スピーカ装置
【課題】薄型化、軽量化、高耐入力化、高音質化が可能なスピーカ装置を提供する。
【解決手段】開示されるスピーカ装置は、外磁型反発磁気回路１と、フレーム２と、振動体３とを備えている。外磁型反発磁気回路１は、略環形状に構成されたプレート１１を、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石１２及び１３で挟持して構成されている。振動体３は、振動板２１、ボイスコイル２４及びボイスコイルボビン２３を有している。フレーム２は、振動体３と外磁型反発磁気回路１とを支持している。このスピーカ装置では、ボイスコイルボビン２３は、略筒状に構成されている。また、ボイスコイルボビン２３の内部には、放熱体４が遊挿されている。
【解決手段】開示されるスピーカ装置は、外磁型反発磁気回路１と、フレーム２と、振動体３とを備えている。外磁型反発磁気回路１は、略環形状に構成されたプレート１１を、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石１２及び１３で挟持して構成されている。振動体３は、振動板２１、ボイスコイル２４及びボイスコイルボビン２３を有している。フレーム２は、振動体３と外磁型反発磁気回路１とを支持している。このスピーカ装置では、ボイスコイルボビン２３は、略筒状に構成されている。また、ボイスコイルボビン２３の内部には、放熱体４が遊挿されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料からなる１つのプレートを同極同士が対向するように配置された２つの磁石で挟持して構成した反発磁気回路を備えたスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の反発磁気回路を備えたスピーカ装置には、磁石及びセンタープレートが略環状を呈するとともに、センタープレートの内周と外周に生じるそれぞれの反発磁界内に内外のボイスコイルを配置して同期駆動されるように構成されたものがある。磁石及びセンタープレートにより構成される反発磁気回路は、非磁性材料からなるホルダー（ヨーク）上に設置され、このホルダーのポール部が反発磁気回路の中心孔に遊挿されていて、磁石及びセンタープレートの内周面とポール部との間に空隙が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１９５５１６号公報（請求項１，［０００９］〜［００１３］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来のスピーカ装置では、ホルダー（ヨーク）の略中央部にポール部が形成されており、このポール部が反発磁気回路の中心孔に遊挿されている。したがって、ホルダー（ヨーク）の厚みの分だけスピーカ装置全体の厚みが厚いため、スピーカ装置の薄型化、軽量化を図ることが難しいという問題があった。また、上記した従来のスピーカ装置では、ボイスコイルとポール部及び磁石とのクリアランスに余裕がないため、ボイスコイルが巻き回されるボイスコイルボビンの厚みに制限があり、高耐入力化及び高音質化を図ることが難しいという問題があった。さらに、上記した従来のスピーカ装置では、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）がホルダー（ヨーク）で密閉されているため、ボイスコイルボビン内で熱せられた空気が動きにくく、機構上抵抗の少なく効率の良いスピーカ装置を設計することが困難であるとともに、放熱効率が低く、より高耐入力化を図ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができるスピーカ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るスピーカ装置は、振動板、ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルボビンに巻き回されたボイスコイルを有する振動体と、前記ボイスコイルボビンを囲むように略環形状に構成されたプレートを、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石で挟持して構成した外磁型反発磁気回路と、前記振動体と前記外磁型反発磁気回路とを支持するフレームとを備え、前記ボイスコイルボビンは、略筒状に構成され、前記ボイスコイルボビンの内部には、放熱体が遊挿されていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図２は図１に示すスピーカ装置の防塵ネット１４を取り除いた状態における背面図である。このスピーカ装置は、磁気回路１と、フレーム２と、振動体３と、放熱体４とを有している。磁気回路１は、プレート１１を同極同士が対向するように配置された２つの磁石１２及び１３で挟持して構成した反発型であって、外磁型である。プレート１１は、例えば、鉄（例えば、ローカーボンスチール）等の軟質磁性材料からなる。プレート１１は、略円環状を呈している。
【０００８】
磁石１２及び１３は、例えば、ネオジム系、サマリウム・コバルト系、アルニコ系、フェライト系磁石等の永久磁石等からなる。磁石１２及び１３は、同一の略円環状を呈しており、かつ、同一寸法である。磁石１２及び１３のそれぞれの外径は、プレート１１の外径よりわずかに小さい。プレートと磁石１２及び１３とは、互いの厚み方向の中心軸が重なるように、例えば、接着剤等により固着されている。
【０００９】
この磁気回路１において、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）の磁石１２背面には、図１に示すように、防塵ネット１４が、例えば、接着剤等により固着されている。防塵ネット１４は、断面形状が略台形状を呈しており、表面が目の細かいメッシュ状に加工されている。防塵ネット１４の周縁には、略円環状を呈するフランジ（外輪部）１４ｂが本体１４ａと一体に形成されて構成されている。そして、このフランジ１４ｂ上面が磁石１２の背面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００１０】
防塵ネット１４は、例えば、鉄系金属、非鉄金属又はそれらの合金、合成樹脂などから構成されている。鉄系金属としては、例えば、純鉄、無酸素鋼又はケイ素鋼等がある。非鉄金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等がある。合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレンなどのオレフィン系、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブダジエン・スチレン）、ポリエチレンテレフタレート系などの熱可塑性樹脂に、補強用フィラーとしてガラス繊維又はフィブリル化したサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を添加してなるものなどがある。防塵ネット１４は、例えば、鉄系金属を絞り成形したり、非鉄金属又はそれらの合金をダイキャスト成形したり、合成樹脂を射出成形したりして形成されている。
【００１１】
防塵ネット１４は、外部から塵埃等の異物がスピーカ装置内部へ流入することを防止するためのものである。すなわち、スピーカ装置の内部と外部との間で気圧に大きな差がある場合には、振動体３の振動特性が著しく劣化してしまう。そこで、通常、スピーカ装置の背面側が開放されていたり、ヨーク等の略中央部に空気を出入りさせるため貫通孔が設けられたりしている。しかし、スピーカ装置の背面側又は貫通孔を通って異物が流入してしまうと幅狭な磁気ギャップ（磁気間隙）Ｇに悪影響が及ぶ虞がある。したがって、そのような異物の流入を防塵ネット１４によって未然に防止して信頼性を高めているのである。
【００１２】
一方、磁気回路１において、スピーカ装置の前面側（音響放射方向）の磁石１３前面には、フレーム２が、例えば、接着剤等により固着されている。フレーム２は、例えば、鉄系金属、非鉄金属又はそれらの合金、合成樹脂などから構成されている。鉄系金属としては、例えば、純鉄、無酸素鋼又はケイ素鋼等がある。非鉄金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等がある。合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレンなどのオレフィン系、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブダジエン・スチレン）、ポリエチレンテレフタレート系などの熱可塑性樹脂に、補強用フィラーとしてガラス繊維又はフィブリル化したサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を添加してなるものなどがある。フレーム２は、例えば、鉄系金属を絞り成形したり、非鉄金属又はそれらの合金をダイキャスト成形したり、合成樹脂を射出成形したりして形成されている。
