JPH04500596A - 自冷式ラウドスピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自冷式ラウドスピーカ 発明の背景 従来の永久磁石型ダイナミックラウドスピーカでは、電気機械式ドライブにより ダイアフラムを振動させていた。ドライブは通常、磁石と、電気信号を流すボイ スコイルとを有している。そして、ボイスコイルを流れる電流と、永久磁石によ り作られる磁界との相互作用によりボイスコイルに、与えられた電気信号に応じ た振動を生じさせ、これによりダイアフムを振動させて、音を再生していた。

ここで用いられるコイル又は巻線は、導電性であり、そこには交流を流している 。動作時においては、コイルに用いられる導電性物質の抵抗分により、ボイスコ イル又は巻線に熱を生じさせることとなっていた。

ドライバの耐熱性については、用いられる種々の成分の融点と、ボイスコイルを 構成する場合に用いられる接着剤の熱容量とが考慮されていた。

ボイスコイルの直流抵抗分は、ドライバのインピーダンスの大部分を占めるため 、入力された電力のほとんどは、音よりもむしろ熱に交換されていた。従って、 ドライバの最終的な電力処理能力は、使用されるデバイスの耐熱能力により厳し い制限を受けていた。

熱発生による問題は、通常電力圧縮と呼ばれる熱誘導抵抗によっても生じていた 。ドライバの温度が上昇すればそれに伴ってドライバに使用される銅製又はアル ミニウム製の導線や電線の直流抵抗分も増加する。例えば銅線を用いたボイスコ イルは、室温で６オームの抵抗分を有するが、温度が２７０℃になると抵抗分は １２オームに増加する。又、さらに温度が上昇すれば、人力電力のほとんどは音 ではなく、付加熱に交換されるため、ドライバ性能を大きく制限することとなる 。

従ってドライバの性能を最大に引き出すためには、その駆動中においても、ボイ スコイルを冷却することが望ましい。

従来においては、磁石の中心部分及びコイルの巻線全体に空気流を当てることに より、ボイスコイルを冷却する方法が提案されている。例えば、米国特許４，７ ５７゜５４７号においては、ボイスコイルを冷却するために、空気流を放射する 外部送風機が示されている。

しかし、実際には、このような方法には、欠点がある。

ボイスコイルとマグネットのポールピースとの間隔は、極めて狭い（約０．０１ ０インチ）ため、その狭い間隔内に、しかも相当高い圧力で空気を当てなければ 冷却効果は得られない。高い空気圧の下では、ドームは、高い圧力となるため、 コイルをギャップの中央に位置決めすることができなくなる。従ってこの偏位に より第二調波歪みを生じることとなる。

さらに、送風機は音量が大きく、非音楽的であるため、スピーカに歪みと過度の ノイズをもたらす結果となる。

また、ドームの振動を利用して空気流をコーンとマグネットで封鎖された構造内 で、コーンの振動により、ボイスコイルに空気流を当てる方法も試みられている 。しかしこの方法においてもボイスコイルとマグネットとの間隔が狭すぎるため 、ボイスコイルの巻線に効果的に空気流を当てられないという欠点を有している 。一方、この構成では、より高電力での駆動が可能となるため、磁気空隙を流れ る空気流によりドーム及びコーンの運動に変位が生じることにより、音質にその 影響が及ぼされ歪みと低域応答の減衰を生じることになる。

本発明の目的及び摘要 本発明は、ボイスコイル近傍のマグネット機構又はポールピースに少なくとも２ 以上の通路を設けた、自冷式ダイナミックラウドスピーカの冷却方法に係るもの である。ドームの振動により空気流がその通路を通して、コイルの巻線の数カ所 に、供給されるため、狭い制限された状態での空冷に限られることなく、ボイス コイルを迅速に冷却することができる。また熱伝導率の高いコイルを用いれば、 空気流により熱をコイルを通じて容品に分散させ、コイルを冷却することができ る。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の態様を具体化した自冷式ラウドスピーカの側面図である。

