(57)【要約】本発明は、表面に亜鉛又は亜鉛合金層を設けた金属部品の表面に形成されたコロイド状シリカを主体とする表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された保護層を有する電気機器用部材である。さらに、表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む。本発明の構成によって耐熱、耐食、接合強度に優れた金属製の電気機器用部材、電気音響変換器用部材の提供を可能とするものである。
2003098968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に亜鉛又は亜鉛合金層を設けた金属部品の表面に形成されたコロイド状シリカを主体とする表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された保護層を有する電気機器用部材。
【請求項２】
前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第１項に記載の電気機器用部材。
【請求項３】
前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求の範囲第１項に記載の電気機器用部材。
【請求項４】
前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第３項に記載の電気機器用部材。
【請求項５】
前記電気機器用部材が電気音響変換器用の電気機器用部材である請求の範囲第１項ないし第４項に記載の電気機器用部材。
【請求項６】
前記電気機器用部材は、電気音響変換器のスピーカフレームまたは磁気回路用プレート、マグネットの少なくとも一つである請求の範囲第５項に記載の電気機器用部材。
【請求項７】
前記電気機器用部材が自動車用電気音響変換器の電気機器用部材である請求の範囲第５項に記載の電気機器用部材。
【請求項８】
鉄系材料を主体とする部材に亜鉛めっきをする工程と、前記亜鉛めっき表面に、コロイド状シリカを主体とする表面処理層を形成する工程と、
前記表面処理層の表面に保護層を形成する工程、とを有する電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項９】
前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第８項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１０】
前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求の範囲第８項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１１】
前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１２】
前記電気機器用部材が電気音響変換器の電気機器用部材である請求の範囲第８項ないし第１１項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１３】
前記電気機器用部材は、スピーカフレームまたは磁気回路用プレート、マグネットの少なくとも一つである請求の範囲第１２項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１４】
前記電気機器用部材が自動車用電気音響変換器の電気機器用部材である請求の範囲第１２項に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１５】
亜鉛めっきした磁気回路用プレート表面およびに亜鉛めっきしたフレーム表面に、コロイド状シリカを主体とする表面処理層を形成する工程と、前記表面処理層の表面に保護層を形成する工程と、前記保護層を形成したプレートおよびフレームをマグネットと接合する工程とを有する電気音響変換器の製造方法。
【請求項１６】
前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第１５項に記載の電気音響変換器の製造方法。
【請求項１７】
前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求の範囲第１５項に記載の電気音響変換器の製造方法。
【請求項１８】
