JP5311061B2 - ボイスコイルおよびこれを用いた動電型スピーカー - Google Patents

Description

長径方向に比べて短径方向が短い細長形のボイスコイルおよび動電型スピーカーに関する。特に、音声再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適するボイスコイル、および、これを用いた動電型スピーカーに関する。

音声を再生するスピーカーを取り付けるディスプレイ等の音響機器においては、スピーカーを取り付けるのに要する空間を小型化することが要望されている。特に、細長形化を図る動電型スピーカーでは、磁気回路の構成によって細長形化に限界がある場合がある。また、細長形（矩形、長円形（楕円形、トラック形を含む））の動電型スピーカーは、短径方向に振動板面積が限られる、磁気空隙の磁束密度が高いスピーカー用磁気回路を採用しようとすると、磁気回路の幅がスピーカー振動板よりも広くなり小型化できない、といった様々な理由から音声再生能力において不利な点がある。したがって、従来には、これらの問題を解決するために様々なスピーカー用磁気回路、および、これを用いた動電型スピーカーが提案されている。

従来には、動電型スピーカーの薄型化を図るために、ボイスコイルが形成された板状の駆動力伝達部材を備えたスピーカーがある。例えば、フレームと、前記フレームに固定された磁気回路と、所定の方向に振動可能なように前記フレームに固定された振動板と、前記振動板に結合された駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を支持するダンパーとを備え、前記磁気回路は、第１の平面と第２の平面との間に配置されており、前記第１の平面は、前記振動板に平行な平面であって、前記磁気回路の少なくとも一部が接する平面として定義されており、前記第２の平面は、前記振動板に平行な平面であって、前記磁気回路の少なくとも一部が接する平面として定義されており、前記駆動力伝達部材は、ボイスコイルが形成された領域を有しており、前記駆動力伝達部材は、前記ボイスコイルに流れる電流と前記磁気回路によって提供される磁束との作用により発生する前記所定の方向の駆動力を前記振動板に伝達するように構成されており、前記ダンパーの一端は前記第１の平面と前記第２の平面との間にある位置で前記駆動力伝達部材に結合されており、前記ダンパーの他端は前記第１の平面と前記第２の平面との間にある位置で前記フレームに結合されている、スピーカーがある。（特許文献１）。

また、ボイスコイルが形成された板状の駆動力伝達部材を備えたスピーカーとしては、例えば、平面振動板と、該平面振動板の裏面に面方向を振動方向に沿って取り付けられ、平面状にコイルが形成された駆動板と、該駆動板のコイルに磁界を及ぼすマグネットから構成してなり、該駆動板は、コイルを印刷形成したプリント配線板であることを特徴とした平面駆動スピーカーがある（特許文献２）。

また、板状の駆動力伝達部材を備えていなくても、長方形状もしくは長円状の振動板の中央部に、対向する直線状二側面を有する偏平コイルで形成されたボイスコイルが、該振動板に対して実質的に直交するように該一方の直線状側面を振動板に接合し、該ボイスコイルに鎖交する磁束がコイル偏平面に直交するように磁気回路を配置してなる角形ダイナミックスピーカーがある（特許文献３）。あるいは、所定の方向に振動可能に支持される振動板と、上記振動板の振動方向に直交する方向に相対向して配置された一対のマグネットと、上記一対のマグネットの相対向した方向と平行な方向を巻き軸方向として巻回されたボイスコイルとを備え、上記ボイスコイルは、電流が上記巻き軸方向及び上記振動方向に直交する一方向に流れる部分が上記振動板に接合され、電流が他方向に流れる部分が上記一対のマグネットに対向して配置されるスピーカー装置がある（特許文献４）。

特許第３８９１４８１号公報（図１〜１１） 実開昭５８−４８１９４号公報（図１〜３） 実開昭５９−１８９３９８号公報（図１〜３） 特開２００７−１２９６６５号公報（図１〜９）

しかしながら、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであって、コイルの巻軸の方向がスピーカー振動板の振動方向と直交するように配置される平板状のコイルを含む場合には、例えば、上記特許文献１のような板状の駆動力伝達部材を備える場合には、スピーカー振動系の重量が増加し、また、直線状の磁気空隙における磁束密度が低下し、音声を再生するスピーカーとしての再生能率が低下する場合がある、等の問題が発生しやすくなる。一方で、例えば、上記特許文献４のような板状の駆動力伝達部材を備えない場合には、偏平コイルの磁気回路の磁気空隙に配置される部分に作用する駆動力が、偏平コイルの剛性不足のために偏平コイルに接合されるスピーカー振動板に十分伝達されず、高域限界周波数が低下して十分な音声再生帯域が確保できず、結果的に、音声再生能力に劣る動電型スピーカーになる、という問題がある。