第′２図は、本発明に係るマグネット構造体の平面図である。

第３図は、第２図に示すマグネット構造体の断面図である。

第・４図は、第２図に示すマグネット構造体の、別の断面・図である。

儂５図は、第２図に示すマグネット構造体の下面図である。

・第・６図は、本発明の実施例に係るマグネット構造体の平１面図である。

第７図は、第６図に示すマグネット構造体の断面図である。

第８図は、本発明にこの別の実施例に係るマグネット構造体の断面図である。

第９図は、第８図に示すマグネット構造体の平面図である。

本発明の詳細な説明 本発明は、外部の送風機又は他の構造を使用しない自冷式ダイナミックラウドス ピーカに関する。

従来のダイナミックラウドスピーカは第１図に示すようなものが使用されている 。例えば、永久磁石式の従来のダイナミックラウドスピーカ５は、ダイアプラム ３０を形成し２、ド・−ム２０へ接着部材を介して取り付けられるコーン１〔〕 からなる。コーン１０とドーム２０は、共にダイアプラム３０を形成し、堅いが 紙のようによく振動を減衰させる材料から構成される。ダイアフラム３０は、ア ルミニウムのような非振動性の堅い材料でつくられたスピーカフレーム４０に、 断面が上部半円形のコンプライアンス５０を介し、て接続され、ウレタンフオー ム、ブチルゴム、又はプＪノール含浸布のような材質を含む。

同様に、七の上方部で、スピーカフレーム４０は、コーン１０とドーム２０の交 差点にスパイダ６０によ７て接続され、スパイダ６０は上部甲円型のコンプライ アンスの材質に即した同様の材料で形成されている。この接続によって、ダ・イ アフラム３０は半径方向の運動を防止され軸線方向の運動が抑えられる。

また、コーン１０とドーム２０の交差点において、フす−マ７０はコーン２０に 接続された高温抵抗プラスチックから形成される。このように、従来の接着剤に よって、伝導コイル８０がフす一マ（ｆｏｒｍｅｒ）　７０に接着されている。

電磁気の法則によって、ボイスコイルと永久磁石によって生じた磁界を通った電 流は、電気信号に応じてボイスコイルを振動さゼダイアブラム３０を駆動して音 を発生させる。

コーン１０のラウドスピーカ５の下方にトッププレート１２０とバックプレート １３０の間に磁石１１０を備えた永久磁石１００を有するマグネット構造体が配 置されている。

これらの双方のプレートは鋼のような磁束を通すことができる材料から形成され ている。またラウドスピーカ５の下方の半分には、鋳造鉄のような磁束を通す材 料から形成されるポールピース１４０が配置されている。ポールピース１４０は 、バックプレー１−１３０に接着剤又は他の手段によってラウドスピーカ構造の 台の部分に接続されている。ポールピース】４０の上方部分には、フォーマ７０ とマグネットコイル８０を挿入するようにポールピース１４０とトップブし・・ 〜　ト１２０との間に間隙（ギャップ）が設置１られている。この構造によって マグネットギャップ内のコイルの軸方向の運動を創り出す。

ポールピース構造の１つの実施例を第２図乃至第５図に示す。第２図には、３つ のチャネル２１０．２２０及び２３０を有するポールピース２００が示されてい る。

この構造によって、ボイスコイル８０の部分がボイスコイル８０に隣接したチャ ネル２１０，２２０、及び２３０を介したドーム２０の運動によるエアの移動に よって冷却される。熱いエアは、アセンブリの背後から工アの乱流交換を介して 排出され、冷たいエアは、ドーム２０が前方に移動するときスピーカ内に引き入 れられる。

ボイスコイル８０が連続的に巻かれており、その良好な熱伝導性によって、冷却 は、空気の流通路内で直線的にではなく、コイル８０の領域に容易に拡がる。

第２図に示すチャネル以外の他の形状をというることも可能であることは重要で ある。例えば、三角形状又は、矩形状のチャネルを構成してもよい。好ましくは 、少なくとも２つのチャネルを使用するか、より好ましくは、ダイアフラム４０ の安定のために、少なくとも３つのチャネルを使用する。好ましくは、約２から 約５０のレンジのチャネルの数を最も好ましくは約３から約６のチャネルを使用 する。マグネット構造体又はポールピースのチャネルの数の増加は、ボイスコイ ルの冷却を増大させ、電力処理能力（ｐｏｗθｒ　ｈａｎｄｌｉｎｇ）を増大さ せる。しかしながら、音の歪ろを生じさせないでチャネルの数を増大させること には制限がある。チャネルの数が増大すると、各々の横断面の領域が減少され、 チャネルを通るエアの通過によって、笛音（ｗｈｌｓｔｌｌｎｇ　）が生じる。

好ましい実施例において、穴径によって倍増されたチャネルの数は、チャネルの 周囲の１／４より大きくてはならず、チャネルの全体の領域は、ポールピース直 径の１／３である円形チャネルの領域より大きくなければならない。

