JP2018170592A - ボイスコイル及び該ボイスコイルを備える音発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】更なる小型化を実現しつつ十分な音圧感度を得ることができ、製造性が良好であり、加えて高許容電流を実現することができるボイスコイルを提供する。【解決手段】音発生装置１は、筐体本体１０と、筐体本体に取り付けられた保護部材２０と、駆動部３０と、端子板４０と、端子板４０と外部を電気的に接続するケーブル５０とを備える。駆動部３０は、音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり、移動可能に設けられたボイスコイル３５を有する。ボイスコイル３５を構成するカーボンナノチューブ線材は、１層以上の層構造を有するカーボンナノチューブ集合体の複数が束ねられてなる。【選択図】図１

Description

本発明は、ボイスコイル及び該ボイスコイルを備える音発生装置に関し、特にイヤホンやスピーカなどに内蔵されるボイスコイルに関する。

従来、イヤホンやスピーカなどの音発生装置は、音の電気信号が流れるボイスコイルと、該ボイスコイルに直接的又は間接的に取り付けられた振動板とを備え、ボイスコイルに音の電気信号を流すことによって振動板を振動させ、この振動板の振動によってユーザが音を認識することが可能となっている。

例えば、従来のボイスコイルを備える音発生装置として、筐体と、該筐体に取り付けられる振動部と磁気回路部とを有したスピーカユニットとを備えるイヤホンが開示されている。このイヤホンでは、上記振動部が、振動板と、ボイスコイルとを備え、該ボイスコイルが、長尺の平板状に形成されて、その長手方向が上記振動板の振動した際に生じる音の放射方向と略平行に配置されることで、スピーカユニットの小型化を図ることが可能とされている（特許文献１）。

特開２００９−０４９７５７号公報

近年、イヤホン装着時の耳などへの負荷を減らし且つ十分な音量を得るために、従来よりも更に小型で且つ音圧感度の高いボイスコイルが求められている。音圧感度を上げるためには、ボイスコイルに十分な電流を流すことができ、且つボイスコイルを軽量にする必要がある。しかしながら、従来の銅線や銅クラッドアルミニウム線（ＣＣＡＷ：Copper-Clad Aluminum Wires）を用いたボイスコイルでは、銅線或いはＣＣＡＷの質量が大きいため、ボイスコイルを小型化するに伴って銅線或いはＣＣＡＷの質量に因る音圧感度の低下の影響が大きくなることから、十分な音圧感度が得られないという問題がある。

また、従来のアルミニウム線を用いたボイスコイルの場合、アルミニウムは銅に比べて密度が３割程度であるため、質量の観点からは銅やＣＣＡＷに比べれば良好な音圧感度を得ることが可能であるものの、小型のボイスコイルに求められる外径０．０３ｍｍ以下の線材をアルミニウムで作製することは困難であり、製造性に劣る。更に、銅線、ＣＣＡＷあるいはアルミニウム線は、許容電流が小さいため、所定量以上の大電流を流すと断線が懸念されることから、これらの金属線で音圧感度の優れたボイスコイルを作製するには限界がある。

本発明の目的は、更なる小型化を実現しつつ十分な音圧感度を得ることができ、製造性が良好であり、加えて高許容電流を実現することができるボイスコイル及び該ボイスコイルを備える音発生装置を提供することにある。

すなわち、上記課題は以下の発明により達成される。
（１）音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり、移動可能に設けられたボイスコイルであって、
前記電線は、１層以上の層構造を有する複数のカーボンナノチューブが束ねられてなるカーボンナノチューブ線材を有することを特徴とするボイスコイル。
（２）前記カーボンナノチューブ線材の平均外径が、１ｍｍ以下であることを特徴とする、上記（１）記載のボイスコイル。
（３）前記カーボンナノチューブ線材の平均外径が、０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする、上記（２）記載のボイスコイル。
（４）前記カーボンナノチューブ線材を構成するカーボンナノチューブの個数に対する、２層構造又は３層構造を有するカーボンナノチューブの個数の和の比率が７５％以上であることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のボイスコイル。
（５）前記カーボンナノチューブ線材において、ラマン分光法におけるラマンスペクトルのＧバンドと結晶性に由来するＤバンドとの比であるＧ／Ｄ比が８０以上であることを特徴とする、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のボイスコイル。
（６）前記電線が、前記カーボンナノチューブ線材の外周を被覆する絶縁被覆層を更に有することを特徴とする、上記（１）記載のボイスコイル。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のボイスコイルを備える音発生装置。

