JP2006311042A - 電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法およびこの製造方法により製造されたボイスコイルならびにこれを用いた電気音響変換器および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は各種音響機器に使用される電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法に関するものであり、出力音圧レベルの向上を目的とする。
【解決手段】本発明の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法は、あらかじめ角型またはトラック型に空芯巻きしたボイスコイルの線輪２８ａに、後工程でボビン２８ｂを結合してボイスコイルを構成することにより、磁束の利用効率を改善させた角型またはトラック型のボビン付きボイスコイルを得ることで、磁束の利用効率を向上させ、このボイスコイルを使用した電気音響変換器の出力音圧レベルを向上できる構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は各種音響機器に使用される電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法およびボイスコイルならびに電気音響変換器、さらには各種電子機器に関するものである。

従来の角型の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法について、図６により説明する。

図６は従来の角型の電気音響変換器用ボイスコイルの斜視図を示したものであり、ボビンレスタイプのボイスコイルを示している。

図６に示すように、ボビンを使用せず、マグネットワイヤーからなる線材を２層巻きにして線輪を形成してボイスコイル８を構成している。

このとき、巻線方法としては、角型の巻線治具にマグネットワイヤーを１層巻線し、次にこの１層目の上に折り返して、２層目を巻線している。

このように、角型のボイスコイルについては、丸型のボイスコイルと比べて、角部や直線部を有することで、巻線時のテンションが時々刻々変化することによる巻線の難しさからボビンを使用せず、線輪のみを形成してボビンレスのボイスコイルとして使用していた。

尚、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−１３５８９１号公報

前述のボイスコイルは、小型のスピーカやレシーバ等の電気音響変換器用ボイスコイルとして使用するものであり、これらの小型のスピーカやレシーバ等は、携帯電話等の小型電子機器に使用されることが多く、耐入力的にも小さいためボビンレス構成として生産され、使用されることが多かった。

ところが、このボビンレス構成のボイスコイルを使用して、電気音響変換器を構成すると、磁気回路により構成される磁気ギャップの有効磁束範囲内にボイスコイルの線輪部全体を配置することができなくなる。

このため、磁気ギャップの有効磁束を効率良く使用することができなくなり、磁束の利用効率が低下して出力音圧レベルの低下を招くという課題を有するものであった。

この原因は、ボビンレス構成のボイスコイル８は、ボビンが存在しないためボイスコイル８自身の上部を振動板に結合しなければならないことにある。

このため、振動板が最大限振幅しても、磁気ギャップ部に接触しないように、その振幅ストローク分を考慮して振動板と磁気ギャップ部のクリアランスを設定している。

このように設定すると、ボイスコイル８の上部の振動板に近い部分は、当然のことながら磁気ギャップの有効磁束範囲内から外れた位置に配置されてしまうことになる。

この有効磁束範囲内から外れた位置に配置されたボイスコイル８の振動板に近い部分は、磁気ギャップの磁束を有効に利用することができなくなる。

そればかりか、紙等の通常のボビンに比べて、はるかに重い銅等からなるマグネットワイヤーで構成されているため、無用な振動系重量の増加により、大幅な出力音圧レベルの低下に至るものであった。

この対策として、ボビン付きのボイスコイルの使用が考えられるが、丸型ボイスコイルの場合は何ら問題はないが、角型ボイスコイルの場合はボビン上に巻線することが非常にむつかしく、丸型ボイスコイルのような歩留まりを確保して生産することは非常に困難である。

本発明は、上記課題を解決するもので、磁束の利用効率を改善させ、出力音圧レベルの向上を実現できる優れたボビン付き角型ボイスコイルの製造方法を提供するものである。

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。

本発明は、あらかじめ角型またはトラック型に空芯巻きした線輪に、後工程でボビンを結合して構成したボイスコイルの製造方法である。

この製造方法とすることにより、磁束の利用効率を改善させた角型またはトラック型のボビン付きボイスコイルを生産効率良く得ることができる。

以上のように、本発明の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法は、あらかじめ角型またはトラック型に空芯巻きした線輪に、後工程でボビンを結合して構成したボイスコイルの製造方法である。

この製造方法とすることにより、磁束の利用効率を改善させた角型またはトラック型のボビン付きボイスコイルを生産効率良く得ることができ、このボイスコイルを使用した電気音響変換器の出力音圧レベルを向上させることができる。

このように本発明は、性能向上を実現できる優れた電気音響変換器用ボイスコイルや電気音響変換器、さらにはこれらの電気音響変換器を搭載した電子機器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。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（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から請求項４および請求項８に記載の発明について説明する。

