JP4565357B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明はスピーカ装置に係り、とくに第１スピーカの磁気回路を形成するセンタポール上に第２のスピーカを取付けるようにしたスピーカ装置に関する。

互いに異なる音域を担う複数のスピーカを同軸状に配し、低音側のスピーカのセンタポール上に高音側のスピーカを取付けるようにした同軸型（コアキシャル型）スピーカ装置が知られている。このようなスピーカ装置は、各帯域を担うスピーカから出る音声を低音側のスピーカのほぼ中心から放射することができ、しかも全体的に簡潔にまとまった構成とすることができる。従ってとくに車載用スピーカ装置として広く利用されている。

特開平１１−２８５０９１号公報には、低音用スピーカユニットの磁気回路を構成するセンタヨーク上に立設した中高音用スピーカユニットを支持する支柱を多角形状として表面の熱放射効果を高めるとともに、支柱に溝を形成し、この溝を介して磁気回路の空間部内の熱せられた空気をコーンの外部に放出させるようにし、車載用等の狭い場所で用いるコアキシャル型のスピーカ装置の冷却効果を高めるようにしたコアキシャル型スピーカ装置が開示されている。

このようなスピーカ装置は、低音用スピーカのセンタヨーク上に立設される支柱として例えばアルミニウム合金の引抜き材を用いるようにし、この支柱を低音用スピーカのセンタポール上にビスによって固定するとともに、この支柱の先端部に高音用スピーカの磁気回路の底部を接着して固定している。従って支柱の先端部に取付けられる中高音用スピーカの位置決めが必ずしも確実ではなく、場合によっては低音用スピーカと高音用スピーカの中心位置が互いにずれる可能性がある。また支柱の先端部に接着固定して高音用スピーカを取付けるために、高音用スピーカの保持が不十分になる可能性がある。また支柱の先端部と高音用スピーカの磁気回路の底面との間に接着剤層が介在し、この接着剤層によって高音用スピーカの磁気回路と支柱との間での熱の伝導が妨げられ、これによってとくに高音用スピーカの磁気回路の放熱性が妨げられる。
特開平１１−２８５０９１号公報 特開平７−３２２３８５号公報 特開２００２−２１５２７０号公報

本願発明の課題は、第１のスピーカのセンタポール上に第２のスピーカと第３のスピーカを安定に保持することができるスピーカ装置を提供することである。

本願発明の別の課題は、第１のスピーカのセンタポール上に第２のスピーカを正しく位置決めして取付けるとともに、上記第２のスピーカの支持手段によってさらに第３のスピーカを取付けることができるスピーカ装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、第１のスピーカのセンタポール上に支持体を介して取付けられる第２のスピーカの磁気回路と第３のスピーカからの熱が上記支持体に流動しあるいは放熱され、これによってとくに第２のスピーカの磁気回路の温度上昇を防止することが可能なスピーカ装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、第２のスピーカの外周部に保持枠が支持され、この保持枠によって第２のスピーカよりもさらに高音域を担う第３のスピーカを保持し、しかも上記保持枠が嵌合保持部に対して放熱手段として機能し、嵌合保持部を介して保持枠によって第１のスピーカあるいは第２のスピーカの熱を放散するようにしたスピーカ装置を提供することである。

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされる。

かかる課題を解決するため本発明のスピーカ装置においては、カップ状に成形され、底部が第１のスピーカの磁気回路を形成するセンタポールの前面に取り付けられることにより、当該センタポールの前方に延出される金属製の支持体と、支持体の前端側が第１のスピーカよりも高音域を担う第２のスピーカの磁気回路の外周部及び背面の一部と当接するように段状に折り曲げられることにより形成され、当該第２のスピーカを保持する嵌合保持部と、嵌合保持部の前端が外周側に開くように折り曲げられることにより形成され、第２のスピーカのフレームの背面の一部と当接するフランジ部と、フランジ部の前面にビスを介して取り付けられ、第２のスピーカのフレームの外周を囲むとともに当該フレームの前面の一部に当接して当該フレームをフランジ部との間に挟みこむ金属製の保持枠と、保持枠の所定の位置に外周側に延びるように形成され、第２のスピーカよりもさらに高音域を担う第３のスピーカを保持する保持部とを設けるようにした。

