JP3942870B2

JP3942870B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP3942870B2
Application number: JP2001350890A
Authority: JP
Inventors: 正己今井
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003153376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用などに用いられる薄型のスピーカに係わり、特に放熱特性を良くして高出力を可能としたスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は車載用などとして用いられる従来の薄型のスピーカの断面図である。
【０００３】
図２に示すスピーカは、内部が密閉されたボックスタイプである。このスピーカでは、合成樹脂製の上部ケース１と、同じく合成樹脂製の下部ケース２とが設けられ、上部ケース１と下部ケース２はその周囲の嵌合部２ａにおいて互いに嵌合され、図示しないねじ部材によって連結されている。
【０００４】
前記上部ケース１の前方には円形の発音開口部１ａが設けられており、この発音開口部１ａにコーン状の振動板３が配置されている。振動板３は周囲部がエッジダンパー４を介して前記上部ケース１の発音開口部１ａの周縁部に接合されている。また、振動板３の下部に固定されたボビン５と上部ケース１の内面との間には、蛇腹構造のダンパー６が設けられている。
【０００５】
前記上部ケース１と下部ケース２の内部には、外周ヨーク７と、この外周ヨーク７の中央部上面に設置されたマグネットＭと、このマグネットＭの上に固着された中心ヨーク８が設けられており、前記ボビン５に設けられたボイスコイルＣ１が、前記外周ヨーク７と中心ヨーク８との間のギャップ内に位置している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般にスピーカのボイスコイルＣ１に通電するとこのボイスコイルＣ１が発熱し、ボイスコイルＣ１へ与える電流が大きくなるほどボイスコイルＣ１の発熱量が多くなる。この熱は、外周ヨーク７と中心ヨーク８およびマグネットＭから成る磁界発生部に蓄積されていく。
【０００７】
しかし、図２に示すような薄型で且つ内部密閉型のボックスタイプのスピーカでは、ケース内の狭いスペース内に前記磁界発生部が設けられているため、磁界発生部に蓄積された熱がケース外に放出されにくい。また、中心ヨーク８と外周ヨーク７の大きさに限界があるため磁界発生部に蓄積できる熱容量も小さくなる。そのため、ボイスコイルＣ１の周辺の温度が高くなりやすく、また上部ケース１と下部ケース２が合成樹脂製であるため、前記熱がケースの外へ放出されにくい。
【０００８】
よって、この種のボックスタイプのスピーカでは、ボイスコイルＣ１へ入力する電流を大きくするとボイスコイルＣ１の周辺の温度が高くなりすぎて、ボイスコイルＣ１の損傷のおそれがある。そのため、比較的小出力のスピーカとしてしか使用することができない。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、前記薄型のスピーカにおいて、放熱効果を高くして入力電流を大きくでき、出力を大きくすることを可能にしたスピーカを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケース内に、振動部と、前記振動部を駆動するボイスコイルと、ヨークおよびマグネットを備え前記ボイスコイルに磁束を与える磁界発生部とが収納されているスピーカにおいて、
前記ケースは上部ケースと下部ケースとが固定されて形成されており、前記上部ケースに発音開口部が形成されて、この発音開口部に前記振動部が取り付けられ、前記下部ケースに、前記マグネットを支持する前記ヨークが固定されて、前記ケースの内部において、前記振動部に固定された前記ボイスコイルが、前記磁界発生部で発生される磁場内に位置しており、
前記ケースの底部に後方開口部が形成されて、前記ヨークの一部分が前記後方開口部内に嵌合し、そのヨークの一部分の下面が前記底部の外面よりもケース内方に位置しており、
