JP2005295334A

JP2005295334A - スピーカ装置

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Publication number: JP2005295334A
Application number: JP2004109271A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Sugawara; 久芳菅原; Katsutoshi Fumimoto; 勝利文元; Arata Tada; 新多田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: JP4436710B2

Abstract

【課題】増幅回路で発生する熱を効率よく放熱させることができる高信頼性のバスレフ式の「スピーカ装置」を提供すること。
【解決手段】振動板２０の振動によってスピーカユニット１３の背面側と正面側に生成される空気流をそれぞれ、バスレフポート２２とホーン２４を介して筐体１０の外部へ導くようにした。また、スピーカユニット１３からバスレフポート２２へ導かれる空気流の流路とホーン２４へ導かれた空気流の流路と隣接する位置に増幅回路１４を設置した。これにより、バスレフポート２２へ導かれる空気流Ｐが増幅回路１４を空冷し、かつ、ホーン２４へ導かれて第２の開口部２５へ向かう空気流Ｒが放熱板１７を介して増幅回路１４を空冷することとなり、増幅回路１４の温度上昇を効率よく抑えることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は車載用等として好適なバスレフ式のスピーカ装置に係り、特に、増幅回路を内蔵したスピーカ装置の放熱対策に関する。

従来より、図１０に示すように、筐体１の内部にスピーカユニット２や増幅回路３や放熱板４等を配設したバスレフ式のスピーカ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。筐体１の内部は壁部５によって二分割されており、壁部５には開口５ａが設けられている。スピーカユニット２は、フレーム６に支持された振動板７や、振動板７に支持された図示せぬボイスコイルや、ボイスコイルを介して振動板７が駆動可能な磁気回路８等を備えており、このスピーカユニット２の正面側が壁部５の開口５ａに臨出している。増幅回路３は出力トランジスタ等を備え、スピーカユニット２と電気的に接続されている。この増幅回路３は放熱板４上に設置されており、放熱板４と筐体１の内壁との間にバスレフポート９が画成されている。このバスレフポート９はスピーカユニット２の振動板７によって生成される空気流を筐体１の外部へ導くためのものであり、バスレフポート９の全長は位相の反転を考慮した所定の長さに設定されている。

このように概略構成された従来のスピーカ装置は、増幅回路３を介してスピーカユニット２に音声信号が入力されると、スピーカユニット２のボイスコイルが磁気回路８に駆動されて振動板７が振動するため、この振動板７によって生成される空気流がバスレフポート９へ導かれて筐体１の外部へ放出されるようになっている。また、通電時には増幅回路３の出力トランジスタ等が発熱して放熱板４が加熱されるが、この放熱板４はバスレフポート９に露出しているため該バスレフポート９内を流動する空気流によって空冷される。そのため、増幅回路３で発生する熱をバスレフポート９内の空気流を利用して放熱させることができる。

また、他の従来技術として、バスレフポートの側面に開設した小孔を増幅回路の近傍に配置させることによって、小孔から漏出する空気流で増幅回路が空冷されるようにしたスピーカ装置の放熱対策が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−２７６５８８号公報（第３頁、図１）特開平４−３３４６３６号公報（第２頁、図１）

従来のバスレフ式スピーカ装置における増幅回路の放熱対策は、例えば図１０に示す前者の従来例のように、増幅回路３で発生して放熱板４に伝導された熱をバスレフポート９内の空気流によって空冷するというものであるが、高出力のスピーカ装置では増幅回路３からの発熱量が多いため、これだけでは十分な放熱効果が得られず、過度の温度上昇により回路素子が破壊されてしまう危険性があった。同様に、バスレフポートに開設した小孔から漏出する空気流によって増幅回路を空冷するという後者の従来例も、増幅回路からの発熱量が多い高出力のスピーカ装置に適用した場合には十分な放熱効果を得ることは困難である。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、増幅回路で発生する熱を効率よく放熱させることができる高信頼性のバスレフ式のスピーカ装置を提供することにある。