本発明によれば、更なる小型化を実現しつつ十分な音圧感度を得ることができ、製造性が良好であり、加えて高許容電流を実現することができる。

本発明の実施形態に係るボイスコイルを備える音発生装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 （ａ）図１の音発生装置の駆動部の構造を示す断面図であり、（ｂ）はボイスコイルの構成を示す斜視図である。 図２（ｂ）の線Ｉ−Ｉに沿う断面を示す図である。 本実施形態に係るボイスコイルを備える音発生装置の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜ボイスコイルの構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るボイスコイルを備える音発生装置の構成を概略的に示す分解斜視図であり、図２（ａ）は、図１の音発生装置の駆動部の構造を示す断面図、図２（ｂ）はボイスコイルの構成を示す斜視図である。図１，２におけるボイスコイル及び音発生装置は、その一例を示すものであり、本発明に係るボイスコイル及び音発生装置の構成は、図１，２のものに限られないものとする。

図１に示すように、音発生装置１は、筐体本体１０と、筐体本体に取り付けられた保護部材２０と、駆動部３０と、端子板４０と、端子板４０と外部を電気的に接続するケーブル５０とを備える。この音発生装置１は、例えば耳栓型のイヤホンであり、ケーブル５０から供給される電気信号によって駆動部３０を振動させ、この振動によって音を発生させるダイナミック型の駆動方式を有している。本実施形態の音発生装置１は、耳栓型であるが、これに限らず、インナーイヤー型或いはオーバーヘッド型であってもよい。

駆動部３０は、筐体本体１０と保護部材２０との間に介装された略円形の枠体３１と、該枠体３１の中央部に取り付けられた円盤型のマグネット３２と、該マグネット３２の枠体３１とは反対側に固定された円盤型のプレート３３と、枠体３１の内部全体を覆って設けられた略円形の振動板３４と、音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり、移動可能に設けられたボイスコイル３５とを有する。

枠体３１は、径方向中央部の凹部３１ａと、その外周に配置されたフランジ部３１ｂとを有しており、凹部３１ａにマグネット３２が収容されている。マグネット３２は、プレート３３と不図示のヨークが設けられた枠体３１との間に挟持されており、マグネット３２、プレート３３及び枠体３１が磁気回路を構成している。

振動板３４は、樹脂で一体成形されたダイヤフラムと呼ばれる部材であり、中央部３４ａと外周部３４ｂとで構成されている。中央部３４ａは、マグネット３２側とは反対側に膨らんだドーム形状を有している（図２（ａ））。外周部３４ｂの外縁は、枠体３１のフランジ部３１ｂに固定されている。振動板３４は、マグネット３２の軸方向（図中の矢印Ａ方向）に沿って移動可能に設けられている。

ボイスコイル３５は、振動板３４の保護部材２０とは反対側に取り付けられ、且つマグネット３２及びプレート３３の外周に亘って配置されている。このボイスコイル３５は、電線としてのカーボンナノチューブ線材１００（以下、ＣＮＴ線材という）が巻き回されることで形成された円環状部材であり（図２（ｂ））、ＣＮＴ線材１の端部１００ａ，１００ｂが端子板４０に接続されている。ボイスコイル３５は、その軸方向（矢印Ａ方向）一端部３５ａが振動板３４に固定されており、他端部３５ｂは固定されておらず、振動板３４と共にマグネット３２の軸方向（図中の矢印Ａ方向）に沿って移動可能に設けられている。

本実施形態では、ＣＮＴ線材１がボイスコイル３５の電線を構成しているが、これに限らず、絶縁被覆が設けられたＣＮＴ線材１が電線を構成してもよい。すなわち、ボイスコイル３５の電線が、ＣＮＴ線材１と、該ＣＮＴ線材１の外周を被覆する１又は複数の絶縁被覆層とを有していてもよい。１又は複数の絶縁被覆層は、例えばエナメル或いは樹脂からなる。

