JP3828126B2 - スピーカ - Google Patents

Description

この発明は、音響機器の一種であるスピーカ等の電気音響変換器にかかり、詳しくは振動板の大振幅時にスピーカのボイスコイルや磁気回路部分の発熱を効率良く外部へ放熱することができるスピーカに関する。

従来の一般的なスピーカの構成は、中心部にポールピースを一体に結合したボトムプレートの前面に環状のマグネットを結合し、さらに環状のトッププレートを結合し、トッププレートの前面にフレームを結合し、ポールピースと環状のトッププレートとの間に形成した磁気ギャップに、その磁気ギャップにはまり込むボイスコイルを中心部に結合したダンパーの周縁部を前記フレームに結合し、さらに前記ボイスコイルを中心部に結合した振動板の周縁部を前記フレームに結合し、その中心部にダストキャップを設けた構造となっている。

スピーカは、ボイスコイルに音声電流を加えることにより振動板が振動し、音が発生する。この場合、ボイスコイルは発熱する。従来のスピーカではボイスコイルからの発熱は磁気回路のプレート、ポールピース、ボトムプレート等により放熱されていたが磁気回路自体が高温となり、大入力、大振幅時には充分な放熱ができなくなりボイスコイルが熱破壊する。

この対策として、例えば実開昭６２−１７８６９１に示されるように、磁気回路の構成部品であるプレート前面に放熱用金属部品を設置して放熱を行うようにしたスピーカがある。

また、実開平３−７７５９４に示されるように、貫通孔を有するセンターポールの上部に磁気回路の温度変化に応じて貫通孔を開閉し、磁気回路内の熱を外部へ排出するものがある。

さらに、特開平８−３１７４９３に示されるように、貫通孔を有するセンターポール上の外周に固定筒を設け、その上方に配されたダストキャップ下面に可動筒を設け、ダストキャップ背面の空気室を２分し、ボイスコイルの内側、外側にボイスコイル放熱用の空気流を発生させるようにしたものがある。
実開昭６２−１７８６９１ 実開平３−７７５９４ 特開平８−３１７４９３

ボイスコイルは大入力に応じ発熱する。しかしながら、実開昭６２−１７８６９１ではプレート上に設けた放熱用金属部品を介しボイスコイルの熱を内側で集熱し、それを外側に伝導させて外部に放熱させ、この放熱性は放熱用金属部品の熱伝導性のみに依存しているため、ボイスコイルに連続的に大入力が加わった場合、放熱性が十分でない、という課題があった。

これに対し、実開平３−７７５９４では、磁気回路の温度変化に応じセンターポールの貫通孔を開閉部材によって開閉して熱を逃すようにしている。この開閉部材としては温度によって反応するバイメタルや形状記憶合金を用いるため、所定の温度に達しなければ動作しない、という課題がある。また、機械的に貫通孔を開閉するため、ノイズが生じるおそれがあり、音質を低下させるおそれもあり、かつ経年使用により開閉部材が劣化するおそれもある、という課題がある。

特開平８−３１７４９３では、振動板の振動に応じて空気流を発生させ放熱するようにしているが、ダストキャップ下部に可動筒を設け、その可動筒の外側であってセンターポールの上部に固定筒を設け、狭い内部空間を２分する構成を採用しており、構成が煩雑であり、特に小型のスピーカでは製造に難点がある、という課題がある。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、構成が簡易で音質も損なうこともなく、小型のスピーカにも対応し得る、高耐入力型のスピーカを提供することにある。

請求項１の発明は、ボトムプレート２ａ前面にマグネット３が設けられたポールピース２と、このポールピース２の外周面と磁気ギャップを介し内周面が対向配置されたプレート４とを備え、前記磁気ギャップ内に、ボイスコイル５を有するボイスコイルボビン６がダンパ８を介し振動可能に設けられたスピーカにおいて、前記ボイスコイルボビン６に第１の空気流入出用の孔６ａが設けられ、かつ前記ボイスコイルボビン６の内側に位置するポースピース２の前部に第２の空気流入出用の孔１２ｅを有するほぼ円筒状の空気流入出用制御部材１２を同軸状に固定し、振動系の前後の振幅による前記ダンパ８の背面の圧力変化によりスピーカ中心部と前記ダンパ８の背面側の空気の流入出を行い前記ボイスコイル５を冷却する構成とし、上記目的を達成している。
請求項２の発明は、請求項１記載のスピーカにおいて、前記ボイスコイルボビン６側の第１の空気流入出用の孔６ａはダンパ接合部８ａより後方側に設けられ、前記第２の空気流入出用の孔１２ａは前記ポールピース２の前方に設けられ、前記ボイスコイル５が前方へ振幅し前記第１の空気流入出用の孔６ａが前記空気流入出制御部材１２より前方に位置するとスピーカ中心部の空気が前記ダンパ８の背面側に流入し、前記ボイスコイル５が後方へ振幅し前記第１、第２の空気流入出用の孔６ａ、１２ａが連通すると前記ダンパ８の背面側の空気がスピーカ中心部側へ放出する構成としている。