【００１３】
フレーム２は、第１層２ａ、第２層２ｂ及び第３層２ｃの３層からなる。第１層２ａと第２層２ｂとは、段部２ｄを介して接続されている。すなわち、フレーム２は、第１層２ａ、段部２ｄ、第２層２ｂ及び第３層２ｃが一体に形成されて構成されている。第１層２ａ及び第２層２ｂは、それぞれ断面形状が略台形状を呈している。一方、第３層２ｃは、略円筒形状を呈している。第１層２ａの外径よりも第２層２ｂの外径が大きく、第２層２ｂの外径よりも第３層２ｃの外径が大きい。
【００１４】
第１層２ａの略中央には、略円形状を呈する貫通孔（図示略）が穿設されている。この貫通孔の周縁に、磁気回路１を構成する磁石１３前面が、例えば、接着剤等により固着されている。これにより、フレーム２は、上記磁気回路１を支持している。第２層２ｂの側面には、平面形状が略扇状を呈する複数の開口部２ｂａがそれぞれ穿設されている。図２の例では、４個の開口部２ｂａが示されている。フレーム２は、図示しないが、第３層２ｃにおいて上方に開口している。フレーム２は、第３層２ｃの内底部２ｃａ及び段部２ｄにおいて後述する振動体３を支持している。
【００１５】
振動体３は、振動板２１と、エッジ２２と、ボイスコイルボビン２３と、ボイスコイル２４と、ダンパー２５と、センターキャップ２６とを有している。振動板２１は、平面形状が略円環状を呈している。振動板２１の縦断面形状は、略円錐形（コーン状）を呈している。
【００１６】
振動板２１の材料としては、例えば、紙、繊維を用いた織布、繊維を用いた編み物、不織布、繊維を用いた織布にシリコーン樹脂等からなる結合樹脂を含浸させたもの、金属材料、合成樹脂、アクリル発泡体、合成樹脂と金属とからなるハイブリッド材などがある。金属材料には、例えば、アルミニウムやチタニウム、ジュラルミン、ベリリウム、マグネシウム、あるいはこれらの合金等がある。合成樹脂には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネイト、エポキシ樹脂等などがある。また、アクリル発泡体は、例えば、メタアクリル酸メチルと、メタアクリル酸と、スチレンと、無水マレイン酸と、メタアクリルアミドとを原料とする。
【００１７】
振動板２１の内周縁２１ａには、平面形状が略円形状を呈する貫通孔２１ａａが形成されている。貫通孔２１ａａには、略円筒形状を呈するボイスコイルボビン２３の上端近傍外周面が接着剤等により固着されている。ボイスコイルボビン２３の材料としては、例えば、有機繊維、無機繊維又は金属材料を採用することができる。具体的には、例えば、フェノール樹脂含浸ガラス繊維、ポリイミド樹脂含浸ガラス繊維等の樹脂材料を含浸した繊維や、アルミニウム（Ａｌ）、ジュラルミン等の金属箔、ポリイミド等の樹脂フィルム等をボイスコイルボビン２３の材料として採用することができる。
【００１８】
ボイスコイルボビン２３の下端近傍外周面には、図１に示すように、ボイスコイル２４が巻き回されている。ボイスコイル２４の両端は、それぞれボイスコイルボビン２３及び振動板２１に沿って引き出され、例えば振動板２１の内周縁近傍において図示せぬ一対のリード線とそれぞれ電気的に接続されている。プレート１１、磁石１２及び１３からなる磁気回路１と、ボイスコイル２４が巻き回されたボイスコイルボビン２３との間には、磁気ギャップＧが形成されている。図示せぬ一対のリード線は、例えば、複数の細い電線を撚り合せて形成された屈曲に強い錦糸線からなる。
【００１９】
センターキャップ２６は、例えば、磁石１２及び１３の内径に略等しい外径を有する球面板によって形成されている。振動板２１の内周縁２１ａ近傍には、ボイスコイルボビン２３の上方をふさぐとともに、スピーカ装置の前面側（音響放射方向）が凸状となるように、センターキャップ２６が接着剤等により固着されている。このように、センターキャップ２６は、振動板２１（又は、ボイスコイルボビン２３及び振動板２１）に連結されることにより、振動板２１及びボイスコイルボビン２３の構造強度を補強し、振動板２１及びボイスコイルボビン２３の分割振動を極力抑えている。
【００２０】
また、センターキャップ２６は、振動板２１と一体に振動するので、音響エネルギーの一部（主として高音域）の放射を担うとともに、振動板２１の形状に起因した音波の干渉を位相補正してスピーカ装置の音響特性を調整する役割を有している。これにより、センターキャップ２６は、振動板２１の内周縁２１ａに形成された貫通孔２１ａａに起因した音響特性の影響を必要に応じて補正している。
【００２１】
一方、振動板２１の外周縁には、エッジ２２が振動板２１と一体に形成されている。エッジ２２は、適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備えている。エッジ２２は、平面形状が略円環形状を呈するとともに、縦断面形状がスピーカ装置の前面側（音響放射方向）に突き出た略ロール形状を呈している。エッジ２２の外周縁は、フレーム２を構成する第３層２ｃの内底部２ｃａに接着剤等により固着されている。以上により、振動板２１は、エッジ２２を介してフレーム２に連結されている。すなわち、エッジ２２は、振動板２１をフレーム２に対し、弾性的に支持している。
【００２２】
ダンパー２５は、平面形状が略円環形状を呈している。ダンパー２５は、適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備えている。ダンパー２５には、振動板２１の内周縁２１ａと同心円形状にコルゲーションが形成されている。すなわち、ダンパー２５の断面形状は、複数の凸部及び凹部とを有している。ダンパー２５は、例えば、布にフェノール系樹脂等又はフェノール系樹脂と有機溶媒とからなる溶液などを含浸し、加熱成形により形成されている。ダンパー２５の外周縁は、フレーム２を構成する段部２ｄに接着剤等により固着されている。一方、ダンパー２５の内周縁は、ボイスコイルボビン２３の上端近傍外周面であって、振動板２１の内周縁２１ａの固着箇所より下部に、接着剤等により固着されている。以上により、振動板２１は、ダンパー２５を介してフレーム２に連結されている。すなわち、ダンパー２５は、振動板２１をフレーム２に対し、弾性的に支持している。
【００２３】
これにより、ダンパー２５は、スピーカ装置の静止状態（スピーカ装置が駆動されない状態）において、エッジ２２とともに、振動板２１、センターキャップ２６、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４をそれぞれスピーカ装置の所定位置において弾性的に支持している。また、ダンパー２５は、ボイスコイル２４及びボイスコイルボビン２３をプレート１１、磁石１２及び１３等の磁気回路１を構成する部分に接触させない所定位置で弾性的に保持している。
【００２４】
また、ダンパー２５は、スピーカ装置の駆動状態においては、センターキャップ２６、振動板２１、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４を振動方向に沿って弾性的に支持する役目も担っている。
【００２５】
以上説明した振動体３を構成するボイスコイルボビン２３の内部には、放熱体４が遊挿されている。放熱体４は、略円筒形状を呈している。放熱体４の外径は、例えば、ボイスコイルボビン２３の内径よりわずかに小さい。また、放熱体４の長さは、ボイスコイルボビン２３の長さと略等しい又はボイスコイルボビン２３の長さより短い。図１の例では、放熱体４の長さは、ボイスコイルボビン２３の長さの約３分の２である。放熱体４の下端は、防塵ネット１４の本体１４ａの前面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００２６】
放熱体４は、磁気回路１を構成する磁性体（プレート１１、磁石１２及び１３）よりも熱伝導率の高い素材により構成されている。放熱体４の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などがある。それぞれの熱伝導率（０℃）は、アルミニウム（Ａｌ）が２３７Ｗ／ｍ・Ｋ、無酸素銅（Ｃｕ）が３９１Ｗ／ｍ・Ｋ、タフピッチ銅（Ｃｕ）が３８９．３Ｗ／ｍ・Ｋ、亜鉛（Ｚｎ）が１１７Ｗ／ｍ・Ｋ、タングステン（Ｗ）が１７４Ｗ／ｍ・Ｋ、モリブデン（Ｍｏ）が１３９Ｗ／ｍ・Ｋである。一方、プレート１１、磁石１２及び１３の素材の１つである鉄（Ｆｅ）の熱伝導率（０℃）は、８３．５Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００２７】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、音声電流が図示せぬ一対のリード線を介してボイスコイル２４に供給される。一方、磁気回路１を構成する磁石１２に基づく磁束と、磁石１３に基づく磁束とは、それぞれプレート１１の厚み方向の略中央に向かった後、合成されてプレート１１のラジアル方向の内周縁に向かい、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４の中心軸方向に直交する方向へボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４を透過する。
