JPH0993695A - 電気音響変換器用ボイスコイルボビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高剛性、並びに相対湿度の変化に対する寸法
安定性を有する電気音響変換器用ボイスコイルボビンを
提供すること。 【解決手段】 電気音響変換器用ボイスコイルボビン
は、パルプ繊維のルーメン（内腔部）１ａの内部に、無
機質の難水溶性結晶２を析出させたパルプ繊維１が叩解
され、抄造された素材に、熱硬化性樹脂を含浸、熱プレ
ス成型したシート材料からなる。パルプ繊維１のルーメ
ン（内腔部）１ａ内の無機質難水溶性結晶２は、木材パ
ルプを無機塩水溶液中で加熱浸漬処理した後アルカリ加
熱することにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気音響変換器用
の、例えばオーディオ機器の分野に於けるスピーカのボ
イスコイルボビンに関し、特に剛性を高め、吸水性を改
良したボイスコイル（ムービングコイル）ボビンの構成
材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の動電型のスピーカは、図４に全体
の断面構造を示すように、コーン型振動板６ａ、ボイス
コイル６ｂ、ダストキャツプ６ｄ等からなる振動系６
が、底部に磁気回路７が固定されたフレーム８の内部
に、エッジ６ｃによって振動可能に支持されている。ボ
イスコイル６ｂは、円筒状のボイスコイルボビン５に巻
回され、当該ボイスコイルボビン５によって前記振動板
６ａに結合されると共に、磁気回路７の磁気空隙７ａに
挿入されてスピーカの駆動系を構成する。

【０００３】この様に構成されたボイスコイルボビン５
は、音声電流によってボイスコイル６ｂに発生した駆動
力を振動板６ａに忠実に伝達する機能が要求され、その
為にボイスコイルボビン５には、能率向上の為に軽量で
あること、振動に伴う変形を防止する為に高剛性である
こと、更に、コーン型振動板６ａやボイスコイル６ｂと
の接着力を維持し、環境変化に対し安定であるための耐
濕性並びに寸法安定性が良好であること、の３項目が要
求される。

【０００４】これらの要求を満たす材料として、低密度
で適度な剛性を備え、且つ安価であることから紙が多用
されているが、その他にもアルミ、ジュラルミン等の金
属箔、ポリイミド等の樹脂フィルムが使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の紙製の電気
音響変換器用の例えばスピーカのボイスコイルボビン
は、近年のデジタル対応のスピーカでは、紙の原料であ
るパルプが有する剛性だけでは不十分であり、この欠点
を解消するために、パルプ繊維の表面や繊維間に炭酸カ
ルシウム、二酸化チタン等の無機填料を充填させている
が、このような無機質の充填材は自身では高剛性である
が、その大部分が繊維表面上に吸着しているだけなので
パルプの叩解時に脱落し、紙の剛性付与として有効に作
用しない欠点があり、又、金属箔やポリイミドフィルム
のボイスコイルボビンは高価であり、特に金属箔の場
合、振動系が過制動状態となって再生音質が優れないと
言う解決すべき課題があった。

【０００６】そこで、本発明は、電気音響変換器用ボイ
スコイルボビンの材料として従来の紙製のボイスコイル
ボビンが有していた課題を解決することを目的とし、パ
ルプ繊維がルーメン（内腔部）を有する事に着目し、当
該ルーメン内に無機質の難水溶性結晶を析出させたパル
プ繊維に熱硬化性樹脂を含浸することで、高剛性と相対
湿度の変化に対する寸法安定性を有する電気音響変換器
用ボイスコイルボビンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】該目的を達成するための
本発明にいうスピーカ部品を、実施例に於いて使用した
符号を用いて説明すると、第１発明は、パルプ繊維のル
ーメン（内腔部）１ａの内部に、無機質の難水溶性結晶
２を析出させた処理済みのパルプ繊維１を叩解後に抄造
して得た素材に、熱硬化性樹脂３を含浸して熱プレス成
形して得たシート材料からなる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５である。

【０００８】第２発明は、第１発明に於いて、前記ルー
メン１ａ内部の無機質の難水溶性結晶２が、木材パルプ
を無機塩水溶液中で加熱浸漬処理した後アルカリ加熱す
ることにより得る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５である。

【０００９】第３発明は、第２発明に於いて、前記無機
塩がアルカリ土類金属塩である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５である。

【００１０】第４発明は、第２発明に於いて、前記無機
塩がマグネシウム塩である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５である。

【００１１】第５発明は、第２発明に於いて、前記無機
塩水溶液中での加熱温度が５０℃以上であり、且つ、無
機塩水溶液の濃度が０．０１ｗｔ％以上であることを特
徴とする電気音響変換器用ボイスコイルボビン５であ
る。

