JP2015130569A - ラウドスピーカと、これを用いた移動体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は磁気回路の温度の上昇を抑制することを目的とする。
【解決手段】本発明は、この課題を解決するために、樹脂製のフレーム１０３と、磁気回路１０２と、振動板１０５と、ボイスコイル１０４と、放熱部１０６とを含んでいる。磁気回路１０２は、磁気空隙１０２Ａと、磁石１１１と、ヨーク１１３と、ポールピース１１２とを含んでいる。ヨーク１１３は、磁石１１１の第１面に結合され、ポールピース１１２は、磁石１１１の第２面に結合されている。そして、放熱部１０６は、磁性体金属によって形成されており、放熱部１０６の第３端は、ヨーク１１３へ結合されている。この構成により、磁気回路１０２で発生した熱は放熱部１０６によって放熱できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体装置などに搭載されるラウドスピーカに関するものである。

以下、従来のラウドスピーカについて図７を参照しながら、説明する。図７は、従来のラウドスピーカ１の断面図である。ラウドスピーカ１は、磁気空隙２Ａを含む磁気回路２、樹脂製のフレーム３、ボイスコイル４、振動板５を含んでいる。磁気回路２は、磁石１１、ポールピース１２、ヨーク１３を含んでいる。磁石１１の第１面と第２面には、それぞれ磁極が形成されている。なお、磁石１１において、第２面は第１面の反対側に形成されている。

磁気回路２は、たとえば内磁型である。この場合、ヨーク１３は、磁石１１の第１面に結合されている。一方、ポールピース１２は、磁石１１の第２面に結合されている。なお、ヨーク１３は、底部１３Ａと、側壁部１３Ｂを含んでいる。側壁部１３Ｂは、底部１３Ａの周縁部に形成されている。この場合、ヨーク１３は、ポールピース１２の側面と側壁部１３Ｂの内面とが対向するように配置されている。この構成によって、ポールピース１２の側面と側壁部１３Ｂの内面との間に磁気空隙２Ａを形成できる。

振動板５の外周は、フレーム３に連結されている。ボイスコイル４の第１端は、振動板５に結合されている。一方、ボイスコイル４の第２端は、磁気空隙２Ａへ挿入されている。

ヨーク１３には、側壁部１３Ｂの上端部に爪１３Ｃが形成されている。一方、フレーム３には、挿入部３Ａが形成されている。そして、ヨーク１３は、爪１３Ｃを挿入部３Ａへ嵌めることによって、フレーム３へ結合されている。さらに、爪１３Ｃはあるいは側壁部１３Ｂとフレーム３とは、接着剤によって固定されている。このような構成により、磁気回路２は、フレーム３へ結合されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００２−１０３９２号公報

しかしながら従来の磁気回路の体積は小さく、かつ表面積も小さい。したがって、磁気回路の温度が高くなるという課題を有していた。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、磁気回路によって発生した熱を放熱し、磁気回路の温度上昇を抑制する。

この目的を達成するために、樹脂製のフレームと、磁気回路と、振動板と、ボイスコイルと、放熱部とを含んでいる。さらに、磁気回路は、磁気空隙と、磁石と、ヨークと、ポールピースとを含んでいる。磁石は、第１面と、第１面の反対の第２面とを含んでいる。ヨークは、磁石の第１面に結合されている。一方、ポールピースは、磁石の第２面に結合されている。振動板の外周部は、フレームと連結されている。ボイスコイルは、第１端と第２端とを有している。そして、ボイスコイルの第１端は、振動板に結合されている。一方、ボイスコイルの第２端は、磁気空隙へ挿入されている。放熱部は、磁性体金属によって形成されている。また、放熱部には第３端と第４端とを有しており、第３端は、ヨークへ結合されている。これにより所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明によれば、金属製の放熱部がヨークと結合されているので、磁気回路で発生する熱を放熱部によって放熱できる。したがって、磁気回路の温度上昇を抑制できる。

本発明の実施の形態のラウドスピーカの要部断面図 本発明の実施の形態のラウドスピーカの背面図 本発明の実施の形態における他のラウドスピーカの要部断面図 本発明の実施の形態におけるさらに他のラウドスピーカの要部断面図 本発明の実施の形態の移動体装置の概念図 本発明の実施の形態のラウドスピーカの装着状態の要部断面図 従来のラウドスピーカの要部断面図

