(57)【要約】【課題】本発明は各種音響機器および情報通信機器に使用されるスピーカおよびボイスコイルに関するものであり、高耐入力化、小型化、軽量化が課題であった。【解決手段】本発明のスピーカは、ボイスコイルを線輪と、この線輪を覆うケースとから構成し、ケースの内部を真空状態にしたものである。これにより、ボイスコイル線輪は真空で脱酸素状態に置かれているため焼損することはなく、高耐入力化を実現しつつ、スピーカの小型化、軽量化を満足させることができる構成としたものである。【選択図】  図１
2005039404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも線輪と、この線輪を覆うケースとから構成されるボイスコイルであって、前記ケースの内部は真空または低圧状態にして構成したボイスコイル。
【請求項２】
線輪にボビンを設けて構成した請求項１記載のボイスコイル。
【請求項３】
線輪は、線材を巻線して形成され、互いの前記線材を接触させずに線輪を形成した請求項１または請求項２記載のボイスコイル。
【請求項４】
線輪の一層ごとに絶縁用ボビンを設けて構成した請求項１から請求項３記載のボイスコイル。
【請求項５】
ボビンをガラス系の材料により構成した請求項１から請求項４記載のボイスコイル。
【請求項６】
ボビンをセラミック系の材料により構成した請求項１から請求項４記載のボイスコイル。
【請求項７】
線輪と、この線輪に接触している部品との間に断熱性に富む材料を介して構成した請求項１から請求項６記載のボイスコイル。
【請求項８】
ケースをガラス系の材料にて構成した請求項１から請求項７記載のボイスコイル。
【請求項９】
ケースをセラミック系の材料にて構成した請求項１から請求項７記載のボイスコイル。
【請求項１０】
ケースの一部でボビンを形成した請求項１から請求項９記載のボイスコイル。
【請求項１１】
ケースの一部で振動板を一体化形成した請求項１から請求項１０記載のボイスコイル一体型振動板。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１記載のいずれか１つのボイスコイルまたはボイスコイル一体型振動板を使用したスピーカ。
【請求項１３】
線輪に接触しているボビンまたはケースと、このボビンまたはケースに結合している部品との間に断熱性に富む材料を介して構成した請求項１２記載のスピーカ。
【請求項１４】
請求項１２と請求項１３記載のいずれか１つのスピーカと、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段とを備えた電子機器。
【請求項１５】
請求項１２と請求項１３記載のいずれか１つのスピーカを移動手段に搭載した装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器および情報通信機器および車載機器に使用されるボイスコイルまたはこれを使用したスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボイスコイルについて、図１２により説明する。
【０００３】
図１２は従来のボイスコイルの断面図を示したものである。
【０００４】
図１２によると、マグネットワイヤー１２を巻線して線輪１０を形成してボイスコイル８を構成している。
【０００５】
ここで、このマグネットワイヤー１２は、その中心部に芯材１３があり、その外周部に絶縁被膜１４が設けられ、更にその外周部には融着被膜１５が設けられている。そして、この融着被膜１５をアルコール等の溶剤で溶かしながら巻線している。よって、この溶剤が蒸発、乾燥すればその線輪１０はもとより、ボビンのある場合は、線輪１０とボビンの接着も完了するものである。
【０００６】
特に、高耐入力対応のボイスコイルの場合は、耐熱グレードのマグネットワイヤーを使用してボイスコイル８を構成している。
【０００７】
さらに、耐熱用のボイスコイルについては、この後熱キュアを実施して被膜を熱硬化させて耐熱性を向上させている。
【０００８】
また、耐熱用のボイスコイルを使用したスピーカとしての、さらなる耐熱性の向上方法としては、磁気ギャップ内に熱伝導率の大きい放熱液体を充填したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５５−１６５４６号公報（特許第１１４８７００号公報）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のスピーカは、携帯用情報通信機器に使用されたり、特にボビン付きのボイスコイルを使用したものはミニコンポや車載用オーディオ機器、大型のものでは、コンサートホールや屋外のライブステージ等で使用されるプロ用のオーディオ機器に使用されることが多い。
【００１１】
これらのスピーカやスピーカシステムは、最近特に、その小型化、軽量化を強く要求されつつある。そして、その反面大出力化を狙うため、特にスピーカの高耐入力化の要求が強くなりつつある。
【００１２】
このため、スピーカやボイスコイルのサイズは小口径化しなければならない反面、高耐入力化を実現しなければならないという相反する課題を有するものであった。
【００１３】
すなわち、ボイスコイルのサイズを小口径化して、その放熱性の悪化によるボイスコイルの温度上昇値を高くしてしまうことで、ボイスコイルの焼損の危険性が高まった状態になる。更に、この状態に加え機器の大出力化を目的としたスピーカへの従来以上の大入力の印加がなされることになる。
【００１４】
