JP3985987B2 - スピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置 - Google Patents
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- H04R9/022—Cooling arrangements
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、スピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車載用音響装置等のハイパワー化が盛んに行われ、これに伴いスピーカの放熱が重要視されている。図7は、スピーカ10の構造を示したものであり、図を用いてスピーカ10の構成を簡単に説明する。尚、図7(a)はスピーカ10の要部断面図を、図7(b)はスピーカ10に冷却装置11を取付けた時の要部断面図である。
【0003】
スピーカ10は、図7(a)に示すように、円筒状のポール部1aを有する磁性金属部材で形成された円盤状のボトムヨーク1と、該ボトムヨーク1上に載置された円環状のマグネット2と、該マグネット2上に載置された磁性金属部材で形成されたリング状のトップヨーク3とで磁気回路を構成する。また、フレーム4にエッジ5とダンパー6とにより吊設され、中央にダストキャップ7aを配した振動板7は、ボイスコイル8を巻回したコイルボビン9に接合され、該コイルボビン9を磁気回路で形成される磁気ギャップ内に配置して構成されている。
【0004】
磁気回路は、ボトムヨーク1と、トップヨーク3と、マグネット2とで磁路(例えば図中矢印で示す)を形成し、ポール部1aの先端部とトップヨーク3との空隙によりマグネット2の磁束を収束し、高密度の均一磁界を発生する磁気ギャップを形成している。磁気ギャップ内に所定の間隔を設けて配置されたコイルボビン9は、ボイスコイル8に図示しない電力増幅回路によって駆動電流が供給されると、磁気ギャップにおける電磁力によりコイルボビン9がピストン運動をする。このピストン運動は、振動板7に伝達され、空気中に音を放射する。つまり、電気信号が音響的振動に変換される。スピーカ10は、特に大きな駆動電流が連続的に供給されると、ボイスコイル8がジュール熱を発生し、ボトムヨーク1等で形成される磁気回路全体の温度が上昇する。
【0005】
そこで、熱伝導性に優れた円盤部材に同心円状に溝を形成した冷却装置11をボトムヨーク1のポール部1aに装着する方法が考えられる。つまり、円盤状のボトムヨーク1を装着可能な溝を設けた冷却装置11を用いれば、図7(b)に示すようにスピーカ10のボトムヨーク1に装着するだけで、磁気回路で発生する熱を放射することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ボイスコイル8で発生した熱は、ボトムヨーク1やトップヨーク3に徐々に伝達される。従って、ボイスコイル8で発生した熱がボトムヨーク1やトップヨーク3に蓄積されるまでに時間が掛かり、ボイスコイル8の熱が冷却装置11に有効に伝わらないと云う問題が有った。
本発明は、上述した問題点に鑑み成されたものであり、ボイスコイルの熱を有効に放熱することが可能なスピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明に係るスピーカ装置は、マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置において、前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記ヨークの何れかに、或いは前記マグネットに、或いは前記一対のヨークの何れか及び前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係るスピーカ装置は、前述の特徴を有するスピーカ装置であって、磁気回路は外磁型磁気回路であることを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係るスピーカ装置は、前述の特徴を有するスピーカ装置であって、磁気回路は内磁型磁気回路であることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係るスピーカ装置用冷却装置は、マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置に装着されるスピーカ装置用冷却装置であって、前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記ヨークの何れかに、或いは前記マグネットに、或いは前記一対のヨークの何れか及び前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成することを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係るスピーカ装置用冷却装置は、前述の特徴を有するスピーカ装置用冷却装置であって、ボイスコイルより発生した熱を第1部材および第3部材を介して第2部材に伝達し、該第2部材より放熱するようにしたことを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係るスピーカ用冷却装置は、前述の特徴を有するスピーカ装置用冷却装置であって、第1乃至第3部材は一体成形されていることを特徴とする。
【0013】
