JP2008235232A - オーディオ用巻き回し導体 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーディオ再生時における音質改善を目的とした、オーディオ用巻き回し導体を提供する。
【解決手段】 オーディオ用ケーブルに直列に接続して使用するオーディオ用巻き回し導体１０であって、絶縁フィルム１４ａを層間に介在させて厚さ１５μｍ以下の金属箔１５ａを絶縁フィルム１４ａの両端に露出する幅をもって多数回巻き回して形成された導体部を備える本体１６と、該本体１６の金属箔１４ａが露出している両端面に前記金属箔１４ａと電気的に接続して引き出し線１７ａ、１７ｂが接合されてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はオーディオ用巻き回し導体に関し、より詳細には、オーディオ用ケーブルに接続して使用することによってオーディオの再生音質を改善することができるオーディオ用巻き回し導体に関する。

オーディオ装置では、各オーディオ機器の筐体内には配線ケーブルが、また機器を接続して音を再生するために各種の接続ケーブルが使用されているが、これらのケーブルの特性が再生音質に影響を与えることから、音質の劣化を防止するために種々のケーブルが提供されてきた。オーディオ用ケーブルとして従来提供されている製品は、１本の電線で信号を伝達する方式である単芯線によるもの、単芯線の欠点を補うために裸の細い線を多数本用いる方式である裸多芯線によるもの、裸の線のかわりに絶縁された線を使用するリッツ線によるものに大別でき、これらの方式を複合して利用するケーブルも使用されている。

上述したオーディオ用ケーブルのうち、単芯線によるものは、総断面積がこれと等しい多芯線と比較すると表面積が小さく、表皮効果（交流電流の周波数が高くなるにしたがって電流が導体表面をながれ、かつ位相が変化する作用）の影響が大きくなり、各周波数での信号の伝達状態が相違すること、太線に形成した場合には柔軟性に欠け、実用的でないという問題がある。
また、裸多芯線の場合には、表皮効果の影響は小さくなるものの、ストランドジャンプ現象によって線間を信号が飛び交ういわゆる迷走電流が発生し、信号に乱れが生じる問題がある。また、リッツ線による場合は、絶縁線を使用するため迷走電流の発生はなくなるが、線間に近接効果（近接した導体が存在している場合に、それぞれの導体に流れる交流電流が磁界の発生によって変位し、その変位量が周波数に依存する作用）が作用するために表皮効果と同様に各周波数での信号の伝達状態が相違してしまう。さらに、オーディオ用ケーブルでは、信号電流が流れる際に機械的振動が多かれ少なかれ発生し、これも音質劣化の原因となる。

オーディオ用ケーブルにおいて再生音質が問題とされるのは、このようにケーブル内を伝搬する信号の伝達経路が一定せず、複雑な経路になるためと考えられ、さらに信号電流によるケーブルの機械的振動がオーディオ再生時に音のにじみが生じたり、音像定位が不安定になったりする原因になると考えられる。本発明はこれらの従来のオーディオ用ケーブルにおける課題を解決すべくなされたものであり、オーディオ再生時における音のにじみや音像定位の不安定さを解消して音質を改善することができるオーディオ用巻き回し導体を提供することを目的とする。

また、近年のパーソナルコンピューター等のデジタル機器の普及に伴い、オーディオ機器やそのケーブルに高周波ノイズが伝播し、オーディオ再生音質を阻害しているため、その対策も再生音質の向上に寄与する。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。すなわち、オーディオ用ケーブルに直列に接続して使用するオーディオ用巻き回し導体であって、絶縁フィルムを層間に介在させて、厚さ１５μｍ以下の金属箔を絶縁フィルムの両端に露出する幅をもって多数回巻き回して形成された導体部を備える本体と、該本体の両端面に前記金属箔と電気的に接続して引き出し線が接合されてなることを特徴とする。
なお、導体部を形成する金属箔の巻き数、長さは適宜選択可能である。

