JP2005244325A - ボイスコイルボビン及びスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 低価格で、出力音圧が高く音の再現性が良好なスピーカを提供する。
【解決手段】 ボイスコイルボビン７は、ボビン４に帯紙５及びボイスコイル６が巻かれ、帯紙５はボイスコイル６が発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、帯紙５はボイスコイル６に接触している。
【選択図】 図１

Description

本願は、ボイスコイルボビン及びスピーカの技術分野に属する。

従来のボイスコイルボビンはそれ自体が繊維に樹脂を含浸させた材料から製作されることで、ボイスコイルボビン自体が耐熱性を有する技術が開示されていた（例えば、特許文献１）。
特開平７−７５１９７号公報

しかしながら、上記従来のボイスコイルボビンは特殊な材料から製作されているので価格が高い。耐熱性を必要とするボイスコイル付近だけでなく、ボイスコイルボビン全体が特殊な材料で製作されているので、ボイスコイルボビン自体が重く、その結果、スピーカの出力音圧が低下し、音の再現性が悪かった。

以上に述べた課題を解決すべく、本願が目的とするところは、低価格で、出力音圧が高く音の再現性が良好なスピーカの提供が一例として挙げられる。

以下、本願について説明する。なお、本願の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本願が図示の形態に限定されるものではない。

上記課題を解決するために、請求項１にかかるボイスコイルボビン（７）は、ボビン（４）に帯紙（５）及びボイスコイル（６）が巻かれ、帯紙（５）はボイスコイル（６）が発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、帯紙（５）はボイスコイル（６）に接触していることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項３にかかるボイスコイルボビン（７）は、ボビン（４）に帯紙（５）及びボイスコイル（６）が巻かれ、帯紙（５）はボイスコイル（６）が発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、帯紙（５）の少なくとも一部はボビン（４）とボイスコイル（６）との間に配されていることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項５にかかるボイスコイルボビン（７）は、ボビン（４）に帯紙（５）及びボイスコイル（６）が巻かれ、ボイスコイル（６）は多層に巻いた構造を有しており、帯紙（５）はボイスコイル（６）が発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、帯紙（５）は、多層に巻いたボイスコイル（６）の層間に配されていることを特徴とする。

本願に係るスピーカの実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本願の実施の形態に係るスピーカＳＰの断面図である。

図１に示すスピーカＳＰは、磁石１と、磁石１の底面に取り付けられたヨーク２と、磁石１の上面に取り付けられたセンタプレート３と、ボビン４に帯紙５とボイスコイル６とを巻きつけて構成されたコイルボビン７と、振動板８と、センタキャップ９とを有して構成されている。

ここで、磁石１は、例えば、ネオジウム磁石など高磁束密度の磁石からなり、円板形状をしている。

ヨーク２は、底板プレート１０と、側壁部１１と、環状プレート１２とから構成されている。底板プレート１０、側壁部１１、環状プレート１２はいずれも、例えば、鉄またはその合金等の磁性材料からなる。環状プレート１２の内周面とセンタプレート３の外周面との間に磁気ギャップを形成し、この磁気ギャップと磁石１とヨーク２とで磁気回路を構成している。

センタプレート３は、例えば、鉄またはその合金等の磁性材料からなり、円板形状であって、磁石１に取り付けられている。

ボビン４は、例えば、クラフト紙、耐熱性プラスチック等からなり、一端は振動板８に固着され、他端には帯紙５とボイスコイル６が巻かれている。

帯紙５は、例えば、樹脂繊維若しくは無機質繊維の不織布、又は、樹脂繊維若しくは無機質繊維のいずれかで織り上げた布材に樹脂をコートしたもの等の耐熱性を有する材料からなり、ボビン４に巻かれている。

ボイスコイル６は、例えば、銅線等からなり、ボビン４に巻かれている。

コイルボビン７は、ボビン４に帯紙５とボイスコイル６とを巻きつけて構成されている。コイルボビン７は、ボイスコイル６を磁気ギャップ内の所定の位置に配している。また、ボイスコイル６の振動を振動板８に伝えている。

振動板８は、例えば、紙パルプによる抄紙、ポリプロピレンなどの樹脂による射出成形あるいはアルミニウム、チタン、ベリリウム等の合金薄板のプレス加工により形成されている。