このような状態では、大入力が印加されたボイスコイルは、ジュール熱の発生により、その線輪やボビンが空気中の酸素と化合することにより、燃焼という現象が発生し、焼損すなわち線輪のばらけや線材の熱溶断、ボビンの燃焼というスピーカを破壊に至らしめるものであった。
【００１５】
この対策として、被膜の耐熱性の向上を図ったり、太い線径のマグネットワイヤーを使用する等の耐入力対策を図っても、もはや限界に達しており、ボイスコイルの耐熱性の限界を超える温度上昇値となり、ボイスコイルの線輪のばらけや線材の熱溶断による焼損が発生するものであった。
【００１６】
これは、使用している高耐熱グレード被膜や、線材の耐熱温度を超える温度上昇値となる高い入力を印加せざるを得ない市場背景から生じる問題であった。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するもので、高耐入力化対応可能で、スピーカの小型化、軽量化を満足できる優れたボイスコイルおよびスピーカを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、線輪と、この線輪を覆うケースとから構成されるボイスコイルであって、ケースの内部を真空または低圧状態にしてボイスコイルを構成したものである。
【００２０】
この構成により、ボイスコイル線輪は真空または低圧で脱酸素状態に置かれているため、燃焼という酸素と化合する現象が発生しにくくなり焼損、すなわち熱溶断や線輪ばらけ発生までの温度を向上させることができる。よって、高耐入力化を実現しつつ、スピーカの小型化、軽量化を満足させることができる。
【００２１】
また、ボイスコイル線輪は真空または低圧で脱酸素状態に置かれているため、その熱が外部に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することもできる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、線輪にボビンを設けてボイスコイルを構成したものである。この構成により、ボイスコイルはボビンを有することで、さらに線輪ばらけの発生を低減させることができ、高耐入力化を実現させることができる。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の発明は、線輪は、線材を巻線して形成され、互いの線材を接触させずに線輪を形成してボイスコイルを構成したものである。この構成により、温度上昇により絶縁被膜が破壊されてもボイスコイルのレアショートの発生を防止することができる。
【００２４】
さらに、絶縁被膜のないワイヤーを使用して線輪を構成することもできる。この構成により、ボイスコイルの低コスト化を図ることができる。
【００２５】
本発明の請求項４に記載の発明は、線輪の一層ごとに絶縁用ボビンを設けてボイスコイルを構成したものである。この構成により、温度上昇により絶縁被膜が破壊されてもボイスコイルのレアショートの発生を防止することができる。
【００２６】
また、ボイスコイルの線輪ばらけの発生を防止することもできる。
【００２７】
さらに、絶縁被膜のないワイヤー、融着被膜のないワイヤーを使用して線輪を構成することもできる。この構成により、ボイスコイルのさらなる低コスト化を図ることができる。
【００２８】
本発明の請求項５に記載の発明は、ボビンをガラス系の材料としてボイスコイルを構成したものである。この構成とすることで、ボビンの耐熱性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の請求項６に記載の発明は、ボビンをセラミック系の材料としてボイスコイルを構成したものである。この構成とすることで、ボビンの耐熱性をさらに向上させることができる。
【００３０】
本発明の請求項７に記載の発明は、線輪と、この線輪に接触している部品との間に断熱性に富む材料を介してボイスコイルを構成したものである。この構成により、ボイスコイルの線輪から発生する熱が、線輪に接触している部品に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することができる。
【００３１】
本発明の請求項８に記載の発明は、ケースをガラス系の材料にてボイスコイルを構成したものである。この構成により、ケースの耐熱性を向上させることができる。
【００３２】
本発明の請求項９に記載の発明は、ケースをセラミック系の材料にてボイスコイルを構成したものである。この構成により、ケースの耐熱性をさらに向上させることができる。
【００３３】
本発明の請求項１０に記載の発明は、ケースの一部でボビンを形成してボイスコイルを構成したものである。この構成により、部品点数の削減と生産工数の削減によりスピーカの生産性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の請求項１１に記載の発明は、ケースの一部で振動板を一体化形成してボイスコイル一体型振動板を構成したものである。この構成により、部品点数の削減と生産工数の削減によりスピーカの生産性を向上させることができる。
【００３５】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１記載のいずれか１つのボイスコイルまたはボイスコイル一体型振動板を使用してスピーカを構成したものである。この構成により、スピーカの高耐入力化を実現しつつ、小型化、軽量化を満足させることができる。
【００３６】
