专利名称：扬声器用音圈以及扬声器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及扬声器音圈以及扬声器装置。
背景技术：
扬声器用音圈与普通的导线同样由以铜为主体的导线所构成。然而，因为铜的比重较大，所以音圈本身也比较重，因而影响了扬声器的振荡特性(高声再生特性下降)。特别是高音再生用扬声器(高音喇叭)中的音圈应该尽可能轻一点为好，所以往往是采用比重小而单位重量上的导电率高的铝线或铝合金。然而，因为铝是化学性活泼的金属，它接触空气后会在其表面形成氧化膜，因而使得锡焊非常难以进行。此外，在强度方面，因为铝的拉伸强度弱和耐弯曲性能差，所以产生了因金属疲劳而容易断线的问题。
然而，作为改进了铝线之弱点的音圈，往往是把铝线或铝合金作为芯材在其周围包覆铜，从而形成包铜铝线(特开2001-271198号公报；佐伯多门监修的「新版扬声器&罩盖百科」(株)诚文堂新光公司发行，2001年4月10日，p.63)。
上述铝线之弱点被改进了的包铜铝线，可通过抑制铜的覆盖率来维持铝线所具有的轻量化之优点。然而，在使用环境苛刻的特定用途之扬声器中，也很难说可获得充分的信赖性。
即，在车载用扬声器之场合，雨水或洗车的水会侵入到车内。在铝线被水弄湿时，因为铝具有容易离子化之性质，所以铝线容易劣化，因而存在着耐水性不足之问题。
此外，在车载用扬声器等的小型扬声器之场合，虽然线圈的卷径必然是很小，但因为铜包铝线之芯材是铝线，其耐弯曲性低能于铜线，且由于金属疲劳而容易断线，因而不适合使用于小型扬声器。再者，虽然铜包铝线之拉伸强度高于铝线，但却低于铜线，所以不适合使用在具有强度要求的特定用途上。
发明内容
本发明之课题在于解决上述问题，其目的在于提供一种改进了的音圈，它不但通过轻量化来确保对于高音再生的适应性，而且具有优异的耐水性和较高的强度，并且还提供一种采用了这种音圈的扬声器装置。或者是提供一种适合于车载用的音圈以及扬声器装置。
为此，本发明提供了一种扬声器用音圈，其特征在于该音圈由在铝纯度为90％以上的伸展性铝·镁·硅合金上覆盖了面积比为25-40％的铜的导线所构成。
同时，本发明还提供了一种扬声器装置，其特征在于该装置包括一音圈，该音圈由在铝纯度为90％以上的伸展性铝·镁·硅合金上覆盖了面积比为25～40％的铜的导线所构成。
图1是截面图，显示了被使用在本发明音圈中的导线。
图2是曲线图，显示了针对铝·镁·硅合金芯材的铜覆盖率(面积比)被改变时的拉伸强度(导线直径0.2mm)之变化。
图3是图表，显示了本发明与现有技术在拉伸强度方面的比较。
图4是说明图，说明了为评价耐水性的实验方法。
图5是曲线图，显示了针对铝·镁·硅合金芯材的铜覆盖率(面积比)被改变时的耐水性(导线直径0.2mm)之变化。
图6是图表，显示了本发明与现有技术在耐水性方面的比较。
图7(a)是部分截面图，显示了采用本发明之音圈的扬声器装置。
图7(b)是图7(a)的A-A截面图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施形态。图1是截面图，显示了使用在本发明的实施形态之音圈中的导线。如图所示，导线1包括芯材10、包覆该芯材10的铜质覆盖层11、和根据需要设置在外周的绝缘层12。此处，芯材10由铝纯度在90％以上的展伸性铝·镁·硅合金所构成，铜质覆盖层的覆盖率为25～40％(面积比)。绝缘层12由涂敷了聚酯等绝缘涂料的绝缘皮膜构成，或者由涂敷了(溶解于有机溶剂的)酒精可溶性聚酰胺系树脂涂料的熔接皮膜等构成。
在本实施形态的音圈中，因为伸展性铝·镁·硅合金具有优异的拉伸强度以及出色的耐弯曲性，所以导线1与现有技术中的包铜铝线相比较具有更高的强度。然而，在芯材10上的铜质覆盖层之覆盖率(面积比)为20％以下时，音圈表面容易产生伤痕且该伤痕还会到达芯材10，因而会使得芯材10因进水而腐蚀。所以，本发明使铜层覆盖率为25～40％(面积比)。为此，即使是比较深的伤痕也难以到达芯材10，从而可提高音圈的耐水性，进而可使该音圈适用于(音圈以露出状态被安装的)车载用扬声器。