【００１２】第６発明は、第２発明に於いて、前記アル
カリ加熱の加熱温度が５０℃以上であり、且つ、ｐｈが
１０〜１２である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５である。

【００１３】第７発明は、第１発明に於いて、前記熱硬
化性樹脂３が、シリコン樹脂、又はフェノール樹脂、又
は不飽和ポリエステル樹脂、又はメラミン樹脂、又はエ
ポキシ樹脂の中から選ばれた熱硬化性樹脂であることを
特徴とする第１発明の電気音響変換器用ボイスコイルボ
ビン５である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のスピーカ部品の実施の形
態について、図１、図２、図３に基づいて説明する。本
発明の電気音響変換器用ボイスコイルボビンを構成する
主材料であるパルプ繊維１は、図１に示すように、円筒
状のパルプ繊維壁１ｂと、当該パルプ繊維壁１ｂに囲ま
れたルーメン１ａと称する内腔部とからなり、パルプ繊
維壁１ｂには所々にルーメン１ａと外部とを連結する孔
部１ｃが散在する構造となっている。

【００１５】本発明に係る電気音響変換器用ボイスコイ
ルボビンは、図２の組織構造図に示すように、原材料の
木材パルプを、アルカリ土類金属塩であるマグネシウム
塩などの、濃度が０．０１〜１．０ｗｔ％の無機塩水溶
液中で、温度が５０℃以上、好ましくは８０〜１２０℃
に於いて無機塩加熱浸漬処理した後、加熱温度が５０℃
以上、好ましくは８０〜１２０℃で、且つ、ｐｈが１０
〜１２の条件下でアルカリ加熱することにより前記ルー
メン１ａ内に前記無機質の難水溶性結晶２が析出された
構造となっている処理済みのパルプ繊維１を、ストーン
ビータでＣ．Ｓ．Ｆ．４００ｍｌとなるまで離解し、通
常の平網を用いて抄紙機で平板状に抄造し、ボイスコイ
ルボビンの素材を得る。ここに、Ｃ．Ｓ．Ｆ．とは、カ
ナダ標準型濾水度（Ｃａｎｚｄｉａｎ Ｓｔａｎｄａｒ
ｄ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ、フリーネス）のことをいう。

【００１６】パルプ繊維１の処理に際し、浸漬、加熱温
度が５０℃以下であればパルプ繊維の膨潤が不十分で、
無機塩水溶液ルーメン１ａ内への浸透が十分でなく、１
２０℃以上ではパルプ繊維成分が分解溶出し、難水溶性
結晶２が均一に生成され難くなる。

【００１７】無機塩水溶液としては、前記以外にアルカ
リ金属やアルカリ土類金属の塩化物、硫酸塩、硝酸塩、
燐酸塩などの水溶液が用いられるが、最適な無機塩は塩
化マグネシウムである。又、アルカリとしては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が用い
られる。

【００１８】上記抄造された素材は、熱硬化性樹脂３を
含浸させ、金型により熱プレス成形してシート材料とな
り、ボイスコイルボビン５として使用する。この様なシ
ート材料の構成を、同図の一部断面拡大図ａに図示す
る。当該ボイスコイルボビン５は、図３に示すものは平
らに成形されたシート材料を丸棒を芯にして円筒状に丸
め、下方にボイスコイル（ムービングコイル）６ｂを巻
回した構造のものを、一部断面及び継目５ａとともに図
示しているが、必要に応じて熱プレス成形時に円筒形に
成形してもよい。

【００１９】含浸させる熱硬化性樹脂３は、シリコン樹
脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミ
ン樹脂、エポキシ樹脂、などが用いられるが、好ましく
はシリコン樹脂である。

【００２０】本発明の上記材料は、２段階の処理により
パルプの改質を図っている。通常室温でのパルプは水素
結合により強固に結合しているが、第１段階ではパルプ
を高温の無機塩水溶液中に浸漬することにより、パルプ
繊維１が膨潤し易くなり、ルーメン１ａまで無機塩水溶
液が十分浸透する。

【００２１】次に第２段階としてアルカリを添加するこ
とにより、このアルカリがパルプスラリーを更に膨潤さ
せながら順次パルプ繊維壁中に浸透して、ルーメン１ａ
内の無機塩水溶液と反応し、水に難溶性の微細な結晶が
生成する。従って、ルーメン内に生成した結晶に約１０
０オングストローム以下の水吸着サイトが生じ、この部
分に水が吸着して、パルプ繊維壁中の水とセルロースと
の相互作用が強くなる。