本発明の請求項１３に記載の発明は、線輪に接触しているボビンまたはケースと、このボビンまたはケースに結合している部品との間に断熱性に富む材料を介してスピーカを構成したものである。この構成により、ボビンまたはケースの熱が、他の部品に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することができ、さらなるスピーカの高耐入力化を実現させることができる。
【００３７】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１２と請求項１３記載のいずれか１つのスピーカと、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段とを備えて電子機器を構成したものである。この構成により、スピーカの高耐入力化を実現した電子機器を得ることができる。
【００３８】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１２と請求項１３記載のいずれか１つのスピーカを移動手段に搭載して装置を構成したものである。
【００３９】
この構成により、スピーカの高耐入力化を実現した装置を得ることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同様の内容については、その説明を省略して説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。
【００４２】
図１は本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００４３】
図１によると、線輪３０と、この線輪３０を覆うケース３１によりボイスコイル２８を構成している。そして、このケース３１の内部は密閉にして、真空または低圧状態にしている。
【００４４】
ここでは、ボビンのない状態の線輪３０の例を示しているが、線輪３０はその上端部と下端部をケース３１に結合することで、ケース３１内部での位置を支持している。この支持方法に関しては、当実施の形態に限定されることなく、ケース３１の内部側面をボビンがわりに使用する等、線輪３０とケース３１の位置が固定され、線輪３０の駆動力により簡単にはずれることのない固定方法であればその機能を満足させることができる。
【００４５】
そして、リード線のみ、ケース３１の外部に引出して構成している。これは、リード線を直接引出しするか、もしくはケースの一部に設けられた電極部を通じて外部へ引出しても良い。
【００４６】
この構成により、ボイスコイル２８の線輪３０は、密閉されたケース３１の内部にあり、このケース３１の内部は真空または低圧で脱酸素状態に置かれているため、線輪３０は焼損、すなわち熱溶断や線輪ばらけ発生までの温度を向上させることができ、高耐入力化を実現させることができる。
【００４７】
さらに、この構成によりスピーカの小型化、軽量化を満足させることができる。
【００４８】
このボイスコイル２８の線輪３０が焼損するという現象は、燃焼により起こるものであり、この燃焼は酸素と化合することにより発生するものであることから、線輪３０を脱酸素状態または低酸素状態に置くことで、燃焼の発生を著しく低減させることができる。
【００４９】
また、ボイスコイル２８の線輪３０は、密閉されたケース３１の内部にあり、真空で脱酸素状態に置かれているため、その熱が外部に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することもできる。
【００５０】
上述のような理由から、スピーカの高耐入力化を図ることができ、よって、ボイスコイル２８の線輪３０からの発生熱を吸収する磁気回路の熱容量も小さくて済むことからスピーカの小型化、軽量化を満足させることができる。
【００５１】
また、ボイスコイルの形態については、前述の形態に限定されることなく、平面形状のボイスコイル、さらにはプリントコイルやエッチングにより形成されたボイスコイル等についても応用することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。
【００５３】
図２は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００５４】
図２によると、線輪３０にボビン３６を設けてボイスコイル２８を構成している。
【００５５】
この構成により、ボイスコイル２８はボビン３６を有し、このボビン３６上に巻線することで、線輪３０は常時ボビン３６に支えられ、さらに接触面積を大きく確保できることから、線輪３０はばらけにくくなり高耐入力化を実現させることができる。
【００５６】
他の構成については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００５７】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。
【００５８】
図３は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００５９】
図３によると、線輪３０は、線材３７を巻線して形成され、互いの線材３７を接触させずにボイスコイル２８を構成したものである。この構成により、温度上昇により絶縁被膜が破壊されてもボイスコイル２８の線輪３０のレアショートの発生を防止することができる。
【００６０】
さらに、絶縁被膜のない線材を使用して線輪３０を構成することもできる。この構成により、ボイスコイル２８の低コスト化を図ることができる。
【００６１】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。
【００６２】