以下本実施の形態におけるラウドスピーカについて、図１、図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態のラウドスピーカ１０１の要部断面図である。図２は、ラウドスピーカ１０１の背面図である。ラウドスピーカ１０１は、磁気空隙１０２Ａを含む磁気回路１０２と、樹脂製のフレーム１０３と、ボイスコイル１０４と、振動板１０５と、放熱部１０６とを含んでいる。フレーム１０３は、ラウドスピーカ１０１を外部機器へ装着するための固定部１０３Ａを含んでいる。固定部１０３Ａは、フレーム１０３の外方側へ突出している。磁気回路１０２は、磁石１１１と、ポールピース１１２と、ヨーク１１３とを含むことが好ましい。磁石１１１の第１面と第２面には、それぞれ磁極が形成されている。なお、磁石１１１において、第２面は第１面の反対側に形成されている。

振動板１０５の外周は、フレーム１０３に連結されている。なお、振動板１０５は、エッジ１０５Ａを介してフレーム１０３へ連結することが好ましい。なお、エッジ１０５Ａは、振動板１０５の外周部に形成されている。さらに、振動板１０５は、センターキャップ１０５Ｂを含んでもかまわない。センターキャップ１０５Ｂは、振動板１０５の前面側の中央に配置されている。

ボイスコイル１０４は、ボビン１０４Ａと、導体線１０４Ｂとを含んでいる。導体線１０４Ｂは、ボビン１０４Ａの外周に巻かれている。そして、ボイスコイル１０４の第１端は、振動板１０５に結合されている。一方、ボイスコイル１０４の第２端は、磁気空隙２Ａへ挿入されている。

ラウドスピーカ１０１は、さらにダンパー１０７を含むことが好ましい。ダンパー１０７の内周部は、ボビン１０４Ａと結合している。一方、ダンパー１０７の内周部は、放熱部１０６に結合されている。

放熱部１０６は、金属によって形成されている。放熱部１０６には第３端１０６Ｂと第４端１０６Ｃとを有している。第３端１０６Ｂは、放熱部１０６の内周部に形成されている。一方、第４端１０６Ｃは、放熱部１０６の外周部に形成されている。そして、第３端１０６Ｂは、ヨーク１１３へ結合されている。この構成により、ボイスコイル１０４によって発生した熱は、磁気空隙１０２Ａを介して放熱部１０６へと伝達する。放熱部１０６を金属によって形成しているので、放熱部１０６の熱伝導性は優れている。したがって、放熱部１０６へ伝達した熱は、放熱部１０６を介してラウドスピーカ１０１の外部へ放熱できる。そのために、放熱部１０６の材料としては、熱伝達率の優れた金属を選定することが好ましい。放熱部１０６の材料としては、たとえば、鉄、銀、銅などを用いることができる。

以上の構成により、ボイスコイル１０４によって発生した熱をラウドスピーカ１０１の外部へ放熱できるので、ボイスコイル１０４、さらにはラウドスピーカ１０１の温度の上昇を抑制できる。したがって、ボイスコイル１０４の温度上昇に伴う直流抵抗部分の増加を抑制できる。その結果、ラウドスピーカ１０１の音圧レベルの低下を抑制できる。

また、ボイスコイル１０４によって発生した熱によって、樹脂製のフレーム１０３が溶けることを抑制できる。あるいは、ボイスコイル１０４によって発生した熱によるフレーム１０３の変形も抑制できる。したがって、磁気回路１０２あるいは放熱部１０６が、フレーム１０３から脱落することを抑制できる。

さらに、放熱部１０６は、磁性体金属によって形成することが好ましい。この構成により、ポールピース１１２の側面と放熱部１０６との間にも磁気空隙１０２Ａを形成できる。したがって、磁気空隙１０２Ａでの磁束密度が向上する。放熱部１０６の材料としては、透磁率の優れた金属を選定することが好ましい。放熱部１０６の材料としては、たとえば、鉄、パーマロイなどを用いることができる。