【００２８】
したがって、上記した磁石１２及び１３に基づく合成磁束とボイスコイル２４に流された音声電流との間の電磁気力（ローレンツ力）に基づいてスピーカ装置の中心軸方向の駆動力がボイスコイル２４に誘起される。この駆動力は、ボイスコイルボビン２３を介して振動板２１に伝達される。振動板２１は、この駆動力の作用を受けて、エッジ２２及びダンパ２５に弾性支持されつつ、振動し、音声電流に応じた音波を前面（音響放射方向）にある空間に向けて放射する。
【００２９】
上記したように、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン２３に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン２３内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン２３内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体４の表面に触れ、冷却される。本発明の実施の形態１では、放熱体４が略円筒形状を呈しているので、ブロック状を呈している場合に比べて、空気に触れる表面積が大きく、放熱効率が良好であるとともに、軽量である。
【００３０】
このように、本発明の実施の形態１によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、その分、スピーカ装置全体の厚みを薄く設計することができるとともに、スピーカ装置全体の軽量化を図ることもできる。また、本発明の実施の形態１によれば、ボイスコイルボビン２３の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態１によれば、ボイスコイルボビン２３内に放熱体４を遊挿している。したがって、ボイスコイルボビン２３内で熱せられた空気は、放熱体４により冷却されるとともに、動きやすく、機構上抵抗の少なく効率の良いスピーカ装置を設計することができるとともに、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図４は図３に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。図３及び図４において、図１及び図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図３及び図４に示すスピーカ装置が図１及び図２に示すスピーカ装置と異なる点は、防塵ネット１４が取り除かれている点と、ボイスコイルボビン２３及び放熱体４に換えて、ボイスコイルボビン３１及び放熱体３２が新たに設けられている点とである。
【００３３】
ボイスコイルボビン３１がボイスコイルボビン２３と異なる点は、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に放熱フィン３１ａがボイスコイルボビン３１と一体に又は別体に形成されている点である。放熱フィン３１ａは、平面形状が略円環状を呈するものであって、磁石１２方向に向けて水平に延出するフランジ（外輪部）を有するものである。ボイスコイルボビン３１は、上記したボイスコイルボビン２３と同一素材により構成されている。
【００３４】
放熱体３２は、平面形状が略円形状を呈しているとともに、断面形状が略逆Ｔ字状を呈している。すなわち、放熱体３２は、略円盤形状を呈する基部（張出部）３２ａと、略円柱状を呈し、基部３２ａの略中央に立設した柱部３２ｂとが一体に形成されて構成されている。基部３１ａの外径は、例えば、磁石１２及び１３の外径よりわずかに小さい。一方、柱部３１ｂの外径は、ボイスコイルボビン３１の内径よりわずかに小さい。放熱体３２は、上記した放熱体４と同一素材により構成されている。放熱体３２を構成する基部３２ａの外周縁上面は、磁石１２の背面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００３５】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン３１に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン３１内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体３２の表面に触れ、冷却される。このとき、ボイスコイル２４で発生した熱の一部が磁石１２及び１３に伝達される。このうち、磁石１２に伝達された熱は、磁石１２の背面に固着された放熱体３２を構成する基部３２ａに伝達され、冷却される。
【００３６】
同時に、ボイスコイル２４に誘起された駆動力によりボイスコイルボビン３１が上下動するので、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に形成された放熱フィン３１ａも同時に上下動する。これにより、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、放熱フィン３１ａによって攪拌されて強制的に流れが形成される。攪拌された空気は、磁気回路１の外に排出される。同時に、磁気回路１の外部の新鮮な空気も磁気回路１内に吸引され、内部の空気とともに循環されるので、冷却が効率的に行われる。
【００３７】
このように、本発明の実施の形態２によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、当該箇所に、ボイスコイルボビン３１内に遊挿された柱部３２ｂと、磁石１２の背面に固着された基部３２ａとから構成される放熱体３２を設けることができる。これにより、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気が柱部３２ｂにより冷却されるとともに、磁石１２に伝達された熱が基部３２ａを介して放熱される。この結果、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００３８】
また、本発明の実施の形態２によれば、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に放熱フィン３１ａを形成しているので、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、放熱フィン３１ａによって攪拌され、磁気回路１の外に排出される。この結果、放熱体３２と放熱フィン３１ａとの相乗効果により、放熱効率を高めることができる。さらに、本発明の実施の形態２によれば、ボイスコイルボビン３１の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００３９】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図６は図５に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。また、図７は、図５に示すスピーカ装置を構成するボイスコイルボビン４１の概略構成を示す拡大断面図である。図５及び図６において、図３及び図４の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図５及び図６に示すスピーカ装置が図３及び図４に示すスピーカ装置と異なる点は、ボイスコイルボビン３１及び放熱体３２に換えて、ボイスコイルボビン４１及び放熱体４２が新たに設けられている点である。
【００４０】
ボイスコイルボビン４１がボイスコイルボビン３１と異なる点は、放熱フィン３１ａに換えて、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて、図５及び図７に示すように、所定間隔を隔てて複数の放熱フィン４１ａがボイスコイルボビン４１と一体に又は別体に形成されている点である。各放熱フィン４１ａは、平面形状が略円環状を呈するものであって、ボイスコイルボビン４１の中心軸に向けて水平に延出するフランジ（外輪部）を有するものである。図７の例では、４個の放熱フィン４１ａが形成されている。ボイスコイルボビン４１は、上記したボイスコイルボビン２３及び３１と同一素材により構成されている。
