JPS6115640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はボイスコイルの製造方法に関する。従
来電動型スピーカのボイスコイルは、紙もしくは
アルミニウムなどの金属箔で形成された円筒状ボ
ビン基体に導線を巻いて成るものが一般的であ
る。 しかしその方式ではスピーカとして音響変換効
率における磁気利用率が少ない。このため、磁気
空隙容積の中に占めるボイスコイル体積の割合を
高めることが考えられるが、従来の構成のまま
で、これを高めると、ボイスコイルが磁極に接触
する恐れがあり、不都合を生じた。 本発明はかかる欠点を除去する新規なボイスコ
イルの製造方法を提供するもので、以下図面を参
図しつつ詳述する。 先ず(a)の工程として、第１図に示す如く厚み50
〜500μｍ程度のアルミニウムから成る円筒状ボ
ビン基体１を用意し、これに感光性物質としてフ
オトレジスト２を塗布する（第２図）。尚上記第
１図、第２図及び後述の製造工程の説明に用いる
第４図乃至第１０図に於いては、図面の簡略化の
為に円筒状ボビン基体１を軸方向に切断した片側
の断面のみを描いている。上記フオトレジスト２
は、ポリケイ皮酸ビニル系、もしくはジアゾ系の
耐酸性のものが用いられる。塗布は該ボビン基体
１をフオトレジスト２溶液中に含浸して行なう。
塗布膜厚は0.3〜1.0μｍ程度とする。塗布された
フオトレジスト２は乾燥後80℃前後でプリベーキ
ングすると密着性は向上する。 この様にしてフオトレジスト２が塗布されたボ
ビン基体１の外周面の一部もしくは全面を(b)の工
程としてボビン基体１の長手方向に一定の間隔を
隔てて螺旋状に露光する。露光は第３図に示す様
に絞つた光のビームによるか、あるいは予め作成
された螺旋状のフオトマスクで円筒状に該ボビン
基体１を覆い、該ボビン基体１のフオトレジスト
２面を露光する方法による。前記の絞つた光ビー
ムにより露光する場合は、該ボビン基体１の両端
を治具で支持し、ボビンの中心軸を定速で回転さ
せながら、かつ光ビームを該ボビン基体１の一端
から他端へ定速で移動させるか、もしくは該ボビ
ン基体１を移動させるかして照射し、フオトレジ
スト２面を露光する（第４図）。これらのいづれ
の露光方法を採る場合でも、露光フオトレジスト
３の線幅（間隔）は、フオトレジスト２のネガテ
イブタイプ、ボジテイブタイプの種類、及びボビ
ン基体１の厚さを考慮して、ボイスコイルとして
の性能を定めるインピーダンス、及び総重量など
から決められる。 次に(c)の工程として露光された該ボビン基体１
を、フオトレジスト用現像液に浸漬して、露光部
３もしくは未露光部のフオトレジスト２を溶解除
去する。第５図に於いては未露光部を溶解除去し
たものが示してある。現像液は、有機溶剤、もし
くは無機質の現像液で、使用したフオトレジスト
２に合つたもので行なう。現像は浸漬法により、
液を十分撹拌しながら行なう。その結果フオトレ
ジスト２が螺旋状に除去される。 そして(d)の工程として、上記(c)工程でフオトレ
ジスト２が螺旋状に溶解除去されて露出したボビ
ン基体１に陽極酸化を施し、該ボビン基体１のア
ルミニウムにその内周面まで到達するアルミナ層
４を形成する（第６図）。このアルミナ層４の形
状は螺旋状を成し、上記ボビン基体１のアルミニ
ウムを同形状に区画してコイル部５を形成せしめ
る。この際ボビン基体１の両端に栓等をして該ボ
ビン基体１の内周面が陽極酸化処理されないよう
にする。この陽極酸化に用いられる処理液として