本発明は、振動板の振動によってスピーカユニットの背面側に生成される空気流と正面側に生成される空気流とをそれぞれ異なるバスレフポートとホーンとへ導くと共に、スピーカユニットからバスレフポートへ導かれる空気流の流路とホーンへ導かれた空気流の流路とに隣接する位置に増幅回路を設置することによって、スピーカユニットの背面側と正面側に生成される空気流がそれぞれ増幅回路を空冷できるようにした。

本発明によるバスレフ式のスピーカ装置は、振動板の振動によってスピーカユニットの背面側と正面側にそれぞれ生成される空気流がそれぞれ増幅回路を空冷できるようにしてあるため、増幅回路で発生する熱を効率よく放熱させることができる。それゆえ、増幅回路からの発熱量が多い高出力のスピーカ装置に適用した場合にも、過度の温度上昇を防止することができて信頼性が向上する。

本発明のスピーカ装置では、筐体の内部に、フレームに支持された振動板が磁気回路によって駆動可能なスピーカユニットと、該スピーカユニットと電気的に接続された増幅回路と、前記磁気回路の存する前記スピーカユニットの背面側に生成される空気流を前記筐体の外部へと導くバスレフポートと、前記磁気回路の存しない前記スピーカユニットの正面側に生成される空気流を前記筐体の外部へと導くホーンとを配設し、前記増幅回路を前記スピーカユニットの背面から前記バスレフポートへ導かれる空気流の流路および前記ホーンへ導かれた空気流の流路とそれぞれ隣接する位置に設置した。

このように構成されたバスレフ式のスピーカ装置は、振動板の振動によってスピーカユニットの背面側に生成される空気流と正面側に生成される空気流とをそれぞれバスレフポートとホーンへ導くと共に、スピーカユニットの背面からバスレフポートへ導かれる空気流の流路とスピーカユニットの正面からホーンへ導かれた空気流がそれぞれ増幅回路を空冷できるようにしてあるため、増幅回路で発生する熱を効率よく放熱させることができて優れた放熱効果が期待できる。したがって、増幅回路からの発熱量が多い高出力のスピーカ装置に適用した場合にも、過度の温度上昇が抑制できるため熱による回路素子の破壊が未然に防止でき、高い信頼性が得られる。

上記の構成において、前記フレームに開設されている複数の窓部のうち前記増幅回路と隣接する窓部を除くすべての窓部を蓋閉しておくと、スピーカユニットの背面側に生成される空気流を蓋閉されていない窓部へ集中させて背圧を高めることができる。その結果、スピーカユニットの背面側に生成される空気流の流速が増大して増幅回路の空冷に大きく寄与することができるため、放熱効果が一層高まる。

実施例について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施例に係るバスレフ式スピーカ装置の平面図、図２は該スピーカ装置の上ケース側の内部構成を示す平面図、図３は該スピーカ装置の下ケース側の内部構成を示す平面図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７は図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図８は該スピーカ装置の正面図である。

これらの図に示すスピーカ装置は、上ケース１１と下ケース１２を組み合わせてなる筐体１０の内部に、スピーカユニット１３や増幅回路（アンプ回路）１４、制御回路１５、ポート部品１６、放熱板１７等を配設し、かつ筐体１０の開口端にカバー１８を取り付けて概略構成されている。また、スピーカユニット１３には、複数の窓部１９ａが開設されたフレーム１９や、フレーム１９に支持された振動板２０や、振動板２０に支持された図示せぬボイスコイルや、ボイスコイルを介して振動板２０を駆動可能な磁気回路２１等が具備されている。この磁気回路２１は、センターポールを有するヨーク２１ａと、環状のマグネット２１ｂおよびセンターポールとの間に磁気ギャップを形成するための環状のプレート２１ｃから構成されている。

