特開 2017-139713 スピーカ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-139713(P2017-139713A)

(43)【公開日】2017年8月10日

(54)【発明の名称】スピーカ装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 9/02 20060101AFI20170714BHJP

【ＦＩ】

   H04R9/02 102A

   H04R9/02 103A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-21210(P2016-21210)

(22)【出願日】2016年2月5日

(71)【出願人】

【識別番号】000101732

【氏名又は名称】アルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 亮

(72)【発明者】

【氏名】多田 新

(72)【発明者】

【氏名】丹野 慶太

【テーマコード（参考）】

5D012

【Ｆターム（参考）】

5D012BB04

5D012BD04

5D012FA01

5D012GA01

(57)【要約】

【課題】ボイスコイルを効率良く冷却することができる「スピーカ装置」を提供する。
【解決手段】円環状のマグネット７をトッププレート８とボトムプレート９で挟持して積層すると共に、トッププレート８とセンターポール１０の間に磁気ギャップが確保されている磁気回路１を備え、磁気ギャップに配置されたボイスコイル２に通電することにより、振動板４が振動して駆動電流に応じた音が生成されるスピーカ装置において、振動板４やダンパー５を支持するフレーム６の底板部６ａをトッププレート８の上面に固定し、このトッププレート８の上面に形成した連通溝１１の長手方向両端部を除く開放面を底板部６ａとフィルム１２とで覆うことにより、底板部６ａとトッププレート８との間に外側空間からボイスコイル２に向かう空気流通路が形成されるようにした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円環状のマグネット、前記マグネットの上面に固着された円環状のトッププレート、前記マグネットの下面に固着されたボトムプレート、前記トッププレートの内側に磁気ギャップを介して対向配置されたセンターポールを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に上下動可能に配置されたボビンと、前記ボビンに巻回されたボイスコイルと、前記ボビンを弾性的に支持する円環状のダンパーと、前記ボビンに連動して振動する振動板と、前記振動板および前記ダンパーの外周部を保持すると共に前記磁気回路に固定されたフレームとを備えたスピーカ装置において、
前記トッププレートの上面または下面に径方向に沿って延びる連通溝が形成されていると共に、前記連通溝の長手方向両端部を除く開放面がカバー部材によって覆われており、前記連通溝と前記カバー部材とで外側空間から前記ボイスコイルに向かう空気流通路が構成されていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項2】

請求項１の記載において、前記カバー部材としてフィルムが用いられており、前記フィルムが前記連通溝の少なくとも内周側の開放面を覆うように前記トッププレートに貼り付けられていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項3】

請求項１の記載において、前記連通溝が前記トッププレートの上面に形成されていると共に、前記フレームが前記トッププレートの上面に固定されて、前記フレームの下面が前記カバー部材として用いられていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項4】

請求項１の記載において、前記ダンパーが空気を通さない材料で形成されていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項5】

請求項１の記載において、前記連通溝が非通電時の前記ボイスコイルの中央部よりも上方位置に配置されていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項6】

請求項１の記載において、前記連通溝が前記トッププレートの上面に形成されていると共に、前記トッププレートの内周面に前記連通溝の内側端部に連続して前記マグネットの内周面に向かって延びる縦溝部が形成されていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項7】

請求項６の記載において、前記連通溝の溝深さをＤ１、前記縦溝部の溝深さをＤ２としたとき、これらがＤ１≧Ｄ２の関係に設定されていることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項8】

請求項１の記載において、前記連通溝の外側端部が外側に向かって溝幅を広くする末広がり形状となっていることを特徴とするスピーカ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボイスコイルに通電して振動板を振動させる動電型のスピーカ装置に係り、特に、スピーカ装置に備えられる磁気回路の放熱構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図７は特許文献１に記載された従来例に係るスピーカ装置の断面図、図８は該スピーカ装置に備えられるトッププレートを下面側から見た説明図である。図７に示すように、このスピーカ装置は、磁気回路１００と、磁気回路１００の磁気ギャップに配置されたボイスコイル１０１と、ボイスコイル１０１が巻回されたボビン１０２と、ボビン１０２の上端部に連結された円錐形状の振動板１０３と、ボビン１０２を弾性的に支持するダンパー１０４と、振動板１０３およびダンパー１０４の外周部を保持するフレーム１０５とによって主に構成されている。

