JP2007214787A - スピーカユニット及びスピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、音声出力時のボイスコイルによる発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上した非金属製フレームからなるスピーカユニット及びスピーカ装置を提供するようにする。
【解決手段】本発明は、オーディオ信号に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に固定されたスピーカ用振動板２を振動させながらオーディオ信号に応じた音波を発生させるスピーカユニット３１であって、当該スピーカユニット３１を構成する樹脂フレーム３２と、当該樹脂フレーム３２と磁気回路部９とを機械的に接続し、スピーカ用振動板２の動きによってボイスコイル６における発熱を空冷するための所定の冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が設けられた接続フレーム３３及び３４とを設けることにより、音声出力時におけるスピーカ用振動板２の動きによって当該ボイスコイル６の発熱を空冷することができるので、樹脂フレーム３２の樹脂の溶解温度に達することを予め回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカユニット及びスピーカ装置に関し、特にフレームの材料として樹脂が用いられた樹脂フレームでなるスピーカユニットに適用して好適なものである。

従来、図９に示すように、ボイスコイルに取り巻くようにリング形状の磁石が配設された外磁型スピーカユニット（以下、これを単にスピーカユニットと呼ぶ）１においては、先端が開口された略円錐形状のスピーカ用振動板２を有し、当該スピーカ用振動板２の外周部分がフレーム３に取り付けられたエッジにガスケット４を介して支持される一方、その内周の開口部分がフレーム３に取り付けられたダンパー５により支持されており、かくしてフレーム３に対してスピーカ用振動板２が前後に可動自在な状態で取り付けられている。

スピーカ用振動板２は、その開口部分の下側において、リード線（図示せず）でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、開口部分の上側において、当該開口部分を覆うようにスピーカ用振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、当該スピーカ用振動板２の径方向における変形防止及び塵埃等の侵入を防止するようになされている。

スピーカユニット１は、フレーム３の下端側に、スピーカ用振動板２を前後に振動させるための磁気回路部９が固定した状態で取り付けられている。この磁気回路部９は、中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。

このプレート１２の上面がフレーム３の下端でカシメにより固定された結果、磁気回路部９がフレーム３に取り付けられると、ボイスコイル６の巻回されたボイスコイルボビン７がポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持される。

かくしてスピーカユニット１では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発することにより、スピーカ用振動板２が前後に振動してオーディオ信号に応じた音波を発生させるようになされている（例えば特許文献１）。
特開2005-151254公報

ところで、このようなスピーカユニット１では、入力されるオーディオ信号に応じてスピーカ用振動板２を正確に振動させることにより、当該オーディオ信号に対して忠実な音すなわち高音質な音を出力するため、スピーカ用振動板２としては出来るだけ変形等が生じないことが望ましい。

そのためスピーカユニット１は、スピーカ用振動板２が取り付けられるフレーム３の素材としては強度的に強い鉄等の材料が用いられることが一般的である。従ってスピーカユニット１は、入力されるオーディオ信号に応じた音圧レベルの増加に伴ってボイスコイル６の温度が最大で摂氏約３００℃程度になると共に、磁気回路部９におけるプレート１２の温度についても摂氏約１５０℃〜２００℃程度にまで上昇してしまうが、スピーカ用振動板２とフレーム３との空間に設けられているダンパー５付近におけるフレーム３の温度については当該フレーム３自体の放熱作用によって約８０℃程度になり、フレーム３とプレート１２との接合部分が発熱により破損するようなことはなかった。

しかしながら、鉄製のフレーム３を用いたスピーカユニット１では、全体の重量が重くなり易いという欠点があるうえ、カシメによりフレーム３と磁気回路部９のプレート１２とが接合されているため分解し難くリサイクルに適さないという欠点もあった。

このような欠点を解消するためのものとして、図９との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、近年では鉄製のフレーム３を用いる代わりに樹脂製でなる樹脂フレーム１３を用いたスピーカユニット２１がある。

このスピーカユニット２１では、樹脂フレーム１３の下端が磁気回路部９のプレート１２に対してカシメではなくネジ２２により取り付け固定された構造を有し、鉄製のフレーム３（図９）と比較して全体の重量が軽くなっていると共に、ネジ２２により取り付けられた構造であるため分解が容易でリサイクルに適しているという特徴を有する。

ところでかかる構成のスピーカユニット２１においては、入力されるオーディオ信号に応じた音圧レベルの増加に伴ってボイスコイル６の温度が最大で摂氏約３００℃程度になると共に、プレート１２の温度についても摂氏約１５０℃〜２００℃程度にまで上昇してしまうと、当該プレート１２の熱が樹脂フレーム１３に伝達し、樹脂の溶解温度に達して変形することになり、最終的には磁気回路部９が樹脂フレーム１３から脱落してしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、音声出力時のボイスコイルによる発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上した非金属製フレームからなるスピーカユニット及びスピーカ装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明のスピーカユニットにおいては、オーディオ信号に応じて磁気回路部のボイスコイルに固定された振動板を振動させながらオーディオ信号に応じた音波を発生させるスピーカユニットであって、当該スピーカユニットの外枠を構成する非金属製フレームと、当該非金属製フレームと磁気回路部とを機械的に接続し、振動板の動きによってボイスコイルにおける発熱を空冷するための所定の放熱機構が設けられた接続フレームとを設けることにより、音声出力時における振動板の動きによって当該ボイスコイルの発熱を空冷することができるので、非金属製フレームの溶解温度に達することを予め回避することができる。