図１は本発明の一実施形態のボイスコイルの製造工法を示したものである。

図１（Ａ）は本発明の一実施形態の線輪とボビンの結合前の状態を示した斜視図、図１（Ｂ）はボイスコイル完成品の斜視図、図１（Ｃ）は線輪の巻線工法を示す斜視図である。

図１については、一般によく使用されている２層巻のボイスコイルについて説明する。

図１（Ａ）はボイスコイルの線輪２８ａとボビン２８ｂの結合前の状態である。

このボイスコイルの線輪２８ａは、図１（Ｃ）の線輪の巻線工法に示すように、角型の巻線治具２９に、マグネットワイヤーの１層目を、巻線治具２９の表面に、上から下へ巻線して１層目の線輪を形成させる。

次に、この１層目の線輪の下部から２層目を、１層目の外側に下から上へ巻線して２層目の線輪を形成させてボイスコイルの線輪２８ａを構成している。

このように、角型のボイスコイルであっても、ボビンレスで巻線すれば、ボビンの種々のばらつきを考慮する必要がないため、角部と直線部で時々刻々変化するテンションを上手く吸収しながら巻線を行うことができる。

一方、図１（Ａ）に示すボビン２８ｂは、別の工程でシート切断工程、抜き工程、カーリング工程等を経て、角型ボイスコイルの線輪２８ａに合致するように形状形成される。

そして、この線輪２８ａとボビン２８ｂを結合させて、図１（Ｂ）に示すボイスコイル完成品を得ている。

このとき、線輪２８ａとボビン２８ｂの結合には、あらかじめ線輪２８ａの融着皮膜である熱硬化性の樹脂をアルコールにより再活性するか、もしくは熱硬化性接着剤を塗布して、ボビン２８ｂと結合させる。

その後、角型の熱キュア用の治具にこの角型ボイスコイル２８を挿入して、規定の雰囲気温度と時間で熱キュアを実施することにより、線輪２８ａとボビン２８ｂの結合および線輪２８ａ自体の硬化を強固な状態にしている。

ここで、この線輪２８ａには、平角線を使用しており、線輪２８ａの線間強度向上と、磁気ギャップ内へのボイスコイルの線輪２８ａの占積率を向上させ、磁束の利用効率をさらに改善させた信頼性の高いボイスコイルを得ることができる。

また、このボビン２８ｂは、１枚のシートから形成され、その始端と終端との間に隙間を空けて、線輪に結合構成している。

この構成とすることにより、１枚のシート構成でボイスコイルの生産性を向上させ、大入力時の線輪部温度上昇により発生する線輪部とボビン部との材質違いによる熱膨張率、熱収縮率から生じる結合破損を、ボビンの隙間により吸収することで防止し、耐熱信頼性の向上を図ることができる。

前述の製造工法とすることにより、ボビン付きの角型ボイスコイルを得ることができ、スピーカ等の電気音響変換器を構成したときに、磁気ギャップの磁束密度の集中する位置に、ボイスコイルの線輪部を配置させることができる。

よって、磁束の利用効率を改善させ、軽量化したボビン付きの角型ボイスコイルを得ることができる。

（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５および請求項７に記載の発明について説明する。

実施の形態１と異なる内容についてのみ説明する。

図２は本発明の一実施形態のボイスコイルの製造工法を示したものである。

図２（Ａ）は本発明の一実施形態の線輪とボビンの結合前の状態を示した斜視図、図２（Ｂ）はボイスコイル完成品の斜視図を示したものである。

図２に示すように、ボビン２８ｃは２枚のＬ字型シートを、互いに隙間を空けて、線輪に結合して構成したボイスコイル２８Ａの製造方法である。

ここで、このボビン２８ｃの隙間は、ボイスコイルの線輪２８ａの角部に形成している。

この製造方法とすることにより、大入力時の線輪部温度上昇により発生する線輪部２８ａとボビン部２８ｃとの材質違いによる熱膨張率、熱収縮率から生じる結合破損を、２つのボビン２８ｃの隙間により吸収することで防止し、より耐熱信頼性の向上を図ることができる。

また、このボビン２８ｃの隙間を、ボイスコイルの線輪２８ａの熱膨張歪、熱収縮歪の発生しやすい角部に形成していることで、より効率よく歪を吸収することができ、さらなる耐熱信頼性の向上を図ることができる。

その他の内容については、実施の形態１と同様である。

（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６に記載の発明について説明する。

実施の形態１と異なる内容についてのみ説明する。

図３は本発明の一実施形態のボイスコイルの製造工法を示したものである。

図３（Ａ）は本発明の一実施形態の線輪とボビンの結合前の状態を示した斜視図、図３（Ｂ）はボイスコイル完成品の斜視図を示したものである。

図３に示すように、ボビンは、４枚のシートすなわち２８ｄを２枚と２８ｅを２枚を、それぞれ隙間を空けて、線輪２８ａに結合構成したボイスコイルの製造方法である。

この製造方法とすることにより、大入力時の線輪部温度上昇により発生する線輪部２８ａとボビン部２８ｄ，２８ｅとの材質違いによる熱膨張率、熱収縮率から生じる破損を、４つのボビンの隙間により吸収することで防止し、さらなる耐熱信頼性の向上を図ることができる。