前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求の範囲第１５項に記載の電気音響変換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は各種電気、電子機器に使用される耐食性に優れた鉄系部材の表面処理方法と表面処理された部材およびその製造方法にに関するものである。本発明は、特に、音響機器に使用される電気音響変換器に使用される部材および、電気音響変換器の製造に適したものである。
背景技術
各種電気、電子機器の一例として、従来の電気音響変換器の一種であるスピーカについて図４に示す断面図により説明する。
図４に示すスピーカは上部プレート１ａ、マグネット１ｂ、およびセンタポールを有する下部プレート１ｃから構成された磁気回路１、磁気回路１に接着結合されたフレーム２、外周がエッジ部を介して上記フレーム２に結合され、内周が上記磁気回路１の磁気ギャップ１ｄにはめ込まれるボイスコイル４に結合された振動板３、外周が上記フレーム２に結合され、内周が上記ボイスコイル４に結合されたダンパー５から構成されている。
以上のように構成されたスピーカの磁気回路１を形成する上部プレート１ａ、下部プレート１ｃおよび磁気回路１に接着結合されたフレーム２は鉄系の金属材料により形成されている。フレーム２、上部プレート１ａ、下部プレート１ｃは、防錆（防食）のために亜鉛メッキ処理を行い、更に防錆（防食）効果を向上させるために亜鉛メッキの上にクロメート処理を行うことが一般的に行われてきた。
近年、電気機器の小型高性能化の中で、スピーカにおいても小型化、高出力化の傾向にあり、スピーカに使用される部品も耐熱性の向上が要求されている。一方、亜鉛メッキにクロメート処理を施した従来の鉄系部材の防食技術においては、金属の表面状態が一定でなく、接着剤を用いた接合性に欠けるといった問題を生じる可能性を有している。これは表面に処理されているクロメート皮膜自体の接合性が不良であることと、また、クロメート皮膜厚のばらつきがあるために、接合性もばらつくためと考えられる。また、クロメート皮膜自体は耐熱性に欠けるといった課題をも有している。例えばクロメート皮膜が１００℃の雰囲気中において長時間さらされると亜鉛メッキ面に亀裂を生じ、耐食性に支障が生じる可能性を有していた。
近年、コロイド状シリカ、Ｔｉ化合物およびＣｏ化合物を含む処理液で処理する金属材の防錆処理液および処理方法が提案されている。上記処理方法によればクロメート処理と同等の耐食性を有する金属部材が得られることが知られている。
本発明者らの検討の結果、電気音響変換器の部材に対して上記表面処理を行なうことにより、耐食性が向上できるだけでなく、部材の接合強度、耐熱強度が向上し、信頼性に優れた電気音響変換器を製造できることが見出された。
本発明は前記従来の課題を解決する耐熱性に優れるとともに、接着強度の良好な電気機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
発明の開示
本発明は、表面に亜鉛又は亜鉛合金層を設けた金属部品の表面に形成されたコロイド状シリカを主体とする表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された保護層を有する電気機器用部材である。さらに、表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む。上記構成によって耐熱、耐食、接合強度に優れた金属製の電気機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法の提供を可能とするものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の一実施の形態について音響変換器の一つであるスピーカを例に図１〜図４により説明する。図１〜図４において従来技術と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略する。
図１は本発明の一実施の形態の上部プレートの断面図である。図２は本発明の表面処理の工程を示す工程フローシートである。図３は本発明にかかる、上部プレートとマグネットとの接合強度を各保存環境毎に従来技術と比較して説明した図である。図４は各耐熱条件における接合強度を従来技術と比較して説明した図である。
本実施の形態と従来技術との相違点は金属部材の表面処理に係るものである。以下、本発明の表面処理に係る部分について説明する。
図１において、鉄またｈその合金からなるベース部材１ｈの表面に亜鉛メッキ１ｅを施した上部プレート１ａの表面には更に表面処理層１ｆと、更にその上に保護層１ｇが形成されている。
