電線、ボイスコイル、電線結合装置、及び電線の製造方法

【課題】複数の単位電線を一体化して構成される、より信頼性の高い電線、又はこれを用いたボイスコイルを提供する。
【解決手段】それぞれが螺旋状に成形された複数の単位電線１１〜１４を結合させて電線１０を構成する。各単位電線１１〜１４は、螺旋の径及びピッチが等しく、絶縁用の被膜を有し、かつ相互に識別し得る外観を有するものとする。さらに、電線１０を用いてボイスコイルを構成し、ボイスコイルは複数のチャンネルに対応した各ボイスコイル部分を備え、電線１０を構成する各単位電線１１〜１４により各ボイスコイル部分を構成するようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単位電線が結合して構成されている電線、該電線を用いて構成したボイスコイル、該電線の製造に適した電線結合装置、及び該電線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波電流が導体を流れるとき、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れるに従って低くなる表皮効果という現象が知られている。この現象に鑑み、従来、ボイスコイル用の電線として、相互に絶縁された複数の電線を１つにまとめて１本の電線に形成することにより電流容量を向上させたものが知られている。
【０００３】
図９はこのような従来のボイスコイル用電線の一例を示す側面図である。この電線は、複数の単位電線９１を撚り合わせて形成したものである。
【０００４】
図１０はボイスコイル用電線の他の例を示す断面図である。この電線は、複数の単位電線を撚り合わせたものではなく、複数の単位電線１０１を融着材料等１０２により接合して一体化することにより形成したものである。図１１に示すように、このようなボイスコイル用電線１１１は、ボイスコイルボビン１１２上に巻回され、ボイスコイル１１３を形成する。
【０００５】
図１２はボイスコイルの従来の製造方法の一例を示す。融着層で被覆された複数の単位電線１２１が各ボビン１２２からローラ１２３を介して送り出され、束ね口１２４により束ねられ、塗布器１２５により溶剤が塗布されて仮接着され、巻回機等によりボイスコイルボビン１２６に対して巻回される。その後、融着層が硬化され、ボイスコイルが形成される。
【０００６】
なお、図９のように複数の単位電線を撚り合わせて１本の電線を構成する場合には、ボイスコイルボビン１２６への巻回を行いながら、ボビン１２２及びローラ１２３を一体的に、矢印１２７のように、送り方向を軸として回転させればよい。あるいは、ボイスコイルボビン１２６の方を回転させるようにしてもよい。なお、図９〜図１２で示したような技術は、たとえば特許文献１において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２１６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述図１０の複数の単位電線を接合して構成したボイスコイル用電線によれば、ボイスコイルボビンに巻回した場合、ボイスコイル用電線内部における巻回の内側と外側とで曲率の差があるため、電線内部で歪が生じ、接合した単位電線が分離してばらけたり、ほどけたりするおそれがある。
【０００９】
また、上述図９の撚り合わせて一体化したボイスコイル用電線によれば、単位電線として金属製の単一線を用いた場合、撚り加工によって該単一線に負荷されるテンションや、屈曲による疲労によって切断する可能性が高い。したがって、同様に撚り加工で形成されるスピーカの綿糸線の製造等においては、ケプラー等の芯線に銅箔を巻き付けて強度を高めたものを単位電線として用いることにより、断線を防止するようにしている。
