JP3647103B2

JP3647103B2 - 動電型スピーカ

Info

Publication number: JP3647103B2
Application number: JP28545695A
Authority: JP
Inventors: 光一久世; 周二佐伯; 弘行武輪; 佐和子薄木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2015-11-02
Also published as: JPH09130889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高耐入力の動電型スピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高耐入力の動電型スピーカでは、ボイスコイルを冷却する手段として空冷効果を利用したものがある。具体的には、実開昭62-89899号公報に構成されている。
【０００３】
図７はこの従来技術を示している。
１は下ヨーク、１ａは下ヨーク１の上面に設けられた溝、２は下ヨーク１と一体のセンターポール、４は下ヨーク１の上面に取り付けられた環状マグネット、５は環状マグネット４の上面に取り付けられた上ヨーク、６はセンターポール２の外周部と上ヨーク５の内周部とで構成される磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイル、７はボイスコイル６を巻き付け固定するためのボイスコイルボビン、８は上ヨーク５に固着したフレーム、９は内周部をボイスコイルボビン７に固着し、外周部をフレーム８に固着したダンパー、１０はボイスコイルボビン７の先端部に固着された振動板、１１は内周部を振動板１０に固着し、外周部をフレーム８に固着したエッジ、１２はフレーム８の外周部に固着されたガスケット、１３は防塵キャップ、１４は防塵キャップ１３の裏側と、センターポール２と、ボイスコイルボビン７の内周部とで構成される空室である。
【０００４】
上記構成において、ボイスコイル６に電気信号が加えられると、ボイスコイル６に発生した駆動力はボイスコイルボビン７に伝わり、防塵キャップ１３と振動板１０を振動させる。その際、溝３を通して外部の空気が出入りし、その空気が磁気ギャップを通り抜けるときにボイスコイル６が冷却される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の動電型スピーカでは、空室１４で発生する空気は、全て磁気ギャップを通って流出、流入して、細隙である磁気キャップの音響インピーダンスは大きなものとなり、その空気流は振動系の動きを非直線性のものにし、スピーカの再生音圧に大量の歪を発生させる原因となる。
【０００６】
また、磁気ギャップを通り抜けた空気流の一部は、下ヨーク１に設けられた溝１３を通して外部に排除されるため、発生した空気流はボイスコイルボビン７の内側のみ通過し、ボイスコイル６の線輪部の冷却に寄与せず、冷却効果が低下する原因となる。
【０００７】
本発明はより効果的な冷却によりボイスコイルの温度上昇を抑え、かつ振動系の歪の発生を抑え、高耐入力で大音量の再生が可能な動電型スピーカを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の動電型スピーカは、センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークとの間に隙間を形成する板を設け、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、前記下ヨークと前記板との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記磁気ギャップを通し、前記ボイスコイルの外周部を通過させて、フレームの開口から外部に排除することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の動電型スピーカは、請求項１において、管を介して容器を空室に連通させ、空室から外部へ排除される空気の一部を、前記管と前記容器により構成される共鳴器で吸収することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の動電型スピーカは、センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークに対向して配設され下ヨークとの間に隙間を形成する容器を設け、前記空室と前記容器を連通する管を設け、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記容器との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記管と前記容器により構成される共鳴