硫酸浴、シユウ酸浴等を使用し、該ボビン基体１
の両端をアルミニウムから成るリング状の治具で
支持し、これを陽極とし陰極として鉛板等を使用
して、これら両極間に直流電圧を印加して電流密
度１〜5A／ｄm²程度の電流を通電する。その結
果露出していたアルミニウムは陽極酸化されてア
ルミナ層４になり、極めて高い抵抗値を有する非
導電体となる。従つてボビン基体１に残された螺
旋状のアルミニウムは上記アルミナ層４に依つて
完全に絶縁されたコイル部５を形成する。尚、陽
極酸化処理されたアルミナ層４はボビン基体１の
アルミニウムよりも遥かに硬く、ヤング率・曲げ
剛性で２〜４倍程度強くなるので、ボビン基体１
全体の強度も向上する。 次に(e)の工程として、アルミニウムのコイル部
５を上記(d)の工程で形成した露光フオトレジスト
３を有機溶剤等に浸漬し溶解除去する（第７
図）。 その後ボビン基体１全体に酸化処理を施し、第
８図に示す如くボビン基体１の外周面及び内周面
にアルミナの絶縁皮膜４′，４′を形成してボビン
基体１の全表面を保護する。 この様にしてコイル部５が形成されたボビン基
体１の該コイル部５からリード線を導出しボイス
コイルを完成する。そのリード線導出工程を下記
に示す。 先ず(f)の工程として、ボビン基体１の内周面の
絶縁皮膜４′上に導電性薄膜６を形成する（第９
図）。 この導電性薄膜６を形成させる方法は化学メツ
キ法により金属薄膜を析出させるか若しくは導電
性塗料の塗布などが考えられる。化学メツキ法に
よる場合は無電解銅メツキにより銅薄膜等を析出
せしめるのが好ましい。尚、この場合には金属は
該ボビン基体１内外周両面に析出するが、析出後
該ボビン基体１の両端に栓等をして該析出金属を
溶解する溶液に浸しボビン基体１外周面の析出金
属のみを溶解除去する。 次に(g)の工程としてボビン基体１のコイル部５
の両端に夫々第１０図の如くリード線７，７′を
取り付ける。取り付け方法としてはコイル部５を
薄く覆つている絶縁皮膜４′のコイル部５両端部
分を削除しその一方のコイル部５端部からボビン
基体１外周面に沿つてリード線７を導出すると共
に、他方のコイル５端部をボビン基体１内周面の
導電性薄膜６に接続しこの薄膜６にリード線７′
を固着する方法が考えられる。 斯る製造方法にて製造されたボイスコイルは従
来のボイスコイルに比べ一層巻きで作成出来る
為、コイル部５の厚みを薄く出来ると共に、平坦
に形成出来る。従つてボイスコイルが磁気回路に
接触する危険性は極めて少くなる。 一般に第１１図の如く磁気回路に於ける磁束の
働く区間の長さをｔ、磁気空隙間隔をｈ、磁束密
度をＢ、コイル部５の巻線幅を一定とした時のコ
イル部５の長さをｌ、コイル部５に流れる電流を
ｉとすれば、ボイスコイル全体が受ける力Ｆは Ｆ∝Bil ……(1) で表わされる。今、磁束密度Ｂは一定とすれば
(2)式は Ｆ∝il ……(2) となる。 次にコイル部５に加える入力Ｗ〔ワツト〕を一
定とすれば Ｗ＝i²R ……(3) から ｉ＝√ ……(3)′ （ただしＲはコイル部５の抵抗） となり、(2)式は と書き換えられる。 ここでコイル部５の導電率をσとすればコイル
部５の抵抗Ｒは Ｒ＝１／σ・ｌ／Ｓ ……(5) （ただしＳはコイル部５の断面積） で表わせる。 この(5)式を(4)式に代入すると、 Ｆ∝√．√．√．√ ……(6) となる。 (6)式に於いて、Ｗは一定でありσはコイル部５
の材料に依つて決定される定数であるので、(6)式
