JPH1147U - 自冷式ラウドスピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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を提供する。 【解決手段】 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。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
線の数ヵ所に、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易に分散させ、
コイルを冷却することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、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。

【０００２】

【従来の技術】

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、これによりダイヤアラムを振動させて、音を再生していた 。

【０００３】 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。

【０００４】 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。

【０００５】 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。

【０００６】 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、入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。

【０００７】 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。

【０００８】 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， ７５７，５４７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。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

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０．０１０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。

【００１０】 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。

【００１１】 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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、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、コイルの巻線の数ヵ 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易に分散させ、コイルを冷却することがで きる。

【００１３】

【考案の実施の形態】

本考案は、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。

【００１４】 従来のダイナミックラウドスピーカは図１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、ダイアフラム ３０を形成し、ドーム２０へ接着部材を介して取り付けられるコーン１０からな る。コーン１０とドーム２０は、共にダイアフラム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、ウレタンフォーム、ブチ ルゴム、又はフェノール含浸布のような材質を含む。同様に、その下方部で、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によっ て接続され、スパイダ６０は上部半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。

【００１５】 また、コーン１０とドーム２０の交差点において、フォーマ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がフォーマ（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せダイアフラム３０を駆動して音を発生 させる。

【００１６】 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。

【００１７】 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、バックプレート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１４０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とトッププレート １２０との間に間隙（ギャップ）が設けられている。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。

【００１８】 ポールピース構造の１つの実施形態を図２乃至図５に示す。図２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エ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。

【００１９】 図２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３０ 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（power handling）を増大させる。しかしな がら、音の歪み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（whistling）が生じる。好ましい実施形態において 、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。

【００２０】 本考案の他の実施形態を図６及び図７に示し、ポールピース２００を、図７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２００ 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。

【００２１】 同様に、図８及び図９に本考案の他の実施形態を示すが、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。図９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。

【００２２】 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 プンメッシュ（fine 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。

【００２３】 本考案を詳細に説明し図示したが、例示や図示によって制限されず、本考案の 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。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ドームの振動により空気流がその通路 を通して、コイルの巻線の数ヵ所に、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易に分散さ せ、コイルを冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案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。

【図２】本考案に係るマグネット構造体の平面図であ
る。

【図３】図２に示すマグネット構造体の断面図である。

【図４】図２に示すマグネット構造体の、別の断面図で
ある。

【図５】図２に示すマグネット構造体の下面図である。

【図６】本考案の実施形態に係るマグネット構造体の平
面図である。

【図７】図６に示すマグネット構造体の断面図である。

【図８】本考案の別の実施形態に係るマグネット構造体
の断面図である。

【図９】図８に示すマグネット構造体の平面図である。

【符号の説明】

５…ダイナミックラウドスピーカ １０…コーン ２０…ドーム ３０…ダイアフラム ４０…スピーカフレーム ５０…コンプライアンス ６０…スパイダ ７０…フォーマ ８０…ボイスコイル １００…永久磁石 １２０、３００、３２０…トッププレート １３０、３２０…バックプレート １４０、２００…ポールピース ２１０、２２０、２３０、３３０…チャネル ３１０…マグネット

Claims (17)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 自冷式ダイナミックラウドスピーカにお
   いて、 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た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
   構造体と、を備え、 前記マグネット構造体は、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形成され
   るとともに前記スピーカの外部に通じる通路切り欠きを
   有し、前記通路切り欠きは、熱いエアを前記スピーカの
   外部へ排出するとともに外部のエアを前記スピーカ内の
   空間に取り入れ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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項４】 前記マグネット構造体が前記ボイスコイ
   ル外側にポ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. 【請求項５】 前記マグネット構造体が前記ボイスコイ
   ル内側にポ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. 【請求項６】 前記ポールピースは、対称磁場を形成す
   るための凹部を有す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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項１０】 前記通路はポ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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項１７】 自冷式ダイナミックラウドスピーカに
    おいて、 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、マグネットとポールピースで構成され、トップ
    プレートと前記ポ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、 前記ボイスコイル近傍に前記スピーカの外部に通じるよ
    うに形成され、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を通
    過させる少なくとも２つのチャネルを備え、前記チャネ
    ルは、熱いエアを前記スピーカの外部へ排出するととも
    に外部のエアを前記スピーカ内の空間に取り入れること
    を特徴とする自冷式ダイナミックラウドスピーカ。