図４は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００６３】
図４によると、線輪３０の一層ごとに絶縁用ボビン３６Ａを設けてボイスコイル２８を構成したものである。この構成により、温度上昇により絶縁被膜が破壊されてもボイスコイル２８のレアショートの発生を防止することができる。
【００６４】
また、この絶縁用ボビン３６Ａにより、ボイスコイル２８の線輪３０に駆動力が加わっても、絶縁用ボビン３６Ａにより線輪３０が強固にガイドされているため、線輪３０のばらけ発生を防止することもできる。
【００６５】
さらに、絶縁被膜のない線材や融着被膜のない線材を使用して線輪３０を構成することもできる。この構成により、ボイスコイル２８のさらなる低コスト化を図ることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の請求項５と請求項６に記載の発明について説明する。
【００６７】
当発明は、基本的な構成は前記同様であるため図面を省略するが、請求項５はボビンをガラス系の材料としてボイスコイルを構成したものである。
【００６８】
また、請求項６は、ボビンをセラミック系の材料としてボイスコイルを構成したものである。
【００６９】
このように、ボビンをガラス系の材料やセラミック系の材料としてボイスコイルを構成することで、ボビンの耐熱性を向上させることができ、高耐入力用のボイスコイルを実現することができる。
【００７０】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６を用いて、本発明の請求項７に記載の発明について説明する。
【００７１】
図５は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００７２】
図５によると、線輪３０と、この線輪３０に接触している部品、すなわち当形態の場合にはケース３１となり、このケース３１との間に断熱性に富む材料３８を介してボイスコイル２８を構成したものである。この構成により、ボイスコイル２８の線輪３０から発生する熱が、断熱性に富む材料３８により熱的に遮断され、ケース３１に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することができる。
【００７３】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７を用いて、本発明の請求項８と請求項９に記載の発明について説明する。
【００７４】
当発明は、基本的な構成は前記同様であるため図面を省略するが、請求項８は内部を真空状態にして構成したケースをガラス系の材料としてボイスコイルを構成したものである。
【００７５】
また、請求項９は、内部を真空状態にして構成したケースをセラミック系の材料としてボイスコイルを構成したものである。
【００７６】
このように、内部を真空状態にして構成したケースをガラス系の材料やセラミック系の材料としてボイスコイルを構成することで、ケースの耐熱性を向上させることができ、高耐入力用のボイスコイルを実現することができる。
【００７７】
（実施の形態８）
以下、実施の形態８を用いて、本発明の請求項１０に記載の発明について説明する。
【００７８】
図６は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを示す断面図である。
【００７９】
図６によると、内部を真空状態にして構成したケース３１の一部でボビン３６を形成してボイスコイル２８を構成したものである。この構成により、ボイスコイル２８と振動板等との結合をボビン３６を用いて実施することができ、部品点数の削減と生産工数の削減によりスピーカの生産性を向上させることができる。
【００８０】
（実施の形態９）
以下、実施の形態９を用いて、本発明の請求項１１に記載の発明について説明する。
【００８１】
図７は、本発明の一実施の形態のボイスコイル一体型振動板を示す断面図である。
【００８２】
図７によると、内部を真空状態にして構成したボイスコイル２８のケース３１の一部で振動板２７を一体化形成してボイスコイル一体型振動板２９を構成したものである。
【００８３】
この構成により、部品点数の削減と生産工数の削減によりスピーカの生産性を向上させることができる。
【００８４】
また、ボイスコイルと振動板を一体型とすることで、ボイスコイルと振動板の結合部の振動伝達ロスを低減させることができ、スピーカの特性を良好化させることができる。
【００８５】
（実施の形態１０）
以下、実施の形態１０を用いて、本発明の請求項１２に記載の発明について説明する。
【００８６】
図８は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを使用したスピーカの断面図である。
【００８７】
図８によると、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２とヨーク２３により挟み込んで磁気回路２４を構成している。この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合し、このフレーム２６の周縁部に振動板２７を結合している。そして、この振動板２７の中心部に、前記記載のボイスコイル２８を結合するとともに、このボイスコイル２８を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５に挿入してスピーカを構成している。
【００８８】
この構成とすることで、高耐入力化を実現しつつ、小型化、軽量化を満足できるスピーカを実現することができる。