【００１０】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、複数の単位電線を一体化して構成される、より信頼性の高い電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため、第１の発明に係る電線は、それぞれが螺旋状に成形された複数の単位電線が結合して構成され、各単位電線は、螺旋の径及びピッチが等しく、かつ絶縁用の被膜を有することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明に係る電線は、第１発明において、各単位電線は相互に識別し得る外観を有することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明に係るボイスコイルは、第１又は第２の発明に係る電線により構成されたことを特徴とする。
【００１４】
第４の発明に係るボイスコイルは、第３発明において、前記ボイスコイルは複数のチャンネルに対応した各ボイスコイル部分を備え、前記電線を構成する各単位電線により各ボイスコイル部分が構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第５の発明に係る電線結合装置は、それぞれが螺旋状に成形された複数の単位電線が順次導入され、導出されてゆく間に、各単位電線を、相互に徐々に近接させるように案内して結合させる案内面を具備することを特徴とする。
【００１６】
第６の発明に係る電線結合装置は、第５発明において、前記案内面を回転又は振動させ、前記単位電線の結合を促進する手段を有することを特徴とする。
【００１７】
第７の発明に係る電線結合装置は、第５又は第６発明において、各単位電線間の結合を強固にするための材料を各単位電線に供給し塗布する手段を有することを特徴とする。
【００１８】
第８の発明に係る電線結合装置は、第５〜第７のいずれかの発明において、前記案内面は、前記単位電線の導出側から導入側にかけてテーパ形状に広がりかつ所定の曲率を有するラインの回転面により構成されていることを特徴とする。
【００１９】
第９の発明に係る電線結合装置は、第５〜第８のいずれかの発明において、前記案内面に、前記各単位電線の導入及び導出を容易にするための、螺旋の溝又は畝状の構造を有することを特徴とする。
【００２０】
第１０の発明に係る電線製造方法は、複数の単位電線をそれぞれ螺旋状に成形する加工を行う螺旋加工工程と、螺旋状に形成された各単位電線を結合させ、１本の電線とする結合工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の単位電線を一体化して構成される、より信頼性の高い電線、又はこれを用いたボイスコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイスコイル用電線を示す斜視図である。
【図２】図１の電線を製造する様子を概念的に示す斜視図である。
【図３】図２の様子を異なる角度から見た様子を示す斜視図である。
【図４】図２における送出ボビン及びコイリングマシンの部分を拡大して示す斜視図である。
【図５】図２における結合機の断面斜視図である。
【図６】図５におけるスリーブの斜視図である。
【図７】図１の電線を適用したスピーカを示す断面斜視図である。
【図８】図７における振動板、ボイスコイル、錦糸線、及び端子間の関係を示す斜視図である。
【図９】従来のボイスコイル用電線の一例を示す側面図である。
【図１０】従来のボイスコイル用電線の他の例を示す断面図である。
【図１１】従来のボイスコイルの断面図である。
【図１２】従来のボイスコイルの製造方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るボイスコイル用電線を示す斜視図である。図中の１０はスピーカのボイスコイル用の電線、そして１１〜１４は電線１０を構成する単位電線である。電線１０は、螺旋状に加工され、絶縁用のワニスにより被服された４本の単位電線１１〜１４を結合させて形成されたものであり、４チャンネルに対応することができるようになっている。単位電線１１〜１４のそれぞれに使用されているワニスは相互に異なる色で着色されており、電線１０により電気回路を構成する際に、単位電線１１〜１４は目視により相互に識別することができるようになっている。単位電線１１〜１４は、等しい螺旋の径及びピッチを有する。
【００２４】