本発明によれば、音声出力時における振動板の動きによって当該ボイスコイルの発熱を空冷することができるので、非金属製フレームの溶解温度に達することを予め回避することができ、かくして音声出力時のボイスコイルによる発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上した非金属製フレームからなるスピーカユニット及びスピーカ装置を実現することができる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態におけるスピーカユニットの構造
図１０との対応部分に同一符号を付して示す図１において、スピーカユニット３１では、先端が開口された略円錐形状のスピーカ用振動板２を有し、当該スピーカ用振動板２の外周部分が樹脂フレーム３２の一方の端部に取り付けられたエッジにガスケット４を介して支持される一方、その内周側の開口部分が接続フレーム３３を介して樹脂フレーム３２と間接的に取り付けられたダンパー５により支持されており、かくして樹脂フレーム３２に対してスピーカ用振動板２が前後に可動自在な状態で取り付けられている。

スピーカ用振動板２は、その開口部分の下側において、リード線でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、開口部分の上側において、当該開口部分を覆うようにスピーカ用振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、当該スピーカ用振動板２の径方向における変形防止及び塵埃等の侵入を防止するようになされている。

またスピーカユニット３１は、スピーカ用振動板２を前後に振動させるための磁気回路部９を有している。この磁気回路部９は、中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。

このスピーカユニット３１では、樹脂フレーム３２の他方の端部が断面略Ｓ字状でなる２枚の接続フレーム３３及び３４に挟み込まれ、その状態で、当該２枚の接続フレーム３３及び３４がネジ３５によりプレート１２に取り付けられている。

このようにスピーカユニット３１は、樹脂フレーム３２と磁気回路部９とが接続フレーム３３及び３４を介して機械的に接続されると、ボイスコイル６の巻回されたボイスコイルボビン７がポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持される。

この結果スピーカユニット３１では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発した結果スピーカ用振動板２を前後に振動させてオーディオ信号に応じた音波を発生させるようになされている。

この２枚の接続フレーム３３及び３４は、その断面形状が相互に断面略Ｓ字状の相似形を有し、重ね合わされた状態でその先端部分に樹脂フレーム３２の厚さとほぼ同じ寸法の空隙が形成されるようになされており、その空隙に樹脂フレーム３２の端部が挟み込まれることになる。

具体的には、スピーカユニット３１は、取り付け時、まず磁気回路部９におけるプレート１２上に接続フレーム３４を載置し、その先端部分に樹脂フレーム３２の他方の端部を載せ、その上から接続フレーム３３を重ね合わせ、最後に接続フレーム３３及び３４をネジ３５によってプレート１２にネジ止めすることにより形成される。

なお接続フレーム３３は、ダンパー５の端部で当該ダンパー５と一体に取り付けられており、これによりスピーカ用振動板２の内周側の開口部分が、当該接続フレーム３３を介して樹脂フレーム３２と間接的に取り付けられたダンパー５によって支持されることになる。

ここで接続フレーム３３及び３４は、樹脂フレーム３２とプレート１２とを機械的に接続するものであるが、その材質としては軽量でかつ鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム等の金属材料が用いられており、プレート１２からの発熱が樹脂フレーム３２に対して直接伝達することがないように断熱することにより、樹脂フレーム３２の溶解を防止し得るようになされている。

またスピーカユニット３１は、当該スピーカユニット３１が外磁型であるため、内磁型のスピーカユニットとは異なり、接続フレーム３３及び３４として磁性体の金属を用いた場合でも、無用な磁気回路が発生してボイスコイル６に有効な磁束が減少するといった心配がない。

ところでスピーカユニット３１は、接続フレーム３３の周側面に所定形状の冷却フィンＣＦ１が所定間隔毎に複数設けられると共に、接続フレーム３４の周側面に冷却フィンＣＦ２が所定間隔毎に複数設けられている。

図２に示すように、この接続フレーム３４は、その周側面から冷却フィンＣＦ２を切り起こしたときの貫通穴ＴＨ１が形成されている。同様に、接続フレーム３３についても、その周側面から冷却フィンＣＦ１を切り起こしたときの貫通穴ＴＨ１が形成されている。

これによりスピーカユニット３１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きにより、接続フレーム３３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２にそれぞれ対応した接続フレーム３４の貫通穴ＴＨ１を介して外部へ排出し、又は外部から新たな冷たい空気を取り込み得るようになされている。

