(57)【要約】【課題】  長径方向に比べて短径方向が短い細長形であっても、ボイスコイルの剛性が高く、動作不良が少なくて品質が安定し、かつ、電気音響変換の能率が高く、全高が低くても再生音圧レベルが高い動電型スピーカーを提供する。【解決手段】  ボイスコイルは、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有するボビンと、ボビンに巻回されて略トラック形状に形成されるコイルと、コイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、２つの錦糸線のそれぞれの一端が、ボビンの円弧部の下端側において、コイルと接続し、ボビンに固定される。【選択図】  図２
2009260672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な二辺の直線部および該二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有するボビンと、該ボビンに巻回されて該略トラック形状に形成されるコイルと、該コイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、
該２つの錦糸線のそれぞれの一端が、該ボビンの該円弧部の下端側において、該コイルと接続し、該ボビンに固定される、ボイスコイル。
【請求項２】
エッチングにより形成される導電性金属のコイルパターンと、該コイルパターンが貼り合わされる耐熱性フィルムと、を複数積層させたコイル積層体と、該コイル積層体を磁気回路の磁気空隙に配置するコイル支持部材と、該コイル積層体のコイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、
該コイル積層体の積層された複数の該コイルパターンが、それぞれ所定の位置に規定される複数のスルーホールランドを有し、積層された２つの該コイルパターンが、それぞれの始点もしくは終点に形成された該スルーホールランドを銅メッキまたは銀メッキすることにより導通し、複数の該コイルパターンが直列接続するコイルを形成するとともに、
該コイル積層体が、該コイルパターンと略同形状の略トラック形状に形成されて、かつ、該コイルパターンの内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有し、
該コイル支持部材が、該コイル積層体と略同形状の内径および外径を有し、平行な二辺の直線部および該二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む該略トラック形状に形成され、
該２つの錦糸線のそれぞれの一端が、該コイル支持部材の該円弧部の下端側において、該コイル積層体の該コイルと接続し、該コイル支持部材もしくは該コイル積層体に固定される、ボイスコイル。
【請求項３】
前記コイル積層体を構成する前記耐熱性フィルムが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、のいずれかを含み、
複数の該耐熱性フィルムが、フィルム層間に塗布される接着剤が硬化する、もしくは、フィルム層間に配置されるエポキシプリプレグシートが熱硬化することにより積層され、該コイル積層体が形成される、
請求項２に記載のボイスコイル。
【請求項４】
前記コイルパターンを形成する前記導電性金属が、銅を含み、前記コイル積層体を構成する前記耐熱性フィルムが、ポリエーテルエーテルケトンを含み、
複数の該ポリエーテルエーテルケトンのフィルムが、熱融着ならびに結晶化することにより積層され、該コイル積層体が形成される、
請求項２に記載のボイスコイル。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のボイスコイルと、
該ボイスコイルの前記コイルが配置され、前記内孔に収容される前記ポールにより規定される磁気空隙を有する磁気回路と、該ボイスコイルの前記ボビン、もしくは、前記コイル支持部材が連結するスピーカー振動板と、該ボイスコイルの前記錦糸線の他端が接続されるターミナルと、該磁気回路に連結して該ターミナルおよび該スピーカー振動板の外周端を固定するフレームと、を備える動電型スピーカーであって、
前記磁気回路が、該ボイスコイルの前記直線部が配置される平行する二辺の直線部である該磁気空隙と、該ボイスコイルの前記円弧部が突出して露出して該錦糸線の他端が導出される長径端部と、を有し、
前記スピーカー振動板が、平行する二辺の該直線部に沿った長径方向と、該長径方向と直角な短径方向とを有する細長形である、
動電型スピーカー。
【請求項６】
前記磁気回路が、細長形状の２つのトッププレートと、該２つのトッププレートとの間に平行する二辺の前記直線部である前記磁気空隙を規定する前記ポールのセンターポールと、該ポールのアンダープレートと該トッププレートとの間に配置される２つの細長形状のマグネットと、を備え、該トッププレート、該センターポール、および、該マグネットのそれぞれの端部が、前記長径端部を形成する、
請求項５に記載の動電型スピーカー。
【請求項７】
請求項６に記載の動電型スピーカーの製造方法であって、
第１組立治具に前記磁気回路の前記ポールおよび前記マグネットを載置して、該ポールおよび該マグネットを接着する工程と、
該磁気回路の前記長径端部から第２組立治具を挿入し、該ポールの前記センターポールおよび前記トッププレートが該第２組立治具を狭持するように、該第１組立治具に載置された該マグネットに該トッププレートを接着し、前記磁気空隙を規定して該磁気回路を形成する工程と、
該磁気回路に前記フレームを連結する工程と、
該フレームに前記ターミナルを固定する工程と、
該第２組立治具が備えるボイスコイル載置部に前記ボイスコイルを載置して、該ボイスコイルの前記直線部を該磁気空隙に配置し、該ボイスコイルの前記円弧部を該長径端部から突出して露出するように配置する工程と、
該フレームおよび該ボイスコイルに前記スピーカー振動板を載置して接着する工程と、
該ボイスコイルの該円弧部から導出される前記錦糸線の他端を、該ターミナルに接続して固定する工程と、
接着剤が固化した後に該第１組立治具および該第２組立治具を抜去して、振動可能なスピーカー振動系を形成する工程と、を含み、
該第１組立治具が、該ボイスコイルの該内孔の２つの該円弧部の内側に挿入される２つの位置出突起部を備え、該第２組立治具が、該第１組立治具の嵌合部と嵌合する嵌合部を備え、
該スピーカー振動系を形成する工程において、該第１組立治具および該第２組立治具を嵌合させて、接着剤を固化させる工程を含む、
動電型スピーカーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであって、音声再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適するボイスコイル、および、動電型スピーカー、ならびにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声を再生するスピーカーを取り付けるディスプレイ等の音響機器においては、スピーカーを取り付けるのに要する空間を小型化することが要望されている。特に、細長形（矩形、長円形（楕円形、トラック形を含む））の動電型スピーカーは、短径方向に振動板面積が限られる、細長形のスピーカー振動板に特有な分割振動の影響が大きくて平坦な再生音圧周波数特性を得ることが難しい、磁気空隙の磁束密度が高いスピーカー用磁気回路を採用しようとすると、磁気回路の幅がスピーカー振動板よりも広くなり小型化できない、といった様々な理由から音声再生能力において不利な点がある。したがって、従来には、これらの問題を解決するために様々なスピーカー振動板、ボイスコイル、スピーカー用磁気回路、および、これを用いた動電型スピーカーが提案されている。
【０００３】
例えば、従来には、スピーカー形状の縦、横の寸法が長手側と短手側とからなるトラック型スピーカーにおいて、磁気回路を構成するマグネット（３）をほぼスピーカー外形に収まる範囲内で大きな形状とし、かつ前記磁気回路を構成するポール（１）及びボイスコイルＶＣの形状は前記長手側の方向に沿って延びる細長い形状としてボイスコイルＶＣと前記長手側との間のダンパーの幅寸法を確保するとともに、ポール（１）の断面積Ｓは、ポール形状を円とした場合、前記短手側の寸法ａに対しほぼ１／３以上の直径を有する円と円等の断面積としたトラック型スピーカーがある（特許文献１）。また、少なくとも２個の棒状マグネットを上部プレートと下部プレートとで前記下部プレートに設けた棒状のセンターポール部をはさんで平行に挟持した磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップ内に配置されたボイスコイルとからなるスピーカーであって、前記上部プレートと前記下部プレートから構成された磁気ギャップの形状が少なくとも平行な２つの直線部を有し、上部プレートの磁気ギャップ窓形状、ならびに、ボイスコイル形状がトラック型形状であるものがある（特許文献２）。
