(57)【要約】【課題】ボビンのコイルが巻回されない部分の強度を強くし、高い伝搬速度を持ち、軽量で、強度が強く、振動ロスを抑制可能なボイスコイル及びスピーカを提供する。【解決手段】第１の材料で形成された筒状のボビン２１と、ボビンに巻回されたコイル２２と、第１の材料より伝搬速度の速い材料で形成され、ボビンの外周上に配置された帯状の補強部材２３ａ、２３ｂとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の材料で形成された筒状のボビンと、
前記ボビンに巻回されたコイルと、
前記第１の材料より伝搬速度の速い材料で形成され、前記ボビンの外周面上に配置された帯状の補強部材と
を備えることを特徴とするボイスコイル。
【請求項２】
前記帯状の補強部材が、前記コイルの巻回方向に対して略垂直方向で複数箇所に離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイル。
【請求項３】
前記帯状の補強部材が、前記コイルが巻回された領域以外の前記外周面上に、前記コイルの巻回方向と略同一方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイル。
【請求項４】
第１の材料で形成された筒状のボビンと、
前記ボビンの一端側に巻回されたコイルと、
前記第１の材料より伝搬速度の速い材料で形成され、前記ボビンの外周面上に配置された帯状の補強部材と、
前記ボビンの他端側に接続された振動板と、
前記コイルに磁気的に接続された磁気回路と、
を備えることを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンとコイルで構成されるボイスコイル及びこのボイスコイルを有するスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
動電型のスピーカは、ボビンの周囲に巻回されたコイルに流れる電流の変化によってボビンが振動し、その振動が振動板に伝達される。そのため、ボイスコイルのボビンを形成する材料としては、振動を振動板により伝達させやすく、軽量で強度が高い材料を選択することが好ましい。
【０００３】
従来の材料としては、紙、アルミニウム、アラミド繊維、ポリイミド等の様々な材料が用いられている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来から用いられる材料には、それぞれ一長一短があり、ボイスコイル素材として望まれるような、高い伝搬速度を持ち、軽量で、強度が強く、且つ振動ロスが少ない材料は、単一材料では得られていない。
【０００４】
そこで、板状基材上に、板状基材とは異なる特性を持った樹脂フィルムを積層した積層部材を振動部材として利用する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、積層部材は比重が大きいため、フルレンジ型や中高音用のスピーカ等のボビンの材料に用いる場合には、重さの点では好適とはいえない。フルレンジ型や中高音用のスピーカ等のボビンの材料として利用する場合には、ボビンの厚みを薄くして、軽量化することが望まれるが、ボビンの厚みを薄くしすぎると、コイルが巻回されない部分に強度不足が生じ、高域共振の発生や、振動ロスを生じさせる場合がある。
【特許文献１】特開平６−２８４４９８号公報
【特許文献２】特開平１−２２３８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題点を鑑み、本発明は、ボビンのコイルが巻回されない部分の強度を強くし、高い伝搬速度を持ち、軽量で、強度が強く、振動ロスを抑制可能なボイスコイル及びスピーカを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、第１の材料で形成された筒状のボビンと、ボビンに巻回されたコイルと、第１の材料より伝搬速度の速い材料で形成され、ボビンの外周面上に配置された帯状の補強部材とを備えるボイスコイルであることを要旨とする。
【０００８】