これによりスピーカユニット３１は、磁気回路部９におけるプレート１２の発熱温度を冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２を介して空冷することにより下げることが出来るので、樹脂フレーム３２の樹脂が溶解温度に達する可能性を一段と低減し、磁気回路部９が樹脂製フレーム１３から脱落してしまうリスクを確実に軽減し得るようになされている。

なおスピーカユニット３１は、これらの冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が接続フレーム３３及び３４の周側面から切り起こされた状態に形成されているため、接続フレーム３３及び３４に貫通孔が形成される場合に比べて、接続フレーム３３及び３４自体の強度を低減させずに済むだけではなく、むしろ冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が接続フレーム３３及び３４の周側面から切り起こされたことによって、いわゆるリブの役割を担うことになるので一段と強度を向上させ得るようになされている。

（１−２）第１の実施の形態における接続フレームの冷却構造
図１に示したようにスピーカユニット３１では、接続フレーム３３の冷却フィンＣＦ１が当該接続フレーム３３とダンパー５との間の空間側へ向けて突出し、また接続フレーム３４の冷却フィンＣＦ２がそれとは逆に外側へ向けて突出しており、冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が一直線上に並ぶように形成されている。

これによりスピーカユニット３１は、金属プレート３３及び３４が重ね合わされた状態でプレート１２に取り付け固定されているにも拘わらず、冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２にそれぞれ対応した接続フレーム３３及び３４の貫通穴ＴＨ１を介して滑らかに空気の流出及び流入を生じさせ得るようになされている。

図３に示すように接続フレーム３４の冷却フィンＣＦ２は、当該接続フレーム３４の周側面３４Ａに対して所定の傾斜角α度だけ傾けられた状態で形成されている。因みに、このとき接続フレーム３３の冷却フィンＣＦ１についても、接続フレーム３４の冷却フィンＣＦ２と並んだときに一直線になるような所定の傾斜角（９０−α）度に傾けられた状態で形成されているため、空気の流出及び流入の邪魔になることはないように考慮されている。

これによりスピーカユニット３１は、接続フレーム３３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気をスピーカ用振動板２の前後方向の動きに応じて渦巻き状にしながら流出し、又は外部の冷たい空気を渦巻き状にしながら流入することができ、かくして接続フレーム３３及び３４とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を外部の冷たい空気で空冷し得るようになされている。

（１−３）第１の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、スピーカユニット３１は、樹脂フレーム３２を磁気回路部９のプレート１２に対して直接取り付けるのではなく、鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム材でなる接続フレーム３３及び３４を介して間接的に取り付けるようにしたことにより、入力される大レベルのオーディオ信号に応じてボイスコイルが摂氏約３００℃近くに発熱したとしても、接続フレーム３３及び３４と樹脂フレーム３２との接合面付近の温度上昇を摂氏約８０℃前後までで止めることができるので、樹脂の溶解温度に達することなく、樹脂フレーム３２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム３２からの脱落を未然に防止することができる。

またスピーカユニット３１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きに合わせ、２枚の接続フレーム３３及び３４に形成された冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２を介して接続フレーム３３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を渦巻き状にしながら流出し、又は外部の冷たい空気を渦巻き状にしながら流入することにより、プレート１２及びボイスコイル６を冷却することができ、かくして大レベルのオーディオ信号に対する耐入力を鉄製フレーム相当にまで上げることができる。

このときスピーカユニット３１は、接続フレーム３３及び３４の冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２がリブの役割を担うことにより、冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が形成されていない接続フレーム３３及び３４よりも逆に強度を向上させることができるので、振動の多い車載用スピーカとして用いられた場合であっても振動による破損を大幅に低減することができる。

さらにスピーカユニット３１は、樹脂フレーム３２と磁気回路部９のプレート１２とを取り付ける際、接続フレーム３３、３４を介在した状態でネジ３５によって組み立てるようにしたことにより、分別回収時の解体性を容易化し、部品のリサイクル使用を容易に実現することができる。

以上の構成によれば、スピーカユニット３１は、樹脂フレーム３２によって全体の軽量化を図りながらも、ボイスコイル６による発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上することができる。

（２）第２の実施の形態
（２−１）第２の実施の形態におけるスピーカユニットの構造
図１との対応部分に同一符号を付した図４において、スピーカユニット５１では、先端が開口された略円錐形状のスピーカ用振動板２を有し、当該スピーカ用振動板２の外周部分が樹脂フレーム５２の一方の端部に取り付けられたエッジにガスケット４を介して支持される一方、その内周側の開口部分が接続フレーム５３を介して樹脂フレーム５２と間接的に取り付けられたダンパー５により支持されており、かくして樹脂フレーム５２に対してスピーカ用振動板２が前後に可動自在な状態で取り付けられている。

スピーカ用振動板２は、その開口部分の下側において、リード線でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、開口部分の上側において、当該開口部分を覆うようにスピーカ用振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、当該スピーカ用振動板２の径方向における変形防止及び塵埃等の侵入を防止するようになされている。

