ボイスコイル組立体およびこれを用いたスピーカー、並びにその製造方法
【課題】 能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られ、かつ、動作不良が発生しにくい平面薄型スピーカーを実現することができるボイスコイル組立体を得る。
【解決手段】 隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。
【解決手段】 隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマグネットを使用した磁気回路と、ボビンと、複数のコイルと、を使用したボイスコイル組立体と、を備えるスピーカーに関し、特に、全高が薄い平面薄型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を音声に変換する動電型スピーカーに於いて、磁気回路を含むその全高を低く抑えるために、スピーカー振動板に平面型振動板を採用するスピーカーがある。平面型振動板は、コーン型振動板に比較してその全高が低くなるものの、分割振動せずに一体に振動するには剛性が不足しやすい。そこで、平面型振動板に固着するボビンが複数のボイスコイルを備え、複数のボイスコイルで平面型振動板を駆動することで、分割振動を抑制しようとするスピーカーが存在する。従来には、全高が薄い平面薄型スピーカーとして、複数のコイルを備えた平面振動板と、各コイルに対応した複数のマグネットを使用した磁気回路とを備えるスピーカーが使用されることがある。
【０００３】
全高が薄い平面薄型スピーカーとして、凹凸を有する平面振動板に設けた深溝に複数のコイルを配置し、コイルを複数の磁石間に形成される磁気空隙に配置するスピーカーがある（特許文献１）。ここで、各コイルは、トラック型に巻き付けたコイルを分離工程で分離して形成し、これを平面振動板に装填接着している。また、プラスチックの薄板を真空成形で形成したボビンを備え、ボビンのスリットにコイルを挿入する平面スピーカーがある（特許文献２）。これらは、コイルを磁気回路の磁気空隙という最も磁束密度の高い場所に配置するので、平面スピーカーの能率を高めることができる。しかしながら、全高が薄い平面薄型スピーカーにおいて、複数のコイルを磁気空隙に配置するボビンを形成するにあたって、良好な音声再生のためには、ボビンを軽量で、かつ、剛性を有する構成とする必要がある。
【０００４】
また、ボイスコイルを角形とするとともに、この角形ボイスコイルを複数個、その縦および横の辺を接合して集合体とし、この集合体を平板振動板に取り付け、このボイスコイル集合体を磁気回路で駆動してなる平板型スピーカーがある（特許文献３）。特許文献３の第３図に示すように、このスピーカーでは、一対の帯状ヨークの一長辺部間にマグネットを挟んで構成した磁気回路を複数備え、この磁気回路の帯状ヨークの他方側の長辺部間に、各ボイスコイルの各一辺部を挿入するように多数個配置している。なお、特許文献３は、ボイスコイル集合体が、枠体部にコイルを巻回してボイスコイルを角形に構成されており、その後にこれらを複数個、その縦および横の辺を接合して集合体にしている、と記載している。
【０００５】
ただし、特許文献３の第２図に示されている限りにおいて、従来のこのボイスコイル集合体では、それぞれのボイスコイルはボビンに相当する枠部の外側に巻回されているので、隣り合うボイスコイル同士が接合したとしても、ボイスコイル集合体を構成する隣り合うボビン同士は、外側に巻回されたボイスコイルの線径による厚みの分だけ離間してしまい、密着させることができない。ボビンの剛性が不足する場合には、ボビンが振動して分割振動する、または、隣り合うボビン同士が接触し異音を生じるという問題があり、さらにこれを解決するためには、隣り合うボビン同士を連結させる接着剤等の付加的な重量物が必要になる。その結果、スピーカー振動板の重量が重くなり、スピーカーの再生能率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、従来には、ボビンの内径側にコイルを巻回したボイスコイルが、円筒状のボビンの内径側にコイルを巻回す場合の巻回工程数を減少させる方法とともに開示されている（特許文献４）。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１８０９８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９９５００号公報
【特許文献３】実開昭５５−８８５９０号公報
【特許文献４】特開平７−１３１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られ、かつ、動作不良が発生しにくい平面薄型スピーカーを実現することができるボイスコイル組立体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボイスコイル組立体は、 断面形状が格子状に形成されて内部に複数の矩形空間を有する格子状ボビンと、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着される複数の内巻矩形コイルと、を備え、隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。
【００１０】
好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面の下端面に接着剤で固着される。
【００１１】
さらに好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、隔壁面の厚さｔｂ１以下に薄くされる。
【００１２】
また、本発明のボイスコイル組立体は、格子状ボビンが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成される。
【００１３】
好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備える。
【００１４】
また、本発明のスピーカーは、上記のボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備えるスピーカーであって、磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、複数のマグネットと固着するヨークと、を備え、隣同士のプレートの間、ならびに、プレートとヨークの間、に形成される磁気空隙に、ボイスコイル組立体の内巻矩形コイルが配置されている。
【００１５】
また、本発明のボイスコイル組立体の製造方法は、隔壁面を備える格子状ボビンを形成する工程と、複数の内巻矩形コイルを形成する工程と、接着治具の格子状ボビンに対応した格子状溝部に複数の内巻矩形コイルを嵌入する工程と、複数の内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布する工程と、接着治具の格子状溝部に格子状ボビンを嵌入して、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面に複数の内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、複数の内巻矩形コイルの上端面と、格子状ボビンの隔壁面とを接着する工程と、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続し、入力端ならびに出力端に錦糸線を接続する工程と、接着剤が固化した後に、接着治具の格子状溝部からボイスコイル組立体を抜去する工程と、を含む。
【００１６】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１７】
本発明のボイスコイル組立体は、断面形状が格子状である一つの格子状ボビンに複数の内巻矩形コイルを密着固定させて形成したボイスコイル組立体であって、格子状ボビンが複数の矩形空間を有しており、内巻矩形コイルはそれぞれの矩形空間を規定する内壁面に固着されている。例えば、格子状ボビンは、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されている。ボイスコイル組立体は、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備えることで、音声信号電流を導通させることができる。
【００１８】
ここで、内巻矩形コイルとは、巻き上げられたコイルの外観形状が、磁気回路の磁気空隙形状に対応して矩形であり、かつ、コイルの巻芯としてのボビンを備えないボビンレス状態のコイルであって、巻き上げられた状態のまま格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着されるボイスコイルである。内巻矩形コイルの外寸法は、ボビンの矩形空間の内寸法にほぼ一致しており、内巻矩形コイルとボビンの矩形空間とは嵌合させられた上で、接着剤により密着固定されている。また、本発明のボイスコイル組立体では、内壁面を挟んで配置されている２つの内巻ボイスコイルが、一の内巻矩形コイルの一辺と、これに最も接近する他の内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。
【００１９】
上記のボイスコイル組立体を用いて、本発明のスピーカーは実現される。すなわち、本発明のスピーカーは、このボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備える。磁気回路は、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、複数のマグネットと固着するヨークと、を備えているので、隣同士のプレートの間、ならびに、プレートとヨークの間、に形成される磁気空隙に、ボイスコイル組立体の内巻矩形コイルが配置される。つまり、ボビンの内壁面を挟んだ２つの内巻ボイスコイルが、隣同士のプレートの間に形成される磁気空隙に配置される。
【００２０】
つまり、格子状ボビンの内壁面のうち、２つの矩形空間を区切る隔壁面を境にして２つの内巻矩形コイルが固着され、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続される。この格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１は、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされる。さらに、隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１は、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。その結果、格子状ボビンの隔壁面の厚さｔｂ１を内壁面の他の部分の厚さｔｂ２よりも薄くして、格子状ボビンを含むボイスコイル組立体を軽量化することができる。格子状ボビンが有する矩形空間の数が多くなれば、これらを隔てる隔壁面の数も多くなるので、それぞれの隔壁面の厚みを薄くすれば、軽量化の効果を大きくすることができる。
【００２１】