以上のように、放熱部１０６の材料は、熱伝達率と、透磁率がともに優れた材料を選択することが好ましい。したがって、放熱部１０６の材料としては、特に鉄を用いることが好ましい。さらに鉄は、安く、加工が容易な材料である。したがって、放熱部１０６の材料として鉄を用いた場合、放熱部１０６のコストを安くできる。

なお、第４端１０６Ｃは、フレーム１０３へ結合することが好ましい。この構成により、放熱部１０６が、振動などによって異音を生じることを抑制できる。また、フレーム１０３と放熱部１０６とは、インサート成型によって一体に形成することが好ましい。この構成により、フレーム１０３と放熱部１０６との組立工数を削減できる。

また、放熱部１０６において、ラウドスピーカ１０１の背面側は開放していることが好ましい。すなわち、ラウドスピーカ１０１を背面側から見た場合、放熱部１０６は、第３端１０６Ｂ、第４端１０６Ｃを除いて、フレーム１０３から露出していることが好ましい。この構成により、ボイスコイル１０４によって発生した熱は、放熱部１０６からラウドスピーカ１０１の外部へと直接に放熱できる。

ヨーク１１３は、放熱部１０６を介してフレーム１０３と結合してもかまわない。この構成により、放熱部１０６が露出する面積を大きくできる。したがって、さらにボイスコイル１０４や、フレーム１０３の温度上昇を抑制できる。また、この場合、ヨーク１１３は、フレーム１０３とは結合されていない。したがって、ボイスコイル１０４の発生する熱によるフレーム１０３の溶融や変形の発生を抑制できる。

さらに、放熱部１０６には、凹凸１０６Ａを形成することが好ましい。この構成により、放熱部１０６が空気と接する表面積を大きくできる。したがって、ボイスコイル１０４の温度上昇をさらに抑制できる。なお、放熱部１０６が円形である場合、凹凸１０６Ａの周方向における断面の形状は、たとえば波状であることが好ましい。

次に、磁気回路１０２について、説明する。磁気回路１０２は、内磁型であることが好ましい。この場合、磁石１１１としては、ネオジム磁石を用いることが好ましい。ネオジム磁石は、フェライト磁石に比べて、最大エネルギー積が大きい。したがって、ラウドスピーカ１０１を小さくできる。ただし、ネオジム磁石は、フェライト磁石に比べて、温度の上昇に伴う磁力の低下量が大きい。そこで、ラウドスピーカ１０１に放熱部１０６を設けているので、磁石１１１の温度上昇も抑制できる。したがって、磁石１１１にネオジム磁石を用いても、磁石１１１の減磁を抑制できる。その結果、ラウドスピーカ１０１の音圧レベルの低下を抑制できる。

ヨーク１１３は、磁石１１１の第１面に結合されている。一方、ポールピース１１２は、磁石１１１の第２面に結合されている。なお、ヨーク１１３は、底部１１３Ａと、側壁部１１３Ｂを含んでいる。磁石１１１は、底部１１３Ａの中央部に搭載されている。側壁部１１３Ｂは、底部１１３Ａの周縁部に形成されている。なお、ヨーク１１３は、ポールピース１１２の側面と側壁部１１３Ｂの内面と対向するように配置されている。この構成によって、ポールピース１１２の側面と側壁部１１３Ｂの内面との間に磁気空隙１０２Ａを形成できる。この場合、放熱部１０６の第３端１０６Ｂは、側壁部１１３Ｂの上端部と結合していることが好ましい。この構成により、ポールピース１１２の側面と放熱部１０６の内周側の側面との間にも磁気空隙１０２Ａを形成できる。したがって、側壁部１１３Ｂの高さを低くできる。その結果、ヨーク１１３に使用する材料を削減できるので、ヨーク１１３のコストを安くできる。

さらに、放熱部１０６の第３端１０６Ｂには、磁極部１１４を結合することが好ましい。そして磁極部１１４の内周部は、ポールピース１１２の側面と対向するように配置されている。この構成により、ポールピース１１２の側面と磁極部１１４の内周部との間に磁気空隙１０２Ａを形成できる。なお、放熱部１０６と、磁極部１１４とは、一体に形成することが好ましい。この構成により、磁極部１１４と放熱部１０６とを組み立てる作業なども不要となる。