＜ＣＮＴ線材、ＣＮＴ集合体及びＣＮＴの構成＞
ボイスコイル３５を構成するＣＮＴ線材１は、図３に示すように、１層以上の層構造を有する複数のカーボンナノチューブ１１１，１１１，・・・（以下、ＣＮＴという）で構成されるカーボンナノチューブ集合体１１０（以下、ＣＮＴ集合体という）の複数が束ねられてなる。ＣＮＴ線材１の平均外径は、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．０３ｍｍ未満、更に好ましくは０．０１ｍｍ以下である。

ＣＮＴ集合体１１０は、１層以上の層構造を有するＣＮＴの束であり、ＣＮＴ集合体１１０における複数のＣＮＴ１１１，１１１、・・・の軸方向がほぼ揃って配されている。ＣＮＴ集合体１１０の平均外径は、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍであり、ＣＮＴ１１１の最外層の平均幅寸法は、好ましくは１．０ｎｍ〜４．０ｎｍである。これら平均値は透過型電子顕微鏡画像に基づいて平均（Ｎ＝５０）をとって算出する。

ＣＮＴ集合体１１０を構成するＣＮＴ１１１は、単層構造又は複層構造を有する筒状体であり、それぞれＳＷＮＴ（single-walled nanotube）、ＭＷＮＴ（multi-walled nanotube）と呼ばれる。図３では便宜上、２層構造を有するＣＮＴのみを記載しているが、実際には、３層構造を有するＣＮＴが多数存在する。単層構造又は４層以上の層構造を有するＣＮＴはＣＮＴ集合体１１０に含まれてもよいが、２層又は３層構造を有するＣＮＴに比べて少量である。

ＣＮＴ１１１は、六角形格子の網目構造を有する２つの筒状体１１１ａ，１１１ｂ（以下、単に「層」ともいう）が略同軸で配された３次元網目構造体となっており、ＤＷＮＴ（Double-walled nanotube）と呼ばれる。構成単位である六角形格子は、その頂点に炭素原子が配された六員環であり、他の六員環と隣接してこれらが連続的に結合している。

ＣＮＴ１１１の性質は、上記のような筒状体のカイラリティ（chirality）に依存する。カイラリティは、アームチェア型、ジグザグ型、及びそれ以外のカイラル型に大別され、アームチェア型は金属性、カイラル型は半導体性および半金属性、ジグザグ型は半導体性および半金属性の挙動を示す。よってＣＮＴの導電性はいずれのカイラリティを有するかによって大きく異なり、ＣＮＴ集合体の導電性を向上させるには、金属性の挙動を示すアームチェア型のＣＮＴの割合を増大させることが重要とされてきた。一方、半導体性を有するカイラル型のＣＮＴに電子供与性もしくは電子受容性を持つ物質（異種元素）をドープすることにより、金属的挙動を示すことが分かっている。また、一般的な金属では、異種元素をドープすることによって金属内部での伝導電子の散乱が起こって導電性が低下するが、これと同様に、金属性ＣＮＴに異種元素をドープした場合には、導電性の低下を引き起こす。

このように、金属性ＣＮＴ及び半導体性ＣＮＴへのドーピング効果は、導電性の観点からはトレードオフの関係にあると言えることから、理論的には金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴとを別個に作製し、半導体性ＣＮＴにのみドーピング処理を施した後、これらを組み合わせることが望ましい。しかし、現状の製法技術では金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴとを選択的に作り分けることは困難であり、金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴが混在した状態で作製される。このため、金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴの混合物からなるＣＮＴ線材の導電性を向上させるには、異種元素・分子によるドーピング処理が効果的となるＣＮＴ構造を選択することが必要となる。