第１の態様においては、帯状の補強部材が、コイルの巻回方向に対して略垂直方向で複数箇所に離間して配置されていることが好ましい。あるいは、帯状の補強部材が、コイルが巻回された領域以外の外周面上に、コイルの巻回方向と略同一方向に配置されていてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の材料で形成された筒状のボビンと、ボビンの一端側に巻回されたコイルと、第１の材料より伝搬速度の速い材料で形成され、ボビンの外周面上に配置された帯状の補強部材と、ボビンの他端側に接続された振動板と、コイルに磁気的に接続された磁気回路とを備えるスピーカであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボビンのコイルが巻回されない部分の強度を強くし、高い伝搬速度を持ち、軽量で、強度が強く、振動ロスを抑制可能なボイスコイル及びスピーカが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００１２】
−スピーカ−
本発明の実施の形態に係るスピーカ（スピーカユニット１０）は、図１に示すように、振動板１２と、振動板１２を収納するフレーム１１と、振動板１２に接続されたボイスコイル２０と、フレーム１１の下部においてボイスコイル２０に磁気的に接続された磁気回路３０とを備える。
【００１３】
振動板１２は、断面がコーン（円錐）形状を有しており、中心に開口部１８が設けられている。開口部１８には、ボイスコイル２０への異物の侵入を防ぐためのダストキャップ１４が取り付けられている。振動板１２の外周部は、全周に渡ってゴムエッジ等の連結部材１３が取り付けられており、ガスケット等を介して、振動板１２を収納するフレーム１１に固定されている。振動板１２の内周部は、接着剤等によってボイスコイル２０の外周部に接着されている。ダンパー１９は、ボイスコイル２０とフレーム１１の内側とに接続されている。ボイスコイル２０からは錦糸線１５が引き出されている。錦糸線１５は、フレーム１１に取り付けられたターミナル１７に接続されている。
【００１４】
磁気回路３０は、振動板１２と対向するヨーク３１、ヨーク３１に隣接して設けられたドーナツ状のマグネット３２、３３、マグネット３２上に配置されたトッププレート３４、ヨーク３１のセンターポールの上部に設けられた銅キャップ３７、センターポールの周囲を取り巻くように配置されたショートリング３６を備える。トッププレート３４とヨーク３１のセンターポールとの間の磁気ギャップ３５には、ボイスコイル２０が遊嵌されている。
【００１５】
−ボイスコイル−
ボイスコイル２０は、図２に示すように、円筒状のボビン２１と、ボビン２１の外周を取り巻くコイル２２と、コイル２２から引き出された錦糸線１５、１６と、ボビン２１の外周面上に配置された補強部材２３ａ、２３ｂとを備える。
【００１６】
ボビン２１は、第１の材料で形成されている。「第１の材料」とは、材料内において振動の伝搬速度があらゆる方向で等しい材料（等方性（均一）材料）を示し、本実施形態においては、和紙、クラフト紙などの紙類、アラミド繊維等の繊維材料、アルミニウム等の金属類、ポリイミド等のプラスチック類を含み、単一素材で形成された材料を指す。
【００１７】
ボビン２１の板厚は、搭載するスピーカの種類等やボビン２１に用いる材質によって異なるが、例えば、ボビン２１が紙製である場合には、例えば板厚０．０３〜０．２０ｍｍ程度とするのが好ましい。板厚０．２０ｍｍ以上とすると、振動板１２に対するボビン２１の比重が大きくなり、振動ロスが大きくなる。板厚０．０３ｍｍ以下にすると、後述する補強部材２３ａ、２３ｂ、・・・を具備したとしても強度不足になりやすく、忠実な再生を妨げる場合がある。なお、ボビン２１の内周側には、ボビン２１の軽量化を妨げない程度の厚みの和紙等の補強シートを貼着してもよい。
【００１８】
コイル２２としては、例えば銅製の電線が使用できる。コイル２２はボビン２１の端部の外周を紙面水平方向に複数層に巻かれている。
【００１９】
補強部材２３ａ、２３ｂは、第１の材料より音の伝搬速度の速い材料で形成されている。例えば図２のボビン２１が紙製である場合は、補強部材２３ａ、２３ｂとしては、紙よりも音の伝搬速度が速いアルミニウム、銅、チタン、マグネシウム等の金属やアラミド繊維、和紙（楮、三椏、雁皮）などが用いられる。図３に示すように、複数の帯状の補強部材２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３は、接着剤等により、矩形のシート２１Ａ上の短手方向に沿ってそれぞれ離間して配置されている。
【００２０】