【００４１】
放熱体４２は、上記した放熱体４及び放熱体３２と同一素材で構成されている。また、放熱体４２は、放熱体３２と同一外形、すなわち、基部３２ａと同様に略円盤形状を呈する基部４２ａと、柱部３２ｂと同様に略円柱状を呈し、基部４２ａの略中央に立設した柱部４２ｂとが一体に形成されて構成されている。さらに、放熱体４２は、放熱体３２と同一寸法である。しかし、放熱体４２は、基部４２ａの略中央から柱部４２ｂの上端まで達する複数の通気孔４２ｃが穿設されている。各通気孔４２ｃは、いずれも略円柱状を呈している。図７の例では、４つの通気孔４２ｃが穿設されている。
【００４２】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン４１に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン４１内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体４２の表面に触れ、冷却される。この場合、放熱体４２の基部４２ａには、略中央から柱部４２ｂの上端まで達する複数の通気孔４２ｃが穿設されている。したがって、放熱体４２全体の表面積が複数の通気孔４２ｃの内周面の分だけ増加するため、冷却効果が増加する。
【００４３】
同時に、ボイスコイル２４に誘起された駆動力によりボイスコイルボビン４１が上下動するので、ボイスコイルボビン４１の下端内周面に形成された放熱フィン４１ａも同時に上下動する。これにより、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、放熱フィン４１ａによって攪拌されて強制的に流れが形成される。攪拌された空気は、磁気回路１の外に排出される。同時に、磁気回路１の外部の新鮮な空気も磁気回路１内に吸引され、内部の空気とともに循環されるので、冷却が効率的に行われる。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態３によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、当該箇所に、ボイスコイルボビン４１内に遊挿された柱部４２ｂと、磁石１２の背面に固着された基部４２ａとから構成される放熱体４２を設けることができる。これにより、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気が柱部４２ｂにより冷却されるとともに、磁石１２に伝達された熱が基部４２ａを介して放熱される。この結果、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００４５】
また、本発明の実施の形態３によれば、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて複数の放熱フィン４１ａを形成しているので、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、放熱フィン４１ａによって攪拌され、磁気回路１の外に排出される。この結果、放熱体４２と放熱フィン４１ａとの相乗効果により、放熱効率を高めることができる。さらに、本発明の実施の形態３によれば、ボイスコイルボビン４１の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述の実施の形態３では、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて複数の放熱フィン２３ａをボイスコイルボビン４１と一体又は別体に形成する例を示したが、これに限定されない。例えば、放熱フィンは、ボイスコイル２４の下部巻き部との間に若干の間隔を設けても良いし、ボイスコイル２４の下部巻き部に接するように設けても良い。さらに、放熱フィンのフランジ面は、フラット又は羽状を呈していても良いし、中心部を上方又は下方に膨出させても良いし、中心部を上方又は下方に膨出させるとともに、この膨出部に直交させて所要間隔で膨出部を形成したりしても良い。なお、放熱フィンの構造の詳細については、例えば、特開２００６−５８１９号公報を参照されたい。
【００４７】
また、上述の実施の形態３では、放熱体４２には、いずれも略円柱状を呈する４つの通気孔４２ｃを穿設する例を示したが、これに限定されず、通気孔４２ｃの数は１つ、２つ、３つ又は５つ以上でも良く、通気孔４２ｃの形状は略三角柱状、略四角柱状、５角以上の多角柱状でも良く、各通気孔４２ｃの形状が異なっていても良い。
また、上述の各実施の形態では、振動板２１は、縦断面形状がコーン状を呈する例を示したが、これに限定されず、縦断面形状が前面側（音波の放射側）に突き出た略ドーム形状を呈していても良い。
【００４８】
また、上述の各実施の形態において、磁気回路１と、ボイスコイルボビン２３，３１，４１又はボイスコイル２４との間に磁性流体を設けても良い。このように磁性流体を設ければ、ボイスコイル２４に作用する電磁気力を大きくすること、ボイスコイル２４で生じる熱（ジュール熱）をプレート１１に伝達させて放熱すること、等が可能となる。
また、上述の各実施の形態では、スピーカ装置の平面形状が略円形状を呈している例を示したが、これに限定されず、スピーカ装置の平面形状は略矩形状、略楕円状、あるいは、多角形状を呈していても良い。さらに、上述の各実施の形態では、スピーカ装置の平面形状が略円形状を呈しているため、プレート１１、磁石１２及び１３は、略円環形状を呈している例を示したが、これに限定されない。例えば、スピーカ装置の平面形状が略矩形状を呈している場合には、プレート１１、磁石１２及び１３は、略角環形状を呈していても良い。
【００４９】
また、上述の各実施の形態では、磁気回路１は、１個の略環形状を呈しているプレート１１と、それぞれ略環形状を呈している２個の磁石１２及び１３とにより構成されている例を示したが、これに限定されない。プレート１１、磁石１２及び１３のいずれか又はすべては、略円弧状又は略矩形状を呈している複数個のプレート用素材又は複数個の磁石で構成しても良い。
また、上述の各実施の形態では、ダンパー２５は、振動板２１の内周縁２１ａと同心円形状にコルゲーションが形成されている例を示したが、これに限定されず、ダンパー２５にはコルゲーションを形成しなくても良い。
また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すスピーカ装置の防塵ネットを取り除いた状態における背面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図５に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。
【図７】図５に示すスピーカ装置を構成するボイスコイルボビンの概略構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…磁気回路、２…フレーム、２ａ…第１層、２ｂ…第２層、２ｂａ…開口部、２ｃ…第３層、２ｃａ…内底部、２ｄ…段部、３…振動体、４，３２，４２…放熱体、１１…プレート、１２，１３…磁石、１４…防塵ネット、２１…振動板、２１ａ…内周縁、２１ａａ…貫通孔、２２…エッジ、２３，３１，４１…ボイスコイルボビン、２４…ボイスコイル、２５…ダンパー、２６…センターキャップ、３１ａ，４１ａ…放熱フィン、３２ａ，４２ａ…基部、３２ｂ，４２ｂ…柱部、４２ｃ…通気孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料からなる１つのプレートを同極同士が対向するように配置された２つの磁石で挟持して構成した反発磁気回路を備えたスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の反発磁気回路を備えたスピーカ装置には、磁石及びセンタープレートが略環状を呈するとともに、センタープレートの内周と外周に生じるそれぞれの反発磁界内に内外のボイスコイルを配置して同期駆動されるように構成されたものがある。磁石及びセンタープレートにより構成される反発磁気回路は、非磁性材料からなるホルダー（ヨーク）上に設置され、このホルダーのポール部が反発磁気回路の中心孔に遊挿されていて、磁石及びセンタープレートの内周面とポール部との間に空隙が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１９５５１６号公報（請求項１，［０００９］〜［００１３］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来のスピーカ装置では、ホルダー（ヨーク）の略中央部にポール部が形成されており、このポール部が反発磁気回路の中心孔に遊挿されている。