JPH02237395A - ボイスコイルボビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軽量で耐熱性と高弾性を有し、かつ水分に対
して寸法安定性のよい電気音響変換器用ボイスコイルボ
ビンに関する。

（従来の技術） 従来、電気音響変換器用のボイスコイルボビンはクラフ
ト紙が使用されてきた。近年ＣＤの普及に伴い、スビー
カは高音質で大人力のものが要望されている。しかしク
ラフト紙は軽量であるが耐熱性と耐水性が悪い欠点があ
る。この欠点を除去するためにアルミニウム等の金属板
もボイスコイルボビンとして使用されているが、金属板
はボビンとしては重量が重くなり、スビーカとしての能
率が低下するばかりではなく、立ち上り特性等が悪くな
り音質をも悪化させる欠点がある。

一方、軽くて耐熱性のある基材としては、特公昭６１−
５９６４３号に示されるように、ノーメックスペーパー
（デュポン社製）がある。ノーメックスペーパーはメタ
系芳香族ポリアミド繊維で構成されているため、相対湿
度変化に対して、ペーパーの吸湿率の変化が大きく寸法
安定性が悪い。

寸法安定性を改善する目的で基材に耐熱性を有するフェ
ノール樹脂等を含浸後、加熱処理を施してボビンの寸法
安定性を改善することが試みられているがノーメックス
は吸湿性が大きいため、湿度の影響を少なくするために
は含浸剤の塗布量を多くする必要があり薄いシートによ
るボイスコイルボビンの製造が困難となる。

また、含浸剤の塗布量が多くなることにより基材内部、
基材と含浸剤界面、含浸剤層に独立気泡が発生しやすく
なる。この気泡が完全に除去されないまま大入力がボイ
スコイルに印加されると、コイルより発生したジュール
熱によりボビンは構成材料の耐熱温度以下の温度で気泡
による変形を生じボイスコイルとしての使用限界温度が
低下する。従って、ノーメックスにフェノール樹脂等の
耐熱性樹脂を含浸後熱処理を施したものはコストアップ
の要因となる。

そこで、芳香族ポリアミド繊維を基材とするナイロン合
成紙を用いたボイスコイルボビンの吸湿と熱による変形
を防止する目的で下記の方法も試みられている。

すなわち、この方法は、実公昭５７−１２６３９号に示
されるようにナイロン．イＸ′Ｎ．抵の片面に溶剤タイ
プの熱硬化性樹脂を塗布し、溶剤揮発後、熱処理を施し
て熱硬化させ、熱硬化性樹脂膜を形成し、その後ナイロ
ン合成紙の他面の導線巻線面に上記熱硬化性樹脂を塗布
し、溶剤揮散後、円筒状にコイルボビンを形成しコイル
ボビンの導線巻線面に溶剤を添加して、上記熱硬化性樹
脂を再活性させながら導線を巻線し、その後、熱処理を
施して、上記熱硬化性樹脂を熱硬化させて熱硬化性樹脂
膜を形成して、加熱処理時の収縮性並びに湿度による変
形を防止する方法である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この方法は熱硬化性樹脂をナイロン合成
紙の内部まで浸透させていないため、ボビンの断面は熱
硬化性樹脂膜が形成されない。それ故に、ボビンは断面
より吸湿して変形する。という課題があった。

本発明は、上記欠点を除去するために提案されたもので
、その目的とするところはメタ系芳香族ボリアミド繊維
に比較して、著しく吸水率の小さいパラ系芳香族ボリア
ミド繊維を主成分としたシート状不織布基材にフェノー
ル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等を含浸後、
加熱処理を施して、軽量で耐熱性と高弾性を有し、かつ
水分に対して、寸法安定性の良好なボイスコイルボビン
を安価に提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明では、バラ系芳香族ポリアミド繊維を主成分とし
たシート状不織布基材に、フェノール樹脂及び／もしく
はポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等を含浸後、加熱処
理を施することにより、上記目的を達成している。

（作用） 本発明では基材としてパラ系芳香族ポリアミド繊維を主
成分としたものを用いている。

これは著しく吸水率が小さく、かつ高弾性を有している
ため、得られたボイスコイルボビンは水分に対する寸法
安定性が向上し、また、高耐熱性を有するものである。

また、上記基材に耐熱性樹脂を含浸させ、これらの結果
、メタ系芳香族ポリアミド繊維に比較して著しく水分に
対する寸法安定性が良好で、しかも金属に比べ軽量で、
耐熱性と高弾性を有するボイスコイルを得ている。

（実施例） 本発明では、高強度、高弾性率、高耐熱性を有し、かつ
吸水率の小さなバラ系芳香族ボリアミド繊維を適当なバ
インダーと混合した水性スラリーを調成し、円網または
短網抄紙機等、抄網を有する抄紙機で湿祇を形成し、乾
燥後必要に応じて熱ロールにて加圧して繊維紙を得る。