図２は図１の電線を製造する様子を概念的に示す斜視図である。図３はこの様子を異なる角度から見た様子を示している。図中の２０はそれぞれに巻回されている単位電線１１〜１４を送り出す４つの送出ボビン、３０は各送出ボビン２０から送り出される直線状の単位電線１１〜１４をそれぞれ螺旋状に加工するコイリングマシン、４０は螺旋状に加工された単位電線１１〜１４を結合させる結合機、そして５０は単位電線１１〜１４が結合して構成された電線１０を巻き取る巻取りボビンである。
【００２５】
図４は送出ボビン２０及びコイリングマシン３０の部分を拡大して示す斜視図である。コインリングマシン３０は、送出ボビン２０から送出される単位電線１１、１２、１３、又は１４を送る線送りロール３１、線送りロール３１により送られてくる単位電線１１、１２、１３、又は１４を協働して螺旋状に加工する芯金３２及び曲げロール３３、並びにこの螺旋加工に際し、螺旋ピッチを決定するピッチツール３４を備える。
【００２６】
図５は結合機４０の断面斜視図である。結合機４０は、同図に示すように、螺旋状に加工された単位電線１１〜１４を相互に結合させるための貫通孔４１及びスリーブ４２を備える。貫通孔４１及びスリーブ４２は、螺旋加工された単位電線１１〜１４が貫通孔４１及びスリーブ４２に順次導入され、導出されてゆく間に、各単位電線１１〜１４を相互に徐々に近接させるように案内して結合させる作用を有する。
【００２７】
貫通孔４１は、単位電線１１〜１４が導入される側において大きな径で開口した導入側開口部４１ａ、及び結合した単位電線１１〜１４が巻取りボビン５０へ向けて導出される側において開口部４１ａよりも小さな径で開口した導出側開口部４１ｂを有する。貫通孔４１の内壁は、導出側開口部４１ｂから導入側開口部４１ａにかけてラッパ状に拡がるような回転面により構成される。貫通孔４１は導入側開口部４１ａから導出側開口部４１ｂにかけて先細りとなっているが、貫通孔４１の軸方向断面に現れる壁面のラインは曲率を有しており、細くなってゆく割合は、導入側開口４１ａに近いほど大きく、排出側開口４１ｂに近いほど小さくなっている。スリーブ４２は貫通孔４１の導入側開口４１ａから中ほどにかけて、貫通孔４１に嵌合した、中空円錐台の側壁のようなかたちで設けられる。スリーブ４２も、貫通孔４１と同様に、導入側開口４１ａに近いほど大きな率で開く曲率を有する。
【００２８】
図６はスリーブ４２の斜視図である。同図に示すように、スリーブ４２は導入側開口部４１ａ側から導入される螺旋加工された単位電線１１〜１４を徐々に束ねて結合させてゆくことができるように、先細りになった管のような形状を有する。スリーブ４２は、その外壁面が貫通孔４１の壁面に対して微小間隙を介して対抗するように、貫通孔４１と同様の曲率を有する。スリーブ４２には、その中ほどから、先細りになった端部にかけて、複数の孔４２ａがほぼ均一に設けられる。
【００２９】
結合機４０はまた、図５に示すように、貫通孔４１及びスリーブ４２間の間隙に融着材を供給するための供給室４３を有する。供給室４３及び貫通孔４１間には複数の連通孔４４が設けられる。連通孔４４を介し、供給室４３内の融着材を、貫通孔４１に供給することができるようになっている。貫通孔４１における連通孔４４の開口部は丁度、スリーブ４２の孔４２ａが設けられている部分に対向している。これにより、貫通孔４１に供給される融着材は、孔４２ａを経てスリーブ４２内へ送られ、スリーブ４２内を通過する単位電線１１〜１４に塗布されるようになっている。
【００３０】
結合機４０はさらに、スリーブ４２内を通過する各単位電線１１〜１４の結合を促進するようにスリーブ４２を回転又は振動させる図示していない手段を備える。回転方向や振動方向として、各単位電線１１〜１４の螺旋の巻き方向に応じ、結合を促進するような方向を選択することができる。
【００３１】
この構成において、電線１０を製造するに際しては、各送出ボビン２０から順次送られる単位電線１１〜１４をコイリングマシン３０が螺旋状に加工し、螺旋加工された単位電線１１〜１４を結合機４０が束ねて結合し、結合された単一電線１１〜１４を、電線１０として巻取りボビン５０が巻き取ってゆく。その際、各コイリングマシン３０は、線送りロール３１により各送出ボビン２０から単位電線１１〜１４を引き出して芯金３２及び曲げロール３３間に供給し、芯金３２及び曲げロール３３により螺旋状に成形し、ピッチツール３４により螺旋ピッチを決定する。これにより、等しい径及びピッチの螺旋加工を各単位電線１１〜１４に対して施してゆく。