【０００４】
また、振動膜の面上に音声信号電流が流れる導体が被着されており、該導体に鎖交する磁束と上記音声信号電流とに対応して電気音響変換が行われる電気音響変換装置の振動膜において、上記振動膜の周縁部に上記導体と電気的に絶縁された導体層を被着させて、上記周縁部の剛性を高めたことを特徴とする振動膜を備えたスピーカーがある（特許文献３）。あるいは、平坦部を有するヨーク上に、複数個の磁石を所定の距離を隔て、かつ隣り合う磁石の磁極面が互いに逆になるように配置するとともに、前記磁石の磁極面から所定の距離を保ち、かつ磁極面に各々対応した箇所にコイルを配置した振動膜により構成された薄型スピーカーにおいて、前記磁石の磁極面の外縁部に相当する箇所の前記振動膜に成型した凸部の近傍に、線状導体をヨークに対して非平面のコイル状に布線したことを特徴とする薄型スピーカーがある（特許文献４）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９７１９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６３３７号公報
【特許文献３】特開昭５５−２７７３５号公報
【特許文献４】特開２００６−３１１１７４号公報
【０００６】
しかしながら、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーでは、磁気回路の磁気空隙およびボイスコイルを平行な二辺の直線部を含むトラック形状にすると、磁束と交叉するボイスコイル長が長くなってボイスコイルで発生する駆動力が増大し、能率が高く、再生音圧レベルが高い動電型スピーカーを実現できる一方で、トラック形状のコイルが巻回されるボビンの強度が不足しやすく、動作不良が発生しやすくなるという問題がある。また、フィルム面上に音声信号電流が流れる導体が形成されるボイスコイルを備えるスピーカーは、スピーカーの全高を薄くできる場合があるものの、磁気回路の磁気空隙の最も磁束密度が高い位置にコイルを配置するのが困難であるため、電気音響変換の能率が低く、再生音圧レベルが低いスピーカーになりやすいという問題がある。特に、後者の場合には、磁気回路と振動板に一体化されたコイルとの距離を離さなければ、最低共振周波数ｆ０以下の周波数の低域成分を含む音声信号を再生する際には、磁気回路とコイルとが接触して異音を発生する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであっても、ボイスコイルの剛性が高く、動作不良が少なくて品質が安定し、かつ、電気音響変換の能率が高く、全高が低くても再生音圧レベルが高い動電型スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のボイスコイルは、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有するボビンと、ボビンに巻回されて略トラック形状に形成されるコイルと、コイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、２つの錦糸線のそれぞれの一端が、ボビンの円弧部の下端側において、コイルと接続し、ボビンに固定される。
【０００９】
また、本発明のボイスコイルは、エッチングにより形成される導電性金属のコイルパターンと、コイルパターンが貼り合わされる耐熱性フィルムと、を複数積層させたコイル積層体と、コイル積層体を磁気回路の磁気空隙に配置するコイル支持部材と、コイル積層体のコイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、コイル積層体の積層された複数のコイルパターンが、それぞれ所定の位置に規定される複数のスルーホールランドを有し、積層された２つのコイルパターンが、それぞれの始点もしくは終点に形成されたスルーホールランドを銅メッキまたは銀メッキすることにより導通し、複数のコイルパターンが直列接続するコイルを形成するとともに、コイル積層体が、コイルパターンと略同形状の略トラック形状に形成されて、かつ、コイルパターンの内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有し、コイル支持部材が、コイル積層体と略同形状の内径および外径を有し、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成され、２つの錦糸線のそれぞれの一端が、コイル支持部材の円弧部の下端側において、コイル積層体のコイルと接続し、コイル支持部材もしくはコイル積層体に固定される。
【００１０】
好ましくは、本発明のボイスコイルは、コイル積層体を構成する耐熱性フィルムが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、のいずれかを含み、複数の耐熱性フィルムが、フィルム層間に塗布される接着剤が硬化する、もしくは、フィルム層間に配置されるエポキシプリプレグシートが熱硬化することにより積層され、コイル積層体が形成される。
【００１１】
好ましくは、本発明のボイスコイルは、コイルパターンを形成する導電性金属が、銅を含み、コイル積層体を構成する耐熱性フィルムが、ポリエーテルエーテルケトンを含み、複数のポリエーテルエーテルケトンのフィルムが、熱融着ならびに結晶化することにより積層され、コイル積層体が形成される。
【００１２】
また、本発明の動電型スピーカーは、上記のボイスコイルと、ボイスコイルのコイルが配置され、内孔に収容されるポールにより規定される磁気空隙を有する磁気回路と、ボイスコイルのボビン、もしくは、コイル支持部材が連結するスピーカー振動板と、ボイスコイルの錦糸線の他端が接続されるターミナルと、磁気回路に連結してターミナルおよびスピーカー振動板の外周端を固定するフレームと、を備える動電型スピーカーであって、磁気回路が、ボイスコイルの直線部が配置される平行する二辺の直線部である磁気空隙と、ボイスコイルの円弧部が突出して露出して錦糸線の他端が導出される長径端部と、を有し、スピーカー振動板が、平行する二辺の直線部に沿った長径方向と、長径方向と直角な短径方向とを有する細長形である。
【００１３】
好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、細長形状の２つのトッププレートと、２つのトッププレートとの間に平行する二辺の直線部である磁気空隙を規定するポールのセンターポールと、ポールのアンダープレートとトッププレートとの間に配置される２つの細長形状のマグネットと、を備え、トッププレート、センターポール、および、マグネットのそれぞれの端部が、長径端部を形成する。
【００１４】
また、本発明の動電型スピーカーの製造方法は、上記の動電型スピーカーの製造方法であって、第１組立治具に磁気回路のポールおよびマグネットを載置して、ポールおよびマグネットを接着する工程と、磁気回路の長径端部から第２組立治具を挿入し、ポールのセンターポールおよびトッププレートが第２組立治具を狭持するように、第１組立治具に載置されたマグネットにトッププレートを接着し、磁気空隙を規定して磁気回路を形成する工程と、磁気回路にフレームを連結する工程と、フレームにターミナルを固定する工程と、第２組立治具が備えるボイスコイル載置部にボイスコイルを載置して、ボイスコイルの直線部を磁気空隙に配置し、ボイスコイルの円弧部を長径端部から突出して露出するように配置する工程と、フレームおよびボイスコイルにスピーカー振動板を載置して接着する工程と、ボイスコイルの円弧部から導出される錦糸線の他端を、ターミナルに接続して固定する工程と、接着剤が固化した後に第１組立治具および第２組立治具を抜去して、振動可能なスピーカー振動系を形成する工程と、を含み、第１組立治具が、ボイスコイルの内孔の２つの円弧部の内側に挿入される２つの位置出突起部を備え、第２組立治具が、第１組立治具の嵌合部と嵌合する嵌合部を備え、スピーカー振動系を形成する工程において、第１組立治具および第２組立治具を嵌合させて、接着剤を固化させる工程を含む。
【００１５】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１６】
本発明のボイスコイルは、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有するボビンと、ボビンに巻回されて略トラック形状に形成されるコイルと、コイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルである。磁気回路が、平行する二辺の直線部を含む磁気空隙を有する場合には、ボイスコイルが連結するスピーカー振動板が、平行する二辺の直線部に沿った長径方向と、長径方向と直角な短径方向とを有する細長形、代表的には、トラック形状の動電型スピーカーが実現される。なお、長径方向とは、矩形、長円形、楕円形、あるいは、トラック形を含む細長形を規定する長軸が延びる方向であり、短径方向とは、長軸と直交する短軸が延びる方向である。もちろん、本発明のボイスコイルは、トラック形状のみならず、平行な二辺の直線部を含む略矩形であってもよい。
