JP4702644B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明はスピーカ装置に係り、とくに電気信号に応じて振動板を振動させて音声を出力するようにしたスピーカ装置に関する。

電気信号を音声に変換するための変換手段としてスピーカが広く用いられている。とくにダイナミックスピーカは、駆動手段を構成する磁気回路のギャップ中にボビンに巻装されたボイスコイルを配し、このボイスコイルによって受ける軸線方向の振動を振動板に伝達し、これによって電気信号に応じた振動を振動板で発生させ、電気信号に応じた音声を出力するようにしている。
実開昭６１−１１９４８８号のマイクロフィルム 実開平２−８２８２号のマイクロフィルム 実公昭５８−４４７１７号公報

従来のスピーカは単に音声を出力するために用いられている。イルミネーション手段としてランプ等を設けたスピーカも提案されているが、このようなスピーカはその駆動回路がスピーカの駆動回路とは独立しており、外部電源を必要としている。またこのような発光手段は、必ずしも電気信号の強弱に応じて輝度が変化するようにはなっていない。

また従来のスピーカは、振動板の中心部に取付けられているボイスコイルボビンにボイスコイルを巻装し、このボイスコイルを、駆動手段を構成する磁気回路のセンタポールとプレートとの間のエアギャップに配し、上記ボイスコイルに信号電流を通ずることによって振動板を振動させるようにしている。ここでボイスコイルに過大な電流が入力されると、ボイスコイルが発熱したり、あるいはまた焼損したりする可能性がある。

ボイスコイルを複数のコイルから構成し、これらをそれぞれボビンに巻装したスピーカにおいては、それぞれのコイルに信号電流が流れるために、これらの信号電流の値が過大になると、コイルが発熱したり焼損したりする。

本願発明の課題は、過大電流が入力されても、駆動用のコイルが破損したり焼損したりすることが防止されるようにしたスピーカ装置を提供することである。

本願の別の課題は、駆動手段が複数のコイルから構成されるとともに、これらのコイルのそれぞれに過大な電流が流れた場合であっても、それぞれのコイルが発熱したり焼損したりすることが防止されるようにしたスピーカ装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、複数のコイルを有するスピーカ装置において、その内の１つのコイルに過大電流が流れた場合に、そのことを報知あるいは警報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。

本願の主要な発明は、電気信号に応じて振動板を振動させて音声を出力するようにしたスピーカ装置において、
前記振動板を駆動するボイスコイルが複数のコイルから構成されるとともに、それぞれのコイルが対応する保護素子と接続されていることを特徴とするスピーカ装置に関するものである。

ここで、前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズであってよい。また前記保護素子が、過大電流で遮断動作を行なうブレーカであってよい。また前記複数のコイルがそれぞれ対応する保護素子と直列に接続されるとともに、前記コイルと前記保護素子との複数の直列回路が前記ボイスコイルの駆動源である信号源に対して互いに並列に接続されてよい。また前記複数のコイルのインピーダンスが互いに異なるとともに、前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズと過大電流で遮断動作を行なうブレーカとから構成され、インピーダンスが大きなコイルに前記ブレーカが接続され、インピーダンスが小さいコイルに前記ランプヒューズが接続されてよい。また前記一方のコイルに接続されているブレーカが遮断した場合に、前記他方のコイルにより大きな電流が流れるとともに、該他方のコイルに接続されたランプヒューズの輝度が増大して報知動作または警報動作を行なってよい。

また、前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズと、過大電流で遮断動作を行なう一対のブレーカとから構成され、前記複数のコイルの内の一方のコイルに前記ランプヒューズが直接接続されるとともに、前記他方のコイルに切換えスイッチを介して一対の前記ブレーカが接続され、前記一対のブレーカの反対側の端子は前記ランプヒューズの両側の接点にそれぞれ接続され、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズに対して信号源側に切換えられると、前記他方のコイルを流れる電流が前記ランプヒューズを迂回し、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズに対して前記一方のコイル側に切換えられると、前記一方のコイルを流れる電流と前記他方のコイルを流れる電流とがともに前記ランプヒューズを通るようにしてよい。また前記一方のコイルに接続される保護素子が複数のランプヒューズから構成され、該複数のランプヒューズが互いに直列に接続されるとともに、該ランプヒューズの直列回路が前記一方のコイルに対して直列に接続されてよい。また前記他方のコイルに切換えスイッチを介して一対の前記ブレーカが接続され、前記一対のブレーカの反対側の端子は前記ランプヒューズの直列回路の両側の端子にそれぞれ接続され、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズの直列回路に対して信号源側に切換えられると、前記他方のコイルを流れる電流が前記ランプヒューズの直列回路を迂回し、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズの直列回路に対して前記一方のコイル側に切換えられると前記一方のコイルを流れる電流と前記他方のコイルを流れる電流とがともに前記ランプヒューズの直列回路を通るようにしてよい。