金属で形成された外部取付け部材が前記底部の外側に配置されて、前記外部取付け部材に設けられた凸状の固定部が、前記ヨークの下面に密着して前記後方開口部内に装着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のスピーカでは、ボイスコイルの熱が磁界発生部に蓄積されたときに、ケースの底部の開口部から熱が放出されるため、ケース内でボイスコイル周辺の温度の上昇を抑止できる。したがって従来よりも大きな電流を供給でき、大出力も実現できるようになる。
【００１２】
また、本発明は、前記ケースが合成樹脂製であり、前記開口部以外の部分でケースの内部が密閉されているものにおいて有効である。
【００１３】
ケースが合成樹脂製で内部が密閉されているものであっても、前記開口部から外部へ熱が放出されるため、ケース内部の熱の上昇を抑制できる。
【００１４】
また、前記磁界発生部の下部が前記開口部に嵌合されていると、ケースの底部に大きな隙間が形成されず、ケース内部の密閉性を確保できる。
【００１６】
また本発明では、スピーカ全体の全高寸法を小さくでき、薄型化を促進することが可能である。
【００１７】
また、前記ケースの底部に露出している前記磁界発生部の下面に、金属製の外部取付け部材が固定されているために、前記磁界発生部の熱を前記外部取付け部材を介して外部へ放出しやすくなる。
【００１９】
外部取付け部材を前記開口部に嵌合させると、ケースと外部取付け部材との相対位置を前記嵌合で決めることができる。なお、磁界発生部の下面と外部取付け部材は接着やねじ止めであってもよいし、または磁気吸着力のみで固定してもよい。
【００２０】
また、前記ヨークは、ボイスコイルの内側に対向する中心ヨークと、ボイスコイルの外側に対向する外周ヨークとを有し、前記中心ヨークの下部に前記中心ヨークから直径が広がる拡張部が設けられ、ボイスコイルの外周で、前記拡張部と前記外周ヨークとの間に、リング状の前記マグネットが配置されており、前記拡張部が前記開口部内に嵌合しているものとして構成できる。
【００２１】
上記のように中心ヨークの下部に拡張部を設け、この拡張部をケースの底部に露出させておくと、ヨークからケース外への放熱面積を広くできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスピーカの実施の形態を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すスピーカＳ１は、薄型で且つ内部密閉型のボックスタイプであり、合成樹脂製の上部ケース１１と、同じく合成樹脂製の下部ケース１２からなるケース１０を有している。下部ケース１２の底面は略楕円形で且つ平坦面であり、上部ケース１１は前方へ湾曲したドーム形状である。
【００２４】
上部ケース１１は前記のように合成樹脂によりドーム形状に成型されたものであり、図示上方に向けられた前方には円形の発音開口部１１Ａが形成されている。前記発音開口部１１Ａからケース１０内方へ向けてテーパ状の支持部１３が一体に形成されており、前記支持部１３の中心部に、円形の前方開口部１１Ｂが形成されている。前記前方開口部１１Ｂの開口面積は、前記発音開口部１１Ａの開口面積よりも狭くなっている。また上部ケース１１の、図示下方に向けられた後方には開口面積が広く形成された嵌合開口部１１Ｄが形成されている。
【００２５】
前記下部ケース１２は、前記上部ケース１１の嵌合開口部１１Ｄを覆うものであり、その周囲に形成された凹部１２ａに、前記上部ケース１１の嵌合開口部１１Ｄの縁部に形成された突部１１ａが嵌着され図示しないねじ部材によって、前記上部ケース１１と前記下部ケース１２とが連結されている。また上部ケース１１と下部ケース１２とが嵌着された状態で両者の縁部が接着されていてもよい。
【００２６】
前記下部ケース１２の中心部には、円形の後方開口部１２Ａが形成されている。この後方開口部１２Ａの中心と、前記前方開口部１１Ｂの中心、および前記発音開口部１１Ａの中心は、前後方向に延びる中心線Ｏ−Ｏ上に一致している。
【００２７】
この密閉型のボックスタイプのスピーカＳ１のケース１０は、前記のように上部ケース１１と下部ケース１２とが嵌合されて形成されており、前記前方開口部１１Ｂと前記後方開口部１２Ａ以外の部分でケース１０内部が密閉されている。
【００２８】