以下、上記表面処理の工程について、図２を用いて説明する。
図２に示す工程において、本発明は工程Ｎｏ．１０の亜鉛メッキ後の水洗工程までは従来技術と同じである。
本発明においては、従来のクロメート処理に代えてコロイド状シリカを主成分とする無機系の表面処理層１ｆの被着処理工程（表面処理）１１’、乾燥工程１２’、保護層１ｇの形成工程（仕上げ処理）１３’、および乾燥工程１４’を経て亜鉛メッキ１ｅ上の表面処理を行う。
以下、本発明の表面処理に用いる材料およびその処理方法を説明する。
表面処理工程１１’に用いる材料は、コロイド状シリカを主成分とし、さらに、アルミナなどのコロイド状酸化物を含んだ水分散液である。この分散液には更に被被覆物の耐食性向上の目的で、チタン、コバルトなどの異種金属成分を添加することができる。これら金属は、金属アルコキシドの形態で水分散液に添加すると金属酸化物または水酸化物のコロイド粒子となり、分散液中でシリカ表面の水酸基と反応するか、またはシリカ表面に吸着する。また、これら金属を金属塩、金属石鹸の形態で添加すると、表面処理後の熱処理により、最終的に金属酸化物を形成し、基材に対して密着性の優れた皮膜を形成する。チタン源としては四塩化チタンは空気中で水分と反応して二酸化チタンを生じるため、安定な硫酸チタンか、チタンアルコキシドを使用することが望ましい。さらに、硫酸根は低温で飛散しにくいため、予め、分散液中でコロイド状シリカとチタンアルコキシドを反応させることが望ましい。
コロイド状シリカは、例えば日産化学株式会社から市販されている商品名スノーテックスなどを使用することができる。これらには水分散型と、アルコール分散型があるが、コスト、コロイドの安定性を考慮すると水分散型コロイド状シリカを使用することが望ましい。更に、乾燥皮膜の特性向上のために、上記コロイドシリカ中にアルミナが添加された商品も入手できる。
上記シリカ分散液は通常塩酸を使用した酸性状態で安定化しているが、表面処理後の水洗と乾燥により、塩酸は飛散して処理した金属表面に悪影響を及ぼすことはない。
上記コロイド状分散液に、さらにエチルシリケートを添加したり、トリメトキシメチルシランなど反応性シラン化合物を添加してシリカ表面の水酸基と反応させて皮膜特性の向上を図ることができる。エチルシリケートの添加により、生成した皮膜の靭性が増し、被処理物が折り曲げなどのストレスを受けても破損の無い表面処理層１ｆが得られる。また、反応性シラン化合物の添加、反応により、処理液中の固形分濃度を増加することができ、皮膜の靭性を向上することができる。
表面処理の方法としては、被処理物を上記処理液に浸せきするか、被処理物に処理液を噴霧するなどして後、乾燥（熱処理）を行なう。乾燥に際して、過剰の処理液が被処理物に付着していると、表面処理層１ｆの表面が白化することがある。白化した状態では十分な耐腐食性を得ることは困難となるので注意を要する。過剰の処理液の除去には遠心力を利用した回転処理方法が量産に適している。
乾燥温度は８０℃ないし２５０℃の範囲が好ましい。低温では十分な皮膜特性がえられず、高温乾燥の場合は、冷却に時間を要して生産性が低下する。得られた表面処理層１ｆの耐食性は、乾燥温度が高い方が良好である。また、上記高温処理に代えて、処理液に硝酸を添加して、酸化反応を行なうこともできる。
表面処理層１ｆの形成に引き続き、仕上げ処理を行なう。
仕上げに用いる処理液も基本的な組成は表面処理液と同様である。処理液に処理液に硝酸を添加して、仕上げ処理の前に乾燥工程を入れず、直ちに仕上げ処理を施しても良い。
本実施の形態においては、表面処理にはユケン工業株式会社製商品名メタスＥＳＣを用い、仕上げ処理には仕上げ処理剤として水溶性または水分散性の同メタス−９９を用いた。
図３、図４はマグネット１ｂと上部プレート１ａとの接合強度（接合面積は約３０ｃｍ２に設定）について本発明と、従来技術のものと比較した結果を示すものである。
なお、図３において、
（１）耐熱性は１００℃の雰囲気中に２４０時間放置後の接合強度、
（２）耐寒性は−４０℃の雰囲気中に２４０時間放置後の接合強度、
（３）耐湿性は５５℃、９５％の雰囲気中に５００時間放置後の接合強度、
（４）熱衝撃試験は−４０℃に１時間放置し、直ちに８５℃の雰囲気中に１時間放置する状態を１サイクルとして１０００サイクル実施後の接合強度である。
また、図４において耐熱性は本実施の形態の表面処理を行なった上部プレート１ａおよび、従来の表面処理を行なった上部プレート１ａについてマグネット１ｂと接合を行ない、加熱して後の接合強度の変化を示すものである。加熱条件は、それぞれ１５０℃の雰囲気中に１時間放置、２００℃の雰囲気中に１時間放置、２５０℃の雰囲気中に１時間放置とした。図４においてグラフａは本実施の形態の試料を示し、グラフｂは従来技術における試料の接合強度を示している。
