WO1993020666A1

WO1993020666A1 - Haut-parleur

Info

Publication number: WO1993020666A1
Application number: PCT/JP1993/000401
Authority: WO
Inventors: Yoshio Sakamoto; Shirou Iwakura; Akio Tanase; Kaoru Yamazaki
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kenwood
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1993-10-14
Also published as: EP0835040B1; JPH0593197U; JP2592066Y2; DE69332569T2; EP0835040A1; DE835040T1; EP0587910A4; DE69332569D1; EP0587910A1

Description

明細書

スピーカ

産業上の利用分野

本発明はスピー力に係り特に、効率が良く、軽量化を図ることができるスピーカに関するものである。

従来の技術

従来の一般的なスピー力は、第 2 2図及び第 2 3図に示すように、ヨーク Y、単一のマグネット Μ及びトッププレート Τ Ρで構成される磁気回路が使用され、磁気ギヤップ G内にボイスコイル 1 を配置する構造となっていた。図において、 1 1 はボイスコイルビン、 2 は振動板、 3はダンパー、 5 はフレーム、 7はダストキャップである。なお、第 2 3図においては、コ一ン振動板 2のネック部 2. 1上方にウィンザー（中高音用振動板）が取り付けられいてる例を示している。

これら従来の一般的なスピー力のボイスコイルは、銅線等の導電材 Cによるボイスコイル線材が使用されていたが、このボイスコィル線材を改善して磁気効率を上げることを目的としたスピ一力が種種提案されており、、例えば、実開昭 6 0 — 1 5 5 2 9 6号公報で提案されているものにおいては、第 2 4図に示すように、磁性材 Fからなる磁性材平角線をボイスコイルボビン 1 1 に巻線すると共にその外側層として非磁性材（導電材） Cによる非磁性材丸線を巻回した構成となつている。そしてこのような構成により、マグネット Μ からのヨーク Υとトッププレート Τ Ρ間の磁気ギャップにおける磁束は磁性材 Fにより透過されやすくなり、見掛け上、磁気ギャップが磁性材 Fの幅だけ狭くなるため、スピー力効率の向上が可能となるとされている。

また、実公昭 4 9 一 2 8 9 2 0号で提案されているものにおいては、第 2 5図に示すように、導電材 C中に、磁性材 Fの粉末を混入せしめてボイスコィル線材を形成した構成となっている。

一方、厚み方向に着磁されたマグネットを同極側が対向するように配置し、両マグネット間の磁気ギヤップで発生する反発磁界内にボイスコイルを配置して駆動させる構造で、小型化、薄型化及び柽量化等を目的としたスピーカが種々提案されており、例えば、特開昭 5 9 — 1 4 8 5 0 0号公報ゃ特開平 1 一 9 8 4 0 0号公報等に示されているものがある。これを反発磁界とボイスコイルとの関係で見ると、特開昭 5 9 — 1 4 8 5 0 0号公報のものは第 2 5図に示す形態であり、特開平 1 一 9 8 4 0 0号公報のものは第 2 6図に示す形態である。図において、 M l , M 2はマグネット、 Pは両マグネットの対向面に配置されたセン夕一プレート、 1 はボイスコイル、 1 1 はコイルボビンを表している。

第 2 4図に示すスピー力のボイスコィルにおいては、磁性材 Fそのものによる磁性線材と、導電材 Cそのものによる導電線材とをそれぞれ層を変えて巻回するぎせであるが、導電材 Cは磁性材 Fに比して熱膨張率が圧倒的に高いため、磁性線材と導電線材との接着部分全体、及び磁性線、材と導電線材との端部が結合部分がきわめて剝離し易くなるという欠点を有していた。

特に通常の導電材 Cのみからなるボイスコイルのスピーカに信号を入力した場合、ボイスコィルの温度が 2 0 0〜 3 0 0 °Cとなるのは周知のとおりであり、磁性材 Fは導電材 Cと比較して導電率がきわめて低く、従って、磁性線材に信号を入力した場合には高温の発熱を招来し、上記の熱膨張率の差による剝離の問題が顕著となつていた。なお、導電材 Cは磁性材 Fと比較して放熱効果が高いものであるが、仮に、第 2 4図のようにボイスコイルの表面側に放熱効果の高い導電線材を配置したとしても、ボイスコイル全体の温度が上記通常のボイスコイルよりもはるかに高くなるため、導電線材の放熱効果を活かすことは困難である。

また、磁性材 Fと導電材 Cとの導電率の圧倒的な售いのため、スピー力の音質を向上させることは困難であり、 'この導電率の相違を解決するために磁性線材と導電線材との直径等を調整して等しい導電率にすることも考えられるが、この場合には両線材の太さが著しく異なるため、両線材がより剝離し易くなる等の欠点があるため、実際にスピーカとして実施することは極めて困難であつた。

第 2 5図に示すものの最大の難点は、導電材 C中に磁性材 Fを混入する形式であるため抵抗が増加し、発熱が著しい、ということである。また、この形式のボイスコイル線材においては、ボイスコィル線材の作成が著しく困難であった。即ち、ボイスコイル線材には通常直径 0 . 3 mm以下の、きわめて細い線材を使用するが、その一般的な作成方法としては、比較的太い線材をまず形成した後に、該太い線材を細長く引き伸して形成するものである。しかるに、第 25 図に示すようなボイスコィル線材にあつては、太い線材の引き伸しの際に、引伸し機の線材吐出孔の縁部に、磁性材の粉末が引っ掛かつてしまい、ボイスコィル線材が断線してしまうおそれがある。また、導電材 C中に磁性材 Fの粉末を混入する方法としては、溶解した導電材 Cに磁性材 Fの粉末を混入して攪拌する方法と、導電材 Cの粉末と磁性材 Fの粉末とを混合攪拌した後に圧縮して形成する方法とが考えられるが、いずれにしても、導電材 Cと磁性 Fの比重が異なるために、均一に攪拌してボイスコイル線材として使用できる程度の精度を保つことがきわめて困難であった。

また、攪拌作業を行なうと酸素と多く触れてしまい、酸化物が形成されてしまうため、ボイスコイル線材として使用するに充分な品質を保つことができなかった。なお、攪拌作業をアルゴン中や真空中等で行なえばこの点は解決するが、設備費の増加をともない、コストが大幅にかかる等の問題が生じる。