また、磁気回路の磁気空隙をより狭くすることができれば、磁束密度が向上する結果、スピーカーの能率が向上して好ましい。したがって、本発明のボイスコイル組立体では、同一の磁気空隙に配置される２つの内巻矩形コイルがより接近するように、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面の下端面に接着剤で固着される。あるいは、ボイスコイル組立体は、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、厚さｔｂ１以下に薄くされる。つまり、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間で省略されているか、隔壁面よりもさらに薄く形成された隔壁延設面にされているので、格子状ボビンをさらに軽量化することができ、磁気空隙をより狭くしても、ギャップ不良が少なくて能率が高いスピーカーを実現できる。
【００２２】
本発明のボイスコイル組立体は、隔壁面を２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２の間に挟まない前者の場合には、格子状ボビンに対応する格子状溝部を有する接着治具を用いて製造するのが好ましい。予めに、接着治具の格子状溝部に複数の内巻矩形コイルを嵌入し、複数の内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布し、接着治具の格子状溝部に格子状ボビンを嵌入して、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面に複数の内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、複数の内巻矩形コイルの上端面と、格子状ボビンの隔壁面の下端面とを接着する。そして、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続し、入力端ならびに出力端に錦糸線を接続し、接着剤が固化した後に、接着治具の格子状溝部からボイスコイル組立体を抜去すればよい。また、隔壁面よりもさらに薄く形成された隔壁延設面を有する後者の場合には、複数の内巻矩形コイルと格子状ボビンの隔壁延設面とを接着する、または、複数の内巻矩形コイルを金型内に配置して、格子状ボビンをインサート成形すればよい。
【００２３】
その結果、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる、平面薄型のスピーカーが実現される。本発明のボイスコイル組立体では、それぞれの内巻矩形コイルがボビンの矩形空間を規定する内壁面に固着され、さらに隔壁面に沿う２つの内巻ボイスコイルを密着固定させて形成することができ、その結果、ボビンの剛性を高め、スピーカー振動部材の重量が軽くなり、スピーカーの再生能率を向上させて安定した音声再生が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のボイスコイル組立体を備えたスピーカーは、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる平面薄型のスピーカーを実現することができ、また、動作不良が発生しにくく、安定した音声再生が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のボイスコイル組立体は、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られ、かつ、動作不良が発生しにくい平面薄型スピーカーを実現するという目的を、隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされるようにすることにより、実現した。
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体、および、これを用いたスピーカー、ならびに、その製造方法について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は平面振動板６を上方に向けたスピーカー１を説明する斜視図であり、また、図１（ｂ）は、平面薄型のスピーカー１の内部構造を説明するＡ−Ａ’断面図である。なお、説明に不要な一部の内部構造等は、省略している。
【００２８】
本実施例の平面薄型のスピーカー１は、略矩形の平面振動板６を含むスピーカー振動部材５を備える平面薄型のスピーカーであって、その振動板面積を形成する長さＬ（約１４０．８ｍｍ）に比べて、平面振動板６の幅Ｗ（約１６．２ｍｍ）と、スピーカーとしての全高ｈ（約２０．０ｍｍ）とが小さく抑えられたスピーカーである。具体的には、スピーカー用磁気回路２と、この磁気回路２の底面側に固着する保持フレーム３と、平面振動板６の周囲を支持する樹脂製のフレーム４と、をさらに備えている。スピーカー用磁気回路２は、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して１列に配置した１４個の主マグネット２２を含む磁気回路である。フレーム４は、平面薄型のスピーカー１を（図示しない）キャビネット等に固定するフレーム固定部を有する。
【００２９】
スピーカー振動部材５は、平面振動板６と、平面振動板６の外周端を振動可能に支持するエッジ７と、平面振動板６の背面側に固着される後述するボイスコイル組立体１０と、を備える。例えば、平面振動板６は、発泡樹脂（材料：ＰＣ（ポリカーボネート））の成形板であり、ゴム（材料：発泡ゴム）を含むエッジ７によってその外周部を支えられており、エッジ７の外周側はフレーム４に固着されている。ボイスコイル組立体１０は、平面振動板６の背面側に固着されており、ボイスコイル組立体１０に取り付けられる複数の内巻矩形コイル９（本実施例の場合は、１４個）に音声信号電流が供給されると、磁気回路２によってボイスコイル組立体１０は駆動力を受け、その結果、平面振動板６が振動すると、平面薄型のスピーカー１は音声を再生する。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、磁気回路２は、磁性体の金属から成るヨーク２１と、１４個の主マグネット２２と、これらのマグネット２２の上部にそれぞれ冠した矩形プレート２３と、矩形プレート２３の上部にそれぞれ冠した反発マグネット２４と、から構成される。ヨーク２１は、平面状のプレート部２１ａと、矩形プレート２３との間に磁気空隙を規定する（図示しない）側壁部２１ｂと、を有する。具体的には、ヨーク２１、および、矩形プレート２３は、鉄板をプレス加工して成形される。
【００３１】
ヨーク２１のプレート部２１ａには、１４個の主マグネット２２が、それぞれの磁極性が隣同士で異なるように一列に配置される。１４個の主マグネット２２は、それぞれ予め矩形プレート２３が固着されて、矩形プレート２３側がＮ極、もしくは、Ｓ極となるように二組に選別されて着磁される。そして、着磁された１４個の主マグネット２２は、ヨーク２１のプレート部２１ａに治具を用いて、磁極性が隣同士で異なるように整列させられて、固着される。磁極性が隣同士で異なるところに形成される磁気空隙では、Ｎ極からＳ極へ向かって磁束が飛ぶので、磁気回路２に設けられるそれぞれの磁気空隙では、主マグネット２２の配列にしたがった方向へ磁束が飛ぶ。なお、予め着磁された反発マグネット２４は、矩形プレート２３の側面から反発磁界による磁力線が飛ぶように、Ｎ極、もしくは、Ｓ極を選別して、接着剤で矩形プレート２３の上面側に固着される。したがって、磁気回路２の隣同士の矩形プレート２３の間、ならびに、矩形プレート２３とヨーク２１の側壁部２１ｂの間、に形成される磁気空隙、すなわち、格子状に設けられた磁気空隙では、高い磁束密度分布が得られる。
【００３２】
図２は、平面薄型のスピーカー１を構成するボイスコイル組立体１０を説明する図である。図２（ａ）は、ボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図であり、図２（ｂ）は、ボイスコイル組立体１０の平面図であり、図２（ｃ）は、ボイスコイル組立体１０の全体を示す斜視図である。また、図３は、平面薄型のスピーカー１の平面振動板６の背面側に固着されるボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図である。なお、これらの図では、説明のために構成の一部を透明視して図示している。ボイスコイル組立体１０は、断面形状が格子状に形成されて内部に１４個の矩形空間１２ａを有する格子状ボビン１１と、この矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂにそれぞれ固着される１４個の内巻矩形コイル９と、を備える。
【００３３】
格子状ボビン１１は、樹脂材料の液晶ポリマーを射出成形金型で成形し、平均肉厚０．２ｍｍの格子状（梯子状）に形成されており、一列に配置された１４個の矩形空間１２ａを規定している。内巻矩形コイル９は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａに嵌合させられた上で、内壁面１２ｂに接着剤により密着固定される。具体的には、矩形空間１２ａの内寸法は、約９．１ｍｍ×約９．１ｍｍである。矩形ボビン１２は、断面形状が内壁面１２ｂならびに隔壁面１２ｄにより矩形状に形成されているので、内部に矩形空間１２ａを有するとともに、その外壁面１２ｃが４面の平面を構成する。本実施例のように樹脂を成形した格子状ボビン１１の場合には、矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂに、内巻矩形コイル９が係止する（後述する）段部１２ｅを設けることができる。
【００３４】
また、内巻矩形コイル９は、線径０．１２ｍｍの銅線をボビンレス状態で、その外寸法が約９．１ｍｍ×約９．１ｍｍ外観形状矩形になるように巻き回されたコイルであり、内巻矩形コイル９の外寸法は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａの内寸法にほぼ一致している。内巻矩形コイル９の一辺の厚みを規定する厚さｔｃ１（もしくはｔｃ２）は、約０．３ｍｍである。内巻矩形コイル９を製造するにあたっては、仮の矩形の巻芯に線材を巻き付けた後に、線材に接着剤、もしくは、ワニスを塗布し、これが硬化した後に巻芯を抜去してボビンレス状態の内巻矩形コイル９を形成する。なお、格子状ボビン１１と内巻矩形コイル９の矩形とは、素材の折れ曲がりによる破断を防止するように矩形の角部が曲面で構成される場合を含む。この曲面は、磁気回路２を構成する矩形プレート２３等に接触しない程度の大きさの半径により規定される曲面であればよい。
【００３５】
したがって、本発明のボイスコイル組立体１０では、内巻ボイスコイル１１の内巻矩形コイル９は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａに嵌合させられた上で、内壁面１２ｂに接着剤により密着固定される。また、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａのそれぞれの内巻ボイスコイル９が、一の内巻矩形コイルの一辺と、これに最も接近する他の内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。例えば、図２（ｂ）に図示するボイスコイル組立体１０では、格子状ボビン１１が有する内巻矩形コイル９１に、図示するような時計回りの電流Ｉ１が流れる場合には、その右側に位置する内巻矩形コイル９２には、図示するような反時計回りの電流Ｉ２が流れるように、内巻矩形コイル９１および９２は接続されている。つまり、内巻矩形コイル９１および９２は、左側に位置する内巻矩形コイル９１の矩形の右側の一辺と、右側に位置する内巻矩形コイル９２の矩形の左側の一辺とが、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。
【００３６】