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、スピーカー振動板の振動方向に対して直交する巻軸方向を有する平板状のコイルを用いる動電型スピーカーに関し、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであって、音声再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適するボイスコイル、および、動電型スピーカーを提供することにある。

本発明のボイスコイルは、平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした平板状の空芯コイルである第１コイルおよび第２コイルを、それぞれの巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされた第１コイルおよび第２コイルが、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続または並列接続して構成するボイスコイルであって、第１コイルおよび第２コイルが貼り合わされて形成される内周端部が規定する内周空間に収容され、かつ、その外周端部が内周端部に係合する補強板を備える。

また、本発明のボイスコイルは、平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした平板状の空芯コイルである第１コイルおよび第２コイルを、それぞれの巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされた第１コイルおよび第２コイルが、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続または並列接続して構成するボイスコイルであって、第１コイルおよび第２コイルが貼り合わされて形成される内周端部に、その外周端部が係合する補強板を備え、補強板の厚みが、第１コイルおよび第２コイルを貼り合わせた厚みで規定されるボイスコイル厚み寸法よりも小さい。

また、本発明のボイスコイルは、第２コイルの内周端部が、第１コイルの内周端部の内径寸法よりも大きな内径寸法を有し、第１コイルおよび第２コイルを貼り合わせて形成されるボイスコイルの内周端部が、補強板が係合する係合段部を含む。

好ましくは、本発明のボイスコイルは、第２コイルが、第１コイルと巻数が同一の平板状の空芯コイルの内周端部の巻線を１ターン以上少なくして形成され、第２コイルの内周端部が、第１コイルの内周端部の内径寸法よりも大きな内径寸法を有するように構成される。

さらに好ましくは、本発明のボイスコイルは、補強板が、その外周端部にボイスコイルの内周端部の係合段部に係合する係合段部を含む。

また、本発明のボイスコイルは、補強板が、樹脂又は非磁性金属から形成されている。

好ましくは、本発明のボイスコイルは、第１コイルおよび第２コイルが、一組の直線部と一組の円弧部を含むトラック形状、または、二組の直線部を含む矩形状、のいずれかに形成されて、補強板の外周端部が、少なくとも第１コイルおよび第２コイルの一組の直線部と係合する一組の直線部を含む。

また、本発明の動電型スピーカーは、上記のボイスコイルと、ボイスコイルに連結するスピーカー振動板と、ボイスコイルが配置される直線状の磁気空隙を有する磁気回路と、磁気回路に連結するフレームと、フレームにその外周端部を固定されてスピーカー振動板の外周端部を支持するエッジと、を備える。

好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、内周部がボイスコイルに連結し、外周部がフレームまたは磁気回路に連結するダンパーをさらに備える。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明のボイスコイルは、矩形の断面を有する平角線（角線、真四角線、エッジワイズ線、を含む。）を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした平板状の空芯コイルである２つの第１コイルおよび第２コイルを、それぞれの巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成したボイスコイルである。接着剤、もしくは、ワニス等で貼り合わされた第１コイルおよび第２コイルは、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続または並列接続される。したがって、本発明のボイスコイルは、その厚みが平角線の太さ寸法の２倍程度である薄い平板状に形成される。平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした第１コイルおよび第２コイルは、それぞれ単独では反って変形し易いという問題を有するものの、本発明のボイスコイルのようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせると、変形を防止してフラットな平板状を保つことができる。

ボイスコイルは、全体の寸法を細長形のトラック形状または矩形状に形成されて、その一部が磁気回路の直線状の磁気空隙に配置されると、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーを実現することができる。なお、本発明の動電型スピーカーは、ボイスコイルに連結するスピーカー振動板と、磁気回路に連結するフレームと、フレームにその外周端部を固定されてスピーカー振動板の外周端部を支持するエッジと、を備え、好ましくは、内周部がボイスコイルに連結し、外周部がフレームまたは磁気回路に連結するダンパーを備える。

平板状の空芯コイルである第１コイルおよび第２コイルが、トラック形状または矩形状に形成されるので、これらが貼り合わされて構成されるボイスコイルは、第１コイルおよび第２コイルが貼り合わされて形成される内周端部が規定する内周空間を有する。本発明のボイスコイルは、この内周空間に収容され、かつ、その外周端部が内周端部に係合する補強板を備える。このボイスコイルの補強板の厚みは、第１コイルおよび第２コイルを貼り合わせた厚みで規定されるボイスコイル厚み寸法よりも小さくされ、内周空間から突出しない。つまり、このボイスコイルの補強板は、第１コイルおよび第２コイルを貼り合わせたボイスコイルの厚み寸法よりも小さくされるので、ボイスコイルの内周端部が規定する内周空間から突出せずに収容され、ボイスコイルを補強する。ボイスコイルは、第１コイルおよび第２コイルが、一組の直線部と一組の円弧部を含むトラック形状、または、二組の直線部を含む矩形状、のいずれかに形成されて、補強板の外周端部が、少なくとも第１コイルおよび第２コイルの一組の直線部と係合する一組の直線部を含むものであるのが好ましい。