従って、量産性が悪く、高品質の維持が難しく、コストが著しく高くなるため、第 2 5図に示すスピー力を実施することは、現実的には非常に困難であった。

また、第 2 6図に示すものにあっては、コイル線が銅線等の一般の導電材 Cのみからなるボイスコイル 1を使うため、ボイスコイル 1 を駆動するために必要な磁気を効率よく透過させることが困難であった。即ち、反発磁界構造で得られる磁束幅は極めて狭く、センタープレート Pの外周部 P 1 に磁性材 Fからなる所定の厚さのァゥタープレート 0 P等を配置して、センターブレート外周部 P 1 の外側方向に磁気を誘導しないと所望の磁束幅を得ることができず、また、センタ一プレート外周部 P 1 に導かれた磁気の流れも、一部を除いて破線で示すようにプレート外周部 P 1 より直ちにマグネット M l , M 2の外周端部の S極側に向かって流れてしまう。従って、ボイスコイル 1 を駆動するために必要な方向、即ち、ボイスコイル

1 を横切る方向に殆ど磁気が流れないため効率が悪くなり、特に中低域の音圧が得られないためハイフアイ用のスピーカとして実際には実用化が困難であった。

一方、第 2 7図に示すものにあっては、ボイスコイル 1 の外周部

1 2に極めて透磁率の良い軟磁性材からなるテープ、例えば、ァモルファス金属テープ F a等を巻き付けてあるため磁気の流れは破線で示すようにコイル線を横切り易い形状となっている。しかし、ァモルファス金属テープ F aはボイスコイル 1 の最外周部 1 2に配置されており、つまり、最も多く磁気が出ているセンタープレート P の外周部 P 1から最も離れた位置に配置されていることとなる。周知の如く、磁気は離れるほど弱くなるから、第 2 7図に示すものにあっては、弱くなつた磁気を効率よく収束する目的で極めて透磁率のよいァモルファス金属を使用するわけであるが、ボイスコィル 1 の作製時には通常のコイル線材以外にァモルファス金属テープ F aが必要となり、ボイスコイル 1 の部品が増える欠点を有しているばかりでなく、現状においてはァモルファス金属テープ F aは従来の鉄、パーマロイ等の軟磁性材と比較して一般的でなく、入手困難でコスト高となる欠点がある。

さらに、一般的に、アモルファス金属テープ F aは弾性率が高く曲げにくい性質があるからカーリングが困難であり、ボイスコイル 1 の外周部に沿った形状を保存しにくい欠点がある。従って、接着剤等でコィル線外周部 1 2にアモルファス金属テープ F aを貼り付ける場合も該接着剤が強度を発現するまで貼り付け状態を保持しなくてはならず、貼り付け作業の工数増大及び煩雑性が増える欠点があるし、アモルファス金属テープ F aの接着後も該テープ F a端部が浮き上がり易く、この浮き上がり防止のために固定用バンドゃ接着剤にて補強を行うと、ボイスコイル 1 の重量が重くなるため効率が悪くなる欠点がある。また、第 2 7図に示すものにおいてはセンタープレート Pの外形 P 1寸法がマグネット M 1 ， M 2外径より小さいものを使用しているため、センタープレート P外周部に発生する磁束の量が少なく、効率が悪い欠点もある。

そこで、本発明の目的は、上記従来のスピーカの欠点を解消し、著しく効率を高めることができ、高性能でしかも軽量化を図ることができるスピー力を提供することにある。

発明の概要 ·

本発明に係るスピーカは、スピーカのボイスコイルの全部又は一部を、導電材により形成された導電線材芯と該導電線材表面の少なくとも一部に配置された磁性材のクラッディングとからなる複合線材により構成するか、或は、磁性材により形成された磁性線材の芯と該磁性線材表面の少なくとも一部に配置された導電材のクラッディングとからなる複合線材により構成するものである。

また、他の構成のスピーカにおいては、ボイスコイル構造として、材質の異なる複数のボイスコイル線材を同時に巻回すことにより、ボイスコィル線材の材質が交互に異なるように構成したものである。

この場合、厚み方向に着磁されたマグネットを同極側が対向するように配置すると共に両マグネットの対向面に磁性材からなるセンタープレートを挟持せしめるように配置して両マグネットの反発磁界による磁気回路部を構成し、該反発磁界内に位置するように上記センタープレートの外側に上記ボイスコィルを配置して該ボイスコィルで振動板を駆動するような構成とすることもでき、この場合には、センタ一プレートの直径寸法を両マグネットの直径寸法よりも大きく形成する。

また、上記ボイスコイルをボビンレス構造とすることも可能であり、この場合には、ボイスコイルの上端部、若しくは下端部にコーン紙等の振動板又はダンパー等のサスペンションを配置したり、ボイスコイルの外周部にコ一ン紙等の振動板又はダンパー等のサスぺンシヨンを配置することができる。 . なお、コーン紙からなる振動板のネック部の上方位置においてボイスコィル外周部にゥィンザ一を取り付けてもよく、この場合には、ゥィンザ一の頂部近傍若しくは斜面部に、チャンバ一又はダストキヤップが装着される。

更に、磁気回路部及び振動数をスピーカ用グリル若しくはスピ一力用グリルのパンチングに直接取り付けてフレームレス構成とすることも可能である。

ボイスコイルの全部又は一部が、導電材により形成された導電線材と該導電線材表面の少なくとも一部に配置された磁性材とからなる複合線材により構成され、或は、磁性材により形成された磁性線材と該磁性線材表面の少なくとも一部に配置された導電材とからなる複合線材により構成されているので、マグネットからの磁束が磁性材を良好に通過することとなり、スピー力の効率向上を図ることができるだけではなく、ボイスコィル自体の軽量化をも図ること力できる。

また、材質の異なる複数のボイスコイル線材を同時に巻回すことにより、ボイスコィル線材の材質が交互に異なるように構成した場合には、ボイスコイル線材を適宜選択して組み合わせることが可能となり、作成しょうとするスピーカの特性を考慮しつつ、上記と同様にスピーカの効率向上、軽量化を図ることができる。