【0003】

磁気回路１００は、円環状のマグネット１０６と、マグネット１０６の上面に固着された円環状のトッププレート１０７と、マグネット１０６の下面に固着されたボトムプレート１０８と、ボトムプレート１０８の中央部に立設されたセンターポール１０９とからなり、このセンターポール１０９の外周面とトッププレート１０７の内周面との間に磁気ギャップが介設されている。ただし、磁気ギャップ内を上下動するボイスコイル１０１との接触を避けるために、センターポール１０９の外周面とマグネット１０６の内周面との間には広い空間が確保されており、マグネット１０６の内径寸法はトッププレート１０７の内径寸法に対して十分に大きく設定されている。図８に示すように、トッププレート１０７の下面には外周端から内周端に至る溝部１０７ａが十字状に４本形成されており、このトッププレート１０７をマグネット１０６の上面に固着することにより、溝部１０７ａとマグネット１０６の上面とで外側空間からボイスコイル１０１に向かう空気流通路が形成されている。

【0004】

このように構成されたスピーカ装置においては、駆動電流をボイスコイル１０１に通電すると、ボイスコイル１０１とボビン１０２が一体的に図７の上下方向へ移動し、それに伴って振動板１０３が振動して駆動電流に応じた音が生成されるようになっている。その際、通電によって発熱したボイスコイル１０１の熱がセンターポール１０９の周囲の内部空間に滞留するが、トッププレート１０７の下面に内部空間と外部空間を連通する溝部１０７ａが形成されているため、振動板１０３が図７の下方へ振動すると、内部空間に滞留していた熱気が溝部１０７ａを通じて外部に排出される。また、振動板１０３が図７の上方へ振動すると、外気が溝部１０７ａを通じて内部空間に入り込み、このような熱気の排気と外気の吸引が繰り返されて空気の流れが生じることにより、磁気回路１００の昇温が抑えられるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−１０２９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に記載されたスピーカ装置では、トッププレート１０７の下面に形成された溝部１０７ａがマグネット１０６の内方側で大きく開放されているため、外気が溝部１０７ａを通じて内部空間に入り込むときに、溝部１０７ａの開放部分で内方に向かう流れと下方に向かう流れに分散されてしまうことになる。その結果、溝部１０７ａを通過した外気の一部が下方に逃げて流速が落ちてしまい、ボイスコイル１０１に流速の速い強い風が当たらなくなるため、ボイスコイル１０１を効率良く冷却することができないという問題があった。

【0007】

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ボイスコイルを効率良く冷却することができるスピーカ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明のスピーカ装置は、円環状のマグネット、前記マグネットの上面に固着された円環状のトッププレート、前記マグネットの下面に固着されたボトムプレート、前記トッププレートの内側に磁気ギャップを介して対向配置されたセンターポールを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に上下動可能に配置されたボビンと、前記ボビンに巻回されたボイスコイルと、前記ボビンを弾性的に支持する円環状のダンパーと、前記ボビンに連動して振動する振動板と、前記振動板および前記ダンパーの外周部を保持すると共に前記磁気回路に固定されたフレームとを備えたスピーカ装置において、前記トッププレートの上面または下面に径方向に沿って延びる連通溝が形成されていると共に、前記連通溝の長手方向両端部を除く開放面がカバー部材によって覆われており、前記連通溝と前記カバー部材とで外側空間から前記ボイスコイルに向かう空気流通路が構成されていることを特徴としている。

【0009】

このように構成されたスピーカ装置では、磁気回路の構成部材であるトッププレートの上面または下面に空気流通路としての連通溝が形成されており、この連通溝の長手方向両端部を除く開放面がカバー部材によって覆われているため、振動板の振動に伴って外気が連通溝を通って内部空間に入り込むときに、空気の流れを分散させることなくボイスコイルに当てて効率良く冷却することができる。

【0010】

上記の構成において、カバー部材としてフィルムを使用することが可能であり、このフィルムが連通溝の少なくとも内周側の開放面を覆うようにトッププレートに貼り付けられていると、スピーカ装置の軽量化を図ることができる。

【0011】

また、上記の構成において、連通溝がトッププレートの上面に形成されていると共に、フレームがトッププレートの上面に固定されて、このフレームの下面がカバー部材として用いられていると、わざわざ別部品を追加しなくてもフレームによって連通溝の開放面を覆うことができる。

【0012】

また、上記の構成において、ダンパーが空気を通さない材料で形成されていると、振動板の振動に伴ってダンパーの下方の空気が空気漏れせずに体積変化するため、連通溝を通る外気の流速を大きくすることができる。

