JPH0847088A - ボイスコイルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、４００℃の高温でも安定なボイス
コイルおよびそのようなボイスコイルを廉価に、容易に
製造する方法を提供することを目的とする。 【構成】 絶縁体15により包囲された金属ワイヤ13を巻
回して構成され、コイルの巻線が互いに結合されている
高声器のボイスコイルにおいて、絶縁層13はアミド−イ
ミドのような耐高温性重合体材料から構成され、コイル
を形成するワイヤ巻線13が超音波溶接により絶縁層15の
接触領域で相互に結合されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高声器用のボイスコイル
の製造方法、特に、ボイスコイルの個々のワイヤ巻線相
互の、またはワイヤ巻線とボイスコイル支持体との耐高
温性結合に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の技術では、高声器ボイスコイルは
ワイヤがボイスコイル形成のために支持体の周囲に巻付
けられる前に、主として銅製の金属コイルワイヤを最初
に絶縁層で被覆し、次に自己結合材料の層で被覆するこ
とにより通常構成される。構造によって、支持体はボイ
スコイルが取付けられるとき高声器の振動板に取り付け
られるいわゆるボイスコイル支持体である。ボイスコイ
ル支持体のないボイスコイルの構造が所望される限り、
支持体はボイスコイルが製造後に除去される巻線スピン
ドルの機能のみを有し、高声器の振動板に取付けられ
る。

【０００３】両者の構造は、巻線が対応する支持体周囲
に巻付けられた後、これらは巻線相互間および／または
巻線とボイスコイル支持体とを結合するための熱処理を
受ける点で共通している。この熱処理はまず、コイル巻
線を通じて電流サージを流して予備取付けが行われ、そ
れからボイスコイルが自己結合材料を通じて最終的な結
合強度を得るために熱処理を受けることにより行われ
る。対応する支持体周囲に巻付けられているコイルが既
に十分な安定性をもつ場合には、熱処理前の電流サージ
による予備取付けが省略される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】熱処理が例えば約１時
間程度の比較的長時間行われるということがこの方法の
欠点として考えられる。さらに別の欠点はこのようなボ
イスコイルは機械的負荷を受けるとき約１５０℃までの
温度でのみ安定であることである。前記温度範囲より高
温で焼成したコイルを動作させると、コイルワイヤが分
離してしまう。しかしながら、新しい応用では高声器と
ボイスコイルが非常に高温で動作するのでこのような
（自己結合）ボイスコイルは使用されない。

【０００５】それ故、本発明の目的は、耐高温性のボイ
スコイルが少ないエネルギ消費で迅速に製造されること
ができるボイスコイルの製造方法、および約４００℃の
温度に対して安定なボイスコイルを提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は請求項１に記
載されたように、絶縁層が耐高温性重合体材料から構成
され、コイルを形成するワイヤ巻線が超音波溶接により
絶縁層の接触領域で相互に結合されていることを特徴と
する高声器のボイスコイルにより達成される。また製造
方法に関しては請求項５に記載されたように、耐高温性
の重合体材料の絶縁層で金属コイルワイヤを被覆し、被
覆されたワイヤを巻線スピンドルの周囲に巻付け、ボイ
スコイルが巻かれる巻線スピンドル領域に超音波溶接装
置の超音波溶接電極とバックプレート電極とを位置し、
ボイスコイルはそれらの電極間に位置され、コイルワイ
ヤの絶縁層を相互に超音波溶接し、巻線スピンドルから
接合されたコイルワイヤを引離すステップを有する方法
により達成される。さらに本発明の有効な応用は請求項
２乃至４および６乃至８に記載されている。

【０００７】請求項１によると、現在の技術で知られて
いるボイスコイルワイヤの絶縁層は耐高温性の重合体材
料から作られ、異なったボイスコイル巻線の絶縁層の接
触領域は相互に超音波で溶接され、ボイスコイル巻線の
耐高温性の接続が自己結合材料によるボイスコイルワイ
ヤの絶縁体による付加的な被覆をせずに行われる。

