JPH06501354A - 冷却装置を備えたダイナミックラウドスピーカ - 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】 冷却装置を備えたダイナミックラウドスピーカ本発明は、磁場を発生するマグネ ット装置と、安定した静止位置の回りに弾性的に移動するように支持された可動 部材、例えばダイヤフラム、コーン、ドーム、その他選択特性を有する音を放射 するのに適した部材と、 前記可動部材に接続され、一対の電流供給端子を有し、電流が流れた時に前記可 動部材に力が作用してその静止位置からの偏向が与えられるように前記磁場に配 置された、例えばスピーチコイルのような電気導体と、からなるラウドスピーカ に関するものである。

このようなスピーカは一般に知られている。

例えば、オランダ特許出願第８５．０１１６６号を参照すると、そこにはリボン スピーカが記載され、該リボンスピーカはフレームに固定されたダイヤフラムか らなり、該ダイヤフラムの中央部に、選択されたパターンで配置された導体を含 むゾーンが位置している。

この種のラウドスピーカは、均−性及びひずみに関して高品質を滴たす小周波数 音を放射することがきる。しかしながら、このようなラウドスピーカの欠点は、 パワー圧縮を受けることにある。これは、導体を流れる電流によって、当該導体 がその抵抗の増加に伴う相当な温度上昇にさらされるときに生じる望ましくない 現象である。一対の電流供給端子の電圧が同一のままであると、前述の抵抗の増 加とともに、生み出される音声電力が減少する。このようにして圧縮が生じる。

公知のラウドスピーカのさらなる欠点は、自然対流、熱伝導及び熱放射によって 導体からごく制限された範囲までしか熱を排出することができないことにある。

この現象は、出力が比較的小さいことと合わせて、ラウドスピーカが制限された 音響電力しか生み出すことができないという結果をもたらす。例えばホーンのよ うなインピーダンス変換器を装着すると、生成される音圧を制限された空間角度 内でかなり拡大することができる。

上述の欠点や制限は同相型のラウドスピーカに関して記載されているが、それら はまた他のダイナミックラウドスピーカ、例えばダイヤフラムやコーンを駆動す るスピーチコイルが軸方向に移動可能な円筒状のエアギャップを有するマグネッ ト装置を備えた形式のラウドスピーカにおいても生じる。マルチチャンネルシス テムにおいては、通常、そのようなラウドスピーカは低音用に使用される。

上述の公知のラウドスピーカの制限を除去するために、本発明は、序文で言及し た型式のラウドスピーカにおいて、ガス流を用いて導体を強制冷却する冷却手段 によって特徴付けられたラウドスピーカを提案している。

ガス流れが周辺空気からなる実施例では、単純で安価である。

フレームに固定されたダイヤフラムを備えた型式であって、当該ダイヤフラムの 中央部に、選択されたパターンで配置された導体を含む領域が位置するラウドス ピーカにおいて、該ラウドスピーカは、前記冷却手段が導かれたガス流れを少な くとも一つの側から前記中央部に向けるようになっているという特徴を有するこ とができる。このガス流れは、導体をかすめて通り、熱境界層を破壊し、これに よりそこに存在する熱を有効に運び去る。

このラウドスピーカは、前記パターンが中央長手方向に自由空間を有し、前記冷 却手段が導かれたガス流れを両側から横切るように中央部に向けるようなってお り、これによりガス流れが前記導体をかすめで通り、相互に衝突することにより 前記ダイヤフラムに対してほぼ横切る方向に向かって当該ダイヤフラムより離れ るという特別な特徴を有することができる。特に、導体は長手方向中央に自由空 間を残すような細長い螺旋パターンで配置される。一方に側に、ダイヤフラムが 固定されるフレームに配置された電流供給端子が位置している。

電流供給端子は一般にラウドスビーカンステム全体のターミナルにはんだ付けに より接続される。このような端子は、電流が流れたときに局部的な温度上昇を与 えるような僅かに増大した局部抵抗や接触抵抗を有していてもよい。このような 熱サイクルが何回も生じる結果、前記接触抵抗が次第に大きくなり、接続状態を 益々悪化させる。この現象を大いに減らすには、前記冷却手段がガス流れを電流 供給端子に沿って案内するように変形を行うことができる。

本発明のラウドスピーカの特殊な実施例では、フレームがダイヤフラムの中央ソ 　部からある距離を隔てて位置し、当該中央部はダイヤフラムとともにガス吸込 みスリットを境界づけているという特徴を有している。このフレームは、例えば キャビネットの前壁によって形成され、この場合ダイヤプラムの中央部は、ホー ンその他のようなインピーダンス変換器を介在させることなく、音を直接周囲に 放射する。