器で吸収することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の動電型スピーカは、請求項２，請求項３において、管の外壁とセンターポールに設けられた貫通孔との間に形成された隙間を介して空室から外部へ排除される空気の一部を外部に排除することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の動電型スピーカは、請求項４において、管とセンターポールに設けられた貫通孔とのうちの少なくとも一方が、その出入口にむかって拡大させてなる構造を持つことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の動電型スピーカは、センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークに対向して配設され下ヨークとの間に隙間を形成する容器を設けるとともに、前記容器には、前記貫通孔と対向する位置に開口を穿設し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記容器との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記容器により構成される共鳴器で吸収することを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の動電型スピーカは、センターポールと、磁気ギャップと、前記磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した第１の防塵キャップによって構成される第１の空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークとの間に隙間を形成する板を設け、第１の防塵キャップの上面に間隔をもって前記振動板に外周部分が固着されて第１の防塵キャップとの間に第２の空室を形成する第２の防塵キャップを設け、第１防塵キャップに取り付けられ第１の空室と第２の空室を連通する管を設け、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記板との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の残りを、第２の空室と前記管とで構成される共鳴器で吸収することを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の動電型スピーカは、請求項７において、第１の空室と第２の空室を連通する開口を第１の防塵キャップに穿設して、管をなくしたことを特徴とする。
【００１６】
したがって、本発明では、防塵キャップ背面の空気の一部を、センターポールとプレートで構成される磁気ギャップを通過させ、他の残りの空気は磁気ギャップを通過させることなく外に排除する、あるいは、管と容器とで構成される共鳴器によって吸収することにより、防塵キャップの背面の空気圧の上昇を防いで、振動系の動きを歪ませることなく、かつ、ボイスコイルボビンの内周部やボイスコイル線輪部の近傍を通過する空気流により、スピーカに大入力を加えたときの、ボイスコイルの発熱を空気流により冷却する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
なお、従来例を示す図７と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
図１は〔第１の実施の形態〕の動電型スピーカを示し、次の点が図７に示した従来の動電型スピーカと異なっている。
【００１９】
この〔第１の実施の形態〕の動電型スピーカでは、センターポール２の中央に貫通孔３が穿設されている。また、下ヨーク１の下面にスペーサ１６を介して下ヨーク１とは隙間を開けて板１５が取り付けられている。
【００２０】
下ヨーク１、センターポール２、環状マグネット４、上ヨーク５、ボイスコイル６、ボイスコイルボビン７、フレーム８、ダンパー９、振動板１０、エッジ１１、ガスケット１２、防塵キャップ１３、空室１４との相互の関係は図７で説明した従来例と同様である。
【００２１】
前記構成においてその動作を説明する。
ボイスコイル６に電気信号を加えると、ボイスコイル６に発生した駆動力はボイスコイルボビン７に伝達され、ボイスコイルボビン７の先端部に取り付けられた振動板１０を上下に振動させる。振動板１０の上に防塵キャップ１３が取り付けられているので、同時に防塵キャップ１３も上下に振動する。
【００２２】
この防塵キャップ１３の振動により、空室１４の空気の一部は矢印ａのようにボイスコイルボビン７の内周部と、センターポール２の外周部の間に構成される隙間を通り、ボイスコイル６の外周部を通過して、ダンパー９を通してフレーム８の開口８ａから外部に排除される。かつ、空室１４の空気の残りは矢印ｂで示すように、貫通孔３から下ヨーク１と板１５との間の隙間を通って外に排除される。
