JP6356414B2 - エキサイタ - Google Patents
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Description
また、前記磁気回路部は、前記ボイスコイルボビンの周囲を囲うリング状の磁性体製のプレートを有し、前記マグネットは、前記プレートと前記ポールベースとの間に挟むように設けられ、前記ボイスコイルは、前記プレート及び前記ポールベースに対向する位置にそれぞれ配置されている構成としても良い。
さらに、前記ポールベースと前記プレートとは同一部品である構成としても良い。
また、前記磁気回路部を収容するケースを備え、前記ポールベースは、ダンパーを介して前記ケースに支持される構成としても良い。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るエキサイタ10の構成を示す断面図である。
図1に示すように、エキサイタ10は、円筒状のケース11と、ケース11の一端を塞ぐとともに取付対象物Bに取り付けられるフロントカバー12と、フロントカバー12に連結された筒状のボイスコイルボビン13とを備える。また、エキサイタ10は、ボイスコイルボビン13に巻き付けられた一対のボイスコイル14a,14bと、ボイスコイルボビン13の外周側に配置されるリング状のプレート15と、ボイスコイルボビン13の外周側に配置されるリング状のマグネット16とを備える。また、エキサイタ10は、ボイスコイルボビン13の外周側に配置されるリング状のポールベース17と、プレート15等をケース11に連結して支持するダンパープレート18(ダンパー)とを備える。
フロントカバー12は、円板状に形成されており、周縁部が段部11aに嵌め込まれるようにしてケース11の端部に結合されている。フロントカバー12の表面12aは、ケース11の端面と略面一である。エキサイタ10は、フロントカバー12が取付対象物Bに密着して固定されることで、取付対象物Bに取り付けられ、エキサイタ10自体が振動することで、取付対象物Bを振動させて音を出力する。ここで、取付対象物Bとしては、固体状のものであれば良く、例えば、車の天井板や、車のドアの内板等が挙げられる。
フロントカバー12は、金属材料で構成され、例えば、強磁性体である熱間圧延鋼板等の鉄鋼材料で構成される。
ボイスコイルボビン13は、磁性を有する金属材料で構成され、例えば、強磁性体である熱間圧延鋼板等の鉄鋼材料で構成される。
マグネット16は、ボイスコイルボビン13よりも大径のリング形状を有する板材である。詳細には、マグネット16の内径は、プレート15の内径よりも大径であり、マグネット16の外径は、プレート15の内径よりも大径である。
プレート15、マグネット16及びポールベース17は、一体化されてリング状のマグネットユニット19を構成する。マグネットユニット19は、プレート15とポールベース17との間にマグネット16を挟むとともに、プレート15、マグネット16及びポールベース17を互いに略同軸となるように一体に結合して構成される。マグネットユニット19は、軸方向に貫通する孔部19aを中央に有する。
ダンパー支持部11bは、フロントカバー12の裏面12bに対向するダンパー支持面11cを有し、ダンパープレート18は、外周側の周縁部がダンパー支持面11cに結合されてケース11に支持される。
マグネットユニット19は、ダンパープレート18の内周側の周縁部にプレート15が結合されることで、ダンパープレート18に弾性的に支持される。詳細には、マグネットユニット19は、ダンパープレート18の面において、フロントカバー12側とは反対側の面に結合される。ダンパープレート18は、ケース11側からマグネットユニット19に伝わる振動を減衰する。
マグネットユニット19が、ボイスコイルボビン13の外周側に配置されることで、ボイスコイル14a,14bを通る磁界Mを形成する磁気回路部20が構成される。磁気回路部20は、マグネット16、プレート15、ボイスコイルボビン13及びポールベース17によって構成される。
ボイスコイル14a,14bに電流が流れることで、ボイスコイルボビン13の軸方向を向くローレンツ力が発生し、エキサイタ10が振動する。
ボイスコイル14a,14bが設けられるボイスコイルボビン13の軸方向の範囲は、プレート15及びポールベース17の板厚と略同一の範囲、或いは、これら板厚よりも若干広い範囲である。すなわち、ボイスコイル14aとボイスコイル14a,14bとは、マグネット16の厚さに略対応する分だけ、離れて配置されている。
磁界Mは、マグネット16からプレート15内を径方向に通り、間隙G及びボイスコイル14aを通り、ボイスコイルボビン13内を軸方向に通り、ボイスコイル14b及び間隙Gを通り、ポールベース17内を径方向に通り、マグネット16に戻る。