另一方面，在铜层覆盖率超过45％(面积比)时，该覆盖率与0％的场合相比较时则音圈的比重会超越2倍，因而达不到音圈的轻量化之目的。而在本实施形态的音圈中，因为铜的覆盖率被控制在25～40％(面积比)的范围，所以可使得适合于高音再生的音圈实现轻量化，同时确保了耐水性。
以下，通过与现有技术的比较来说明本发明实施形态的音圈之特性。
表1显示了针对芯材10的铜覆盖率(铜比率面积比)被改变时的比重以及导电性(导电率，比电阻)。
表1
铜比率面积比％，比重g/cm3，导电率％比电阻10-8Ω·m铜线(铜比率100％)的比重为8.89g/cm3，固有电阻为1.724×10-8Ω·m，导电率是铜线为100％时的相对值。
从表1的记载可得知，针对铝·镁·硅合金芯材10的铜覆盖率(铜比率面积比)被提高到25％以上时，被使用的包铜铝线(铜以15％的面积比覆盖于纯铝线芯材而形成的导线1)的比电阻可被降低至低于2.55410-8Ω·m(比重3.32g/cm3，导电率67.5％)。
图2为曲线图，显示了针对芯材10的铜覆盖率(面积比)变化时的拉伸强度(线径0.2mm)。图3为一图表，显示了本发明实施形态的音圈导线与现有技术的音圈导线在拉伸强度上的比较。在该图中，「15CCAWφ0.20」代表以纯铝线为芯材和铜的覆盖面积比为15％且直径为0.20mm的导线，「30CCAWφ0.20」代表以纯铝线为芯材和铜的覆盖面积比为30％且直径为0.20mm的导线，「H30CCAWφ0.20」代表以铝·镁·硅合金为芯材和铜的覆盖面积比为30％且直径为0.20mm的导线(实施例1)，「H40CCAWφ0.20」代表以铝·镁·硅合金为芯材和铜的覆盖面积比为40％且直径为0.20mm的导线(实施例2)，「铜线φ0.17」代表了铜为100％且直径为0.17mm的导线，「铜线φ0.20 」代表了铜为100％且直径为0.20mm的导线。
从上述图示说明可以得知，以铝·镁·硅合金为芯材的包铜导线之铜覆盖率越高，则拉伸强度也就越大。此外，在图3中，从「H30CCAWφ0.20」(本发明实施例)与「30CCAWφ0.20」(现有技术的包铜铝线)之间的比较可看出，在以铝·镁·硅合金为芯材而覆盖了铜的导线中，即使在相同的铜覆盖率之情况下，本发明的包铜导线之拉伸强度要大于现有技术的包铜铝线。
表2表示了具有用上述导线而形成的音圈的扬声器之灵敏度(dB)(表中的数值是采用口径为16cm的扬声器且该扬声器离开麦克风的距离为1m时所测量的值，即300，400，500，600Hz的输出声压(dB)之平均值。输入1W)。
表2
这里，直径为0.20mm的现有技术之包铜铝线(15CCAWφ0.20)用作音圈的扬声器之输出声压如果要通过铜线来获得时，则铜线之直径必须为0.17mm。然而，根据本发明，以铝·镁·硅合金为芯材且直径为0.20mm的包铜导线被使用时，以25％的铜覆盖率就能够超过直径为0.17mm的铜线之强度。然而，即使是铜覆盖率为30％的以铝·镁·硅合金为芯材的包铜导线(H30CCAWφ0.20)被采用时，扬声器的灵敏度也几乎相同于采用直径为0.17的铜线的音圈的扬声器。
图4为说明图，说明了为评价耐水性的实验方法。在该实验方法中，采用直径为0.2mm的导线，在由聚酰亚胺膜构成的筒管41上形成直流电阻为3.2Ω的音圈42(直径25mm)。然后在音圈42的表面于纵方向很轻地弄上刀痕。接着，把音圈42浸入积蓄在容器43内的3％氯化钠水溶液中。此后，采用AC电源45并施加10v的电压，从而测定至音圈42断线为止的时间。