補強部材２３ａ〜２３ｅとして金属を用いた場合、補強部材２３ａ〜２３ｅの帯の幅ｗ１を小さくするほど、磁気回路３０の磁気の制動の影響を受けにくくなるため、より忠実な再生音が得られる。なお、補強部材２３ａ〜２３ｅの帯の幅ｗ１を小さくしすぎると、製品の歩留まりを低下させる場合も考えられる。そのため、補強部材２３ａ〜２３ｅの帯の幅ｗ１としては例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とするのが好ましい。また、補強部材２３ａ〜２３ｅの合計幅を、ボビン２１全体の幅に対して１／１５〜１／３程度とするのが好ましい。
【００２１】
補強部材２３ａ〜２３ｅの形状は特に限定されない。図３に示すように、長方形の金属箔を貼り付けてもよいし、三角形、楕円、多角形等の種々の形状を採用しても構わない。
【００２２】
補強部材２３ａ〜２３ｅの厚さは、軽量化の観点から、ボビン２１のコイル２２が巻かれていない領域（図１の領域Ｐ）の機械的強度を補強できる程度に肉薄化することが好ましい。図２においては、例えば、厚さ０．０１２〜０．１ｍｍのアルミ箔を補強部材２３ａ〜２３ｅとして利用することができる。
【００２３】
図２に示すボイスコイル２０を作製する場合は、図３に示すように、矩形のシート２１Ａを用意し、補強部材２３ａ〜２３ｅを接着剤等により貼り付ける。そして、図４に示すように、シート２１Ａを筒状に丸めてボビン２１を作製し、ボビン２１の周囲に一定の巻き幅、層数でコイル２２を取り巻いて、錦糸線１５、１６をコイル２２から引き出せば良い。
【００２４】
本発明の実施の形態に係るボイスコイル２０によれば、等方性材料（第１の材料）で形成されたボビン２１上に、ボビン２１の振動の伝搬速度より速い伝搬速度を有する補強部材２３ａ〜２３ｅが、接着剤等により貼り付けられる。振動の伝搬速度は、ボビン２１内を伝搬していく速さよりも、補強部材２３ａ〜２３ｅ内を伝搬していく速さの方が速いため、単一材料のみを用いてボビン２１を形成した場合に比べて、応答性を高くすることができる。
【００２５】
更に、補強部材２３ａ〜２３ｅを、筒状のボビン２１の一端から他端まで配置することにより、図１に示すように、コイル２２が巻回されていない領域Ｐの機械的強度が向上する。その結果、ボイスコイルの長期使用等による破損を防ぎ、耐性を具備したボイスコイルを製造することができる。また、シート２１Ａを数個〜数十個切り出すことが可能な程度の大きなシートを用意し、そのシート全体に帯状の補強部材を貼った後、所定の大きさにカットして、図３に示すようなシート２１Ａを複数枚用意すれば、量産が容易なボイスコイル２０が提供できる。
【００２６】
更に、実施の形態に係るボイスコイル２０によれば、補強部材２３ａ〜２３ｅを、ボビン２１の外周全面に配置するのではなく、コイル２２の巻回方向に対して垂直方向に且つ帯状にそれぞれ離間させて配置することにより、補強部材２３ａ〜２３ｅとしてアルミニウム等の金属を採用した場合においても、磁界の制動による影響を抑制できるため、ボイスコイル２０の振動をより忠実に振動板１２に伝えることができる。
【００２７】
また、実施の形態に係るボイスコイル２０を搭載したスピーカによれば、振動をより忠実に振動板１２に伝えることができるため、振動ロス等により今まで再現できなかった音まで再現できるようになる。
【００２８】
（変形例）
変形例に係るボイスコイル２０は、図５に示すように、円筒状のボビン２１の外周面上に配置された補強部材２３ａ、２３ｂが、コイル２２の巻回方向に対して略水平方向（コイル２２の巻回方向と略同一方向）に配置されている点が、図２〜図４に示すボイスコイル２０と異なる。
【００２９】
補強部材２３ａ、２３ｂは、コイル２２が巻回された領域以外のボビン２１の外周面上に配置されている。これにより、補強部材２３ａ、２３ｂとしてアルミニウム等の金属を用いた場合に磁気回路３０の磁気の制動の影響を受けにくくなるため、コイル２２に過電流を流すことなく、忠実な再生音が得られる。
【００３０】
補強部材２３ａ〜２３ｅの帯の幅ｗ３は特に限定されないが、補強部材２３ａ〜２３ｅの幅ｗ３を小さくしすぎると、製品の歩留まりを低下させる場合が考えられる。そのため、補強部材２３ａ〜２３ｅの帯の幅ｗ３としては、ボビン２１の高さの１／１０〜２／３程度とするのが好ましい。
【００３１】
図５に示すボイスコイル２０を作製する場合は、図６に示すように、矩形のシート２１Ａを用意し、補強部材２３ａ、２３ｂをシート２１Ａの長手方向に平行にそれぞれ離間させて貼り付ける。このとき、コイル２２を巻く領域には、補強部材２３ａ、２３ｂを配置しないようにしておく。その後、図７に示すように、シート２１Ａを筒状に丸めてボビン２１を作製し、補強部材２３ａ、２３ｂが配置されていないボビン２１の周囲に一定の巻き幅、層数でコイル２２を取り巻いて、錦糸線１５、１６をコイル２２から引き出せば良い。