本願の主要な発明は、電気信号に応じて振動板を振動させて音声を出力するようにしたスピーカ装置において、振動板を駆動するボイスコイルが複数のコイルから構成されるとともに、それぞれのコイルが対応する保護素子と接続されるようにしたものである。

このような特徴ある構成によると、それぞれのコイルは対応する保護素子によって保護されるようになり、それぞれのコイルに過大電流が流れた場合には、保護素子が対応するコイルを保護することによって、コイルの発熱や破損を未然に防止することが可能になる。

本発明の一実施の形態は、スピーカのボイスコイルと直列に接続されたイルミネーションランプを設けるようにし、このイルミネーションランプがスピーカの入力に応じて輝度を変化させながら発光するようにしたものである。ここで上記イルミネーションランプは磁気回路のポールピース上に配置されるとともに、上記ポールピースの前面側を反射面として光を前方に導くように使用されてよい。

さらにこのスピーカのセンタキャップを光が透過する樹脂から成形するとともに、センタキャップの透明部分を通して前方に光を導くように光らせ、しかもこのセンタキャップを導光板として外周側に光を導き、スピーカのコーンの部分が光るようにされてよい。またスピーカの振動によってセンタキャップの内側の空気が外部と入替るようにし、これによってポールピース上に配置されたイルミネーションランプを冷却するようにしてよい。

このような実施の形態によれば、音声を出力するばかりでなく光を発生し、しかもその輝度が音声信号に応じて変化するスピーカが得られるようになる。しかもランプの輝度を変化させるための特別な回路を必要としなくなる。

本願の別の実施の形態は、スピーカのボイスコイルをダブルボイスコイルから構成し、それぞれのボイスコイルに特性の異なった保護回路を接続することによって、過大な電気信号が加わった場合でも音がとぎれることがなくなるようにしたものである。従って過大入力時であっても音の歪が解り難くなるとともに、この場合に音量の変化やランプの光量によって過大入力であることを知らせることが可能になる。

さらに別の実施の形態は、スピーカのボイスコイルをダブルボイスコイルとするともとに、一方のボイスコイルにランプヒューズを接続し、もう一方のコイルにブレーカを接続するようにしている。この場合にブレーカ側の方が働いた場合に、ランプヒューズ側のランプの発光量が増すことによって保護が動作したことを知らすとともに、過大入力であることを知らせることが可能になる。なおランプ回路の保護は、ランプが光ることによってそのインピーダンスが大きくなり、スピーカに対する過大入力が防止される。

以下本発明を図示の実施例によって説明する。図１に示すように、第１の実施例のスピーカ装置は自動車に搭載される低音用のスピーカに関するものであって、図１および図２に示すようにスピーカボックス１０と、このスピーカボックス１０内に収納される大口径のスピーカ１１とから構成される。なおスピーカボックス１０はとくに図１に示すように、例えばステーションワゴンのリヤシート１４の後側に取付け金具１５を介して取付けられるようになっている。

なおスピーカボックス１０の取付けは必ずしもこのような位置に限定されるものではなく、自動車内の適当な位置に取付けられてよい。例えば図３に示すように、カーゴ型車両のリヤシート１４の後側であってフロアパネル１６上に取付けられるようにしてよい。あるいはまた図４に示すようにワンボックス車のリヤシート１４の下側に取付けられてよい。

次にこのような低音用スピーカ１１の構造について図５によって説明する。このスピーカはフレーム２０を備えるとともに、このフレーム２０の基端側に中心部が開口になっているプレート２１が固着されている。そしてプレート２１の背面側に永久磁石から成るリング状マグネット２２が配されている。またマグネット２２の背面側にはヨーク２３が固着されている。このヨーク２３にはその中心部に突出するようにポールピース２４が連設されている。

上記ポールピース２４の外周部とプレート２１の開口の内周部との間のエアギャップにはボビン２８が配されている。このボビン２８上にはボイスコイル２９が巻装されている。そしてボビン２８は振動板３０に連結されるとともに、この振動板３０の中心側の部分とフレーム２０との間に同心円状のジクザグを有するダンパ３１が連結されている。

このようなスピーカは、マグネット２２とヨーク２３とポールピース２４とプレート２１とから成る磁気回路のエアギャップ中に配されたボイスコイル２９に電流が流れると、これに応じてボイスコイル２９が巻装されているボビン２８が軸線方向の力を受け、このような力によってボビン２８が軸線方向、すなわち図５において左右の方向に移動することになる。このような移動がボビン２８と連結されている振動板３０に伝達され、これによって振動板３０が電気信号に応じて振動し、音声を出力する。