また、反発磁界が得られる磁気回路に上記のボイスコイルを使用することにより、センタープレートの外周部に磁性材を配置することになり、磁気がセンタープレート外周部から更に外側に誘導され、コイル線を横切る磁束が得られやすくなる。従って、従来のような磁気ギヤップを構成しなくても実用上差支えのない程度の音圧レべルを得ることが可能となるた、さらなる軽量化、薄型化を図ることができ、さらに、図 2 6に示す従来のものでは特に中低域の音圧が得られず実用化が困難であったもの—を改善することができるだけでなく、後述するように、音圧レベルが中低域から高音域まで全般的に向上する特性が得られることとなる。

また、第 2 7図に示す従来のものと比較しても、磁性材の位置が磁束に対して極めて近い位置に配置されるため、効率が向上するという利点があり、しかもボイスコィルの軽量化を図ることができ、上記の反発磁界を利用する磁気回路において、両マグネッ卜で挟持されるセンタープレートをマグネットの直径寸法より 1腿ほど大きくすることにより、センタープレートの外径寸法がマグネットの外形より小さい場合に比して、センタープレート外周部の外側はより効果的に磁束を得ることができる。

更に、ボイスコイルの上端部若しくは下端部、或は外周部にコーン紙等の振動板又はダンバ一等のサスペンションを配置する構造とすることができるためさらなる薄型化が容易になり、しかもスピーカをボビンレス構造とすることにより一層の軽量化及び高能率化を図ることができ、磁性材の材質、配置等を最適に選定することによりさらに高性能なスピーカが得られる。

この場合、振動板のネック部の上方におけるボイスコイル外周部にウイザ一を取り付け、さらにウイザ一の頂部近傍若しくは斜面部に、チャンバ一、ダストキャップ等を装着することにより、振動板のストロークに余裕をもたせることができる。

また、磁気回路部及び振動板を、スピーカ用グリル若しくはスピ —力用グリルのパンチングに直接取り付けてフレームレスに構成した場合には、より一層の柽量化を図ることが可能となる。

図面の簡単な説明

第 1 図は本考案に係るスピーカの断面図である。

第 2図はスピー力の他の実施例を示す断面図である。

第 3図はスピー力の更に他の実施例—を示す断面図である。

第 4図は異なる種類の複合線材により形成したボイスコィルを用いたスピーカの実施例を示す断面図である。

第 5図は異なる種類の複合線材により形成したボイスコイルを用いたスピーカの他の実施例を示す断面図である。

第 6図は異なる種類の複合線材により形成したボイスコイルを用いたスピー力の更に他の実施例を示す断面図である。

第 7図は異なる材料によるコィル線材を材質が交互に異なるように巻線したスピー力の実施例を示す断面図である。

第 8図は本考案に係る反発磁界を利用したスピーカの断面図及びボイスコィルの局部拡大断面図である。

第 9図は第 8図における実施例の磁気回路構成部品を断面した分解斜視図である。

第 1 0図は第 8図のスピーカにおけるボイスコィルの他の構成例を示す要部の拡大断面図である。

第 1 1 図は第 8図のスピーカにおけるボイスコイルの更に他の構成例を示す要部の断面図である。

第 1 2図は第 8図のスピーカにおけるボイスコイルとして、材質の異なる複合線材を巻層を変えて巻線した例を示す要部の断面図でめ O o

第 1 3図は第 8図のスピーカにおけるボイスコイルとして、ボ^ スコィルの一部に複合線材を用いた例を示す要部の拡大断面図である o

第 1 4図は第 8図のスピーカにおけるボイスコイルとして、材質の異なるボイスコイル線材を交互に材質が異なるように巻線した例を示す要部の拡大断面図である。

第 1 5図は第 1 4図のボイスコイルにおける他の構成例を示す要部の拡大断面図である。

第 1 6図は本発明に係るスピー力の更に他の実施例を示す断面図である。

第 1 7図はウイザ一を取り付けたスピーカの実施例を示す断面図である。

第 1 8図は軽量化を図ったスピ一力の実施例.を示す断面図である。第 1 9図はフレームレス構造としたスピー力の実施例を示す断面図である。第 2 0図は第 8図の実施例によるスピーカと従来のスピーカの周波数特性を比較した周波数特性図である。

第 2 1図は第 1 7図の実施例によるスピー力と従来のスピー力の周波数特性を比較した周波数特性図である。

第 2 2図は従来のスピ一力を示す断面図である。

第 2 3図は従来のスピーカの他の構成を示す断面図である。

第 2 4図はボビンの外側に磁性材平角線を配置した従来のスピー力の要部を示す断面図である。

第 2 5図は導電材中に磁性材粉末を混入せしめたボイスコイル線材を用いた従来のスピーカの断面図である。

第 2 6図は従来の反発磁界型のスピーカを示す断面図である。第 2 7図は ·従来の反発磁界型のスピーカの他の構成を示す断面図である。 ' 実施例

本発明に係るスピーカの実施例を第 1図〜第 2 1図に基づいて説明するが、第 2図〜第 2 7図に基づいて説明した従来のものと共通部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図において、 Aは、導電材 Cにより形成された導電線材の表面に磁性材 Fを配置することにより形成された複合線材である。なお、説明の簡略化のためにボイスコィル線材の最外側層の絶縁層は省略して示されている。

第 1図においては、該複合線材 Aをボイスコイルボビン 1 1 に巻回してボイスコイル 1 を形成し、第 2 3図で示す従来のスピーカにおける磁気ギヤップ G内に配置したものである。

従って、マグネット Mからの磁束は、複合線材 Aの磁性材 Fにより集中されて透過されやすくなるため、スピーカの効率は向上されることとなる。また、第 1 図における実施例においては中心に導電材 Cを配置し、該導電材 Cの芯表面に磁性材 Fをクラッディングとして配置して複合線材 Aを形成したが、導電材 C及び磁性材 Fの導電率及び熱膨張率の違いを考慮し、両者の量を適宜調整することがてきるのは勿論である。なお、複合線材 Aは磁性材 Fのみからなる磁性線材と比較して導電率が高く、しかも放熱効果も良好であるため複合線材 A自体がそれほど発熱することはない。従って、導電材 Cと磁性材 Fの熱膨張率の違いはそれほど重要視する必要がなくなり、安定した状態を保つこととなる。

