(57)【要約】      （修正有）【課題】少量の撥油性表面処理剤を使用することにより磁性流体とワイヤ若しくはスリットとの接触角を大きくすることにより磁性流体の滲み上がりを低コストで防止する。【解決手段】ボビン２の端部に巻回されたコイル４から引き出された２本のワイヤ６，６の各表面の全部又は一部を撥油性表面処理剤８で被覆し、またはボビンのスリットを形成するボビンの断面及び／又はスリットとコイル上部の干渉部分を撥油性表面処理剤で被覆し、磁気回路中のプレート上面及び／又はポールピース上面への磁性流体のにじみを防止するために、当該プレート上面及び／又はポールピースの上面の全部又は一部を撥油性表面処理剤で塗布したスピーカ用ボイスコイルを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップ部に磁性流体が充填されたスピーカに装着されるボイスコイルにおいて、該ボビンの端部に巻回されたコイルから引き出された２本のワイヤの各表面の全部又は一部が撥油性表面処理剤で被覆されていることを特徴とするスピーカ用ボイスコイル。
【請求項２】
磁気ギャップ部に磁性流体が充填されたスピーカに装着されるスリットを有するボビンにコイルが巻回されたボイスコイルにおいて、該ボビンのスリットを形成するボビンの断面及び／又はスリットとコイル上部の干渉部分が撥油性表面処理剤で被覆されていることを特徴とするスピーカ用ボイスコイル。
【請求項３】
前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載されたスピーカ用ボイスコイル。
【請求項４】
磁気ギャップ部に磁性流体が充填された磁気回路を有するスピーカにおいて、該磁気回路中のプレート上面及び／又はポールピース上面への磁性流体のにじみを防止するために、当該プレート上面及び／又はポールピースの上面の全部又は一部が撥油性表面処理剤で塗布されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項５】
前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする請求項４に記載されたスピーカ。
【請求項６】
磁性流体が充填された磁気ギャップ部にコイルが巻回されたボビンを挿入することによって製造されるスピーカ用ボイスコイルの製造方法において、該ボビンの端部に巻回されたボイスコイルから２本のワイヤを引き出した後に、該ボビンと接する可能性のあるワイヤの表面全体又は一部に撥油性表面処理剤を塗布することを特徴とするスピーカ用ボイスコイルの製造方法。
【請求項７】
前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする請求項６に記載されたスピーカ用ボイスコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性流体を充填したスピーカ用ボイスコイル、スピーカ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステレオ、ラジオ、テレビ、コンピュータ等の各種音響機器に用いられるスピーカの一種として、図８に示すような動電形スピーカが知られている。この動電形スピーカは、センターキャップ５５が形成されたテーパ筒状等の振動板５０の中心に固着したボイスコイル５１を、円筒状のフェライトマグネット５２、磁性材料からなる円筒状のプレート５３及びポールピース５４によって形成された磁界中に配設せしめた構造を有している。ここでボイスコイル５１に電流を通電することにより、ボイスコイル５１に生じる電磁加振力が、振動板５０に伝達され、振動板５０を加振して音としての空気振動を発生させることになる。またスピーカの磁気ギャップ部には、磁性流体５８が充填されている。磁性流体５８は空気の約６倍の熱伝導率を持つことから、ボイスコイル５１で発生した熱を効率よく磁気回路を通して逃すという効果を有する。また磁性流体５８の粘性によるダンピング効果によってインピーダンスピークを低く抑えることにより、周波数特性が改善されるという効果も有する。
【０００３】