図３および図４の結果より明らかなごとく、本実施の形態の試料で得られた接合強度は耐湿強度において従来技術のものと同等である他は、他の全ての特性において従来のものより優れていることが確認された。
さらに、本実施の形態により表面処理を行なった上部プレートについて塩水噴霧試験を行なった。試験条件は、５％Ｎａｃｌ溶液を３５℃の雰囲気中に８時間噴霧し、１６時間乾燥する工程を１サイクルとし、３又は６サイクル後の表面状態を視認により観察する。塩水噴霧試験では３サイクルにおいては従来技術のものと本実施の形態のものに差は見られなかったが、６サイクル後においては従来技術のものは腐食が見られ不良と判定された。本実施の形態の試料においては腐食は認められなかった。
また、硫化水素試験（Ｈ２Ｓ濃度５ｐｐｍの雰囲気中にて１０００時間放置後表面状態を視認）においても本実施の形態のものは腐食は見られなかったが、従来技術のものは５００時間で腐食が見られ、不良と判定された。
なお、上記説明においては電気音響変換器の磁気回路用プレートの表面処理について説明した。本発明は上記実施例に限定されることはなく、同様に亜鉛めっき処理したフレームと上部プレートとの接合にも適用できることは当然である。さらに、本発明は、腐食性を有する他の電気音響変換器用部材、例えばネオジム系マグネットなどの処理にも有効である。
以上の如く本実施の形態の表面処理にかかる部材は腐食に対して耐性を有し、信頼性が高く、耐熱性に対して優れた品質を有する。この様に、本発明によれば、高信頼性で、高耐熱性の電気、電子機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法の提供が行えるものである。
なお、本実施の形態では仕上げ処理剤としてコロイド状シリカの水溶性または水分散性の樹脂を用いたが、これ以外にもアクリル系、メラミン系、シリコーン系の水溶性または水分散性の樹脂を用いることも可能である。
また、上記実施の形態においてはスピーカを例として本発明が電気音響変換器用部材として優れた特性を有するものであること、およびその製造方法を説明した。しかしながら、当然のこととして、亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっきはスピーカ等の電気音響変換器の用途に限定されるものではない。
すなわち、本発明は高い接合強度が要求されたり、耐熱性や耐環境性において高い信頼性が要求される個所に使用される電子部品用部材や電子、電気機器の部材としてその用途は広いものである。例えば、電子機器のケース、各種機構部品の部材、などに本発明は有効に使用できるものである。
産業上の利用可能性
以上のように本発明は鉄系材料を主体とする部材表面に耐食性に優れた皮膜を形成するものである。この皮膜を形成することにより、部材の耐熱性も向上する。このため、耐入力に優れた電気音響変換器や、高い耐腐食性を要求される自動車用電気音響変換器用の部材として特に適したものである。すなわち、本発明の処理により、磁気回路を構成するマグネットとプレートの接合強度が向上し、優れた品質を有する小型軽量の電気音響変換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施例である、スピーカの要部である上部プレートの断面図、図２は本発明の表面処理の工程を示す工程フローシート、図３は本実施形態のスピーカの上部プレートとマグネットとの接合強度と従来品との接合強度を比較した比較図、図４は本発明と従来品の耐熱性の比較図、図５は従来のスピーカの構成を示す断面図である。
図面の参照符号の一覧表
１  磁気回路
１ａ  上部プレート
１ｂ  マグネット
１ｃ  下部プレート
１ｄ  磁気ギャップ
１ｅ  亜鉛メッキ
１ｆ  表面処理層
１ｇ  保護層
１ｈ  ベース部材
２  フレーム
３  振動板
４  ボイスコイル
５  ダンパー
【図１】
2003098968.tif 000003
【図２】
2003098968.tif 000004
【図３】
2003098968.tif 000005
【図４】
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【図５】