ここで、内巻矩形コイル９１および９２は、内壁面１２ｂを構成する隔壁面１２ｄを挟むように対峙する関係にあり、かつ、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。したがって、ボイスコイル組立体１０を用いる平面薄型のスピーカー１では、図３に示すように、磁気回路２の格子状の磁気空隙の隣接する２つの矩形プレート２３の間に、これらの内巻矩形コイル９１および９２が、隔壁面１２ｄを挟んで対峙するように配置される。内巻矩形コイル９１および９２には、上面方向または下面方向のいずれかに電磁力が働くので、同様に配置された他の内巻矩形コイル９を磁気空隙に配置するボイスコイル組立体１０には、上面方向または下面方向に駆動力が作用し、平面振動板６は、上面方向または下面方向に変位することができる。その結果、平面振動板６が振動すると、平面薄型のスピーカー１は音声を再生する。
【００３７】
つまり、本実施例のボイスコイル組立体１０においては、複数の内巻矩形コイル９は、９つの矩形空間１２ａの内壁面１２ｂに固着される。例えば、図２に図示するように、２つの内巻矩形コイル９１および９２は、その間の隔壁面１２ｄを挟んで配置されている内巻矩形コイルの一辺と、内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。図２および図３に図示するように、内壁面１２ｂを構成する隔壁面１２ｄを境にして、隣接する２つの矩形空間１２ａのそれぞれには、２つの内巻矩形コイル９１および９２が固着される。そして、これらは、隔壁面１２ｄに沿う一の内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流Ｉ１ないしＩ２が導通するように接続される。同様にして、１４個の内巻矩形コイル９は、ボイスコイル組立体１０に働く駆動力の方向が一致するように、相互に接続される。
【００３８】
なお、複数の内巻矩形コイル９を相互に接続するにあたり、直列接続か並列接続かは問われない。それぞれの内巻矩形コイル９のインピーダンスならびに全体での合成インピーダンスを考慮して、直列接続と並列接続とを併用して接続してよい。また、音声信号電流を流す回転方向を、隣り合うコイル同士が逆回転方向になるようにするには、複数の内巻矩形コイル９の巻線方向を変更した二種類のコイルを用意してもよいし、全ての内巻矩形コイル９の巻線方向が同じであっても、巻き始め側と巻き終わり側を入れ替えて相互に接続してもよい。
【００３９】
図４は、本実施例のボイスコイル組立体１０を説明する一部拡大断面図であり、長軸方向の端部から３つの矩形空間１２ａを形成する格子状ボビン１１の断面を説明する図である。具体的には、図４（ａ）は、ボイスコイル組立体１０の長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の断面斜視図であり、図４（ｂ）は、同じ断面でのボイスコイル組立体１０の断面斜視図である。
【００４０】
図４（ａ）に図示するように、格子状ボビン１１は、剛性と耐熱に優れる液晶ポリマー樹脂で一体に形成された構造体であって、内壁面１２ｂならびに外壁面１２ｃを構成する略矩形状の外郭部分は、その厚みｔｂ２が平均肉厚０．３ｍｍとなるように形成されている。また、外郭部分の高さｈｂ２は、約８．９ｍｍである。また、格子状ボビン１１の外郭部分は、内壁面１２ｂの側に内巻矩形コイル９が係止する段部１２ｅを有しており、段部１２ｅは、外郭部分が内側で薄くされて形成されている。なお、図４（ａ）に図示する格子状ボビン１１では、内巻矩形コイル９の４つの角の外側に係合する段角部１２ｆが形成されているが、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における方向での部品公差ないし組立公差を吸収するように、段角部１２ｆを省略してもよい。段角部１２ｆを設けない格子状ボビン１１では、樹脂で成形するのが容易になるという利点がある。
【００４１】
そして、内壁面１２ｂとともに矩形空間１２ａを規定する隔壁面１２ｄは、その厚みｔｂ１が平均肉厚０．２ｍｍとなるように形成されており、外郭部分の厚みｔｂ２よりも薄くされている。隔壁面１２ｄの高さｈｂ１は、格子状ボビン１１の外郭部分の高さｈｂ２よりも低く、約６．１ｍｍとなるように形成されている。その結果、隔壁面１２ｄの下側の端部と、段部１２ｅの高さとが一致して、内巻矩形コイル９を係止することができる。したがって、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａには、それぞれ内巻矩形コイル９が下側から挿入されて、隔壁面１２ｄの下側の端部および段部１２ｅに係合して取り付けられる。
【００４２】
図４（ｂ）に図示するように、内巻矩形コイル９１および９２は、隣り合う２つの矩形空間１２ａにそれぞれ取り付けられる。ここで、上述したように、内巻矩形コイル９１および９２は、ひとつの隔壁面１２ｄに沿う内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、もう一方の内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続される。そして、隔壁面１２ｄの高さｈｂ１が、格子状ボビン１１の外郭部分の高さｈｂ２よりも短くされているので、格子状ボビン１１の内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とは、隔壁面１２ｄを間に挟むことなくほぼ接するように密着することができる。
【００４３】
つまり、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄが、この隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間で省略されている構造であるので、格子状ボビン１１を従来よりも軽量化することができる。本実施例の格子状ボビン１１では、１４の矩形空間１２ａを隔てる１３の隔壁面１２ｄが存在するので、隔壁面１２ｄの厚みを薄くすることで、軽量化が実現される。格子状ボビンの全てを平均肉厚０．３ｍｍで形成する場合（つまり、隔壁面１２ｄの厚みが前述の厚みｔｂ１に薄くされていなくて、かつ、隔壁面１２ｄの高さが前述の高さｈｂ２よりも低くされていない場合）を比較例とすると、本実施例の場合には、格子状ボビン１１の重量は約２．７ｇであり、一方で、比較例の場合の重量は約２．１ｇとなる。したがって、格子状ボビン１１が約２０％以上も軽量化できる。
【００４４】
図５は、ボイスコイル組立体１０とその製造工程を説明する図であり、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２との一部拡大断面図である。図５（ａ）は、接着剤Ａｄと、接着治具Ｊａを用いて、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２を接着する工程を説明する図であり、そして、図５（ｂ）は、接着剤Ａｄが固化した後に接着治具Ｊａから抜き去られたボイスコイル組立体１０を説明する図である。隔壁面１２ｄを備える格子状ボビン１１と、複数の内巻矩形コイル９とは、別工程で予め形成する。
【００４５】
接着治具Ｊａは、例えば、ジュラコン、フッ素樹脂、といった材料で形成された基体に、格子状ボビン１１の形状に対応した所定の格子状溝部Ｊｂを有するようにされている治具である。なお、接着治具Ｊａは、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、といった接着剤Ａｄを、微量塗布機を用いて塗布する工程に使用するので、その格子状溝部Ｊｂに接着剤Ａｄが付着して固化しても取り除きやすいように、フッ素樹脂をコーティングする加工等を施しておくのが好ましい。本実施例の場合には、図５（ａ）に示す格子状溝部Ｊｂの幅ｔｊは、約０．７ｍｍであって、挿入される格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄの厚さｔｂ１（＝約０．２ｍｍ）よりも幅があるように設定される。また、長軸方向での部品公差ないし組立公差を考慮して、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１（＝約０．３ｍｍ）、および、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２（＝約０．３ｍｍ）、の総和の厚さｔｃ０（＝約０．６ｍｍ）よりも、大きくされている。
【００４６】
したがって、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに内巻矩形コイル９１および９２を嵌入し、次に、これらの内巻矩形コイル９１および９２の上端面に接着剤Ａｄを塗布し、次に、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに格子状ボビン１１を嵌入して、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂに内巻矩形コイル９１および９２をそれぞれ固着する。内巻矩形コイル９は、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに嵌入されると、その形状は所定の寸法形状に矯正され、さらに、２つの内巻矩形コイルの間隔は、均一になる。内巻矩形コイル９の外径公差は±０．０５ｍｍであるので、内巻矩形コイル９１および９２の離間距離ｔｓは、最大で０．１ｍｍになる。模式的に説明する図面上では、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２は離間しているようになるものの、実際には上記のように公差は非常に小さいので、この隙間には接着剤Ａｄが行き渡り、隔壁面１２ｄを間に挟むことなくほぼ接するように密着する。
【００４７】
また、接着剤Ａｄは、内巻矩形コイル９１および９２の上端面と、格子状ボビン１１の隔壁面１２の下端面と、を接着する。接着剤Ａｄは、好ましくは、エポキシ系、あるいは、アクリル系の接着剤であって、微量塗布機を用いて塗布する。例えば、微量塗布機は、極めて細いニードルバルブを有して最小塗布量を０．００１ｃｃ以上で調整でき、四軸制御の塗布ロボットにより水平方向の二軸ＸＹ方向では、０．００５ｍｍの分解能で所定の箇所に塗布が可能である。微量塗布機は、セラミック製の超微量塗布用ノズルを用いると、最小内径０．００５ｍｍで接着剤Ａｄを所定の箇所に適量を塗布することができる。本実施例の場合には、微量塗布機を調整して、塗布量を約０．５ｍｇ／ｍｍとし、複数の内巻矩形コイル９を格子状ボビン１１に接着する。
【００４８】
図５に示すように、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄの厚みを規定する厚さｔｂ１が、内巻矩形コイル９の２辺の厚さの総和ｔｃ０以下に薄くされれば、磁気回路２に設けられるそれぞれの磁気空隙に、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とを、最も近接するように配置することができる。すなわち、図５（ｂ）に示すように、隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２は、隔壁面１２ｄを間に挟むことなく接着剤Ａｄで固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面１２ｄの下端面に接着剤Ａｄで固着される。したがって、内巻ボイスコイル９１および９２を含む全ての内巻ボイスコイル９を相互に接続して、入力端ならびに出力端に錦糸線１４ないし１５を接続し、接着剤Ａｄが固化した後に、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂからボイスコイル組立体１０を抜去すると、ボイスコイル組立体１０が完成する。