【００１７】
あるいは、本発明のボイスコイルは、エッチングにより形成される導電性金属のコイルパターンと、コイルパターンが貼り合わされる耐熱性フィルムと、を複数積層させたコイル積層体と、コイル積層体を磁気回路の磁気空隙に配置するコイル支持部材と、コイル積層体のコイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備え、コイル積層体が、コイルパターンと略同形状の略トラック形状に形成されて、かつ、コイルパターンの内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有し、コイル支持部材が、コイル積層体と略同形状の内径および外径を有し、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されるボイスコイルであってもよい。本発明のボイスコイルは、コイル積層体を構成する耐熱性フィルムが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、のいずれかを含むものである場合には、複数の耐熱性フィルムが、フィルム層間に塗布される接着剤が硬化する、もしくは、フィルム層間に配置されるエポキシプリプレグシートが熱硬化することにより積層され、コイル積層体が形成される。
【００１８】
ボイスコイルのコイル積層体は、積層された複数のコイルパターンが、それぞれ所定の位置に規定される複数のスルーホールランドを有し、積層された２つのコイルパターンが、それぞれの始点もしくは終点に形成されたスルーホールランドを銅メッキまたは銀メッキすることにより導通し、複数のコイルパターンが直列接続するボイスコイルを形成する。なお、コイル積層体の最外層には、導電性金属のコイルパターンを設けない耐熱性フィルムの層を設けても良い。
【００１９】
また、このボイスコイルでは、コイルパターンを形成する導電性金属が銅を含み、コイル積層体を構成する耐熱性フィルムがポリエーテルエーテルケトンを含むものである場合には、複数のポリエーテルエーテルケトンのフィルムが、熱融着ならびに結晶化することにより、コイル積層体が形成される。したがって、コイル積層体は、コイルパターンと略同形状の環状形に形成されて、かつ、コイルパターンの内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有していても、剛性の高い強固なボイスコイルを形成することができる。
【００２０】
そして、本発明のボイスコイルでは、コイルの両端に接続する２つの錦糸線のそれぞれの一端が、ボビンの円弧部の下端側、つまり、略トラック形状の長径方向の端部であって、ボビンならびにコイルから見て、ボビンがスピーカー振動板と連結する一端と反対側の他端側において、コイルと接続し、ボビンに固定される。または、コイルの両端に接続する２つの錦糸線のそれぞれの一端が、コイル支持部材の円弧部の下端側、つまり、略トラック形状の長径方向の端部であって、コイル支持部材ならびにコイル積層体から見て、コイル支持部材がスピーカー振動板と連結する一端と反対側の他端側において、コイル積層体のコイルと接続し、コイル支持部材もしくはコイル積層体に固定される。なお、錦糸線は、銅線、銅錫合金線、銀鍍金銅錫合金線等の導線を編み込んだ錦糸線であれば良く、絶縁体で被覆されたリード線で代用してもよい。
【００２１】
したがって、本発明のボイスコイルを用いた動電型スピーカーは、略トラック形状のボイスコイルの直線部を磁気回路の磁気空隙に配置すると、ボイスコイルの円弧部が磁気回路の長径端部から突出して露出するように配置されるので、その結果、ボイスコイルの円弧部から導出される錦糸線は、磁気回路またはフレームに干渉することなく、その他端を、フレームに固定されるターミナルに接続して固定することができる。最低共振周波数ｆ０以下の周波数の低域成分を含む音声信号を再生する際に、ボイスコイルを含むスピーカー振動系が大きく振幅しても、錦糸線がスピーカー振動板とは反対側に導出されるので相互に接触せず、さらに、磁気回路ないしフレームと錦糸線が接触することもないので、異音の発生が少ない良好な音声再生が可能な動電型スピーカーが実現される。なお、磁気回路は、平行する二辺の直線部である磁気空隙を有し、ボイスコイルの円弧部がその長径端部から突出して露出するものであれば、内磁型、外磁型、反発型、等の種別を問わない。
【００２２】
特に後者のコイル積層体を含むボイスコイルの場合には、コイル積層体の積層厚さが、ボビンに巻き回して構成するコイルの場合のコイル巻き幅に比較して、同程度の電気インピーダンス、ボイスコイル長とすれば、薄くすることができる。磁気回路の磁気空隙において、高い磁束密度を保つ長さに比べて、コイル積層体の積層厚の方が短くなり、いわば、ショートボイスの動電型スピーカーが実現できる。したがって、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路とコイルとが接触することなく、また、錦糸線と磁気回路とが接触することなく、最低共振周波数ｆ０以下の周波数の低域成分を含む音声信号を再生することができ、かつ、動電型スピーカーの全高を低く、薄くすることができる。
【００２３】
また、本発明のボイスコイルを用いた動電型スピーカーは、磁気回路が、細長形状の２つのトッププレートと、２つのトッププレートとの間に平行する二辺の直線部である磁気空隙を規定するポールのセンターポールと、ポールのアンダープレートとトッププレートとの間に配置される２つの細長形状のマグネットと、を備えるもののである場合には、ポールおよびマグネットを載置する第１組立治具と、ポールのセンターポールおよびトッププレートを狭持する第２組立治具とを用いることで、工数を削減して品質を安定することができる製造工程によって実現される。すなわち、本発明の動電型スピーカーの製造方法は、第１組立治具が、ボイスコイルの内孔の２つの円弧部の内側に挿入される２つの位置出突起部を備え、第２組立治具が、第１組立治具の位置出突起部と嵌合する嵌合部を備えているので、スピーカー振動系を形成する工程において、第１組立治具および第２組立治具を嵌合させたまま接着剤を固化させることができる。
【００２４】
その結果、磁気回路を接着する接着剤、ならびに、スピーカー振動系を接着する接着剤が固化した後に、第１組立治具および第２組立治具を抜去して、振動可能なスピーカー振動系を形成することができる。磁気回路を組み立てる組立治具である第１組立治具、ならびに、第２組立治具が、略トラック形状のボイスコイルを含むスピーカー振動系を組み立てる組立治具をも兼ねているので、磁気回路の組立工程およびスピーカー振動系の組立工程での乾燥工程を最終工程にして、第１組立治具および第２組立治具を抜去することができる。したがって、可動部を含むスピーカー振動系を製造する精度が安定し、動作不良が少なくて品質が安定する動電型スピーカーが実現される。
【発明の効果】
【００２５】
長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであって、細長形状の磁気空隙を有する磁気回路を用いる場合であっても、ボイスコイルの剛性が高く、動作不良が少なくて品質が安定し、かつ、電気音響変換の能率が高く、全高が低くても再生音圧レベルが高い動電型スピーカーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであっても、ボイスコイルの剛性が高く、動作不良が少なくて品質が安定し、かつ、電気音響変換の能率が高く、全高が低くても再生音圧レベルが高い動電型スピーカーを提供するという目的を、ボイスコイルを、平行な二辺の直線部および二辺の直線部を接続する２つの円弧部を含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路の磁気空隙を規定するポールを収容する内孔を有するボビンと、ボビンに巻回されて略トラック形状に形成されるコイルと、コイル両端にそれぞれ接続する２つの錦糸線と、を備えるボイスコイルであって、２つの錦糸線のそれぞれの一端が、ボビンの円弧部の下端側において、コイルと接続し、ボビンに固定されるようにすることにより、実現した。
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態によるボイスコイルおよび動電型スピーカーと、その製造方法について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２８】