ボイスコイル14a,14bを通る磁界Mの方向は、マグネットユニット19の径方向において互いに反対方向である。これに対応し、ボイスコイル14a及びボイスコイル14bは、互いに逆方向に電流が流れるように設定されている。具体的には、ボイスコイル14a及びボイスコイル14bの巻き方向は、互いに逆方向に設定されている。このため、ボイスコイル14a,14bに電流を流すことで、ボイスコイル14a,14bが同一方向にローレンツ力を発生することができ、ボイスコイルボビン13を磁気回路部20の一部とした構成であっても、エキサイタ10を適切に振動させることができる。
ボイスコイル14a,14bの熱の放熱経路は、ボイスコイルボビン13を介してフロントカバー12側に固体を通した直接的な熱伝導で放熱する直接放熱経路R1と、ボイスコイルボビン13の周囲の空気に放熱する空気放熱経路R2とを備える。
直接放熱経路R1では、空気の熱伝導率に比して大きな熱伝導率を有する金属製のボイスコイルボビン13を介して金属製のフロントカバー12側に放熱するため、空気に対して放熱する場合に比して、効率良く放熱することができる。さらに、フロントカバー12は、体積の大きな取付対象物Bに密着して取り付けられているため、取付対象物B側に固体同士の直接的な熱伝導によって放熱でき、効率良く放熱できる。
エキサイタ10は、体積や重量が十分大きな取付対象物Bを振動させるものであり、ボイスコイルボビン13のように金属製で重いボイスコイルボビンを用いても音質は低下しないため、従来のコーン型スピーカのように、ボイスコイルボビンをフィルム等で軽量に構成する必要はない。このため、ボイスコイルボビン13を熱伝導率が高い金属で構成し、且つ、その板厚tを厚くでき、高い放熱性を得られる。
また、ボイスコイル14a,14bは、マグネット16の厚さに略等しい距離だけ互いに離間して配置されている。このため、ボイスコイルを1箇所にまとめて配置する構成に比して、ボイスコイル14a,14bの熱を分散させることができ、効率良く放熱できる。
さらに、エキサイタ10では、リング状のプレート15及びポールベース17を備えたマグネットユニット19にボイスコイルボビン13を挿通させてボイスコイルボビン13の外周側にマグネットユニット19を設けて磁界Mを形成するため、図5に示す従来のセンターポール107aを無くすことができる。このため、マグネットユニット19を軽量化できる。
また、マグネットユニット19を軽量に構成できるため、マグネットユニット19を弾性支持するダンパープレート18の剛性を下げることができる。これにより、エキサイタ10によって出力可能な音の音域を広くすることができる。
また、ボイスコイル14a,14bは、ボイスコイルボビン13上において異なる位置に複数個所に分けて配置されており、分けて配置されたボイスコイル14a,14bには、同一の方向にローレンツ力が発生するように互いに逆方向に電流が流れる。このため、磁界Mの方向に対応して同一の方向にローレンツ力を発生させて振動を生じさせることができる。また、ボイスコイル14a,14bが互いに離れて配置されるため、発熱箇所を分散でき、効率良く放熱できる。
また、磁気回路部20は、ボイスコイルボビン13の周囲を囲うリング状の磁性体製のプレート15を有し、マグネット16は、プレート15とポールベース17との間に挟むように設けられ、ボイスコイル14a,14bは、プレート15及びポールベース17に対向する位置にそれぞれ配置されている。このため、リング状のプレート15、マグネット16及びポールベース17と、このリング形状の内側のボイスコイルボビン13との間に磁界Mを形成でき、磁性体製のボイスコイルボビン13を磁気回路部20の一部とした効率の良い磁気回路部20を得ることができる。
さらに、ポールベース17とプレート15とは同一部品であるため、部品の種類を削減できる。
また、リング状として軽量に構成されたポールベース17を、ダンパープレート18を介してケース11に支持するため、ダンパープレート18を柔らかくでき、エキサイタ10を介して出力可能な音域を広くできる。
以下、図4を参照して、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第1の実施の形態では、ポールベース17がリング状に形成されるものとして説明したが、本第2の実施の形態は、ポールベース217がリング状では無くボイスコイルボビン213の内側まで設けられ、ボイスコイルボビン213及びボイスコイル214がポールベース217に対応した構成となっている点が、上記第1の実施の形態と異なる。
エキサイタ210は、ケース11と、フロントカバー12と、フロントカバー12に連結された筒状のボイスコイルボビン213と、ボイスコイルボビン213に巻き付けられたボイスコイル214とを備える。また、エキサイタ210は、ボイスコイルボビン213の外周側に配置されるプレート15と、ボイスコイルボビン213の外周側に配置されるマグネット16と、マグネット16に連結されるポールベース217と、ダンパープレート18とを備える。
ボイスコイルボビン213は、磁性を有する金属材料で構成され、例えば、強磁性体である熱間圧延鋼板等の鉄鋼材料で構成される。
ポールベース217は、円柱状のセンターポール217aと、センターポール217aの端から径方向に突出する鍔状のフランジ部217bとを有する。ポールベース217は、磁性を有する金属材料で構成され、例えば、強磁性体である熱間圧延鋼板等の鉄鋼材料で構成される。