したがって、ホルダー（ヨーク）の厚みの分だけスピーカ装置全体の厚みが厚いため、スピーカ装置の薄型化、軽量化を図ることが難しいという問題があった。また、上記した従来のスピーカ装置では、ボイスコイルとポール部及び磁石とのクリアランスに余裕がないため、ボイスコイルが巻き回されるボイスコイルボビンの厚みに制限があり、高耐入力化及び高音質化を図ることが難しいという問題があった。さらに、上記した従来のスピーカ装置では、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）がホルダー（ヨーク）で密閉されているため、ボイスコイルボビン内で熱せられた空気が動きにくく、機構上抵抗の少なく効率の良いスピーカ装置を設計することが困難であるとともに、放熱効率が低く、より高耐入力化を図ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができるスピーカ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るスピーカ装置は、振動板、ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルボビンに巻き回されたボイスコイルを有する振動体と、前記ボイスコイルボビンを囲むように略環形状に構成されたプレートを、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石で挟持して構成した外磁型反発磁気回路と、前記振動体と前記外磁型反発磁気回路とを支持するフレームとを備え、前記ボイスコイルボビンは、略筒状に構成され、前記ボイスコイルボビンの内部には、放熱体が遊挿されていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図２は図１に示すスピーカ装置の防塵ネット１４を取り除いた状態における背面図である。このスピーカ装置は、磁気回路１と、フレーム２と、振動体３と、放熱体４とを有している。磁気回路１は、プレート１１を同極同士が対向するように配置された２つの磁石１２及び１３で挟持して構成した反発型であって、外磁型である。プレート１１は、例えば、鉄（例えば、ローカーボンスチール）等の軟質磁性材料からなる。プレート１１は、略円環状を呈している。
【０００８】
磁石１２及び１３は、例えば、ネオジム系、サマリウム・コバルト系、アルニコ系、フェライト系磁石等の永久磁石等からなる。磁石１２及び１３は、同一の略円環状を呈しており、かつ、同一寸法である。磁石１２及び１３のそれぞれの外径は、プレート１１の外径よりわずかに小さい。プレートと磁石１２及び１３とは、互いの厚み方向の中心軸が重なるように、例えば、接着剤等により固着されている。
【０００９】
この磁気回路１において、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）の磁石１２背面には、図１に示すように、防塵ネット１４が、例えば、接着剤等により固着されている。防塵ネット１４は、断面形状が略台形状を呈しており、表面が目の細かいメッシュ状に加工されている。防塵ネット１４の周縁には、略円環状を呈するフランジ（外輪部）１４ｂが本体１４ａと一体に形成されて構成されている。そして、このフランジ１４ｂ上面が磁石１２の背面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００１０】
防塵ネット１４は、例えば、鉄系金属、非鉄金属又はそれらの合金、合成樹脂などから構成されている。鉄系金属としては、例えば、純鉄、無酸素鋼又はケイ素鋼等がある。非鉄金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等がある。合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレンなどのオレフィン系、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブダジエン・スチレン）、ポリエチレンテレフタレート系などの熱可塑性樹脂に、補強用フィラーとしてガラス繊維又はフィブリル化したサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を添加してなるものなどがある。防塵ネット１４は、例えば、鉄系金属を絞り成形したり、非鉄金属又はそれらの合金をダイキャスト成形したり、合成樹脂を射出成形したりして形成されている。
【００１１】
防塵ネット１４は、外部から塵埃等の異物がスピーカ装置内部へ流入することを防止するためのものである。すなわち、スピーカ装置の内部と外部との間で気圧に大きな差がある場合には、振動体３の振動特性が著しく劣化してしまう。そこで、通常、スピーカ装置の背面側が開放されていたり、ヨーク等の略中央部に空気を出入りさせるため貫通孔が設けられたりしている。しかし、スピーカ装置の背面側又は貫通孔を通って異物が流入してしまうと幅狭な磁気ギャップ（磁気間隙）Ｇに悪影響が及ぶ虞がある。したがって、そのような異物の流入を防塵ネット１４によって未然に防止して信頼性を高めているのである。
【００１２】
一方、磁気回路１において、スピーカ装置の前面側（音響放射方向）の磁石１３前面には、フレーム２が、例えば、接着剤等により固着されている。フレーム２は、例えば、鉄系金属、非鉄金属又はそれらの合金、合成樹脂などから構成されている。鉄系金属としては、例えば、純鉄、無酸素鋼又はケイ素鋼等がある。非鉄金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等がある。合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレンなどのオレフィン系、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブダジエン・スチレン）、ポリエチレンテレフタレート系などの熱可塑性樹脂に、補強用フィラーとしてガラス繊維又はフィブリル化したサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を添加してなるものなどがある。フレーム２は、例えば、鉄系金属を絞り成形したり、非鉄金属又はそれらの合金をダイキャスト成形したり、合成樹脂を射出成形したりして形成されている。
【００１３】
フレーム２は、第１層２ａ、第２層２ｂ及び第３層２ｃの３層からなる。第１層２ａと第２層２ｂとは、段部２ｄを介して接続されている。すなわち、フレーム２は、第１層２ａ、段部２ｄ、第２層２ｂ及び第３層２ｃが一体に形成されて構成されている。第１層２ａ及び第２層２ｂは、それぞれ断面形状が略台形状を呈している。一方、第３層２ｃは、略円筒形状を呈している。第１層２ａの外径よりも第２層２ｂの外径が大きく、第２層２ｂの外径よりも第３層２ｃの外径が大きい。
【００１４】
第１層２ａの略中央には、略円形状を呈する貫通孔（図示略）が穿設されている。この貫通孔の周縁に、磁気回路１を構成する磁石１３前面が、例えば、接着剤等により固着されている。これにより、フレーム２は、上記磁気回路１を支持している。第２層２ｂの側面には、平面形状が略扇状を呈する複数の開口部２ｂａがそれぞれ穿設されている。図２の例では、４個の開口部２ｂａが示されている。フレーム２は、図示しないが、第３層２ｃにおいて上方に開口している。フレーム２は、第３層２ｃの内底部２ｃａ及び段部２ｄにおいて後述する振動体３を支持している。
【００１５】
振動体３は、振動板２１と、エッジ２２と、ボイスコイルボビン２３と、ボイスコイル２４と、ダンパー２５と、センターキャップ２６とを有している。振動板２１は、平面形状が略円環状を呈している。振動板２１の縦断面形状は、略円錐形（コーン状）を呈している。
【００１６】
振動板２１の材料としては、例えば、紙、繊維を用いた織布、繊維を用いた編み物、不織布、繊維を用いた織布にシリコーン樹脂等からなる結合樹脂を含浸させたもの、金属材料、合成樹脂、アクリル発泡体、合成樹脂と金属とからなるハイブリッド材などがある。金属材料には、例えば、アルミニウムやチタニウム、ジュラルミン、ベリリウム、マグネシウム、あるいはこれらの合金等がある。合成樹脂には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネイト、エポキシ樹脂等などがある。また、アクリル発泡体は、例えば、メタアクリル酸メチルと、メタアクリル酸と、スチレンと、無水マレイン酸と、メタアクリルアミドとを原料とする。
【００１７】