【０００８】コイルワイヤが請求項２に記載されている
絶縁体で被覆され、ボイスコイルの支持体周囲に巻付け
られるならば、絶縁体はこの取付けを行うためボイスコ
イル支持体に特別な被覆をせずにボイスコイル支持体に
ボイスコイルを取り付けるためにも使用されることがで
きる。

【０００９】請求項３によると、ボイルコイル支持体は
また、少なくともボイスコイル巻線が位置される領域で
耐高温性重合体材料で被覆されるならば、超音波溶接技
術を使用して音声コイルワイヤは特定の強度と耐高温性
（摂氏約４００℃まで）でボイスコイル支持体に取付け
られることができる。

【００１０】図４で示されているように、ボイスコイル
ワイヤおよび／またはボイスコイル支持体がアミド−イ
ミド−重合体材料で被覆されるならば、特に良好な結果
が得られる。

【００１１】請求項５で示されているボイスコイルの製
造シーケンスは現在の技術により必要とされる自己結合
材料によるボイスコイルワイヤの被覆が省略されること
を明白に示している。さらに、ボイスコイルワイヤの相
互取付けが超音波溶接技術を使用して行われるので、そ
れが行われなければ必要とされる長時間の熱処理を省略
することができる。

【００１２】請求項６に記載されるように、超音波溶接
装置のバックプレート電極または“ソノトロード”の一
方がボイスコイル形成用の巻線スピンドルになるなら
ば、処理はさらに簡単にされる。

【００１３】ボイスコイルがボイスコイル支持体を伴っ
て製造されるならば、巻線動作を行う前に、巻線スピン
ドル上でボイスコイル支持体を滑動することが必要であ
る。

【００１４】少なくともボイスコイルワイヤを巻付けら
れるボイスコイル支持体の領域が耐高温性の重合体材料
で被覆されるならば、ボイスコイルワイヤとボイスコイ
ル支持体との間に特に適切な耐高温性接続が達成され
る。従来技術におけると同様に、この接続では自己結合
技術で使用されるボイスコイル支持体が自己結合材料で
被覆されることができる点を指摘すべきである。

【００１５】

【実施例】本発明を図面により詳細に説明する。図１は
紙面に対して垂直に延在する高声器軸11を横切ってボイ
スコイル支持体10を切断した図を示している。このボイ
スコイル支持体はこの実施例では管状であり、アルミニ
ウムで作られている。本発明は、ボイスコイル支持体10
の使用にも、ボイスコイル支持体10の材料としてのアル
ミニウムの使用にも限定を受けない。１５０℃をはるか
に越える温度の応用にも本発明により組立てられた装置
の使用は制限されない。

【００１６】ボイスコイルワイヤ13はボイスコイル支持
体10の外周12に巻き付けられ、これは高声器（図１では
図示せず）のボイスコイル14を構成する。図１の構造例
はボイスコイルワイヤ13がボイスコイル支持体10の外周
12に２層で巻き付けられていることを明白に示してい
る。

【００１７】この例では銅で作られているボイスコイル
ワイヤ13は約２５０μｍの直径Ｄを有し、絶縁層15で被
覆されている。この絶縁層15の厚さｄは約５０μｍであ
る。本発明の絶縁層は耐高温性のアミド−イミド重合体
材料で作られている。ボイスコイル支持体10の外周12は
またアミド−イミド重合体材料で被覆されており、これ
は摂氏約４００℃まで耐えることができる。符号16で示
されているこの絶縁層はボイスコイルワイヤ13またはボ
イスコイル14により被覆されているボイスコイル支持体
10の外周12上の領域にのみ形成され、これも厚さが５０
μｍである。

【００１８】巻かれた状態のボイスコイル支持体10を示
している図１は絶縁層15,16 がボイスコイルワイヤ13が
ボイスコイル支持体10の周囲に巻付けられた後、互いに
隣接することを明白にする。この時点ではワイヤは巻き
付けられただけなので、相互間およびボイスコイル支持
体10へのコイルワイヤ13の耐高温で安定な取付けを達成
するために絶縁層15,16 は互いに超音波溶接される。図
１による構造の超音波溶接を行い、溶接後にコイルワイ
ヤ13の十分な絶縁を確実にするために、絶縁層15と絶縁
層16の厚さｄは２０μｍよりも少なくない。

