JP6930056B2 - 自己冷却ラウドスピーカ - Google Patents

Description

[0001]本発明は、スピーカ構造、特に、空気制御部材と空気流のための空気通路とを有する自己冷却ラウドスピーカに関する。

[0002]ラウドスピーカが、内蔵されたボイスコイルにより音声を再生する場合、ボイスコイルがラウドスピーカ内の熱源となる。ボイスコイルは、電流が通るにつれ加熱する。ボイスコイルにより発生された熱の一部は、空気と、ボイスコイルの周囲にあるラウドスピーカの他の部材に伝えられる。ラウドスピーカの部材の材料、例えばラウドスピーカの磁性部材は低熱伝導率を呈する。熱は、このような部材に伝わると、効果的に放散されることなく、時間をかけてその部材に蓄積される。

[0003]ラウドスピーカのこのような部材に蓄積された熱は、ラウドスピーカの温度を上昇させる。音声再生中にラウドスピーカにより処理される高温は重大な問題、例えば高い電力圧縮や、磁性部材の減磁を引き起こし、さらには、ラウドスピーカの幾つかの部材にダメージを与えて深刻なラウドスピーカの損傷を生じさせる可能性がある。

[0004]この問題の解決手段は、ラウドスピーカの重要な箇所にアルミニウムのような熱伝導性の良好に材料から作られた、特定形状を有する追加部材を設けるというものであり、これによりラウドスピーカの放熱効果が向上する。かかる部材がいわゆるヒートシンクである。

[0005]ヒートシンクは放熱を助けるが、これが十分でない状況にあっては、ラウドスピーカの温度がさらに減じられ得るように、ヒートシンクにより隣接の空気に放散される熱も移動される必要がある。

[0006]高温を扱うことのできる材料を選択することは別にして、ラウドスピーカが良好な電力処理を行うことを助けることができる他の従来の解決手段は、ラウドスピーカのギャビティ（空間）から高温空気を放出できるように、ラウドスピーカの構造の特定領域に穴を貫設するというものである。しかしながら、放出された高温空気はラウドスピーカの周囲に停滞する。放出された高温空気は、空気流を適正に制御することなく、ラウドスピーカ内に再び戻る可能性がある。

[0007]本発明は、高温空気がラウドスピーカの外部に残っている間でも低温領域からの空気のみがラウドスピーカ内に流入するように、空気流と、空気流の流路とを制御することができる自己冷却ラウドスピーカを提供するものである。

[0008]特に、本発明は、音声を再生している間、自己冷却が可能であるラウドスピーカを提供する。このラウドスピーカは、フレームと、周縁部を介してフレームに接続された振動板部分と、フレームに接続された弾性部材と、振動板部分に接続されたボイスコイルと、フレームに接続された磁石アセンブリと、音声再生プロセス中に生成された流れを規制するために内部に配置された第１及び第２の空気流制御部材とを備える。

本発明の一実施形態による自己冷却ラウドスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態による自己冷却ラウドスピーカの断面図であって、ラウドスピーカの振動板部分が上方移動している間の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による自己冷却ラウドスピーカの断面図であって、ラウドスピーカの振動板部分が下方移動している間の状態を示す図である。

[0012]本発明の特徴及び効果を完全に理解するために、以下の通り、添付図面に関連して以下の実施形態に沿って詳細に説明する。

[0013]図１を参照すると、それは本発明の実施形態による自己冷却ラウドスピーカ１の断面図である。このラウドスピーカ１は、フレーム３０と、周縁部４０を介してフレーム３０に接続された振動板部分２０と、フレーム３０に接続された弾性部材５０と、振動板部分２０に接続されたボイスコイル６０と、フレーム３０に接続された磁石アセンブリ７０と、流れを規制するために内部に配置された第１及び第２の空気流制御部材８０，９０とを備える。

[0014]カートリッジとしてのラウドスピーカ１のフレーム３０は、剛性のある耐振性材料、例えば鋼製の籠部（ｂａｓｋｅｔ）から構成されることができ、一般的にはフレームは鋼、鋳造アルミニウム又はプラスチックから作られる。フレーム３０は、第１の籠部３１と、第２の籠部３２とを有する。第２の籠部３２の輪郭に沿って、第１の籠部３１と第２の籠部３２との交差部から磁石アセンブリ７０に延びる第２の空気流路３３がある。第１の籠部３１の近傍である第２の空気流路３３の一端部には、第１の空気流制御部材８０が配置されている。

[0015]振動板部分２０は、コーン２２に隣接するドーム２１を含んでいる。また、ドーム２１は、ダストカップ２１とも称され、コーン２２と共に振動板部分２０を形成する。ドーム２１及びコーン２２は、シルク又は紙のような良好な減衰材料から作ることができる。コーン２２の縁部にて、振動板部分２０は、周縁部４０によりフレーム３０に接続される。周縁部４０は、ゴムのような可撓性及び耐疲労性のある材料から作られ得る。さらに、ラウドスピーカ１のフレーム３０は、第１の空気流制御部材８０の近傍にある弾性部材５０により振動板部分２０に接続されている（弾性部材５０はコイル巻枠６１によりフレーム３０に接続され得る）。従来一般に、弾性部材５０はスパイダと称される。このような態様において、周縁部４０及び弾性部材５０は、ラウドスピーカ１のフレーム３０に対して直線的な運動に振動板部分２０の運動を制限することができる。図１における直線的運動は、ラウドスピーカ１の使用者のために音声を再生するための上下動作である。さらに、振動板部分２０のコーン２２、第１の籠部３１及び弾性部材５０により囲まれる空間はラウドスピーカ１の第１の領域Ｓ１である。