図１および図２は、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は、動電型スピーカー１を前面側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、動電型スピーカー１のＢ−Ｂ’断面の斜視拡大図である。また、図２（ａ）は、動電型スピーカー１の側面図であり、図２（ｂ）は、動電型スピーカー１の背面図であり、ほぼ対称に現れる長径方向のＯ−Ａ’部分は、図２では省略している。なお、後述するように、動電型スピーカー１の一部の構造や、内部構造等は、省略している。また、点Ｏ−Ａを結ぶ直線（長軸）が延びる方向が長径方向であり、また、点Ｏ−Ｂ
を結ぶ直線（短軸）が延びる方向が短径方向である。
【００２９】
本実施例の動電型スピーカー１は、長径方向長Ｌ１が約３００．０ｍｍ、短径方向長Ｌ２が約４５．０ｍｍのトラック形のスピーカー振動板２を有する細長形の動電型スピーカーであり、細長形であっても口径が約１３１ｍｍの円形振動板と同等の振動板面積を有するスピーカーである。スピーカー振動板２は、エッジ３によってその外周端を支持されており、エッジ３の外周端は、フレーム６に固定されている。また、スピーカー振動板２の背面側には、トラック形のボイスコイル４が連結している。また、フレーム６は、トラック形のスピーカー振動板２に対応した細長形状であり、フレーム６に固定される磁気回路１０も、その幅が短径方向長Ｌ２以下の狭い細長形状を有している。したがって、動電型スピーカー１は、ディスプレイ等の機器が有する表示部の側面など、スピーカーを取り付ける幅が少ない機器に適するスピーカーである。
【００３０】
動電型スピーカー１のスピーカー振動板２は、その外周端にエッジ３の内周側が接着されており、また、中央背面にはボイスコイル４を構成するコイル支持部材４ａが接着される。スピーカー振動板２は、スピーカー振動板の軽量化を図るために発泡させた熱可塑性樹脂を形成して構成されている。本実施例の場合には、押出成形された熱可塑性樹脂発泡シート（具体的には、発泡ポリプロピレン（ＰＰ））を、プラグアシスト成形を併用した真空成形法を用いることで、リブを有するスピーカー振動板２を得ている。すなわち、長径方向長Ｌ１と短径方向長Ｌ２が著しく異なる細長形のスピーカー振動板２は、長径方向の分割振動の影響が顕著になりやすいので、長径方向に延びるリブを有し、かつ、短径方向断面形状が略Ｗ字形になるようにして、長径方向に剛性を有する形状とされている。
【００３１】
エッジ３は、本実施例では、柔軟性を有する発泡ゴムを金型内に注入して加熱発泡して形成したものである。スピーカー振動板２の長径方向に直線状に延びるトラック形の長辺では、スピーカー振動板２を自由支持するように薄肉のコルゲーション（またはロール）によるフリーエッジが形成され、短径方向に円弧状になるトラック形の短辺では、スピーカー振動板２を固定支持するように厚肉で自由に振動しないフィックスドエッジが形成される。その結果、細長形のスピーカー振動板２は、短径方向ではエッジ３のフリーエッジ部のコンプライアンスで柔軟に支持される一方で、長径方向ではスピーカー振動板２を形成する熱可塑性樹脂の発泡シートの柔軟性によって、曲げ振動可能にされている。
【００３２】
ボイスコイル４は、トラック形に形成されたコイル支持部材４ａと、同様のトラック形を有する音声電流が供給されるコイル積層体４ｂと、錦糸線８（８ａおよび８ｂ）から形成される。コイル支持部材４ａは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂で成形された部材であり、内径および外径を有する環状形であるトラック形に形成されて、その結果、内径側に内孔４ｃを有している。コイル支持部材４ａは、筒状の一方端にコイル積層体４ｂを連結する一方で、他端側がスピーカー振動板２の背面中央に接着剤により連結される。コイル積層体４ｂも、内径および外径を有する環状形であるトラック形に形成されて、内径側に内孔４ｃを有している。したがって、ボイスコイル４を備える動電型スピーカー１では、コイル積層体４ｂが、後述する磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置される。
【００３３】
なお、錦糸線８ａおよび８ｂは、フレーム６に固定されるターミナル７とコイル積層体４ｂとをハンダづけして導通させて、コイル積層体４ｂに音声電流を供給する。錦糸線８ａおよび８ｂは、スピーカー振動板２に金属ハトメを設けてターミナル７まで導通させるようにしてもよい。もちろん、錦糸線８は、銅線、銅錫合金線、銀鍍金銅錫合金線等の導線を編み込んだ錦糸線であれば良く、絶縁体で被覆されたリード線で代用してもよい。
【００３４】
フレーム６は、スピーカー振動板２の形状に対応して細長形のバスケット状にプレス成形された鉄板フレームであり、エッジ３を固定する略矩形の固定部と、磁気回路１０を固定する固定部と、これらの固定部を連結する連結部と、複数の連結部の間に規定される窓と、ターミナル７を取り付ける取付孔と、を備える。したがって、スピーカー振動板２、エッジ３、および、ボイスコイル４からなるスピーカー振動系は、フレーム６ならびに磁気回路１０に対して振動可能に支持される。
【００３５】
図３は、動電型スピーカー１を構成する磁気回路１０を説明する斜視図である。磁気回路１０は、フレーム６にそれぞれ固定される細長形のトッププレート１１ａおよび１１ｂと、トッププレート１１ａおよび１１ｂの間に狭持されるように配置されるセンターポール１２を含むポール１４と、同一方向に着磁された２つの主マグネット１５ａおよび１５ｂと、から構成される。トッププレート１１およびセンターポール１２は、均等な幅を有する平行な二辺の直線部を含む磁気空隙１３ａおよび１３ｂを形成する。主マグネット１５ａおよび１５ｂは、それぞれ、トッププレート１１ａおよびポール１４のアンダープレートとの間に、そして、トッププレート１１ｂおよびポール１４のアンダープレートとの間に、狭持され、短径方向にセンターポール１２を中間にして対称配置される。２つの主マグネット１５ａおよび１５ｂは、外形が長径方向に長い細長形であり、細長形のトッププレート１１ａおよび１１ｂ、ならびに、ポール１４の形状に対応した略細長形状である。磁気回路１０の長径方向の長さは約７２．５ｍｍであり、短径方向の長さは約３６．２ｍｍであり、磁気空隙１３ａおよび１３ｂの幅は約１．７６ｍｍである。なお、センターポール１２は、ポール１４のアンダープレートと一体に形成されていても良く、また、別ピースを接着剤で固着されていても良い。
【００３６】
本実施例の２つの主マグネット１５ａおよび１５ｂは、残留磁化および保磁力がさらに大きく、小さい体積でも保磁力の強いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石であり、フェライト系磁石であってもよい。なお、希土類磁石とは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のネオジウム磁石、もしくは、Ｓｍ−Ｃｏ系のサマリウムコバルト磁石であって、磁石の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが大きな値をとる磁石である。磁気回路１０は、ボイスコイル４のコイル積層体４ｂを平面視した場合に投影する領域の外部に磁石が配置される外磁型磁気回路であり、かつ、長径方向に細長く、保磁力の強い主マグネット１５ａおよび１５ｂが短径方向に配置されるので、本発明の動電型スピーカー１のような細長形のスピーカーに適する。磁気回路１０の最大幅を小さくすることができれば、細長形のスピーカー振動板２を前面視した場合に形成される領域内に磁気回路１０が収まるからである。したがって、軽量なスピーカー振動板２を採用することを含めて、能率の高い動電型スピーカー１が実現される。
【００３７】
図４は、動電型スピーカー１を構成するボイスコイル４を説明する斜視図である。ボイスコイル４は、コイル支持部材４ａと、コイル積層体４ｂと、からなり、内径および外径を有する環状形であるトラック形に形成されて、その結果、内径側に内孔４ｃを有している。また、トラック形は、長径方向に沿って平行な二辺の直線部４ｄと、直線部４ｄの長径側端部を連結する円弧部４ｅと、からなる。本実施例の場合には、ボイスコイル４は、長径方向の外形長が約８１．２ｍｍ、短径方向の外形長が約１２．７ｍｍ、円弧部４ｅの半径が約６．３５ｍｍのトラック形であり、直径約６４．３ｍｍの円形ボイスコイルに相当する。また、ボイスコイル４の全高は、約５．６ｍｍであり、直線部４ｄの幅は、約１．３ｍｍである。一方の円弧部４ｅでは、コイル積層体４ｂに導通する錦糸線８ａおよび８ｂの一端が、それぞれハンダ付けされて固定されている。したがって、錦糸線８ａおよび８ｂは、それぞれの一端が、コイル支持部材４ａの円弧部の下端側において、コイル積層体４ｂのコイルと接続して固定されている。すなわち、コイル積層体４ｂから見ても、錦糸線８ａおよび８ｂは、コイル支持部材４ａがスピーカー振動板２と連結する一端と反対側の他端側において、コイル積層体４ｂのコイルと接続して固定されており、コイル積層体４ｂの下側から導出されている。
【００３８】