また、前記絶縁フィルムを層間に介在させて前記金属箔を多数回巻き回した後、一旦前記金属箔を切断し、前記絶縁フィルムのみで多数回巻き回して絶縁体のみの部分を形成、その後前記金属箔を再度前記絶縁フィルムを介在させて多数回巻き回し、同軸状に２つの導体部を形成、それぞれの導体部に引き出し線が接合されていることを特徴とする。
このように、巻き回し導体を同軸状に形成することにより、２線ケーブルへの接続が１つの本体で可能であり、さらに同軸ケーブルに接続して使用するオーディオ用巻き回し導体として提供することができる。

さらに、前記絶縁フィルムを２層とし、その層間に前記絶縁フィルムより幅の狭い厚さ１５μｍ以下の金属箔を前記絶縁フィルムの幅方向に露出しないよう、また前記導体部と電気的に接触しないように、内周側の導体部から絶縁体のみの部分を経て外周側の導体部まで連続した巻き構造として、電気的フィルターを形成することを特徴とする。このように、電気的に絶縁された別の金属箔を本体内に形成することにより、前記導体部内ではキャパシタンス成分が、絶縁体部では巻き回しによりインダクタンス成分が発生し、ＬＣ直列共振回路が構成され、その共振周波数を適切に選択することにより、高周波成分を抑制することができる。

本発明に係るオーディオ用巻き回し導体によれば、厚さ１５μｍ以下の金属箔を導体部として形成したことにより、導体部をオーディオ信号が伝播する際に生じる表皮効果および近接効果を抑えることができ、さらに絶縁フィルムを介して導体部が形成されているため、導体間を信号が飛び交うこともなく再生音質の改善を効果的に図ることができる。

また導体部は多数回の巻き回しにより断面積が非常に大きいため、単位部分の電流密度が小さく箔振動が少ないため、更なる音質改善効果が図れる。

さらに、本体内に形成したＬＣ直列共振回路は、その定数を適宜選択することにより、高周波に共振周波数を設定することで、オーディオ音質に有害な高周波ノイズを抑制できる。

以下、本発明の好適な実施の形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。
（第１の実施の形態）

図１は、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体の第１の実施の形態の構成を示す斜視図である。オーディオ用巻き回し導体１０は、巻き芯１３の周りに、層間に絶縁フィルム１４ａを挟んで金属箔１５ａを多数回巻き回して形成された本体１６と、本体１６の両端面に露出する金属箔１５ａにはんだ付け等によって接合された引き出し線１７ａ，１７ｂとから形成される。

図２は、巻き芯１３の周りに絶縁フィルム１４ａを挟んで金属箔１５ａを巻き回した状態を断面図で示す。金属箔１５ａを絶縁フィルム１４ａを介在させて巻くことによって、金属箔１５ａが端面以外で電気的に接触しない。なお金属箔１５ａは絶縁フィルム１４ａよりも幅広のものを使用し、金属箔１５ａの両端面が絶縁フィルム１４ａの端縁よりも外方に露出するようにする。

本実施形態においては、金属箔１５ａとして、厚さ８μｍ、幅１８ｍｍの銅箔を使用した。表皮効果および近接効果を抑制するためには、金属箔１５ａはできるだけ薄いものが有効であるが、オーディオ信号の場合は周波数が２００ＫＨｚ付近までの信号に対して表皮効果、近接効果が抑制できればよい。このためには、金属箔１５ａの厚さは１５μｍ程度よりも薄いものであれば問題はない。また、本実施形態では金属箔１５ａとして銅箔を使用したが、銅箔に限らず錫箔、アルミ箔等の金属箔を使用することができる。

金属箔１５ａの層間に介在させて使用する絶縁フィルム１４ａには各種絶縁材料が使用できるが、本実施形態では、厚さ１２μｍ、幅１５ｍｍの延伸ポリプロピレンフィルムを使用した。絶縁フィルム１４ａは音質に影響を与える他の要因ともなるため、比誘電率および誘電損失が小さく、周波数特性の良い材料を選択する必要がある。また延伸フィルムを使用したのは、延伸フィルムの特徴として熱処理によってフィルムが収縮するため、本体を固く締め付ける効果があり、振動対策としても有効であるからである。