またスピーカユニット５１は、スピーカ用振動板２を前後に振動させるための磁気回路部９を有している。この磁気回路部９は、中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。

このスピーカユニット５１では、樹脂フレーム５２の他方の端部が断面略Ｓ字状でなる接続フレーム５３と一体化され、その状態で、当該接続フレーム５３がネジ３５によりプレート１２に取り付けられている。

またスピーカユニット５１では、樹脂フレーム５２の他方の端部がプレート１２と当接する程度の長さを有し、樹脂フレーム５２とプレート１２とを一体化させることにより強度を向上させ得るようになされている。

ここでスピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２とプレート１２との間には、当該プレート１２の温度上昇を樹脂フレーム５２に伝達することがないような絶温物（例えば紙等でなる）５４を介在させ、プレート１２、絶温物５４及び樹脂フレーム５２が一体化するようになされている。

このときスピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９のプレート１２とが絶温物５４を介して取り付けられ、かつ第１の実施の形態におけるスピーカユニット３１に比べて、接続フレーム５３と樹脂フレーム５２とにおける取付部分の面積が大きい分だけ一体感が増すと共に、磁気回路部９が樹脂製フレーム１３から脱落してしまうリスクを低減し得るようになされている。

このようにスピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９とが接続フレーム５３及び絶温物５４を介して一体に取り付けられると、ボイスコイル６の巻回されたボイスコイルボビン７がポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持される。

この結果スピーカユニット５１では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発した結果スピーカ用振動板２を前後に振動させてオーディオ信号に応じた音波を発生させるようになされている。

ところでスピーカユニット５１の接続フレーム５３は、樹脂フレーム５２とプレート１２とを機械的に接続するものであるが、その材質としては軽量でかつ鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム等の金属材料が用いられており、プレート１２からの発熱が樹脂フレーム５２に対して直接伝達することがないように断熱することにより、樹脂フレーム５２の溶解を防止し得るようになされている。

またスピーカユニット５１は、当該スピーカユニット５１が外磁型であるため、内磁型のスピーカユニットとは異なり、接続フレーム５３として磁性体の金属を用いた場合でも、無用な磁気回路が発生してボイスコイル６に有効な磁束が減少するといった心配がない。

さらにスピーカユニット５１は、接続フレーム５３の周側面に所定形状の冷却フィンＣＦ３が所定間隔毎に複数設けられ、かつその冷却フィンＣＦ３の貫通穴（図示せず）と対応して樹脂フレーム５２の所定位置にも貫通穴ＴＨ３が形成されている。また、この接続フレーム５２においても、その周側面から冷却フィンＣＦ３を切り起こしたときの貫通穴（図示せず）が形成されている。

これによりスピーカユニット５１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きにより、接続フレーム５３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を当該接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ３及び樹脂フレーム５３の貫通穴ＴＨ３を介して外部へ排出し、又は外部から新たな冷たい空気を取り込み得るようになされている。

これによりスピーカユニット５１は、接続フレーム５３と樹脂フレーム５２とが重ね合わされた状態でプレート１２に取り付け固定されているにも拘わらず、磁気回路部９におけるプレート１２の発熱温度を冷却フィンＣＦ３及び貫通穴ＴＨ３を介して空冷することにより下げることが出来るので、樹脂フレーム５２の樹脂が溶解温度に達する可能性を一段と低減し、磁気回路部９が樹脂製フレーム５３から脱落してしまうリスクを確実に軽減し得るようになされている。

なおスピーカユニット５１は、これらの冷却フィンＣＦ３が接続フレーム５３の周側面から切り起こされた状態で形成されているため、接続フレーム５３に貫通孔が形成される場合に比べて、接続フレーム５３自体の強度を低減させずに済むだけではなく、むしろ冷却フィンＣＦ３が接続フレーム５３の周側面から切り起こされたことによって、いわゆるリブの役割を担うことになるので一段と強度を向上させ得るようになされている。

ところで、接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ３についても、第１の実施の形態におけるスピーカユニット５１における接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ１と同様に、その周側面に対して所定の傾斜角だけ傾けられた状態で形成されている。

これによりスピーカユニット５１は、接続フレーム５３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気をスピーカ用振動板２の前後方向の動きに応じて渦巻き状にしながら流出し、又は外部の冷たい空気を渦巻き状にしながら流入することができ、かくして接続フレーム５３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を空冷し得るようになされている。

（２−２）第２の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、スピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２を磁気回路部９のプレート１２に対して直接取り付けるのではなく、鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム材でなる接続フレーム５３及び絶温物５４を介して間接的に取り付けるようにしたことにより、入力される大きなレベルのオーディオ信号に応じてボイスコイル６が摂氏約３００℃近くに発熱したとしても、接続フレーム５３と樹脂フレーム５２との接合面付近の温度上昇を摂氏約８０℃前後までで止めることができるので、樹脂の溶解温度に達することなく、樹脂フレーム５２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム５２からの脱落を未然に防止することができる。