本発明のスピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置は、ボイスコイル近傍でかつ磁気回路の磁束ループ内に第1部材を配し、磁気回路の磁束ループの外側に第2部材を配し、第1部材と第2部材を第3部材で結合すると共に、第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したので、ボイスコイルで発生した熱は第1部材に伝達され、第1部材の熱は第3部材に伝達され、第3部材の熱は第2部材に伝達され、第2部材から放熱される。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態によるスピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置20の外形図である。本発明の実施形態によるスピーカ装置用冷却装置20は、図2、図3に示すボトムヨーク21の内側に装着して用いるものなので、スピーカ装置用冷却装置20の構成と共に、ボトムヨーク21の構造を図1乃至図3を用いて説明する。尚、図1は、スピーカ装置用冷却装置20の外形図を、図2は、スピーカ装置のボトムヨーク21の外形図を、図3はボトムヨーク21にスピーカ装置用冷却装置20を装備した時の外形図である。
【0015】
図1に示すように、スピーカ装置用冷却装置20は、円筒状の第1部材20aと、同心円で該第1部材20aより径が大きい円筒状の第2部材20bと、第1部材20aと第2部材20bとを結合する放射状に設けられた複数の板状の第3部材20cとで構成され、第1部材20aと第3部材20cおよび第2部材20bと第3部材20cは、互いに溶接或は一体に成形され、何れも熱伝導性が良好な例えば銅部材等で形成している。尚、図1は一体構造で示してある。
スピーカ装置用冷却装置20を構成する第1部材20aは、後述するように図4に示すスピーカ装置のボイスコイル8近傍でかつ磁気回路の磁束ループ内に配置されるので、第1部材20aの内径は、ボイスコイル8の外径より大きく、且つ所定の磁気ギャップが得られるように形成している。また、スピーカ装置用冷却装置20を構成する第2部材20bは、磁気回路の磁束ループの外側に配置されるので、第2部材20bの内径は、円環状のマグネット2の外径より大きく形成している。
【0016】
一方、ボトムヨーク21は、図2に示すように円筒状のポール部21aと、円盤状の底板部21bとで構成され、底板部21bの上面部21dには、スピーカ装置用冷却装置20の第3部材20cを装着するための挿入溝21cが第3部材20cに対応する位置に放射状に複数形成されている。
ボトムヨーク21の挿入溝21cの深さは、第3部材20cの厚みと略同一に形成しているので、ボトムヨーク21にスピーカ用冷却装置20を装着すると、図3に示すように底板部21bの上面部21dと第3部材20cの上面部20dが略平坦になる。従って、磁気回路を構成する円環状のマグネット2がボトムヨーク21に載置されると、マグネット2の底面側は、底板部21bの上面部21dと第3部材20cの上面部20dに共に密着した状態となる。
【0017】
次に、本発明の実施形態によるスピーカ装置用冷却装置20を装着したスピーカ装置30の構成を図4を用いて説明する。尚、従来例と同一の機能を有する部分には、同一の符号を付してある。図4は外磁型磁気回路を備えるスピーカ装置を示している。
スピーカ装置30は、図4に示すように、ポール部21aを有する磁性金属部材で形成された円盤状のボトムヨーク21と、該ボトムヨーク21の所定の位置にスピーカ装置用冷却装置20を装着し、スピーカ装置用冷却装置20上に円環状のマグネット2と磁性金属部材で形成されたリング状のトップヨーク3を載置することで磁気回路を形成すると共に、フレーム4にエッジ5とダンパー6とにより吊設され、中央にダストキャップ7aを配した振動板7に接合されボイスコイル8を巻回したコイルボビン9が、ポール部21aの外周とトップヨーク3の内周とで形成される磁気ギャップ内に配して構成されている。
【0018】
上述したようにスピーカ装置用冷却装置20は、ボトムヨーク21に装着されると、第3部材20cが挿入溝21cに挿入され、スピーカ装置用冷却装置20の上面部20dとボトムヨーク21の上面部21dが略平坦に形成される。そして、スピーカ装置用冷却装置20の所定の位置に円環状のマグネット2を載置すると、マグネット2の底面側は、ボトムヨーク21の上面部21dに対して大部分が密着した状態となる。つまり、マグネット2とボトムヨーク21の間にスピーカ装置用冷却装置20の第3部材20cが介在するが、かかる第3部材20cを板状にし、且つ放射状に配置することで、マグネット2の磁束密度の低下を生じないようにしている。従って、マグネット2上にトップヨーク3を固着することで形成される磁気回路は、マグネット2、ボトムヨーク2の底板部21b、ポール部21a、そしてトップヨーク3に至る磁路(例えば図中矢印で示す)が形成され、ポール部21aとトップヨーク3とで構成される磁気ギャップには、高密度の均一磁界が発生する。
【0019】
磁気ギャップ内に所定の間隔を設けて配置されたコイルボビン9は、ボイスコイル8に駆動電流が供給されると、磁気ギャップにおける電磁力によりコイルボビン9がピストン運動する。ボイスコイル8は、大きな駆動電流が連続的に供給されると、ジュール熱を発生する。
本発明のスピーカ装置30およびスピーカ装置用冷却装置20は、第1部材20aをボイスコイル8近傍に配置するように構成しているので、ボイスコイル8で発生した熱は、第1部材20aに素早く伝達される。そして、第1部材20aに伝達された熱は、第3部材20cを介して第2部材20bに伝達される。第2部材20bは、磁気回路の磁束ループの外側に配置されているので、外気温で冷却される。
【0020】
スピーカ装置用冷却装置20の第2部材20bは、常に外気温で冷却され、第2部材20bに結合された第3部材20cを冷却する。そして、第3部材20cは、第3部材20cに結合された第1部材20aを冷却する。ボイスコイル8は、周囲を隣接配置され冷却された第1部材20aにより覆われているので、ボイスコイル8の温度上昇を低く抑えることが可能となる。
【0021】
図5は、本発明のその他の実施形態によるスピーカ装置用冷却装置22の外形図を示した。スピーカ用冷却装置22の第2部材22bは、磁気回路の磁束ループの外側に配置される部分なので、例えば図5(a)に示すように第2部材22bの外周面に凹凸部22eを設けたスピーカ装置用冷却装置22や、図5(b)に示すように第2部材22bの外周にフィン22fを設けたスピーカ用冷却装置22を用いるようにすれば、より放熱性に優れたスピーカ装置30とすることが可能となる。
【0022】