本発明の他の実施例を第６図及び第７図に示し、ポールピース２００を、第７図 に示すような種類のマグネット構造体内に適用し、この場合はポールピース２０ ０は、エアを通過させるために切り取られたチャネルを除いて中実である。

同様に、第８図及び第９図に本発明の他の実施例を示すが、マグネット構造体は シールドされ、マグネット、トッププレート及びバックプレートは、エアが通過 するために切り欠かれたチャネルを有する。第９図に示すように、トッププレー ト３００は、マグネット３１０に隣接して配置され、マグネット３１０は、バッ クプレート３２０の上部に配置されている。チャネル３３０はトッププレート、 マグネット及びバックプレート内で切り欠かれ、エアが、マグネット構造体を介 してラウドスピーカの外部に通り抜けられるようになっている。

好ましくは、チャネル又は通路がマグネット構造体を通過する。ファインオーブ ンメツシュ（１’１ｎｅ　ｏｐｅｎ　ｍｅｓｈ）のようなフィルタ手段が好まし くは、エアがチャネル又は通路に入る前に冷却空気を濾過するのに使用される。

本発明の詳細な説明し図示したが、例示や図示によって制限されず、本発明の精 神と視点は次の請求の範囲の用語によってのみ制限されないことが理解されよう 。

国際調査報告

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．フレームと、 往復動可能に前記フレームに接続されたダイアフラムと、 前記ダイアフラムに接続されボイスコイルであって、該ボイスコイルに流れる電 流に応答するようなボイスコイルと、 前記ボイスコイルを支えるために装着されたマグネット構造体であって、前記ボ イスコイルにより駆動されるダイアフラムにより推進される空気の移動のために ボイスコイル近傍の前記マグネット構造体に通路切り欠きを有するマグネット構 造体とを備えることを特徴とする自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
2. ２．前記ボイスコイル内側の前記マグネット構造体内に少なくとも２つの通路が 配置されていることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピ ーカ。
3. ３．前記ボイスコイル外側の前記マグネット構造体内に少なくとも２つの通路が 配置されていることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピ ーカ。
4. ４．前記マグネット構造体が前記ボイスコイル外側にボールピースとマグネット とを有してなることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピ ーカ。
5. ５．前記マグネット構造体が前記ボイスコイル内側にボールピースとマグネット とを有してなることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピ ーカ。
6. ６．前記ポールピースは対称磁場を形成するためにアンダーカットされているこ とを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
7. ７．前記通路が半円形状であることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミ ックラウドスピーカ。
8. ８．前記通路が三角形状であることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミ ックラウドスピーカ。
9. ９．前記通路が矩形状であることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミッ クラウドスピーカ。
10. １０．前記通路はボールピースを完全に貫通して延びていることを特徴とする請 求項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
11. １１．前記通路がマグネットを完全に貫通して延びていることを特徴とする請求 項１記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
12. １２．前記ダイアフラムはスパイダと上部半円形コンプライアンスとによって前 記フレームに接続されていることを特徴とする請求項１記載の自冷式ダイナミッ クラウドスピーカ。
13. １３．前記スパイダはフェノール含浸布によって作られていることを特徴とする 請求項１２記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
14. １４．前記上部半円形コンプライアンスはウレタンフォームによって作られてい ることを特徴とする請求項１２記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
15. １５．前記上部半円形コンプライアンスはブチルゴムによって作られていること を特徴とする請求項１２記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
16. １６．前記上部半円コンプライアンスはフェノール含浸布によって作られている ことを特徴とする請求項１２記載の自冷式ダイナミックラウドスピーカ。
17. １７．フレームと、前記フレームに接続され往復移動可能なダイアフラムと、前 記ダイアフラムに接続されたボイスコイルと、マグネットとボールピースで構成 され、トッププレートと前記ボールピースとにより形成された狭い間隙を横切る 磁束を形成するマグネット構造体とを備え、前記ボイスコイルに電流が流れる際 に前記ボイスコイルと、これにより前記ダイアフラムを動かす自冷式ダイナミッ クラウドスピーカにおいて、改良が前記ボイスコイルを通過する電流に対応する 前記ダイアフラムの動きにより移動されるエアの通過のための前記ボイスコイル 近傍の少なくとも２つのチャネルからなることを特徴とする自冷式ダイナミック ラウドスピーカ。