【００８９】
（実施の形態１１）
以下、実施の形態１１を用いて、本発明の請求項１３に記載の発明について説明する。
【００９０】
図９は、本発明の一実施の形態のボイスコイルを使用したスピーカの断面図である。
【００９１】
実施の形態１０との相違点のみを説明すると、図９に示すように、振動板２７とボイスコイル２８のケース３１との間に断熱性に富む材料３９を介してスピーカを構成している。この構成により、ケース３１の熱が、振動板２７に伝わりにくくなるため、振動板２７の熱劣化や焼損を防止することができる。
【００９２】
この構成とすることで、さらなる高耐入力化を実現しつつ、小型化、軽量化を満足できるスピーカを実現することができる。
【００９３】
（実施の形態１２）
以下、実施の形態１２を用いて、本発明の請求項１４に記載の発明について説明する。
【００９４】
図１０は、本発明の一実施の形態の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図を示したものである。
【００９５】
図１０に示すように、本発明のスピーカ４０をエンクロジャー４１に組込んで、スピーカシステムを構成し、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段であるアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４を構成したものである。
【００９６】
この構成とすることにより、ミニコンポシステム等の電子機器の高出力化と、小型化、軽量化を実現させることができる。
【００９７】
（実施の形態１３）
以下、実施の形態１３を用いて、本発明の請求項１５に記載の発明について説明する。
【００９８】
図１１は、本発明の一実施の形態である移動手段を備えた装置である自動車５０の断面図を示したものである。
【００９９】
図１１に示すように、本発明のスピーカ４０をリアトレイに組込んで、自動車５０を構成したものである。
【０１００】
この構成とすることにより、自動車５０に搭載されたスピーカ４０の高耐入力化と、小型化、軽量化を実現させることができる。
【０１０１】
これにより、自動車５０等装置の性能向上、小型化、軽量化を可能とすることができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ボイスコイルを線輪と、この線輪を覆うケースとから構成し、ケースの内部を真空状態または低圧状態にして構成したものである。この構成により、ボイスコイル線輪は真空で脱酸素状態に置かれているため焼損することはなく、高耐入力化を実現しつつ、スピーカの小型化、軽量化を満足させることができる。
【０１０３】
また、ボイスコイル線輪は真空で脱酸素状態に置かれているため、その熱が外部に伝わりにくくなるため、スピーカを構成する他の部品の熱劣化や焼損を防止することもできる。
【０１０４】
このように本発明は、高耐入力対応可能で小型化、軽量化が実現できる優れたボイスコイルおよびスピーカを提供することができ、その工業的価値は非常に大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの断面図
【図２】本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの断面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの断面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの断面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの断面図
【図６】本発明の一実施の形態のボビン一体型ボイスコイルを示す断面図
【図７】本発明の一実施の形態のボイスコイル一体型振動板を示す断面図
【図８】本発明の一実施の形態のボイスコイルを使用したスピーカの断面図
【図９】本発明の一実施の形態のボイスコイルを使用したスピーカの断面図
【図１０】本発明の一実施の形態のスピーカを使用した電子機器の断面図
【図１１】本発明の一実施の形態のスピーカを使用した装置の断面図
【図１２】従来のボイスコイルの断面図
【符号の説明】
８  ボイスコイル
１０  線輪
１２  マグネットワイヤー
１３  線材
１４  絶縁被膜
１５  融着被膜
２１  マグネット
２２  上部プレート
２３  ヨーク
２４  磁気回路
２５  磁気ギャップ
２６  フレーム
２７  振動板
２８  ボイスコイル
２９  ボイスコイル一体型振動板
３０  線輪
３１  ケース
３６  ボビン
３６Ａ  ボビン
３７  線輪
３８  断熱材
３９  断熱材
４０  スピーカ
４１  エンクロジャー
４２  アンプ
４３  プレーヤ
４４  ミニコンポシステム
５０  自動車
【図１】
2005039404.tif 000003
【図２】
2005039404.tif 000004
【図３】
2005039404.tif 000005
【図４】
2005039404.tif 000006
【図５】
2005039404.tif 000007
【図６】
2005039404.tif 000008
【図７】
2005039404.tif 000009
【図８】
2005039404.tif 000010
【図９】
2005039404.tif 000011
【図１０】
2005039404.tif 000012
【図１１】
2005039404.tif 000013
【図１２】
2005039404.tif 000014