したがって、本発明のボイスコイルでは、この補強板を備えることで剛性を高めることができ、ボイスコイルの磁気回路の磁気空隙に配置される部分に作用する駆動力が、ボイスコイルに連結するスピーカー振動板に駆動力を十分伝達する。その結果、このボイスコイルを用いる動電型スピーカーは、高域限界周波数を高くして広い音声再生帯域を確保することができる。また、補強板は、樹脂又は非磁性金属から形成されて、内周空間に収容される最小の体積で実現できるので軽量化が可能であり、また、ボイスコイルの厚み寸法に適した直線状の磁気空隙寸法よりも広くする必要が無くて高い磁束密度を保つことができる。したがって、音声再生能率を高めて、音声再生能力に優れる動電型スピーカーにすることができる。また、補強板が、ボイスコイルの剛性を高めるので、平板状のボイスコイルが反って変形することが無いという利点がある。

また、本発明のボイスコイルでは、トラック形状または矩形状の内周端部が、補強板が係合する係合段部を含むものであってもよい。具体的には、第２コイルの内周端部が、貼り合わされる第１コイルの内周端部の内径寸法よりも大きな内径寸法を有していれば、その内周端部に補強板が係合する係合段部が形成される。第２コイルが、第１コイルと巻数が同一の平板状の空芯コイルの内周端部の巻線を１ターン以上少なくして形成されるような場合には、これらのターン数の差による内径寸法の差分を利用して、補強板が係合する係合段部を形成すればよい。

また、本発明のボイスコイルの補強板は、その外周端部にボイスコイルの内周端部の係合段部に係合する係合段部を含むものであってもよい。外周端部に係合段部を有する補強板は、樹脂を成形する、あるいは、アルミ等の非磁性金属をプレス成形する等により、容易に形成することができる。外周端部に係合段部を有する補強板は、第１コイルの内周端部と、第２コイルの内周端部とにともに係合するので、補強板の取付精度を高めてより剛性を高めることができる。したがって、本発明のボイスコイルは、これを用いる動電型スピーカーの再生能率の向上と、細長化とのバランスをとることができ、再生音質に優れる動電型スピーカーを実現できる。

スピーカー振動板の振動方向に対して直交する巻軸方向を有する平板状のコイルを用いる動電型スピーカーに関し、特に、巻軸方向に対して平角線をずらすことなく多層巻きにして形成したトラック形状のコイルを備え、長径方向に比べて短径方向が短い細長形の動電型スピーカーであって、音声再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適するスピーカー用磁気回路、および、動電型スピーカーを提供することができる。

本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１の構成を説明する一部拡大断面図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル４を説明する図である。（実施例１） 本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル４Ａの構成を説明する断面図である。（実施例２） 本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル４Ｂの構成を説明する断面図である。（実施例３） 比較例のボイスコイル４０の構成を説明する断面図である。（比較例） 実施例のボイスコイル４Ａと、比較例のボイスコイル４０とを用いる動電型スピーカーの音圧周波数特性のグラフである。（実施例２、比較例）

以下、本発明の好ましい実施形態によるボイスコイルおよび動電型スピーカー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。

図１、および、図２は、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。また、図３は、本発明の好ましい実施形態によるボイスコイル４を説明する図である。具体的には、図１は、動電型スピーカー１を前面側から見た斜視図であり、図２は、動電型スピーカー１の短径方向の断面の一部拡大図である。図３（ａ）はボイスコイル４を短径方向から見た側面図であり、図３（ｂ）はボイスコイル４のＣ−Ｃ’断面図であり、図３（ｃ）はボイスコイル４の斜視図であり、図３（ｄ）はボイスコイル４の構成を説明する展開図である。なお、後述するように、動電型スピーカー１の一部の構造や、内部構造等は、省略している。また、点Ａ−Ｏ−Ａ’を結ぶ直線（長軸）が延びる方向が長径方向であり、また、点Ｂ−Ｏ−Ｂ’
を結ぶ直線（短軸）が延びる方向が短径方向である。

本実施例の動電型スピーカー１は、長径方向長Ｌ１が約１３５．６ｍｍ、短径方向長Ｌ２が約１０ｍｍのトラック形のスピーカー振動板２を有する細長形の動電型スピーカーであり、細長形であっても口径が約３５ｍｍの円形振動板と同等の振動板面積を有するスピーカーである。スピーカー振動板２は、エッジ３によってその外周端を支持されており、エッジ３の外周端は、フレーム６に固定されている。また、スピーカー振動板２の中央部には、コイル４が背面側から連結しており、コイル４は、フレーム６に外周側が固定されるダンパー５により振動可能に支持されている。本実施例のコイル４は、トラック形のコイルであって、スピーカー振動板２が振動する振動方向に対して、ほぼ直交する方向に巻軸方向を有する平板状のコイルである。また、フレーム６は、トラック形のスピーカー振動板２に対応した細長形状であり、フレーム６に収容されるように固定される磁気回路１０も、短径方向長Ｌ２以下の幅が狭い細長形状を有している。したがって、動電型スピーカー１は、ディスプレイ等の機器が有する表示部の側面など、スピーカーを取り付ける幅が少ない機器に適するスピーカーである。フレーム６の背面側には、音声信号電流が供給される（図示しない）ターミナル７が取り付けられ、磁気回路１０の一部が露出している。