前記発音開口部１１Ａの内周側には、断面がＵ字形状の弾性板で形成されたエッジダンパー１４が固定されており、このエッジダンパー１４の内周部にコーン形状の振動板１５が接合されている。前記振動板１５の下端には筒形状のボビン１６が接合されており、このボビン１６が、上部ケース１１の前方開口部１１Ｂ内に挿入され、下方に延びている。前記ボビン１６は紙材または樹脂が含浸された紙材などにより円筒形状に形成されており、その外周面にはボイスコイルＣが巻き付けられている。この実施の形態では、前記振動板１５とボビン１６とが振動部となっている。
【００２９】
前記ケース１０内には、上部ヨーク２１と下部ヨーク２２とマグネット２３とからなる磁界発生部が設けられている。前記上部ヨーク２１は、磁性材料で形成されて薄型のリング形状であり、前記上部ケース１１の前記支持部１３の前方開口部１１Ｂの周囲にインサート成型または接着などの手段によって位置決めされて固定されている。前記上部ヨーク２１は前記ボビン１６およびボイスコイルＣの外周に対向し、外周ヨークとして機能している。
【００３０】
前記下部ヨーク２２は断面が凸形状であり、前記ボビン１６およびボイスコイルＣの内側に位置する円柱形状の中心ヨーク２２ｂと、前記中心ヨーク２２ｂの下部においてその直径が前記中心ヨーク２２ｂよりも大きい円形の拡張部２２ａとが一体に形成されたものである。
【００３１】
前記マグネット２３はリング形状に形成されており、図示上下面が異なる磁極に着磁されている。前記マグネット２３は、ボビン１６およびボイスコイルＣの外周において、前記上部ヨーク２１の下面に密着させられ、その後に前記下部ヨーク２２が下から装着される。このとき下部ヨーク２２の中心ヨーク２２ｂがボビン１６の内部に挿入され、拡張部２２ａと前記上部ヨーク２１とで前記マグネット２３が挟まれる。
【００３２】
さらにその後に、下部ケース１２が嵌着されると、下部ヨーク２２の拡張部２２ａの外周が、前記下部ケース１２の後方開口部１２Ａに嵌合される。前記上部ヨーク２１とマグネット２３、およびマグネット２３と拡張部２２ａとは接着されて固定されてもよいし、またはマグネット２３の磁気吸着力により固着されたものであってもよい。
【００３３】
前記磁界発生部が取り付けられた状態で、前記ボビン１６およびボイスコイルＣは、上部ヨーク２１と、中心ヨーク２２ｂとの間に形成されたリング状のギャップＧ内に位置している。
【００３４】
前記のように、このボックスタイプのスピーカＳ１では、下部ヨーク２２の拡張部２２ａの下面２２ｃは、下部ケース１２の肉厚寸法Ｔの中間に位置し、拡張部２２ａは、前記後方開口部１２Ａにほとんど隙間なく嵌合している。また、上部ケース１１の発音開口部１１Ａが前記振動板１５で塞がれており、したがってこのスピーカＳ１はケース内が外部と密閉されている。よって、車載用のように埃の多い環境下で使用しても前記ギャップＧに埃や金属粉が付着するなどの問題が生じることがなく、またケース１０内が密閉されているため、音響効果にも優れている。
【００３５】
上述したように、下部ヨーク２２の拡張部２２ａの下面２２ｃは、高さ方向において下部ケース１２の肉厚寸法Ｔの範囲内に位置している。すなわち、下部ヨーク２２が部分的に下部ケース１２に入り込んでいるため、スピーカＳ１の全高寸法Ｈを小さくでき、薄型化が促進されている。また拡張部２２ａの下面２２ｃを下部ケース１２の底面と同一面となるように各部の寸法を設定することにより、スピーカＳ１の全高寸法Ｈをより小さくすることが可能となる。
【００３６】
さらに、下部ヨーク２２の拡張部２２ａの下面２２ｃには、金属製の外部取付け部材３０が取り付けられている。前記外部取付け部材３０は、薄板状の金属板をプレス加工して形成したものであり、円形で且つ凸形状の固定部３１を有している。前記下部ケース１２の底面と前記拡張部２２ａの下面２２ｃが、前記後方開口部１２Ａにおいて段差を有している場合、前記固定部３１は、前記後方開口部１２Ａ内に部分的に挿入されて、前記拡張部２２ａの下面２２ｃに固定されている。
【００３７】
固定部３１の直径Ｗを後方開口部１２Ａの内径寸法とほぼ一致させておけば、前記固定部３１が前記後方開口部１２Ａ内に嵌合するため、外部取付け部材３０を位置決めして固定することができる。
【００３８】
図１に示すスピーカＳ１では、マグネット２３から、上部ヨーク２１および下部ヨーク２２を巡る磁気回路が形成され、前記ギャップＧを磁束が横断する。ボイスコイルＣに流れる電流と、ギャップＧを横断する磁界とで生じる磁気駆動力により、ボイスコイルＣを介して前記ボビン１６および振動板１５が振動させられて、振動板１５から音声が出力される。
【００３９】