中心に位置される導電線材のみで十分な導電率を確保できるような構成とした場合には、仮に導電線材が膨張して磁性材 Fの部分が断線してもスピー力の特性 · 音質には何ら問題はなく、またこの場合においては、磁性材 Fが導電線材から脱落してしまうわけではないので、マグネット Mからの磁束を集中させる効果については、何ら問題を生じるものではない。

更に、磁性材 Fにより形成された磁性線材の芯の表面に導電材 C をクラッディングとして配置して複合線材 Aを形成することも可能であり、この場合も上記と同檨にしてスピーカの効率を向上させることができる。特に、熱膨張率の点においては、表面側に熱膨張率及び放熱効果の高い導電材 Cが配置されているため、特に問題となることはない。

複合線に於ける磁性材の量をコントロールする方法として、導電材を多くする場合と酸性材を多くする場合とで線材の処理が異なつてくる。つまり、量を多く欲する材料を母材にすると比較的容易に量のコントロールが可能である。第 1 図の実施例の場合は、銅等の導電材を芯として、パーマロイ、鉄等の磁性材をクラッディングとしてメツキさせることにより、銅線の回りに磁性材を付着させた。該方法の利点は、銅等の導電材の量が多く、磁性材の量が少ない場合に有効な手法であって、本文中に記載された磁性材量が現状では限度に近いが、少ない量ではメツキでは 1 . 5 ミクロン程度、蒸着等の手法では更に少ない量のコントロールが可能である。

逆に磁性材の量を多く取りたい場合は、鉄等の磁性材を芯として、該母材に銅等の導電材を溶銅浸漬（D I P FOMINNG PROCESS ) 等をクラッディングとして付着させることが可能である。該線材（以下、鉄コア線と記す。）は銅等の導電材の厚さが線材の太さに対して約 3 0 〜 8 0 %の厚さのコント口一ルが可能であるが、銅の比率が少ないほどコストが低いことはもちろんの所であり、更に少ない量の場合はメツキ、蒸着等の手法が可能である。

我々は直径 ø 0 . 3腿で鉄と銅の断面積比率が 5 6 : 4 4で導電率が 6 0 %の鉄コア線を得、更に該鉄コア線を ø 0 . 2 1 mmまでダイスで線引きして絶舞処理を施し、巻巾約 6 . 5舰、直流抵抗約 3 . 4 Ω、ボイスコイル内径 ø 3 0 . 4 ramのボイスコイルを得ることができ、更に該鉄コア線は約 0 0 . 1 舰まで線引き可能であることが判明した。又、 0 0 . 2 3 mmの鉄コア線を圧延して 0 . 0 5 mm X 0 . 9 醒の平角線を得ることが出来、所望の平角線を得ることが可能であることも判明した。

又、前記鉄芯線をそのまま使用した場合、磁性材の量が多すぎて磁気ギヤップに吸着したり、コギング現象を起こす場合があるので、同じ線径のアルミ線を平行に配置して第 1 5図に示すように 1 ターンごとに交互に配置することにより、該現象を回避し更に特性の 1 部を改善すること、特に低域の立上がり等をコントロールすることが可能であった。

更に厚さ 5〜 8 の銅箔の表面（片側）に鉄、或いはパーマロイ等磁性材を厚さ約 2 . 5 ミクロンにメツキし該材料を幅 0 . 8腿にスリットし更に該スリツト線に絶縁処理を施しボイスコィル用線材を得ることができた。従って、該線材を図のように使用することによりより効果のあるコィルを作成することが可能である。

次に、複合線材 Aの製造方法はとしては、太い棒状の導電材 Cの表面全体に溶解した磁性材 Fを適当な厚さで適宜配置して太い棒状の複合線材を形成し、該棒状複合線材を引伸して形成する方法、導電材 Cに磁性材 Fを圧着するクラッド方法、導電材 Cの表面に磁性材 Fを塗布する方法、導電材 Cの表面に磁性材 Fを蒸着する方法等を適宜採用することができる。特に、太い棒状の複合線材を引伸して形成する方法においては、磁性材 Fを厚く形成することができるため、より性能を向上させることができる。

なお、ボイスコイル 1 に使用する複合線材 Aは、第 2図のように導電材 Cにて形成された平角線 C 1 の表面全体に磁性材 Fを配置したものでもよく、第 3図のように導電材の箔 C 3の片面に磁性材 F を配置し、所定の幅にスリットした後絶縁処理を施したものでもよい。この場合は、導電材 Cは銅だけでなくアルミニューム等でもよく、導電材 Cへの磁性材 Fの配置方法は、上記の通り適宜選択することが可能なのは勿論である。

スピーカの用途に応じて、配置されるべき磁性材 Fの材質を異ならせた複数種類の複合線材 Aを巻層を変えて巻回してボイスコイル 1 を構成することができる。例えば、第 4図においては、第 1 層、第 2層は銅線 C 1 の周囲に鉄 F iを配置した複合線材 Aを巻き、第 3層、第 4層は銅線 C 1 の周囲にパーマロイ F pを配置した複合線材 Aを巻いてボイスコイル 1 を構成した例である。

第 5図はボイスコイル 1 の一部に複合線材 Aを使用した例であり、第 1層、第 2層は通常の銅線 C 1 を巻き、第 3層、第 4層は複合線材 Aを巻いてボイスコイル 1 を構成したものを示している。この場合においても、導電率及び熱膨張率を考慮して導電材 Cと磁性材 F の量を適宜変更できるのは勿論である。

なお、上記した通り、複合線材 Aは、磁性材 Fのみの線材に比して熱膨張率が低いから、第 5図に示すように、銅線 C 1 と複合線材 Aを曆を変えて巻回する構成においても、熱膨張率の違いによる線材同士の剥離が生じることはない。

第 6図は、材質の異なる複数本のボイスコイル線材を巻回すことにより、ボイスコイル 1 の材質が交互に異なるように構成した例である。この構成例では磁性材 Fが鉄 F f である複合線材 Aと磁性材 Fがパーマ口ィ F pである複合線材 Aを 2本同時に巻き、交互に材質が変わるようにしたものである。

また、第 7図は、通常の導電材 Cによる導電線材と複合線材 Aを 2本同時に巻き、交互に材質が変わるように構成した例である。この場合には、ボイスコイル線材を適宜選択して組み合わせることが可能となるため、作成しょうとするスピーカの特性を考慮しつつ、上記と同様にスピーカの効率向上、柽量化を図ることができる。