動電型スピーカー１では、トラック形のボイスコイル４の平行な二辺の直線部４ｄが、磁気回路１０の平行な二辺の直線部を含む磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置される。そして、長径方向から磁気回路１０を側面視すると、マグネット１５ａおよび１５ｂが配置されない長径端部１６ａおよび１６ｂが形成されているので、ここからトラック形のボイスコイル４の円弧部４ｅが突出するように露出する。ボイスコイル４は、トラック形の円弧部４ｅに錦糸線８ａおよび８ｂを接続して取り出しているので、錦糸線８ａおよび８ｂは、フレーム６および磁気回路１０に干渉しないようにターミナル７へ導出される。なお、磁気回路１０では、長径端部１６ａおよび１６ｂを、通気性を有する織布又は不織布等で形成される防塵部材により覆って、磁気空隙１３ａおよび１３ｂに鉄粉等の異物が侵入するのを防止するようにしてもよい。
【００３９】
錦糸線８ａおよび８ｂを介してボイスコイル４のコイル積層体４ｂに音声電流が供給されると、磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置された直線部４ｄには駆動力が作用し、ボイスコイル４は図１〜図４における上下方向に振動し、連結されたスピーカー振動板２も上下方向に振動する。磁気回路１０は、平行な二辺の直線部を含む磁気空隙１３ａおよび１３ｂが長径方向に均等な幅を有するので、長径方向においてほぼ磁束密度分布が一定になり、長径方向のボイスコイル４の平行な二辺の直線部４ｄに沿って、ほぼ一定の駆動力が発生する。スピーカー振動板２は、短径方向ではその外周端を支持するエッジ３のフリーエッジ部が柔軟に支持し、その一方で、長径方向ではスピーカー振動板２を形成する熱可塑性樹脂発泡シートの柔軟性によって曲げ振動可能になる。最低共振周波数ｆ０付近若しくはそれ以下の周波数でボイスコイル４が大きく変位する場合には、長径方向の両端を固定されたスピーカー振動板２は、長径方向に弓状に曲がって変形する。
【００４０】
図５は、本実施例のボイスコイル４を説明する図である。図５（ａ）は、ボイスコイル４の構成を模式的に説明する展開斜視図であり、図５（ｂ）は、コイル積層体４ｂの構成を説明する部分拡大図である。すなわち、ボイスコイル４は、コイル積層体４ｂと、コイル積層体４ｂを磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置するコイル支持部材４ａと、を備え、コイル積層体４ｂは、エッチングにより形成される導電性金属のコイルパターン５ｐと、コイルパターン５ｐが貼り合わされる耐熱性フィルム５ｘと、を複数積層させたコイル積層体である。本実施例のコイル積層体４ｂの場合には、具体的には、コイル層５ａから５ｈを積層した８層のコイル積層体４ｂが形成されており、図５（ｂ）では、図５（ａ）の点線で囲んだ部分５を拡大して図示し、錦糸線８ａおよび８ｂを省略している。
【００４１】
コイル層５ａから５ｈは、それぞれ、耐熱性フィルム５ｘに、導電性金属のコイルパターン５ｐがエッチングにより形成されている。本実施例では、耐熱性フィルム５ｘは、厚みが５０μｍのポリイミドフィルムであり、コイルパターン５ｐは、厚みが１８μｍの銅箔であり、これらは接着剤で接着されている。コイルパターン５ｐは、ポリイミドフィルム５ｘに貼り合わされた銅箔をエッチングして形成されており、導体幅が０．３ｍｍ、導体ピッチが０．１ｍｍで、その始点５ｓ１と、終点５ｓ２とにスルーホールランドをそれぞれ有する約２ターンのコイルである。それぞれのコイル層５ａ〜５ｈには、ボイスコイル４の円弧部４ｅの共通する所定の位置に、合計９つのスルーホール５ｓが設けられることが想定されているので、コイルパターン５ｐの始点５ｓ１および終点５ｓ２は、その中の２つから選択されている。なお、図５に図示するスルーホール５ｓは、積層した後に設けられたスルーホールが、各コイル層を展開した図面上に現れているものである。
【００４２】
コイル積層体４ｂでは、積層された２つのコイルパターン５ｐが、それぞれの始点５ｓ１もしくは終点５ｓ２に形成されたスルーホールランドを銅メッキすることにより導通し、８層のコイルパターン５ｐが直列接続するボイスコイルを形成する。例えば、図５（ｂ）に図示するとおり、上から２層目に相当するコイル層５ｂのコイルパターン５ｐの終点に形成されたスルーホールランド５ｓ２と、その次の層であるコイル層５ｃのコイルパターン５ｐの始点に形成されたスルーホールランド５ｓ１とは、平面視した場合に同じ位置に設けられるので、コイル層５ｂとコイル層５ｃとを積層後に所定の位置にスルーホールを設けて銅メッキすれば、２層目と３層目のコイルパターン５ｐが直列接続する。つまり、上下層の隣り合ったコイル層において、コイルパターン５ｐの終点５ｓ２と始点５ｓ１とを同一の所定位置に設けているので、スルーホールを設けて導通させれば、同様にして隣り合って積層する２つのコイルパターン５ｐを直列接続することができる。そして、最下面のコイル層５ｈのコイルパターン５ｐの終点５ｓ２から、最上面のコイル層５ａまでスルーホールを設けて導電させることができるので、錦糸線８ａおよび８ｂを接続すれば、合計が約１６ターンで、直流抵抗値が約８．３９Ωのトラック形のコイルが形成される。なお、銅メッキは、銀メッキであっても良い。
【００４３】
コイル積層体４ｂを、コイル層５ａから５ｈを積層して形成する工程を説明する。コイル層５ａから５ｈは、それぞれ、耐熱性フィルム５ｘの一面に銅箔を接着剤で貼り合わせてエッチングし、始点５ｓ１および終点５ｓ２にスルーホールランドを有するコイルパターン５ｐを形成する。その後に、各層間に厚さ約３８μｍのエポキシプリプレグシートを挟んで積層させ、コイルパターン５ｐと始点５ｓ１および終点５ｓ２が所定の位置からずれないようにして治具で規制した上で、１８０℃で約２時間かけて加熱プレス成形する。エポキシプリプレグシートが熱硬化する結果、コイル層５ａから５ｈは強固に接着されて、積層厚が約０．６ｍｍの厚みに積層される。次に、所定の位置に直径０．３ｍｍのスルーホールを空け、銅メッキをして各層のコイルパターン５ｐを直列接続したコイルを形成する。そして、これを内径および外径をプレスにより打ち抜いて、コイルを含むトラック形に成形する。したがって、コイル積層体４ｂは、コイルパターン５ｐの形状に合わせたトラック形であって、長径方向に平行な二辺の直線部４ｄと、直線部４ｄの長径側端部を連結する円弧部４ｅと、を備え、コイルパターン５ｐの内径側に磁気回路１０のセンターポール１２を収容する内孔４ｃを有している。
【００４４】
なお、コイル積層体４ｂは、最上面のコイル層５ａならびに最下層のコイル層５ｈには、コイルパターン５ｐを設けない耐熱性フィルム５ｘの層をさらに設けて、コイルパターン５ｐの保護を、もしくは、コイル積層体４ｂの強度の強化を図ってもよい。また、本実施例では、耐熱性フィルム５ｘは、厚みが５０μｍのポリイミドフィルムであるが、他のハンダ処理の耐熱性を有するポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、等のフィルムであっても良く、その厚みも、積層して強度を保てるものであればこの実施例の場合に限られるものではない。さらに、各コイル層は、耐熱性フィルム５ｘの両面にコイルパターン５ｐを設けてもよい。また、エポキシプリプレグシートの代わりに、接着剤によって各層間を接着しても良い。
【００４５】
コイル支持部材４ａは、コイル積層体４ｂと略同形状のトラック形の内径および外径を有するように形成されるので、長径方向に平行な二辺の直線部４ｄと、直線部４ｄの長径側端部を連結する円弧部４ｅと、を備え、その内径側に磁気回路１０のセンターポール１２を収容する内孔４ｃを有している。コイル支持部材４ａは、樹脂を射出成形、もしくは、一定の厚みを有する樹脂部材をプレス型で打ち抜いて形成された部材であり、厚さが約１．３ｍｍのトラック形を有する。コイル積層体４ｂは、コイル支持部材４ａの下側端面に接着剤で接着される。また、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとの連結は、接着剤の代わりに、エポキシプリプレグシートを用いて加熱して連結しても良い。したがって、コイル支持部材４ａは、コイル積層体４ｂを磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置することができる。なお、コイル支持部材４ａを形成する部材は、本実施例の場合に限られるものではなく、合成樹脂、ケミカルウッド（ウレタン）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ、フェノール、不飽和ポリエステル、等であっても良く、軽量化を図るために発泡ビーズを含むウレタン、アクリル、ＰＣ、ＰＰ、等の樹脂であってもよい。
【００４６】