【００３２】
螺旋加工された各単位電線１１〜１４は、結合機４０に対し、導入側開口部４１ａ側から順次導入される。結合機４０は、導入されてくる単位電線１１〜１４を順次、スリーブ４２を回転又は振動させながら、スリーブ４２により束ねて結合させる。その際、結合を強固にするための融着材が、供給室４３からスリーブ４２内に供給される。供給される融着材は、束ねられつつある単位電線１１〜１４に対して塗布又は散布されることになる。結合した単位電線１１〜１４は順次、巻取りボビン５０により巻き取られ、導出側開口４１ｂから導出されてゆく。この間、塗布又は散布された融着材は、結合機４０の内部又は外部において乾燥させる。融着材が乾燥した単位電線１１〜１４は、電線１０として、巻取りボビン５０により巻き取られる。
【００３３】
図７は電線１０を適用したスピーカを示す断面斜視図である。図中の６１は音波を放出する振動板、６２は振動板６１に固定されたボイスコイルボビン、６３はボイスコイルボビン６２上に形成されたボイスコイル、６４〜６６は磁気回路を構成し、ボイスコイル６３に対して磁束を付与するヨーク、マグネット、及びプレートである。ボイスコイル６３は電線１０により構成され、４チャンネルに対応した４つのボイスコイル部分を備える。各ボイスコイル部分はそれぞれ、電線１０を構成する各単位電線１１〜１４により構成されている。
【００３４】
６７はボイスコイル６３に対して駆動信号を供給するための錦糸線、６８は錦糸線６７の一端に接続された端子である。ボイスコイル６３から引き出された単位電線１１〜１４のプラス側及びマイナス側は、８本の錦糸線６７に対してはんだ付けされる。
【００３５】
図８は振動板６１、ボイスコイル６３、錦糸線６７、及び端子６８間の関係を示す斜視図である。同図に示すように、単位電線１１〜１４及び８本の錦糸線６７は、はんだ付けされた後、はんだ付けされた部分が、接着剤により振動板６１に固定され、シールドされる。
【００３６】
スピーカの駆動時には、デジタルオーディオ信号を各チャンネルに分割したデジタル信号が、対応する単位電線１１〜１４に対し、端子６８から各錦糸線６７を介して、駆動信号として供給される。駆動信号によりボイスコイル６３に発生する磁束は、ヨーク６４及びプレート６６間の磁束と協働し、振動板６１を振動させる。これにより、駆動信号に応じた音声が出力される。その際、ボイスコイル６３に供給される各チャンネルのデジタル信号は、振動板６１から音声として出力されるときに合成され、アナログ信号に変調される。
【００３７】
本実施形態によれば、従来の２層式による１チャンネルのボイスコイルと同様の構成により２層式で４チャンネルのボイスコイルを構成することができる。したがって、複数チャンネル分の回路を必要とするデジタルスピーカを安価に供給することができる。
【００３８】
また、各単位電線は色分けされているので、チャンネル毎の接続を容易に行い、誤配線を防止することができる。また、通常、２層以上の多層巻きボイスコイルの場合、製造上の都合から、下層から上層に向かって巻き幅が狭くなるので、従来のように各層毎に各チャンネルを構成したとき、スピーカの磁気回路から受ける磁力がチャンネルによって異なり、厳密には各チャンネルで振幅運動に差が生じる。しかし、本実施形態によれば、各チャンネルのボイスコイル部分の巻き幅が等しく、各ボイスコイル部分が磁気回路からの磁力を均一に受けるので、振幅運動に差が生じるのを回避し、出力音に歪が生じるのを防止することができる。
【００３９】
また、各単位電線について螺旋加工を施した後、各単位電線を撚り合わせることなく、結合させるようにしたため、従来の電線に比べ、生産性を向上させるとともに、単位電線間の結合を強固なものとし、信頼性を向上させることができる。したがって、本実施形態の電線を用いてボイスコイルを構成することにより、従来のボイスコイルに比べ、スピーカの耐入力性能を向上させることができる。
【００４０】