このような搆成において、複合線材 Aにおける磁性材 Fと導電材 Cとの比率を、実施しょうとするスピーカによって適宜変更しなくても、組合わせるべき線材を選択することによりスピーカに適合したボイスコィルを作成することができるため、既存の複合線材 Aを再利用することができる。

次に、第 8図〜第 2 1図に基づいて、反発磁界を有する磁気回路部のスピーカに実施した例を説明する。

この実施例で使用するマグネット M l ， M 2は、夫々厚さ方向に着磁されたネオジゥ厶系のマグネットであり、この実施例においては、外形 2 9 mm、内径 1 2 mm、厚さ 6腿のリング状のものを 2個使用した。なお、第 8図及び第 9図において、 4はホルダであり、マグネット M 1 ， M 2及び該両マグネット M 1 , Μ 2間に挟持されるセンタープレート Ρを支持するために用いられる。このホルダ 4 はアルミニュームで成型されており、その構造は、底部中央に底部から上方に向かった円筒状のセンターガイド部 4 1 が設けられ、該セン夕ーガイド部 4 1 の下端部にマグネット M l , M 2及びセンタープレート Pの高さ方向の位置出し機能を有する段部 4 2が設けられ . ている。

上記段部 4 2にアタリル系の接着剤を塗布した後、上記マグネット M 2を N極が上方になるように向けて、該マグネット M 2の内径部 M 2 2をホルダ 4のセンタ一ガイド部 4 1 に挿入する。なお、センターガイド部 4 1 の外形は 1 1 . 9 5 匪に加工してあり、簡単に挿入することができる。挿入したマグネット M 2の上面に接着剤を塗布した後、外径 2 9 . 9 5 mm , 内径 1 1 . 9 5 匪、厚さ 4 mmのリング状のセンタープレート Pを挿入する。このセンタープレート P は内径及び内径の稜線部に C O . 4の面取り加工が施された鉄製のものであり、その内径部 P 2をセンターガイド部 4 1 に圧入し、センタープレート Pの下面が上記マグネット M 2の N極側に密着する位置まで押し込む。さらにそのセンタ一プレート Pの上面に接着剤を塗布し、マグネット M 1 の N極を下方に向けて該マグネット内径部 M l 2をセンターガイド部 4 1 に揷入し、センタ一プレート Pの上面に密着する位置まで押し込む。従って、 N極同士が向かい合つたマグネット M 1 ， M 2がセンタープレート Pを挟持した形態で、センタープレート外周部 P 1 がマグネット M 1 ， M 2 の外周部 M i l , M 2 1 より約 0 . 5 mm外側に飛び出た状態で設置されることとなる。

この磁気回路をフレーム 5 に取り付けるにはホルダ 4をフレーム 5 に固定するが、該ホルダ 4の外側には幅約 2 腿、厚さ 2 . 5 匪のフランジ部 4 3が設けられると共に該フランジ部 4 3の外側には舌片状の凸部 4 4が 9 0 ° 振り分けで 4か所に突成されており、該凸部 4 4の中央部近傍には直径 4 mmのタップ 4 5が形成されている。上記フランジ部 4 3にゴム系の接着剤を塗布した後、該フランジ部 4 3にフレーム 5の底部を取り付けるが、該フレーム 5底部には上記夕ップ 4 5に対応した位置に取付穴が設けられていて、図のように直径 4腿のビス 6 にて該磁気回路とフレーム 5を固定する。なお、 - フレーム 5は外径約 1 6 5 mm、深さ約 2 0画の通称 6 . 5インチと称されているものであり、材質は 0 . 7 mm tのアルミニューム板製のプレスフレームであつて、重量は約 4 0 gのものである。

上記のようにして構成された磁気回路に第 1図のようなボイスコィル 1 を設置して第 8図のスピー力が構成される。ボイスコイル 1 は、厚さ 0 . 0 5腿の P P T Aフィルム製のボビン材 1 1 に複合線材 Aを巻線して構成され，複合線材 Aは、導電材 Cたる銅線 C 1 の表面全体に磁性材たるパーマ口ィ F pを配置して形成されている。具体的には、複合線材 Aは、直径 0 . 2 1 mmの銅線 C 1にパーマ口ィ F pを 1 0 の厚さでメツキにてコ一ティングすると共に絶縁材をコーティングした線材が使用され、巻幅を約 6 mmに設定したボビン 1 1 の下端部に巻き付け、直流抵抗は 3 . 4 3 Ωとした。

従って、第 2 2図及び第 2 3図に示す従来のスピーカのように、ヨーク Y及びトッププレート T Pを使用する形式ではないため、磁気ギヤップ Gを有しない構造となるが、ボイスコイル 1 自体が磁気透過作用を有するため、第 8図で矢示すように磁束が効率よくボイスコイル線材を横切ることができる。 . 振動板 2は、外径約 1 3 4 mm (エツジを含む）、ネック径 3 1匪、深さ約 1 5 mmのパルプ製のコーン状振動板を使用し、ダンパー（サスペンション） 3は綿布等にフヱノ一ルを含浸させてコルゲ一ション等を熱成型した一般的なものを用いた。このように形成された振動板 2 とダンパー 3を上記磁気回路とフレーム 5を組み立てたものに取り付けてスピーカとして完成させる。この第 8図に示すスピー力を測定したところ、第 2 0図の実線で示す特性が得られた。

複合線材 Aによるボイスコイル 1 の特性と比較するために、磁性材を配置していない通常の銅線 C 1 (直径 0 . 2 1 腿）によるボイスコイルを上記実施例に係るスピー力に適用してその特性を測定したところ、第 2 0図に示す点線のような特性であった。

また、第 2 2.図に示す、反発磁界を使用せずに一般的な磁気ギヤップを有し、銅線によるボイスコイル 1 が組み込まれている従来のスピーカについて特性を測定したところ、第 2 0図に示す一点鎖線のような特性であった。なお、この場合、条件を合わせるために、振動系は本考案の上記実施例のものと全く同様のものを使用し、フレーム 5 も本考案の上記実施例のものと同じ形状で、従来より一般的に使用されている 0 . 7 腿 t の鉄板製プレスフレームを採用し、磁気回路も従来一般的に使用しているトッププレート T P (外形 7 5 111111、内径 3 2 . 2 5 mm、厚さ 4. . 5 mm ) 、フェライト系マグネット M (外形 8 5 腿、内径 4 5 mm、厚さ 1 3 画）及びヨーク Y (ポール径 2 9 . 9 5 腿、ボトム外径 7 5 匪、高さ約 2 0 腿）で組み立てた磁気回路のスピー力にて測定した。