ＣＮＴ線材１を構成する複数のＣＮＴ１１１，１１１，・・・の個数に対する、２層又は３層構造を有するＣＮＴの個数の和の比率は、７５％であるのが好ましい。２層又は３層構造のような層数が少ないＣＮＴは、それより層数の多いＣＮＴよりも比較的導電性が高い。また、ドーパントは、ＣＮＴの最内層の内部、もしくは複数のＣＮＴで形成されるＣＮＴ間の隙間に導入される。一般的なＣＮＴの層間距離はグラファイトの層間距離である０．３３５ｎｍと同等であり、多層ＣＮＴの場合その層間にドーパントが入り込むことはサイズ的に困難である。このことからドーピング効果はＣＮＴの内部および外部にドーパントが導入されることで発現するが、多層ＣＮＴの場合は最外層および最内層に接していない内部に位置するチューブのドープ効果が発現しにくくなる。以上のような理由により、複層構造のＣＮＴにそれぞれドーピング処理を施した際には、２層又は３層構造を有するＣＮＴでのドーピング効果が最も高い。また、ドーパントは、強い求電子性もしくは求核性を示す、反応性の高い試薬であることが多い。単層構造のＣＮＴは多層よりも剛性が弱く、耐薬品性に劣るためにドーピング処理を施すと、ＣＮＴ自体の構造が破壊されることがある。よって本発明ではＣＮＴ線材に含まれる２層又は３層構造を有するＣＮＴの個数に着目する。また、２層又は３層構造のＣＮＴの個数の和の比率が７５％未満であると、単層構造或いは４層以上の複層構造を有するＣＮＴの比率が高くなり、ＣＮＴ線材全体としてドーピング効果が小さくなり、低抵抗率が得られない。よって、２層又は３層構造のＣＮＴの個数の和の比率を上記範囲内の値とする。

また、ＣＮＴ線材１では、ラマンスペクトルのＧバンドと結晶性に由来するＤバンドとの比であるＧ／Ｄ比が８０以上であるのが好ましく、１５５以上であることが更に好ましい。Ｄバンドは、ラマンシフト１３５０ｃｍ^−１付近に現れ、欠陥に由来するスペクトルのピークとも言える。よってこのＧバンドに対するＤバンドの比（Ｇ／Ｄ比）は、ＣＮＴ中の欠陥量の指標として用いられ、Ｇ／Ｄ比が大きい程、ＣＮＴ中の欠陥が少ないと判断される。上記Ｇ／Ｄ比が８０未満であると、結晶性が低く、良好な導電性を得難くなる。よってラマンスペクトルにおけるＧ／Ｄ比を上記範囲内の値とする。

ＣＮＴ線材１は、ＣＮＴの内側及びＣＮＴ−ＣＮＴ間の少なくとも一方にドーピングされた異種元素・分子を更に有していてもよい。ドーパントとしては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）及び硝酸からなる群から選択された１又は複数の材料を選択することができる。ＣＮＴ線材１への異種元素・分子のドーピングにより、ＣＮＴ線材１の導電性を更に向上することができる。

ここで、ボイスコイルの線材として、銅線或いはＣＣＡＷを選択した場合、上述のようにボイスコイルを小型化する程音圧感度を上げ難くなり、ボイスコイルの小型化と音圧感度（本実施形態では、音圧感度を「ｄＢ」と定義する）の向上はトレードオフの関係にあると言える。また、ボイスコイルの線材としてアルミニウム線を選択した場合、現状の技術では平均外径０．０３ｍｍ未満のアルミニウム線を作製することが困難であり、平均外径０．０３ｍｍ未満のアルミニウム線で構成されるボイスコイルを作製することができない。更に、銅線、ＣＣＡＷあるいはアルミニウム線は、許容電流（電流容量）が小さいため、所定量以上の大電流が流れるとジュール熱の発生により溶断する虞がある。

一方、本実施形態のボイスコイル３５はＣＮＴ線材１で構成されるので、ＣＮＴ線材１が銅線やＣＣＡＷと比較して質量（或いは密度）が格段に小さく、ボイスコイル３５の小型化しても音圧感度が低下せず、十分な音圧感度を維持することができ、更には音圧感度を向上することが可能となる。また、ボイスコイル３５の線材としてＣＮＴ線材を選択すれば、平均外径０．０３ｍｍ未満の線材を作製する際に、アルミニウム線と比較して良好な製造性を実現することが可能となる。また、ＣＮＴ線材１は、銅線、ＣＣＡＷ、アルミニウム線等の金属線と比較して許容電流が大きいため、ＣＮＴ線材１に大電流が流れたときでも、溶断の発生を抑制することが可能となる。