当実施の形態のように、熱膨張歪、熱収縮歪の発生しやすい角部に隙間を形成していることで、より効率よく歪を吸収することができ、スピーカ等の電気音響機器の高耐入力化を図ることができる。

（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９に記載の発明について説明する。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のボイスコイルを用いて電気音響変換器を構成したものである。

図４は、本発明の一実施形態の請求項９に記載の電気音響変換器であるスピーカの断面図を示したものである。

図４に示すように、本発明のボイスコイル２８を使用してスピーカを構成したものであり、そのボイスコイル２８は、請求項８に記載のボイスコイルすなわち請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のボイスコイルを用いて構成している。

図４に示すスピーカの構成は、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路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を結合している。このフレーム２６の周縁部に、振動板２７の外周を接着し、この振動板２７にボイスコイル２８のボビン部２８ｂを結合するとともに、反対側の線輪部２８ａを磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように結合して構成している。

ここで、この線輪部２８ａの設定位置は、ボイスコイル２８がボビン部２８ｂを有することで、磁気回路２４の磁気ギャップ２５の磁束が多く分布している位置に合わせて配置構成することができる。

この構成とすることにより、磁束の利用効率を改善させることができ、スピーカの音圧レベル向上を図ることができる。

また、従来ではその重量のため、スピーカの音圧レベル向上の阻害要因となっていた磁束の有効利用ができないボイスコイル２８の上部に、ボビン部２８ｂを配置することで、重量低減を図ることにより、軽量化させスピーカの音圧レベル向上に寄与することができる。

よって、この構成とすることにより、ボイスコイル２８の磁束の利用効率を改善させ、電気音響変換器の出力音圧レベルを向上させることができる。

（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項１０に記載の発明について説明する。

本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の電気音響変換器と、少なくともこの電気音響変換器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。

図５は本発明の一実施形態の電子機器である携帯電話の要部断面図を示したものである。

図５に示すように、請求項９記載の電気音響変換器であるスピーカ３０を搭載して携帯電話８０を構成している。

ここで、この携帯電話８０の構成としては、スピーカ３０と増幅回路４０と液晶等の表示モジュール６０等の各部品やモジュール等を外装ケース７０の内部に搭載して携帯電話８０の要部を構成している。

この構成とすることにより、携帯電話等の電子機器の出力音圧レベルを向上させることができる。

よって、電子機器に搭載した電気音響変換器の変換効率を向上させることで、電子機器に搭載されているバッテリーの小型化や省エネ化を図ることができ、さらには電子機器の小型化や軽量化を図ることができる。

本発明にかかる電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法は、磁束の利用効率を改善させ、出力音圧レベルの向上が必要な各種音響機器に使用される電気音響変換器用ボイスコイルおよび電気音響変換器、さらには各種電子機器等の用途への適用に有用である。

（Ａ）本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの組立て前の状態を示した斜視図、（Ｂ）同ボイスコイルの斜視図、（Ｃ）同ボイスコイルの線輪の巻線工法を示す斜視図 （Ａ）本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの組立て前の状態を示した斜視図、（Ｂ）同ボイスコイルの斜視図 （Ａ）本発明の一実施の形態におけるボイスコイルの組立て前の状態を示した斜視図、（Ｂ）同ボイスコイルの斜視図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態における電子機器の要部断面図 従来のボイスコイルの斜視図

符号の説明

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
２８Ａ ボイスコイル
２８ａ ボイスコイルの線輪
２８ｂ ボビン
２８ｃ ボビン
２８ｄ ボビン
２８ｅ ボビン
２９ 巻線治具
３０ スピーカ
４０ 増幅回路
６０ 表示モジュール
７０ 外装ケース
８０ 携帯電話

Claims (10)

1. 電気音響変換器用の角型またはトラック型のボビン付きボイスコイルの製造方法であって、あらかじめ角型またはトラック型に空芯巻きした線輪に、後工程でボビンを結合構成した電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
2. ボイスコイルとボビンの結合は、熱硬化性接着剤を使用し、加熱結合した請求項１記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
3. ボイスコイルの線材は平角線とした請求項１または請求項２記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
4. ボビンは、１枚のシートを、その始端と終端との間に隙間を空けて、線輪に結合構成した請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
5. ボビンは、２枚のＬ字型シートを、互いに隙間を空けて、線輪に結合構成した請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
6. ボビンは、４枚のシートを、それぞれ隙間を空けて、線輪に結合構成した請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
7. ボビンの隙間は、ボイスコイル線輪の角部に形成した請求項４から請求項６のいずれか１つに記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の電気音響変換器用ボイスコイルの製造方法により製造された電気音響変換器用ボイスコイル。
9. 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に配置されたボイスコイルとからなり、前記ボイスコイルは請求項８に記載のボイスコイルを用いて構成した電気音響変換器。
10. 請求項９記載の電気音響変換器と、少なくともこの電気音響変換器に入力する電気信号の増幅手段とを備えた電子機器。

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