上述のリボンラウドスピーカは以下の特徴を有することができる。すなわち、前 記ダイヤフラムの中央部にホーンのようなインピーダンス変換器が装着され、前 記冷却手段は、一方がインピーダンス変換器の連続した内壁を形成する板によっ て境界づけられ、他方が少なくとも同一状態にある壁部例えばマグネット装置の 一部分を形成する壁部で境界づけられたガス吸込みスリットである。

ダイヤフラムを支持する重いマグネット装置とフレームとはお互いに機械的に離 れているのが好ましい。これに関して、本発明は以下の特徴を有するこの種のラ ウドスピーカを提供している。すなわち、例えばキャビネット形状のフレームワ ークが、前記フレームを支持するとともに、該フレームに固定されたダイヤフラ ムを備えたマグネット装置を支持し、これによりそれらの間にガス吸込みスリッ トとして役立つ自由空間が形成されている。

このラウドスピーカは特に、次のように実施される。すなわち、前記フレームワ ークはファン手段が組み込まれたキャビネットであり、当該ファン手段は周囲の 空気を吸い込み、キャビネットによって囲まれた空間のみを通って前記ガス吸込 みスリットに導くことができる。

スピーチコイルが軸方向に移動可能な円筒状のエアギャップを有するマグネット 装置を備えた上述の型式のラウドスピーカは、前記マグネット装置がガス流れの 流路として開口し、かつ、該ガス流れをスピーチコイルに沿って案内する少なく とも一つの通路を有することを特徴とする。

本発明による型式のラウドスピーカは、一般に、前記冷却手段が前記マグネット 装置をガス流れで冷却するという特徴を有する。

これは、特に、前記マグネット装置がネオジムで形成された永久磁石からなるラ ウドスピーカの場合に有利である。永久磁石の材料としてネオジムを使用する公 知の方法は、エアギャップにおける地場の強さが永久磁石の温度に大いに依存す るという欠点を有している。確かに、長期間重負荷がかかる場合には、エアギャ ップ中の地場が温度上昇により現象する結果、ラウドスピーカはかなり感度が劣 化することになる。磁石の冷却によりこの望ましくない現象が回避される。

本発明に従って導電体を冷却することにより、上述の問題が解決され、制限が排 除されるだけでなく、ラウドスピーカの電気的負荷が高く許容され、より音響放 射電力が高くなる。ある室に一定の所定音圧レベルを得たい場合、本発明による ラウドスピーカを使用すると少ない数のラウドスピーカユニットで十分となる。

これにより、ユーザにとって経済的に魅力であるほか、空間が節約されることに なる。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。添付図面において、図１は本発明 の第１実施例に係るコーンラウドスピーカの横断面図、図２は第２実施例の詳細 であって、図１と対応する断面図、図３は第３実施例であって、図２と対応する 断面図、図４はキャビネットに収容され、装荷ホーンを備えたラウドスピーカの 一部破断斜視図、 図５は図４のラウドスピーカの詳細を示す斜視図、図６は図５の装荷ホーンを備 えたラウドスピーカのｖ−ｖ線断面図である。

図１は、グイナミイク型のラウドスピーカ１を示し、該ラウドスピーカ１はフレ ーム２と、該フレーム２に連結されたマグネット装置３と、可撓性の懸垂リム４ を介してフレームに接続されたコーン５と、円筒状のスピーチコイル６とからな っている。スピーチコイル６は、強い磁場が支配している環状のエアギャップの 中で軸方向に移動可能である。エアギャップは、中央磁極片８と、該中央磁極片 の回りに一定距離隔てて広がっている環状磁極片９とで、それらの内側に境界付 けられている。中央磁極片８の下側には、磁気閉鎖板１０が位置している。この 磁気閉鎖板１０と環状磁極片９の間に環状の永久磁石１１か配置されている。

図１に示すように、中央磁極片８は円筒状の中央部１２と大径の天板１３からな っている。環状磁極片９は永久磁石よりも小さな内径を有している。この形状に より、エアギャップの中に強くて集中した磁場が確保される。

スピーチコイル７は公知の形式であり、該スピーチコイルのキャリアとして役立 つチューブ１４と、該チューブにコイル状に巻回された導体１５とからなってい る。

電流供給端子１６から導体１５を通って電流が送られると、磁場との相互作用に より、スピーチコイル６は可撓性を有する懸垂リム４の弾性に抗して変位するこ とは明らかである。

本発明によると、ラウドスピーカ１には導体１５を冷却するための冷却手段が設 けられている。すなわち、中央磁極片８の円筒状の中央部１２にはその壁に環状 に配列された多孔１７が設けられている。底に存在する開口１８はガス、例えば 圧縮空気を供給するのに利用される。ガスは多孔１７を通って円筒状の空間１９ に入り、そこで導体１５を冷却するのに利用され、その後開口２０を通って空間 １９から離れる。