【００４９】
また、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とが、隔壁面１２ｄを間に挟まない構造であるので、ボイスコイル組立体１０を用いるスピーカー１の磁気回路２の磁気空隙を、より狭くすることができる。具体的には、上記の比較例の場合には磁気回路２の磁気空隙の幅は約１．４ｍｍ以上になる一方で、本実施例の場合には約１．２ｍｍにすることができる。本実施例のボイスコイル組立体１０を用いるスピーカー１は、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄが磁気空隙を構成する２つの矩形プレート２３に接触する恐れがほとんど無くなり、その結果、平面薄型のスピーカーであっても、ギャップ不良が少なくて能率が高いスピーカーを実現できる。格子状ボビン１１は、剛性と耐熱に優れる液晶ポリマー樹脂で一体に形成された構造体であり、また、複数の内巻ボイスコイル９同士が連結するので、その剛性を高めることができる。したがって、この格子状ボビン１１を用いるボイスコイル組立体１０は、ボイスコイル組立体１０、ならびに、平面振動板６を含むスピーカー振動部材５が分割振動するのを抑制することができる。
【００５０】
また、格子状ボビン１１の形状寸法を精度良く製造することができるので、その結果、安定した音声再生が可能なスピーカー１が実現される。なお、格子状ボビン１１を構成する材料は、液晶ポリマー以外にものポリイミド、ポリエーテルイミド、等の樹脂材料であれば良く、その成形方法も押出成形でもよく、上記の射出成形に限られるものではない。さらに、アルミ、または、チタンを含む金属材料をインパクト成形することで、格子状ボビン１１を得ても良い。
【００５１】
また、本実施例の平面薄型のスピーカー１は、それぞれ全１４個の主マグネット２２及び内巻矩形コイル９が、共通で矩形である場合であるが、マグネット及びコイルの数は２個以上であればよく、また、矩形であれば長方形であってもよい。
【実施例２】
【００５２】
図６は、先の実施例における図５と同様に、他のボイスコイル組立体１０とその製造工程を説明する図であり、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２との一部拡大断面図である。図６（ａ）は、接着剤Ａｄと、接着治具Ｊａを用いて、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄならびに隔壁延設面１２ｇと、内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２を接着する工程を説明する図であり、そして、図６（ｂ）は、接着剤Ａｄが固化した後に接着治具Ｊａから抜き去られたボイスコイル組立体１０を説明する図である。
【００５３】
液晶ポリマーで形成される本実施例の格子状ボビン１１は、その隔壁面１２ｄから延設される隔壁延設面１２ｇをさらに備えている点で、先の実施例と相違する他は、寸法、ならびに、重量についてもほぼ共通するので、共通する構成等については、共通の番号を付して、説明並びに図示を省略する。また、本実施例の格子状ボビンを用いるボイスコイル組立体は、先の実施例のボイスコイル組立体に代えて平面薄型のスピーカー１を構成することができる。
【００５４】
隔壁延設面１２ｇは、隔壁面１２ｄよりもさらに薄い形状で隔壁面１２ｄの下端から延設される部分であって、隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される。つまり、内巻矩形コイル９１および９２は、隔壁延設面１２ｇを間に挟んで対峙する関係になる。具体的には、隔壁延設面１２ｇの厚みを規定する厚さｔｂ０は約０．１ｍｍであり、隔壁面１２ｄの厚さｔｂ１（＝約０．２ｍｍ）以下に薄くされる。したがって、隔壁面１２ｄと隔壁延設面１２ｇとで厚みが変化する部分は、先の実施例における段部１２ｅおよび段角部１２ｆを規定する。本実施例の場合の格子状ボビン１１の重量は、先の実施例の場合に比べて、約０．２ｇ増加するので、軽量化では劣るものの、比較例の場合に比べてなお軽量であり、これを用いたボイスコイル組立体１０により、能率の高いスピーカー１を実現できる。
【００５５】
図６（ａ）に図示するように、本実施例の格子状ボビン１１は、予めに隔壁延設面１２ｇを有する形状で成形した部材を、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに嵌入するようにすればよい。また、格子状ボビン１１を成形する工程において、複数の内巻矩形コイル９を所定の金型内に配置して、格子状ボビンをインサート成形することによって、隔壁延設面１２ｇを備えるようにしてもよい。すなわち、インサート成形の金型内では、接着治具Ｊａと同様に、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とが、部品公差ないし組立公差で決まる最小の部品離間距離ｔｓで離間するものの、インサート成形で注入される樹脂がｘ1とｘ２の間に入り込んで、内巻矩形コイル９１および９２を連結する。したがって、格子状ボビン１１を成形する工程において、接着剤を使用することなく複数の内巻矩形コイル９を固着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のスピーカー振動部材およびその製造方法は、平面振動板を備えるスピーカーのみならず、ヘッドホンの振動板にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを構成するボイスコイル組立体を説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーのボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図である。（実施例１）
【図４】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを構成するボイスコイル組立体を説明する図である。（実施例１）
【図５】本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体とその製造工程を説明する図である。（実施例１）
【図６】本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体とその製造工程を説明する図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００５８】
１ スピーカー
２ 磁気回路
２１ ヨーク
２２ 主マグネット
２３ 矩形プレート
２４ 反発マグネット
３ 保持フレーム
４ フレーム
５ スピーカー振動部材
６ 平面振動板
７ エッジ
９ 内巻矩形コイル
１０ ボイスコイル組立体
１１ 内巻ボイスコイル
１２ 矩形ボビン
１２ａ 矩形空間
１２ｂ 内壁面
１２ｃ 外壁面
１２ｄ 隔壁面
１２ｅ 段部
１２ｆ 段角部
１２ｇ 隔壁延設面
１４、１５ 錦糸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマグネットを使用した磁気回路と、ボビンと、複数のコイルと、を使用したボイスコイル組立体と、を備えるスピーカーに関し、特に、全高が薄い平面薄型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を音声に変換する動電型スピーカーに於いて、磁気回路を含むその全高を低く抑えるために、スピーカー振動板に平面型振動板を採用するスピーカーがある。平面型振動板は、コーン型振動板に比較してその全高が低くなるものの、分割振動せずに一体に振動するには剛性が不足しやすい。そこで、平面型振動板に固着するボビンが複数のボイスコイルを備え、複数のボイスコイルで平面型振動板を駆動することで、分割振動を抑制しようとするスピーカーが存在する。従来には、全高が薄い平面薄型スピーカーとして、複数のコイルを備えた平面振動板と、各コイルに対応した複数のマグネットを使用した磁気回路とを備えるスピーカーが使用されることがある。
【０００３】
全高が薄い平面薄型スピーカーとして、凹凸を有する平面振動板に設けた深溝に複数のコイルを配置し、コイルを複数の磁石間に形成される磁気空隙に配置するスピーカーがある（特許文献１）。ここで、各コイルは、トラック型に巻き付けたコイルを分離工程で分離して形成し、これを平面振動板に装填接着している。また、プラスチックの薄板を真空成形で形成したボビンを備え、ボビンのスリットにコイルを挿入する平面スピーカーがある（特許文献２）。これらは、コイルを磁気回路の磁気空隙という最も磁束密度の高い場所に配置するので、平面スピーカーの能率を高めることができる。しかしながら、全高が薄い平面薄型スピーカーにおいて、複数のコイルを磁気空隙に配置するボビンを形成するにあたって、良好な音声再生のためには、ボビンを軽量で、かつ、剛性を有する構成とする必要がある。
【０００４】
また、ボイスコイルを角形とするとともに、この角形ボイスコイルを複数個、その縦および横の辺を接合して集合体とし、この集合体を平板振動板に取り付け、このボイスコイル集合体を磁気回路で駆動してなる平板型スピーカーがある（特許文献３）。特許文献３の第３図に示すように、このスピーカーでは、一対の帯状ヨークの一長辺部間にマグネットを挟んで構成した磁気回路を複数備え、この磁気回路の帯状ヨークの他方側の長辺部間に、各ボイスコイルの各一辺部を挿入するように多数個配置している。なお、特許文献３は、ボイスコイル集合体が、枠体部にコイルを巻回してボイスコイルを角形に構成されており、その後にこれらを複数個、その縦および横の辺を接合して集合体にしている、と記載している。
【０００５】
ただし、特許文献３の第２図に示されている限りにおいて、従来のこのボイスコイル集合体では、それぞれのボイスコイルはボビンに相当する枠部の外側に巻回されているので、隣り合うボイスコイル同士が接合したとしても、ボイスコイル集合体を構成する隣り合うボビン同士は、外側に巻回されたボイスコイルの線径による厚みの分だけ離間してしまい、密着させることができない。ボビンの剛性が不足する場合には、ボビンが振動して分割振動する、または、隣り合うボビン同士が接触し異音を生じるという問題があり、さらにこれを解決するためには、隣り合うボビン同士を連結させる接着剤等の付加的な重量物が必要になる。その結果、スピーカー振動板の重量が重くなり、スピーカーの再生能率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、従来には、ボビンの内径側にコイルを巻回したボイスコイルが、円筒状のボビンの内径側にコイルを巻回す場合の巻回工程数を減少させる方法とともに開示されている（特許文献４）。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１８０９８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９９５００号公報
【特許文献３】実開昭５５−８８５９０号公報
【特許文献４】特開平７−１３１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られ、かつ、動作不良が発生しにくい平面薄型スピーカーを実現することができるボイスコイル組立体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボイスコイル組立体は、 断面形状が格子状に形成されて内部に複数の矩形空間を有する格子状ボビンと、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着される複数の内巻矩形コイルと、を備え、隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。