ここで磁性流体５８には、ボイスコイル５１からワイヤ５６を伝って滲出するという問題があった。すなわちボイスコイル５１の下端部に巻回されたコイル５７は、通常プラスチックまたは金属製のボビンに巻かれ、コイル５７の両端は、電源に接続されるワイヤ５６に連設している。ワイヤ５６は、コイル５７の巻き線方向から鉛直方向に立ち上がりボビンに固定されている。またワイヤ５６のボビンへの固定には接着剤やカラー及びその両方が用いられる場合が多い。しかしながら、磁性流体を用いたスピーカーでは、ボイスコイル５１に巻回されたコイル５７の間隙において強い毛管力が発生し、磁性流体５８がコイル５７間隙に浸透し、やがてはワイヤ５６部分とボビン間又はボビンのスリット部を滲み上がり、ボイスコイル上部に巻回固着されたカラー、ダンパー５９、振動板５０にまで達するという問題があった。またスピーカーの磁気回路を構成するポールピース５４やプレート５３は、通常ステンレスにより構成されており、磁性流体５８と接触するステンレスの表面の研磨痕に沿って磁性流体５８が滲み上がるという問題もあった。
【０００４】
このような磁性流体の滲み上がりを防止する方法としては、例えば、プレート５３の内周面とボイスコイル５１を介して対向するポールピース５４の外周面に溝を形成することにより磁性流体の飛散を防止する技術が知られている（特許文献１）。さらにボイスコイル５１と振動板５０を接着した後に撥油剤処理をする方法も提案されている（特許文献２）。
【０００５】
しかしながら、前者の方法にはプレート５３の内周面やポールピース５４の外周面を加工するという煩雑な工程が必要であり、そのための金型の製造や切削機器等の設備が必要であった。後者の方法では、ボイスコイル５１の略全面を撥油剤処理することによりボイスコイルの重量が重くなり電磁加振力に影響する危惧があり、また比較的高価な撥油剤を全面に塗布することによる製造コストの逓増という問題があった。
さらに従来は、ボビンとワイヤ間に発生する毛管力を少量の撥油剤によって積極的に解消しようとした技術はなかった。
【特許文献１】特開平６−１４３９４
【特許文献２】特開２００３−２７４４８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記磁性流体の滲出は、ボイスコイルにおけるボビン表面とワイヤの間隙やボビンにおけるスリット部分に強い毛管力が発生し、その毛管力によって磁性流体が滲み上がるのが原因であった。かかる問題を解決するために、本発明は、少量の撥油性表面処理剤を使用することにより磁性流体とワイヤ若しくはスリットとの接触角を大きくすることにより磁性流体の滲み上がりを低コストで完全に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）磁気ギャップ部に磁性流体が充填されたスピーカに装着されるボイスコイルにおいて、該ボビンの端部に巻回されたコイルから引き出された２本のワイヤの各表面の全部又は一部が撥油性表面処理剤で被覆されていることを特徴とするスピーカ用ボイスコイルである。
ここで撥油性表面処理剤とは、磁性流体の油脂成分をはじく材料のことである。
【０００８】
（２）磁気ギャップ部に磁性流体が充填されたスピーカに装着されるスリットを有するボビンにコイルが巻回されたボイスコイルにおいて、該ボビンのスリットを形成するボビンの断面及び／又はスリットとコイル上部の干渉部分が撥油性表面処理剤で被覆されていることを特徴とするスピーカ用ボイスコイルである。
（３）前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載されたスピーカ用ボイスコイルである。
磁性流体の滲み上がりを防止するためには、撥油性表面処理剤として全フッ素炭素樹脂を用いるのが好ましい。例えば、フッ化炭素と炭化水素の重合体等の含フッ素樹脂は、全フッ素炭素樹脂に比べて撥油性に劣ることが実験的に確認されている。
【０００９】
（４）磁気ギャップ部に磁性流体が充填された磁気回路を有するスピーカにおいて、該磁気回路中のプレート上面及び／又はポールピース上面への磁性流体のにじみを防止するために、当該プレート上面及び／又はポールピースの上面の全部又は一部が撥油性表面処理剤で塗布されていることを特徴とするスピーカである。