2003098968.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月17日(2002.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】表面に亜鉛又は亜鉛合金層を設けた金属部品の表面に形成されたコロイド状シリカを主体とする表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された保護層を有する電気機器用部材。
【請求項２】前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項１に記載の電気機器用部材。
【請求項３】前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求項１に記載の電気機器用部材。
【請求項４】前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項３に記載の電気機器用部材。
【請求項５】前記電気機器用部材が電気音響変換器用の電気機器用部材である請求項１ないし４に記載の電気機器用部材。
【請求項６】前記電気機器用部材は、電気音響変換器のスピーカフレームまたは磁気回路用プレート、マグネットの少なくとも一つである請求項５に記載の電気機器用部材。
【請求項７】前記電気機器用部材が自動車用電気音響変換器の電気機器用部材である請求項５に記載の電気機器用部材。
【請求項８】鉄系材料を主体とする部材に亜鉛めっきをする工程と、前記亜鉛めっき表面に、コロイド状シリカを主体とする表面処理層を形成する工程と、
前記表面処理層の表面に保護層を形成する工程、とを有する電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項９】前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項８に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１０】前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求項８に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１１】前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項１０に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１２】前記電気機器用部材が電気音響変換器の電気機器用部材である請求項８ないし１１に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１３】前記電気機器用部材は、スピーカフレームまたは磁気回路用プレート、マグネットの少なくとも一つである請求項１２に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１４】前記電気機器用部材が自動車用電気音響変換器の電気機器用部材である請求項１２に記載の電気機器用部材の表面処理方法。
【請求項１５】亜鉛めっきした磁気回路用プレート表面およびに亜鉛めっきしたフレーム表面に、コロイド状シリカを主体とする表面処理層を形成する工程と、前記表面処理層の表面に保護層を形成する工程と、前記保護層を形成したプレートおよびフレームをマグネットと接合する工程とを有する電気音響変換器の製造方法。
【請求項１６】前記表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項１５に記載の電気音響変換器の製造方法。
【請求項１７】前記保護層は、コロイド状シリカを主体とする層、アクリル系樹脂層、メラミン系樹脂層、シリコーン系樹脂層の少なくとも一つから選ばれる請求項１５に記載の電気音響変換器の製造方法。
【請求項１８】前記コロイド状シリカを主体とする保護層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む請求項１５に記載の電気音響変換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電気、電子機器に使用される耐食性に優れた鉄系部材の表面処理方法と表面処理された部材およびその製造方法にに関するものである。本発明は、特に、音響機器に使用される電気音響変換器に使用される部材および、電気音響変換器の製造に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種電気、電子機器の一例として、従来の電気音響変換器の一種であるスピーカについて図５に示す断面図により説明する。