次にこのようなスピーカ１１の光を発生する発光の機構について説明する。図５〜図７に示すようにこのスピーカは振動板３０の前面側にセンタキャップ３４を備えている。センタキャップ３４は透明な合成樹脂から構成されるとともに、その背面側には遮光性の塗料が塗布され、これによって光を遮断するようにしている。そしてその所定の領域には上記の遮光手段が欠如された透明部分４０が形成されており、この部分が光を前方に導くようにしている。

そして上記スピーカ１１の中心部に配されているポールピース２４の中心部には貫通孔３５が形成されるとともに、この貫通孔３５の部分にランプ３６が収納されている。従ってこのランプ３６が発光すると、センタキャップ３４の透明部分４０を通して前方に光が導かれることになる。またセンタキャップ３４それ自体が導光手段を構成しており、その内部を光が導かれて振動板３０が光るようになっている。

図８はランプ３６とボイスコイル２９との接続関係を示しており、ボイスコイル２９とランプ３６とが互いに直列に接続されるとともに、その両端が信号源４３に接続されるようになっている。
以上のような構成において、信号源４３から電気信号がボイスコイル２９に供給されると、上述の如くこのボイスコイル２９を巻装したボビン２８によって振動板３０が振動し、音声を出力することになる。しかもボイスコイル２９に流れる電流はさらにランプ３６に流れるために、ランプ３６が発光する。

ランプ３６はその輝度が電流に応じて輝度が変化するランプから構成されており、電流の量が増大するとランプ３６の輝度が大きくなるようになっている。従って電気信号の強弱に応じてランプ３６の輝度が変化し、このような輝度の変化がセンタキャップ３４の透明部分４０を通して前方から確認できるようになる。従ってこのスピーカは、電気信号に応じて音声とともに輝度が変化する光を発光することになる。

次に第２の実施例を図９によって説明する。この実施例は、ボイスコイル２９を第１のコイル２９ａと第２のコイル２９ｂとから構成したものである。ここで第１のコイル２９ａの方が第２のコイル２９ｂよりもインピーダンスが大きくなっている。しかもボイスコイル２９ａにはブレーカ４２が接続されるとともに、ボイスコイル２９ｂにはランプ３６が接続されるようになっている。

以上のような構成において、信号源４３から印加される電気信号の値が適正なレベルの場合には、２つのボイスコイル２９ａ、２９ｂがともに駆動される。これに対して適正入力を越えた場合には、第２のコイル２９ｂに接続されているランプ３６が発光し、これによってランプ３６のインピーダンスが上昇する。すなわち第２のコイル２９ｂとランプ３６のインピーダンスの和が増加する。これによって第１のボイスコイル２９ａと第２のボイスコイル２９ｂのバランスをとり、入力を分散させることになる。

信号源４３からの入力がさらに過大になると、第１のコイル２９ａ側のブレーカ４２が作動し、これによってボイスコイル２９ａ側が遮断される。これに対して第２のコイル２９ｂにはより大きな電流が流れ、ランプ３６の発光量が増加し、このためにランプ３６のインピーダンスがさらに上昇して過大入力に対応することになる。この場合にランプ３６の輝度が異常に大きくなることによって、ブレーカ４２から成る第１の保護回路が作動したことを知らせることになる。

図９に示すような保護回路を用いた場合には、ブレーカ４２が遮断して保護が働いた場合にも、第２のボイスコイル２９ｂは駆動されるために音がとぎれることがない。なおこのような構成において、ランプ３６を１個ではなく複数個にし、これらを直列に接続することによってランプ３６のインピーダンスを任意に調整することが可能になる。

次に第３の実施例を図１０によって説明する。この実施例は、ボイスコイル２９を一対のボイスコイル２９ａ、２９ｂから構成するとともに、一方のボイスコイル２９ａにランプ３６を直列に接続するようにしている。しかもこのランプ３６の両端をブレーカ４２ａ、４２ｂを介して切換えスイッチ４６のＡ接点とＢ接点とにそれぞれ接続するようにしている。切換えスイッチ４６の固定接点はもう一方のボイスコイル２９ｂの一端に接続されている。

このような構成において、切換えスイッチ４６がＡ接点側に切換えられた場合には、ボイスコイル２９ａを通過する電流のみがランプ３６に流れるために、このランプ３６の輝度が低くなってあまり強くは光らない。これに対して切換えスイッチ４６をＢ接点に切換えると、２つのボイスコイル２９ａ、２９ｂを流れる電流はともにランプ３６を流れることになり、このために２つのコイル２９ａ、２９ｂを流れる電流の和がランプ３６を流れ、これによってランプ３６が大きく光るようになる。従って切換えスイッチ４６の切換えに応じてランプ３６の輝度を調整することが可能になる。なおこのときの過大入力に対する保護は、切換えスイッチ４６の切換えに応じてブレーカ４２ａまたは４２ｂによって行なわれることになる。