図３は、オーディオ用巻き回し導体を形成するために、丸棒状に形成した巻き芯１３に金属箔１５ａと絶縁フィルム１４ａとを巻きつけている状態を示す。本実施形態では、２ｍｍ径のポリカーボネートの丸棒を巻芯１３とし、この巻芯１３に上述した絶縁フィルム１４ａを数回巻きつけた後、絶縁フィルム１４ａとともに金属箔１５ａを所定の巻き数巻き回した。金属箔１５ａは両端面が１．５ｍｍ程度、絶縁フィルム１４ａの端縁から露出するようにして巻き回す。本実施形態においては、金属箔１５ａの巻き数を１００回とした。これは金属箔１５ａの巻き方向の長さで約１．３５ｍであり、導体部の断面積としては３．７ｍｍφの単線径に相当するものとなる。金属箔１５ａを所定の巻き数巻き付けたところで、金属箔１５ａを切断しさらに絶縁フィルム１４ａのみを数回巻き回して絶縁フィルム１４ａの端部を熱溶着等で接着する。

最後に、本体１６から外方に延出している巻芯１３の延出部分を切断除去し、本体１６の両端面に露出している金属箔１５ａの端縁部を叩いて平坦面状に潰し処理を施した後、本体１６の両端金属面に各々引き出し線１７ａ、１７ｂをはんだ付けしてオーディオ用巻き回し導体１０を形成した。
本体１６の両端面に露出している金属箔１５ａの端縁部分を潰し処理するのは、導体内に均一に電流が流れるようにするためである。図２は、金属箔１５ａの端縁部分を潰し処理する前の状態を示している。
（第２の実施の形態）

図４は、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体の第２の実施の形態の構成を示す斜視図である。第１の実施の形態におけるオーディオ用巻き回し導体１０は巻芯１３の周りに絶縁フィルム１４ａを介して金属箔１５ａを所定の巻き数だけ巻き回したのに対して、本実施形態のオーディオ用巻き回し導体１１は、層間に絶縁フィルム１４ａを介して金属箔１５ａを巻き回すことによって形成する２つの巻き回し導体１８ａ、１８ｂを中間に絶縁フィルム１４ａのみを巻き回した絶縁体部１９ａを設けて、同心状に配置したことを特徴とする。

図５に、オーディオ用巻き回し導体１１の本体２０の断面図を示す。巻芯１３の外周に巻き回し導体１８ａが形成され、巻き回し導体１８ａの外周に絶縁体部１９ａが設けられ、絶縁体部１９ａの外周にさらに巻き回し導体１８ｂが形成されている。図６は、巻芯１３に絶縁フィルム１４ａとともに金属箔１５ａを巻き回してオーディオ用巻き回し導体１１を形成している状態を示す。図６では、巻芯１３に巻き回し導体１８ａを形成した後、巻き回し導体１８ａの外周に絶縁フィルム１４ａのみを巻き回して所定の厚さの絶縁体部１９ａを形成している状態を示す。
絶縁フィルム１４ａを所定の厚さに巻き回した後、絶縁フィルム１４ａとともに金属箔１５ａを巻き回すことによって外周側の巻き回し導体１８ｂが形成される。

なお、本実施形態においては、第１の実施の形態におけると同様に、金属箔１５ａとして厚さ８μｍ、幅１８ｍｍの銅箔を使用し、絶縁フィルム１４ａとして厚さ１２μｍ、幅１５ｍｍの延伸ポリプロピレンフィルムを使用した。導体部１８ａおよび１８ｂの金属箔１５ａの長さは、それぞれ１ｍの長さに設定した。この場合、導体部１８ａおよび１８ｂの断面積は３．２ｍｍφの単芯線に相当するものとなる。
また、絶縁体部１９ａはその厚みが２ｍｍとなるように設定した。絶縁体部１９ａは、同軸に配置される内周側の導体部１８ａと外周部１８ｂとの間で層間容量として作用するため、厚いことが好ましい。