【００１０】
好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面の下端面に接着剤で固着される。
【００１１】
さらに好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、隔壁面の厚さｔｂ１以下に薄くされる。
【００１２】
また、本発明のボイスコイル組立体は、格子状ボビンが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成される。
【００１３】
好ましくは、本発明のボイスコイル組立体は、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備える。
【００１４】
また、本発明のスピーカーは、上記のボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備えるスピーカーであって、磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、複数のマグネットと固着するヨークと、を備え、隣同士のプレートの間、ならびに、プレートとヨークの間、に形成される磁気空隙に、ボイスコイル組立体の内巻矩形コイルが配置されている。
【００１５】
また、本発明のボイスコイル組立体の製造方法は、隔壁面を備える格子状ボビンを形成する工程と、複数の内巻矩形コイルを形成する工程と、接着治具の格子状ボビンに対応した格子状溝部に複数の内巻矩形コイルを嵌入する工程と、複数の内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布する工程と、接着治具の格子状溝部に格子状ボビンを嵌入して、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面に複数の内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、複数の内巻矩形コイルの上端面と、格子状ボビンの隔壁面とを接着する工程と、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続し、入力端ならびに出力端に錦糸線を接続する工程と、接着剤が固化した後に、接着治具の格子状溝部からボイスコイル組立体を抜去する工程と、を含む。
【００１６】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１７】
本発明のボイスコイル組立体は、断面形状が格子状である一つの格子状ボビンに複数の内巻矩形コイルを密着固定させて形成したボイスコイル組立体であって、格子状ボビンが複数の矩形空間を有しており、内巻矩形コイルはそれぞれの矩形空間を規定する内壁面に固着されている。例えば、格子状ボビンは、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されている。ボイスコイル組立体は、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備えることで、音声信号電流を導通させることができる。
【００１８】
ここで、内巻矩形コイルとは、巻き上げられたコイルの外観形状が、磁気回路の磁気空隙形状に対応して矩形であり、かつ、コイルの巻芯としてのボビンを備えないボビンレス状態のコイルであって、巻き上げられた状態のまま格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着されるボイスコイルである。内巻矩形コイルの外寸法は、ボビンの矩形空間の内寸法にほぼ一致しており、内巻矩形コイルとボビンの矩形空間とは嵌合させられた上で、接着剤により密着固定されている。また、本発明のボイスコイル組立体では、内壁面を挟んで配置されている２つの内巻ボイスコイルが、一の内巻矩形コイルの一辺と、これに最も接近する他の内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。
【００１９】
上記のボイスコイル組立体を用いて、本発明のスピーカーは実現される。すなわち、本発明のスピーカーは、このボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備える。磁気回路は、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、複数のマグネットと固着するヨークと、を備えているので、隣同士のプレートの間、ならびに、プレートとヨークの間、に形成される磁気空隙に、ボイスコイル組立体の内巻矩形コイルが配置される。つまり、ボビンの内壁面を挟んだ２つの内巻ボイスコイルが、隣同士のプレートの間に形成される磁気空隙に配置される。
【００２０】
つまり、格子状ボビンの内壁面のうち、２つの矩形空間を区切る隔壁面を境にして２つの内巻矩形コイルが固着され、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続される。この格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１は、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされる。さらに、隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１は、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる。その結果、格子状ボビンの隔壁面の厚さｔｂ１を内壁面の他の部分の厚さｔｂ２よりも薄くして、格子状ボビンを含むボイスコイル組立体を軽量化することができる。格子状ボビンが有する矩形空間の数が多くなれば、これらを隔てる隔壁面の数も多くなるので、それぞれの隔壁面の厚みを薄くすれば、軽量化の効果を大きくすることができる。
【００２１】
また、磁気回路の磁気空隙をより狭くすることができれば、磁束密度が向上する結果、スピーカーの能率が向上して好ましい。したがって、本発明のボイスコイル組立体では、同一の磁気空隙に配置される２つの内巻矩形コイルがより接近するように、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面の下端面に接着剤で固着される。あるいは、ボイスコイル組立体は、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、厚さｔｂ１以下に薄くされる。つまり、格子状ボビンの隔壁面が、隔壁面に沿う２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間で省略されているか、隔壁面よりもさらに薄く形成された隔壁延設面にされているので、格子状ボビンをさらに軽量化することができ、磁気空隙をより狭くしても、ギャップ不良が少なくて能率が高いスピーカーを実現できる。
【００２２】
本発明のボイスコイル組立体は、隔壁面を２つの内巻矩形コイルｖ１およびｖ２の間に挟まない前者の場合には、格子状ボビンに対応する格子状溝部を有する接着治具を用いて製造するのが好ましい。予めに、接着治具の格子状溝部に複数の内巻矩形コイルを嵌入し、複数の内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布し、接着治具の格子状溝部に格子状ボビンを嵌入して、格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面に複数の内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、複数の内巻矩形コイルの上端面と、格子状ボビンの隔壁面の下端面とを接着する。そして、複数の内巻ボイスコイルを相互に接続し、入力端ならびに出力端に錦糸線を接続し、接着剤が固化した後に、接着治具の格子状溝部からボイスコイル組立体を抜去すればよい。また、隔壁面よりもさらに薄く形成された隔壁延設面を有する後者の場合には、複数の内巻矩形コイルと格子状ボビンの隔壁延設面とを接着する、または、複数の内巻矩形コイルを金型内に配置して、格子状ボビンをインサート成形すればよい。
【００２３】
その結果、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる、平面薄型のスピーカーが実現される。本発明のボイスコイル組立体では、それぞれの内巻矩形コイルがボビンの矩形空間を規定する内壁面に固着され、さらに隔壁面に沿う２つの内巻ボイスコイルを密着固定させて形成することができ、その結果、ボビンの剛性を高め、スピーカー振動部材の重量が軽くなり、スピーカーの再生能率を向上させて安定した音声再生が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のボイスコイル組立体を備えたスピーカーは、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる平面薄型のスピーカーを実現することができ、また、動作不良が発生しにくく、安定した音声再生が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のボイスコイル組立体は、能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られ、かつ、動作不良が発生しにくい平面薄型スピーカーを実現するという目的を、隔壁面を境にして隣接する２つの矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの内巻矩形コイルが、隔壁面に沿う一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、格子状ボビンの隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされるようにすることにより、実現した。
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体、および、これを用いたスピーカー、ならびに、その製造方法について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は平面振動板６を上方に向けたスピーカー１を説明する斜視図であり、また、図１（ｂ）は、平面薄型のスピーカー１の内部構造を説明するＡ−Ａ’断面図である。なお、説明に不要な一部の内部構造等は、省略している。
【００２８】
本実施例の平面薄型のスピーカー１は、略矩形の平面振動板６を含むスピーカー振動部材５を備える平面薄型のスピーカーであって、その振動板面積を形成する長さＬ（約１４０．８ｍｍ）に比べて、平面振動板６の幅Ｗ（約１６．２ｍｍ）と、スピーカーとしての全高ｈ（約２０．０ｍｍ）とが小さく抑えられたスピーカーである。具体的には、スピーカー用磁気回路２と、この磁気回路２の底面側に固着する保持フレーム３と、平面振動板６の周囲を支持する樹脂製のフレーム４と、をさらに備えている。スピーカー用磁気回路２は、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して１列に配置した１４個の主マグネット２２を含む磁気回路である。フレーム４は、平面薄型のスピーカー１を（図示しない）キャビネット等に固定するフレーム固定部を有する。