＜ボイスコイルの製造方法＞
本実施形態のボイスコイルは、例えば以下の方法により製造される。
ＣＮＴは、浮遊触媒法（特許第5819888号）や、基板法（特許第5590603号）などの手法で作製することができる。ＣＮＴ線材は、乾式紡糸（特許第5819888号、特許第5990202号、特許第5350635号）や湿式紡糸（特許第5135620号、特許第5131571号、特許第5288359号）で作製することができる。ＣＮＴ線材は、複数本のＣＮＴ、ＣＮＴ集合体を撚らずに作製された単線であってもよいし、複数本のＣＮＴ、ＣＮＴ集合体を撚って作製された撚り線であってもよい。

ＣＮＴ線材をボイスコイルに用いるためには絶縁被覆することが必要であるが、絶縁被覆の方法としては、銅線やアルミニウム線と同様に押出被覆やエナメルの焼付によって、ＣＮＴ線材の外周に絶縁被覆層を形成することができる。これにより、ＣＮＴ線材が絶縁被覆層で被覆されてなるＣＮＴ電線が作製される。

続いて、マグネットのサイズに合わせた型に、絶縁被覆層で被覆されたＣＮＴ電線を１００回から１０００回程度巻き付けてコイルとする。これにより、ＣＮＴ電線が巻回されてなるボイスコイルが作製される。

上述したように、本実施形態によれば、ボイスコイル３５が、音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり且つ移動可能に設けられ、当該電線が、１層以上の層構造を有する複数のＣＮＴ１１１で構成されるＣＮＴ集合体１１０の複数が束ねられてなるＣＮＴ線材１を有するので、銅線やＣＣＡＷなどの金属線と比較して質量が格段に軽く、更なる小型化を実現しつつ十分な音圧感度を得ることができる。そして、このようなボイスコイル３５の更なる小型化により、イヤホン装着時における耳などへの負荷を低減して、長時間の装着時にも良好な装着感を得ることができ、また、十分な音圧感度の実現によって十分な音量を得ることができる。加えて、音圧感度の向上によってダイナミックレンジを広げることができ、ハイレゾリューション音源（音源データ）を表現力豊かな音で再生することが可能となる。

また、ボイスコイル３５の電線がＣＮＴ線材１００を有しており、ＣＮＴ線材１００の平均外径が１ｍｍ以下であるので、金属線と比較して音質感度を向上することができる。また、ＣＮＴ線材１００の平均外径を０．０１ｍｍ以下とすることで、ＣＣＡＷでは作製することが困難であった平均外径０．０１ｍｍ以下の電線にてボイスコイル３５を製造することができ、また、アルミニウム線では作製することが困難であった平均外径０．０３ｍｍ未満の電線にてボイスコイル３５を製造することができる。

更に、ＣＮＴ線材１００は、銅線、ＣＣＡＷ、アルミニウム線等の金属線と比較して許容電流が格段に大きいため、ボイスコイル３５に大電流が流れた場合であってもＣＮＴ線材１００の断線を防止することができ、高許容電流を実現することができる。特に、平均外径０．０１ｍｍ以下のＣＮＴ線材１００を用いた場合、金属線と比較して断線を防止することができ、強度を向上することができる。

また、ＣＮＴ線材１００を構成するＣＮＴ１１１の個数に対する、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴの個数の和の比率が７５％以上であるので、２層又は３層構造のＣＮＴ比率が高いので導電性を向上することができる。

更に、ラマン分光法におけるラマンスペクトルのＧバンドと結晶性に由来するＤバンドとの比であるＧ／Ｄ比が８０以上であるので、ＣＮＴ１１１中の欠陥が少なく、結晶性が高く、ＣＮＴ１１１単体の低抵抗率を実現することができ、ＣＮＴ線材１００の導電性を更に向上することができる。