またスピーカユニット５１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きに合わせ、接続フレーム５３に形成された冷却フィンＣＦ１及び樹脂フレーム５２に形成された貫通穴ＴＨ３を介して接続フレーム５３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を渦巻き状にしながら流出し、又は外部の冷たい空気を渦巻き状にしながら流入することにより、プレート１２及びボイスコイル６を冷却することができ、かくして大レベルのオーディオ信号に対する耐入力を鉄製フレーム相当にまで上げることができる。

このときスピーカユニット５１は、接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ３がリブの役割を担うことにより、冷却フィンＣＦ３が形成されていないときよりも逆に強度を向上させることができるので、振動の多い車載用スピーカとして用いられた場合であっても振動による破損を大幅に低減することができる。

さらにスピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９のプレート１２とを取り付ける際、接続フレーム５３を介在した状態でネジ３５によって組み立てるようにしたことにより、分別回収時の解体性を容易化し、部品のリサイクル使用を容易に実現することができる。

以上の構成によれば、スピーカユニット５１は、樹脂フレーム５２によって全体の軽量化を図りながらも、ボイスコイル６による発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上することができる。

（３）第３の実施の形態
（３−１）第３の実施の形態におけるスピーカユニットの構造
図１との対応部分に同一符号を付した図５において、スピーカユニット６１では、先端が開口された略円錐形状のスピーカ用振動板２を有し、当該スピーカ用振動板２の外周部分が樹脂フレーム３２の一方の端部に取り付けられたエッジにガスケット４を介して支持される一方、その内周側の開口部分が接続フレーム３３を介して樹脂フレーム３２と間接的に取り付けられたダンパー５により支持されており、かくして樹脂フレーム３２に対してスピーカ用振動板２が前後に可動自在な状態で取り付けられている。

スピーカ用振動板２は、その開口部分の下側において、リード線でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、開口部分の上側において、当該開口部分を覆うようにスピーカ用振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、当該スピーカ用振動板２の径方向における変形防止及び塵埃等の侵入を防止するようになされている。

またスピーカユニット６１は、スピーカ用振動板２を前後に振動させるための磁気回路部９を有している。この磁気回路部９は、中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。

このスピーカユニット６１では、樹脂フレーム３２の他方の端部が断面略Ｓ字状でなる２枚の接続フレーム３３及び３４に挟み込まれ、その状態で、当該２枚の接続フレーム３３及び３４がネジ３５によりプレート１２に取り付けられている。

このようにスピーカユニット６１は、樹脂フレーム３２と磁気回路部９とが接続フレーム６３及び６４を介して機械的に取り付けられると、ボイスコイル６の巻回されたボイスコイルボビン７がポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持される。

この結果スピーカユニット６１では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発した結果スピーカ用振動板２を前後に振動させてオーディオ信号に応じた音波を発生させるようになされている。

この２枚の接続フレーム６３及び６４は、その断面形状が相互に断面略Ｓ字状の相似形を有し、重ね合わされた状態でその先端部分に樹脂フレーム３２の厚さとほぼ同じ寸法の空隙が形成されるようになされており、その空隙に樹脂フレーム３２の端部が挟み込まれることになる。

具体的には、スピーカユニット６１は、取り付け時、まず磁気回路部９におけるプレート１２上に接続フレーム６４を載置し、その先端部分に樹脂フレーム３２の他方の端部を載せ、その上から接続フレーム６３を重ね合わせ、最後に接続フレーム６３及び６４をネジ３５によってプレート１２にネジ止めすることにより形成される。

なお接続フレーム６３は、ダンパー５の端部で当該ダンパー５と一体に取り付けられており、これによりスピーカ用振動板２の内周側の開口部分が、当該接続フレーム６３を介して樹脂フレーム３２と間接的に取り付けられたダンパー５によって支持されることになる。

ここで接続フレーム６３及び６４は、樹脂フレーム３２とプレート１２とを機械的に接続するものであるが、その材質としては軽量でかつ鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム等の金属材料が用いられており、プレート１２からの発熱が樹脂フレーム３２に対して直接伝達することがないように断熱することにより、樹脂フレーム３２の溶解を防止し得るようになされている。

またスピーカユニット６１は、当該スピーカユニット６１が外磁型であるため、内磁型のスピーカユニットとは異なり、接続フレーム６３として磁性体の金属を用いた場合でも、無用な磁気回路が発生してボイスコイル６に有効な磁束が減少するといった心配がない。

ところでスピーカユニット６１は、図６に示すように接続フレーム６３の周側面に円形状でなる空冷用の冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２（図５）が所定間隔毎に複数設けられると共に、接続フレーム６４の周側面に円形状でなる空冷用の冷却孔ＭＨ３及びＭＨ４が所定間隔毎に複数設けられている。