動電型スピーカー１のスピーカー振動板２は、その外周端にエッジ３の内周側が接着されており、また、その中央背面には、後述するトラック形状のコイル４の一方の直線部４ｂがスリット状の連結部に差し込まれて、接着剤で接着される。スピーカー振動板２は、スピーカー振動板の軽量化を図るために発泡させた熱可塑性樹脂を形成して構成されている。本実施例の場合には、押出成形された熱可塑性樹脂発泡シート（具体的には、ポリスチレンペーパー）を、プラグアシスト成形を併用した真空成形法を用いることで、凹凸を有するスピーカー振動板２を得ている。すなわち、長径方向長Ｌ１と短径方向長Ｌ２が著しく異なる細長形のスピーカー振動板２は、長径方向の分割振動の影響が顕著になりやすいので、短径方向断面形状が略Ｕ字形を含む形状になるようにして、長径方向に剛性を有する形状とされている。

エッジ３は、本実施例では、柔軟性を有する発泡ゴムを金型内に注入して加熱発泡して形成したものである。スピーカー振動板２の長径方向に直線状に延びるトラック形の長辺と、短径方向に円弧状になるトラック形の短辺とでは、スピーカー振動板２を自由支持するように薄肉のコルゲーション（またはロール）によるフリーエッジが形成される。なお、トラック形の短辺では、短径方向に円弧状になるエッジが、スピーカー振動板２を固定支持するように厚肉で自由に振動しないフィックスドエッジとして形成されるものであってもよい。その結果、細長形のスピーカー振動板２は、短径方向ではエッジ３のフリーエッジ部のコンプライアンスで柔軟に支持される一方で、長径方向ではスピーカー振動板２を形成する熱可塑性樹脂の発泡シートの柔軟性によって、曲げ振動可能にされている。

コイル４は、後述する磁気回路１０に対応して、スピーカー振動板２が振動する振動方向に対して、ほぼ直交する方向に巻軸方向を有する平板状のコイルであって、長径方向長が約３６．２ｍｍで、短径方向長が約８．２ｍｍのトラック形で、厚み４ｔが約０．５ｍｍのコイルである。具体的には、コイル４は、太さ寸法が０．１２ｍｍ×０．２０ｍｍの銅平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きにして、厚み（４１ｔないし４２ｔ＝約０．２５ｍｍ）が平角線の太さ寸法にほぼ等しく、巻層厚寸法が約２．３ｍｍである平板状に形成した２つの空芯のコイル４１および４２と、後述する補強板４３とを含む。本実施例のコイル４を構成するコイル４１および４２は、それぞれ巻数が等しいコイルである。コイル４は、接着剤（若しくはワニス）でコイル４１および４２の巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされたコイル４１および４２が、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続して構成するボイスコイルである。コイル４１および４２は、平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きしているので、それぞれ単独では反って変形し易いという問題を有するものの、それぞれのコイル端面同士を貼り合わせると、変形を防止してフラットな平板状を保つことができる。

コイル４１および４２が貼り合わされるトラック形状のコイル４では、一方の直線部４ａと、他方の直線部４ｂと、一方の円弧部４ｃと、他方の円弧部４ｄと、が形成されて、トラック形状の内周端部４ｅの内周側には、トラック形状の孔である内周空間４ｆが形成される。したがって、コイル４では、この内周空間４ｆに収容される補強板４３の外周端部４３ｅが、トラック形状の内周端部４ｅに係合する。補強板４３は、その外周端部４３ｅがコイル４のトラック形状の内周端部４ｅに係合し、接着剤で接着されている。つまり、補強板４３の外周端部４３ｅは、コイル４１および４２の最も内周側の巻線の内周面に係合する。本実施例の補強板４３は、その厚み４３ｔが約０．４ｍｍのアルミ板であり、長径方向長が約３１．５ｍｍで、短径方向長が約３．５ｍｍのトラック形である。補強板４３の厚み４３ｔは、コイル４１および４２を貼り合わせた厚みで規定されるボイスコイル厚み寸法４ｔよりも小さくされるので、補強板４３は、コイル４の内周空間４ｆから突出しない。補強板４３は、コイル４の剛性を高めるので、平板状のコイル４が反るような変形を抑制する。なお、補強板４３は、銅、ジュラルミン、あるいは、アルミ合金等の非磁性の金属から構成されていればよいが、ＡＢＳ、ＰＩ、ＰＥＴなどの合成樹脂で形成されていてもよい。