【００２９】
スピーカー振動部材５は、平面振動板６と、平面振動板６の外周端を振動可能に支持するエッジ７と、平面振動板６の背面側に固着される後述するボイスコイル組立体１０と、を備える。例えば、平面振動板６は、発泡樹脂（材料：ＰＣ（ポリカーボネート））の成形板であり、ゴム（材料：発泡ゴム）を含むエッジ７によってその外周部を支えられており、エッジ７の外周側はフレーム４に固着されている。ボイスコイル組立体１０は、平面振動板６の背面側に固着されており、ボイスコイル組立体１０に取り付けられる複数の内巻矩形コイル９（本実施例の場合は、１４個）に音声信号電流が供給されると、磁気回路２によってボイスコイル組立体１０は駆動力を受け、その結果、平面振動板６が振動すると、平面薄型のスピーカー１は音声を再生する。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、磁気回路２は、磁性体の金属から成るヨーク２１と、１４個の主マグネット２２と、これらのマグネット２２の上部にそれぞれ冠した矩形プレート２３と、矩形プレート２３の上部にそれぞれ冠した反発マグネット２４と、から構成される。ヨーク２１は、平面状のプレート部２１ａと、矩形プレート２３との間に磁気空隙を規定する（図示しない）側壁部２１ｂと、を有する。具体的には、ヨーク２１、および、矩形プレート２３は、鉄板をプレス加工して成形される。
【００３１】
ヨーク２１のプレート部２１ａには、１４個の主マグネット２２が、それぞれの磁極性が隣同士で異なるように一列に配置される。１４個の主マグネット２２は、それぞれ予め矩形プレート２３が固着されて、矩形プレート２３側がＮ極、もしくは、Ｓ極となるように二組に選別されて着磁される。そして、着磁された１４個の主マグネット２２は、ヨーク２１のプレート部２１ａに治具を用いて、磁極性が隣同士で異なるように整列させられて、固着される。磁極性が隣同士で異なるところに形成される磁気空隙では、Ｎ極からＳ極へ向かって磁束が飛ぶので、磁気回路２に設けられるそれぞれの磁気空隙では、主マグネット２２の配列にしたがった方向へ磁束が飛ぶ。なお、予め着磁された反発マグネット２４は、矩形プレート２３の側面から反発磁界による磁力線が飛ぶように、Ｎ極、もしくは、Ｓ極を選別して、接着剤で矩形プレート２３の上面側に固着される。したがって、磁気回路２の隣同士の矩形プレート２３の間、ならびに、矩形プレート２３とヨーク２１の側壁部２１ｂの間、に形成される磁気空隙、すなわち、格子状に設けられた磁気空隙では、高い磁束密度分布が得られる。
【００３２】
図２は、平面薄型のスピーカー１を構成するボイスコイル組立体１０を説明する図である。図２（ａ）は、ボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図であり、図２（ｂ）は、ボイスコイル組立体１０の平面図であり、図２（ｃ）は、ボイスコイル組立体１０の全体を示す斜視図である。また、図３は、平面薄型のスピーカー１の平面振動板６の背面側に固着されるボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図である。なお、これらの図では、説明のために構成の一部を透明視して図示している。ボイスコイル組立体１０は、断面形状が格子状に形成されて内部に１４個の矩形空間１２ａを有する格子状ボビン１１と、この矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂにそれぞれ固着される１４個の内巻矩形コイル９と、を備える。
【００３３】
格子状ボビン１１は、樹脂材料の液晶ポリマーを射出成形金型で成形し、平均肉厚０．２ｍｍの格子状（梯子状）に形成されており、一列に配置された１４個の矩形空間１２ａを規定している。内巻矩形コイル９は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａに嵌合させられた上で、内壁面１２ｂに接着剤により密着固定される。具体的には、矩形空間１２ａの内寸法は、約９．１ｍｍ×約９．１ｍｍである。矩形ボビン１２は、断面形状が内壁面１２ｂならびに隔壁面１２ｄにより矩形状に形成されているので、内部に矩形空間１２ａを有するとともに、その外壁面１２ｃが４面の平面を構成する。本実施例のように樹脂を成形した格子状ボビン１１の場合には、矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂに、内巻矩形コイル９が係止する（後述する）段部１２ｅを設けることができる。
【００３４】
また、内巻矩形コイル９は、線径０．１２ｍｍの銅線をボビンレス状態で、その外寸法が約９．１ｍｍ×約９．１ｍｍ外観形状矩形になるように巻き回されたコイルであり、内巻矩形コイル９の外寸法は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａの内寸法にほぼ一致している。内巻矩形コイル９の一辺の厚みを規定する厚さｔｃ１（もしくはｔｃ２）は、約０．３ｍｍである。内巻矩形コイル９を製造するにあたっては、仮の矩形の巻芯に線材を巻き付けた後に、線材に接着剤、もしくは、ワニスを塗布し、これが硬化した後に巻芯を抜去してボビンレス状態の内巻矩形コイル９を形成する。なお、格子状ボビン１１と内巻矩形コイル９の矩形とは、素材の折れ曲がりによる破断を防止するように矩形の角部が曲面で構成される場合を含む。この曲面は、磁気回路２を構成する矩形プレート２３等に接触しない程度の大きさの半径により規定される曲面であればよい。
【００３５】
したがって、本発明のボイスコイル組立体１０では、内巻ボイスコイル１１の内巻矩形コイル９は、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａに嵌合させられた上で、内壁面１２ｂに接着剤により密着固定される。また、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａのそれぞれの内巻ボイスコイル９が、一の内巻矩形コイルの一辺と、これに最も接近する他の内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。例えば、図２（ｂ）に図示するボイスコイル組立体１０では、格子状ボビン１１が有する内巻矩形コイル９１に、図示するような時計回りの電流Ｉ１が流れる場合には、その右側に位置する内巻矩形コイル９２には、図示するような反時計回りの電流Ｉ２が流れるように、内巻矩形コイル９１および９２は接続されている。つまり、内巻矩形コイル９１および９２は、左側に位置する内巻矩形コイル９１の矩形の右側の一辺と、右側に位置する内巻矩形コイル９２の矩形の左側の一辺とが、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。
【００３６】
ここで、内巻矩形コイル９１および９２は、内壁面１２ｂを構成する隔壁面１２ｄを挟むように対峙する関係にあり、かつ、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。したがって、ボイスコイル組立体１０を用いる平面薄型のスピーカー１では、図３に示すように、磁気回路２の格子状の磁気空隙の隣接する２つの矩形プレート２３の間に、これらの内巻矩形コイル９１および９２が、隔壁面１２ｄを挟んで対峙するように配置される。内巻矩形コイル９１および９２には、上面方向または下面方向のいずれかに電磁力が働くので、同様に配置された他の内巻矩形コイル９を磁気空隙に配置するボイスコイル組立体１０には、上面方向または下面方向に駆動力が作用し、平面振動板６は、上面方向または下面方向に変位することができる。その結果、平面振動板６が振動すると、平面薄型のスピーカー１は音声を再生する。
【００３７】
つまり、本実施例のボイスコイル組立体１０においては、複数の内巻矩形コイル９は、９つの矩形空間１２ａの内壁面１２ｂに固着される。例えば、図２に図示するように、２つの内巻矩形コイル９１および９２は、その間の隔壁面１２ｄを挟んで配置されている内巻矩形コイルの一辺と、内巻矩形コイルの一辺と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されている。図２および図３に図示するように、内壁面１２ｂを構成する隔壁面１２ｄを境にして、隣接する２つの矩形空間１２ａのそれぞれには、２つの内巻矩形コイル９１および９２が固着される。そして、これらは、隔壁面１２ｄに沿う一の内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１および他の内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流Ｉ１ないしＩ２が導通するように接続される。同様にして、１４個の内巻矩形コイル９は、ボイスコイル組立体１０に働く駆動力の方向が一致するように、相互に接続される。
【００３８】
なお、複数の内巻矩形コイル９を相互に接続するにあたり、直列接続か並列接続かは問われない。それぞれの内巻矩形コイル９のインピーダンスならびに全体での合成インピーダンスを考慮して、直列接続と並列接続とを併用して接続してよい。また、音声信号電流を流す回転方向を、隣り合うコイル同士が逆回転方向になるようにするには、複数の内巻矩形コイル９の巻線方向を変更した二種類のコイルを用意してもよいし、全ての内巻矩形コイル９の巻線方向が同じであっても、巻き始め側と巻き終わり側を入れ替えて相互に接続してもよい。
【００３９】
図４は、本実施例のボイスコイル組立体１０を説明する一部拡大断面図であり、長軸方向の端部から３つの矩形空間１２ａを形成する格子状ボビン１１の断面を説明する図である。具体的には、図４（ａ）は、ボイスコイル組立体１０の長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の断面斜視図であり、図４（ｂ）は、同じ断面でのボイスコイル組立体１０の断面斜視図である。
【００４０】
図４（ａ）に図示するように、格子状ボビン１１は、剛性と耐熱に優れる液晶ポリマー樹脂で一体に形成された構造体であって、内壁面１２ｂならびに外壁面１２ｃを構成する略矩形状の外郭部分は、その厚みｔｂ２が平均肉厚０．３ｍｍとなるように形成されている。また、外郭部分の高さｈｂ２は、約８．９ｍｍである。また、格子状ボビン１１の外郭部分は、内壁面１２ｂの側に内巻矩形コイル９が係止する段部１２ｅを有しており、段部１２ｅは、外郭部分が内側で薄くされて形成されている。なお、図４（ａ）に図示する格子状ボビン１１では、内巻矩形コイル９の４つの角の外側に係合する段角部１２ｆが形成されているが、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における方向での部品公差ないし組立公差を吸収するように、段角部１２ｆを省略してもよい。段角部１２ｆを設けない格子状ボビン１１では、樹脂で成形するのが容易になるという利点がある。
【００４１】
そして、内壁面１２ｂとともに矩形空間１２ａを規定する隔壁面１２ｄは、その厚みｔｂ１が平均肉厚０．２ｍｍとなるように形成されており、外郭部分の厚みｔｂ２よりも薄くされている。隔壁面１２ｄの高さｈｂ１は、格子状ボビン１１の外郭部分の高さｈｂ２よりも低く、約６．１ｍｍとなるように形成されている。その結果、隔壁面１２ｄの下側の端部と、段部１２ｅの高さとが一致して、内巻矩形コイル９を係止することができる。したがって、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａには、それぞれ内巻矩形コイル９が下側から挿入されて、隔壁面１２ｄの下側の端部および段部１２ｅに係合して取り付けられる。