振動板８はエッジ１３を介してフレーム１４に固定されている。更に、スピーカＳＰの周縁であって取付部位にはガスケット１５が備わっている。エッジ１３は振動板８を所定の位置に戻している。

以上の構成を有するスピーカＳＰにおいて、本願の特徴を以下に説明する。

図２は、本願の特徴であるコイルボビン７を抽出して表示した断面図である。

図２の上方において、コイルボビン７の一端は図２では示していない振動板８に固着されている。振動板８に固着された側と反対の側において、ボビン４には帯紙５が巻かれ、その上にボイスコイル６が巻かれている。また、ボイスコイル６が磁気ギャップ内に配されるようにスピーカＳＰは構成されている。

ここで、例えば、本実施の形態におけるスピーカＳＰは本願に係るスピーカを、ボビン４は本願に係るボビンを、帯紙５は本願に係る帯紙を、ボイスコイル６は本願に係るボイスコイルを、コイルボビン７は本願に係るボイスコイルボビンを、それぞれ構成する。

以上の構成を有するスピーカＳＰは音声信号を受けると、磁気ギャップ内に配されたボイスコイル６に電流が流れる。このとき、磁気ギャップ内の磁束とボイスコイル６を流れる電流とによって、ボイスコイル６は磁界から力を受けて振動する。この振動はコイルボビン７を伝わって、振動板８へ伝播し、振動板８を振動させて音を発するように作用する。

上記実施の形態に係るスピーカＳＰを試作し測定したときのデータを用いて本願の効果を以下に説明する。

（測定条件）
実際に、ガラスイミド１枚（厚さ０．１８ｍｍ）でできたボビンにアラミド繊維の不織布に接着剤としてポリイミド樹脂をコートして作られた帯紙とボイスコイルとを巻いてコイルボビンを製作し、口径３０ｃｍのサブウーハーに組み込み、スピーカの出力音圧を入力電圧ごとに測定した。対照実験として、ガラスイミド２枚重ね（厚さ０．３６ｍｍ）のボビンにボイスコイルを巻いてコイルボビンを製作した。結果を図３に示す。

（測定結果）
図３に、ガラスイミド１枚に帯紙を巻きつけたコイルボビンのほうが、ガラスイミド２枚重ねのコイルボビンよりも０．５乃至１．０ｄＢ程度出力音圧が高いことが判る。

次に、ボビンに帯紙を貼り合わせたときの強度を測定したときのデータを用いて本願の効果を以下に説明する。

ガラスイミド（厚さ０．１８ｍｍ）にアラミド繊維の不織布を貼り合わせたサンプル（２５ｍｍ幅）を用いて引張強度及び耐屈曲性の試験を行った。耐屈曲性試験では、往復９０度、荷重１ｋｇでサンプルに亀裂が入るまでの屈曲回数を測定した。試験結果を図４及び図５に示す。

引張試験の試験結果に関して、帯紙を貼り合せることで、引張強度が４割程度上昇することが判る。貼り合わせたサンプルの引張強度は、ガラスイミド単体の引張強度と帯紙単体の引張強度の和よりも大きい。一般に、亀裂は、ガラスイミドを構成するガラスクロスの目づれから生じる。ガラスイミドに帯紙を貼り合せることでガラスイミドの目連れが押さえられ、結果として引張強度が上昇したと考えられる。