なお、図５に示したようにスピーカユニット６１では、接続フレーム６３における空冷用の冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２と、接続フレーム６４における空冷用の冷却孔ＭＨ３及びＭＨ４とがそれぞれ対抗した位置に形成されており、空気の通り道として機能し得るようになされている。

これによりスピーカユニット６１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きにより、接続フレーム６３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２、ＭＨ３及びＭＨ４を介して外部へ排出し、又は外部から新たな冷たい空気を取り込み得るようになされている。

かくしてスピーカユニット６１は、磁気回路部９におけるプレート１２の発熱温度を接続フレーム６３の冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２と接続フレームの冷却孔ＭＨ３及びＭＨ４を介して空冷することにより下げることが出来るので、樹脂フレーム３２の樹脂が溶解温度に達する可能性を一段と低減し、磁気回路部９が樹脂製フレーム１３から脱落してしまうリスクを確実に軽減し得るようになされている。

なおスピーカユニット６１は、接続フレーム６３における冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２及び接続フレーム６４における冷却孔ＭＨ３及びＭＨ４が貫通孔として形成されている分、リブ状の冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が形成された接続フレーム３３及び３４を有する第１の実施の形態におけるスピーカユニット３１と比較して軽量化し得ると共に、冷却孔ＭＨ１〜ＭＨ４による金属部分の面積が少なくなった分だけプレート１２の樹脂フレーム３２に対する熱伝導率についても低下し得るようになされている。

（３−２）第３の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、スピーカユニット６１は、樹脂フレーム３２を磁気回路部９のプレート１２に対して直接取り付けるのではなく、鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム材でなる接続フレーム６３及び６４を介して間接的に取り付けるようにしたことにより、入力される大レベルのオーディオ信号に応じてボイスコイルが摂氏約３００℃近くに発熱したとしても、接続フレーム６３及び６４と樹脂フレーム３２との接合面付近の温度上昇を摂氏約８０℃前後までで止めることができるので、樹脂の溶解温度に達することなく、樹脂フレーム３２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム３２からの脱落を未然に防止することができる。

またスピーカユニット６１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きに合わせ、接続フレーム６３に形成された冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２及び接続フレーム６４に形成された冷却孔ＭＨ３、ＭＨ４を介して接続フレーム６３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を流出し、又は外部の冷たい空気を流入することにより、プレート１２及びボイスコイル６を冷却することができ、かくして大レベルのオーディオ信号に対する耐入力を鉄製フレーム相当にまで上げることができる。

このときスピーカユニット６１は、冷却用孔ＭＨ１〜ＭＨ４が接続フレーム６３及び６４の軽量化を促進することになると共に、冷却用孔ＭＨ１〜ＭＨ４により金属部分の面積が少なくなった分だけプレート１２の樹脂フレーム３２に対する熱伝導率についても低下することができるので、樹脂フレーム３２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム３２からの脱落というリスクを一段と低減することができる。

さらにスピーカユニット６１は、樹脂フレーム３２と磁気回路部９のプレート１２とを取り付ける際、接続フレーム６３、６４を介在した状態でネジ３５によって組み立てるようにしたことにより、分別回収時の解体性を容易化し、部品のリサイクル使用を容易に実現することができる。

以上の構成によれば、スピーカユニット６１は、樹脂フレーム３２及び接続フレーム６３、６４によって全体の軽量化を図りながらも、ボイスコイル６による発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上することができる。

（４）第４の実施の形態
（４−１）第４の実施の形態におけるスピーカユニットの構造
図４との対応部分に同一符号を付した図７において、スピーカユニット７１では、先端が開口された略円錐形状のスピーカ用振動板２を有し、当該スピーカ用振動板２の外周部分が樹脂フレーム５２の一方の端部に取り付けられたエッジにガスケット４を介して支持される一方、その内周側の開口部分が接続フレーム７３を介して樹脂フレーム５２と間接的に取り付けられたダンパー５により支持されており、かくして樹脂フレーム５２に対してスピーカ用振動板２が前後に可動自在な状態で取り付けられている。

スピーカ用振動板２は、その開口部分の下側において、リード線でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、開口部分の上側において、当該開口部分を覆うようにスピーカ用振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、当該スピーカ用振動板２の径方向における変形防止及び塵埃等の侵入を防止するようになされている。

またスピーカユニット７１は、スピーカ用振動板２を前後に振動させるための磁気回路部９を有している。この磁気回路部９は、中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。

このスピーカユニット７１では、樹脂フレーム５２の他方の端部が断面略Ｓ字状でなる接続フレーム７３と一体化され、その状態で、当該接続フレーム５３がネジ３５によりプレート１２に取り付けられている。

またスピーカユニット７１では、樹脂フレーム５２の他方の端部がプレート１２と当接する程度の長さを有し、樹脂フレーム５２とプレート１２とを一体化させることにより強度を向上させ得るようになされている。

ここでスピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２とプレート１２との間には、当該プレート１２の温度を樹脂フレーム５２に伝達することがないような紙等でなる絶温物５４を介在させ、プレート１２、絶温物５４及び樹脂フレーム５２が一体化するようになされている。

このときスピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９のプレート１２とが絶温物５４を介して取り付けられ、かつ第１の実施の形態におけるスピーカユニット３１に比べて、接続フレーム７３と樹脂フレーム５２との取付部分の面積が大きい分だけ一体感が増すと共に、磁気回路部９が樹脂製フレーム１３から脱落してしまうリスクを低減し得るようになされている。

このようにスピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９とが接続フレーム７３及び絶温物５４を介して一体に取り付けられると、ボイスコイル６の巻回されたボイスコイルボビン７がポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持される。

この結果スピーカユニット７１では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部９のボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発した結果スピーカ用振動板２を前後に振動させてオーディオ信号に応じた音波を発生させるようになされている。

ところでスピーカユニット７１の接続フレーム７３は、樹脂フレーム５２とプレート１２とを機械的に接続するものであるが、その材質としては軽量でかつ鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム等の金属材料が用いられており、プレート１２からの発熱が樹脂フレーム５２に対して直接伝達することがないように断熱することにより、樹脂フレーム５２の溶解を防止し得るようになされている。

なおスピーカユニット７１は、当該スピーカユニット７１が外磁型であるため、内磁型のスピーカユニットとは異なり、接続フレーム７３として磁性体の金属を用いた場合でも、無用な磁気回路が発生してボイスコイル６に有効な磁束が減少するといった心配がない。

またスピーカユニット７１は、接続フレーム７３の周側面に円形状でなる空冷用の冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２が所定間隔毎に複数設けられ、かつ当該冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２と対抗する樹脂フレーム５２の所定位置に貫通穴ＴＨ３が設けられており、空気の通り道として機能し得るようになされている。

これによりスピーカユニット７１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きにより、接続フレーム７３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２及び樹脂フレーム５２の貫通孔ＴＨ３を介して外部へ排出し、又は外部から新たな冷たい空気を取り込み得るようになされている。

かくしてスピーカユニット７１は、磁気回路部９におけるプレート１２の発熱温度を接続フレーム６３の冷却孔ＭＨ１及びＭＨ２と樹脂フレームの貫通穴ＴＨ３を介して空冷することにより下げることが出来るので、樹脂フレーム５２の樹脂が溶解温度に達する可能性を一段と低減し、磁気回路部９が樹脂フレーム５２から脱落してしまうリスクを確実に軽減し得るようになされている。

なおスピーカユニット７１は、接続フレーム７３における冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２が貫通孔として形成されている分、リブ状の冷却フィンＣＦ１及びＣＦ２が形成された接続フレーム３３及び３４を有する第１の実施の形態におけるスピーカユニット３１と比較して軽量化し得ると共に、冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２に応じた金属部分の面積が少なくなった分だけプレート１２の樹脂フレーム５２に対する熱伝導率についても低下し得るようになされている。

（４−２）第４の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、スピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２を磁気回路部９のプレート１２に対して直接取り付けるのではなく、鉄よりも熱伝導率の低いアルミニウム材でなる接続フレーム７３を介して間接的に取り付けるようにしたことにより、入力される大レベルのオーディオ信号に応じてボイスコイル６が摂氏約３００℃近くに発熱したとしても、接続フレーム７３と樹脂フレーム５２との接合面付近の温度上昇を摂氏約８０℃前後までで止めることができるので、樹脂の溶解温度に達することなく、樹脂フレーム５２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム５２からの脱落を未然に防止することができる。

またスピーカユニット７１は、スピーカ用振動板２の前後方向に対する動きに合わせ、接続フレーム７３に形成された冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２及び樹脂フレーム５２に形成された貫通穴ＴＨ３を介して接続フレーム７３とダンパー５との空間に存在する熱せられた空気を外部へ流出し、又は外部の冷たい空気を流入することにより、プレート１２及びボイスコイル６を冷却することができ、かくして大レベルのオーディオ信号に対する耐入力を鉄製フレーム相当にまで上げることができる。

このときスピーカユニット７１は、接続フレーム６３の冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２が接続フレーム７３の軽量化を促進することになると共に、冷却孔ＭＨ１、ＭＨ２に応じた金属部分の面積が少なくなった分だけプレート１２の樹脂フレーム５２に対する熱伝導率についても低下することができるので、樹脂フレーム５２の変形及び磁気回路部９の樹脂フレーム５２からの脱落というリスクを一段と低減することができる。

さらにスピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２と磁気回路部９のプレート１２とを取り付ける際、接続フレーム７３を介在した状態でネジ３５によって組み立てるようにしたことにより、分別回収時の解体性を容易化し、部品のリサイクル使用を容易に実現することができる。

以上の構成によれば、スピーカユニット７１は、樹脂フレーム５２によって全体の軽量化を図りながらも、ボイスコイル６による発熱の影響を受け難く、かつ耐入力を向上することができる。