この形状及び後述する図２１図３による形状により、永久磁石１１が冷却される 。これにより、ネオジムが磁性材料として使用されるときには、ラウドスピーカ １に高い電気負荷が長く作用する場合においても、エアギャップ中の磁場の強さ が維持されるという利点を有している。

図２は第２実施例を示す。ここでは、空気は開口２０を通って入り、空間１９を 通過した後、エアギャップ７を経てマグネット装置３′から離れる。これにより 、導体１５の有効な冷却が確保される。図２の中央磁極片は図１のものと異なっ ているので、８′で示されている。円筒状の中央部１２′　は多孔を有していな い。

天板１３′は中央部の上端で環状に広がっている。

図３の第３実施例は以下の点で図２と異なっている。すなわち、中央磁極片８′ の貫通穴２１はここでは下方から空気を供給するのに使用され、当該空気は上部 からエアギャップ７に入り、導体１５をかすめて通ってそれを冷却した後、空間 １９及び穴２０を経てマグネット装置３′から離れる。

上述の実施例の組み合わせが可能であることは明らかである。空気の流れはごく 一般的にかつ方向を示すために図に示されている。

図４はラウドスピーカキャビネット２２を示し、その中には後に詳細に説明する リボンラウドスピーカが配！されている。このリボンラウドスピーカは公知の型 式であり、例えばオランダ特許出願第８５．０１１６６号に記載されている。

キャビネットは前側に拡がるホーン２３を支持し、その喉部にはダイヤフラム２ ４が位！している。このダイヤフラムは、図６を参照して後でさらに説明するマ グネット装置２６に組み入れられたフレーム２５に固定されている。

キャビネットはその後部においてファン２７を支持しており、当該ファン２７は 周囲の空気２８を吸い込み、キャビネット２２の後方空間２９にそれを吹き込む 。この空気は仕切板３１の多孔３０を通ってキャビネット２２の前方空間３２に 吹き込まれる。マグネット装置２６の前板３３とホーン２３の後板３４の間に自 由ギャップが設けられている。そのギャップを通して空気は前方空間に逃げるこ とができる。

マグネット装置２６は仕切板３１に固定され、一方ホーン２３は口部においてキ ャビネット２２に、すなわちその前部に固定されている。

特に図５及び図６に明確に示すように、ホーンは喉部すなわちダイヤフラム２４ の領域に複数のプレート３５を有し、該プレート３５はホーン２３の内壁の延長 部を形成している。これらのプレート３５は、エアギャップ３６すなわち前述の マグネット装置２６とホーン２３の間の自由空間を越えて延びている。したがっ て、図４．５及び６に示すように、ダイヤフラム２４は両側の長い側面からかす めて通る３６で示す空気の流れによって冷却される。ダイヤフラム２４の中央部 には螺旋状の導体３７が位置し、該導体はその螺旋形状の結果、中央に自由空間 ３８を有している。両側から反対方向に移動する空気の流れによって導体は有効 に冷却され、それらの空気の流れはホーン２３を通って逆方向にダイヤフラムか ら離れる。

またダイヤフラムの短い側面もその冷却空気にさらされるが、このことは図５に 示す電流供給端子３９にとって特に重要である。

ダイヤフラム２４は、該ダイヤフラムからホーン側に幾らか距離を隔てて配置さ れて実賃的に音響を透過する音響透過板４０によって覆われている。この音響透 過板はメツシュ又は発泡材料で構成することができる。

図６を参照してマグネット装置２６を詳細に説明する。このマグネット装置はネ オジムからなる二つの細長い永久磁石４１を含む。その底には中央磁極片４３を 支持する磁気閉鎖板４２が位置している。各永久磁石４１は、その上面において ホーン２３に類似したテーバ形状を有する磁極片４４を支持している。図６に示 すようにダイヤフラム２４を配置することにより、また特にそこに配置された導 体３７によって、この導体は磁極片４３と磁極片４４の間の磁場とできるだけ良 好に協働することになる。

磁気的に活性化する要素だけが鉄磁性を有するという事実に注意すべきである。

マグネット装置３．２６の近傍に位！する他の要素は磁気的に活性化しない材料 から製造されるが、その理由は言うまでもない。例えば、ホーンに対しては強化 プラスチック、木、その他適当な材料が使用される。適当な製造材料にアルミニ ウムが考慮されてもよい。