振動板２１の内周縁２１ａには、平面形状が略円形状を呈する貫通孔２１ａａが形成されている。貫通孔２１ａａには、略円筒形状を呈するボイスコイルボビン２３の上端近傍外周面が接着剤等により固着されている。ボイスコイルボビン２３の材料としては、例えば、有機繊維、無機繊維又は金属材料を採用することができる。具体的には、例えば、フェノール樹脂含浸ガラス繊維、ポリイミド樹脂含浸ガラス繊維等の樹脂材料を含浸した繊維や、アルミニウム（Ａｌ）、ジュラルミン等の金属箔、ポリイミド等の樹脂フィルム等をボイスコイルボビン２３の材料として採用することができる。
【００１８】
ボイスコイルボビン２３の下端近傍外周面には、図１に示すように、ボイスコイル２４が巻き回されている。ボイスコイル２４の両端は、それぞれボイスコイルボビン２３及び振動板２１に沿って引き出され、例えば振動板２１の内周縁近傍において図示せぬ一対のリード線とそれぞれ電気的に接続されている。プレート１１、磁石１２及び１３からなる磁気回路１と、ボイスコイル２４が巻き回されたボイスコイルボビン２３との間には、磁気ギャップＧが形成されている。図示せぬ一対のリード線は、例えば、複数の細い電線を撚り合せて形成された屈曲に強い錦糸線からなる。
【００１９】
センターキャップ２６は、例えば、磁石１２及び１３の内径に略等しい外径を有する球面板によって形成されている。振動板２１の内周縁２１ａ近傍には、ボイスコイルボビン２３の上方をふさぐとともに、スピーカ装置の前面側（音響放射方向）が凸状となるように、センターキャップ２６が接着剤等により固着されている。このように、センターキャップ２６は、振動板２１（又は、ボイスコイルボビン２３及び振動板２１）に連結されることにより、振動板２１及びボイスコイルボビン２３の構造強度を補強し、振動板２１及びボイスコイルボビン２３の分割振動を極力抑えている。
【００２０】
また、センターキャップ２６は、振動板２１と一体に振動するので、音響エネルギーの一部（主として高音域）の放射を担うとともに、振動板２１の形状に起因した音波の干渉を位相補正してスピーカ装置の音響特性を調整する役割を有している。これにより、センターキャップ２６は、振動板２１の内周縁２１ａに形成された貫通孔２１ａａに起因した音響特性の影響を必要に応じて補正している。
【００２１】
一方、振動板２１の外周縁には、エッジ２２が振動板２１と一体に形成されている。エッジ２２は、適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備えている。エッジ２２は、平面形状が略円環形状を呈するとともに、縦断面形状がスピーカ装置の前面側（音響放射方向）に突き出た略ロール形状を呈している。エッジ２２の外周縁は、フレーム２を構成する第３層２ｃの内底部２ｃａに接着剤等により固着されている。以上により、振動板２１は、エッジ２２を介してフレーム２に連結されている。すなわち、エッジ２２は、振動板２１をフレーム２に対し、弾性的に支持している。
【００２２】
ダンパー２５は、平面形状が略円環形状を呈している。ダンパー２５は、適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備えている。ダンパー２５には、振動板２１の内周縁２１ａと同心円形状にコルゲーションが形成されている。すなわち、ダンパー２５の断面形状は、複数の凸部及び凹部とを有している。ダンパー２５は、例えば、布にフェノール系樹脂等又はフェノール系樹脂と有機溶媒とからなる溶液などを含浸し、加熱成形により形成されている。ダンパー２５の外周縁は、フレーム２を構成する段部２ｄに接着剤等により固着されている。一方、ダンパー２５の内周縁は、ボイスコイルボビン２３の上端近傍外周面であって、振動板２１の内周縁２１ａの固着箇所より下部に、接着剤等により固着されている。以上により、振動板２１は、ダンパー２５を介してフレーム２に連結されている。すなわち、ダンパー２５は、振動板２１をフレーム２に対し、弾性的に支持している。
【００２３】
これにより、ダンパー２５は、スピーカ装置の静止状態（スピーカ装置が駆動されない状態）において、エッジ２２とともに、振動板２１、センターキャップ２６、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４をそれぞれスピーカ装置の所定位置において弾性的に支持している。また、ダンパー２５は、ボイスコイル２４及びボイスコイルボビン２３をプレート１１、磁石１２及び１３等の磁気回路１を構成する部分に接触させない所定位置で弾性的に保持している。
【００２４】
また、ダンパー２５は、スピーカ装置の駆動状態においては、センターキャップ２６、振動板２１、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４を振動方向に沿って弾性的に支持する役目も担っている。
【００２５】
以上説明した振動体３を構成するボイスコイルボビン２３の内部には、放熱体４が遊挿されている。放熱体４は、略円筒形状を呈している。放熱体４の外径は、例えば、ボイスコイルボビン２３の内径よりわずかに小さい。また、放熱体４の長さは、ボイスコイルボビン２３の長さと略等しい又はボイスコイルボビン２３の長さより短い。図１の例では、放熱体４の長さは、ボイスコイルボビン２３の長さの約３分の２である。放熱体４の下端は、防塵ネット１４の本体１４ａの前面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００２６】
放熱体４は、磁気回路１を構成する磁性体（プレート１１、磁石１２及び１３）よりも熱伝導率の高い素材により構成されている。放熱体４の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などがある。それぞれの熱伝導率（０℃）は、アルミニウム（Ａｌ）が２３７Ｗ／ｍ・Ｋ、無酸素銅（Ｃｕ）が３９１Ｗ／ｍ・Ｋ、タフピッチ銅（Ｃｕ）が３８９．３Ｗ／ｍ・Ｋ、亜鉛（Ｚｎ）が１１７Ｗ／ｍ・Ｋ、タングステン（Ｗ）が１７４Ｗ／ｍ・Ｋ、モリブデン（Ｍｏ）が１３９Ｗ／ｍ・Ｋである。一方、プレート１１、磁石１２及び１３の素材の１つである鉄（Ｆｅ）の熱伝導率（０℃）は、８３．５Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００２７】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、音声電流が図示せぬ一対のリード線を介してボイスコイル２４に供給される。一方、磁気回路１を構成する磁石１２に基づく磁束と、磁石１３に基づく磁束とは、それぞれプレート１１の厚み方向の略中央に向かった後、合成されてプレート１１のラジアル方向の内周縁に向かい、ボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４の中心軸方向に直交する方向へボイスコイルボビン２３及びボイスコイル２４を透過する。
【００２８】
したがって、上記した磁石１２及び１３に基づく合成磁束とボイスコイル２４に流された音声電流との間の電磁気力（ローレンツ力）に基づいてスピーカ装置の中心軸方向の駆動力がボイスコイル２４に誘起される。この駆動力は、ボイスコイルボビン２３を介して振動板２１に伝達される。振動板２１は、この駆動力の作用を受けて、エッジ２２及びダンパ２５に弾性支持されつつ、振動し、音声電流に応じた音波を前面（音響放射方向）にある空間に向けて放射する。
【００２９】
上記したように、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン２３に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン２３内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン２３内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体４の表面に触れ、冷却される。本発明の実施の形態１では、放熱体４が略円筒形状を呈しているので、ブロック状を呈している場合に比べて、空気に触れる表面積が大きく、放熱効率が良好であるとともに、軽量である。
【００３０】