図１および図２に示すように、本実施例の動電型スピーカー１は、細長形のスピーカー振動板２を備えていながらも、コイル積層体４ｂの積層厚さが約０．６ｍｍ程度に薄くされるので、最低共振周波数ｆ０以下の周波数の低域成分を含む音声信号を再生する場合であっても、磁気回路１０とボイスコイル４とが接触しないようにしたうえで、動電型スピーカー１の全高を約２０ｍｍとして、従来の動電型スピーカーよりも薄くすることができる。なお、本実施例の動電型スピーカー１は、ボイスコイル４を振動可能に支持するダンパーを備えない場合であるが、柔軟性を有する繊維の織布を基材としてフェノール樹脂を含浸して成形するコルゲーションダンパー、もしくは、金属または樹脂で形成する蝶ダンパーを備えていても良い。
【００４７】
また、磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂにおいて、高い磁束密度を保つトッププレート１１ａおよび１１ｂの厚さ約４．０ｍｍに比べて、コイル積層体４ｂの積層厚の方が薄く、短くなる。したがって、動電型スピーカー１は、ショートボイスの動電型スピーカーとなり、高調波歪が少なく、音声再生能力に優れた動電型スピーカーを実現することができる。さらに、動電型スピーカー１は、ボイスコイル４のコイル積層体４ｂがコイルパターン５ｐからなるものであっても、コイル支持部材４ａを備えることによって、コイル積層体４ｂを磁気回路１０の磁束密度が高い磁気空隙１１ａおよび１１ｂの内部に配置できるので、能率が高い再生音質に優れる動電型スピーカーとなる。
【００４８】
本実施例のボイスコイル４は、コイル支持部材４ａならびにコイル積層体４ｂがともに樹脂で成形されているので、長い平行な二辺の直線部４ｄを含むトラック形であっても、紙、アルミ等の金属箔、等で円筒形状にされたボビンに線材を巻回して構成するようなトラック形のボイスコイルよりも、剛性を高めることができる。したがって、トラック形のスピーカー振動板２を備えていても、動作の安定した再生音質に優れる動電型スピーカー１を実現することができる。もちろん、スピーカー振動板２の形状は、矩形、長円形、楕円形、あるいは、トラック形を含む細長形であってもよい。
【００４９】
図６〜図８は、本実施例の動電型スピーカー１を製造する工程を説明する図である。動電型スピーカー１は、ボイスコイル４の内孔４ｃの２つの円弧部４ｅの内側に挿入される２つの位置出突起部Ｊ１ｃを備える第１組立治具Ｊ１と、この第１組立治具Ｊ１と嵌合する第２組立治具Ｊ２と、を用いることにより、スピーカー振動系を形成する工程において、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を嵌合させたまま接着剤を固化させることができ、スピーカー振動系を製造する精度を安定させることができる。
【００５０】
図６（ａ）に示すように、磁気回路１０を形成する工程において、第１組立治具Ｊ１に磁気回路１０を構成するポール１４およびマグネット１５ａ、１５ｂを順番に載置して、ポール１４およびマグネット１５ａ、１５ｂを接着剤で接着する。第１組立治具Ｊ１は、樹脂の基体にポール１４のアンダープレートが載置される凹部を有し、凹部の中央には、ポール１４のアンダープレートの底部に形成されている溝状のセンターシンクと嵌合するセンターシンク位置出部Ｊ１ａを有する。第１組立治具Ｊ１は、マグネット１５ａおよび１５ｂが載置されて、ポール１４との接着位置を規制するマグネットガイド部Ｊ１ｂを有するので、ポール１４およびマグネット１５ａ、１５ｂは、適正な位置で連結される。また、第１組立治具Ｊ１は、ボイスコイル４の内孔４ｃの２つの円弧部４ｅの内側に挿入される２つの位置出突起部Ｊ１ｃと、位置出突起部Ｊ１ｃの下側に、後述する第２組立治具Ｊ２と嵌合する嵌合部Ｊ１ｄを備える。
【００５１】
次に、図６（ｂ）に示すように、磁気回路１０を形成する工程に於いて、第２組立治具Ｊ２を磁気回路１０の長径端部１６から挿入する。第２組立治具Ｊ２も樹脂で形成されており、長径方向に平行な二辺の磁気空隙１３ａおよび１３ｂに挿入される２つの挿入嵌合部Ｊ２ａと、これらを連結して第１組立治具Ｊ１の嵌合部Ｊ１ｄと嵌合する連結嵌合部Ｊ２ｂと、を備える。挿入嵌合部Ｊ２ａの断面形状は、ポール１４のセンターポール１２およびトッププレート１１ａ（ないし１１ｂ）のそれぞれの側面が狭持する幅が広い部分と、ボイスコイル４の直線部４ｄの外側面およびトッププレート１１ａ（ないし１１ｂ）の側面が狭持する幅が狭い部分と、を有しており、その段差部分がボイスコイル４の直線部４ｄを磁気空隙１３ａ（ないし１３ｂ）に配置するボイスコイル載置部Ｊ２ｃを規定している。したがって、ポール１４のセンターポール１２と、トッププレート１１ａおよび１１ｂとが、第２組立治具Ｊ２の挿入嵌合部Ｊ２ａを狭持するように、第１組立治具Ｊ１に載置されたマグネット１５ａおよび１５ｂにトッププレート１１ａおよび１１ｂを接着すれば、適正な間隔を有する磁気空隙１３ａおよび１３ｂを含む磁気回路１０が形成することができる。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、磁気回路１０にフレーム６を連結し、ボイスコイル４を磁気空隙１３ａ（ないし１３ｂ）に配置する。本実施例のフレーム６の固定部のダボ穴には、予めトッププレート１１ａおよび１１ｂのダボが挿入されてカシメ加工により潰されて、接着剤を併用して取り付けられている。したがって、トッププレート１１ａおよび１１ｂの磁気空隙１３ａおよび１３ｂを規定する内側の側面を、第２組立治具Ｊ２の挿入嵌合部Ｊ２ａに沿って上から差し込み、接着剤で固定することで、磁気空隙１３ａおよび１３ｂを含む磁気回路１０が形成される。フレーム６の取付孔には、ターミナル７が予め取り付けられており、フレーム６の中央には、略トラック形状のボイスコイル４の外径よりも大きい孔が設けられており、ボイスコイル４を、第１組立治具Ｊ１の位置出突起部Ｊ１ｃと、第２組立治具Ｊ２の挿入嵌合部Ｊ２ａに沿って上側から差し込んで、第２組立治具Ｊ２のボイスコイル載置部Ｊ２ｃにボイスコイル４の直線部４ｄを配置すれば、ボイスコイル４の直線部４ｄを磁気空隙１３ａおよび１３ｂに配置し、ボイスコイル４の円弧部４ｅを長径端部１６から突出して露出するように配置することができる。なお、錦糸線８ａおよび８ｂは、それぞれの一端が、コイル支持部材４ａの円弧部４ｅの下端側において、コイル積層体４ｂのコイルと接続して固定されているので、磁気回路１０およびフレーム６と干渉することなく、フレーム６の背面側に取り付けられたターミナル７に接続可能になる。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、フレーム６およびボイスコイル４にスピーカー振動板２を載置して接着する。ボイスコイル４のコイル支持部材４ａの上面端と、フレーム６の固定部に接着剤を塗布し、予めエッジ３を貼り合せたスピーカー振動板２を載置して接着すればよい。また、ボイスコイル４の円弧部４ｅから導出される錦糸線８ａおよび８ｂの他端は、磁気回路１０およびフレーム６と干渉しないように成形したうえでターミナル７に接続し、ハンダ付けして固定する。
【００５４】
本実施例の動電型スピーカー１は、図８（ａ）のＢ−Ｂ’断面図に示すように、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を組み込んだまま、全体の乾燥を行うことができ、工数を削減して品質を安定させることができる製造工程を実現できる。すなわち、本発明の動電型スピーカー１の製造方法は、第１組立治具Ｊ１が、略トラック形状のボイスコイル４の円弧部４ｅの内側に挿入される２つの位置出突起部Ｊ１ｃを備え、さらに、第２組立治具Ｊ２が、第１組立治具Ｊ１の嵌合部Ｊ１ｄと嵌合する連結嵌合部Ｊ２ｂを備えているので、スピーカー振動系を形成する工程において、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を嵌合させたまま接着剤を固化させることができる。
【００５５】
そして、図８（ｂ）に示すように、乾燥させて接着剤が固化した後に、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を抜去して、振動可能なスピーカー振動系を形成する。第２組立治具Ｊ２を磁気回路１０の長径端部１６から抜き去り、動電型スピーカー１の背面側から第１組立治具Ｊ１を取り外せばよい。磁気回路１０を組み立てる組立治具である第１組立治具Ｊ１、ならびに、第２組立治具Ｊ２が、スピーカー振動系を組み立てる組立治具をも兼ねているので、磁気回路１０の組立工程およびスピーカー振動系の組立工程での乾燥工程を最終工程にして、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を抜去することができる。本実施例の動電型スピーカー１では、スピーカー振動系を製造する精度が安定し、動作不良が少なくて品質が安定する動電型スピーカーを実現することができる。なお、磁気回路１０を着磁する工程は、第１組立治具Ｊ１および第２組立治具Ｊ２を抜去する工程の前であっても、後であっても良い。
【実施例２】