ダンパー５は、薄板状の樹脂板に切欠部分（スリット部分）を設けて、コイル４に連結する内側固定部と、フレーム６に連結する外側固定部と、内側固定部と外側固定部とを連結するアーム状の可動部と、を備えるようにしたダンパーである。具体的には、ダンパー５は、厚さが約０．２ｍｍのＰＣ樹脂板をプレス加工して形成する部材であり、内側固定部には、コイル４の円弧部４ｃないし円弧部４ｄと、コイル４の補強板４３とが差し込まれて固定されるスリットを有する。ダンパー５は、コイル４またはフレーム６と、接着剤により連結される。なお、ダンパー５は、樹脂を射出成形して形成するダンパーであっても良く、また、柔軟性を有する繊維の織布を基材としてフェノール樹脂を含浸して成形するものであってもよい。

フレーム６は、スピーカー振動板２の形状に対応して細長形のバスケット状に射出成形された樹脂であり、エッジ３を固定する略矩形の固定部と、磁気回路１０を固定する固定部と、これらの固定部を連結する連結部と、複数の連結部の間に規定される窓と、（図示しない）ターミナルを取り付ける取付孔と、を備える。したがって、スピーカー振動板２、エッジ３、コイル４、および、ダンパー５からなるスピーカー振動系は、フレーム６および磁気回路１０に対して振動可能に支持される。なお、フレーム６は、鋼板をプレス成型して形成する金属フレームであってもよい。

磁気回路１０は、直線状の磁気空隙１４を形成するヨーク１１および１２と、ヨーク１１および１２に狭持される矩形断面を有する棒状のマグネット１３と、から構成される。本実施例マグネット１３は、棒状の希土類磁石であり、ヨーク１１または１２に連結するそれぞれの平面が異なる磁極性を有するように着磁されるので、直線状の磁気空隙１４に高い磁束密度の磁界を発生させる。磁気回路１０を構成する各部材は、接着剤で固定される。また、磁気回路１０も、フレーム６の固定部に接着剤で固定される。磁気回路１０は、長径方向長が約３１．０ｍｍで、短径方向長が約５．７ｍｍの外形寸法を有する細長形の磁気回路であって、ほぼその全体が前面視するフレーム６の内側に収容される大きさであるので、動電型スピーカー１を細長化することができる。なお、磁気回路１０は、直線状の磁気空隙１４を形成するものであれば、本実施例の構成に限定されない。

本実施例の動電型スピーカー１では、コイル４は、磁気回路１０の直線状の磁気空隙１４にトラック形状の一方の直線部４ａが配置されて、他方の直線部４ｂがスピーカー振動板２の中央部に連結する。また、一方の円弧部４ｃおよび他方の円弧部４ｄと、補強板４３とには、後述するダンパー５が連結する。本実施例では、コイル４を構成する貼り合わせる２つのコイル４１および４２は、貼り合わされた部分（例えば、コイル４１の一方の直線部４ａおよびコイル４２の一方の直線部４ａ。）に相互に同じ方向に音声信号電流が流れるように直列接続される。もちろん、コイル４１および４２は、並列接続であってもよい。また、コイル４に接続する（図示しない）錦糸線は、フレーム６に固定される（図示しない）ターミナルと、ターミナルからコイル４の引出線とを、ハンダづけして導通させて、コイル４に音声電流を供給する。ただし、錦糸線は、スピーカー振動板２に金属ハトメを設けてターミナルまで導通させるようにしてもよい。

動電型スピーカー１でのコイル４に音声信号電流が供給されると、磁気回路１０の直線状の磁気空隙１４に配置されるコイル４の一方の直線部４ａに駆動力が作用する。このコイル４は、一方の直線部４ａと他方の直線部４ｂとの間に係合する上記の補強板４３を備えることで、コイル４１および４２を補強して剛性を高められている。したがって、コイル４の磁気回路１０の磁気空隙１４に配置される部分（コイル４の一方の直線部４ａ）に作用する駆動力が、コイル４の他方の直線部４ｂに連結するスピーカー振動板２に十分伝達される。その結果、このコイル４を用いる動電型スピーカー１は、高域限界周波数を高くして広い音声再生帯域を確保することができる。

また、補強板４３は、樹脂又は非磁性金属から形成されて、内周空間に収容される最小の体積で実現できるので軽量化が可能であり、また、コイル４の厚み寸法４ｔに適した直線状の磁気空隙寸法よりも広くする必要が無くて高い磁束密度を保つことができる。本実施例の補強板４３は、加工が容易なトラック形状の平板であるが、貫通孔ないし肉盗みを設けて軽量化を図っても良い。したがって、音声再生能率を高めて、音声再生能力に優れる動電型スピーカー１にすることができる。