（５）他の実施の形態
なお上述の第１乃至第４の実施の形態においては、本発明のスピーカユニット及びスピーカ装置の一構成要素である接続フレームとして、軽量でかつ熱伝導率の低いアルミニウムでなる接続フレーム３３、３４、５３、６３、６４及び７３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基本的に鉄よりも熱伝導率が低い金属であるカーボン、或いは樹脂等のその他種々の材料でなる接続フレームを用いるようにしても良い。

また上述の第１の実施の形態においては、接続フレーム３３の冷却フィンＣＦ１が当該接続フレーム３３とダンパー５との間の空間側へ向けて突出し、接続フレーム３４の冷却フィンＣＦがそれとは逆に外側へ向けて突出しているようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、接続フレーム３３の冷却フィンＣＦ１がそれとは逆に外側へ向けられ、接続フレーム３４の冷却フィンＣＦと重ね合わされるようにしても良い。

さらに上述の第２の実施の形態においては、接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ３が当該接続フレーム５３とダンパー５との間の空間側へ向けて突出しているようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図８に示すように接続フレーム５３の冷却フィンＣＦ３がそれとは逆に外側へ向けられ、樹脂フレーム５２の貫通穴ＴＨ３の内部に位置するようにしても良い。

さらに上述の第１乃至第４の実施の形態においては、スピーカユニット３１、５１、６１及び７１だけの単体構成に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該スピーカユニット３１、５１、６１及び７１がバフル板に取り付けられたボックス型スピーカ装置に適用するようにしても良い。

さらに上述の第２及び第４の実施の形態においては、絶温物５４として紙を介在させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、絶温物５４であれば、ガラス、ガラス繊維、ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastics)、カーボン繊維、ＣＦＲＰ(Carbon Fiber Reinforced Plastics)、ベークライト、布、布をフェノールで固めた物等のその他種々の断熱材を絶温物として介在させるようにしても良い。

本発明のスピーカユニット及びスピーカ装置は、例えば軽量化を図ることが可能な素材であれば、樹脂以外の強化プラスチックや、その他種々の材質でなる非金属製フレームを用いたスピーカユニットに適用することができる。

第１の実施の形態におけるスピーカユニットの構成を示す略線的断面図である。 接続フレームの冷却構造を示す略線的断面図である。 冷却フィンの向きを示す上面図である。 第２の実施の形態におけるスピーカユニットの構造を示す略線的断面図である。 第３の実施の形態におけるスピーカユニットの構造を示す略線的断面図である。 接続フレームの構造を示す略線図である。 第４の実施の形態におけるスピーカユニットの構造を示す略線的断面図である。 他の実施の形態における接続フレームの構造を示す略線図である。 従来のスピーカユニットの構造（１）を示す略線図である。 従来のスピーカユニットの構造（２）を示す略線図である。

符号の説明

１、２１、３１、５１、６１、７１……スピーカユニット、２……スピーカ用振動板、３……フレーム、５……ダンパー、６……ボイスコイル、７……ボイスコイルボビン、９……磁気回路部、１０……ヨーク、１１……マグネット、１２……プレート、１３、３２、５２……樹脂フレーム、２２……ネジ、３３、３４、５３、６３、６４、７３……接続フレーム、ＣＦ１〜ＣＦ３……冷却フィン、ＴＨ１〜ＴＨ３……貫通穴、ＭＨ１〜ＭＨ４……冷却孔。

Claims (7)

1. オーディオ信号に応じて磁気回路部のボイスコイルに固定された振動板を振動させながら上記オーディオ信号に応じた音波を発生させるスピーカユニットであって、
   上記スピーカユニットの外枠を構成する非金属製フレームと、
   上記非金属製フレームと上記磁気回路部とを機械的に接続し、上記振動板の動きによって上記ボイスコイルにおける発熱を空冷するための所定の放熱機構が設けられた接続フレームと
   を具えることを特徴とするスピーカユニット。
2. 上記接続フレームは、上記放熱機構として、その周側面に複数の冷却フィンが設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
3. 上記接続フレームは、上記放熱機構として、その周側面に複数の冷却穴が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
4. 上記接続フレームは、鉄よりも熱伝導率の低い材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
5. 上記非接続フレームと上記磁気回路部との間には、上記ボイスコイルの発熱を遮断するための絶温物が介在されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
6. 上記接続フレームは、上記非接続フレームと上記磁気回路部とを組み立て式により機械的に取り付ける
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
7. オーディオ信号に応じて磁気回路部のボイスコイルに固定された振動板を振動させながら上記オーディオ信号に応じた音波を発生させるスピーカユニットが所定のバフル板に取り付けられてなるスピーカ装置であって、
   上記スピーカユニットは、
   上記スピーカユニットの外枠を構成する非接続フレームと、
   上記非接続フレームと上記磁気回路部とを機械的に接続し、上記振動板の動きによって上記ボイスコイルにおける発熱を空冷するための所定の放熱機構が設けられた接続フレームと
   を具えることを特徴とするスピーカ装置。

Images