【００１９】ボイスコイル支持体10と巻かれたボイスコ
イル14の取付けが図２で詳細に示されている。管状のボ
イスコイル支持体10が保持装置17に位置される。この保
持装置17は狭い領域18を除いてボイスコイル支持体10の
外周12を包囲する。ボイスコイル支持体10の外周12をカ
バーしていない領域18はボイスコイル14を形成するコイ
ルワイヤ13の巻線を含んでいる。保持装置17は既にボイ
スコイル支持体10に取付けられ、コイルワイヤ13は巻回
されている。この場合、狭い領域18はボイスコイル支持
体10の外周12上のボイスコイル14の巻き幅Ｂを限定する
ために使用されることができる。外周12の周囲にコイル
ワイヤ13を巻く期間中に、巻線スピンドル（図２では図
示せず）はボイスコイル支持体10の断面を満たすことが
できない。

【００２０】コイルワイヤ13がボイスコイル支持体10の
周囲に巻き付けられた後、巻線スピンドル（これが存在
する限り）は除去され、超音波溶接電極19と置換され、
これはまたボイスコイル支持体10の内部断面を満たし、
破線で示された位置まで矢印Ｐ１方向に押付けられる。
電極19が既にボイスコイル支持体10の内部断面中に挿入
され、コイルワイヤ13が巻付けられるならば独立した巻
線スピンドルを省略できることが明白である。この場
合、電極19は巻線スピンドルの機能を引継ぐ。

【００２１】図２の19で示された電極は超音波溶接処理
のいわゆる“ソノトロード(sonotrode) ”を形成する。

【００２２】さらに、超音波溶接処理のバックプレート
電極20は矢印Ｐ２方向に沿って巻線ボイスコイル14まで
下げられる。ボイスコイル14と接触するバックプレート
電極20の領域は主に２つの半管状部分から構成され、巻
かれたボイスコイル14に軽い圧力を加える。

【００２３】ボイスコイル支持体10とボイスコイルワイ
ヤ13の絶縁層15,16 （図１）は電極19とバックプレート
電極20から構成される超音波溶接装置により互いに超音
波溶接される。

【００２４】図２で示されている超音波溶接装置と異な
る装置を使用することができ、バックプレート電極20は
ボイスコイル14の表面に対して全体的に位置しておら
ず、ボイスコイル支持体10およびボイスコイル14または
ボイスコイル支持体10と共に、回転“ソノトロード”19
は相互にコイルワイヤ13を溶接するようにバックプレー
ト電極20を通過して移動することができる。

【００２５】図２による装置の超音波溶接処理が終了さ
れると、例えば保持装置17の前面部分17.1は矢印Ｐ３方
向に除去されることができ、バックプレート電極20の部
分が矢印Ｐ２方向でボイスコイル14から持ち上げられた
後、ボイスコイル支持体10に取付けられたボイスコイル
14は矢印Ｐ３方向に装置から除去されることができる。

【００２６】図２に関して示された処理は図１によるボ
イスコイル14の構造を示しているが、処理はまた支持体
とコイルの組合わせを構成するためにも使用され、ボイ
スコイル支持体10は独立した絶縁層16を具備していな
い。ボイルコイル支持体の外周12上にコイルワイヤ13の
絶縁体15を良好な接着を達成するためにボイスコイル14
が置かれる外周12の領域は粗面にされなければならな
い。ボイスコイル支持体10自身が付加的な被覆をもたな
いならば、即ち、絶縁されたコイルワイヤ13がボイスコ
イル支持体10の外周12に直接巻付けられるならば、絶縁
層15の厚さＤは少なくとも２０μｍでなければならな
い。

【００２７】図３はいわゆるボイスコイル支持体のない
ボイスコイル14.1を構成する装置を示している。このよ
うなボイスコイル14.1はこれを形成する巻回コイルワイ
ヤ13がボイスコイル支持体10なしで互いに接続されて構
成され、このようにして高声器振動板（図示せず）に取
付けられる。