以上、本発明の実施形態に係るＣＮＴ線材について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

上記実施形態では、音発生装置１は、イヤホン等のウェアラブル型の音発生装置であるが、これに限らず、スピーカ等の設置型の音発生装置であってもよい。

例えば、図４に示すように、音発生装置２は、径方向中央部に孔６１ａが設けられた円盤型のマグネット６１と、マグネット６１の径方向中央部に配置されたボイスコイル６２と、ボイスコイル６２に取り付けられたコーン型の振動板６３とを有する駆動部６０を備える。ボイスコイル６２は、音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり、移動可能に設けられている。そして、ボイスコイル６２を構成する電線は、１層以上の層構造を有する複数のＣＮＴで構成されるＣＮＴ集合体の複数が束ねられてなるＣＮＴ線材１００を有している。
本変形例によっても、銅線やＣＣＡＷなどの金属線と比較して質量が格段に軽く、更なる小型化を実現しつつ十分な音圧感度を得ることができる。

以下、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
先ず、浮遊触媒法で作製したＣＮＴを直接紡糸する方法（特許第5819888号）で平均直径０．００５ｍｍのＣＮＴを得た。このＣＮＴの本数を調節して適宜撚り合わせることで、平均外径０．０３ｍｍのＣＮＴ線材を得た。そして、得られたＣＮＴ線材をエナメル層で被覆してＣＮＴ電線とし、このＣＮＴ電線を用いてボイスコイルを作製した。ＣＮＴ電線は外径３０μｍ、長さ１ｍのものを用い、このＣＮＴ線材を所定回巻き回して外径１０ｍｍのボイスコイルを作製した。

（比較例１〜２）
銅線及びＣＣＡＷを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてボイスコイルを作製した。

次に、実施例１及び比較例１〜２について、ボイスコイルの質量、音圧感度及び許容電流を測定、評価した。具体的には、実施例１、比較例１〜２で得られたボイスコイルの質量をそれぞれ測定し、また、実施例１、比較例１〜２で得られた各ボイスコイルに振動板と磁石を取り付けてスピーカを作製し、このボイスコイルに１ｍＷのシグナルを入力し、音圧感度を測定、評価した。更に、各ボイスコイルに流すことができる最大の電流量（許容電流）を測定、評価した。結果を表１に示す。

表１から分かるように、ＣＮＴ線材で作製した実施例１のボイスコイルの質量は、銅線で作製した比較例１のボイスコイルの質量の４分の１以下、ＣＣＡＷで作製した比較例２のボイスコイルの質量の３分の１以下であり、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅或いはＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して非常に軽量であることが分かった。

また、ＣＮＴ線材で作製した実施例１の音圧感度は、銅線で作製した比較例１のボイスコイルの音圧感度よりも１３ｄＢ、ＣＣＡＷで作製した比較例２のボイスコイルよりも１０ｄＢ高く、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅或いはＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して高い音圧感度を得られることが分かった。

更に、ＣＮＴ線材で作製した実施例１の許容電流は４．２Ａであり、銅線で作製した比較例１のボイスコイルの許容電流の９倍以上、ＣＣＡＷで作製した比較例２のボイスコイルの許容電流の１１倍以上であり、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅或いはＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して高許容電流を実現できることが分かった。

（実施例２〜１０）
次に、上記と同様にＣＮＴの本数を調節して適宜撚り合わせることで平均外径の異なる複数のＣＮＴ線材を準備し、各ＣＮＴ線材をエナメル層で被覆し、所定回巻き回してボイスコイルを作製した。得られたボイスコイルに振動板と磁石を取り付けてスピーカを作製した。

（比較例３〜１１）
銅線を用いたこと以外は、実施例２〜１０と同様にしてスピーカを作製した。

（比較例１２〜２０）
ＣＣＡＷを用いたこと以外は、実施例２〜１０と同様にしてスピーカを作製した。

次に、実施例２〜１０及び比較例３〜２０について、上記と同様の方法にて音圧感度を測定、評価した。結果を表２に示す。

表２から分かるように、実施例２〜３では、ＣＮＴ線材の平均外径はそれぞれ０．００８ｍｍ，０．０１ｍｍであり、音圧感度は１１１，１１０ｄＢであることから、十分な音圧感度を実現できることが分かった。

