(57)【要約】【課題】小型の動電型の電気音響変換器において、再生帯域を拡げるとともにこの再生帯域における最大音圧を高めに設定可能とし、かつ、その薄型化を可能とする。【解決手段】ダイアフラム１２のエッジ部１２Ｂを、３層構造の高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍで構成する。その際、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌを、いずれもポリエーテルイミドで互いに略同じ厚さで形成することにより、エッジ部１２Ｂを耐久性および耐環境性に優れたものとする。これにより、エッジ部１２Ｂの弾性率を低くするために、これを薄く形成することを可能として、最低共振周波数を低くする。また、中間層１２Ｍを、アクリル系粘着剤で、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの各々よりも厚く形成することにより、エッジ部１２Ｂの損失正接を大きくして、最低共振周波数における過振幅の発生を未然に防止する。これにより、再生帯域における最大音圧を高めに設定可能とし、薄型化も可能とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットと上記ダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームと、を備えてなる小型の電気音響変換器において、
上記ダイアフラムにおける上記ボイスコイルよりも外周側に配置された環状のエッジ部が、３層構造の高分子材料層で構成されており、
この３層構造を構成する高分子材料層のうち、上層および下層が、いずれもポリエーテルイミドで互いに略同じ厚さで形成されるとともに、中間層が、アクリル系粘着剤で上記上層および下層の各々よりも厚く形成されている、ことを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
上記中間層の厚さが、上記上層および下層の各々の厚さに比して２倍以上の値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項３】
上記エッジ部の厚さが、１０μｍ以上の値に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器。
【請求項４】
上記エッジ部の厚さが、４０μｍ以下の値に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電気音響変換器。
【請求項５】
上記エッジ部が、圧空成形により形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、いわゆる動電型の電気音響変換器に関するものであり、特に、小型の電気音響変換器におけるダイアフラムの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、動電型のスピーカ等の電気音響変換器は、ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットとダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームとを備えた構成となっている。
【０００３】
このような電気音響変換器のダイアフラムにおいては、そのボイスコイルよりも外周側に配置された環状のエッジ部が弾性変形することにより、ダイアフラム本体（すなわちダイアフラムにおけるエッジ部よりも内周側に位置する部分）の上下方向の変位を許容するようになっている。
【０００４】
その際「特許文献１」には、ダイアフラム全体が単層のポリエーテルイミドで構成された小型の電気音響変換器が記載されている。
【０００５】
一方「特許文献２」には、小型の電気音響変換器ではないが、ダイアフラムのエッジ部が３層構造で構成されたオーディオ用スピーカが記載されている。この「特許文献２」に記載された３層構造のエッジ部は、その上層が熱可塑性樹脂、下層が繊維質材料、中間層が発泡体で、それぞれ構成されている、
また「特許文献３」には、高分子材料により３層構造とされた音響振動板が記載されている。この「特許文献３」に記載された３層構造の音響振動板は、その中間層を構成する高分子材料として、上層および下層を構成する高分子材料とは力学的内部損失が異なる高分子材料が用いられている。その際、この「特許文献３」には、上層および下層を構成する高分子材料としてポリエーテルイミド等が使用可能であり、また、中間層を構成する高分子材料としてホットメルトフィルム接着剤等が使用可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５２４１５号公報
【特許文献２】特開平５−３１６５９１号公報
【特許文献３】特開２００６−２９５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
小型の電気音響変換器は、通常のオーディオ用の電気音響変換器に比して、ダイアフラムの重量が非常に小さいので、そのエッジ部の弾性率をできるだけ低くすることが、最低共振周波数を低くして再生帯域を拡げる上で好ましい。一方、このようにエッジ部の弾性率を低くすると、最低共振周波数においてダイアフラムの過振幅が発生してしまうおそれがある。