は Ｆ∝√・ ……(6)′ と書き換えられる。 この(6)′式に於けるＳ・ｌはコイル部５の体積
を表わすからコイル部５の体積をVcとすると
(6)′式は Ｆ∝√ となり、ボイスコイルが受ける力Ｆは磁束密度
Ｂ、磁気空隙（ｔ×ｈ）、入力Ｗ及び巻幅を一定
とした時はコイル部５の体積の平方根（√）
に比例する。 一方、ボイスコイルの性能を表わす音響変換効
率（能率）は、磁気空隙容積Vo（Vo＝２πｒ×
ｔ×ｈ）ただしｒはボビンの半径）の中に占める
ボイスコイルの体積含有率（Vc／Vo）で決めら
れる。本発明製造方法に依つて形成されたボイス
コイルに於いては磁気空隙間隔をより狭く出来る
為、磁気空隙間隔ｈの２乗に反比例する磁力を大
きく向上でき、スピーカとしての能率の向上を計
ることができる。などの点で優れている。更に磁
気空隙容積中に占めるボイスコイル体積の割合を
従来の方法に較べて増大せしめることができ、音
響変換効率における磁気の利用率を高められるこ
と、更には、アルミニウムボビン基体１の厚み、
螺旋状に残されるアルミニウムのコイル部５の線
幅、及び線間隔を任意に選択することにより、ボ
イスコイルとしてのインピーダンスと重量を任意
に変え得ること、などの利点を有する。更には該
ボビン基体１の長さを実際に使用するボビンの長
さの数〜数十倍としたものへ前期処理工程を施し
た後、使用するボビンの長さに切断することによ
り一度に多数のボイスコイルを製造する事が出来
る。 以下に本発明の実施例を小型スピーカ用のボイ
スコイルを例に採つて詳述する。 先ず厚み210μｍのアルミニウムを直径20mm、
長さ200mmの円筒状に成形したボビン基体１を用
意し、この基体１の外周面にジアゾ系ネガテイブ
タイプのフオトレジスト２を浸漬法により厚み約
0.5μｍ塗布する。塗布後、該ボビン基体１を80
℃で30分間プリベーキングする。 次に該ボビン基体１の両端を回転軸にて固定
し、ビームの集束径70μｍの紫外線ビームをボビ
ン基体１の長手方向に定速で移動させると共に、
該ボビン基体１を回転させ乍ら第１２図の如くボ
ビン基体１の一端から0.68cmの区間を15μｍの間
隔を隔てて上記紫外線ビームを照射し照射箇所の
フオトレジスト２を螺旋状に露光する。この様に
して露光された１個目のボビン基体１の螺旋状露
光部から1.32cmの間隔を置いて同じ工程を繰返し
行ない２個目の露光を行なう。以下同様に1.32cm
の間隔を隔てて３個目、４個目…10個目のフオト
レジスト２を露光する。 この様に外周面が露光されたボビン基体１をジ
アゾ系フオトレジスト用現像液（ケイ酸ソーダ溶
液）に浸漬して未露光部のフオトレジスト２を溶
解除去する。次に、螺旋状に露光フオトレジスト
３が残存したボビン基体１に陽極酸化処理を施
す。 処理液は硫酸10wt％にシユウ酸1wt％を添加し
た混合液を使用し、鉛板を陰極とし、ボビン基体
１を支持するアルミニウムから成る治具を陽極と
してこの両電極間に電流密度4A／ｄm²の電流を
30分間通電する事に依つてボビン基体１の外周面
から内周面に到達するアルミナ層４を形成する。 尚、この時円筒状ボビン基体１の両端に栓をし
内周面が酸化処理されるのを防ぐ。 その後ボビン基体１に残存していた露光フオト
レジスト３をアセトンで溶解除去し、上記アルミ
ナ層４で螺旋状に区画されたアルミニウムのコイ
ル部５に軽く陽極酸化処理を施し厚さ数μｍ程度
のアルミナの絶縁皮膜４′をその表面に設ける。 処理後、ボビン基体１を沸騰水（95〜100℃）
中に30分間浸し封孔処理を行い、アルミナの耐蝕