一方、比較例３〜４では、銅線の平均外径がそれぞれ０．００８ｍｍｍ，０．０１ｍｍであり、１ｍＷのシグナルを入力すると断線した。これは各銅線の許容電流を超えたためと推察される。したがって、線材の平均外径０．０１ｍｍ以下の範囲では、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅線で作製したボイスコイルと比較して高許容電流を実現できることが分かった。

また、比較例１２〜１３では、平均外径０．００８ｍｍｍ或いは０．０１ｍｍのＣＣＡＷを作製できなかった。よって、平均外径０．０１ｍｍ以下のＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、ＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して良好な製造性を実現できることが分かった。

また、実施例４〜１０では、ＣＮＴ線材の平均外径がそれぞれ０．０３ｍｍｍ，０．０５ｍｍ、０．０８ｍｍ，０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ、音圧感度がそれぞれ１１３，１１３，１１５，１１４，１０８，１０４，９７ｄＢであり、優れた音圧感度を実現できることが分かった。

一方、比較例５〜１０では、銅線の平均外径がそれぞれ実施例４〜１０と同じで、音圧感度はそれぞれ１０１，９９，１０２，１００，１０１，９８，９７ｄＢとなり、同外径のＣＮＴ線材と比較して音圧感度が劣った。比較例１１では、銅線の外径が実施例１１と同じで、音圧感度が９７ｄＢであり、同外径のＣＮＴ線材と比較して音圧感度に差は無かった。これは、線径が太くなることで、ボイスコイルの質量が重くなり、密度の違いによる音圧感度の差が出にくくなったためと推察される。

比較例１４〜１９では、ＣＣＡＷの平均外径がそれぞれ実施例４〜１０と同じで、音圧感度はそれぞれ１０３，１０２，１０１，１０３，１０３，１０１ｄＢとなり、同平均外径のＣＮＴ線材と比較して音圧感度が劣った。比較例２０では、ＣＣＡＷの平均外径が実施例１１と同じで、音圧感度が９８ｄＢであり、同平均外径のＣＮＴ線材と比較して音圧感度に大きな差は無かった。

よって、線材の平均外径０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲で、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅線或いはＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して同等或いは優れた音圧感度が得られることが分かった。特に、線材の平均外径０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲では、ＣＮＴ線材で作製したボイスコイルは、銅線或いはＣＣＡＷで作製したボイスコイルと比較して優れた音圧感度を実現できることが分かった。

１ 音発生装置
２ 音発生装置
１０ 筐体本体
２０ 保護部材
３０ 駆動部
３１ａ 凹部
３１ｂ フランジ部
３１ 枠体
３２ マグネット
３３ プレート
３４ 振動板
３４ａ 中央部
３４ｂ 外周部
３５ ボイスコイル
４０ 端子板
５０ ケーブル
６０ 駆動部
６１ マグネット
６２ ボイスコイル
６３ 振動板
１００ カーボンナノチューブ線材（ＣＮＴ線材）
１００ａ，１００ｂ ＣＮＴ線材の端部
１１０ カーボンナノチューブ集合体（ＣＮＴ集合体）
１１１ カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）
１１１ａ，１１１ｂ 筒状体

Claims (7)

1. 音の電気信号に対応する電流を流すことが可能に構成された電線を巻回してなり、移動可能に設けられたボイスコイルであって、
   前記電線は、１層以上の層構造を有する複数のカーボンナノチューブが束ねられてなるカーボンナノチューブ線材を有することを特徴とするボイスコイル。
2. 前記カーボンナノチューブ線材の平均外径が、１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載のボイスコイル。
3. 前記カーボンナノチューブ線材の平均外径が、０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２記載のボイスコイル。
4. 前記カーボンナノチューブ線材を構成するカーボンナノチューブの個数に対する、２層構造又は３層構造を有するカーボンナノチューブの個数の和の比率が７５％以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイスコイル。
5. 前記カーボンナノチューブ線材において、ラマン分光法におけるラマンスペクトルのＧバンドと結晶性に由来するＤバンドとの比であるＧ／Ｄ比が８０以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のボイスコイル。
6. 前記電線が、前記カーボンナノチューブ線材の外周を被覆する絶縁被覆層を更に有することを特徴とする、請求項１記載のボイスコイル。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のボイスコイルを備える音発生装置。

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