【００２２】すなわち、ルーメンのような毛細管内で難
水溶性結晶の周囲に保護コロイドのごとく毛細管水が吸
着することにより水の出入りを無くす役割をしており、
この毛細管水の吸着率が高いほど飽和状態となり、結局
紙の水分はセルロース分子と水分子とが水素結合してい
る結合水と、吸着水だけとなるため吸水性は低下する。
そのために相対湿度の変化に伴う寸法安定性に優れ、ル
ーメン内に難溶性結晶２を生ずることにより剛性が高く
なる。更に、熱硬化性樹脂を含浸させて、熱プレス成型
することによって、より一層剛性と吸水性を改善するこ
とが可能である。

【００２３】

【実施例】以下本発明電気音響変換器用ボイスコイルボ
ビンの実施例を、成形前のシート材料を主体に、具体的
に説明する。 実施例１ ０．０５ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、８０℃で約
３０分撹拌した。次に、０．１ｗｔ％水酸化ナトリウム
水溶液１３０ｍｌを加え、ｐｈを１１として、８０℃で
約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。

【００２４】次に、上記処理済みのパルプ繊維１を、ス
トーンビータでＣ．Ｓ．Ｆ．４００ｍｌになるまで叩解
し、平網を用いて抄造した。これに熱硬化性樹脂３とし
てシリコン樹脂約１０ｗｔ％含浸し、１００〜１２０℃
で熱プレス成型を行ってシート材料とし、当該シート材
料を直径２５ｍｍの棒に巻き付け、ボイスコイル６ｂを
巻線した。又、同じシート材料からテスト用の試料１１
を得た。

【００２５】実施例２ １．００ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、８０℃で約
３０分撹拌した。次に、１．５ｗｔ％水酸化ナトリウム
水溶液１２０ｍｌを加え、ｐｈを１２として、８０℃で
約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。処理
済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩解し、平網を
用いて抄造し、試料２１を得た。

【００２６】実施例３ ０．０１ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、１２０℃で
約３０分撹拌した。次に、０．１ｗｔ％水酸化ナトリウ
ム水溶液１００ｍｌを加え、ｐｈを１１として、１２０
℃で約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。
処理済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩解し、平
網を用いて抄造し、試料３１を得た。

【００２７】実施例４ ０．０５ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、１２０℃で
約３０分撹拌した。次に、０．１ｗｔ％水酸化ナトリウ
ム水溶液１３０ｍｌを加え、ｐｈを１１として、１２０
℃で約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。
処理済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩解し、平
網の抄網を用いて抄造し、試料４１を得た。

【００２８】実施例５ １．００ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、１２０℃で
約３０分撹拌した。次に、１．５ｗｔ％水酸化ナトリウ
ム水溶液１２０ｍｌを加え、ｐｈを１１として、１２０
℃で約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。
処理済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩解し、平
網の抄網を用いて抄造し、試料５１を得た。

【００２９】従来例 未処理の通常のパルプをストーンビータでＣ．Ｓ．Ｆ．
４００ｍｌ迄叩解して、同じく平網の抄網を用いて抄造
し、従来例の試料６１を得た。

【００３０】比較例１ ３．００ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、８０℃で約
３０分撹拌した。次に、０．１ｗｔ％水酸化ナトリウム
水溶液１３０ｍｌを加え、ｐｈを１１として、８０℃で
約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。次
に、上記処理済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩
解し、平網を用いて抄造し、比較例の試料７１を得た。

【００３１】比較例２ ０．０５ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌにＢ
ＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、５０℃で約
３０分撹拌した。次に、０．１ｗｔ％水酸化ナトリウム
水溶液１３０ｍｌを加え、ｐｈを１１として、５０℃で
約３０分撹拌し、処理済みのパルプ繊維１を得る。次
に、上記処理済みのパルプ繊維１を実施例１と同様に叩
解し、平網を用いて抄造し、比較例の試料８１を得た。

【００３２】比較例３ ０．０５ｗｔ％塩化マグネシウム水溶液５００ｍｌに
０．１ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液１３０ｍｌを加
え、予め水酸化マグネシウムの結晶を析出させ、これに
ＢＫＰ（晒クラフトパルプ）１５ｇを浸漬し、ｐｈを１
１として、８０℃で約６０分撹拌した。次に、処理済み
のパルプ繊維を実施例１と同様に叩解し、平網を用いて
抄造し、比較例の試料９１を得た。

【００３３】比較例４ ２．００ｗｔ％炭酸カルシウム水溶液５００ｍｌに、
Ｃ．Ｓ．Ｆ．４００ｍｌまで叩解したＢＫＰ（晒クラフ
トパルプ）１５ｇを浸漬し、８０℃で約３０分撹拌し
た。次に、処理済みのパルプ繊維を実施例１と同様に叩
解し、平網を用いて抄造し、比較例の試料０１を得た。