（５）前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする上記（４）に記載されたスピーカ用ボイスコイルである。
（６）磁性流体が充填された磁気ギャップ部にコイルが巻回されたボビンを挿入することによって製造されるスピーカ用ボイスコイルの製造方法において、該ボビンの端部に巻回されたボイスコイルから２本のワイヤを引き出した後に、該ボビンと接する可能性のあるワイヤの表面全体又は一部に撥油性表面処理剤を塗布することを特徴とするスピーカ用ボイスコイルの製造方法である。
（７）前記撥油性表面処理剤が、全フッ素化炭素樹脂であることを特徴とする上記（６）に記載されたスピーカ用ボイスコイルの製造方法である。
【００１０】
磁性流体のワイヤ、スリット、ボビン等の間隙部に生じる滲み現象は、それぞれの部位で強い毛管力が発生し、磁性流体が毛管力によって滲み上がるのが原因であった。
この毛管力は、以下の式（１）Ｊｕｒｉｎの高さの法則によって示すことができる。
Ｈ＝２γｃｏｓθ／ρｇＲ    ・・・（１）
（Ｈ；液面の高さ、γ；表面張力、θ；接触角、ρ；密度、ｇ；重力、Ｒ；毛管半径）
式（１）よりＨを小さくするためには、ｃｏｓθを小さくすれば良いことが分かる。そこで発明者は、磁性流体とワイヤ若しくはスリットとの接触角（θ）を大きくすれば、磁性流体液面の上昇を防止できると考えた。
【００１１】
また磁性流体と接触するプレートやポールピースといったステンレス等の表面にある研磨痕に生ずる磁性流体の滲み上がりに対しても、磁性流体と研磨痕との接触角を大きくすることによって、磁性流体の滲み上がり防止することができる。
【００１２】
本発明に用いられる撥油性表面処理剤は、全フッ素化炭素樹脂が接触角を大きくする点から好ましい。市販されている製品としては、テフロン（登録商標）−ＡＦ（Ｄｕｐｏｎｔ社製）やサイトップ（旭硝子株式会社製）等が挙げられる。
【００１３】
全フッ素化炭素樹脂としては、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）等の全フッ素脂肪族系のモノマーを単独重合することにより、またこのモノマーをテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）などラジカル重合性モノマーと共重合することにより得ることができる。この際、重合体中に存在する水素をフッ素で置き換えることにより全フッ素化炭素樹脂が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、少量の撥油性表面処理剤を使用することにより磁性流体とワイヤ若しくはスリットとの接触角を大きくすることにより磁性流体の滲み上がりを低コストで完全に防止する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の請求項１に係るボイスコイル１の一実施形態の例示を示す正面図である。かかるボイスコイル１には、円筒形状のボビン２の下部にコイル４が巻回されている。このコイル４は、図示しないスピーカの磁気回路によって形成された磁界中に配置されるものである。ここでボビン２は、一枚のアルミニウム製の樹脂フィルムを円筒状に丸めることにより形成されている。また図１では、ボビン２の上部にカラー１５が巻回接着されている。ボビン２の直径はφ３１ｍｍ、高さ３０ｍｍである。コイル部の巻回された部分の高さは５ｍｍである。
【００１６】
コイル４の上部よりコイル４の両端が上方に向って延出している。かかる延出する部分をワイヤ６，６とする。ワイヤ６，６は、図１に示す如くカラー１５の内側に配される場合や、カラー１５の外側に配される場合もある。ワイヤ６の線径はφ０．１ｍｍであり、ワイヤの表面はワニスによって被覆されている。そしてワイヤ６，６の斜線部で図示した部分に撥油性表面処理剤８，８を全周面に塗布した。ここで撥油性表面処理剤８，８としては、全フッ素炭化樹脂であるサイトップＣＴＬ−１０２Ａ（旭硝子株式会社製）が用いられた。撥油性表面処理剤の塗布量は約０．００３ｇであった。
【００１７】
次に磁性流体をアルミシャーレに深さが５ｍｍとなるように流入した。アルミシャーレは底面がφ５２ｍｍ、開口部直径がφ６０ｍｍ、高さが２０ｍｍであった。