本発明によれば、嵌合保持部が第２のスピーカの磁気回路の外周部及び背面の一部と当接するように段状に折り曲げられることにより形成されていることにより、第２のスピーカを安定して保持し且つ正しく位置決めして取り付けることができる。また、第３のスピーカを保持する保持枠が嵌合保持部の前端に形成されたフランジ部に取り付けられ、ビスの螺着力によって第２のスピーカのフレームが保持枠及びフランジ部に挟着されることにより、第３のスピーカを安定して保持できると共に第１のスピーカ及び第２のスピーカの熱を放散することができる。かくして、第１のスピーカのセンタポール上に第２のスピーカと第３のスピーカとを安定して保持できると共に、第２のスピーカを正しく位置決めして取り付けることができ、且つ第１のスピーカ及び第２のスピーカの熱を放散することが可能なスピーカ装置を実現することができる。

図１および図２は本実施の形態に係るスピーカ装置の全体の構成を示すものであって、このスピーカ装置は低音域を担う第１のスピーカの磁気回路１０を備えている。磁気回路１０は図２に示すようにほぼ円盤状をなすヨーク１１を備え、このヨーク１１の中心部には上方に突出する円柱状のセンタポール１２が一体に設けられている。そしてセンタポール１２の外周側にはリング状をなすマグネット１３が取付けられている。マグネット１３はその軸線方向の両端が互いに異極になるように着磁されている。そしてマグネット１３の上面にリング状をなすプレート１４が取付けられている。

上記プレート１４の中心部に設けられる円形の開口と上記センタポール１２の外周面との間の部分がエアギャップ１５を形成しており、このエアギャップ１５にボイスコイル１６が配される。すなわちボイスコイル１６は円筒状のボビン１７の外周部に巻装された状態でエアギャップ１５内に配される。

プレート１４上には前方側が開放されたカップ状をなす鋼製のフレーム２０が取付けられる。フレーム２０内にはコーンから成る振動板２１が取付けられる。すなわち振動板２１の外周側の部分が断面が半円状のリングから成るエッジ２２を介してフレーム２０の外周縁部の前面に取付け固定されるとともに、エッジ２２の外周部がガスケット２３によってフレーム２０に固定される。

上記振動板２１の中心側の部分はボイスコイル１６を巻装したボビン１７の外周部に固着される。また振動板２１の図２において下側にはダンパ２４が配される。ダンパ２４はボビン１７とフレーム２０とを連結する。またフレーム２０の外側面上には入力端子板２５が設けられる。この入力端子板２５には錦糸線２６が接続される。

上記磁気回路１０のセンタポール１２上にはとくに図３に拡大して示すように、筒状支持体３０が取付けられる。この筒状支持体３０は金属、例えば鉄、鋼、銅、真鍮、アルミニウム合金等の金属によって鍛造で成形されたものであって、その底部の部分がビス３１によってセンタポール１２の上面に固定されている。そしてこの筒状支持体３０によって中高音用スピーカ３２が支持される。

中高音用スピーカ３２の磁気回路３３はカップ状をなすヨーク３４を備え、このヨーク３４の内側であってその中心部にマグネット３５を保持している。そしてマグネット３５上にはセンタポール３６が取付けられており、このセンタポール３６の外周側の部分であってヨーク３４の内周面との間の部分がエアギャップを構成している。そしてこのエアギャップにボイスコイル３７がボビン３８に巻装された状態で配されている。

中高音用スピーカ３２のコーンから成る振動板４１が上記ボビン３８に取付けられるとともに、この振動板４１の外周部がフレーム４３によって支持される。また上記ボビン３８とフレーム４３との間にはダンパ４２が配される。またフレーム４３の外周側には飾りリング４４が取付けられる。そして上記ボビン３８の開口部を塞ぐようにドーム状をなすキャップ４５が取付けられる。

次にこのようなスピーカの動作を説明する。入力端子板２５を介して第１のスピーカのボイスコイル１６に音声信号が供給されると、この音声信号によって磁気回路１０のエアギャップ１５に配されるボイスコイル１６はフレミングの左手の法則によってボビン１７の軸線方向の力を受ける。このためにボビン１７が同方向に移動し、これに伴って振動板２１が同方向に振動し、音声を再生する。

第２の中高音用スピーカ３２の動作も同様であって、入力端子板２５を介して磁気回路３３のエアギャップ中に配されるボイスコイル３７に音声信号が供給されると、フレミングの左手の法則によってボビン３８の軸線方向の力を生じ、このためにボビン３８と結合されている振動板４１がボビン３８の軸線方向に振動する。従ってこれにより、中高音域の音声の再生が行なわれる。