图5为图表，显示了针对芯材10的铜覆盖率(面积比)被改变时的耐水性(导线直径0.2mm)。从图中可知，铜的覆盖率越高，导线的耐水性也越高。图6也为图表，显示了上述各种导线与纯铝线(直径0.2mm)在耐水性方面的比较。如图所示，以铝·镁·硅合金为芯材且铜的覆盖率为25％以上的导线(H30CCAWφ0.20，H40CCAWφ0.20)与现有技术的包铜铝线(15CCAWφ0.20，30CCAWφ0.20)相比较时，其耐水性显著地提高了。事实上，其耐水性等于或大于直径为0.17的铜线。
前述的H30CCAWφ0.20，H40CCAWφ0.20各导线(直径0.2mm)采用直径为0.17mm的铜线和直径为0.2mm的铜线，在聚酰亚胺膜的筒管上形成电阻为3.2Ω的音圈(直径25mm)，进而测定各音圈的重量。测定结果如[表3]所示。
表3
从[表3]可得知，由以铝·镁·硅合金为芯材和铜的覆盖率为30％或40％且直径为0.20的导线所形成的音圈之重量轻于由直径为0.17mm的铜线所构成的音圈。在采用H30CCAWφ0.20而形成音圈时，装设有这种音圈的扬声器(口径16cm)之输出声压在5000～15000Hz的中～高音域中与采用直径为0.17mm的铜线之扬声器相比较其灵敏度高出2～3dB左右(距麦克风为1m处测量。输入1W)。
从以上的特性可看出，采用本发明之实施例的H30CCAWφ0.20，H40CCAWφ0.20的各导线所形成的音圈轻于由直径为0.17mm的铜线所形成的音圈，进而可提高中～高音域的再生特性。并且，本发明实施例中的音圈导线之拉伸强度、耐水性、以及采用此音圈导线的扬声器之灵敏度均大于或等于直径为0.17mm的铜线、以及采用此音圈铜线的扬声器之灵敏度。即，通过采用本发明之实施例的导线，能够获得现有技术的包铜铝线所无法获得的具有充分可靠性和良好高音再生性能的音圈(即使在车载用等使用环境较为严厉的状况下)。
图7为说明图，显示了采用本发明实施形态的音圈的扬声器装置2。图7(a)为部分截面图，图7(b)为A-A截面图。扬声器装置2具有如图所示的构造。即，在借助边缘部20被支持着的振荡板21上安装着音圈筒管22，而在该音圈筒管22上卷绕着音圈23。这里所采用的是引导线引出法，从音圈23被引出的引导线23A经由音圈筒管22以及振荡板21被拉出，而在振荡板21的中途与锦糸线24连接。
现有技术的包铜铝线(15CCAWφ0.20)作为通常的引导线被引出时，该引导线会因为扬声器的振动而断线，因而无法实现所需的引导线之引出。与此相比较，在使用本发明的音圈23时，因为有比较高的拉伸强度，所以不必担心断线，从而能够实现通常的引导线引出，于是降低了音圈的生产成本。
本发明实施形态之特征可被归纳如下。即，本发明之扬声器音圈为包铜铝线，其中以伸展性铝·镁·硅合金为芯材(铝的纯度为90％以上)，而铜的覆盖率为25-40％(面积比)。这样，通过把伸展性铝·镁·硅合金用作芯材可提高音圈导线的拉伸强度以及耐弯曲性。同时，通过把铜的覆盖率确保在25％以上可获得较高的耐水性，且通过把芯材的铝纯度提高到90％以上并把铜的覆盖率(面积比)控制在40％以下可实现适合于高音再生的轻量化。为此，可使所得到的音圈或扬声器装置适用于车辆内并且适合于高音再生。
权利要求
1.一种扬声器用音圈，其特征在于该音圈由在铝纯度为90％以上的伸展性铝·镁·硅合金上覆盖了面积比为25-40％的铜的导线所构成。
2.一种扬声器装置，其特征在于该装置包括一音圈，该音圈由在铝纯度为90％以上的伸展性铝·镁·硅合金上覆盖了面积比为25～40％的铜的导线所构成。
全文摘要
本发明提供了一种具有优异耐水性以及高强度的音圈和使用这种音圈的扬声器装置。构成本发明音圈的导线1包括芯材10、覆盖该芯材10的铜质覆盖层11、根据需要覆盖在外表面的绝缘层12。这里，芯材10是纯度在90％以上的伸展性铝·镁·硅合金，铜质覆盖层11的覆盖率用面积比表示时是25～40％。
文档编号H01B5/00GK1535072SQ20041003071
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者石垣敏宏, 森山丰 申请人:先锋株式会社, 日本东北先锋公司