【００２８】このようなボイスコイル14.1の構造はボイ
スコイルワイヤ13が巻付けられる外周周囲に巻線スピン
ドルを常に必要とする。本発明の例では、超音波溶接装
置の電極19は巻線スピンドルの機能を達成する。電極19
は巻回期間中に支持体のないボイスコイル14.1の巻き幅
Ｂを限定し、下げられたバックプレート電極20の圧力下
で所望のボイスコイル14.1の巻き幅Ｂの膨脹を阻止する
ため保持装置17により包囲されてもよい。これは破線で
示されている。

【００２９】支持体のないボイスコイル14.1の図３の装
置への取付けが行われ、図１に関連して説明されたボイ
スコイルワイヤ13は電極19の外周21に巻付けられる。絶
縁体15が溶接処理期間中に電極19の外周21に取付けられ
ないように、ボイスコイル14.1により被覆される電極19
の領域は非常に滑らかな壁を有するかまたは剥離剤で被
覆される。バックプレート電極20の部品が巻かれたボイ
スコイル14.1上へ下降され、個々のコイルワイヤ13は相
互に接触されている絶縁体15で超音波溶接技術により結
合されるならば、バックプレート電極20がボイスコイル
14.1から持ち上げられ、保持装置17の前部17.1が除去さ
れた後、矢印Ｐ３方向に支持体のないボイスコイル14.1
を電極19から引離すことができる。図３の構造例でも同
様に電極19は超音波溶接装置の“ソノトロード”を形成
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボイスコイル支持体の断面図。

【図２】溶接装置の断面図。

【図３】図２と別の溶接装置の断面図。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体により包囲された金属ワイヤを具
   備し、コイルを形成する巻線が相互に結合されている高
   声器のボイスコイルにおいて、 絶縁層は耐高温性重合体材料から構成され、コイルを形
   成するワイヤ巻線が超音波溶接により絶縁層の接触領域
   で相互に結合されていることを特徴とする高声器のボイ
   スコイル。
2. 【請求項２】 ボイスコイルが管状のボイスコイル支持
   体周囲に巻かれ、超音波溶接後、コイルワイヤの絶縁層
   は同時にコイルワイヤをボイスコイル支持体に取付ける
   ことを特徴とする請求項１記載のボイスコイル。
3. 【請求項３】 ボイスコイル支持体は少なくともボイス
   コイルが巻かれる領域に耐高温性重合体材料の絶縁層が
   設けられていることを特徴とする請求項２記載のボイス
   コイル。
4. 【請求項４】 コイルワイヤおよび／またはボイスコイ
   ル支持体の絶縁層がアミド−イミド重合体材料から作ら
   れていることを特徴とする請求項１または２記載のボイ
   スコイル。
5. 【請求項５】 ステップ１として耐高温性の重合体材料
   の絶縁層で金属コイルワイヤを被覆し、 ステップ２として被覆されたワイヤを巻線スピンドルの
   周囲に巻付け、 ステップ３としてボイスコイルが巻かれる巻線スピンド
   ル領域に超音波溶接装置の超音波溶接電極とバックプレ
   ート電極とを位置し、ボイスコイルはそれらの電極間に
   位置され、 ステップ４としてコイルワイヤの絶縁層を相互に超音波
   溶接し、 ステップ５として巻線スピンドルから接合されたコイル
   ワイヤを引離すステップを有することを特徴とするボイ
   スコイルの製造方法。
6. 【請求項６】 巻線スピンドルが超音波溶接装置の超音
   波溶接電極またはバックプレート電極によって構成され
   ていることを特徴とする請求項５記載の製造方法。
7. 【請求項７】 ボイスコイル支持体が巻線スピンドル上
   に押込まれ、超音波溶接によりボイスコイルワイヤの絶
   縁層が相互に、およびボイスコイル支持体に結合され、
   ボイスコイル支持体および取付けられたボイスコイルが
   巻線スピンドルから引離されることを特徴とする請求項
   ５または６記載の製造方法。
8. 【請求項８】 巻付け前に、ボイスコイル支持体は少な
   くともボイスコイルワイヤが巻付けられる領域で耐高温
   性重合体材料で被覆されることを特徴とする請求項７記
   載の製造方法。