[0016]コイル巻枠６１は、コーン２２とドーム２１との交差部の近傍にて振動板部分２０に接続されている。ボイスコイル６０はコイル巻枠６１に取り付けられる。弾性部材５０の下側の空間であって、弾性部材５０、第２の籠部３２、コイル巻枠６１及びボイスコイル６０により囲まれている空間は、ラウドスピーカ１の第２の領域Ｓ２である。また、第２の空気流路３３はこの第２の領域Ｓ２内にある。

[0017]ラウドスピーカ１の磁石アセンブリ７０は、上部プレート７１と、磁石７２と、Ｕ字状のヨーク部分７３とを備えている。磁石７２は、上部プレート７１とヨーク部分７３との間に配置された中央開口７４を有する略環状の部材である。ヨーク部分７３は、その内部に配置されたボイスコイル６０のための空間を有し、第１の空気流路３４を形成する。第１の空気流路３４は、第２の領域Ｓ２と、振動板部分２０のドーム２１と磁石アセンブリ７０の上部プレート７１との間で延びる第３の領域Ｓ３との間の相互連絡を画している。

[0018]磁石アセンブリ７０の中央開口７４には第２の空気流制御部材９０が配置されている。第２の空気流制御部材９０と磁石アセンブリ７０のヨーク部分７３との下には第４の領域Ｓ４がある。

[0019]一実施形態において、第１及び第２の空気流制御部材８０，９０は、第１の領域Ｓ１から第４の領域Ｓ４への音声再生中における空気の移動を規制するための一方向空気弁である。すなわち、第１の空気流制御部材８０は、第１の領域Ｓ１から第２の空気流路３３を通って第２の領域Ｓ２への空気の流れを可能にするだけである。第２の空気流制御部材９０は、第３の領域Ｓ３から磁石アセンブリ７０の中央開口７４を通って第４の領域Ｓ４への空気の流れを可能にするだけである。

[0020]図２及び図３を参照すると、音声再生中、振動板部分２０は直線的運動（それぞれ大きな矢印で示す）を行うので、振動板部分２０の周囲の空気分子も前方と後方に押される。したがって、ラウドスピーカ１はこのような運動に応答して空気流を生成する。さらに、音声再生中、ボイスコイル６０はラウドスピーカ１内の熱源となる。ボイスコイル６０は、電流が流れると温度上昇し、その熱の一部がボイスコイル６０の近傍の空気と要素に伝えられる。したがって、第２の領域Ｓ２、第３の領域Ｓ３及び第４の領域Ｓ４内の空気の温度は、第１の領域Ｓ１内の空気の温度よりも高い。それを考慮すると、領域Ｓ４内の温度は、モータアセンブリと直接接するので、Ｓ３とほぼ同じとなり得る。

[0021]図２に示すように、ラウドスピーカ１の上方移動中、第１の領域Ｓ１からのより低温の空気は、第２の空気流路３３内を、ボイスコイル６０が配置された第２の領域Ｓ２に圧送され（矢印で示す）、次いで、第１の空気流路３４を経て第３の領域Ｓ３に流れる。したがって、ボイスコイル６０により発生した熱は放散される。フレーム３０の第２の籠部３２の輪郭に倣う第２の空気流路３４により案内される、第１の領域Ｓ１からのより低温の空気は、ラウドスピーカ１の他の要素のいかなるものとの干渉を防止することができ、又はラウドスピーカ１の他の要素のいかなるものをも改変することを回避できる。ラウドスピーカ１の上方移動中、空気分子は第２の領域Ｓ２及び第３の領域Ｓ３内に押し出される吸引効果を受けるので、第１の空気流制御部材８０により、第１の領域Ｓ１内の空気分子は第２の空気流路３３に流入することができる。すなわち、振動板部分２０が上昇すると、第２の領域Ｓ２及び第３の領域Ｓ３内の空気圧は減じられ、したがって第１の領域Ｓ１からの空気は、第１の空気流制御部材８０、さらに第２の空気流路を通り、第２の領域Ｓ２内に吸引され、さらに第１の空気流路３４を通って第３の領域Ｓ３に吸引される。また、第４の領域Ｓ４内の空気分子も、第３の領域Ｓ３内の空気圧の減圧のために、第３の領域Ｓ３内への吸引力を受けるが、第２の空気流制御部材９０はラウドスピーカ１の外への空気流だけを許容するので、第２の空気流制御部材９０はそのアクセスを妨げる。