【0013】

また、上記の構成において、連通溝が非通電時のボイスコイルの中央部よりも上方位置に配置されていると、ボイスコイルの通電によってボイスコイルが上側に変位したときに、連通溝を通って吸引された外気がボイスコイルの中央付近に当たり、ボイスコイルが下側に変位して排気動作されるときに、ボイスコイル上における空気の流れる領域が長くなるため、ボイスコイルの冷却効果を高めることができる。

【0014】

また、上記の構成において、連通溝がトッププレートの上面に形成されていると共に、このトッププレートの内周面に連通溝の内側端部に連続してマグネットの内周面に向かって延びる縦溝部が形成されていると、連通溝を通って吸引された外気をボイスコイルの下側にも流すことができるため、ボイスコイルの冷却効果を高めることができる。この場合において、連通溝の溝深さをＤ１、縦溝部の溝深さをＤ２としたとき、これらがＤ１≧Ｄ２の関係に設定されていることが好ましい。

【0015】

また、上記の構成において、連通溝の外側端部が外側に向かって溝幅を広くする末広がり形状となっていると、連通溝と外部空間との間で空気の出入がスムーズに行われるため、騒音の発生を防止することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のスピーカ装置によれば、磁気回路の構成部材であるトッププレートの上面または下面に空気流通路としての連通溝が形成されており、この連通溝の長手方向両端部を除く開放面がカバー部材によって覆われているため、ボイスコイルを効率良く冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態例に係るスピーカ装置の斜視図である。

【図2】該スピーカ装置の断面図である。

【図3】該スピーカ装置の分解斜視図である。

【図4】該スピーカ装置の動作を模式的に示す説明図である。

【図5】カバー部材の変形例を示す説明図である。

【図6】トッププレートに形成された連通溝の変形例を示す説明図である。

【図7】従来例に係るスピーカ装置の断面図である。

【図8】該スピーカ装置に備えられるトッププレートを下面側から見た説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図３に示すように、本実施形態例に係るスピーカ装置は、磁気回路１と、磁気回路１の磁気ギャップに配置されたボイスコイル２と、ボイスコイル２が巻回されたボビン３と、ボビン３の上端部側に連結された振動板４と、ボビン３の中央部を弾性的に支持するダンパー５と、振動板４およびダンパー５の外周部を保持するフレーム６とによって主に構成されている。

【0019】

磁気回路１は、磁界の向きが上下方向に沿うように着磁された円環状のマグネット７と、マグネット７の上面に固着された円環状のトッププレート８と、マグネット７の下面に固着されたボトムプレート９と、ボトムプレート９の中央部に立設されたセンターポール１０とからなり、このセンターポール１０の外周面とトッププレート８の内周面との間に磁気ギャップが介設されている。

【0020】

マグネット７とトッププレート８およびボトムプレート９はいずれも板状部材であり、これら３部材はボトムプレート９とトッププレート８間にマグネット７を挟持して積層体を構成している。ここで、トッププレート８はマグネット７上に接着固定されているが、マグネット７の内径寸法がトッププレート８の内径寸法に対して十分に大きく設定されているため、トッププレート８はマグネット７の内周面に対して内側へ突出した状態で積層されている。センターポール１０はトッププレート８の内径寸法よりも若干小径な円柱状に形成されており、前述したように、このセンターポール１０の外周面とトッププレート８の内周面との間に磁気ギャップが介設されている。

【0021】

トッププレート８の上面には外周端から内周端に至る連通溝１１が円周方向に１２０度の間隔をおいて３本形成されており、これら連通溝１１は断面凹状に形成されて上面を開放している。なお、トッププレート８の上面に形成される連通溝１１の数は３本に限定されず、例えば、４本の連通溝１１を円周方向に９０度の間隔をおいて形成するようにしても良い。また、トッププレート８の内周面には連通溝１１の内側端部から下方へ延びる縦溝部１１ａが形成されており、連通溝１１の開放面から溝底面までの溝深さをＤ１、縦溝部１１ａの開放面から溝底面までの溝深さをＤ２とすると、これらはＤ１≧Ｄ２の関係に設定されている。さらに、トッププレート８の上面には円環状のフィルム１２が貼り付けられており、このフィルム１２によって連通溝１１の中央付近から内周端に至る範囲に亘って開放面は覆われている。