本発明によれば、外周部にボイスコイル５を有するボイスコイルボビン６に第１の空気流入出用の孔６ａを設け、その内側に配置された空気流入出制御用部材１２にも第２の空気流入出用の孔１２ａを設け、振動系の振幅に応じダンパ下空間８ｂ側が負圧になった際に前記第１の空気流入出用の孔６ａからスピーカ中心部側の空気をダンパ背面側へ流入させ、正圧になった際に各孔６ａ，１２ａを連通させ、今度は空気をスピーカ中心部側へ放出させるようにしたため、連続的にボイスコイル５に大入力が加わり、ボイスコイル５が異常に温度上昇してもそれに応じて強制的、かつ自動的に空気の流入出を行うことができるので、ボイスコイル５、磁気回路１等を冷却することができる。したがって、より大入力を加えることが可能となり、高耐入力型のスピーカを実現できる。また、本発明の構成は簡易であり、組立性が良く、コスト高も防止し得る。

以下、図面に沿って本発明を説明する。

［実施の形態１］
図１は本発明の一実施例の縦断面図を示す。

図中１は磁気回路で、この磁気回路１は、図示の状態において、下方に円板状のボトムプレート２ａが形成され、このボトムプレート２ａの中央部に一体に結合され、上方に向って延び中央部に貫通孔２ｂを有する円筒状のポールピース２を備えている。

ボトムプレート２ａの前面には環状のマグネット３が設けられ、このマグネット３の前面には環状のプレート４が設けられ、磁気回路１が構成されている。

ポールピース２の上部外周面と、これと離間して対向するプレート４の内周面との間の磁気ギャップにボイスコイル５が振動可能に設けられている。このボイスコイル５は円筒状のボイスコイルボビン６の後部外周に設けられている。

このボイスコイルボビン６の前方外周部には、振動板７の首部７ａが結合されている。また、このボイスコイルボビン６の前方外周部にはダンパ８の内周縁が接続されている。８ａはこのダンパ接続部である。ダンパ８の外周縁は椀状をなし、窓９ａを有するフレーム９の段部９ｂに接続されている。

６ａはボイスコイルボビン６に形成された第１の空気流入出用の孔で、ダンパ接続部８ａとボイスコイル５の前方との間の適位置に形成されている。

この第１の空気流入出用の孔６ａはボイスコイルボビン６の周面に沿って少なくとも一以上形成されている。

１２は全体としてほぼ円筒状をなす空気流入出制御部材であり、非磁性体の金属または耐熱性の樹脂にて形成されている。この空気流入出制御部材１２はボイスコイルボビン６の内側においてボイスコイルボビン６に対し非接触の状態となっている。

図２〜図６はこの空気流入出用制御部材１２の詳細を示す。図２は平面図、図３は図２中Ａ−Ａ’線断面図、図４は側面図、図５は底面図、図６は図２中Ｂ−Ｂ’線断面図を示す。

この空気流入出用制御部材１２は、最外周がポールピース２の外径と同じ外径をなす筒部１２ａと、その後方に形成され、筒部１２ａより小径であってポールピース２の貫通孔２ｂ内に挿入され取り付けられる筒状の挿入部１２ｂを有している。挿入部１２ｂの前端部、つまり筒部１２ａ側にはフランジ状の載置部１２ｃが形成され、取り付けの際、挿入部１２ｂを貫通孔２ｂ内に載置部１２ｃの後面がポールピース２の上端に当接するまで挿入して嵌め込めば良い。この場合、挿入部１２ｂの外周はポールピース２の内周と当接する。これにより、空気流入出用制御部材１２をポールピース２に同軸状に堅固に取り付けることができる。

筒部１２ａ内には、図２、図３、図５および図６等に示すように、筒部１２ａの中央部側から筒部１２ａの内周壁に向って放射状に延びる複数のリブ１２ｄが形成されている。また、このリブ１２ｄは前方から後方に向って延び、後部に挿入部１２ｂが設けられ、筒部１２ａと挿入部１２ｂとはリブ１２ｄを介して連結されている。すなわち、筒部１２ａと挿入部１２ｂとは離間して配置され、筒部１２ａと挿入部１２ｂ間に、第２の空気流入出用の孔１２ｅが形成されている。換言すると、空気流入出制御部材１２の筒部１２ａの後部に第２の空気流入出用の孔１２ｅが形成されている。