【０００３】
図５に示すスピーカは上部プレート１ａ、マグネット１ｂ、およびセンタポールを有する下部プレート１ｃから構成された磁気回路１、磁気回路１に接着結合されたフレーム２、外周がエッジ部を介して上記フレーム２に結合され、内周が上記磁気回路１の磁気ギャップ１ｄにはめ込まれるボイスコイル４に結合された振動板３、外周が上記フレーム２に結合され、内周が上記ボイスコイル４に結合されたダンパー５から構成されている。
【０００４】
以上のように構成されたスピーカの磁気回路１を形成する上部プレート１ａ、下部プレート１ｃおよび磁気回路１に接着結合されたフレーム２は鉄系の金属材料により形成されている。フレーム２、上部プレート１ａ、下部プレート１ｃは、防錆（防食）のために亜鉛メッキ処理を行い、更に防錆（防食）効果を向上させるために亜鉛メッキの上にクロメート処理を行うことが一般的に行われてきた。
【０００５】
近年、電気機器の小型高性能化の中で、スピーカにおいても小型化、高出力化の傾向にあり、スピーカに使用される部品も耐熱性の向上が要求されている。一方、亜鉛メッキにクロメート処理を施した従来の鉄系部材の防食技術においては、金属の表面状態が一定でなく、接着剤を用いた接合性に欠けるといった問題を生じる可能性を有している。これは表面に処理されているクロメート皮膜自体の接合性が不良であることと、また、クロメート皮膜厚のばらつきがあるために、接合性もばらつくためと考えられる。また、クロメート皮膜自体は耐熱性に欠けるといった課題をも有している。例えばクロメート皮膜が１００℃の雰囲気中において長時間さらされると亜鉛メッキ面に亀裂を生じ、耐食性に支障が生じる可能性を有していた。
【０００６】
近年、コロイド状シリカ、Ｔｉ化合物およびＣｏ化合物を含む処理液で処理する金属材の防錆処理液および処理方法が提案されている。上記処理方法によればクロメート処理と同等の耐食性を有する金属部材が得られることが知られている。
【０００７】
本発明者らの検討の結果、電気音響変換器の部材に対して上記表面処理を行なうことにより、耐食性が向上できるだけでなく、部材の接合強度、耐熱強度が向上し、信頼性に優れた電気音響変換器を製造できることが見出された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来の課題を解決する耐熱性に優れるとともに、接着強度の良好な電気機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に亜鉛又は亜鉛合金層を設けた金属部品の表面に形成されたコロイド状シリカを主体とする表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された保護層を有する電気機器用部材である。さらに、表面処理層は、金属成分としてアルミニウム、チタン、コバルトの少なくとも一つをさらに含む。上記構成によって耐熱、耐食、接合強度に優れた金属製の電気機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法の提供を可能とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について音響変換器の一つであるスピーカを例に図１〜図４により説明する。図１〜図４において従来技術と同一部分は同一番号を付与し、説明を省略する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態の上部プレートの断面図である。図２は本発明の表面処理の工程を示す工程フローシートである。図３は本発明にかかる、上部プレートとマグネットとの接合強度を各保存環境毎に従来技術と比較して説明した図である。図４は各耐熱条件における接合強度を従来技術と比較して説明した図である。
【００１２】
本実施の形態と従来技術との相違点は金属部材の表面処理に係るものである。以下、本発明の表面処理に係る部分について説明する。
【００１３】
図１において、鉄またhその合金からなるベース部材１ｈの表面に亜鉛メッキ１ｅを施した上部プレート１ａの表面には更に表面処理層１ｆと、更にその上に保護層１ｇが形成されている。
【００１４】
以下、上記表面処理の工程について、図２を用いて説明する。
【００１５】
図２に示す工程において、本発明は工程Ｎｏ．１０の亜鉛メッキ後の水洗工程までは従来技術と同じである。
【００１６】