図４は、先の実施例のコイル４に代えて動電型スピーカー１を構成し得る他のコイル４Ａを説明する図であり、先の実施例の図３（ｂ）に該当するＣ−Ｃ’断面図である。本実施例のコイル４Ａは、先の実施例のコイル４と同様の構成を有し、２つの空芯のコイル４１ａおよび４２ａと、後述する補強板４３ａとを含み、ほぼ同一の外形寸法を有する形状の平板状のコイルである。ただし、コイル４Ａは、トラック形状の内周端部４ｅを形成する一方の空芯のコイル４１ａの内周端部の寸法４１ｒと、他方の空芯のコイル４２ａの内周端部の寸法４２ｒと、補強板４３ａの厚み４３ｔと、補強板４３ａの外周端部４３ｅの寸法とが、異なる点で先の実施例のコイル４と相違する。したがって、共通する部分には共通の番号を付して説明を省略する。

コイル４Ａは、接着剤（若しくはワニス）でコイル４１ａおよび４２ａの巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成されている。コイル４１ａおよび４２ａは、それぞれ太さ寸法が０．１２ｍｍ×０．２０ｍｍの銅平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きにされている。トラック形状のコイル４１ａは、巻数が約２５ターンであって、一方の直線部４ａと他方の直線部４ｂとの間に規定される内周空間４ｆの距離である内周端部の寸法４１ｒが、約３．５ｍｍである。また、もう一方のトラック形状のコイル４２ａは、巻数が約２２ターンであって、一方の直線部４ａと他方の直線部４ｂとの間に規定される内周空間４ｆの距離である内周端部の寸法４２ｒが、約４．７ｍｍであり、コイル４２ａの内周端部の内径寸法４２ｒが、コイル４１ａの内周端部の内径寸法４１ｒよりも大きい。コイル４２ａは、コイル４１ａと巻数が同一の平板状の空芯コイルの内周端部の巻線を３ターン少なくして形成されている。その結果、本実施例のコイル４Ａは、コイル４１ａおよび４２ａを貼り合わせて形成される内周端部４ｅが、補強板４３が係合する係合段部を含むように形成される。

すなわち、コイル４Ａの内周端部４ｅの係合段部は、貼り合わせるコイル４１ａおよび４２ａのそれぞれの内周端部の内径寸法４１ｒおよび４２ｒの寸法差により形成される。巻数が同じコイルを利用してコイル４１ａおよび４２ａを形成する場合には、一方のコイルの内周端部の巻線を１ターン以上少なくなるように巻き戻せばよい。したがって、図４に図示するように、本実施例のコイル４Ａを構成する補強板４３ａは、コイル４Ａの係合段部を含む内周端部４ｅに係合する。つまり、補強板４３ａの外周端部４３ｅは、コイル４１ａの最も内周側の数ターンの巻線のコイル端面と、コイル４２ｂの最も内周側の巻線の内周面に係合する。

補強板４３ａは、先の実施例の場合に比較して約半分の薄さであって、その厚み４３ｔが約０．２ｍｍのアルミ板であり、長径方向長が約３１．５ｍｍで、短径方向長が約４．７ｍｍのトラック形である。本実施例の補強板４３ａの厚みは、コイル４２ａのボイスコイル厚み寸法４２ｔよりも小さくされるので、補強板４３ａは、コイル４Ａの内周空間４ｆから突出しない。補強板４３ａは、コイル４の剛性を高めるので、平板状のコイル４が反るような変形を抑制する。さらに、補強板４３ａは、コイル４１ａおよび４２ｂを補強して剛性を高めるので、コイル４Ａの磁気回路１０の磁気空隙１４に配置される一方の直線部４ａに作用する駆動力が、コイル４Ａの他方の直線部４ｂに連結するスピーカー振動板２に十分伝達される。その結果、このコイル４Ａを用いる動電型スピーカー１は、高域限界周波数を高くして広い音声再生帯域を確保することができる。加えて、補強板４３ａは、先の実施例の場合に比較して約半分の薄さにできるので、さらに軽量化が可能である。コイル４Ａを含むスピーカー振動系を軽量化できれば、音声再生能率を高めて、音声再生能力に優れる動電型スピーカー１を実現できる。

図５は、先の実施例のコイル４Ａに代えて動電型スピーカー１を構成し得る他のコイル４Ｂを説明する図であり、先の実施例の図４に該当するＣ−Ｃ’断面図である。本実施例のコイル４Ｂは、先の実施例のコイル４Ａと同様の構成を有し、２つの空芯のコイル４１ａおよび４２ａと、後述する補強板４３ｂとを含み、ほぼ同一の外形寸法を有する形状の平板状のコイルである。つまり、コイル４Ｂは、トラック形状の内周端部４ｅを形成する一方の空芯のコイル４１ａの内周端部の寸法４１ｒと、他方の空芯のコイル４２ａの内周端部の寸法４２ｒと、が相異なり、内周端部４ｅの係合段部が形成される点で先の実施例のコイル４Ａと一致する。一方で、コイル４Ｂは、補強板４３ｂの形状が、先の実施例のコイル４Ａの補強板４３ａの形状と相違する。したがって、共通する部分には共通の番号を付して説明を省略する。