この繊維紙を熱硬化性樹脂の溶液に含浸し乾燥させ、必
要に応じて不充分な熱硬化状態または充分な熱硬化状態
としてボイスコイルボビン材を得る。

バラ系芳香族ボリアミド繊維としては、パラフェニレン
テレフタラミド系繊維，ポリバラフェニレン３−４　ジ
フェニルエーテルテレフタラミド系繊維などがあり、引
張弾性率が５，０００ｋｇ／ｍｍ２以上で標準状態にお
ける平衡吸水率が７％以下の繊維が適している。

適当なハイングーとしては、耐熱性を有し、低比率で必
要な祇力を得るものが適している。また、含浸用熱硬化
性樹脂の繊維への付着を阻害するものであってはならな
い。メタフェニレンイソフタラミド重合体から得られる
親水性パルプ状粒子で一般にフィブリッドと呼ばれるも
のや、極めて高度にフィブリル化したセルロース繊維等
が適用できる。　水性スラリーは繊維及びバインダーを
パルパー，ミキサー，ビーター等の適当な装置に個別に
、あるいは同時に水と投入し、分散させて調整する。分
散剤や、消泡剤は公知のものが使用できる。スラリー濃
度は、０．１〜１％が適当である。

熱ロールによる加圧は、加熱金属ロールと耐熱ペーパー
などの弾性ロールを組合わせた熱カレンダー装置で行う
ことができる。後工程の含浸にて熱硬化性樹脂を付着さ
せる為には、適度の多孔性になるように加圧、圧縮、固
定する。

熱硬化性樹脂としては、１５０゜Ｃ以上の耐熱性を有す
るものが適している。すなわちフェノール系樹脂，エポ
キシ系樹脂．ポリイミド系樹脂，及びこれらの混合体等
である。含浸後の硬化工程は、加熱ロールによる加圧で
行い、表面の平滑性を得る。熱硬化性樹脂の含浸量は５
０％以下が望ましい 一方、接着性を向上させる目的で、熱硬化性樹脂に熱可
塑性樹脂（ブチラール樹脂等）を添加したり、熱硬化性
樹脂皮膜上に無機質、有機質等の接着性向上剤を塗布し
たり、樹脂皮膜をコロナ放電処理等の表面処理で改質す
ることは、本発明を逸脱するものではない。

実施例　１ パラ系芳香族ボリアミド繊維，ケブラー２９（デュポン
社製），１．５デニール，繊維長６ＩｎＩｎを６５部，
ケブラーバルプ（デュポン社製）３０部，超高度叩解木
材パルブ５部を混合して水性スラリーを調成し、自己定
着型反応性樹脂２部を添加した。これを円網抄紙機を用
いて抄紙し、加熱金属ロールと耐熱ペーパーロールのカ
レンダーロールヲ用いて加圧処理を行い、重さ２０ｇ／
ｒｄ，厚さ４５μｌの原紙を得た。得られた原紙の引張
強度を測定したところ、ＭＤ方向（機械方向）とＣＤ方
向（ｍ械直角方向）との比は２．５：１であった。この
原紙に耐熱フエール樹脂を含浸し、金属ロールを用いて
１５０゜Ｃ２０分〜２５０゜Ｃ２分の加圧、加熱処理を
行い樹脂を充分な硬化状態としてボイスコイルボビン材
を得た。

実施例　２ 繊維物性 た。

従来例　１ メタ系芳香族ポリアミド繊維紙、ノーメックス″４１０
（デュポン社製）公称厚さ２ｍｉｌｓを用いてボイスコ
イルボビン材とした。

実施例　１．２，従来例　１の基材繊維の物性を示す。

表より明らかな様に、実施例は従来例に比べ強度、弾性
率とも著しく大きく、高耐熱性を有し、吸水率や熱膨張
係数も小さく水分や熱に対する寸法安定性が優れている
ことがわかる。

実施例１３　２，従来例ｌのボイスコイルボビン材紙の
物性を示す。前記の様に優れた繊維を用いたことで、実
施例のボイスコイルボビン材は、従来例に比べヤング率
、伝播速度ともに著しく大きく、優れていることがわか
る。

１　〇一 ■　実施例１，２，及び従来例１のボイスコイルボビン
材の吸湿による寸法変化を示す。２０゜Ｃ６５％ＩＩＨ
雰囲気中、２４時間後の寸法を基準とし、４６゜Ｃ９７
％ＲＨ雰囲気中、２４時間後の寸法を第１回吸湿処理と
し、後に２０’Ｃ６５％ＲＨ雰囲気中２４時間後の寸法
を第１回放湿処理とし、この吸、放湿処理を各２回繰り
返し測定した。

実施例１、及び２は、従来例１に比べ吸湿、及び放湿処
理による寸法変化が著しく小さく、湿度変化に対して安
定していることがわかる。

■　実施例１、２及び従来例ｌで得られたボイスコイル
ボビン材に、ボイスコイルワイヤー固定用接着剤を表面
にコーティングし、これを所定の形状に切断しボイスコ
イルボビンを得た。これを所定の方法によりボイスコイ
ルワイヤーを巻回し、１８０゜Ｃ３０分の接着剤の硬化
処理を行い、直径２０鵬、高さ１６ｍｍのボイスコイル
を得た。