なお、磁極部１１４は、筒状の凸部であることが好ましい。筒状の凸部は、バーリング加工や、セージング加工などによって作製できる。この場合、ポールピース１１２の側面と、筒状の凸部の内周部とが対向する面積を大きくできる。さらに、筒状の凸部の外周部は、側壁部１１３Ｂの内側にはめ込まれることが好ましい。この構成により、磁極部１１４は、ポールピース１１２に対して、精度良く配置することができる。したがって、磁気空隙１０２Ａの寸法のばらつきを抑制できる。

さらに、磁極部１１４の凸部の高さは、側壁部１１３Ｂの高さよりも低くすることがこのましい。すなわち、磁極部１１４の先端部と底部１１３Ａとの間に、隙間１１５を形成する。この構成により、振動板１０５の振動時にローリングが生じた場合でも、ボイスコイル１０４の第２端が、側壁部１１３Ｂへ当たることを抑制できる。したがって、ボイスコイル１０４と側壁部１１３Ｂとが当たることによる異音の発生は抑制できる。また、ボイスコイル１０４の第２端と、側壁部１１３Ｂとが当たることによって、振動板１０５の振幅が制限されることも抑制できる。したがって、ラウドスピーカ１０１の音圧レベルが向上する。

また、磁極部１１４の先端部と底部１１３Ａとの間に、隙間１１５を有しているので、放熱部１０６とヨーク１１３とを接着剤によって結合した場合に、接着剤が磁気空隙１０２Ａにはみ出すことを抑制できる。したがって、ボイスコイル１０４の第２端が、接着剤へ当たることを抑制できる。さらに、ボイスコイル１０４の第２端と接着剤とが当たることによって、振動板１０５の振幅が制限されることも抑制できる。

さらに、放熱部１０６は、連結部１０６Ｅを介して、接触部１０６Ｄへ連結していることが好ましい。接触部１０６Ｄは、固定部１０３Ａの片面側に設けられている。なお、固定部１０３Ａでは、接触部１０６Ｄを露出していることが好ましい。この構成により、ボイスコイル１０４で発生した熱は、連結部１０６Ｅを介して接触部１０６Ｄへ到達できる。その結果、接触部１０６Ｄからも熱を放熱できるので、さらにラウドスピーカ１０１の温情上昇を抑制できる。

また、連結部１０６Ｅもまた、フレーム１０３から露出していることが好ましい。この構成により、連結部１０６Ｅからのも放熱できる。したがって、さらにラウドスピーカ１０１の温情上昇を抑制できる。

次に、他の例のラウドスピーカについて、図３を参照しながら、説明する。図３は、他の例のラウドスピーカ１２１の要部断面図である。ラウドスピーカ１２１の磁気回路１２２は、図１に示す磁気回路１０２に比べて、さらにもう１個の磁石１１１Ａを含んでいる。磁石１１１Ａは、ポールピース１１２の上に搭載されている。磁石１１１もまた、ネオジム磁石であることが好ましい。なお、磁石１１１Ａにおけるポールピース１１２側の磁極と、磁石１１１におけるポールピース１１２側の磁極とは、同じであることが好ましい。この構成により、磁気空隙１０２Ａでの磁束密度が向上する。また、磁石１１１Ａの上には、サブプレート１２４を設けてもかまわない。

さらに、ラウドスピーカ１２１は、図１に示すフレーム１０３に代えて、フレーム１２３を含んでいる。フレーム１２３では、ダンパー１０７の外周部をフレーム１２３へ結合している。

次に、さらに他の例のラウドスピーカについて、図４を参照しながら、説明する。図４は、さらに他の例のラウドスピーカ１３１の要部断面図である。ラウドスピーカ１３１は、図１に示す磁極部１１４に比べて、磁極部１３４を含んでいる。磁極部１３４と放熱部１０６とは、別々に作製されている。この場合、磁極部１３４の形状は筒状であり、磁極部１３４の外周面が側壁部１１３Ｂの内側に嵌るように、挿入されている。この構成により、磁極部１３４の内周面とポールピース１１２との間に、磁気空隙１０２Ａを形成できる。