比較検討したところ、第 2 0図の特性からも明らかなように、複合線材 Aを用いた本考案のスピー力においては、反発磁界中に従来のボイスコィル線材を組み込んだスピー力よりも格別に優れた音圧レベルが得られることが判明した。なお、従来のフェライト系マグネットを使用したスピーカと比較した場合には、若干の音圧レベル差はあるものの実用上差し支えのない特性が得られることが判明した。

また、第 8図に示す本考案に係るスピー力と上記従来のスピー力の重量を比較したところ、上記実施例におけるスピー力においては、磁気回路部重量は約 8 3 g、スピーカの単体重量は 1 3 3 g、グリルを含む全体重量は約 2 1 8 gであるのに対し、上記従来のスピー力においては、磁気回路部重量は 6 0 3 g、スピーカの単体重量は約 7 8 0 g、グリルを含む全体重量は 8 6 5 gであった。即ち、上記実施例に係るスピーカは、従来のスピーカに対し、磁気回路部では約 8 6 %、スピーカの単体重量では約 8 3 %、グリルを含む全体重量では約 7 5 %もの大幅な軽量化が可能となった。

第 1 0図〜第 1 5図は上記のように構成した反発磁界型の磁気回路部に配置されるボイスコイル 1 の他の構成例であり、複合線材 A の構成を適宜選択することにより実施される。

第 1 0図は導電材 Cにて形成された平角線 C 1 の表面全体に磁性材 Fを配置した例であり、笋 1 1図は導電材の箔 C 3の片面に磁性材 Fを配置し、所定の幅にスリットした後絶縁処理を施し、ポビンレス構造としたものである。

また、スピーカの用途に応じて、配置される磁性材 Fの材質を異ならせた複数種類の複合線材 Aを巻曆を変えて巻回してボイスコィノレ 1を構成することができ、第 1 2図は、第 1層、第 2層として銅線 C 1 の周囲に鉄 F f を配置した複合線材 Aを巻き、第 3層、第 4 層として銅線 C 1 の周囲にパーマロイ F pを配置した複合線材 Aを巻いてボイスコイル 1 を構成した例である。

第 1 3図は、ボイスコイルの一部に複合線材 Aを使用した例であり、第 1層、第 2層は通常の銅線 C 1 を巻き、第 3曆、第 4層は複合線材 Aを巻いてボイスコイル 1 を構成した例である。

第 1 4図は、材質の異なる複数本のボイスコイル線材を巻回すことにより、ボイスコイル 1 の材質が交互に異なるように構成した例であり、磁性材 Fが鉄 F f である複合線材 Aと磁性材 Fがパーマ口ィ F Pである複合線材 Aとを 2本同時に巻き、交互に材質を異ならせた構成例、第 1 5図は通常の導電材 Cによる導電線材と複合線材 Aを 2本同時に巻き、交互に材質を異ならせた構成例である。

第 1 6図はスピーカの他の実施例を示し、第 2図における磁気回路ホルダ 4の底部を浅くし、ボイスコイルをボビンレス構造とすると共にボイスコイル 1 の外周部 1 2に振動板 2及びダンバ一たるサスペンション 3の端部を直接接着剤で取り付けたものである。なお、ボイスコイル 1 の周囲にクラフト紙等の補強材 1 ' を巻いて、そのクラフ卜紙の上に振動板及びサスペンシヨン端部を接着すると共にクラフト紙表面をリード線とボイスコィルの接合のための配線基板として利用している。従って、従来のスピーカや第 8図に示すスピ —力におけるボイスコイルボビン 1 1の重量分が軽量化されるだけでなく、ボイスコイル 1 がセンタ一プレート Pの外周部に近い位置に配置され、即ち、磁性材 Fがより強い磁気が得られる位置に配置されることとなるため、ボイスコイル 1 の駆動力を強めることができる。

なお、ボビンレスのボイスコイルの作成は、まず、アルミニューム等で形成された筒部材に薄いテープを粘着し、前述した複合線の表面に形成された熱硬化型接着剤を溶剤等により再活性化させたボイスコイル線材を該テープ上に巻回し、次に、該筒状部材を熱乾燥させることによりボイスコィル線材同士を熱硬化させて固着させた後に、ボイスコィルを筒状部材から取り外してボイスコイル内周部のテープを除去するという、従来より一般的に使用されている手段で作成することができる。

第 1 6図のように構成する場合、振動板 2やダンバ一等のサスぺンシヨンの端部は必要に応じてボイスコイル 1 の上端部もしくは下端部に配置しても何ら支障はない。しかし、この構造のスピー力においては、図からも明らかなように磁気回路の一方のマグネット M 1 がボイスコイル 1 よりも上方に突き出る状態となる。この状態で通常のダストキャップ 7或はチャンバを取り付けるとマグネット M 1 の外周部 1 1の上端部とダス卜キヤップアの内側面の距離が短くなり、振動板が大きく振幅した場合、ダス卜キャップ 7の内側面とマグネッ M 1の外周部 M 1 1 の上端部とが接触して異常音が発生するため、振動板 2のストロークに制限を加えることとなる場合 'ある。

このような場合には、第 1 7図に示すような構造とすれば問題点を解決すると共により高性能化を図ることができる。図において、 8はウイザ一である。

この場合、ボイスコィル外周部 1 2に振動板 2のネック部 2 1及びダンバ一 3の内径部を接着し、該ネック部 2 1上方及びボイスコィル外周部 1 2にウイザ一 8のネック部を取り付けて該ウイザ一 8 の頂部近傍にダストキャップ 7を設けた構造とする。従って、マグネッ卜 M 1の上面部とダストキャップ 7の内側面の距離が長くなり、振動板 2が大振幅しても、マグネ、ソ卜 M 1 の上端部とダストキャップ 7の内側面とが接 ¾することはない。