【００４２】
図４（ｂ）に図示するように、内巻矩形コイル９１および９２は、隣り合う２つの矩形空間１２ａにそれぞれ取り付けられる。ここで、上述したように、内巻矩形コイル９１および９２は、ひとつの隔壁面１２ｄに沿う内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、もう一方の内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２と、において、同一方向に音声信号電流が導通するように接続される。そして、隔壁面１２ｄの高さｈｂ１が、格子状ボビン１１の外郭部分の高さｈｂ２よりも短くされているので、格子状ボビン１１の内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とは、隔壁面１２ｄを間に挟むことなくほぼ接するように密着することができる。
【００４３】
つまり、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄが、この隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間で省略されている構造であるので、格子状ボビン１１を従来よりも軽量化することができる。本実施例の格子状ボビン１１では、１４の矩形空間１２ａを隔てる１３の隔壁面１２ｄが存在するので、隔壁面１２ｄの厚みを薄くすることで、軽量化が実現される。格子状ボビンの全てを平均肉厚０．３ｍｍで形成する場合（つまり、隔壁面１２ｄの厚みが前述の厚みｔｂ１に薄くされていなくて、かつ、隔壁面１２ｄの高さが前述の高さｈｂ２よりも低くされていない場合）を比較例とすると、本実施例の場合には、格子状ボビン１１の重量は約２．７ｇであり、一方で、比較例の場合の重量は約２．１ｇとなる。したがって、格子状ボビン１１が約２０％以上も軽量化できる。
【００４４】
図５は、ボイスコイル組立体１０とその製造工程を説明する図であり、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２との一部拡大断面図である。図５（ａ）は、接着剤Ａｄと、接着治具Ｊａを用いて、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２を接着する工程を説明する図であり、そして、図５（ｂ）は、接着剤Ａｄが固化した後に接着治具Ｊａから抜き去られたボイスコイル組立体１０を説明する図である。隔壁面１２ｄを備える格子状ボビン１１と、複数の内巻矩形コイル９とは、別工程で予め形成する。
【００４５】
接着治具Ｊａは、例えば、ジュラコン、フッ素樹脂、といった材料で形成された基体に、格子状ボビン１１の形状に対応した所定の格子状溝部Ｊｂを有するようにされている治具である。なお、接着治具Ｊａは、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、といった接着剤Ａｄを、微量塗布機を用いて塗布する工程に使用するので、その格子状溝部Ｊｂに接着剤Ａｄが付着して固化しても取り除きやすいように、フッ素樹脂をコーティングする加工等を施しておくのが好ましい。本実施例の場合には、図５（ａ）に示す格子状溝部Ｊｂの幅ｔｊは、約０．７ｍｍであって、挿入される格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄの厚さｔｂ１（＝約０．２ｍｍ）よりも幅があるように設定される。また、長軸方向での部品公差ないし組立公差を考慮して、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１（＝約０．３ｍｍ）、および、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２（＝約０．３ｍｍ）、の総和の厚さｔｃ０（＝約０．６ｍｍ）よりも、大きくされている。
【００４６】
したがって、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに内巻矩形コイル９１および９２を嵌入し、次に、これらの内巻矩形コイル９１および９２の上端面に接着剤Ａｄを塗布し、次に、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに格子状ボビン１１を嵌入して、格子状ボビン１１の矩形空間１２ａを規定する内壁面１２ｂに内巻矩形コイル９１および９２をそれぞれ固着する。内巻矩形コイル９は、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに嵌入されると、その形状は所定の寸法形状に矯正され、さらに、２つの内巻矩形コイルの間隔は、均一になる。内巻矩形コイル９の外径公差は±０．０５ｍｍであるので、内巻矩形コイル９１および９２の離間距離ｔｓは、最大で０．１ｍｍになる。模式的に説明する図面上では、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２は離間しているようになるものの、実際には上記のように公差は非常に小さいので、この隙間には接着剤Ａｄが行き渡り、隔壁面１２ｄを間に挟むことなくほぼ接するように密着する。
【００４７】
また、接着剤Ａｄは、内巻矩形コイル９１および９２の上端面と、格子状ボビン１１の隔壁面１２の下端面と、を接着する。接着剤Ａｄは、好ましくは、エポキシ系、あるいは、アクリル系の接着剤であって、微量塗布機を用いて塗布する。例えば、微量塗布機は、極めて細いニードルバルブを有して最小塗布量を０．００１ｃｃ以上で調整でき、四軸制御の塗布ロボットにより水平方向の二軸ＸＹ方向では、０．００５ｍｍの分解能で所定の箇所に塗布が可能である。微量塗布機は、セラミック製の超微量塗布用ノズルを用いると、最小内径０．００５ｍｍで接着剤Ａｄを所定の箇所に適量を塗布することができる。本実施例の場合には、微量塗布機を調整して、塗布量を約０．５ｍｇ／ｍｍとし、複数の内巻矩形コイル９を格子状ボビン１１に接着する。
【００４８】
図５に示すように、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄの厚みを規定する厚さｔｂ１が、内巻矩形コイル９の２辺の厚さの総和ｔｃ０以下に薄くされれば、磁気回路２に設けられるそれぞれの磁気空隙に、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とを、最も近接するように配置することができる。すなわち、図５（ｂ）に示すように、隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２は、隔壁面１２ｄを間に挟むことなく接着剤Ａｄで固着されており、かつ、ｘ１およびｘ２の上端面が隔壁面１２ｄの下端面に接着剤Ａｄで固着される。したがって、内巻ボイスコイル９１および９２を含む全ての内巻ボイスコイル９を相互に接続して、入力端ならびに出力端に錦糸線１４ないし１５を接続し、接着剤Ａｄが固化した後に、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂからボイスコイル組立体１０を抜去すると、ボイスコイル組立体１０が完成する。
【００４９】
また、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とが、隔壁面１２ｄを間に挟まない構造であるので、ボイスコイル組立体１０を用いるスピーカー１の磁気回路２の磁気空隙を、より狭くすることができる。具体的には、上記の比較例の場合には磁気回路２の磁気空隙の幅は約１．４ｍｍ以上になる一方で、本実施例の場合には約１．２ｍｍにすることができる。本実施例のボイスコイル組立体１０を用いるスピーカー１は、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄが磁気空隙を構成する２つの矩形プレート２３に接触する恐れがほとんど無くなり、その結果、平面薄型のスピーカーであっても、ギャップ不良が少なくて能率が高いスピーカーを実現できる。格子状ボビン１１は、剛性と耐熱に優れる液晶ポリマー樹脂で一体に形成された構造体であり、また、複数の内巻ボイスコイル９同士が連結するので、その剛性を高めることができる。したがって、この格子状ボビン１１を用いるボイスコイル組立体１０は、ボイスコイル組立体１０、ならびに、平面振動板６を含むスピーカー振動部材５が分割振動するのを抑制することができる。
【００５０】
また、格子状ボビン１１の形状寸法を精度良く製造することができるので、その結果、安定した音声再生が可能なスピーカー１が実現される。なお、格子状ボビン１１を構成する材料は、液晶ポリマー以外にものポリイミド、ポリエーテルイミド、等の樹脂材料であれば良く、その成形方法も押出成形でもよく、上記の射出成形に限られるものではない。さらに、アルミ、または、チタンを含む金属材料をインパクト成形することで、格子状ボビン１１を得ても良い。
【００５１】
また、本実施例の平面薄型のスピーカー１は、それぞれ全１４個の主マグネット２２及び内巻矩形コイル９が、共通で矩形である場合であるが、マグネット及びコイルの数は２個以上であればよく、また、矩形であれば長方形であってもよい。
【実施例２】
【００５２】
図６は、先の実施例における図５と同様に、他のボイスコイル組立体１０とその製造工程を説明する図であり、長軸方向を示す中心線Ａ−Ａ’における格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄと、内巻矩形コイル９１および９２との一部拡大断面図である。図６（ａ）は、接着剤Ａｄと、接着治具Ｊａを用いて、格子状ボビン１１の隔壁面１２ｄならびに隔壁延設面１２ｇと、内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２を接着する工程を説明する図であり、そして、図６（ｂ）は、接着剤Ａｄが固化した後に接着治具Ｊａから抜き去られたボイスコイル組立体１０を説明する図である。
【００５３】
液晶ポリマーで形成される本実施例の格子状ボビン１１は、その隔壁面１２ｄから延設される隔壁延設面１２ｇをさらに備えている点で、先の実施例と相違する他は、寸法、ならびに、重量についてもほぼ共通するので、共通する構成等については、共通の番号を付して、説明並びに図示を省略する。また、本実施例の格子状ボビンを用いるボイスコイル組立体は、先の実施例のボイスコイル組立体に代えて平面薄型のスピーカー１を構成することができる。
【００５４】
隔壁延設面１２ｇは、隔壁面１２ｄよりもさらに薄い形状で隔壁面１２ｄの下端から延設される部分であって、隔壁面１２ｄに沿う２つの内巻矩形コイル９１および９２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される。つまり、内巻矩形コイル９１および９２は、隔壁延設面１２ｇを間に挟んで対峙する関係になる。具体的には、隔壁延設面１２ｇの厚みを規定する厚さｔｂ０は約０．１ｍｍであり、隔壁面１２ｄの厚さｔｂ１（＝約０．２ｍｍ）以下に薄くされる。したがって、隔壁面１２ｄと隔壁延設面１２ｇとで厚みが変化する部分は、先の実施例における段部１２ｅおよび段角部１２ｆを規定する。本実施例の場合の格子状ボビン１１の重量は、先の実施例の場合に比べて、約０．２ｇ増加するので、軽量化では劣るものの、比較例の場合に比べてなお軽量であり、これを用いたボイスコイル組立体１０により、能率の高いスピーカー１を実現できる。
【００５５】