このように、本発明の実施の形態１によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、その分、スピーカ装置全体の厚みを薄く設計することができるとともに、スピーカ装置全体の軽量化を図ることもできる。また、本発明の実施の形態１によれば、ボイスコイルボビン２３の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態１によれば、ボイスコイルボビン２３内に放熱体４を遊挿している。したがって、ボイスコイルボビン２３内で熱せられた空気は、放熱体４により冷却されるとともに、動きやすく、機構上抵抗の少なく効率の良いスピーカ装置を設計することができるとともに、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図４は図３に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。図３及び図４において、図１及び図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図３及び図４に示すスピーカ装置が図１及び図２に示すスピーカ装置と異なる点は、防塵ネット１４が取り除かれている点と、ボイスコイルボビン２３及び放熱体４に換えて、ボイスコイルボビン３１及び放熱体３２が新たに設けられている点とである。
【００３３】
ボイスコイルボビン３１がボイスコイルボビン２３と異なる点は、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に放熱フィン３１ａがボイスコイルボビン３１と一体に又は別体に形成されている点である。放熱フィン３１ａは、平面形状が略円環状を呈するものであって、磁石１２方向に向けて水平に延出するフランジ（外輪部）を有するものである。ボイスコイルボビン３１は、上記したボイスコイルボビン２３と同一素材により構成されている。
【００３４】
放熱体３２は、平面形状が略円形状を呈しているとともに、断面形状が略逆Ｔ字状を呈している。すなわち、放熱体３２は、略円盤形状を呈する基部（張出部）３２ａと、略円柱状を呈し、基部３２ａの略中央に立設した柱部３２ｂとが一体に形成されて構成されている。基部３１ａの外径は、例えば、磁石１２及び１３の外径よりわずかに小さい。一方、柱部３１ｂの外径は、ボイスコイルボビン３１の内径よりわずかに小さい。放熱体３２は、上記した放熱体４と同一素材により構成されている。放熱体３２を構成する基部３２ａの外周縁上面は、磁石１２の背面に、例えば、接着剤等により固着されている。
【００３５】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン３１に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン３１内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体３２の表面に触れ、冷却される。このとき、ボイスコイル２４で発生した熱の一部が磁石１２及び１３に伝達される。このうち、磁石１２に伝達された熱は、磁石１２の背面に固着された放熱体３２を構成する基部３２ａに伝達され、冷却される。
【００３６】
同時に、ボイスコイル２４に誘起された駆動力によりボイスコイルボビン３１が上下動するので、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に形成された放熱フィン３１ａも同時に上下動する。これにより、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、放熱フィン３１ａによって攪拌されて強制的に流れが形成される。攪拌された空気は、磁気回路１の外に排出される。同時に、磁気回路１の外部の新鮮な空気も磁気回路１内に吸引され、内部の空気とともに循環されるので、冷却が効率的に行われる。
【００３７】
このように、本発明の実施の形態２によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、当該箇所に、ボイスコイルボビン３１内に遊挿された柱部３２ｂと、磁石１２の背面に固着された基部３２ａとから構成される放熱体３２を設けることができる。これにより、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気が柱部３２ｂにより冷却されるとともに、磁石１２に伝達された熱が基部３２ａを介して放熱される。この結果、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００３８】
また、本発明の実施の形態２によれば、ボイスコイルボビン３１の下端外周面に放熱フィン３１ａを形成しているので、ボイスコイルボビン３１内で熱せられた空気は、放熱フィン３１ａによって攪拌され、磁気回路１の外に排出される。この結果、放熱体３２と放熱フィン３１ａとの相乗効果により、放熱効率を高めることができる。さらに、本発明の実施の形態２によれば、ボイスコイルボビン３１の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００３９】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図、図６は図５に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。また、図７は、図５に示すスピーカ装置を構成するボイスコイルボビン４１の概略構成を示す拡大断面図である。図５及び図６において、図３及び図４の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図５及び図６に示すスピーカ装置が図３及び図４に示すスピーカ装置と異なる点は、ボイスコイルボビン３１及び放熱体３２に換えて、ボイスコイルボビン４１及び放熱体４２が新たに設けられている点である。
【００４０】
ボイスコイルボビン４１がボイスコイルボビン３１と異なる点は、放熱フィン３１ａに換えて、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて、図５及び図７に示すように、所定間隔を隔てて複数の放熱フィン４１ａがボイスコイルボビン４１と一体に又は別体に形成されている点である。各放熱フィン４１ａは、平面形状が略円環状を呈するものであって、ボイスコイルボビン４１の中心軸に向けて水平に延出するフランジ（外輪部）を有するものである。図７の例では、４個の放熱フィン４１ａが形成されている。ボイスコイルボビン４１は、上記したボイスコイルボビン２３及び３１と同一素材により構成されている。
【００４１】
放熱体４２は、上記した放熱体４及び放熱体３２と同一素材で構成されている。また、放熱体４２は、放熱体３２と同一外形、すなわち、基部３２ａと同様に略円盤形状を呈する基部４２ａと、柱部３２ｂと同様に略円柱状を呈し、基部４２ａの略中央に立設した柱部４２ｂとが一体に形成されて構成されている。さらに、放熱体４２は、放熱体３２と同一寸法である。しかし、放熱体４２は、基部４２ａの略中央から柱部４２ｂの上端まで達する複数の通気孔４２ｃが穿設されている。各通気孔４２ｃは、いずれも略円柱状を呈している。図７の例では、４つの通気孔４２ｃが穿設されている。
【００４２】
上記構成を有するスピーカ装置は、音声信号（音声電流）が供給されると、ボイスコイル２４が発熱するので、その熱がボイスコイルボビン４１に伝達され、さらに、ボイスコイルボビン４１内の空気が熱せられる。このボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、熱伝導率の高い放熱体４２の表面に触れ、冷却される。この場合、放熱体４２の基部４２ａには、略中央から柱部４２ｂの上端まで達する複数の通気孔４２ｃが穿設されている。したがって、放熱体４２全体の表面積が複数の通気孔４２ｃの内周面の分だけ増加するため、冷却効果が増加する。
【００４３】
同時に、ボイスコイル２４に誘起された駆動力によりボイスコイルボビン４１が上下動するので、ボイスコイルボビン４１の下端内周面に形成された放熱フィン４１ａも同時に上下動する。これにより、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、放熱フィン４１ａによって攪拌されて強制的に流れが形成される。攪拌された空気は、磁気回路１の外に排出される。同時に、磁気回路１の外部の新鮮な空気も磁気回路１内に吸引され、内部の空気とともに循環されるので、冷却が効率的に行われる。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態３によれば、従来のスピーカ装置のように、スピーカ装置の背面側（音響放射方向に対し反対側）にヨークを設ける必要がないため、当該箇所に、ボイスコイルボビン４１内に遊挿された柱部４２ｂと、磁石１２の背面に固着された基部４２ａとから構成される放熱体４２を設けることができる。これにより、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気が柱部４２ｂにより冷却されるとともに、磁石１２に伝達された熱が基部４２ａを介して放熱される。この結果、従来に比べて放熱効率が高まり、より高耐入力化を図ることができる。