したがって、次世代の複数チャンネルを必要とするデジタルスピーカの製造に有効であり、デジタルスピーカを安価に供給することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、本実施形態の電線をボイスコイルに用いる場合について説明したが、本発明に係る電線は、これに限らず、他の種々の用途においても用いることができる。また、上述においては、各単位電線を色分けして識別することができるようにしているが、この代わりに、各単位電線に固有の文字、図形、記号、模様等を各単位電線に付することによって、各単位電線を識別することができるようにしてもよい。
【００４２】
また、上述においては、結合機をボイスコイル用電線の製造に用いる場合について説明したが、本発明に係る結合機は、これに限らず、多種にわたる螺旋状複合線の製造を行うことができる。
【００４３】
また、上述においては言及しなかったが、スリーブ４２に内部に、供給室４３から供給される融着材等を各単位電線なじませるための刷毛やブラシを設けるようにしてもよい。さらに、刷毛やブラシは着脱可能なものとするようにしてもよい。また、スリーブ４２は電線１０の仕上り寸法に応じて交換可能のものとしてもよい。また、スリーブ４２の内壁には、単位電線の送りをスムーズにするために、螺旋状の溝又は畝のような凹凸構造を設けるようにしてもよい。特に、スリーブ４２の内壁を回転させる場合に有効である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：電線、１１〜１４，９１，１０１，１２１：単位電線、２０：送出ボビン、３０：コイリングマシン、３１：線送りロール、３２：芯金、３３：曲げロール、３４：ピッチツール、４０：結合機、４１：貫通孔、４１ａ：導入側開口部、４１ｂ：導出側開口部、４２：スリーブ、４２ａ：孔、４３：供給室、４４：連通孔、５０：巻取りボビン、６１：振動板、６２，１１２，１２６：ボイスコイルボビン、６３，１１３：ボイスコイル、６４：ヨーク、６５：マグネット、６６：プレート、６７：錦糸線、６８：端子、１０２：融着材料等、１１１：ボイスコイル用電線、１２２：ボビン、１２３：ローラ、１２４：束ね口、１２５：塗布器。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが螺旋状に成形された複数の単位電線が結合して構成され、各単位電線は、螺旋の径及びピッチが等しく、かつ絶縁用の被膜を有することを特徴とする電線。
【請求項２】
各単位電線は相互に識別し得る外観を有することを特徴とする請求項１に記載の電線。
【請求項３】
請求項１又は２の電線により構成されたことを特徴とするボイスコイル。
【請求項４】
前記ボイスコイルは複数のチャンネルに対応した各ボイスコイル部分を備え、
前記電線を構成する各単位電線により各ボイスコイル部分が構成されていることを特徴とする請求項３に記載のボイスコイル。
【請求項５】
それぞれが螺旋状に成形された複数の単位電線が順次導入され、導出されてゆく間に、各単位電線を、相互に徐々に近接させるように案内して結合させる案内面を具備することを特徴とする電線結合装置。
【請求項６】
前記案内面を回転又は振動させ、前記単位電線の結合を促進する手段を有することを特徴とする請求項５に記載の電線結合装置。
【請求項７】
各単位電線間の結合を強固にするための材料を各単位電線に供給し塗布する手段を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電線結合装置。
【請求項８】
前記案内面は、前記単位電線の導出側から導入側にかけてテーパ形状に広がりかつ所定の曲率を有するラインの回転面により構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電線結合装置。
【請求項９】
前記案内面に、前記各単位電線の導入及び導出を容易にするための、螺旋の溝又は畝状の構造を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の電線結合装置。
【請求項１０】
複数の単位電線をそれぞれ螺旋状に成形する加工を行う螺旋加工工程と、
螺旋状に形成された各単位電線を結合させ、１本の電線とする結合工程とを具備することを特徴とする電線の製造方法。

【図１】