上ケース１１と下ケース１２はアルミダイカストのように熱伝導性に優れた金属材料からなり、図５と図６に示すように、上ケース１１の一部（ヒートシンク部１１ａ）と合成樹脂製のポート部品１６とによってバスレフポート２２が画成されている。このバスレフポート２２は磁気回路２１の外周面に隣接する湾曲した経路に沿って延びており、バスレフポート２２の天井部分を構成するヒートシンク部１１ａと残りの部分を構成するポート部品１６はいずれも平面視Ｊ字形状に形成されて磁気回路２１に近接して配置されている（図２参照）。このバスレフポート２２は、振動板２０の振動によってスピーカユニット１３の背面側（磁気回路２１の存する側）に生成される空気流を筐体１０の第１の開口部２３へ導いて外部へ放出させるためのものである。

増幅回路１４と制御回路１５はスピーカユニット１３と電気的に接続されており、増幅回路１４には出力トランジスタ等の発熱素子が配設されているため、この増幅回路１４は熱伝導率の高いアルミニウム等からなる放熱板１７上に設置されている。よって、上記出力トランジスタ等の発熱素子で発生した熱は放熱板１７に伝達される。また、放熱板１７と下ケース１２の内壁との間にはホーン２４が画成されている。このホーン２４は、振動板２０の振動によってスピーカユニット１３の正面側（磁気回路２１の存しない側）に生成される空気流を筐体１０の第２の開口部２５へ導いて外部へ放出させるためのものである。

図２〜図４に示すように、振動板２０によりスピーカユニット１３の背面側に生成された空気流（矢印Ｐで示す）は、増幅回路１４上を通過してバスレフポート２２内へ導かれ第１の開口部２３へ向かうので、この空気流Ｐによって増幅回路１４の発熱素子が直接空冷されることになる。また、振動板２０によりスピーカユニット１３の正面側に生成されてホーン２４内へ導かれた空気流（矢印Ｒで示す）は、放熱板１７を空冷しながら第２の開口部２５へ向かうので、この空気流Ｒによっても増幅回路１４は空冷されることになる。

なお、図２と図３に示すように、ポート部品１６と制御回路１５は上ケース１１にねじ止め固定されており、スピーカユニット１３と増幅回路１４および放熱板１７は下ケース１２にねじ止め固定されている。

このように構成されたスピーカ装置において、増幅回路１４を介してスピーカユニット１３に音声信号が入力されると、スピーカユニット１３のボイスコイルが磁気回路２１に駆動されて振動板２０が振動するため、この振動板２０によって生成される空気流が第１およびホーン２２，２４へ導かれて筐体１０の外部へ放出されるようになっている。

また、本実施例に係るスピーカ装置にあっては、通電時に増幅回路１４の出力トランジスタ等が発熱して温度が上昇するものの、振動板２０の振動によってスピーカユニット１３の背面側に生成される空気流は増幅回路１４を冷却してバスレフポート２２へ導かれて第１の開口部２３へ向かうので、この空気流Ｐによって増幅回路１４の温度上昇を抑えることができる。しかも、振動板２０の振動によってスピーカユニット１３の正面側に生成される空気流はホーン２４へ導かれ、放熱板１７を介して増幅回路１４を空冷する空気流Ｒとして第２の開口部２５へ向かうので、この空気流Ｒによっても増幅回路１４の温度上昇を抑えることができる。それゆえ、増幅回路１４で発生する熱はこれらの空気流Ｐ，Ｒによって効率よく放熱されることとなり、増幅回路１４からの発熱量が多い場合にも過度の温度上昇が抑制できるようになっている。

また、本実施例に係るスピーカ装置にあっては、筐体１０内における磁気回路２１の周囲の空間を有効利用し、バスレフポート２２を磁気回路２１を１８０°包囲するような湾曲した経路に沿って延設しているため、スペースファクタを悪化させることなく該バスレフポート２２に十分な長さを確保することができる。それゆえ、筐体１０内の限られたスペースに十分に長いバスレフポート２２を容易に配置させることができ、スピーカ装置の小型化が図りやすくなっている。しかも、バスレフポート２２の天井部分はアルミダイカストからなる上ケース１１のヒートシンク部１１ａであり、このヒートシンク部１１ａを磁気回路２１の外周面に隣接して配置させてあるため、磁気回路２１で発生する熱をヒートシンク部１１ａを介して放熱させることができる。