なお、磁極部１３４と放熱部１０６とを別々に形成しているので、磁極部１３４の厚みは、任意の厚さに設定できる。したがって、磁極部１３４の厚みを厚くすることによって、磁極部１３４の磁気抵抗が減少する。その結果、磁極部１３４での磁束の漏洩を抑制できるので、磁気空隙１０２Ａでの磁束密度が向上する。

この場合、隙間１１５も大きくできるので、振動板１０５の振動時にローリングが生じた場合でも、ボイスコイル１０４の第２端が、側壁部１１３Ｂへ当たることを抑制できる。したがって、ボイスコイル１０４と側壁部１１３Ｂとが当たることによる異音の発生は抑制できる。また、ボイスコイル１０４の第２端と、側壁部１１３Ｂとが当たることによって、振動板１０５の振幅が制限されることも抑制できる。したがって、ラウドスピーカ１３１の音圧レベルが向上する。

この場合、放熱部１０６には、熱伝導率が優れた材料を用いることが好ましい。放熱部１０６の材料としては、たとえば銅や銀、さらには鉄に銀メッキを施した板などを用いることができる。この構成により、放熱部１０６の熱抵抗を小さくできる。したがって、ボイスコイル１０４の温度上昇をさらに抑制できる。

また、磁極部１３４の上側の端部には、鍔部１３４Ａを形成することが好ましい。なお、鍔部１３４Ａは、磁極部１３４の中心から外周へ向かう方向へと突出している。すなわち、磁極部１３４を横方向から見た場合の断面は、Ｌ字状である。

この構成により、放熱部１０６の第３端１０６Ｂは、鍔部１３４Ａと側壁部１１３Ｂの上端との間に挟み込まれる。したがって、磁極部１３４の磁気抵抗が減少する。その結果、磁極部１３４での磁束の漏洩を抑制できるので、磁気空隙１０２Ａでの磁束密度が向上する。さらに、鍔部１３４Ａを設けることにより、磁極部１３４の下側の先端と底部１１３Ａとの間の距離を規制できる。したがって、磁極部１３４とポールピース１１２の側面とが、対向する面積のばらつきを小さくできる。その結果、磁気空隙１０２Ａでの磁束密度のばらつきが、減少する。

次に、ラウドスピーカ１０１を搭載した移動体装置を、図５、図６を参照しながら、説明する。図５は、移動体装置の概念図である。図６は、ラウドスピーカを移動体装置へ装着した状態の要部断面図である。移動体装置２０１は、ラウドスピーカ１０１が装着される外部機器の一例である。移動体装置２０１は、本体部２０２と、駆動部２０３と、増幅部２０４とを含んでいる。移動体装置２０１は、たとえば自動車である。なお、移動体装置２０１は、自動車に限られず、バイク、航空機、船舶、自転車などでもかまわない。本体部２０２は、たとえばシャーシや、内装部や、外装部や、エンジンルームあるいはモータルームなどを含んでもかまわない。駆動部２０３は、本体部２０２に搭載されている。駆動部２０３は、たとえば、エンジンや、モータや、変速機や、タイヤや、ハンドルや、アクセルなどを含んでもかまわない。

増幅部２０４は、本体部２０２内に収納されている。そして、増幅部２０４は、ラウドスピーカ１０１へ電気的に接続されている。なお、増幅部２０４は、ＣＤプレーヤやＭＰ３プレーヤなどの音源部を含んでもかまわない。

ラウドスピーカ１０１は、本体部内に収納されている。ラウドネススピーカ１０１は、たとえば、ドアや、天井、ダッシュボード、エンジンあるいはモータルーム、リアトレイなどに設置できる。なお、本体部２０２は、ラウドスピーカ１０１を装着するための装着部２０２Ａを含んでいる。そして、固定部材２０５を用いて、固定部１０３Ａを装着部２０２Ａへ固定することによって、ラウドネススピーカ１０１は、本体部２０２へ装着されている。なお、移動体装置２０１にはラウドスピーカ１０１を搭載したが、これに限られず、ラウドスピーカ１２１、あるいはラウドスピーカ１３１を搭載してもかまわない。