【００２３】
上記動作によって、矢印ａの空気流はボイスコイル６の近傍を急速に流れて空冷効果によりボイスコイル６の発熱を抑えることができる。
また、ボイスコイルボビン７の内周部とセンターポール２との間に構成される隙間の幅は、磁気ギャップの磁束密度を高くするためにかなり狭く設計されており、矢印ａの空気流に対する音響インピーダンスが高くなり、矢印ａの空気流が流れにくくなることによって、空室１４の内部は空気圧が高まるが、矢印ｂの空気流によって空室１４の空気の残りを外に排除できる。
【００２４】
したがって、防塵キャップ１３と振動板１０の動きが非線形となって、歪が発生するまでには空室１４の空気圧が高まることがなく、歪の発生を抑制できる。なお、貫通孔３と空室１４の容積とでヘルムホルツの共鳴器が構成されて、その共振周波数においてスピーカの再生音圧に乱れが発生する原因となるので、前記共振周波数をスピーカの再生帯域外に設定する必要がある。
【００２５】
しかし、この貫通孔３の大きさは自由に変更することができない。そこでこの実施の形態では、下ヨーク１と下ヨーク１の下に設けられた板１５との隙間をスペーサ１６によって調節して矢印ｂの空気流の量を調整し、センターポール２の中央部に設けられた貫通孔３の大きさを変更する必要がないので、スピーカの再生音圧が乱れない。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
図２は〔第２の実施の形態〕を示す。
この実施の形態では、図１に示した〔第１の実施の形態〕の構成に管１７と容器１８および吸音材１９を付加したものである。この他は〔第１の実施の形態〕と同様である。
【００２７】
管１７は、一端が空室１４で開口し、他端は板１５を貫通して開口している。管１７の中間部は貫通孔３を貫通している。容器１８は板１５の下面に連接され管１７の前記他端の開口に連通している。この容器１８の内部に吸音材１９が入れられている。
【００２８】
上記構成において動作を説明する。ボイスコイル６に電気信号を加えることにより防塵キャップ１３と振動板１０が上下に振動し、空室１４の空気は、〔第１の実施の形態〕と同じように矢印ａ，ｂのように流れて外に排除される。
【００２９】
さらに、この実施の形態では、空室１４の空気の一部は矢印ｃで示すように、管１７を通り容器１８に入れられた吸音材１９に吸収される。
したがって、矢印ａの空気流がボイスコイル６の近傍を急速に流れるため、空冷効果によりボイスコイル６の発熱を抑えることができる。また、ボイスコイルボビン７の内周部とセンターポール２との間に構成される隙間の幅が狭くなることにより、矢印ａの空気流に対する音響インピーダンスが高くなり、矢印ａの空気流が流れにくくなり、空室１４の内部の空気圧が高まるが、矢印ｂに示す空気流で空室１４の空気の一部を外に排除するので、空室１４内の空気圧の高まりを少なくして、防塵キャップ１３と振動板１０の動きに歪が生じることを抑制することができる。
【００３０】
さらに、この実施の形態では、〔第１の実施の形態〕にはない次のような効果が得られる。
空室１４の容積と貫通孔３とによってヘルムホルツの共鳴器が構成され、矢印ｂの空気流に対して、その共振周波数ｆ１の付近での音響インピーダンスが高くなって、矢印ｂの空気流が流れにくくなり、空室１４の空気圧が上記の共振周波数ｆ１の付近で高まるが、管１７と容器１８によって起こる共鳴現象の共振周波数ｆ２を、前記の共振周波数ｆ１に一致させることで、空室１４内の空気圧を矢印ｃの空気流により吸音材１９に吸収するので、前記共振周波数ｆ１の付近での空室１４の空気圧の高まりによる防塵キャップ１３と振動板１０の動きに歪が発生することを抑制することができ、かつ、空室１４の容積と、センターポールの中央部に設けられた貫通孔３とによって起こる共振周波数でのスピーカの再生音圧の乱れを排除することができる。
【００３１】
〔第３の実施の形態〕
図３は〔第３の実施の形態〕を示し、〔第２の実施の形態〕とは次の点だけが異なっている。
【００３２】
〔第２の実施の形態〕では下ヨーク１の下に隙間を開けて板１５が取り付けたが、この〔第３の実施の形態〕では板１５を省略して、管１７の太さを大きくし、貫通孔３の太さを小さくしている。
【００３３】
これによって、管１７とセンターポールに設けられた貫通孔３と管１７の外周部とで構成される隙間の断面積を小さくしても、〔第２の実施の形態〕と同等の効果が期待できる。かつ、板１５を省略できることから製造行程を減らすと同時に材料費を抑えることができる。
【００３４】
〔第４の実施の形態〕
図４は〔第４の実施の形態〕を示し、〔第３の実施の形態〕とは次の点だけが異なっている。
【００３５】