【００５６】
次に、本発明の他の本実施例の動電型スピーカー１（図示しない）を説明する。動電型スピーカー１は、先の実施例における動電型スピーカー１と、それを構成するボイスコイル４が本実施例のボイスコイル４（図示しない）に置き換えられる他は、共通する動電型スピーカーである。また、本実施例のボイスコイル４は、コイル支持部材４ａを構成する材料、コイル積層体４ｂを構成する材料、ならびに、製造方法が異なる他は、先の実施例におけるボイスコイル４と、トラック形の形状、寸法、等はほぼ変わらない。したがって、動電型スピーカー１と共通する部分は、共通の番号を付して説明を省略する。
【００５７】
本実施例のボイスコイル４は、ポリエーテルエーテルケトンからなるコイル支持部材４ａと、ポリエーテルエーテルケトンを耐熱性フィルム５ｘとするコイル積層体４ｂと、から構成されている。また、コイル積層体４ｂは、コイルパターン５ｐを形成する導電性金属が銅を含む。そして、ポリエーテルエーテルケトンの耐熱性フィルム５ｘは、加熱プレス成形されることにより積層され、熱融着ならびに結晶化してコイル積層体４ｂを形成している。すなわち、先の実施例と異なり、本実施例のボイスコイル４のコイル積層体４は、接着剤またはエポキシプリプレグシートを用いずに、ポリエーテルエーテルケトンが熱融着ならびに結晶化することにより、形成されている。
【００５８】
本実施例のボイスコイル４を製造する工程を説明する。コイル支持部材４ａには、約５．０ｍｍの厚みを有するポリエーテルエーテルケトンの部材を用意する。  コイル支持部材４ａは、コイル積層体４ｂと略同形状の内径および外径を有する環状形、つまり、トラック形に形成する。一方、コイル積層体４ｂは、厚さが約５０μｍのポリエーテルエーテルケトンの耐熱性フィルム５ｘの一面に、銅箔を加熱プレス成形して貼り合わせてからエッチングし、コイルパターン５ｐを形成する。この加熱プレス成形は、約２００℃〜２２０℃で圧力３０ｋｇ／ｃｍ２のプレス条件下で５分行い、銅箔を熱融着によって貼り付ける。そして、８層に渡るコイル層５ａから５ｈを用意し、これらを積層させ、コイルパターン５ｐと始点５ｓ１および５ｓ２が所定の位置からずれないようにして治具で規制し、これを加熱プレス成形する。各コイル層５ａから５ｈのコイルパターン５ｐの形成を含む構成については、ほぼ先の実施例と同様であるので、重複する製造工程の説明は省略する。
【００５９】
図９は、本実施例のボイスコイル４のコイル積層体４を製造する工程を説明するグラフであり、特に、コイル積層体４を加熱プレス成形して、ポリエーテルエーテルケトンのフィルムを熱融着ならびに結晶化して積層し、コイル積層体４ｂを形成する工程を説明する時間−加熱温度を表すグラフである。加熱プレス成形の工程は、コイル積層体４をプレス並びに加熱してポリエーテルエーテルケトンを熱融着により接着する工程と、高い温度を保ってポリエーテルエーテルケトンを結晶化する工程と、結晶化の工程の後でコイル積層体４を取り出す工程と、を含む。なお、この加熱プレス成形の工程は、コイル積層体４のみについて加工してもよいが、治具を用いて多数の本発明のコイル積層体４を一度に加熱プレス成形すれば、ボイスコイル４の製造コストを低減することができる。
【００６０】
最初に、コイルパターン５ｐが形成された耐熱性フィルム５ｘからなる８層のコイル層５ａ〜５ｈと、同じくポリエーテルエーテルケトンからなる最上面のコイル層５ａならびに最下層のコイル層５ｈを保護するためのフィルム２層とを、コイルパターン５ｐと始点５ｓ１および終点５ｓ２が所定の位置からずれないようにして治具で規制して積層する。そして、これを加熱プレス成形するプレス成形機にセットして、圧力５０ｋｇ／ｃｍ２のプレス条件下で、約３０℃から約２２０℃まで約２５分で上昇する温度勾配を与える。その結果、ポリエーテルエーテルケトンは、相互に熱融着により接着する。ポリエーテルエーテルケトンは、軟化点が約１８０℃〜２１０℃であるので、コイル積層体４ｂを形成する積層されたコイル層ならびに保護のフィルム層は、融着されて一体化される。
【００６１】
次に、加熱プレス成形のプレス圧力条件をそのまま一定に保ち、かつ、加熱してさらに温度を約２５５℃まで上昇させ、温度を約２５５℃に保ったまま約３０分から約４０分程度の時間に渡ってプレス成形する。ポリエーテルエーテルケトンの耐熱性フィルム５ｘは、結晶化して硬化し、剛性及び耐熱性が向上し、一体化したコイル積層体４ｂが形成される。また、ボイスコイル４のコイル積層体４ｂは、治具で規制されて積層されるので、コイルパターン５ｐと各スルーホール５ｓが所定の位置からずれることはない。
【００６２】
最後に、結晶化の工程が終了すると、加熱プレス成形の温度を１００℃まで約１０分程度の時間で低下させる熱勾配を与え、１００℃以下になれば加熱プレス成形の圧力を開放して、プレス成形機からコイル積層体４ｂを取り出す。コイル積層体４ｂの厚みは約０．６ｍｍであり、ボイスコイル４の全高は、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂの高さを合わせて約５．６ｍｍになる。
【００６３】
次に、コイル積層体４ｂの積層された複数のコイルパターン５ｐのうち、積層された２つのコイルパターン５ｐのそれぞれの始点もしくは終点に形成されたスルーホール５ｓを銅メッキまたは銀メッキすることにより導通し、８層のコイルパターンが直列接続されるボイスコイルを形成する。すなわち、９つの所定の位置に直径０．３ｍｍのスルーホールを開口して、銅メッキをして各層のコイルパターン５ｐを直列接続したコイルを形成する。
【００６４】
次の工程では、コイル積層体４ｂをトラック形の環形状に形成する。具体的には、内径および外径をプレスにより打ち抜いて、コイルを含むトラック形に成形する。したがって、ボイスコイル４は、コイルパターン５ｐの形状に合わせたトラック形であって、長径方向に平行な二辺の直線部４ｄと、直線部４ｄの長径側端部を連結する円弧部４ｅと、を備え、コイルパターン５ｐの内径側に磁気回路１０のセンターポール１２を収容する内孔４ｃを有するようにプレス加工される。そして、コイル積層体４ｂは、コイル支持部材４ａと接着剤で接着されて、トラック形のボイスコイル４を形成する。なお、コイル積層体４ｂとコイル支持部材４ａとは、接着剤の代わりに、エポキシプリプレグシートを用いて連結してもよい。
【００６５】
また、上記の製造工程では、コイル積層体４ｂのみについて、ポリエーテルエーテルケトンの耐熱性フィルム５ｘを熱融着ならびに結晶化して積層体を形成しているが、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとを、加熱プレス成形の工程で一体化させてもよい。つまり、コイル積層体４ｂとコイル支持部材４ａとを、あらためて加熱プレス成形して、ポリエーテルエーテルケトンを熱融着ならびに結晶化することにより、これらを連結してボイスコイル４を形成してもよい。
【００６６】
また、本実施例の場合には、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとが、それぞれポリエーテルエーテルケトンを含んでいるので、コイル積層体４ｂを形成する加熱プレス成形の工程で、ポリエーテルエーテルケトンが熱融着ならびに結晶化する結果、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとが連結されて一体化されたボイスコイル４を形成してもよい。その場合には、コイル積層体４ｂとコイル支持部材４ａとを、加熱プレス成形して、ポリエーテルエーテルケトンを熱融着ならびに結晶化して連結する工程の後に、積層された複数のコイルパターン５ｐのうち、積層された２つのコイルパターン５ｐのそれぞれの始点５ｓ１もしくは終点５ｓ２に形成されたスルーホールランドを銅メッキまたは銀メッキすることにより導通し、複数のコイルパターン５ｐが直列接続されるコイルを形成する。そして、連結されたコイル積層体４ｂとコイル支持部材４ａとを、トラック形の環形状に形成し、内径の内側に内孔４ｃを形成すればよい。
【００６７】
本実施例の場合には、コイルパターン５ｐを形成する銅と、耐熱性フィルム５ｘを構成するポリエーテルエーテルケトンとが、互いに線膨張係数が近い値の材料である。銅の線膨張係数が約１７．８ｐｐｍ／℃であるのに対し、ポリエーテルエーテルケトンの線膨張係数は約１５ｐｐｍ／℃である。したがって、コイル積層体４ｂのコイルパターン５ｐの銅が発熱しても、膨張率の差異によって耐熱性フィルム５ｘが各層間で剥離する、コイル積層体４ｂの変形が生じる、等の問題が発生しにくい。なお、先の実施例の場合では、耐熱性フィルム５ｘを構成するポリイミドの線膨張係数は、約４０ｐｐｍ／℃であり、耐熱性フィルム５ｘを接着するエポキシプリプレグシートの線膨張係数は、約２９ｐｐｍ／℃である。本実施例の場合には、コイル支持部材４ａも同じポリエーテルエーテルケトンであるので、成形したトラック形状が変形することも少なく、品質の安定したボイスコイル４、ならびに、動電型スピーカー１を実現することができる。