補強板４３ｂは、先の実施例の補強板４３に比較して約半分の薄さであって、その厚み４３ｔが約０．２ｍｍのアルミ板であり、長径方向長が約３１．５ｍｍで、短径方向長が約４．７ｍｍのトラック形である。また、補強板４３ｂは、図示するように、その外周端部４３ｅにコイル４Ｂの内周端部４ｅの係合段部に係合する係合段部を含む。つまり、２つの空芯のコイル４１ａおよび４２ａが形成するコイル４Ｂの内周端部４ｅの係合段部に、補強板４３ｂの外周端部４３ｅに形成されている対応する係合段部が係合する。補強板４３ｂは、外周端部４３ｅに立ち上がり状の係合段部が形成されるので、先の実施例の補強板４３ａに比較して剛性がさらに向上する。

このように、補強板４３ｂは、コイル４Ｂの剛性をさらに高めるので、平板状のコイル４が反るような変形を抑制するとともに、コイル４１ａおよび４２ｂを補強して剛性を高める。その結果、動電型スピーカー１では、コイル４Ｂの磁気回路１０の磁気空隙１４に配置されるコイル４Ｂの一方の直線部４ａに作用する駆動力が、コイル４Ｂの他方の直線部４ｂに連結するスピーカー振動板２に十分伝達される。コイル４Ｂを用いる動電型スピーカー１は、さらに高域限界周波数を高くして広い音声再生帯域を確保することができる。

本実施例の補強板４３ｂの厚み４３ｔは、コイル４１ａおよび４２ａを貼り合わせた厚みで規定されるボイスコイル厚み寸法４ｔよりも小さくできるので、補強板４３ｂの材料厚みの選択肢が増える一方で、同時に軽量化を実現できる。すなわち、本実施例のように補強板４３ｂの外周端部４３ｅに係合段部を設けるようにして、補強板４３ｂの外周端部４３ｅの係合段部の厚みのみをコイル４２ａのボイスコイル厚み寸法４２ｔよりも小さくすれば、本実施例の補強板４３ｂの厚み４３ｔは、コイル４２ａのボイスコイル厚み寸法４２ｔよりも大きく、コイル４１ａおよび４２ａを貼り合わせた厚み４ｔよりも小さい範囲から選択することができる。こうすれば、補強板４３ｂは、コイル４Ｂの内周空間４ｆから突出しないので、動電型スピーカー１ｂでは、磁気回路１０の直線状の磁気空隙１４の寸法を広くする必要が無く、高い磁束密度を保つことができる。

図６は、先の実施例のコイル４に対応する比較例のコイル４０を説明する図である。具体的には、図６（ａ）は、比較例のコイル４０の先の実施例の図３（ｂ）に該当するＣ−Ｃ’断面図であり、図６（ｂ）は、比較例のコイル４０の斜視図である。比較例のコイル４０は、先の実施例のコイル４に比較して、補強板４３を備えないボイスコイルである。つまり、比較例のコイル４０は、それぞれ巻数が等しい平板状に形成した２つの空芯のコイル４１および４２を、接着剤（若しくはワニス）でコイル４１および４２の巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされたコイル４１および４２が、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続して構成するボイスコイルである。

したがって、比較例のコイル４０のトラック形状の内周端部４ｅの内周側には、トラック形状の孔である内周空間４ｆが形成される。比較例のコイル４０は、剛性を高める補強板を備えていないので、その結果、比較例のコイル４０を用いる動電型スピーカーでは、コイル４０の磁気回路１０の磁気空隙１４に配置される直線部４ａに作用する駆動力が、コイル４０の他方の直線部４ｂに連結するスピーカー振動板２に十分伝達されない。

図７は、実施例のボイスコイル４Ａと、比較例のボイスコイル４０とを用いる動電型スピーカー１の音圧周波数特性のグラフである。実線で示すように、実施例のコイル４Ａを用いる動電型スピーカー１は、高域限界周波数を高くして広い音声再生帯域を確保することができる。一方、破線で示すように、比較例のコイル４０を用いる動電型スピーカー１では、高域限界周波数が低くなり、約６ｋＨｚ付近に高いピークが発生し、広い音声再生帯域を確保することができない。

実施例のコイル４、４Ａ、ないし、４Ｂを用いる動電型スピーカー１は、コイルが補強板を備えているので、ボイスコイルの剛性が高まり、スピーカー振動板２を含む振動系の構成が安定する。その結果、本実施例の動電型スピーカー１は、振動系の動作が不安定になりやすい細長形の動電型スピーカーであっても、ボイスコイルが磁気回路１０の磁気空隙１４に接触して異音を生じて動作不良となるような問題を抑制することができる。