この実施の形態では、貫通孔３と管１７は入口と出口の断面積をその外部に向かって徐々に広げられており、管１７の入口と出口での空気流の乱れによる、振動系の歪の発生と、風切り音の発生を低減することができる。
【００３６】
なお、貫通孔３または管１７の一方の入口と出口の断面積を、その外部に向かって徐々に広げるだけでも、振動系の歪の発生と風切り音の発生の改善が確認できた。
【００３７】
〔第５の実施の形態〕
図５は〔第５の実施の形態〕を示し、〔第３の実施の形態〕とは次の点だけが異なっている。
【００３８】
この実施の形態では管１７を設けずに、容器１８と容器１８の開口１８ａの大きさを調整することによりヘルムホルツの共鳴器を構成して、同等の効果を期待できる。管１７が省略されることにより、製造面においても有効であり、かつ管１７の入り口付近の空気流の乱れによる振動系の歪の発生と、風切り音の発生を憂慮する必要がなくなる。
【００３９】
〔第６の実施の形態〕
図６は〔第６の実施の形態〕を示し、上記の各実施の形態と同様のものには同一の符号が付けられている。
【００４０】
２０は防塵キャップ１３の上面に固着したキャップ、２１は防塵キャップ１３とキャップ２０との間に構成される空室、２２は防塵キャップ１３に固着された管で、一端は空室１４で開口し他端は空室２１で開口している。２３は空室２１に入れられた吸音材である。
【００４１】
上記構成においてその動作を説明する。
ボイスコイル６に電気信号を加えることにより、防塵キャップ１３と振動板１０とキャップ２０および管２２とが、一体になって上下に振動する。防塵キャップ１３の振動により、空室１４の空気は、一部は矢印ｇで示すようにボイスコイルボビン７の内周部とセンターポール２の外周部との間に構成される隙間を通り、ボイスコイル６の外周部を通ってダンパー９より外に排除され、かつ、一部は矢印ｈに示すように貫通孔３と、下ヨーク１と下ヨーク１の下に設けられた板１５との間の隙間を通って外に排除され、かつ、残りは矢印ｉで示すように管２２を通り空室２１に入れられた吸音材２３に吸収される。
【００４２】
したがって、矢印ｇの空気流はボイスコイル６の近傍を急速に流れるため、空冷効果によりボイスコイル６の発熱を抑えることができる。また、ボイスコイルボビン７の内周部とセンターポール２とに間に構成される隙間の幅が、急激に狭くなり、矢印ｇの空気流に対する音響インピーダンスが高くなることによって、矢印ｇの空気流が流れにくくなり、空室１４内の空気圧が高まるが、矢印ｈの空気流により、空室１４内の空気圧の高まりを外に排除するので、空室１４内の空気圧の高まりによって防塵キャップ１３と振動板１０の動きに歪が生じることを抑制することができ、〔第１の実施の形態〕と同様の効果が得られる。
【００４３】
また、空室１４の容積と、センターポールの中央部に設けられた貫通孔３とによって構成されるヘルムホルツの共鳴器の共振により、矢印ｈの空気流に対して、共振周波数付近における音響インピーダンスが高くなり、前記共振周波数付近での空室１４内の空気圧が高まるのを、管２２と空室２１とによって起こる共鳴現象の共振周波数を前記共振周波数に一致させて、矢印ｉの空気流により空室２１内の吸音材２３に吸収し、前記共振周波数付近での防塵キャップ１３と振動板１０の動きの歪を排除することができ、かつ、スピーカの再生音圧の乱れを取り除くことができる。
【００４４】
さらに、この実施の形態では、〔第２の実施の形態〕のように下ヨーク１の下部に容器１８がないので、実際にキャビネットに入れて使用する際に、キャビネットの内容積の寸法に制約を与えることがない。
【００４５】
この実施の形態では、管２２が防塵キャップ１３に取り付けられて空室２１とで共鳴器を構成していたが、防塵キャップ１３に空室１４と空室２１を連通する開口を穿設して管２２を無くしても、同様にして特性の改善が期待できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、防塵キャップと、センターポールと、磁気ギャップに挿入されたボイスコイルボビンとで構成される空室の空気を、一部は磁気ギャップを通して外に排除し、かつ、一部は磁気ギャップを通過させることなく外に排除するか、または、管と容器とで構成される共鳴器を用いて吸収することにより、ボイスコイルさらにはボイスコイルボビンの近傍に空気を流し、ボイスコイルの発熱を効果的に抑制し、ボイスコイルの温度上昇に伴う電気抵抗の上昇と焼損とを防止するものである。
【００４７】
さらに、空気の外部へ排除量と、管と容器とで構成される共鳴器による空気の吸収量を制御することにより、防塵キャップ裏の空室の空気圧の変化により振動板と防塵キャップの動きを歪ませることがなく、高耐入力で大音量でも音質劣化が少ないので、実用上きわめて有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図２】第２の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図３】第３の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図４】第４の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図５】第５の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図６】第６の実施の形態の動電型スピーカの断面図である。