【0022】

ボビン３は円筒状に形成されており、その上部開口は円椀状のキャップ３ａによって塞がれている。このボビン３の上端部に円錐形状の振動板４の内周部が接着固定されており、振動板４の外周部はエッジ部４ａを介してフレーム６の上端部に接着固定されている。この振動板４よりも下方位置において、ボビン３の中央部にダンパー５の内周部が接着固定されており、ダンパー５の外周部はフレーム６の中央付近に接着固定されている。ダンパー５は波形円盤状のコーン紙からなるが、例えばコーン紙に樹脂を含浸させる等の処理を施すことにより、このダンパー５は空気を通さない材料によって形成されている。

【0023】

フレーム６は円環状の底板部６ａを有しており、このフレーム６と磁気回路１は底板部６ａをトッププレート８の上面に載置した状態で接着剤を用いて一体化されている。底板部６ａはトッププレート８の上面に形成された連通溝１１の中央付近から外周端に至る範囲を覆っており、この底板部６ａと前述したフィルム１２とで連通溝１１の長手方向両端部を除く全ての開放面を覆うことにより、フレーム６の底板部６ａとトッププレート８との間に外側空間からボイスコイル２に向かう空気流通路が確保されている。すなわち、本実施形態例においては、連通溝１１の開放面を覆うカバー部材がフレーム６の底板部６ａとフィルム１２とによって構成されている。なお、ボイスコイル２の放熱効果やダンピング効果を高めるために、磁気回路１の磁気ギャップに磁性流体を充填するようにしても良い。

【0024】

次に、上記のごとく構成されたスピーカ装置の動作について、図２と図４を参照しつつ説明する。

【0025】

ボイスコイル２に駆動電流が通電されていない非通電状態にあるとき、図２や図４（ａ）に示すように、ボビン３に巻回されたボイスコイル２は中立位置に保持されており、トッププレート８の上面に形成された連通溝１１の内側端部はボイスコイル２の中央部よりも上方位置に対向している。

【0026】

この状態でボイスコイル２に駆動電流を通電すると、ボイスコイル２とボビン３が一体的に図２の上下方向へ移動し、それに伴って振動板４が振動して駆動電流に応じた音が生成される。その際、通電によって発熱したボイスコイル２の熱がセンターポール１０の周囲の内部空間に滞留するが、トッププレート８の上面に内部空間と外部空間を連通する連通溝１１が形成されているため、図４（ｂ）に示すように、ボビン３が上側に変位することに伴って、外気が連通溝１１を通って内部空間に吸引され、図４（ｃ）に示すように、ボビン３が下側に変位することに伴って、内部空間に滞留していた熱気が連通溝１１を通って外部に排出される。

【0027】

しかも、連通溝１１の長手方向両端部を除く全ての開放面がフレーム６の底板部６ａとフィルム１２によって覆われているため、外気が連通溝１１を通って内部空間に入り込むときに、空気の流れを分散させることなくボイスコイル２に強く当てることができ、それによってボイスコイル２の冷却効果を高めることができる。また、連通溝１１が非通電時のボイスコイル２の中央部よりも上方位置に配置されているため、図４（ｂ）に示すように、ボビン３が上側に変位して吸引動作されるときに、連通溝１１を通って吸引された外気がボイスコイル２の中央付近に当たり、図４（ｃ）に示すように、ボビン３が下側に変位して排気動作されるときに、内部空間から連通溝１１に向かう空気がボイスコイル２の表面を流れる領域が広くなり、この点からもボイスコイル２の冷却効果を高めることができる。

【0028】

以上説明したように、本実施形態例に係るスピーカ装置では、磁気回路１の構成部材であるトッププレート８の上面に空気流通路としての連通溝１１が形成されており、この連通溝１１の長手方向両端部を除く開放面がフレーム６の底板部６ａとフィルム１２によって覆われているため、振動板４の振動に伴って外気が連通溝１１を通って内部空間に入り込むときに、空気の流れを分散させることなくボイスコイル２に強く当てて効率良く冷却することができる。

【0029】

また、樹脂等の材料からなる薄いフィルム１２をトッププレート８の上面内周側に貼り付けることにより、このフィルム１２を連通溝１１の内側部分の開放面を覆うカバー部材として用いているため、ボイスコイル２が下側に大きく変位してもダンパー５との衝突を回避した状態で連通溝１１の内側部分の開放面を確実に覆うことができると共に、軽量な材料からなるフィルム１２を用いることでスピーカ装置の軽量化を図ることができる。