【０００８】
この過振幅は、エッジ部の損失正接（ｔａｎδ）（＝損失弾性率／貯蔵弾性率）を大きくすることにより、その発生を未然に防止することが可能となる。そして、このようにエッジ部の損失正接を大きくして最低共振周波数におけるダイアフラムの最大振幅を小さくすれば、この最低共振周波数における最大振幅よりも最大振幅が小さくなる再生帯域において、最大音圧を高めに設定することが可能となり、また、電気音響変換器の薄型化を図ることも可能となる。
【０００９】
しかしながら、従来の小型の電気音響変換器においては、上記「特許文献１」にも記載されているように、ダイアフラムが単層の樹脂材料で構成されているので、エッジ部を薄くしてその弾性率を低くすることは可能であるが、その損失正接を大きくすることは困難である。
【００１０】
一方、上記「特許文献２」や「特許文献３」に記載されているような３層構造のエッジ部を有するダイアフラムを、小型の電気音響変換器に適用することも考えられる。しかしながら、これらを単に適用しただけでは、弾性変形を繰り返すエッジ部として、所要の耐久性を確保した上で、その弾性率を低くするとともに損失正接を大きくすることは困難である。
【００１１】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、小型の動電型の電気音響変換器において、再生帯域を拡げることができるとともにこの再生帯域における最大音圧を高めに設定することができ、かつ薄型化を図ることができる電気音響変換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、ダイアフラムの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１３】
すなわち、本願発明に係る電気音響変換器は、
ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットと上記ダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームと、を備えてなる小型の電気音響変換器において、
上記ダイアフラムにおける上記ボイスコイルよりも外周側に配置された環状のエッジ部が、３層構造の高分子材料層で構成されており、
この３層構造を構成する高分子材料層のうち、上層および下層が、いずれもポリエーテルイミドで互いに略同じ厚さで形成されるとともに、中間層が、アクリル系粘着剤で上記上層および下層の各々よりも厚く形成されている、ことを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成において「下面」や「下端部」等の方向性を示す用語は、電気音響変換器を構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これにより電気音響変換器を実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。
【００１５】
上記「小型の電気音響変換器」とは、ダイアフラムの有効径がφ４０ｍｍ以下の電気音響変換器を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、スピーカやレシーバ等が採用可能である。
【００１６】
上記「ダイアフラム」は、そのエッジ部とダイアフラム本体とが一体で形成されたものであってもよいし、別々の部材で構成されたエッジ部とダイアフラム本体とが接合されたものであってもよい。後者の場合、ダイアフラム本体は、エッジ部と同様、３層構造の高分子材料層で構成されていてもよいし、これとは異なる構成となっていてもよい。
【００１７】
上記「中間層」は、その厚さが、上層および下層の各々の厚さよりも大きい値に設定されていれば、その具体的な値は特に限定されるものではなく、また、エッジ部全体としての厚さについても、その具体的な値は特に限定されるものではい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成に示すように、本願発明に係る電気音響変換器は、小型の動電型の電気音響変換器として構成されているが、そのダイアフラムにおけるボイスコイルよりも外周側に配置された環状のエッジ部が、３層構造の高分子材料層で構成されており、この３層構造を構成する高分子材料層のうち、上層および下層が、いずれもポリエーテルイミドで互いに略同じ厚さで形成されるとともに、中間層が、アクリル系粘着剤で上層および下層の各々よりも厚く形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１９】
すなわち、エッジ部の表層（すなわち上層および下層）に、引張り強度、温度特性、耐薬品性に優れたポリエーテルイミドが用いられているので、繰り返し弾性変形するエッジ部を耐久性および耐環境性に優れたものとすることができる。したがって、エッジ部の弾性率を低くするために、エッジ部全体の厚さを薄く設定することが可能となり、これによりダイアフラムの最低共振周波数を低くすることができる。
【００２０】