次に磁性流体が流入されたアルミシャーレの中央に上記のボイスコイル１を設置し、磁性流体の滲み上がりを目視観察した。
磁性流体は、ワイヤ６，６とボビン２の間隙を少し滲み上がったが、ワイヤ６，６の表面に塗布された撥油性表面処理剤８，８の下端部分で止まった。そのまま１４４時間静置したが、磁性流体の滲み上がりは止まったままであることが観察された。図２は、１４４時間静置後の顕微鏡写真である。ワイヤ６とボビン２の間隙は約５０μｍであった。図２より、磁性流体が撥油性表面処理剤８，８の下端部分で止まっているのが分かる。
他方、比較のため撥油性表面処理剤を塗布しないボイスコイル（比較例）を作製し、上記と同様の条件で試験をした。１４４時間静置した状態を示した写真が図３である。図３（ａ）は、本発明に係るボイスコイル（実施例）の状態を示したものであり、図３（ｂ）は、比較例のボイスコイルの状態を示した写真である。比較例のものはカラー部分が磁性流体で滲んでいるが、実施例のものは磁性流体の滲み上がりが観察されなかった。
【００１８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の請求項２に係るボイスコイル２１の一実施形態の例示を示す正面図である。実施の形態１と同じ部材については同じ符号を用いる。
かかるボイスコイル２１には、円筒形状のボビン２の下部にコイル４が巻回されている。このコイル４は、図示しないスピーカの磁気回路によって形成された磁界中に配置されるものである。ここでボビン２は、一枚のアルミニウム製の樹脂フィルムを円筒状に丸めることにより形成されている。ボビン２には、温度上昇等によるボビン２の変形に鑑みて隙間（スリット）Ｓが形成されている。スリットＳの幅は０．５ｍｍであった。また図４では、ボビン２の上部にカラー１５が巻回接着されている。ボビン２の直径はφ３１ｍｍ、高さ３０ｍｍである。コイル部の巻回された部分の高さは５ｍｍである。
【００１９】
コイル４の上部より２本のワイヤ６，６が上方に向って延出している。ワイヤ６，６はカラー１５によってボビン２に固着されている。
ボビン２のスリットＳを形成する両端に撥油性表面処理剤２６を塗布した。撥油性表面処理剤２６としては、全フッ素炭化樹脂であるサイトップＣＴＬ−１０２Ａ（旭硝子株式会社製）が用いられた。撥油性表面処理剤の塗布量は約０．００２ｇであった。
【００２０】
次に磁性流体をアルミシャーレに深さが５ｍｍとなるように流入した。アルミシャーレは底面がφ５２ｍｍ、開口部直径がφ６０ｍｍ、高さが２０ｍｍであった。
次に磁性流体が流入されたアルミシャーレの中央に上記のボイスコイル２１を設置し、磁性流体の滲み上がりを目視観察した。１４４時間静置したが、磁性流体に滲み上がりは観察されなかった。
【００２１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の請求項２に係るボイスコイル３１の他の一実施形態の例示を示す正面図である。実施の形態１と同じ部材については同じ符号を用いる。
かかるボイスコイル３１には、円筒形状のボビン２の下部にコイル４が巻回されている。このコイル４は、図示しないスピーカの磁気回路によって形成された磁界中に配置されるものである。ここでボビン２は、一枚のアルミニウム製の樹脂フィルムを円筒状に丸めることにより形成されている。ボビン２には、温度上昇等によるボビン２の変形に鑑みて隙間（スリット）Ｓが形成されている。スリットＳの幅は０．５ｍｍであった。また図５では、ボビン２の上部にカラー１５が巻回接着されている。ボビン２の直径はφ３１ｍｍ、高さ３０ｍｍである。コイル部の巻回された部分の高さは５ｍｍである。
【００２２】
コイル４の上部より２本のワイヤ６，６が上方に向って延出している。ワイヤ６，６はカラー１５によってボビン２に固着されている。
ボビン２のスリットＳを形成する部分とコイル上部の干渉部分にのみ撥油性表面処理剤３６を塗布した。撥油性表面処理剤３６としては、全フッ素炭化樹脂であるサイトップＣＴＬ−１０２Ａ（旭硝子株式会社製）が用いられた。撥油性表面処理剤の塗布量は約０．００１ｇであった。
【００２３】
次に磁性流体をアルミシャーレに深さが５ｍｍとなるように流入した。アルミシャーレは底面がφ５２ｍｍ、開口部直径がφ６０ｍｍ、高さが２０ｍｍであった。