実施例のコイル４、４Ａ、ないし、４Ｂでは、補強板４３、４３ａ、ないし、４３ｂは、コイルの内周端部４ｅのトラック形状に対応して、トラック形状に形成されている。ただし、補強板は、トラック形状の一方の直線部４ａと他方の直線部４ｂを連結する矩形状でも良い。補強板は、コイルの内周端部の形状に対応する他の形状でもよく、例えば、コイルが矩形状である場合には、剛性をさらに向上させる補強板も矩形状でも良い。

また、上記の動電型スピーカー１では、平板状のコイル４は、一体に形成されたダンパー５によって振動可能に支持されているが、他の形態のダンパー５であってもよい。例えば、ダンパー５は、コイル４の長径方向の端部側を他の形態のダンパー５１および５２によって振動可能に支持するものでもよく、ダンパー５は、コイル４のローリングを抑制できている場合には、備えなくても良い。

本発明の動電型スピーカーは、ディスプレイ等の映像・音響機器に内蔵するスピーカーとしてのみならず、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機にも適用が可能である。また、本発明のスピーカー用磁気回路を備える動電型スピーカーは、全幅が狭く、小型・薄型のキャビネットで音声を再生するスピーカーシステムが実現できるので、設置空間が限定される車両用のスピーカーに特に適する。

１ 動電型スピーカー
２ スピーカー振動板
３ エッジ
４、４Ａ、４Ｂ、４０ コイル
４１、４１ａ コイル
４２、４２ａ コイル
４３、４３ａ、４３ｂ 補強板
５ ダンパー
６ フレーム
１０ 磁気回路
１１、１２ ヨーク
１３ マグネット

Claims (9)

1. 平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした平板状の空芯コイルである第１コイルおよび第２コイルを、それぞれの該巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされた該第１コイルおよび該第２コイルが、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続または並列接続して構成するボイスコイルであって、
   該第１コイルおよび該第２コイルが貼り合わされて形成される内周端部が規定する内周空間に収容され、かつ、その外周端部が該内周端部に係合する補強板を備える、
   ボイスコイル。
2. 平角線を巻軸に対してずらすことなく多層巻きした平板状の空芯コイルである第１コイルおよび第２コイルを、それぞれの該巻軸が一致するようにそれぞれのコイル端面同士を貼り合わせて形成し、かつ、貼り合わされた該第１コイルおよび該第２コイルが、同一方向に音声信号電流が流れるように直列接続または並列接続して構成するボイスコイルであって、
   該第１コイルおよび該第２コイルが貼り合わされて形成される内周端部に、その外周端部が係合する補強板を備え、該補強板の厚みが、該第１コイルおよび該第２コイルを貼り合わせた厚みで規定される該ボイスコイル厚み寸法よりも小さい、
   ボイスコイル。
3. 前記第２コイルの内周端部が、前記第１コイルの内周端部の内径寸法よりも大きな内径寸法を有し、該第１コイルおよび該第２コイルを貼り合わせて形成される前記ボイスコイルの前記内周端部が、前記補強板が係合する係合段部を含む、
   請求項１または２に記載のボイスコイル。
4. 前記第２コイルが、前記第１コイルと巻数が同一の平板状の空芯コイルの内周端部の巻線を１ターン以上少なくして形成され、第２コイルの内周端部が、前記第１コイルの内周端部の内径寸法よりも大きな内径寸法を有するように構成される、
   請求項３に記載のボイスコイル。
5. 前記補強板が、その前記外周端部に前記ボイスコイルの前記内周端部の前記係合段部に係合する係合段部を含む、
   請求項３または４に記載のボイスコイル。
6. 前記補強板が、樹脂又は非磁性金属から形成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル。
7. 前記第１コイルおよび前記第２コイルが、一組の直線部と一組の円弧部を含むトラック形状、または、二組の直線部を含む矩形状、のいずれかに形成されて、前記補強板の前記外周端部が、少なくとも該第１コイルおよび該第２コイルの該一組の直線部と係合する一組の直線部を含む、
   請求項１から５のいずれかに記載のボイスコイル。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の前記ボイスコイルと、
   該ボイスコイルに連結するスピーカー振動板と、
   該ボイスコイルが配置される直線状の磁気空隙を有する磁気回路と、
   該磁気回路に連結するフレームと、
   該フレームにその外周端部を固定されて該スピーカー振動板の外周端部を支持するエッジと、
   を備える動電型スピーカー。
9. 内周部が前記ボイスコイルに連結し、外周部が前記フレームまたは前記磁気回路に連結するダンパーをさらに備える、
   請求項８に記載の動電型スピーカー。

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