すなわち、本実施例に係るスピーカ装置は、増幅回路１４に対する放熱効果を高め、かつ磁気回路２１に対する放熱効果を高めるように構成されているため、筐体１０内の温度が過度に上昇する危険性が少なくなっている。その結果、熱による回路素子の破壊が未然に防止できて信頼性が向上し、かつボイスコイル等に高い耐熱性が要求されなくなってコストダウンが図りやすくなっている。

なお、本実施例に係るスピーカ装置は、上ケース１１と下ケース１２を組み合わせて筐体１０を構成しているため、各ケース１１，１２の金型形状を複雑化する必要がなく、この点でもコストダウンに有利である。また、本実施例に係るスピーカ装置は、筐体１０の外形の一部をバスレフポート２２の湾曲部に沿って、つまり磁気回路２１の外周面に沿って湾曲させてあるため、この点でも小型化に有利である。バスレフポート２２が磁気回路２１を包囲する角度範囲としては、筐体１０の外形の角部を湾曲させて小型化（筐体１０の容量の低減）を図るという観点から９０°以上が好ましい。ただし、磁気回路の放熱性のみを考慮すれば、その角度範囲はさらに小さくても良く、３０°〜９０°でも放熱効果を高めることは可能である。

図９は本発明の他の実施例に係るバスレフ式スピーカ装置の下ケース側の内部構成を示す平面図であり、図３に対応する部分には同一符号を付してある。

図９に示すスピーカ装置は、スピーカユニット１３のフレーム１９に開設されている複数の窓部のうち、増幅回路１４と隣接する窓部１９ａを除くすべての窓部が適宜手段によって蓋閉されている点が前記実施例と異なっている。これにより、スピーカユニット１３の背面側に生成される空気流を蓋閉されていない窓部１９ａへ集中させて背圧を高めることができるので、スピーカユニット１３の背面側に生成される空気流の流速が増大して増幅回路１４の空冷に大きく寄与することができ、放熱効果を一層高めることができる。

本発明の実施例に係るバスレフ式スピーカ装置の平面図である。該スピーカ装置の上ケース側の内部構成を示す平面図である。該スピーカ装置の下ケース側の内部構成を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。該スピーカ装置の正面図である。本発明の他の実施例に係るバスレフ式スピーカ装置の下ケース側の内部構成を示す平面図である。従来例に係るバスレフ式スピーカ装置を示す説明図である。

符号の説明

１０筐体
１１上ケース
１１ａヒートシンク部
１２下ケース
１３スピーカユニット
１４増幅回路
１５制御回路
１６ポート部品
１７放熱板
１８カバー
１９フレーム
１９ａ窓部
２０振動板
２１磁気回路
２２バスレフポート
２３第１の開口部
２４ホーン
２５第２の開口部

Claims

筐体の内部に、フレームに支持された振動板が磁気回路によって駆動可能なスピーカユニットと、該スピーカユニットと電気的に接続された増幅回路と、前記磁気回路の存する前記スピーカユニットの背面側に生成される空気流を前記筐体の外部へと導くバスレフポートと、前記磁気回路の存しない前記スピーカユニットの正面側に生成される空気流を前記筐体の外部へと導くホーンとを配設し、前記増幅回路を前記スピーカユニットの背面から前記バスレフポートへ導かれる空気流の流路および前記ホーンへ導かれた空気流の流路とそれぞれ隣接する位置に設置したことを特徴とするスピーカ装置。
請求項１の記載において、前記フレームに開設されている複数の窓部のうち前記増幅回路と隣接する窓部を除くすべての窓部を蓋閉したことを特徴とするスピーカ装置。