入されて、ヨー
ク１１の外周側に設けられている円形状のマグネット１
０によって磁束が供給されるようになっている。

【００１５】一方、フレーム１２の前面（音響放射側）
の中心位置には適宜大きさの丸孔１２ａが設けてあっ
て、その丸孔１２ａからヨーク１１の他側の一部を突出
させるようにしてヨーク１１を嵌着係合させてある。該
ヨーク１１の突出している他側には、後述するヒートパ
イプ１３の一辺を挿入可能とする複数の挿入孔１１ａが
同心円上に９０度ずつ離間して４個設けてあり、この挿
入孔１１ａ内に挿入されたヒートパイプ１３の一辺を磁
気回路部Ｂのギャップ７内に位置させるようになってい
る（図２，図３参照）。また、フレーム１２の前面に
は、適宜大きさの大小の丸孔１２ｂ，１２ｃを同心円上
に複数設ける。また、フレーム１２の後面には適宜大き
さの丸孔１２ｄを同心円上に複数設ける（図４参照）。

【００１６】次に、図１に示すように、フレーム１２の
前面側に突出しているヨーク１１にボイスコイル５から
発生する熱を放熱するための複数の中空のヒートパイプ
１３を取り付ける。前記ヒートパイプ１３は熱伝導性の
高い材質から形成されており、その形状は長辺１３Ａと
短辺１３Ｂとからなる側面視Ｌ形状であって、長辺１３
Ａ側の開口を熱排出用開口１３ａ、また短辺１３Ｂ側の
開口を熱吸入用開口１３ｂとしている。そして、各ヒー
トパイプ１３の短辺１３Ｂを丸孔１２ａから突出してい
るヨーク１１の各挿入孔１１ａに挿入すると、各短辺１
３Ｂは磁気回路部Ｂのギャップ７内に位置され、更に、
熱吸入開口１３ｂはボイスコイル５の近傍、且つボイス
コイル５の移動ストロークの中間位置に配される（図２
参照）。この時、各ヒートパイプ１３の長辺１３Ａはフ
レーム１２の前面側に水平方向となるように配置されて
いる。

【００１７】更に、フレーム１２の前面にはヒートパイ
プ１３の放熱を促進させる放熱用のフィン１４を複数設
けるようにする。これらのフィン１４は等間隔、且つフ
ィン１４の長手方向は、ヒートパイプ１３の長辺１３Ａ
の延設方向と直交する方向に設けられるようにすると共
に、各ヒートパイプ１３が複数のフィン１４の側面を連
通するようになっている。このことにより、ボイスコイ
ル５の発熱がヒートパイプ１３に伝導し、更にフィン１
４にも伝導するようになっているので、ヒートパイプ１
３及びボイスコイル５の放熱を更に促進させることがで
きるようになっている。ところで、上記配置された各フ
ィン１４はフレーム１２の前面のみだけではなくて、ス
ピーカ１の磁気回路部Ｂに固定するようにしてもよい。

【００１８】次に、上記構成とした本発明のスピーカ１
を駆動させた際の作用について説明する。まず、スピー
カ１を搭載したスピーカ装置と図示しないステレオのパ
ワーアンプとをスピーカケーブル等で結線しておく。そ
して、コンパクトディスク等を再生するためにステレオ
のパワーアンプの出力を増大させると、スピーカ１のボ
イスコイル５に音声電流が流れ始め、スピーカ１から音
に変換されたコンパクトディスク等の再生が始まる。し
ばらく時間が経過すると、音声電流が流れているボイス
コイル５には、ジュール熱が発生しているので徐々に過
熱状態へと移行していくが、そのボイスコイル５に発生
している発熱は、ギャップ７内に位置しているヒートパ
イプ１３の熱吸入用開口１３ｂからヒートパイプ１３内
に吸入されていく共に、ヒートパイプ１３に伝導されて
いく。そして、その吸入、或いは伝導した発熱は、ヒー
トパイプ１３内を伝わって熱排出用開口１３ａから排出
されたり、ヒートパイプ１３の長辺１３Ａの外表面から
放熱されたりすることによって、ボイスコイル５の発熱
を吸収・拡散させてボイスコイル５が過熱状態に陥るこ
とを防止することができる。また、この時、各ヒートパ
イプ１３に側面を連通されているそれぞれのフィン１４
が、ヒートパイプ１３の外周面に伝導した発熱を伝導さ
せて大気中に放熱するので、更にヒートパイプ１３を降
温させることができるので、ボイスコイル５の放熱効果
を更に促進させることができる。