また、図6は、本発明の他の実施形態によるスピーカ装置40を示し、磁気回路を内磁型構成としたものである。
内磁型のスピーカ装置40は、円盤状のボトムヨーク23にスピーカ用冷却装置22を装着し、この上にトップヨーク24を固着すると共に、コイルボビン9の内側のボトムヨーク23上にマグネット26を載置し、更にセンターヨーク25を固着することで、磁気回路を形成している。
内磁型のスピーカ装置40の場合も外磁型と同様に、スピーカ装置用冷却装置22の第1部材22aがボイスコイル8近傍に配置されるので、ボイスコイル8で発生した熱は、第1部材22aに素早く伝達され、第3部材20cを介して第2部材20bにより外気温で冷却される。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、スピーカ装置およびスピーカ装置用冷却装置は、ボイスコイル近傍でかつ磁気回路の磁束ループ内に第1部材を配し、磁気回路の磁束ループの外側に第2部材を配し、第1部材と第2部材を第3部材で結合すると共に、第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したので、ボイスコイルで発生した熱は第2部材から効率的に放熱される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるスピーカ用冷却装置の外形図。
【図2】本発明の実施形態によるスピーカ用冷却装置を装着するボトムヨークの外観図。
【図3】本発明の実施形態によるスピーカ用冷却装置をボトムヨークに装着した時の外観図。
【図4】本発明の実施形態によるスピーカ用冷却装置を装着した時のスピーカシステムの断面図。
【図5】本発明のその他の実施形態によるスピーカ用冷却装置の外形図。
【図6】本発明の実施形態によるスピーカ用冷却装置を内磁型スピーカに適用した時のスピーカシステムの断面図。
【図7】従来例におけるスピーカの断面図。
【符号の説明】
2・・・マグネット
3・・・トップヨーク
8・・・ボイスコイル
9・・・コイルボビン
20・・・スピーカ用冷却装置
20a・・・第1部材
20b・・・第2部材
20c・・・第3部材
30・・・スピーカシステム
Claims (10)
- マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置において、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記ヨークの何れかに少なくとも一部が接する第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置。 - マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置において、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置。 - マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置において、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記一対のヨークの何れか及び前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置。 - 前記磁気回路は外磁型磁気回路であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のスピーカ装置。
- 前記磁気回路は内磁型磁気回路であることを特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。
- マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置に装着されるスピーカ装置用冷却装置であって、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記ヨークの何れかに少なくとも一部が接する 第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置用冷却装置。 - マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置に装着されるスピーカ装置用冷却装置であって、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置用冷却装置。 - マグネットと接して配置される一対のヨークを備え、一方のヨークの内周と他方のヨークの外周との間に磁気ギャップを形成する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに取り付けられる振動板とを備え、前記ボイスコイルに駆動電流を供給することにより前記ボイスコイルおよび振動板が駆動されるようにしたスピーカ装置に装着されるスピーカ装置用冷却装置であって、
前記磁気ギャップの下方でかつ前記磁気回路より発生する磁束ループ内に配置される第1部材と、
前記磁気回路の磁気ループの外側に配置される第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材を結合し、前記一対のヨークの何れか及び前記マグネットに少なくとも一部が接する第3部材を備え、
前記第1部材乃至第3部材は熱伝導性良好な部材で構成したことを特徴とするスピーカ装置用冷却装置。 - 前記ボイスコイルより発生した熱を前記第1部材および前記第3部材を介して前記第2部材に伝達し、該第2部材より放熱するようにしたことを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載のスピーカ装置用冷却装置。
- 前記第1乃至第3部材は一体成形されていることを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載のスピーカ装置用冷却装置。
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