プレート15及びマグネット16の内周部は、センターポール217aの外周部よりも大径である。
マグネット16は、フランジ部217b上に配置され、フランジ部217bとプレート15との間に挟まれるように設けられる。プレート15、マグネット16及びポールベース217は、互いに略同軸となる配置で結合されて円板状に一体化され、マグネットユニット219を構成する。
マグネットユニット219は、センターポール217aがボイスコイルボビン213の空洞S2に挿入されるとともに、ボイスコイルボビン213の先端部が空間部230内に位置するように配置される。マグネットユニット219は、ダンパープレート18を介してケース11に支持される。
マグネットユニット219が、ボイスコイルボビン213の外周側及び内周側に配置されることで、ボイスコイル214を通る磁界M2を形成する磁気回路部220が構成される。磁気回路部220は、マグネット16、プレート15、ボイスコイルボビン213及びポールベース217によって構成される。
ボイスコイル214とプレート15の内周部との間には、所定の大きさの間隙G2が全周に亘って形成される。また、ボイスコイルボビン213の内周部とセンターポール217aの外周部との間には、間隙G3が全周に亘って形成される。
磁界M2は、マグネット16からプレート15内を径方向に通り、間隙G2及びボイスコイル214を通り、ボイスコイルボビン13内を径方向に通り、間隙G3を通り、センターポール217aの外周部内を軸方向に通り、フランジ部217b内を径方向に通り、マグネット16に戻る。
直接放熱経路R3では、空気の熱伝導率に比して大きな熱伝導率を有する金属製のボイスコイルボビン213を介して金属製のフロントカバー12側に放熱するため、空気に対して放熱する場合に比して、効率良く放熱することができる。さらに、フロントカバー12は、体積の大きな取付対象物Bに密着して取り付けられているため、取付対象物B側に固体同士の直接的な熱伝導によって放熱でき、効率良く放熱できる。このため、ボイスコイル214に大きな電流を流して大きな音を出力できる。
上記第1及び第2の実施の形態では、ボイスコイルボビン13,213は、フロントカバー12とは別体で形成され、フロントカバー12に溶接等によって結合されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鋳造等によってボイスコイルボビン13,213とフロントカバー12とを一体に形成しても良い。この場合、ボイスコイルボビン13,213とフロントカバー12との溶接部等の結合部で熱伝導が低下することを防止でき、効率良く放熱できる。
11 ケース
12 フロントカバー
13,213 ボイスコイルボビン
14a,14b,214 ボイスコイル
15 プレート
16 マグネット
17 ポールベース
18 ダンパープレート(ダンパー)
20,220 磁気回路部
t 板厚
Claims (7)
- フロントカバーと連結された磁性体製のボイスコイルボビンと、当該ボイスコイルボビンに巻き付けられたボイスコイルと、当該ボイスコイルを通る磁界を形成する磁気回路部とを備え、前記ボイスコイルボビンは、前記磁気回路部の一部を形成し、
前記磁気回路部は、マグネットと、磁性体製のポールベースとを備え、前記マグネット及び前記ポールベースは、前記ボイスコイルボビンの周囲を囲うリング状に形成されていることを特徴とするエキサイタ。 - 前記ボイスコイルは、前記ボイスコイルボビン上において異なる位置に複数個所に分けて配置されており、分けて配置された前記ボイスコイルには、同一の方向にローレンツ力が発生するように互いに逆方向に電流が流れることを特徴とする請求項1記載のエキサイタ。
- 前記ボイスコイルボビンと前記ポールベースとの間に形成される磁界は、前記磁気回路部が形成する磁界の一部であることを特徴とする請求項1または2に記載のエキサイタ。
- 前記磁気回路部は、前記ボイスコイルボビンの周囲を囲うリング状の磁性体製のプレートを有し、前記マグネットは、前記プレートと前記ポールベースとの間に挟むように設けられ、前記ボイスコイルは、前記プレート及び前記ポールベースに対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項2記載のエキサイタ。
- 前記ボイスコイルボビンは、筒状に形成されており、前記ボイスコイルボビンの板厚は、前記ポールベースの板厚と略同一または前記ポールベースの板厚よりも厚いことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のエキサイタ。
- 前記ポールベースと前記プレートとは同一部品であることを特徴とする請求項4に記載のエキサイタ。
- 前記磁気回路部を収容するケースを備え、前記ポールベースは、ダンパーを介して前記ケースに支持されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のエキサイタ。
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