本発明においては、従来のクロメート処理に代えてコロイド状シリカを主成分とする無機系の表面処理層１ｆの被着処理工程（表面処理）１１’、乾燥工程１２’、保護層１ｇの形成工程（仕上げ処理）１３’、および乾燥工程１４’を経て亜鉛メッキ１ｅ上の表面処理を行う。
【００１７】
以下、本発明の表面処理に用いる材料およびその処理方法を説明する。
【００１８】
表面処理工程１１’に用いる材料は、コロイド状シリカを主成分とし、さらに、アルミナなどのコロイド状酸化物を含んだ水分散液である。この分散液には更に被被覆物の耐食性向上の目的で、チタン、コバルトなどの異種金属成分を添加することができる。これら金属は、金属アルコキシドの形態で水分散液に添加すると金属酸化物または水酸化物のコロイド粒子となり、分散液中でシリカ表面の水酸基と反応するか、またはシリカ表面に吸着する。また、これら金属を金属塩、金属石鹸の形態で添加すると、表面処理後の熱処理により、最終的に金属酸化物を形成し、基材に対して密着性の優れた皮膜を形成する。チタン源としては四塩化チタンは空気中で水分と反応して二酸化チタンを生じるため、安定な硫酸チタンか、チタンアルコキシドを使用することが望ましい。さらに、硫酸根は低温で飛散しにくいため、予め、分散液中でコロイド状シリカとチタンアルコキシドを反応させることが望ましい。
【００１９】
コロイド状シリカは、例えば日産化学株式会社から市販されている商品名スノーテックスなどを使用することができる。これらには水分散型と、アルコール分散型があるが、コスト、コロイドの安定性を考慮すると水分散型コロイド状シリカを使用することが望ましい。更に、乾燥皮膜の特性向上のために、上記コロイドシリカ中にアルミナが添加された商品も入手できる。
【００２０】
上記シリカ分散液は通常塩酸を使用した酸性状態で安定化しているが、表面処理後の水洗と乾燥により、塩酸は飛散して処理した金属表面に悪影響を及ぼすことはない。
【００２１】
上記コロイド状分散液に、さらにエチルシリケートを添加したり、トリメトキシメチルシランなど反応性シラン化合物を添加してシリカ表面の水酸基と反応させて皮膜特性の向上を図ることができる。エチルシリケートの添加により、生成した皮膜の靭性が増し、被処理物が折り曲げなどのストレスを受けても破損の無い表面処理層１ｆが得られる。また、反応性シラン化合物の添加、反応により、処理液中の固形分濃度を増加することができ、皮膜の靭性を向上することができる。
【００２２】
表面処理の方法としては、被処理物を上記処理液に浸せきするか、被処理物に処理液を噴霧するなどして後、乾燥（熱処理）を行なう。乾燥に際して、過剰の処理液が被処理物に付着していると、表面処理層１ｆの表面が白化することがある。白化した状態では十分な耐腐食性を得ることは困難となるので注意を要する。過剰の処理液の除去には遠心力を利用した回転処理方法が量産に適している。
【００２３】
乾燥温度は８０℃ないし２５０℃の範囲が好ましい。低温では十分な皮膜特性がえられず、高温乾燥の場合は、冷却に時間を要して生産性が低下する。得られた表面処理層１ｆの耐食性は、乾燥温度が高い方が良好である。また、上記高温処理に代えて、処理液に硝酸を添加して、酸化反応を行なうこともできる。
【００２４】
表面処理層１ｆの形成に引き続き、仕上げ処理を行なう。
【００２５】
仕上げに用いる処理液も基本的な組成は表面処理液と同様である。処理液に処理液に硝酸を添加して、仕上げ処理の前に乾燥工程を入れず、直ちに仕上げ処理を施しても良い。
【００２６】
本実施の形態においては、表面処理にはユケン工業株式会社製商品名メタスＥＳＣを用い、仕上げ処理には仕上げ処理剤として水溶性または水分散性の同メタス−９９を用いた。
【００２７】
図３、図４はマグネット１ｂと上部プレート１ａとの接合強度（接合面積は約３０ｃｍ2に設定）について本発明と、従来技術のものと比較した結果を示すものである。
【００２８】
なお、図３において、
（１）耐熱性は１００℃の雰囲気中に２４０時間放置後の接合強度、
（２）耐寒性は−４０℃の雰囲気中に２４０時間放置後の接合強度、
（３）耐湿性は５５℃、９５％の雰囲気中に５００時間放置後の接合強度、
（４）熱衝撃試験は−４０℃に１時間放置し、直ちに８５℃の雰囲気中に１時間放置する状態を１サイクルとして１０００サイクル実施後の接合強度である。
【００２９】
また、図４において耐熱性は本実施の形態の表面処理を行なった上部プレート１ａおよび、従来の表面処理を行なった上部プレート１ａについてマグネット１ｂと接合を行ない、加熱して後の接合強度の変化を示すものである。加熱条件は、それぞれ１５０℃の雰囲気中に１時間放置、２００℃の雰囲気中に１時間放置、２５０℃の雰囲気中に１時間放置とした。図４においてグラフａは本実施の形態の試料を示し、グラフｂは従来技術における試料の接合強度を示している。