本実施形態のオーディオ用巻き回し導体１１を作製する場合も、本体２０から外方に延出している巻芯１３の延出部分を切断除去し、本体２０の両端面に露出している金属箔１５ａの端縁部を叩いて平坦面状に潰し処理を施した後、本体２０の導体部１８ａおよび１８ｂの両端金属面に各々引き出し線２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをはんだ付け等によって接合する。
こうして、図４に示した，２つの巻き回し導体１８ａ、１８ｂが絶縁体部１９ａによって電気的に絶縁されて同軸に形成されたオーディオ用巻き回し導体１１が得られる。

なお、図４では引き出し端子として通常の線を使用した場合を示したが、微小信号を処理する場合は、一般に同軸線が使用される。この場合は同軸線の芯線を巻き回し導体１８ａに、同軸線の外被線（シールド側）を１８ｂに接続することで目的が達成される。
（第３の実施の形態）

図７は、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体の第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。図７は第２の実施の形態の構成を示す図４の斜視図と同様であるが、本体２３の内部に新しく金属箔１５ｂが包含されていることを特徴とする。

図８に、オーディオ用巻き回し導体１２の本体２３の断面図を示す。これは、第２の実施の形態と同様に金属箔１５ａと絶縁フィルム１４をもって、巻き回し導体部１８ａ，１８ｂおよび絶縁体部１９ａを構成するものであるが、この時絶縁フィルム１４は１４ａおよび１４ｂの２層とし、その層間に絶縁フィルム１４ａおよび１４ｂより幅の狭い厚さ１５μｍ以下の金属箔１５ｂを、絶縁フィルム１４ａおよび１４ｂの幅方向に露出しないように、また金属箔１５ａと電気的に接触しないようにして、内周側の導体部１８ｃから絶縁体部１９ｂを経て外周側の導体部１８ｄまで連続して巻き回し、本体２３を形成するものである。

図９は、巻芯１３に巻きつけてから、内周側の導体部１８ｃから絶縁体部１９ｂまで巻き回す状態を示す。

図９は、絶縁体部１９ｂを経て外周側の導体部１８ｄに巻き回す状態を示す。

このように、電気的に金属箔１５ａから絶縁フィルム１４ａおよび１４ｂによって絶縁された別の金属箔１５ｂを本体２３の内部に形成することにより、導体部１８ｃおよび１８ｄでは、金属箔１５ａと１５ｂが相対し、キャパシタンスが発生する。また、絶縁体部１９ｂでは、金属箔１５ｂがコイル状に巻き回されるため、インダクタンスが発生し、結果としてＬＣの直列共振回路が巻き回し導体内に形成される。

導体部１８ｃおよび導体部１８ｄで発生するキャパシタンスは、金属箔１５ｂの幅、絶縁体フィルム１４ａ、１４ｂの厚さおよび導体部１ｃａへの金属箔１５ｂの挿入開始位置、導体部１８ｄでの金属箔１５ｂの巻き付け終了位置によって、適宜にその静電容量値を決定することが可能である。
また、絶縁体部１９ｂで発生するインダクタンスは絶縁フィルム１４ａ、１４ｂの絶縁体部１９ｂでの巻き数により、適宜にその値を決定することができ、結果として、ＬＣ直列共振回路の共振周波数を決定することができる。

本実施形態においては、第２の実施の形態におけるのと同様に、金属箔１５ａとして厚さ８μｍ５幅１８ｍｍの銅箔を使用し、絶縁フィルム１４ａ、１４ｂとしてそれぞれ厚さ１２μｍ、幅１５ｍｍの延伸ポリプロピレンフィルムを使用した。さらに金属箔１５ｂは厚さ８μｍ、幅９ｍｍの銅箔を使用し、これらを巻芯１３に巻き回した。
なお、内周側導体部１８ｃは３０回転巻き回し、絶縁体部１９ｂは７０回転、外周側導体部１８ｄは１６回転巻き回した。

上記巻き回し条件によって形成された本体１２は、略５，０００ｐＦの静電容量と、略３０μＨのインダクタンスをもつＬＣ直列共振回路を内蔵した。
計算では、この回路は約４１０ＫＨｚの共振周波数を有することとなり、本実施形態の本体１２は、４１０ＫＨｚの周波数に向かってインピーダンスが低下することとなり、高周波成分の抑制に寄与する。