図６（ａ）に図示するように、本実施例の格子状ボビン１１は、予めに隔壁延設面１２ｇを有する形状で成形した部材を、接着治具Ｊａの格子状溝部Ｊｂに嵌入するようにすればよい。また、格子状ボビン１１を成形する工程において、複数の内巻矩形コイル９を所定の金型内に配置して、格子状ボビンをインサート成形することによって、隔壁延設面１２ｇを備えるようにしてもよい。すなわち、インサート成形の金型内では、接着治具Ｊａと同様に、内巻矩形コイル９１の一辺ｘ１と、内巻矩形コイル９２の一辺ｘ２とが、部品公差ないし組立公差で決まる最小の部品離間距離ｔｓで離間するものの、インサート成形で注入される樹脂がｘ1とｘ２の間に入り込んで、内巻矩形コイル９１および９２を連結する。したがって、格子状ボビン１１を成形する工程において、接着剤を使用することなく複数の内巻矩形コイル９を固着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のスピーカー振動部材およびその製造方法は、平面振動板を備えるスピーカーのみならず、ヘッドホンの振動板にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを構成するボイスコイル組立体を説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーのボイスコイル組立体１０の一部を拡大した断面図である。（実施例１）
【図４】本発明の好ましい実施形態による平面薄型のスピーカーを構成するボイスコイル組立体を説明する図である。（実施例１）
【図５】本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体とその製造工程を説明する図である。（実施例１）
【図６】本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体とその製造工程を説明する図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００５８】
１ スピーカー
２ 磁気回路
２１ ヨーク
２２ 主マグネット
２３ 矩形プレート
２４ 反発マグネット
３ 保持フレーム
４ フレーム
５ スピーカー振動部材
６ 平面振動板
７ エッジ
９ 内巻矩形コイル
１０ ボイスコイル組立体
１１ 内巻ボイスコイル
１２ 矩形ボビン
１２ａ 矩形空間
１２ｂ 内壁面
１２ｃ 外壁面
１２ｄ 隔壁面
１２ｅ 段部
１２ｆ 段角部
１２ｇ 隔壁延設面
１４、１５ 錦糸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が格子状に形成されて内部に複数の矩形空間を有する格子状ボビンと、該格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着される複数の内巻矩形コイルと、を備え、
隔壁面を境にして隣接する２つの該矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの該内巻矩形コイルが、該隔壁面に沿う一の該内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の該内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、
該格子状ボビンの該隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、該内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、該一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、該他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる、
ボイスコイル組立体。
【請求項２】
前記隔壁面に沿う２つの前記内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、前記隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、該ｘ１および該ｘ２の上端面が該隔壁面の下端面に接着剤で固着される、
請求項１に記載のボイスコイル組立体。
【請求項３】
前記格子状ボビンの前記隔壁面が、該隔壁面に沿う２つの前記内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、該隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、該隔壁面の前記厚さｔｂ１以下に薄くされる、
請求項１に記載のボイスコイル組立体。
【請求項４】
前記格子状ボビンが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成される、
請求項１から３のいずれかに記載のボイスコイル組立体。
【請求項５】
前記複数の該内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備える、
請求項１から４のいずれかに記載のボイスコイル組立体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル組立体と、該ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、該スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、該エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備えるスピーカーであって、
該磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、該複数のマグネットと固着するヨークと、を備え、
該隣同士のプレートの間、ならびに、該プレートと該ヨークの間、に形成される磁気空隙に、該ボイスコイル組立体の前記内巻矩形コイルが配置されている、
スピーカー。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル組立体の製造方法であって、
前記隔壁面を備える前記格子状ボビンを形成する工程と、
前記複数の内巻矩形コイルを形成する工程と、
接着治具の格子状ボビンに対応した格子状溝部に該複数の内巻矩形コイルを嵌入する工程と、
該複数の該内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布する工程と、
該接着治具の該格子状溝部に該格子状ボビンを嵌入して、該格子状ボビンの前記矩形空間を規定する前記内壁面に該複数の該内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、該複数の該内巻矩形コイルの前記上端面と、該格子状ボビンの該隔壁面とを接着する工程と、
該複数の該内巻ボイスコイルを相互に接続し、前記入力端ならびに前記出力端に錦糸線を接続する工程と、
該接着剤が固化した後に、該接着治具の該格子状溝部から該ボイスコイル組立体を抜去する工程と、
を含む、ボイスコイル組立体の製造方法。
【請求項１】
断面形状が格子状に形成されて内部に複数の矩形空間を有する格子状ボビンと、該格子状ボビンの矩形空間を規定する内壁面にそれぞれ固着される複数の内巻矩形コイルと、を備え、
隔壁面を境にして隣接する２つの該矩形空間のそれぞれの内壁面に固着される２つの該内巻矩形コイルが、該隔壁面に沿う一の該内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１および他の該内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２のそれぞれにおいて、同一方向に音声信号電流が導通するように接続されるボイスコイル組立体であって、
該格子状ボビンの該隔壁面の厚みを規定する厚さｔｂ１が、該内壁面の他の部分の厚みを規定する厚さｔｂ２よりも薄くされ、かつ、該一の内巻矩形コイルｖ１の一辺ｘ１の厚みを規定する厚さｔｃ１、および、該他の内巻矩形コイルｖ２の一辺ｘ２の厚みを規定する厚さｔｃ２、の総和の厚さｔｃ０以下に薄くされる、
ボイスコイル組立体。
【請求項２】
前記隔壁面に沿う２つの前記内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２が、前記隔壁面を間に挟むことなく接着剤で固着されており、かつ、該ｘ１および該ｘ２の上端面が該隔壁面の下端面に接着剤で固着される、
請求項１に記載のボイスコイル組立体。
【請求項３】
前記格子状ボビンの前記隔壁面が、該隔壁面に沿う２つの前記内巻矩形コイルｖ１およびｖ２のそれぞれの一辺ｘ１およびｘ２の間に挟まれて延設される隔壁延設面をさらに備え、該隔壁延設面の厚みを規定する厚さｔｂ０が、該隔壁面の前記厚さｔｂ１以下に薄くされる、
請求項１に記載のボイスコイル組立体。
【請求項４】
前記格子状ボビンが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成される、
請求項１から３のいずれかに記載のボイスコイル組立体。
【請求項５】
前記複数の該内巻ボイスコイルを相互に接続した入力端ならびに出力端に接続する錦糸線を、さらに備える、
請求項１から４のいずれかに記載のボイスコイル組立体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル組立体と、該ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、該スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、該エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備えるスピーカーであって、
該磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠し、かつ、それらの磁極性が隣同士で異なるように着磁して配置した複数のマグネットと、該複数のマグネットと固着するヨークと、を備え、
該隣同士のプレートの間、ならびに、該プレートと該ヨークの間、に形成される磁気空隙に、該ボイスコイル組立体の前記内巻矩形コイルが配置されている、
スピーカー。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル組立体の製造方法であって、
前記隔壁面を備える前記格子状ボビンを形成する工程と、
前記複数の内巻矩形コイルを形成する工程と、
接着治具の格子状ボビンに対応した格子状溝部に該複数の内巻矩形コイルを嵌入する工程と、
該複数の該内巻矩形コイルの上端面に接着剤を塗布する工程と、
該接着治具の該格子状溝部に該格子状ボビンを嵌入して、該格子状ボビンの前記矩形空間を規定する前記内壁面に該複数の該内巻矩形コイルをそれぞれ固着するとともに、該複数の該内巻矩形コイルの前記上端面と、該格子状ボビンの該隔壁面とを接着する工程と、
該複数の該内巻ボイスコイルを相互に接続し、前記入力端ならびに前記出力端に錦糸線を接続する工程と、
該接着剤が固化した後に、該接着治具の該格子状溝部から該ボイスコイル組立体を抜去する工程と、
を含む、ボイスコイル組立体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３４６２０（Ｐ２０１０−３４６２０Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１５６５（Ｐ２００８−１９１５６５）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
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