次に磁性流体が流入されたアルミシャーレの中央に上記のボイスコイル３１を設置し、磁性流体の滲み上がりを目視観察した。１４４時間静置したが、磁性流体に滲み上がりは観察されなかった。
【００２４】
（実施の形態４）
図６は、本発明の請求項４に係るボイスコイル４１が装着されたスピーカの一部を示す一実施形態の例示を示す断面図である。
かかるボイスコイル４１には、円筒形状のボビン４２の下部にコイル４４が巻回されている。このコイル４４は、円環状のアルミ製プレート４３と円柱状のポールピース４５等の磁気回路によって形成された磁界中に配置されるものである。
【００２５】
コイル４４の上部より２本のワイヤ４６が上方に向って延出している。ワイヤ４６，４６は固定端子４７，４７によってボビン４２に固着されている。
ポールピース４５の上面には、全面に撥油性表面処理剤５６が塗布されている。さらにプレート４３の内周近傍の上面には、円周全面にわたって撥油性表面処理剤５７が塗布されている。撥油性表面処理剤５６，５７としては、全フッ素炭化樹脂であるサイトップＣＴＬ−１０２Ａ（旭硝子株式会社製）が用いられた。
【００２６】
次に磁性流体をアルミシャーレに深さが５ｍｍとなるように流入した。アルミシャーレは底面がφ５２ｍｍ、開口部直径がφ６０ｍｍ、高さが２０ｍｍであった。
次に磁性流体が流入されたアルミシャーレの中央に上記のボイスコイル４１を設置し、磁性流体の滲み上がりを目視観察した。プレート上面及びポールピース上面への磁性流体の滲み上がりは観察されなかった。
【００２７】
（実施の形態５）
次に２種類の撥油性表面処理剤について試験を行った。まず請求項４に係るボイスコイル用撥油性表面処理剤としては、全フッ素炭化樹脂であるサイトップＣＴＬ−１０２Ａ（以下、「処理剤１」とする。）を用意した。また含フッ素重合体である以下の組成物からなる材料（以下、「処理剤２」とする。）を用意した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
処理剤１及び処理剤２を各々脱脂した試験片（ＳＵＳ４３０ＢＡ）に塗布した後、１５０℃×１時間にて焼付けを行った。以下、処理剤１を塗布した試験片を「試験片１」とし、処理剤２を塗布した試験片を「試験片２」として測定する。
【００３０】
試験片１及び試験片２上に磁性流体ＥＸＰ９８０３５（フェローテック社製）を２１μｌ滴下し、動的接触角を測定した。動的接触角の測定は、傾斜角２０度に試験片を傾けた状態において目視にて行った。
【００３１】
図７は、各試験片における中央部分に磁性流体を滴下後１〜２秒後の磁性流体の流動状態を示す写真である。写真右側が試験片１であり、左側が試験片２である。写真より明らかなように動的接触角については、試験片１（右側）の方が下方へ向う流れが速く、撥油性が高いことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の請求項１に係るボイスコイルの一実施形態の例示を示す正面図。
【図２】磁性流体の滲み上がりを止めた状態を示す顕微鏡写真。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係るボイスコイル（実施例）の状態を示した写真。図３（ｂ）は、比較例のボイスコイルの状態を示した写真。
【図４】本発明の請求項２に係るボイスコイルの一実施形態の例示を示す正面図。
【図５】本発明の請求項２に係るボイスコイルの他の一実施形態の例示を示す正面図。
【図６】本発明の請求項３に係るボイスコイルの他の一実施形態の例示を示す断面図。
【図７】動的接触角についての試験結果を示す写真。
【図８】一般的な動電形スピーカの内部を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２１，３１，４１  ボイスコイル
２  ボビン
４  コイル
６，４６  ワイヤ
８，２６，３６，５６，５７  撥油性表面処理剤
１５  カラー
４３  プレート
４５  ポールピース
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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