本発明は上述の実施例に限定されないことは明らかである。

図４．５及び６の実施例におけるダイヤフラムの冷却は、ホーンを介して空気を 吹き込むことにより行うようにしてもよい。この方法は、ラウドスピーカの音響 特性に不利に影響する欠点を有しているが、これは開示された実施例にはない。

本発明による冷却の原理は、上述の型式のラウドスピーカに限定されない。圧縮 駆動すなわち出力を増加するために圧縮空間を利用するラウドスピーカは、本発 明の型式の冷却装置を備えることができる。これは、導体の冷却だげでなくマグ ネット装置の冷却に関係する。

マグネット材料としてニオンムが使用される場合に加えて、マグネット装置の冷 却は他の材料の場合においても価値がある。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年４月８日ｌ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．磁場を発生するマグネット装置と、安定した静止位置の回りに弾性的に移動 するように支持された可動部材、例えばダイヤフラム、コーン、ドーム、その他 選択特性を有する音を放射するのに適した部材と、 前記可動部材に接続され、一対の電流供給端子を有し、電流が流れた時に前記可 動部材に力が作用してその静止位置からの偏向が与えられるように前記磁場に配 置された、例えばスピーチコイルのような電気導体と、からなるラウドスピーカ において、 前記導体をガス流れで強制冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするラウドス ピーカ。
2. ２．前記ガス流れが周辺空気からなることを特徴とする請求項１に記載のラウド スピーカ。
3. ３．フレームに固定されたダイヤフラムを備えた型式であって、当該ダイヤフラ ムの中央部に、選択されたパターンで配置された導体を含む領域が位置し、前記 冷却手段は導かれたガス流れを少なくとも一つの側から前記中央部に向けるよう になっていることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカ。
4. ４．前記パターンが中央長手方向に自由空間を有し、前記冷却手段が導かれたガ ス流れを両側から横切るように中央部に向けるようなっており、これによりガス 流れが前記導体をかすめて通り、相互に衝突することにより前記ダイヤフラムに 対してほぼ横切る方向に向かって当該ダイヤフラムより離れるようにしたことを 特徴とする請求項３に記載のラウドスピーカ。
5. ５．前記冷却手段がガス流れを電流供給端子に沿って案内するようにしたことを 特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカ。
6. ６．フレームがダイヤフラムの中央部からある距離を隔てて位置し、当該中央部 はダイヤフラムとともにガス吸込みスリットを境界づけていることを特徴とする 請求項４に記載のラウドスピーカ。
7. ７．前記ダイヤフラムの中央部にホーンのようなインピーダンス変換器が装着さ れ、前記冷却手段は、一方がインピーダンス変換器の連続した内壁を形成する板 によって境界づけられ、他方が少なくとも同一状態にある壁部例えはマグネット 装置の一部分を形成する壁部で境界づけられたガス吸込みスリットであることを 特徴とする請求項６に記載のラウドスピーカ。
8. ８．例えばキャビネット形状のフレームワークが、前記フレームを支持するとと もに、該フレームに固定されたダイヤフラムを備えたマグネット装置を支持し、 これによりそれらの間にガス吸込みスリットとして役立つ空間が自由に残ってい ることを特徴とする請求項６に記載のラウドスピーカ。
9. ９．前記フレームワークはファン手段が組み込まれたキャビネットであり、当該 ファン手段は周囲の空気を吸い込み、キャビネットによって囲まれた空間のみを 通って前記ガス吸込みスリットに導くことができるようにしたことを特徴とする 請求項８に記載のラウドスピーカ。
10. １０．スピーチコイルが軸方向に移動可能な円筒状のエアギャップを有するマグ ネット装置を備えた型式であって、前記マグネット装置がガス流れの流路として 開口し、かつ、該ガス流れをスピーチコイルに沿って案内する少なくとも一つの 通路を有することを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカ。
11. １１．前記冷却手段が前記マグネット装置をガス流れで冷却するようになってい ることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカ。
12. １２．前記マグネット装置がネオジムで形成された永久礎石からなることを特徴 とする請求項１１に記載のラウドスピーカ。
13. １３．前記導体が腐食及び酸化防止コーティングで被覆され、これにより導体の 腐食又は酸化を促すガス特に酸素の侵入が防止されるようにしたことを特徴とす る請求項１に記載のラウドスピーカ。
14. １４．前記コーティングが耐熱材料からなることを特徴とする請求項１３に記載 のラウドスピーカ。
15. １５．前記材料がプラスチックであることを特徴とする請求項１３に記載のラウ ドスピーカ。
16. １６．前記材料が熱可塑性材料であることを特徴とする請求項１５に記載のラウ ドスピーカ。
17. １７．前記材料がポリエーテルイミドであることを特徴とする請求項１６に記載 のラウドスピーカ。