図１１は上記実施例において、ランプ３６の数を２つにし、これら２つのランプ３６ａ、３６ｂを直列に接続したものである。なおそれ以外の構成は上記実施例と同様である。従ってランプ３６ａ、３６ｂによってインピーダンスをより大きくすることが可能になる。

本願発明は、複数のコイルを駆動手段として備えるスピーカに利用することが可能であって、とくに車載用スピーカとして好適に利用されるスピーカ装置に適用することが可能である。

スピーカの取付けを示すステーションワゴンの内部の側面図である。 スピーカボックスの取付けを示す要部斜視図である。 スピーカボックスの取付けを示すカーゴ車両の内部の側面図である。 スピーカボックスの取付けを示すワンボックス車の内部の側面図である。 スピーカの構造を示す縦断面図である。 センタキャップの外観斜視図である。 センタキャップの背面図である。 ボイスコイルとランプとの接続を示す回路図である。 第２の実施例のボイスコイルとランプの接続を示す回路図である。 第３の実施例のボイスコイルとランプの接続を示す回路図である。 変形例のボイスコイルとランプの接続を示す回路図である。

符号の説明

１０‥‥スピーカボックス、１１‥‥スピーカ、１４‥‥リヤシート、１５‥‥取付け金具、１６‥‥フロアパネル、２０‥‥フレーム、２１‥‥プレート、２２‥‥マグネット、２３‥‥ヨーク、２４‥‥ポールピース、２８‥‥ボビン、２９‥‥ボイスコイル（２９ａ、２９ｂ）、３０‥‥振動板、３１‥‥ダンパ、３４‥‥センタキャップ、３５‥‥貫通孔、３６‥‥ランプ、４０‥‥透明部分、４２‥‥ブレーカ、４３‥‥信号源、４６‥‥切換えスイッチ

Claims (9)

1. 電気信号に応じて振動板を振動させて音声を出力するようにしたスピーカ装置において、
   前記振動板を駆動するボイスコイルが複数のコイルから構成されるとともに、それぞれのコイルが対応する保護素子と接続されていることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズ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。
3. 前記保護素子が、過大電流で遮断動作を行なうブレーカ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。
4. 前記複数のコイルがそれぞれ対応する保護素子と直列に接続されるとともに、前記コイルと前記保護素子との複数の直列回路が前記ボイスコイルの駆動源である信号源に対して互いに並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
5. 前記複数のコイルのインピーダンスが互いに異なるとともに、前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズと過大電流で遮断動作を行なうブレーカとから構成され、インピーダンスが大きなコイルに前記ブレーカが接続され、インピーダンスが小さいコイルに前記ランプヒューズが接続されることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
6. 前記一方のコイルに接続されているブレーカが遮断した場合に、前記他方のコイルにより大きな電流が流れるとともに、該他方のコイルに接続されたランプヒューズの輝度が増大して報知動作または警報動作を行なうことを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
7. 前記保護素子が、光ることによってそのインピーダンスが大きくなるランプヒューズと、過大電流で遮断動作を行なう一対のブレーカとから構成され、前記複数のコイルの内の一方のコイルに前記ランプヒューズが直接接続されるとともに、前記他方のコイルに切換えスイッチを介して一対の前記ブレーカが接続され、前記一対のブレーカの反対側の端子は前記ランプヒューズの両側の接点にそれぞれ接続され、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズに対して信号源側に切換えられると、前記他方のコイルを流れる電流が前記ランプヒューズを迂回し、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズに対して前記一方のコイル側に切換えられると、前記一方のコイルを流れる電流と前記他方のコイルを流れる電流とがともに前記ランプヒューズを通ることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
8. 前記一方のコイルに接続される保護素子が複数のランプヒューズから構成され、該複数のランプヒューズが互いに直列に接続されるとともに、該ランプヒューズの直列回路が前記一方のコイルに対して直列に接続されることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。
9. 前記他方のコイルに切換えスイッチを介して一対の前記ブレーカが接続され、前記一対のブレーカの反対側の端子は前記ランプヒューズの直列回路の両側の端子にそれぞれ接続され、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズの直列回路に対して信号源側に切換えられると、前記他方のコイルを流れる電流が前記ランプヒューズの直列回路を迂回し、前記切換えスイッチが前記ランプヒューズの直列回路に対して前記一方のコイル側に切換えられると前記一方のコイルを流れる電流と前記他方のコイルを流れる電流とがともに前記ランプヒューズの直列回路を通ることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。

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