接触部１０６Ｄは、装着部２０２Ａと接触していることが好ましい。この構成により、図１に示すボイスコイル１０４で発生した熱は、接触部１０６Ｄを介して、装着部２０２Ａへ伝道する。したがって、さらに、ラウドスピーカ１０１の温度上昇を抑制できる。なお、装着部２０２Ａは、金属製であることが好ましい。この構成により、装着部２０２Ａからも放熱できるので、さらにラウドスピーカ１０１の温度上昇を抑制できる。また、ラウドスピーカ１０１と装着部２０２Ａとの接続強度を大きくできる。したがって、移動体装置２０１の移動によって発生する振動が、ラウドスピーカ１０１へ加わった場合でも、ラウドスピーカ１０１の装着部２０２Ａからの脱落を抑制できる。

本発明にかかるラウドスピーカは、ボイスコイルの発生する熱を放熱し、ラウドスピーカの温度上昇を抑制できるという効果を有し、特に環境温度が高くなる自動車などに搭載すると有用である。

１ ラウドスピーカ
２ 磁気回路
２Ａ 磁気空隙
３ フレーム
３Ａ 挿入部
４ ボイスコイル
５ 振動板
１１ 磁石
１２ ポールピース
１３ ヨーク
１３Ａ 底部
１３Ｂ 側壁部
１３Ｃ 爪
１０１ ラウドスピーカ
１０２ 磁気回路
１０２Ａ 磁気空隙
１０３ フレーム
１０３Ａ 固定部
１０４ ボイスコイル
１０４Ａ ボビン
１０４Ｂ 導体線
１０５ 振動板
１０５Ａ エッジ
１０５Ｂ センターキャップ
１０６ 放熱部
１０６Ａ 凹凸
１０６Ｂ 第３端
１０６Ｃ 第４端
１０６Ｄ 接触部
１０６Ｅ 連結部
１０７ ダンパー
１１１ 磁石
１１１Ａ 磁石
１１２ ポールピース
１１３ヨーク
１１３Ａ 底部
１１３Ｂ 側壁部
１１４ 磁極部
１１５ 隙間
１２１ ラウドスピーカ
１２２ 磁気回路
１２３ フレーム
１２４ サブプレート
１３１ ラウドスピーカ
１３４ 磁極部
１３４Ａ 鍔部
２０１ 移動体装置
２０２ 本体部
２０２Ａ 装着部
２０３ 駆動部
２０４ 増幅部
２０５ 固定部材

Claims (11)

1. 樹脂製のフレームと、
   磁気空隙と、磁石と、前記磁石の第１面に結合されたヨークと、前記磁石における前記第１面の反対の第２面に結合されたポールピースとを有した磁気回路と、
   外周部が前記フレームと連結された振動板と、
   第１端と第２端とを有し、前記第１端が前記振動板に結合され、かつ前記第２端が前記磁気空隙へ挿入されたボイスコイルと、
   磁性体金属によって形成され、かつ第３端と第４端とを有し、前記第３端が前記ヨークへ結合された放熱部と、
   を備えた、ラウドスピーカ。
2. 前記ポールピースの側面と対向して配置されて、前記側面の間に前記磁気空隙が形成された内面部を有し、前記放熱部と結合された磁極部を、
   さらに含む、請求項１記載のラウドスピーカ。
3. 記ヨークは、底部と、下端が前記底部の周縁に接続された側壁部とを有した、
   請求項２記載のラウドスピーカ。
4. 前記磁極部の外面部は、前記側壁部の内側へはめ込まれた、
   請求項３記載のラウドスピーカ。
5. 前記磁極部は、前記側壁部の上端との間で前記放熱部を挟み込む鍔部を、
   さらに有した、
   請求項３記載のラウドスピーカ。
6. 前記側壁部の上端と、前記放熱部の内周とは結合された、
   請求項３記載のラウドスピーカ。
7. 前記磁極部と、前記放熱部とは一体に形成された、
   請求項２記載のラウドスピーカ。
8. 放熱部の外周は、前記フレームに結合された、
   請求項１記載のラウドスピーカ。
9. 前記ヨークは、前記放熱部を介して前記フレームと結合された、
   請求項８記載のラウドスピーカ。
10. 前記放熱部は、凹凸を有した、
    請求項１記載のラウドスピーカ。
11. 本体部と、
    前記本体部に設置された駆動部と、
    前記本体部に装着された請求項１記載のラウドスピーカと、
    を備えた、移動体装置。

Images