具体的実施例

本発明品を具体的に実施する場合、以下の条件により実施される。
１、 本発明品の機械的強度を保持するため、本発明品はプラスチックや金属等のケースに封入、あるいは樹脂等でコーティングされる。
２、 本発明品が使用される回路の電流量によって、巻き回し導体部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの巻き回し量は調整される。
３、 本発明品の第２および第３の実施の形態においては、本発明品が使用される回路の電圧により、絶縁体部１９ａ、１９ｂの厚さは調整される。
４、 本発明品を対象機器に接続するため、用途にあわせて引き出し線１７ａ、１７ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂの形状を決定する。形状は単線、縒り線、リボン腺、また裸線、被覆線、同軸線等さらにターミナル形状の端子であっても、巻き回し導体部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに電気的に接合が可能であればよい。また長さにもとらわれない。

（具体的実施例その１）
本発明の具体的実施例その１としては、第１の実施の形態の巻き回し導１０を、長さ２ｍのスピーカーケーブルのプラス側の線に接続し、巻き回し導体１０がスピーカー側に結線されるように、オーディオアンプとスピーカー間に配線した。

（具体的実施例その２）
本発明の具体的実施例その２としては、第２の実施の形態の巻き回し導体１１を、長さ２ｍのスピーカーケーブルのプラス側に内周側の巻き回し導体部１８ａを、マイナス側に外周側の巻き回し導体１８ｂを接続し、巻き回し導体１１がスピーカー側に結線されるように、オーディオアンプとスピーカー間に配線した。

（具体的実施例その３）
本発明の具体的実施例その３としては、第３の実施の形態の巻き回し導体１２を用いて、具体的実施例その２と同様の配線をおこなった。

（具体的実施例その４）
本発明の具体的実施例その４としては、第２の実施の形態の巻き回し導体の本体２０に［００２３］項にて記述した方法で、片側に１ｍ、他方に１０ｃｍの同軸線を接合し、それぞれの同軸線の端部にＲＣＡプラグを装着、１０ｃｍの同軸線側がアンプ側になるように、ＣＤプレーヤーとアンプ間に配線した。

（具体的実施例その５）
本発明の具体的実施例その５としては、第３の実施の形態の巻き回し導体の本体２３を用いて、具体的実施例その４と同様の配線をおこなった。

評価試験

上記具体的実施例その１の本発明品を試験試料１、実施例その２の本発明品を試験試料２、実施例その３の本発明品を試験試料３、実施例その４の本発明品を試験試料４、実施例その５の本発明品を試験試料５として評価試験をおこなった。なお、比較用として試験試料１，２，３に用いたスピーカーケーブルを２ｍの長さで用意し、比較用資料１とした。また試験試料４，５に用いた同軸線と同一のものを１．１ｍ用意し、両端にＲＣＡプラグを装着して比較用資料２とした。

上記の試験試料および比較用資料を用いて、再生される音質の評価をおこなった。

なお、ケーブルも含めてオーディオ機器の性能を評価する方法として、歪率や周波数特性を測定することは可能であるが、再生音質の差異を定性的、定量的に測定する方法がないため、人の耳によって聴感上の特徴を把握して評価するのが一般的である。そこで、本発明品の評価試験では、オーディオに造詣の深いＡ、Ｂ、Ｃの３氏に、それぞれ保有のオーディオ機器を使用しての評価試験を依頼した。

表１がＡ、Ｂ、Ｃ３氏の評価試験結果を示す。いずれの評価結果も、試験試料に顕著な音質の改善がみられている。これらの評価試験結果は、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体１０、１１、１２が、オーディオ装置の音質改善にきわめて有効に寄与することを示すものと考えられる。