第 1 7図のスピーカの特性を測定するために、第 8図に示すスピ —力と同様の寸法である内径 3 0. 4 mmのスピーカフレーム 5と運動板 2を用いて第 1 7図のスピーカュニットを作成した。この場合、ウイザ一 8は外径約 5 0 mm、ネック择約 3 1 . 5 mm, 深さ約 1 1 mm のパルプ製のものを使用し、ダストキャップ 7は、外择約 5 0 ram、ドーム深さ約 7 國であり、織布にフェノ一ルを含浸させて熱成型したものを使用した。この寸法のスピー力において特性を測定したところ、第 2 1図の実線で示す特性が得られた。

また、これと対比するために、第 2 3図に示す従来のスピー力と同様のスピーカ、即ち、ウイザ一 8が取り付けられていて反発磁界を使用しないスピーカを作成した。この場合、寸法においては、上記第 8図のスピーカとの対比に使用された第 2 2図におけるスピ一力とすべて同一条件とし、また、コーン紙 2及びダンパ一 3も第 2 2図の従来のスピーカと同様のものを使用した。この構造のスピ ―力の特性を測定したところ、第 2 1 図の点線で示す特性が得られた。

この測定結果からも明らかなように、第 1 7図の実施例によるスピ一力は、従来のフェライ卜系マグネッ卜を使用したスピーカより若干の音汗レベル差はある'ものの実用卜.差し支えない特性を得ることができた。なお、この実施例においては、ウイザ一 8にダストキヤップを取り付けて構成した力ダストキヤップ 7の代りにチャンバー等を取り付けてもよいことは勿論である。

また、第 1 7図の実施例によるスピーカと、第 2 3図に従来例によるスピーカの重量を比較するが、この実施例におけるスピーカの磁気冋路部重量は約 8 3 ぎであって、スピーカとしての単体重量は約 1 3 3 g、グリルを含む全体重量では 2 1 8 gであった。従って、第 2 3図に示す従来の一般的なスピー力と比較して、磁気回路部では従来例（ 6 0 3 g ) よりも約 8 6 %、スピーカの単体重量（ 780 g ) では約 8 3 %、グリルを含む全体重量（ 8 6 5 では約 7 5 %も.の大幅な軽量化が可能となった。

更に他の実施例として、極限の軽量化を目的として、第 1 8図に示す構造のスピーカを試作した。即ち、スピーカフレーム 5をきわめて薄型の断面略「倒れコ」字状とし、ダンバ一等のサスペンション 3を使用せずに振動板 2の端部に配置されているェッジ部 2 2の端部をフレームに取り付けたものである。このスピーカにおいては、磁気回路部電量約 8 3 g、スピーカの単体重量は約 1 2 5 g、グリルを含む全体重量は 2 1 0 gであった。

第 1 8図のスピーカよりも更に軽量化を図るため、第 1 9図に示すように、フレーム 5を省き、ノンチング 9 1 とグリル枠 9 2 と力、らなるスピーカグリル 9に磁気回路部と振動板 2とを直接取り付けたスピ一力を作成した。この構造を説明すると、前述の第 2図に示すものと同形状のセン夕一ガイド部 4 1 を有する磁気回路ホルダ 4において、その段部 4 2 とフランジ部 4 3に改造を施したものであり、この場合、ホルダ 4においては、段部 4 2は外径 1 6 iMi、内径 1 3 minとし、段部 4 2の内径にはネジ部 4 4を設けると共にフランジ部 4 3は外形 2 2 画、厚さ 2 mmとした。また、該ホルダ 4をスピーカグリル 9に取り付けるためのナット Nはアルミニューム製であり、底面部 N 1 と凸部 N 2 とにより断面「凸」字状に構成されており、該.凸部 N 2の外周には前記ホルダ 4のネジ部 4 4に対応したネジ部 N 3を設け、さらに軽量化のために凸部 N 2内周側に肉抜き加工を施した。なお、該ナット底面部 N 1の外径は .卜.記フランジ部 4 3と同様に直径 2 2 mm、厚さ 2 mmとした。

次に、磁気回路部のスピーカグリル 9への取付方法について説明すると、マグネット M 1， M 2及びセン夕一プレー卜 Pのホルダ 4 への取付方法は上記第 1図の方法と同様である力該ホルダ 4に装着された磁気回路部のスピーカグリル 9への取り付けに際しては、先ず、スピーカグリル 9のパンチング 9 1の中央部に直径 1 3 mmの取付穴 9 3を設け、該取付穴 9 3にナツト Nの凸部 N 2を挿入し、上記ホルダ 4のフランジ部 4 3に接着剤を塗布してホルダ 4のネジ部 4 4をナツト Nのネジ部 3に挿入し、ホルダ 4若しくはナット N を回転させてフランジ部 4 3及びナット底面部 N 1 でパンチング 9 1 を挟み込んで取り付ける。なお、ボイスコイル 1 は上記したものと同様のボビンレス構造のものである力振動板 2は、外径約 1 3 4 mm (エッジを含む）、ネック径 3 1 . 5 隱、深さ約 1 2 匪のパルプ製のコーン状振動板を使用し、ネック部 2 1 をボイスコイル外周部 1 2に、また、エッジ部 2 2をグリル枠 9 2の裏面側に、通常とは逆向きにして取り付けることによりダンパーレス構造とした。また、防塵用にパンチング 9 1及びグリル枠 9 2の裏面に織布 Sを貼り付けた。

この実施例の場合、ホルダ 4を含む磁気回路部重暈は約 7 5 であって、スピーカの単体重量はフレームレスであるためスピーカグリル 9を含んだ全体重量がスピ一力の単体重量となる力、比較の参考値として説明すると、振動系と磁気回路部の重量は 8 3 g、スピ一力グリル 9を含む全体重量では約 1 6 8 gであった。従って、第 2 2図に示す従来の一般的なスピーカと比較して、磁気回路部では従来のもの（ 6 0 3 g ) よりも約 8 8 %、スピーカの単体重量（780 g ) では約 8 9 %、スピーカグリル 9を含む全体重量（ 8 6 5 g ) では約 8 1 %という大幅な軽量化が可能となった。