【００３４】上記各実施例で得た試料並びに従来例の試
料について、密度、動的弾性率、吸水率を夫々測定し
た。動的弾性率は振動リード法により算出した。又、吸
水率は、ＪＩＳ Ｐ８００２に準拠した方法による。測
定結果の１例として、各実施例の試料１１〜５１、及び
従来例の試料６１、比較例の試料７１〜０１、計１０種
の試料について密度、動的弾性率、吸水率を表１に示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】本発明のルーメン（内腔部）内部に無機質
の難水溶性結晶を析出させたパルプ繊維は、いずれも従
来例と比較した場合、動的弾性率が大きく、吸水率は約
４３〜５３％と低くなっている。密度についてはやや大
きくなる傾向にある。又、パルプの処理条件を本発明の
処理条件から逸脱させた比較例は、いずれも吸水率は極
めて悪く、約２倍近くに増加している。

【００３７】以上本発明の代表的と思われる実施例を、
スピーカのボイスコイルについて説明したが、本発明は
必ずしもこれらの実施例構造のみに限定されるものでは
なく、本発明にいう前記の構成要件を備え、かつ、本発
明にいう目的を達成し、以下にいう効果を有する範囲内
において、他の電気音響変換器用のボイスコイル（ムー
ビングコイル）等に適宜改変して実施することができる
ものである。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から既に明らかなように、本
発明にいう電気音響変換器用ボイスコイルボビンを構成
する材料は、パルプ繊維のルーメン（内腔部）内部に無
機質の難水溶性結晶を析出させたパルプ繊維に、熱硬化
性樹脂を含浸させた材料からなっている。

【００３９】従って、本発明のボイスコイルボビンを使
用したスピーカは、前記難水溶性結晶を析出させたパル
プ繊維の吸水性の低さによって相対湿度の変化に伴う寸
法安定性に非常に優れ、環境条件の変化に対しスピーカ
の品質が安定していると言う特徴を有する。

【００４０】又、動的弾性率も向上していることから、
駆動力の伝達が完全となり、能率が高くなると共に、周
波数特性の高域限界周波数が高くなり、再生帯域の広い
高能率、高忠実度の再生音を有するスピーカが得られ
る。

【００４１】以上の諸結果から、本発明の電気音響変換
器用ボイスコイルボビンは、相対湿度の変化に伴う寸法
安定性に優れ、剛性が高く周波数特性の高域限界周波数
が高くて再生帯域が広く、同じく剛性が高く且つ高湿度
時の環境条件の変化に対し品質が安定しているスピーカ
を提供できると言う効果を期待することが出来るに至っ
たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のパルプ繊維の構造を示す説明
図。

【図２】実施例のシート材料の構造を示す一部拡大断面
図。

【図３】本発明の電気音響変換器用ボイスコイルボビン
の実施形態の斜視図。

【図４】従来のスピーカの断面図。

【符号の説明】

１ パルプ繊維 ２ 難水溶性結晶 ３ 熱硬化性樹脂 ５ 電気音響変換器用ボイスコイルボビン ６ 振動系 ７ 磁気回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルプ繊維のルーメン（内腔部）(1a)の
   内部に無機質の難水溶性結晶(2)を析出させた処理済み
   のパルプ繊維(1)を、叩解後に抄造して得た素材に、熱
   硬化性樹脂(3)を含浸して熱プレス成形して得たシート
   材料からなる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。
2. 【請求項２】 前記ルーメン(1a)内部の無機質の難水溶
   性結晶(2)が、木材パルプを無機塩水溶液中で加熱浸漬
   処理した後アルカリ加熱することにより得ることを特徴
   とする請求項１記載の電気音響変換器用ボイスコイルボ
   ビン。
3. 【請求項３】 前記無機塩がアルカリ土類金属塩である
   ことを特徴とする請求項２記載の電気音響変換器用ボイ
   スコイルボビン。
4. 【請求項４】 前記無機塩がマグネシウム塩であること
   を特徴とする請求項２記載の電気音響変換器用ボイスコ
   イルボビン。
5. 【請求項５】 前記無機塩水溶液中での加熱温度が５０
   ℃以上であり、且つ、無機塩水溶液の濃度が０．０１ｗ
   ｔ％以上であることを特徴とする請求項２記載の電気音
   響変換器用ボイスコイルボビン。
6. 【請求項６】 前記アルカリ加熱の加熱温度が５０℃以
   上であり、且つ、ｐｈが１０〜１２であることを特徴と
   する請求項２記載の電気音響変換器用ボイスコイルボビ
   ン。
7. 【請求項７】 前記熱硬化性樹脂(3)が、シリコン樹
   脂、又はフェノール樹脂、又は不飽和ポリエステル樹
   脂、又はメラミン樹脂、又はエポキシ樹脂の中から選ば
   れた熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１記載
   の電気音響変換器用ボイスコイルボビン。