このようなスピーカ装置の特徴は、第２の中高音用スピーカ３２を嵌合保持する筒状支持体３０が放熱に有効に寄与する特徴をもっている。上述の如く筒状支持体３０として例えば鍛造によって成形された鋼を用いたときの第１および第２のスピーカのボイスコイル１６、３７の温度変化を測定したところ、図４に示す結果が得られた。すなわち５０Ｗで連続入力を行なったときに、第１の低音用スピーカ（ＷＦ）のボイスコイル１６の温度は最終的に１７８℃で飽和して安定した。これに対して第２の中高音用スピーカ（ＴＷ）３２のボイスコイル３７は１５８℃で飽和した。

第２のスピーカ３２のとくに磁気回路３３を金属製の筒状支持体３０で支持することによって、この筒状支持体３０による熱容量の増加によって第２のスピーカ（ＴＷ）３２の温度上昇が緩やかになるとともに、筒状支持体３０の放熱効果によって第２のスピーカ３２の飽和温度が低くなっている。また第１のスピーカについても、その磁気回路１０中のボイスコイル１６の温度は筒状支持体３０によって放熱されるために、低くなる。

図５は筒状支持体３０を樹脂の成形体から構成した比較例のスピーカを示している。このような比較例のスピーカについて、５０Ｗの連続入力を行なったときの温度の変化が図６に示される。

筒状支持体３０として樹脂を用いると、この支持体３０が断熱手段として機能するために、とくに第２のスピーカ３２の磁気回路３３の放熱が妨げられてボイスコイル３７の温度上昇が急激になる。また最終的にはこの第２のスピーカの磁気回路３３に熱が蓄熱され、そのボイスコイル３７の温度が最終的に１８８℃に至る。また第１のスピーカのボイスコイル１６の部分についても、磁気回路１０内に蓄熱されて放熱が行なわれないために、最終温度は１８４℃になって金属製の筒状支持体３０を用いた場合よりも温度が高くなる。従って筒状支持体３０として樹脂に代えて金属を用いると、低音用スピーカ（ＷＦ）３２について６％、高音用スピーカ（ＴＷ）について２０％、それぞれ冷却効率が上昇する。

このようなスピーカ装置の別の特徴は、図２および図３に示すように、第２の中高音用スピーカ３２を筒状支持体３０を介して第１のスピーカの磁気回路１０のセンタポール１２上に支持していることである。すなわちカップ状をなす筒状支持体３０の先端側の嵌合保持部によって中高音用スピーカ３２の磁気回路３３の外周部を受入れ、この中高音用スピーカ３２を安定に保持している。なおこの実施の形態においては、筒状支持部３０の開放端を中高音用スピーカ３２のフレーム４３の下端部に突当てている。

従ってこのような構造によれば、第２のスピーカ３２の円周方向および高さ方向の位置決めが非常に安定する。とくに筒状支持体３０の開放端の内径を中高音用スピーカ３２の磁気回路３３の外径に高精度に一致させると、両者の嵌合精度によって第２のスピーカ３２を安定に保持することが可能になるとともに、第２のスピーカ３２の位置決めが非常に容易になる。

また中高音用スピーカ３２の磁気回路３３を必ずしも接着剤を用いることなく筒状支持体３０の先端部の嵌合保持部を介して第１のスピーカのセンタポール１２上に嵌め合いの嵌合力によって取付けることが可能になる。従って接着材層が断熱層となって第２のスピーカ３２から筒状支持体３０へ熱の流動が妨げられることがなくなる。このことはとくに中高音用スピーカ３２の磁気回路３３の過度の温度上昇を防止できることを意味する。すなわち筒状支持体３０は第１のスピーカの磁気回路１０とともに第２のスピーカ３２の磁気回路３３の温度上昇をも防止できるようになる。

次に上記実施の形態の変形例を説明する。図７に示す変形例は第１のスピーカのセンタポール１２上に取付けられる筒状支持体３０の嵌合支持部によって中高音用スピーカ３２の磁気回路３３の外周部のみならずこのスピーカのフレーム４３の外周部をも覆うようにしたものである。すなわち筒状支持体３０は上記スピーカ３２の磁気回路３３の外周部とフレーム４３の外周部にほぼ整合するように３段に絞られており、このような形状の筒状支持体３０によって中高音用スピーカ３２の磁気回路３３とフレーム４３とを受入れるようにしている。従って第２のスピーカ３２の保持が安定になるとともに、筒状支持体３０によってとくに第２のスピーカ３２の放熱を確実に行なうことが可能になる。