このとき、ボイスコイルＣに発生する熱は、下部ヨーク２２および上部ヨーク２１に伝達されるが、この熱は、下部ケース１２の後方開口部１２Ａ内に露出している前記拡張部２２ａの下面２２ｃから外部へ放出される。また、拡張部２２ａは中心ヨーク２２ｂよりも広い面積で形成されているため、後方開口部１２Ａから外部への放熱面積は広くなっている。したがって、ケース１０の内部が密閉されているスピーカＳ１であっても、ケース１０内の温度が異常に高くなるのを防止でき、ボイスコイルＣへ与える電流量を多くしても、ボイスコイルＣから発生する熱を外部へ放出でき、ボイスコイルＣの熱による破壊などを防止できる。またボイスコイルＣに従来よりも大きい電流を与えることができ、出力の大きなスピーカとして使用することができる。
【００４０】
さらに、前記拡張部２２ａの下面２２ｃに金属製の外部取付け部材３０が取り付けられていると、下部ヨーク２２の熱が前記外部取付け部材３０に伝導して外部取付け部材３０の表面から放熱されるため、さらに放熱効果を高めることができる。
【００４１】
ここで、前記外部取付け部材３０は、アルミニウムや銅などの熱伝導率が高い材料で且つ非磁性材料であることが好ましい。この場合に、前記外部取付け部材３０と前記下部ヨーク２２の拡張部２２ａの下面２２ｃとが接着され、またはねじ止めで固定される。ただし、前記外部取付け部材３０が鉄系材料で形成されている場合には、マグネット２３の磁気吸着力によって、前記外部取付け部材３０を前記下面２２ｃに固着させることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明では、薄型のスピーカであり、さらに内部が密閉されているスピーカであっても、内部の熱を効率よくケースの外部に放出でき、内部温度が高くなるのを防止できる。よってボイスコイルに大きな電流を与えて従来よりも出力を大きくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカの実施の形態を示す断面図、
【図２】従来のスピーカを示す断面図、
【符号の説明】
１０ケース
１１上部ケース
１１Ａ発音開口部
１１Ｂ前方開口部
１２下部ケース
１２Ａ後方開口部
１５振動板
１６ボビン
２１上部ヨーク
２２下部ヨーク
２２ａ拡張部
２２ｂ中心ヨーク
２３マグネット
Ｇギャップ
Ｃボイスコイル
Ｓ１スピーカ

Claims

ケース内に、振動部と、前記振動部を駆動するボイスコイルと、ヨークおよびマグネットを備え前記ボイスコイルに磁束を与える磁界発生部とが収納されているスピーカにおいて、
前記ケースは上部ケースと下部ケースとが固定されて形成されており、前記上部ケースに発音開口部が形成されて、この発音開口部に前記振動部が取り付けられ、前記下部ケースに、前記マグネットを支持する前記ヨークが固定されて、前記ケースの内部において、前記振動部に固定された前記ボイスコイルが、前記磁界発生部で発生される磁場内に位置しており、
前記ケースの底部に後方開口部が形成されて、前記ヨークの一部分が前記後方開口部内に嵌合し、そのヨークの一部分の下面が前記底部の外面よりもケース内方に位置しており、
金属で形成された外部取付け部材が前記底部の外側に配置されて、前記外部取付け部材に設けられた凸状の固定部が、前記ヨークの下面に密着して前記後方開口部内に装着されていることを特徴とするスピーカ。
前記ヨークは、ボイスコイルの内側に対向する中心ヨークと、ボイスコイルの外側に対向する外周ヨークとを有し、前記中心ヨークの下部に前記中心ヨークから直径が広がる拡張部が設けられ、ボイスコイルの外周で、前記拡張部と前記外周ヨークとの間に、リング状の前記マグネットが配置されており、前記拡張部が前記開口部内に嵌合している請求項１記載のスピーカ。
前記上部ケースは合成樹脂で形成され、前記外周ヨークが前記上部ケースに固定されて前記ボイスコイルの外側に対向しており、前記外周ヨークの下面に前記マグネットが固定されて、前記マグネットの下面に前記中心ヨークと一体の前記拡張部が固定されており、さらに前記拡張部の下側に前記下部ケースが設置され、前記拡張部が前記後方開口部内に嵌合された状態で、前記下部ケースが前記上部ケースに固定されている請求項２記載のスピーカ。
前記上部ケースと前記下部ケースは共に合成樹脂製であり、前記発音開口部と前記後方開口部以外の部分で前記ケースの内部が密閉されている請求項１ないし３のいずれかに記載のスピーカ。