なお、この実施例の場合、パンチング 9 1 に直接ホルダ 4を取り付け、該ホルダ 4を介して磁気冋路を取り付けた力スピーカグリル 9のデザインによっては他の構成でもよく、また、上記実施例では鉄製のパンチングを使用したが、アルミニューム等の非磁性金.属製、合成樹脂製等のものでもよいことは勿論であり、この場合はより軽量化が可能となる。

効果

本発明に係るスピーカによれば、ボイスコィルに導電材と磁忤材とからなる複合線材を使用することにより、従来のようにァモルフマス金属テープを使用することなく、必要にして十分な音圧を得ることができる。従って、ボイスコィルの作成作業は従来と同様に行うこどができ、コイル巻きによるコス卜が上昇することはなレ、。また、銅箔等の導電材の片面に鉄等の磁性材を配置した複合線材において、コィル線材の断面を長方形若しくは概長方形にした場合には、効率をより向上させることができる。更に、目的に応じて、線材における磁性材と導電材の配置及びボイスコイルにおけるボイスコィル線材の選択を容易に変えることがてきるため、磁気を有効に利用するためのボイスコィルを比較的簡単に得ることができる。導電乘熱膨張率 φを考慮して磁性材と導電材の比率を適宜調整することができるため、従来のスピーカのように異なる種類のボイスコィル線材によりボイスコィルを形成しても、ボイスコイル線材とボイスコイルボビン及びボイスコィル線材同士が剥離してしまうことはない。

反発磁界の磁気回路部を備えたスピーカにおいては、ボイスコィルの線材に複合線材を使用することにより、第 8図で矢示するように磁束が効率よくコイル線を横切ることができる。即ち、磁気ギヤップを構成しないでもボイスコィル自体が磁気冋路の一部を構成するため従来のものよりかにボイスコィルの駆動力を強めることができる

また、磁気ギヤップが不要となるため、ボイスコィルの外周部、若しくは上端下端部にコーン紙等の振動板又はダンパー等のサスペンションを配置することが可能となり、磁気回路を含むスピ一力の全高を低くすることができるため、軽量化と薄型化を当時に達成することができ、特に車載用スピ一力等に求められている形状に極めて適した形態を得ることが可能となる。

ボイスコイルをボビンレス搆造とした場合には、ボビンの重量分が軽量化されるだけではなく、コイル線がセンタ一プレー卜の外周部に近い位置に配置されることにより、磁性材がより強い磁気が得られる'位置に配置されることとなり、ボイスコィルの駆動力がより強められてさらに効率のよいスピーカとなる。

この場合、振動板にウイザ一を取り付けることにより、振動板の振幅に余裕を与えることができる。また、 ' ウイザ一をボイスコイル外周部に直接取り付けることとなり、従来のもののようにウイザ一がボイスコイルボビンを介して駆動されるのではないため、ボイスコィルからの伝搬効率が大幅に改善され、性能の向上に極めて有効' でめる。

スピーカグリルに磁気回路部及び振動板を直接取り付けることにより、一層の軽量化を図ることができ、スピーカグリルを含む全体重量では 8 1 %以上の軽量化が可能となった。また、マウン卜ディブスも事実上ゼロとなるため、従来より大幅に改善でき、特に車載用スピーカ等にとって極めて好ましい形態となる。

更に、スピーカグリルのパンチングをアルミニューム等の非磁性材金属又は合成樹脂等で形成することにより、磁気回路から発生する磁気分布が均一になり、性能向上を図ることができる。しカゝも、アルミニユーム等の非磁性金属の場合は軽量化および放熱等の効果があり、より一層の性能向卜.を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . ボイスコィル駆動磁界を構成している磁気回路と該駆動磁界内に配置されたボイスコイルとを含むスピー力において、該ボイスコィル線材は、導電材料の芯と該芯の少なくとも一部を包囲にする磁性材料クラッディングとが一体化された複合構造又は磁性材料の芯と該芯を包囲する導電材料とが一体化された複合構造であることを特徴とするスピーカ。

2. 請求の範囲第 1項に記載のスピーカにおいて、該クラッドは該芯上へのヌッキ被膜からなるスピーカ。

3. 請求の範囲第 1項に記載のスピーカにおいて、該磁性材料クラ、、ノディング又は磁性材料芯は鉄又はパーマロイからなるスピー力。

4. 請求の範囲第 1項に記載のスピーカにおいて、該ボイスコイル線材は磁性材料芯の周囲に導電材料クラッディングを溶銅浸漬法で付着させたものであるスピーカ。

5. 請求の範囲第 1項に記載のスピーカにおいて、該導電材料芯は銅箔でありそして該銅箔上にメッキされた磁性材料クラッディングであるスピー力。

6. 請求の範囲第 1項に記載のスピーカにおいて、厚み方向に着磁されたマグネット（M l， M 2 ) を同極側が対向するように配置すると共に両マグネット（M l， M 2 ) の対向面に磁性材からなるセン夕一プレート（P ) を狭持せしめるように配置して両マグネット

( M l . M 2 ) の反発磁界による磁気回路部が構成され、該反発磁界内に位置するように上記セン夕一プレート（ P ) の外側にボイスコイル（ 1 ) を配置して該ボイスコイルで振動数を駆動するように構成したスピーカ。

7. 厚み方向に着磁されたマグネット（M l , M 2 ) を同極側が対向するように配置すると共に両マグネットの対向面に磁性材からなるセンタープレートを狭持せしめるように配置して両マグネット

( M l , M 2 ) の反発磁界による磁気回路部が構成され該反発磁界内に位置するように上記センタ一プレー卜の外側にボイスコイルを配置して該ボイスコィルで振動板を駆動するように構成したスピ —力において、

ボイスコイルの外周部に、コ一ン紙等の振動板又はダンパ一等のサスペンションが配置されていることを特徴とするスピーカ。

8. 請求の範囲第 7項に記載のスピーカにおいて、ボイスコイルの上端部若しくは下端部に、コーン紙等の振動板又はダンパー等のサスペンションが配置されているスピーカ。

9. 請求の範囲第 8項に記載のスピー力において、コ一ン紙等の振動板のネック部の上方位置において、ボイスコイル外周部にウイザ一 ( 8 ) が取り付けられているスピーカ。

1 0. 請求の範囲第 1 項に記載のスピーカにおいて、該ボイスコィルは複合構造線材の脣と導線のみの線材の層とからなるスピーカ。