性を増す。 次にボビン基体１の内周面及び外周面に無電解
メツキ法により導電性薄膜６としての銅薄膜を10
μｍ析出せしめる。この無電解メツキ工程は、先
ず塩化パラジウム0.2ｇ／、ラウリル硫酸ナト
リウム0.01ｇ／、塩酸５ml／から成る処理液
に浸漬し活性化処理を行い、水洗後、25wt％の
ホルムアルデヒド液に浸漬して付着したパラジウ
ムを還元し、再に水洗後、下記するＡ液７部とＢ
液１部から成るメツキ液にボビン基体１を浸漬し
厚み約10μｍの銅薄膜を析出せしめる。 ロツシエル塩 170ｇ／ カセイソーダ 50ｇ／ 硫酸銅 35ｇ／ Ａ液 無水炭素ソーダ 30ｇ／ EDTA 20ml／ ラウリル硫酸ソーダ 0.01ｇ／ Ｂ液 ホルムアルデヒド この様にして10μｍの銅薄膜が形成されたボビ
ン基体１の両端に栓をし塩化第２鉄の30％溶液に
浸して、該ボビン基体１の外周面に付着した銅薄
膜のみを溶解する。そして、該ボビン基体１を一
端から２cmの間隔で切断し10個のボイスコイルを
得る。これ等10個のボイスコイルの各螺旋状コイ
ル部５の一端にリード線７を半田付けし、他端の
コイル部５と内周面の銅薄膜とを導通させた後、
該銅薄膜からもう一つのリード線７′を導出して
ボイスコイルを完成する。 こうして作成した本発明によるボイスコイル及
び本発明と同じボビン径（２cm）、コイル部幅
（0.68cm）、ボビン全長（２cm）を有し、厚み140
μｍの紙から成るボビン基体に直径170μｍの絶
縁皮膜付きアルミ線を２層巻きした従来法による
ボイスコイルの特性を次に比較する。

【表】 本発明は以上の説明から明らかな如く、本発明
方法によるボイスコイルはインピーダンスを同一
とした場合従来の巻線法による同一条件のボイス
コイルと比較して、ボイスコイルの厚みを半分以
下にできると共に、コイル部の体積含有率を大幅
に向上でき、スピーカとしての音響変換効率の向
上が図れる。更に、ボイスコイルの厚みを薄くす
る事ができたので、該ボイスコイルが磁極に接触
し異常音を発生する危惧も無くなる等、本発明ボ
イスコイルをスピーカに組み込めばその効果は著
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第４図乃至第１０図は本発
明製造方法を説明する為の断面図、第３図は本発
明の一工程を説明する為の概略図、第１１図は本
発明により製造されたボイスコイルを磁気回路に
組み込んだ状態の一部を示す断面図、第１２図は
具体的実施例を設明する為の斜視図で、１はボビ
ン基体、２はフオトレジスト、３は露光フオトレ
ジスト、４はアルミナ層、５はコイル部を夫々示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の工程から成るボイスコイルの製造方法、 ａ アルミニウムから成る円筒状のボビン基体の
   外周面へ感光性物質を塗布する工程、 ｂ ボビン基体外周面に塗布された感光性物質を
   長手方向に螺旋状に露光する工程、 ｃ 露光された上記ボビン基体を感光性物質用現
   像液に浸漬して露光部若しくは未露光部の何れ
   か一方の感光性物質を溶解除去する工程、 ｄ 感光性物質か螺旋状に溶解除去されて露出し
   た部分のボビン基体のアルミニウムをその内周
   面に到達するまでアルミナ層に変換し、このア
   ルミナ層でボビン基体のアルミニウムを螺旋状
   に区画したコイル部を形成する工程、 ｅ 上記ボビン基体の外周面に残つている感光性
   物質を溶解除去する工程。