耐屈曲性試験の試験結果に関して、ガラスイミド単体では１２１回で亀裂が生じたのに対して、帯紙を貼り合わせたサンプルでは２００回でガラスイミド側に亀裂が生じた。

上記実施の形態は以下の効果を有する。
● 図２に示すように、ボビン４とボイスコイル６との間に耐熱性を有する帯紙５があるので、入力電流によってボイスコイル６に生じる熱はその温度のままボビン４に伝わることはない。よって、ボビンを薄くすることができ、コイルボビンを軽くすることができる。その結果、スピーカの出力音圧を大きくすることができ、音の再現性が向上する。
● 耐熱性を必要とするボイスコイル６付近にだけ耐熱性を有する帯紙５を配するので、ボビン４全体を耐熱性材料で製作する必要はない。よって、ボビンを安価に製作することができ、スピーカを安価に製作することができる。
● 帯紙はボビンに比して密度が低いために、ボビンを多数巻くより帯紙を巻いたとき、耐熱性を同じにしたまま、コイルボビンを軽くことができる。
● 帯紙は耐熱性を必要とする箇所にだけ巻くことができる。よって、コイルボビン全体の重量を軽くすることができる。
● ボビンを厚くして耐熱性を確保するとき、ボイスコイルの外形が大きくなる。その結果、磁気ギャップを大きくする必要があり、磁気効率は悪くなる。帯紙の上にボイスコイルを巻くとボイスコイルが帯紙に喰い込むので、ボイスコイル外径が大きくならず磁気ギャップを狭くすることができる。その結果、磁気効率を向上させることができる。
● 帯紙の上にボイスコイルを巻くとボイスコイルが帯紙に喰い込むので、大きな入力電流でボイスコイルが高温になり表面の融着層が軟化して接着強度が下がっても、喰い込んでいるのでボイスコイルは脱落しにくい。よって、コイルボビン及びスピーカの耐久性が向上する。
● ボビンに帯紙を貼り合せることでコイルボビンの引張強度及び耐屈曲性が向上する。よって、コイルボビン及びスピーカの耐久性が向上する。

なお、本願の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ ボビン４に対する帯紙５の配置は図２に示す例に限定されるものではない。例えば、帯紙５の一部にボイスコイル６が巻かれていない構成としてもよい（図６（ａ））。このとき、帯紙５を金属繊維のような熱伝導率の高い材料で形成した場合には、ボイスコイル６で生じた熱を、ボイスコイル６が巻かれていない帯紙５の部分で空冷することができる。ボイスコイル６を多層に巻いたとき、帯紙５を多層に巻いたボイスコイル６の層間に配してもよい（図６（ｂ））。ボイスコイル６の層間の熱を断熱することができる。ボイスコイル６が帯紙５に喰い込むのでボイスコイル６は脱落しにくい。

図１は本願の実施の形態に係るスピーカＳＰの断面図である。 図２は本願の実施の形態に係るコイルボビン７を表示した断面図である。 図３は本願の実施の形態に係るコイルボビン７を製作し測定した測定結果を示す図である。 図４はサンプルを用いて引張強度試験を行った試験結果を示す図である。 図５はサンプルを用いて耐屈曲性試験を行った試験結果を示す図である。 図６はボビンに対する帯紙の配置の変形例を示す図である。

符号の説明

ＳＰ：スピーカ
４：ボビン
５：帯紙
６：ボイスコイル
７：コイルボビン

Claims (7)

1. ボビンに帯紙及びボイスコイルが巻かれたボイスコイルボビンにおいて、
   前記帯紙は前記ボイスコイルが発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、
   前記帯紙は前記ボイスコイルに接触していることを特徴とするボイスコイルボビン。
2. 請求項１に記載のボイスコイルボビンにおいて、
   前記帯紙は前記ボイスコイルが巻かれていない前記ボビンの箇所に巻かれていることを特徴とするボイスコイルボビン。
3. ボビンに帯紙及びボイスコイルが巻かれたボイスコイルボビンにおいて、
   前記帯紙は前記ボイスコイルが発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、
   前記帯紙の少なくとも一部は前記ボビンと前記ボイスコイルとの間に配されていることを特徴とするボイスコイルボビン。
4. 請求項３に記載のボイスコイルボビンにおいて、
   前記帯紙の少なくとも一部は前記ボイスコイルが巻かれていない前記ボビンの箇所に巻かれていることを特徴とするボイスコイルボビン。
5. ボビンに帯紙及びボイスコイルが巻かれたボイスコイルボビンにおいて、
   前記ボイスコイルは多層に巻いた構造を有しており、
   前記帯紙は前記ボイスコイルが発する熱に対して耐熱性を有しており、且つ、
   前記帯紙は、前記多層に巻いたボイスコイルの層間に配されていることを特徴とするボイスコイルボビン。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイスコイルボビンにおいて、
   前記帯紙は、（ａ）樹脂繊維の不織布、又は、（ｂ）無機質繊維の不織布、又は、（ｃ）樹脂繊維若しくは無機質繊維のいずれかで織り上げた布材に樹脂をコートしたもの、のいずれかであることを特徴とするボイスコイルボビン。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のボイスコイルボビンを用いていることを特徴とするスピーカ。

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