上記方法により得られたボイスコイルの吸、放湿による
寸法変化を示す。製造直後のボイスコイルを２０゜Ｃ６
５％ＲＨ雰囲気中２４時間放置後を基準とし、４６゜Ｃ
９７％ＲＨ雰囲気中２４時間を経過後２０゜Ｃ６５％Ｒ
Ｈ雰囲気中２４時間後の寸法を第１回吸放湿処理とし、
これを３回繰り返し、円筒状のボイスコイルの真円から
の最大変形量を測定した。

ボイスコイルの吸、放湿による寸法変化、最大変形量μ
鵬 ボイスコイルの製造時に１８０゜Ｃ３０分の熱処理を経
過して得られた直後の試験前の状態においても、従来例
のボイスコイルに比べて実施例ｌ及び２のボイスコイル
の方が変形量が小さく、熱による寸法安定性に優れてい
ることがわかる。また吸放湿処理後においても従来例の
ボイスコイルに比べて実施例ｌ及び２のボイスコイルの
方が変形量が著しく小さく、湿度変化に対する寸法安定
性に優れていることがわかる。

ボイスコイルの吸放湿による寸法変化の測定結果の一例
として第１図中Ｎｏ．　１〜Ｎｏ．　６にそれらの真円
度図を示す。

■　実施例１、２において耐熱フェノール樹脂の含浸量
を種々変化させボイスコイルボビン材を作製し、前記と
同様に直径２０ｍｍ、高さ１６＋ｎ＋ｎのボイスコイル
を作製した。なお、従来例１のボビン材を用いて同様に
ボイスコイルを作製し、比較用とした。

これらを直径１２ｃ＋＋＋、全帯域型スビーカを所定の
方法で作製した。なお、ボイスコイル以外のすべての部
品は同一とした。

これらのスピーカーを用いて耐入力試験を行った。

従来例では６０〜７０ｗでボイスコイルボビンの熱変形
やふくれによりスピーカーの動作不良が発生した。この
ときのボイスコイルの温度を電気抵抗より測定すると、
２５０〜２８０゜Ｃあった。

実施例では、樹脂含浸量を適宜調整し、５０％以下では
、ボイスコイルボビンに熱変形等が発生せず、約９０ｗ
の入力にも耐えた。

このときのボイスコイルの温度を測定すると３００〜３
５０’Ｃであった。

以上のように本実施例では、従来例に比べ約２０Ｗ以上
の入力向上が行え、高耐熱性のボイスコイルボビンが得
られた。

■　実施例ｌ、従来例で得られたボイスコイルボビンを
用いた直径１２ｃｍの全帯域型スピーカの周波数特性を
第２図に示す。

従来例に比べ実施例１では高城限界周波数の上昇が見ら
れ良好な結果が得られた。

実施例３ パラ系芳香族ポリアミド繊維，ケブラー２９繊維（実施
例１と同一）を６０部．ケブラーパルプ（実施例１と同
一）を２０部，メタフェニレンイソフタラミドフィブリ
ッド（ユニチカ社製）２０部を、少量の分散剤および消
泡剤とともに水中で分散混合して水性スラリーを調成し
、実施例１と同様に製造し重さ２５ｇ／　ｒｔｒ、　厚
さ４５μ■の原紙を得た。得られた原紙の引張強度を測
定したところＭＤ方向とＣＤ方向との比は２：１であっ
た。この原紙にフェノール樹脂を含浸し、ボイスコイル
ボビン材を得た。得られたボイスコイルボビン材も実施
例１２と同様に優れた特性を示すことが確認された。

実施例４ 実施例１の原紙に耐熱ポリイミドフェス、トレニース”
３０００　（東レ社製）を含浸し、金属ロールを用いて
１２０゜ＣＩＯ分〜２２０゜ＣＩＯ分〜２９０゜Ｃ１５
分の加圧、加熱処理を行い樹脂を充分な硬化状態として
ボイスコイルボビン材を得た。得られたボビン材を用い
て前記と同様にスピーカーを作製し、耐入力試験を行っ
たところ、実施例１，及び２と同様に良好な結果が得ら
れた。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、パラ系芳香族ポリアミド
繊維を主成分としたシート状不織布基材に、フェノール
樹脂および／もしくはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂
等を含浸後、加熱処理を施してボイスコイルボビンを得
るようにしたから、このボイスコイルボビンは水分に対
する寸法安定性が著しく良く、また、金属に比べ軽量で
、耐熱性、高弾性等にも優れている利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｎｏ．　１〜Ｎｏ．　６は水分に対する寸法変化
の測定を真円度で示した説明図、第２図は本発明の実施
例と従来例とを対比した周波数特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パラ系芳香族ポリアミド繊維を主成分としたシート状不
   織布基材に、フェノール樹脂及び／もしくはポリイミド
   樹脂等の熱硬化性樹脂等を含浸後、加熱処理を施し、寸
   法安定性を向上させたことを特徴とする電気音響変換器
   用ボイスコイルボビン。