図８は別の変形例を示している。この変型例は第１のスピーカのセンタポール１２を貫通するボルト３１を第２のスピーカ３２の磁気回路３３のヨーク３４の雌ねじ孔に螺着し、第２のスピーカ３２をボルト３１によって下方へ引張ることにより、筒状支持体３０をセンタポール１２上に固定している。そして筒状支持体３０は第２のスピーカ３２の磁気回路３３の外周面と嵌合して保持するようになっている。しかも筒状支持体３０の上端の半径方向への折曲げ部分がフレーム４３の下端に当接している。フレーム４３は飾りリングを兼用するようになっている。

図９はさらに別の変形例を示している。この変形例は第１のスピーカのセンタポール１２を貫通するボルト３１を第２のスピーカ３２の磁気回路３３のヨーク３４の雌ねじ孔に螺着し、このヨーク３４を下方に引張ることによって筒状支持体３０をセンタポール１２上に固定している。また筒状支持体３０はその上端がほぼ外周側に開くように成形され、この開かれた部分が上記ヨーク３４の下面を受けるようになっている。

図１０および図１１はさらに別の変型例を示している。この変型例においてもボルト３１がセンタポール１２を貫通し、第２のスピーカ３２の磁気回路３３のヨーク３４の雌ねじ孔に螺着されている。そしてこの筒状支持体３０の上端側の嵌合支持部によって第２のスピーカ３２の磁気回路３３の外周面を保持している。しかも筒状支持体３０の先端側のフランジ部が第２のスピーカ３２のフレーム４３および飾りリング４４の下面に当接している。ここでとくに飾りリング４４がアルミダイキャスト製の飾りリングから構成されており、放熱板を構成している。従って磁気回路１０、３３の熱が筒状支持体３０に伝達されても、この熱がさらに飾りリング４４によって放熱されることになる。

次に第２の実施の形態を図１２〜図１４によって説明する。この実施の形態はスピーカグリル５４を保持するグリルフレーム５０を上記筒状支持体３０に結合したものである。すなわち第１のスピーカの前面側であってフレーム２０の外周部にはグリルフレーム５０が取付けられる。グリルフレーム５０は例えばアルミニウム合金の成形体から構成されるとともに、その主体部が楕円形の形状をなしている。そしてグリルフレーム５０には斜め上方および斜め下方に延びる合計４本のアーム５１が連設されており、これらのアーム５１の先端部がフレーム２０の外周部に固着されるようになっている。

そしてグリルフレーム５０の中心側の部分には円形の凹部から成る結合部５２が形成され、この結合部５２の内周面が図１２および図１３に示すように筒状支持部３０の外周面に嵌合されるようになっている。そしてグリルフレーム５０の内側に設けられている段部５３に金属製のネットから成るスピーカグリル５４が取付けられるようになっている。スピーカグリル５４は第２のスピーカ３２の前面側を覆う。

上記グリルフレーム５０の結合部５２と結合される筒状支持体３０は第１のスピーカのセンタポール１２上にボルト３１によって固定されるようになっており、第２のスピーカ３２の磁気回路３３の外周部に嵌合してこの磁気回路３３を保持するとともに、さらにこの筒状支持体３０の両端側の部分が２段に絞られてフレーム４３の外周部を保持するようになっている。そして第２のスピーカのフレーム４３の外周部を保持する筒状支持体３０の外周面がグリルフレーム５０の結合部５２の外周面に嵌合されるようになっている。

従ってこのような構成によれば、第１のスピーカのセンタポール１２上において第２のスピーカ３２を支持する筒状支持体３０はその先端側の外周部がグリルフレーム５０の結合部５２に嵌合されて結合されることになる。従ってとくに筒状支持体３０に対してグリルフレーム５０が放熱手段として機能するとともに、筒状支持体３０の先端側の外周部を安定的に位置決め保持することになる。

次に第３の実施の形態を図１５〜図１７によって説明する。この実施の形態は第２のスピーカ３２の前端部にさらに支持体６０を介して第３のスピーカ、すなわち高音用スピーカ６３を取付けたものである。第１のスピーカのセンタポール１２上に筒状支持体３０を介して取付けられる第２のスピーカ３２のフレーム４３の外周部にはアルミニウム合金のダイキャスト製の支持体６０が取付けられる。そしてこの支持体６０の円周方向の所定の位置に半径方向に突出した保持部６２が形成され、この保持部６２によって高音用スピーカ６３が保持される。