【００１９】図５は、本発明を適用したスピーカ１と熱
対策を施していない従来のスピーカとの性能比較図であ
って、スピーカに一定の入力（８０Ｗ）を行った際にボ
イスコイル（図５中では、ＶＣという）の温度上昇を経
過時間毎に測定してそれぞれを比較したものである。同
図からわかるように、本発明を適用したスピーカ１は従
来のスピーカと比較すると、ボイスコイルの温度上昇を
かなり抑えることができ、かなりの放熱効果が得られて
いることがわかる。

【００２０】このような実施例によれば、構造が簡単で
低コストに放熱対策を施したスピーカ１を構成すること
ができ、そして、熱伝導性の高い部材で形成されている
ヒートパイプ１３がボイスコイル５の移動方向に平行伸
張しているので、ボイスコイル５の位置によらず高効率
の放熱が可能となる。また、熱吸入用開口１３ｂがボイ
スコイル５の移動ストロークの中間にあるので、更に高
効率の放熱効果を上げることができて、スピーカへの入
力パワーが制限されることがなくなる。一方、音響放射
側に音響フィンを有するスピーカの場合には、上記した
実施例と同様なヒートパイプを取りつけると共に、音響
フィンを放熱用のフィンとして兼用させるようにして、
ボイスコイルの放熱を促進させることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、請
求項１乃至３及び５記載の発明によれば、一端に熱吸入
用開口を有するヒートパイプをボイスコイルの移動方向
に沿って配すると共に、該熱吸入用開口をボイスコイル
の近傍に配したので、可動するボイスコイルからの発熱
を効率良く吸入して放熱することができて、ボイスコイ
ルを過熱状態にならないようにすることが可能となる。
そして、従来よりもスピーカへのハイパワー入力を可能
とすることができる。

【００２２】請求項４記載の発明によれば、放熱用のフ
ィンを磁気回路またはフレームに固定し、前記フィンに
ヒートパイプの他端を連結したので、ヒートパイプの放
熱を更に促進させることができて、ボイスコイルの熱拡
散が容易におこなえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したスピーカの前面図である。

【図２】図１の要部を示したもので、ヨークとヒートパ
イプとの位置関係を説明する概略斜視図である。

【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明を適用したスピーカの半裁後面図であ
る。

【図５】本発明を適用したスピーカと熱対策を施してい
ない通常のスピーカとによるＶＣ（ボイスコイル）の温
度上昇測定結果を示した性能比較図である。

【図６】従来の内磁形及び外磁形スピーカの概略断面図
である。

【符号の説明】

１スピーカＡ振動部Ｂ磁気回路部Ｃ取付部２振動板３ダンパ５ボイスコイル６ボビン７磁気空隙（ギャップ）１０永久磁石（マグネット）１１ヨーク１２フレーム１３ヒートパイプ１３ａ熱排気用開口１３ｂ熱吸入用開口１４フィン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイスコイルから発生する熱を放熱する
ためのヒートパイプをフレームまたは磁気回路に取り付
けたスピーカであって、前記ヒートパイプはボイスコイルの移動方向に沿って配
されるとともにその一端に熱吸入用開口を有し、該熱吸
入用開口がボイスコイルの近傍に配されることを特徴と
するスピーカ。
【請求項２】前記熱吸入用開口は、ボイスコイルの移
動ストロークの中間に位置することを特徴とする請求項
１記載のスピーカ。
【請求項３】前記ヒートパイプは、磁気回路のギャッ
プ内に位置することを特徴とする請求項１または２記載
のスピーカ。
【請求項４】放熱用のフィンを磁気回路またはフレー
ムに固定し、前記フィンにヒートパイプの他端を連結す
ることを特徴とする請求項１ないしは３のいずれか一に
記載のスピーカ。
【請求項５】前記ヒートパイプは熱伝導性の高い材質
から成ることを特徴とする請求項１ないし４記載のスピ
ーカ。