【図７】従来の動電型スピーカの構造断面図である。
【符号の説明】
１下ヨーク
２センターポール
３センターポールの中央部に設けられた貫通孔
４環状マグネット
６ボイスコイル
９ダンパー
１０振動板
１３，２０防塵キャップ
１４，２１空室〔第１，第２の空室〕
１５板
１６スペーサ
１７，２２管
１８容器
１９，２３吸音材

Claims

センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、
前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、
下ヨークとの間に隙間を形成する板を設け、
駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、前記下ヨークと前記板との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記磁気ギャップを通し、前記ボイスコイルの外周部を通過させて、フレームの開口から外部に排除する動電型スピーカ。
管を介して容器を空室に連通させ、空室から外部へ排除される空気の一部を、前記管と前記容器により構成される共鳴器で吸収してなる請求項１記載の動電型スピーカ。
センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークに対向して配設され下ヨークとの間に隙間を形成する容器を設け、前記空室と前記容器を連通する管を設け、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記容器との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記管と前記容器により構成される共鳴器で吸収する動電型スピーカ。
管の外壁とセンターポールに設けられた貫通孔との間に形成された隙間を介して空室から外部へ排除される空気の一部を外部に排出する請求項２，請求項３記載の動電型スピーカ。
管とセンターポールに設けられた貫通孔とのうちの少なくとも一方が、その出入口にむかって拡大させてなる構造を持つ請求項４記載の動電型スピーカ。
センターポールと、磁気ギャップと、この磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した防塵キャップとによって構成される空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークに対向して配設され下ヨークとの間に隙間を形成する容器を設けるとともに、前記容器には、前記貫通孔と対向する位置に開口を穿設し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記容器との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って前記空室から外部へ排除される空気の残りを、前記容器により構成される共鳴器で吸収する動電型スピーカ。
センターポールと、磁気ギャップと、前記磁気ギャップ中に挿入されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを巻き付けたボビン先端部に固着した振動板と、前記振動板の上面に固着した第１の防塵キャップによって構成される第１の空室とを備え、前記センターポールに外部と前記空室とを連通する貫通孔を穿設し、下ヨークとの間に隙間を形成する板を設け、第１の防塵キャップの上面に間隔をもって前記振動板に外周部分が固着されて第１の防塵キャップとの間に第２の空室を形成する第２の防塵キャップを設け、第１防塵キャップに取り付けられ第１の空室と第２の空室を連通する管を設け、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の一部を、前記貫通孔と、下ヨークと前記板との間に形成された隙間を介して外部に排除し、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の一部を、前記磁気ギャップを通過させて外部に排除し、駆動に伴って第１の空室から外部へ排除される空気の残りを、第２の空室と前記管とで構成される共鳴器で吸収する動電型スピーカ。
第１の空室と第２の空室を連通する開口を第１の防塵キャップに穿設して、管をなくした請求項７記載の動電型スピーカ。