上述した本発明に係るオーディオ用巻き回し導体１０、１１、１２において特徴的な構成は、層間に絶縁フィルム１４ａを挟んで金属箔１５ａを多数回巻き回して形成した本体１６、２０、２３の構成にある。従来のオーディオ用ケーブルでは、ケーブルを信号が伝播する際に発生する表皮効果や近接効果によって、伝達経路が周波数によって相違することが音質劣化の原因になっていたと考えられるのである。表皮効果および近接効果は、導体に厚さや深さがあるために生じるもので、当然導体の厚さをできるだけ薄くすることによって抑制することが可能である。本発明に係るオーディオ用巻き回し導体１０、１１、１２においては、本体１６、２０、２３を構成する導体として厚さ１５μｍ以下の金属箔１５ａを使用することにより、表皮効果および近接効果を抑制し、信号の伝達経路を周波数にかかわらず同一とすることが可能となる。

ただし、単に薄い導体を使用するだけでは導体の断面積を大きくすることができず、許容電流が制限されるが、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体では、金属箔１５ａを多数回巻き回すことによって、導体の断面積を十分に確保することが可能となっている。

なお、金属箔１５ａを単に巻き回しただけでは、互いに接触して単芯線と実質的に変わらなくなり、金属箔１５ａの層間に迷走電流が発生してしまうが、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体では、層間に絶縁フィルム１４ａを挟んで金属箔１５ａを巻き回すことで、解決している。

さらに、本発明に係るオーディオ用巻き回し導体の第３の実施の形態に記述したように、本体２３の内部に別の金属箔１５ｂを金属箔１５ａから絶縁された状態で包含することで、ＬＣ直列共振回路を形成することにより、オーディオ再生音質に有害な高周波を本体２３に流し、次段の回路に伝播する高周波成分を抑制することが可能で、再生音質の向上に寄与することとなる。

オーディオ用巻き回し導体の第１の実施の形態の構成を示す斜視図である。 図１に示すオーディオ用巻き回し導体の本体の断面図である。 図１に示すオーディオ用巻き回し導体を作製する方法を示す説明図である。 オーディオ用巻き回し導体の第２の実施の形態の構成を示す斜視図である。 図４に示すオーディオ用巻き回し導体の本体の断面図である。 図４に示すオーディオ用巻き回し導体を作製する方法を示す説明図である。 オーディオ用巻き回し導体の第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。 図７に示すオーディオ用巻き回し導体の本体の断面図である。 図７に示すオーディオ用巻き回し導体を作製する方法を示す説明図である。 図７に示すオーディオ用巻き回し導体を作製する方法を示す説明図である。

符号の説明

１０，１１，１２ オーディオ用巻き回し導体
１３ 巻芯
１４ａ、１４ｂ 絶縁フィルム
１５ａ、１５ｂ 金属箔
１６、２０、２３ 本体
１７ａ、１７ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ 引き出し線
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 巻き回し導体部
１９ａ、１９ｂ 絶縁体部

Claims (3)

1. オーディオ用ケーブルに直列に接続して使用するオーディオ用巻き回し導体であって、絶縁フィルムを層間に介在させて、厚さ１５μｍ以下の金属箔を絶縁フィルムの両端に露出する幅をもって多数回巻き回して形成された導体部を備える本体と、該本体の両端面に前記金属箔と電気的に接続して引き出し線が接合されてなることを特徴とするオーディオ用巻き回し導体。
2. 前記絶縁フィルムを層間に介在させて前記金属箔を多数回巻き回した後、一旦前記金属箔を切断し、前記絶縁フィルムのみでさらに多数回巻き回し絶縁体のみの部分を形成、その後前記金属箔を、再度前記絶縁フィルムを介在させて多数回巻き回して、同軸状に２つの導体部を形成、それぞれの導体部の両端面に引き出し線が接合されてなることを特徴とする請求項１記載のオーディオ用巻き回し導体。
3. 同軸状に２つの前記導体部を形成する構造において、前記絶縁フィルムを２層とし、その層間に前記絶縁フィルムより幅の狭い厚さ１５μｍ以下の金属箔を前記絶縁フィルムの幅方向に露出しないよう、また前記導体部と電気的に接触しないように、内周側の導体部から絶縁体のみの部分を経て外周側の導体部まで連続した金属箔部を有する巻き構造として、本体内に電気的フィルター回路を形成することを特徴とする請求項２記載のオーディオ用巻き回し導体。

Images