【００３２】
変形例に係るボイスコイル２０によれば、補強部材２３ａ〜２３ｅが、コイル２２の巻回方向に対して水平方向に接着剤等により貼り付けられる。コイル２２の音響電流の変化によって発生する振動の伝搬速度は、ボビン２１内を伝搬していく速さよりも、補強部材２３ａ〜２３ｅ内を伝搬していく速さの方が速くなる。これにより、単一材料それぞれの物性の特性を生かした内部損失及び伝搬速度の大きいボイスコイル２０及びこれを用いたスピーカが得られる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３４】
実施の形態に係る補強部材２３ａ〜２３ｅは、所望の大きさにカットして、例えば、振動をより速く伝搬させたい部分のみに選択的に配置してもよい。例えば、図３又は図６に示すシート２１Ａ上の全体にドット状の補強部材２３ａ〜２３ｅを点在させるように配置してもよい。
【００３５】
ボビン２１と補強部材２３ａ〜２３ｅの組み合わせは、上述した例の他にも種々に応用可能であることは勿論である。例えば、第１の例としては、ボビン２１をクラフト、補強部材２３ａ〜２３ｅを和紙とする例がある。これにより、強度向上及び部材の軽量化が実現でき、高能率かつ忠実な再生が可能となる。なお、和紙としては、繊維長が比較的長い材料、即ち楮、三椏、雁皮等が好適に用いられる。
【００３６】
第２の例としては、ボビン２１をクラフト、補強部材２３ａ〜２３ｅをマグネシウムとする例が考えられる。クラフトは音速が約１９００ｍ／ｓ、マグネシウムは音速が約４８００ｍ／ｓであるので、ボビン２１と補強部材２３ａ〜２３ｅとの間で、振動の伝搬速度を変化させることができる。また、部材の軽量化及び機械的強度の向上も期待できる。
【００３７】
第３の例としては、ボビン２１をクラフト、補強部材２３ａ〜２３ｅをチタン（音速約４９００ｍ／ｓ）とする例が考えられる。また、第４の例としては、ボビン２１をクラフト、補強部材２３ａ〜２３ｅを銅とする例が考えられる。第３及び第４の例においても、第２の例と同様に、部材の軽量化及び機械的強度の向上が期待できる。
【００３８】
第５の例としては、ボビン２１をアラミド繊維、補強部材２３ａ〜２３ｅを金属とする例が考えられる。これにより、部材の機械的強度を向上させるとともに、超低音の再生に好適である。また、第６の例として、ボビン２１をアルミニウム、補強部材２３ａ〜２３ｅをアルミニウムより伝搬速度の速い他の金属にした場合においても、第５の例とほぼ同様な効果を得ることができる。
【００３９】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論であり、その要旨を逸脱しない範囲で種々の改変を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るスピーカを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るボイスコイルを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るボイスコイルの製造方法の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るボイスコイルの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例に係るボイスコイルを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例に係るボイスコイルの製造方法の一例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例に係るボイスコイルの製造方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…スピーカユニット
１１…フレーム
１２…振動板
１３…連結部材
１４…ダストキャップ
１５…錦糸線
１７…ターミナル
１８…開口部
１９…ダンパー
２０…ボイスコイル
２１…ボビン
２１Ａ…シート
２２…コイル
２３ａ…補強部材
２３ａ〜２３ｅ…補強部材
３０…磁気回路
３１…ヨーク
３２…マグネット
３４…トッププレート
３５…磁気ギャップ
３６…ショートリング
３７…銅キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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