【００４５】
また、本発明の実施の形態３によれば、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて複数の放熱フィン４１ａを形成しているので、ボイスコイルボビン４１内で熱せられた空気は、放熱フィン４１ａによって攪拌され、磁気回路１の外に排出される。この結果、放熱体４２と放熱フィン４１ａとの相乗効果により、放熱効率を高めることができる。さらに、本発明の実施の形態３によれば、ボイスコイルボビン４１の厚みをより厚くできるため、高耐入力化及び高音質化が可能となる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述の実施の形態３では、ボイスコイルボビン４１の内周面下端近傍から略中央にかけて複数の放熱フィン２３ａをボイスコイルボビン４１と一体又は別体に形成する例を示したが、これに限定されない。例えば、放熱フィンは、ボイスコイル２４の下部巻き部との間に若干の間隔を設けても良いし、ボイスコイル２４の下部巻き部に接するように設けても良い。さらに、放熱フィンのフランジ面は、フラット又は羽状を呈していても良いし、中心部を上方又は下方に膨出させても良いし、中心部を上方又は下方に膨出させるとともに、この膨出部に直交させて所要間隔で膨出部を形成したりしても良い。なお、放熱フィンの構造の詳細については、例えば、特開２００６−５８１９号公報を参照されたい。
【００４７】
また、上述の実施の形態３では、放熱体４２には、いずれも略円柱状を呈する４つの通気孔４２ｃを穿設する例を示したが、これに限定されず、通気孔４２ｃの数は１つ、２つ、３つ又は５つ以上でも良く、通気孔４２ｃの形状は略三角柱状、略四角柱状、５角以上の多角柱状でも良く、各通気孔４２ｃの形状が異なっていても良い。
また、上述の各実施の形態では、振動板２１は、縦断面形状がコーン状を呈する例を示したが、これに限定されず、縦断面形状が前面側（音波の放射側）に突き出た略ドーム形状を呈していても良い。
【００４８】
また、上述の各実施の形態において、磁気回路１と、ボイスコイルボビン２３，３１，４１又はボイスコイル２４との間に磁性流体を設けても良い。このように磁性流体を設ければ、ボイスコイル２４に作用する電磁気力を大きくすること、ボイスコイル２４で生じる熱（ジュール熱）をプレート１１に伝達させて放熱すること、等が可能となる。
また、上述の各実施の形態では、スピーカ装置の平面形状が略円形状を呈している例を示したが、これに限定されず、スピーカ装置の平面形状は略矩形状、略楕円状、あるいは、多角形状を呈していても良い。さらに、上述の各実施の形態では、スピーカ装置の平面形状が略円形状を呈しているため、プレート１１、磁石１２及び１３は、略円環形状を呈している例を示したが、これに限定されない。例えば、スピーカ装置の平面形状が略矩形状を呈している場合には、プレート１１、磁石１２及び１３は、略角環形状を呈していても良い。
【００４９】
また、上述の各実施の形態では、磁気回路１は、１個の略環形状を呈しているプレート１１と、それぞれ略環形状を呈している２個の磁石１２及び１３とにより構成されている例を示したが、これに限定されない。プレート１１、磁石１２及び１３のいずれか又はすべては、略円弧状又は略矩形状を呈している複数個のプレート用素材又は複数個の磁石で構成しても良い。
また、上述の各実施の形態では、ダンパー２５は、振動板２１の内周縁２１ａと同心円形状にコルゲーションが形成されている例を示したが、これに限定されず、ダンパー２５にはコルゲーションを形成しなくても良い。
また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すスピーカ装置の防塵ネットを取り除いた状態における背面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るスピーカ装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図５に示すスピーカ装置の概略構成を示す背面図である。
【図７】図５に示すスピーカ装置を構成するボイスコイルボビンの概略構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…磁気回路、２…フレーム、２ａ…第１層、２ｂ…第２層、２ｂａ…開口部、２ｃ…第３層、２ｃａ…内底部、２ｄ…段部、３…振動体、４，３２，４２…放熱体、１１…プレート、１２，１３…磁石、１４…防塵ネット、２１…振動板、２１ａ…内周縁、２１ａａ…貫通孔、２２…エッジ、２３，３１，４１…ボイスコイルボビン、２４…ボイスコイル、２５…ダンパー、２６…センターキャップ、３１ａ，４１ａ…放熱フィン、３２ａ，４２ａ…基部、３２ｂ，４２ｂ…柱部、４２ｃ…通気孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板、ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルボビンに巻き回されたボイスコイルを有する振動体と、
前記ボイスコイルボビンを囲むように略環形状に構成されたプレートを、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石で挟持して構成した外磁型反発磁気回路と、
前記振動体と前記外磁型反発磁気回路とを支持するフレームとを備え、
前記ボイスコイルボビンは、略筒状に構成され、
前記ボイスコイルボビンの内部には、放熱体が遊挿されている
ことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記放熱体は、通気孔が穿設されている
ことを特徴とする請求項１に記載されているスピーカ装置。
【請求項３】
前記放熱体は、略筒状に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載されているスピーカ装置。
【請求項４】
前記放熱体は、下端部に前記磁石と接触するための張出部を有している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【請求項５】
前記ボイスコイルボビンには、音響放射方向とは反対側の端部外側に放熱フィンが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【請求項６】
前記ボイスコイルボビンの内側には、放熱フィンが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【請求項１】
振動板、ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルボビンに巻き回されたボイスコイルを有する振動体と、
前記ボイスコイルボビンを囲むように略環形状に構成されたプレートを、略環形状に構成され、同極同士が対向するように配置された磁石で挟持して構成した外磁型反発磁気回路と、
前記振動体と前記外磁型反発磁気回路とを支持するフレームとを備え、
前記ボイスコイルボビンは、略筒状に構成され、
前記ボイスコイルボビンの内部には、放熱体が遊挿されている
ことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記放熱体は、通気孔が穿設されている
ことを特徴とする請求項１に記載されているスピーカ装置。
【請求項３】
前記放熱体は、略筒状に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載されているスピーカ装置。
【請求項４】
前記放熱体は、下端部に前記磁石と接触するための張出部を有している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【請求項５】
前記ボイスコイルボビンには、音響放射方向とは反対側の端部外側に放熱フィンが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【請求項６】
前記ボイスコイルボビンの内側には、放熱フィンが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されているスピーカ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１４７４１４（Ｐ２００９−１４７４１４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９４８３（Ｐ２００７−３１９４８３）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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