【００６８】
また、本実施例の場合には、コイル積層体４ｂを製造する時間を、先の実施例の場合の約２時間に比べて、約８０分に短縮することができる。特に、コイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとを、一つの加熱プレス成形の工程で一体化するようにすれば、後の工程でコイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとを連結させる接着剤を乾燥させる時間が不要になり、製造コストを低減することができる。また、先の実施例では、エポキシプリプレグシートの熱硬化が進んでいる工程では、各コイル層が動きやすいので、コイル積層体４ｂの取扱に注意を要する一方で、本実施例では、耐熱性フィルム５ｘを構成するポリエーテルエーテルケトンが熱融着ならびに結晶化するので、コイル積層体４ｂを形成する過程で各コイル層のずれが生じにくいという利点がある。
【００６９】
また、本実施例では、耐熱性フィルム５ｘを構成するポリエーテルエーテルケトンが熱融着ならびに結晶化するので、耐熱性フィルム５ｘの耐熱性がさらに向上する。耐熱性フィルム５ｘが結晶化していないポリエーテルエーテルケトンの場合に比べて、ボイスコイル４が許容できる温度上昇が大きくなり、その結果、動電型スピーカー１が大きな音圧レベルを再生するような場合に、大きな電流がコイルパターン５ｐに流れ、コイルパターン５ｐの直流抵抗に伴ってコイルパターン５ｐが発熱したとしても、コイル積層体４ｂが変形する、または、コイル層間で剥離するといった動作不良が生じにくい。特に、接着剤、ないし、エポキシプリプレグシートを用いずにコイル支持部材４ａとコイル積層体４ｂとを連結する場合には、トラック形のような寸法精度の高さが要求される場合であっても、磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂにおいて、接触することなく良好に振動するボイスコイル４を実現することができる。
【実施例３】
【００７０】
図１０は、本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル４０を説明する斜視図である。ボイスコイル４０は、先の実施例におけるボイスコイル４に代えて動電型スピーカー１を構成することができるボイスコイルであり、外形寸法等はほぼ一致する。したがって、先の実施例の動電型スピーカー１の場合と共通する部分については、重複する説明、および、図示を省略する。
【００７１】
ボイスコイル４０は、略トラック形状のボビン４０ａに巻き回して構成するコイル４０ｂと、を含むボイスコイルであり、２つの錦糸線８０ａおよび８０ｂが、コイル４０ｂの両端にそれぞれ接続する。すなわち、ボビン４０ａは、平行な二辺の直線部４０ｄおよび二辺の直線部４０ｄを接続する２つの円弧部４０ｅを含む略トラック形状に形成されて、かつ、その内径側に磁気回路１０の磁気空隙１３ａおよび１３ｂを規定するポールを収容する内孔４０ｃを有する。ボビン４０ａに巻回されて略トラック形状に形成されるコイル４０ｂは、先の実施例におけるコイル積層体４ｂの厚さよりも巻き幅が長くなるものの、ワニスで固められる結果、ボイスコイル４０のトラック形状を強固にする。
【００７２】
錦糸線８０ａおよび８０ｂは、略トラック形状の長径方向の両端の円弧部４０ｅの下端側からそれぞれ導出される。つまり、錦糸線８０ａおよび８０ｂは、それぞれ一端が、ボビン４０ａならびにコイル４０ｂから見て、ボビン４０ａがスピーカー振動板２と連結する一端と反対側の他端側において、コイル４０ｂと接続し、ボビン４０ａに固定されている。そして、錦糸線８０ａおよび８０ｂは、それぞれ他端が、ターミナル７に接続される。
【００７３】
したがって、本実施例のボイスコイル４０を用いる（図示しない）動電型スピーカーは、錦糸線８０ａおよび８０ｂと磁気回路１０もしくはフレーム６とが接触することなく、最低共振周波数ｆ０以下の周波数の低域成分を含む音声信号を再生することができる。（図示しない）フレーム６には、長径方向の両端側に導出される錦糸線８０ａおよび８０ｂに対応して、長径方向の２箇所に＋端子および−端子の（図示しない）ターミナル７をそれぞれ設ければよい。動電型スピーカーは、ボイスコイル４０のボビン４０ａに内周端が連結するダンパーを備えても良く、より安定した音声再生が可能になる。
【００７４】
なお、上記の各実施例における磁気回路１０は、音声信号の電流が流れるボイスコイルのコイルの外側に、マグネット１５ａおよび１５ｂが配置された外磁型磁気回路であるが、本発明の動電型スピーカーに用いる磁気回路は、このような磁気回路に限定されない。磁気回路は、平行する二辺の直線部である磁気空隙を有し、ボイスコイルの円弧部がその長径端部から突出して露出するものであれば、内磁型、外磁型、反発型、等の種別を問わない。例えば、短径方向の断面が、一様な凹状のヨークを有する内磁型の磁気回路であってもよく、その場合には、ヨークの両端面が長径端部を規定するので、トラック形状のボイスコイルの円弧部が、長径端部から突出して露出する。
【００７５】
もちろん、各実施例のボイスコイルは、矩形等の他の異形の磁気空隙に対応した異なる寸法のボイスコイルであっても良い。また、および、これを用いた動電型スピーカーは、トラック形のスピーカー振動板に限らず、楕円形、長円形、長方形、矩形といった長径寸法と短径寸法との比が大きい細長形の動電型スピーカーであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の動電型スピーカーは、ディスプレイ等の映像・音響機器に内蔵するスピーカーとしてのみならず、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機にも適用が可能である。また、本発明のスピーカー用磁気回路を備える動電型スピーカーは、全幅が狭く、小型・薄型のキャビネットで音声を再生するスピーカーシステムが実現できるので、設置空間が限定される車両用のスピーカーに特に適する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を構成する磁気回路１０を説明する斜視図である。（実施例１）
【図４】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を構成するボイスコイル４を説明する図である。（実施例１）
【図５】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を構成するボイスコイル４を説明する図である。（実施例１）
【図６】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を製造する工程を説明する図である。（実施例１）
【図７】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を製造する工程を説明する図である。（実施例１）
【図８】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を製造する工程を説明する図である。（実施例１）
【図９】本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル４のコイル積層体４を製造する工程を説明するグラフである。（実施例２）
【図１０】本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル４０を説明する図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００７８】
１        動電型スピーカー
２        スピーカー振動板
３        エッジ
４、４０    ボイスコイル
４ａ      コイル支持部材
４ｂ      コイル積層体
４０ａ    ボビン
４０ｂ    コイル
５        コイル層
５ｘ      耐熱性フィルム
５ｐ      コイルパターン
６        フレーム
７        ターミナル
８ａ、８ｂ、８０ａ、８０ｂ  錦糸線
１０      磁気回路
１１ａ、１１ｂ      トッププレート
１２      センターポール
１３ａ、１３ｂ        磁気空隙
１４      ポール
１５ａ、１５ｂ      マグネット
【図１】
2009260672.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009260672.tif 000007
【図６】
2009260672.tif 000008
【図７】
2009260672.tif 000009
【図８】
2009260672.tif 000010
【図９】
2009260672.tif 000011
【図１０】
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