第１のスピーカのセンタポール１２上には筒状支持体３０が取付けられ、センタポール１２を貫通するボルト３１が第２のスピーカ３２の磁気回路３３のヨーク３４の雌ねじ孔に螺着される。さらにこの筒状支持体３０はその先端側の部分にフランジ５９が形成され、このフランジ５９によってその前面側の部分にビス６１を介して上記支持体６０を支持している。

従って筒状保持部３０のフランジ５９上に支持体６０が取付け保持されることになり、支持体６０が高音用スピーカ６３の支持手段とともに筒状支持体３０の放熱手段を兼用することになる。従って筒状支持体３０の温度上昇を支持体６０によって防止することが可能になる。

本願発明はとくに複数のスピーカを同軸状に取付けるコアキシャル型スピーカ装置として音声の再生に広く利用可能である。とくにスペースの限られた場所で配置を行なわなければならない車載用スピーカとして広く利用可能である。

スピーカの全体の形状を示す正面図である。 図１におけるＡ〜Ａ線断面図である。 同要部拡大断面図である。 スピーカのボイスコイルの温度変化の状態を示すグラフである。 樹脂製の筒状支持体を用いた比較例のスピーカの要部拡大断面図である。 同スピーカのボイスコイルの温度の変化の状態を示すグラフである。 変型例のスピーカ装置の要部拡大断面図である。 別の変形例のスピーカ装置の要部拡大断面図である。 さらに別の変型例のスピーカ装置の要部拡大断面図である。 さらに別の変形例のスピーカ装置の正面図である。 同スピーカ装置の要部拡大断面図である。 第２の実施の形態のスピーカ装置の正面図である。 同要部縦断面図である。 同スピーカ装置の要部分解斜視図である。 第３の実施の形態のスピーカ装置の正面図である。 図１５におけるＢ〜Ｂ線断面図である。 同要部分解斜視図である。

符号の説明

１０‥‥磁気回路、１１‥‥ヨーク、１２‥‥センタポール、１３‥‥マグネット、１４‥‥プレート、１５‥‥エアギャップ、１６‥‥ボイスコイル、１７‥‥ボビン、２０‥‥フレーム、２１‥‥振動板（コーン）、２２‥‥エッジ、２３‥‥ガスケット、２４‥‥ダンパ、２５‥‥入力端子板、２６‥‥錦糸線、３０‥‥筒状支持体、３１‥‥ビス、３２‥‥中高音用スピーカ、３３‥‥磁気回路、３４‥‥ヨーク、３５‥‥マグネット、３６‥‥センタポール、３７‥‥ボイスコイル、３８‥‥ボビン、３９‥‥プレート、４１‥‥振動板（コーン）、４２‥‥ダンパ、４３‥‥フレーム、４４‥‥飾りリング、４５‥‥キャップ、５０‥‥グリルフレーム、５１‥‥アーム、５２‥‥結合部、５３‥‥段部、５４‥‥スピーカグリル、５９‥‥フランジ、６０‥‥支持体、６１‥‥ビス、６２‥‥保持部、６３‥‥高音用スピーカ

Claims (4)

1. カップ状に成形され、底部が第１のスピーカの磁気回路を形成するセンタポールの前面に取り付けられることにより、当該センタポールの前方に延出される金属製の支持体と、
   上記支持体の前端側が上記第１のスピーカよりも高音域を担う第２のスピーカの磁気回路の外周部及び背面の一部と当接するように段状に折り曲げられることにより形成され、当該第２のスピーカを保持する嵌合保持部と、
   上記嵌合保持部の前端が外周側に開くように折り曲げられることにより形成され、上記第２のスピーカのフレームの背面の一部と当接するフランジ部と、
   上記フランジ部の前面にビスを介して取り付けられ、上記第２のスピーカのフレームの外周を囲むとともに当該フレームの前面の一部に当接して当該フレームを上記フランジ部との間に挟みこむ金属製の保持枠と、
   上記保持枠の所定の位置に外周側に延びるように形成され、上記第２のスピーカよりもさらに高音域を担う第３のスピーカを保持する保持部と
   を具えるスピーカ装置。
2. 上記第１のスピーカのセンタポールの中心部を軸線方向に貫通し、かつ上記支持体の底部の中心部の挿通孔を挿通して、先端部が第２のスピーカのヨークの背面側に開口する雌ねじ孔に螺着されるボルト
   を具える請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 上記保持枠の上記保持部が開口または凹部から構成される
   請求項１に記載のスピーカ装置。
4. 上記保持枠がアルミニウム合金のダイキャストから構成される
   請求項１に記載のスピーカ装置。

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