[0022]同様に、図３に示すように、ラウドスピーカ１の下方移動中、第２及び第３の領域Ｓ２，Ｓ３からのより高温の空気は、第２の空気流制御部材９０を介して、ラウドスピーカ１の排気孔として機能する磁石アセンブリ７０の中央開口７４を通ってラウドスピーカ１の外方に、第４の領域Ｓ４に押し流される（矢印で示す）。第２の空気流制御部材９０はラウドスピーカ１の外方のみに空気を流すので、より高温の空気はラウドスピーカ１の外側に留まる。さらに、第２の空気流制御部材９０から放出される空気流は、高温空気が空気流制御部材９０を通して第４の領域Ｓ４へと運ぶのを助長する。また、第２の空気流路３３に押し戻される空気がいくらかある。しかし、第２の空気流路３３は、第２の領域Ｓ２から第１の領域Ｓ１内への空気の流れを妨げる第１の空気流制御部材８０が内在されている。このようにして、第２及び第３の領域Ｓ２，Ｓ３からの高温の空気は、第１の領域Ｓ１に流入することはなく、第１の領域Ｓ１からはより低温の空気が取り出され続ける。

[0023]この実施形態では、２つの第１の空気流制御部材８０と１つの空気流制御部材９０が用いられているが、当業者は、ラウドスピーカのサイズ、弁の数や型式、空気流がどの程度の量及びどの程度の効率で制御される必要があるのかに基づいて、空気流制御部材の適正な数や位置を決定することができる。

[0001]本発明は上記の好適な実施形態により開示されたが、上記実施形態は本発明の範囲を限定するよう解釈されるというよりも、本発明の例示のみに用いられていることは、当業者であれば理解されよう。上記実施形態に等価である色々な実質的代替や置換は本発明の範囲に内包されると解釈されるべきことに留意されたい。したがって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって定められるべきである。

１…自己冷却ラウドスピーカ、２０…振動板部分、２１…ドーム、２２…コーン、３０…フレーム、３１…第１の籠部、３２…第１の籠部、３３…第２の空気流路、３４…第１の空気流路、４０…周縁部、５０…弾性部材、６０…ボイスコイル、６１…コイル巻枠、７０…磁石アセンブリ、７１…上部プレート、７２…磁石、７３…ヨーク部分、７４…中央開口、８０…第１の空気流制御部材、９０…第２の空気流制御部材、Ｓ１…第１の領域、Ｓ２…第２の領域、Ｓ３…第３の領域、Ｓ４…第４の領域。

Claims (8)

1. フレームと、
   前記フレームに接続された弾性部材と、
   前記フレームに接続され、直線的運動が可能である振動板部分であって、第１の領域が前記フレーム、前記弾性部材及び前記振動板部分により実質的に囲まれている、振動板部分と、
   前記振動板部分に接続されたボイスコイルと、
   前記フレームに接続され、前記ボイスコイルが配置される第１の空気流路と中央開口とを有する磁石アセンブリであって、第２の領域が前記ボイスコイル、前記弾性部材及び前記フレームにより実質的に囲まれており、第３の領域が前記磁石アセンブリ及び前記振動板部分により囲まれており、第４の領域が前記磁石アセンブリの近傍で、前記第３の領域の反対側にある、磁石アセンブリと、
   前記フレームに接続され、前記第１の領域と前記第２の領域との間で連通する第１の空気流制御部材であって、前記振動板部分の直線的運動が空気流を生成し、その空気流の方向が前記第１の空気流制御部材により前記第１の領域から前記第２の領域へと規制される、第１の空気流制御部材と、
   前記磁石アセンブリの前記中央開口に接続された第２の空気流制御部材であって、前記振動板部分の直線的運動により生成された空気流の方向が、前記第２の空気流制御部材により前記第３の領域から前記第４の領域へと規制される、第２の空気流制御部材と
   を備える 自己冷却ラウドスピーカ。
2. 前記第１の空気流制御部材及び前記第２の空気流制御部材が一方向空気弁である、請求項１に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
3. 前記第１の空気流路が前記第２の領域と前記第３の領域との間に接続されている、請求項１に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
4. 前記磁石アセンブリの前記中央開口が当該ラウドスピーカの排気孔であり、前記第２の空気流制御部材が前記排気孔に接続されている、請求項１に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
5. 前記フレームが、第１の籠部と、第２の籠部とをさらに備え、前記第１の領域が前記第１の籠部、前記振動板部分及び前記弾性部材により囲まれており、前記第２の領域が前記第２の籠部、前記弾性部材及び前記ボイスコイルにより囲まれており、第２の空気流路が前記第２の籠部の輪郭に倣って配置されている、請求項１に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
6. 前記第２の空気流路が前記第２の領域内にある、請求項５に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
7. 前記第２の空気流路の一端が前記第１の空気流制御部材に接続され、前記第２の空気流路の他端が前記第１の空気流路に隣接している、請求項５に記載の自己冷却ラウドスピーカ。
8. 前記磁石アセンブリは上部プレートをさらに備え、前記第１の空気流路に隣接している前記第２の空気流路の前記他端が前記磁石アセンブリの前記上部プレートの近傍にある、請求項７に記載の自己冷却ラウドスピーカ。

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