なお、フレーム９の底部９ｃはプレート４の前面に取り付けられ、フレーム９の前部にはエッジ１０を介し振動板７が結合されている。振動板７の中心部には防塵用のキャップ１１が設けられ、スピーカが構成されている。

次に本発明の動作について説明する。

ボイスコイル５に音声信号を加えるとそれに振動板７は振動し、大入力の場合、大振幅となり、ボイスコイル５は発熱する。

大振幅によってボイスコイル５が、図７（ａ）において矢印で示すように前面側に移動すると、ダンパ８の背面側のダンパ下空間８ｂが負圧になる。この場合、ボイスコイルボビン６のダンパ接合部８ａより背面側の位置に形成された第１の空気流入出用の孔６ａの位置が空気流入出制御部材１２より前方となる。このため、ダストキャップ１１を有する振動板７の下方の中心部の空気はボイスコイルボビン６側に形成された第１の空気流入出用の孔６ａを介しダンパ下空間８ｂ側へ流入し、発熱しているボイスコイル５はこの空気に晒され冷却される。

また、ボイスコイルが、図２（ｂ）において矢印で示すように背面側に移動すると、それに伴いダンパ８は背面側に引き込まれるため、ダンパ下空間８ｂ側は正圧となる。このとき、第１の空気流入出用の孔６ａは、ポールピース２の上側に設けられた、空気流入出制御部材１２の第２の空気流入出用の孔１２ａと連通するため、ダンパ下空間８ｂ側の空気はこの第１、第２の空気流入出用の孔６ａ、１２ａを通ってスピーカの中心部側へ放出され、ポースピース２の貫通孔２ｂを介し外部へ排気することができる。

このように、ボイスコイル５および振動板７等の振動系が前面、背面側へ大きく振幅するたびにダンパ背面側がそれに応じて負圧、正圧となり、交互に空気が取り込まれたり、放出されたりするため、ボイスコイル５の熱や磁気回路１の熱を流入出する空気により効率良く冷却することができる。

本発明の一実施例にかかるスピーカの縦断面説明図を示す。 本発明で用いられる空気流入出制御部材の平面図。 図２中Ａ−Ａ’線断面図。 本発明の空気流入出制御部材の側面図。 同上の底面図。 図２中Ｂ−Ｂ’線断面図。 （ａ）、（ｂ）は本発明の動作説明図を示す。

符号の説明

１ 磁気回路
２ａ ボトムプレート
２ｂ 貫通孔
２ ポールピース
３ マグネット
４ プレート
５ ボイスコイル
６ ボイスコイルボビン
６ａ 第１の空気流入出用の孔
７ 振動板
７ａ 首部
８ ダンパ
８ａ ダンパ接続部
８ｂ ダンパ下空間
９ フレーム
９ａ 窓
９ｂ 段部
９ｃ 底部
１０ エッジ
１１ ダストキャップ
１２ 空気流入出制御部材
１２ａ 筒部
１２ｂ 挿入部
１２ｃ 載置部
１２ｄ リブ
１２ｅ 第２の空気流入出用の孔

Claims (2)

1. ボトムプレート（２ａ）前面にマグネット（３）が設けられたポールピース（２）と、このポールピース（２）の外周面と磁気ギャップを介し内周面が対向配置されたプレート（４）とを備え、前記磁気ギャップ内に、ボイスコイル（５）を有するボイスコイルボビン（６）がダンパ（８）を介し振動可能に設けられたスピーカにおいて、
   前記ボイスコイルボビン（６）に第１の空気流入出用の孔（６ａ）が設けられ、かつ前記ボイスコイルボビン（６）の内側に位置するポースピース（２）の前部に第２の空気流入出用の孔（１２ｅ）を有するほぼ円筒状の空気流入出用制御部材（１２）を同軸状に固定し、
   振動系の前後の振幅による前記ダンパ（８）の背面の圧力変化によりスピーカ中心部と前記ダンパ（８）の背面側の空気の流入出を行い前記ボイスコイル（５）を冷却することを特徴とするスピーカ。
2. 請求項１記載のスピーカにおいて、前記ボイスコイルボビン（６）側の第１の空気流入出用の孔（６ａ）はダンパ接合部（８ａ）より後方側に設けられ、前記第２の空気流入出用の孔（１２ａ）は前記ポールピース（２）の前方に設けられ、前記ボイスコイル（５）が前方へ振幅し前記第１の空気流入出用の孔（６ａ）が前記空気流入出制御部材（１２）より前方に位置するとスピーカ中心部の空気が前記ダンパ（８）の背面側に流入し、前記ボイスコイル（５）が後方へ振幅し前記第１、第２の空気流入出用の孔（６ａ）、（１２ａ）が連通すると前記ダンパ（８）の背面側の空気がスピーカ中心部側へ放出されることを特徴とするスピーカ。

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