【００３０】
図３および図４の結果より明らかなごとく、本実施の形態の試料で得られた接合強度は耐湿強度において従来技術のものと同等である他は、他の全ての特性において従来のものより優れていることが確認された。
【００３１】
さらに、本実施の形態により表面処理を行なった上部プレートについて塩水噴霧試験を行なった。試験条件は、５％Ｎａｃｌ溶液を３５℃の雰囲気中に８時間噴霧し、１６時間乾燥する工程を１サイクルとし、３又は６サイクル後の表面状態を視認により観察する。塩水噴霧試験では３サイクルにおいては従来技術のものと本実施の形態のものに差は見られなかったが、６サイクル後においては従来技術のものは腐食が見られ不良と判定された。本実施の形態の試料においては腐食は認められなかった。
【００３２】
また、硫化水素試験（Ｈ2Ｓ濃度５ｐｐｍの雰囲気中にて１０００時間放置後表面状態を視認）においても本実施の形態のものは腐食は見られなかったが、従来技術のものは５００時間で腐食が見られ、不良と判定された。
【００３３】
なお、上記説明においては電気音響変換器の磁気回路用プレートの表面処理について説明した。本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、同様に亜鉛めっき処理したフレームと上部プレートとの接合にも適用できることは当然である。さらに、本発明は、腐食性を有する他の電気音響変換器用部材、例えばネオジム系マグネットなどの処理にも有効である。
【００３４】
以上の如く本実施の形態の表面処理にかかる部材は腐食に対して耐性を有し、信頼性が高く、耐熱性に対して優れた品質を有する。この様に、本発明によれば、高信頼性で、高耐熱性の電気、電子機器用部材、電気音響変換器用部材およびその製造方法の提供が行えるものである。
【００３５】
なお、本実施の形態では仕上げ処理剤としてコロイド状シリカの水溶性または水分散性の樹脂を用いたが、これ以外にもアクリル系、メラミン系、シリコーン系の水溶性または水分散性の樹脂を用いることも可能である。
【００３６】
また、上記実施の形態においてはスピーカを例として本発明が電気音響変換器用部材として優れた特性を有するものであること、およびその製造方法を説明した。しかしながら、当然のこととして、亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっきはスピーカ等の電気音響変換器の用途に限定されるものではない。
【００３７】
すなわち、本発明は高い接合強度が要求されたり、耐熱性や耐環境性において高い信頼性が要求される個所に使用される電子部品用部材や電子、電気機器の部材としてその用途は広いものである。例えば、電子機器のケース、各種機構部品の部材、などに本発明は有効に使用できるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明は鉄系材料を主体とする部材表面に耐食性に優れた皮膜を形成するものである。この皮膜を形成することにより、部材の耐熱性も向上する。このため、耐入力に優れた電気音響変換器や、高い耐腐食性を要求される自動車用電気音響変換器用の部材として特に適したものである。すなわち、本発明の処理により、磁気回路を構成するマグネットとプレートの接合強度が向上し、優れた品質を有する小型軽量の電気音響変換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態である、スピーカの要部である上部プレートの断面図
【図２】
本発明の表面処理の工程を示す工程フローシート
【図３】
本実施形態のスピーカの上部プレートとマグネットとの接合強度と従来品との接合強度を比較した比較図
【図４】
本発明と従来品の耐熱性の比較図
【図５】
従来のスピーカの構成を示す断面図
【符号の説明】
１  磁気回路
１ａ  上部プレート
１ｂ  マグネット
１ｃ  下部プレート
１ｄ  磁気ギャップ
１ｅ  亜鉛メッキ
１ｆ  表面処理層
１ｇ  保護層
１ｈ  ベース部材
２  フレーム
３  振動板
４  ボイスコイル
５  ダンパー


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2003098968.tif 000012
【国際調査報告】
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2003098968.tif 000014
2003098968.tif 000015