【0030】

また、ダンパー５が空気を通さない材料によって形成されているため、振動板４の振動に伴ってボビン３が上下動するときに、ボビン３を弾性支持するダンパー５の下方の空気が空気漏れせずに体積変化することになる。その結果、連通溝１１を通る空気の流速が大きくなるため、ボイスコイル２に強い風を当てて効率良く冷却することができる。
することができる。

【0031】

また、連通溝１１が非通電時のボイスコイル２の中央部よりも上方位置に配置されているため、ボイスコイル２の通電によってボビン３が上側に変位したときに、連通溝１１を通って吸引された外気をボイスコイル２の中央付近に吹き付けることができると共に、ボビン３が下側に変位して排気動作されるときに、ボイスコイル２上における空気の流れる領域を長くすることができ、この点からもボイスコイル２の冷却効果を高めることができる。

【0032】

また、トッププレート８の内周面に連通溝１１の内側端部から下方へ向かう縦溝部１１ａが形成されており、この縦溝部１１ａがマグネット７の内周面に向かって延びているため、連通溝１１を通って吸引された外気をボイスコイル２の下側にも流すことができ、その分だけボイスコイル２の冷却効果を高めることができる。

【0033】

なお、放熱効果の向上を目的として磁気ギャップに磁性流体を充填した場合、磁性流体は連通溝１１の内側端面に対峙するだけで縦溝部１１ａの内部まで入り込まないため、この縦溝部１１ａは連通溝１１を通って吸引された外気の吹き出し口として機能することになる。したがって、連通溝１１の内側端面に対峙する磁性流体が外気の吸引によって吹き飛ばされてしまうことを防止でき、磁性流体による放熱効果を確実に維持することができる。

【0034】

また、上記実施形態例では、フレーム６の底板部６ａとフィルム１２の両方をカバー部材として用い、連通溝１１の中央付近から外周端に至る範囲の開放面を底板部６ａで覆うと共に、連通溝１１の中央付近から内周端に至る範囲の開放面をフィルム１２で覆うようにしているが、図５に示すように、フレーム６の底板部６ａをトッププレート８の内周面と重なる位置まで内側へ延長し、この底板部６ａによって連通溝１１の長手方向両端部を除く全ての開放面を覆うようにしても良い。

【0035】

その際、底板部６ａを円環状に内側へ延長することにより、連通溝１１の内側端部を含めてトッププレート８の上面全体を底板部６ａで覆うようにしても良く、あるいは、底板部６ａに連通溝１１よりも幅広な複数の延長部を形成し、これら延長部によって連通溝１１の内側端部の開放面を覆うようにしても良い。このようにフレーム６の底板部６ａによって連通溝１１の内側端部を含む全ての開放面を覆うようにすると、フレーム６の底板部６ａだけでカバー部材が構成されるため、わざわざフィルムのような別部品を追加しなくて済み、部品点数を削減して組立作業性を高めることができる。

【0036】

なお、上記実施形態例では、フレーム６の底板部６ａをトッププレート８の上面に固定しているが、これに限らず、フレーム６を下側に延長してボトムプレート９に固定し、トッププレート８の上面の前面にフィルム１２を貼り付けるようにしても良い。

【0037】

また、上記実施形態例では、溝幅を一定とするストレート形状の連通溝１１を例示して説明したが、連通溝１１の形状はこれに限定されず、図６に示すように、トッププレート８に外側端部を末広がり形状とした連通溝１１を形成するようにしても良い。このように連通溝１１の外側端部が外側に向かって溝幅を広くする末広がり形状となっていると、連通溝１１と外部空間との間で空気の出入がスムーズに行われるため、騒音の発生を防止できるという付加的な作用効果を奏する。

【0038】

また、上記実施形態例では、トッププレート８の上面に連通溝１１を形成した場合について説明したが、トッププレート８の下面に連通溝を形成することも可能である。この場合、連通溝の内側端部を除く大部分の開放面をマグネット７の上面によって覆うと共に、マグネット７の内周面から突出する連通溝の内側端部の開放面をフィルムで覆うことにより、上記実施形態例と同様の作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0039】

１ 磁気回路
２ ボイスコイル
３ ボビン
３ａ キャップ
４ 振動板
５ ダンパー
６ フレーム
６ａ 底板部（カバー部材）
７ マグネット
８ トッププレート
９ ボトムプレート
１０ センターポール
１１ 連通溝
１１ａ 縦溝部
１２ フィルム（カバー部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】