また、エッジ部の中間層に、粘性が大きくかつゴム状温度領域が広いアクリル系粘着剤が用いられているので、エッジ部の損失正接を大きくすることができ、かつ、多様な使用環境化においても、エッジ部の中間層から上層および下層が剥離してしまうのを効果的に抑制することができる。
【００２１】
しかも、このエッジ部は、その中間層が上層および下層の各々よりも厚く形成されているので、エッジ部の損失正接を大きい値に設定することができる。このため、エッジ部の弾性率をある程度低く設定した場合においても、最低共振周波数において過振幅が発生してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、再生帯域における最大音圧を高めに設定することができ、かつ、電気音響変換器の薄型化を図ることができる。
【００２２】
このように本願発明によれば、小型の動電型の電気音響変換器において、再生帯域を拡げることができるとともにこの再生帯域における最大音圧を高めに設定することができ、かつ薄型化を図ることができる。
【００２３】
上記構成において、中間層の厚さが特に限定されないことは上述したとおりであるが、この中間層の厚さが、上層および下層の各々の厚さに比して２倍以上の値に設定された構成とすれば、エッジ部の損失正接を十分大きくすることができ、これにより上記作用効果を一層高めることができる。
【００２４】
上記構成において、エッジ部の厚さが特に限定されないことも上述したとおりであるが、このエッジ部の厚さが１０μｍ以上の値に設定された構成とすれば、このエッジ部を成形する際に、エッジ部が大きく延伸されるようなことがあっても、その中間層の粘性により上層および下層を中間層から剥離させてしまわないようにすることが容易に可能となり、これによりエッジ部を所定形状に無理なく成形することができる。その際、エッジ部の厚さが２０μｍ以上の値に設定された構成とすれば、エッジ部を所定形状に無理なく成形することが一層容易に可能となる。
【００２５】
上記構成において、エッジ部の厚さが４０μｍ以下の値に設定された構成とすれば、エッジ部の弾性率を十分低い値に設定することが容易に可能となる。その際、エッジ部の厚さが３０μｍ以下の値に設定された構成とすれば、エッジ部の弾性率を十分低い値に設定することが一層容易に可能となる。
【００２６】
上記構成において、エッジ部が、圧空成形により形成された構成とすれば、このエッジ部を形状精度良く形成することができる。しかも、圧空成形の際の材料延伸作用により、圧空成形前の３層構造のシート材は、圧空成形後のエッジ部となったとき、その厚さがある程度薄くなるので、上記シート材として比較的厚めのものを用いることができる。このため、シート材のハンドリングを容易に行うことが可能となり、これによりエッジ部の成形を一層容易に行うことできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器を、上向きに配置した状態で示す側断面図
【図２】（ａ）は図１のII部詳細図、（ｂ）は比較のための従来例を示す同様の図
【図３】図２（ａ）のIII 部詳細図
【図４】上記電気音響変換器のダイアフラムの製造工程を示す側断面図
【図５】上記実施形態の作用効果を確認するために行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図（その１）
【図６】上記シミュレーション実験の結果を示す周波数特性図（その２）
【図７】上記シミュレーション実験の結果を示す周波数特性図（その３）
【図８】上記シミュレーション実験の結果を示す周波数特性図（その４）
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器１０を、上向きに配置した状態で示す側断面図である。
【００３０】
同図に示すように、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、小型の動電型スピーカであって、ダイアフラム１２と、このダイアフラム１２の下面に固定されたボイスコイル１４と、このボイスコイル１４の下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニット１８と、この磁気回路ユニット１８とダイアフラム１２の外周縁部とを固定支持するフレーム１６と、ダイアフラム１２を上方側から覆うカバー２０とを備えた構成となっている。
【００３１】
ダイアフラム１２は、その中央領域がダイアフラム本体１２Ａとしてドーム状に形成されており、その周辺領域がエッジ部１２Ｂとして上向き円弧状の断面形状で円環状に延びるように形成されている。また、このダイアフラム１２には、そのダイアフラム本体１２Ａとエッジ部１２Ｂとの間に環状の中間平面部１２ａが形成されるとともに、そのエッジ部１２Ｂの外周側に環状の外周縁平面部１２ｂが形成されている。そして、このダイアフラム１２は、その中間平面部１２ａにボイスコイル１４の上端面が接着固定されており、また、その外周縁平面部１２ｂにおいてフレーム１６に接着固定されている。
【００３２】
その際、このダイアフラム１２は、その有効径（すなわちエッジ部１２Ｂの外周縁の径）がφ４０ｍｍ以下（例えばφ２０ｍｍ程度）の値に設定されている。また、このダイアフラム１２は、エッジ部１２Ｂの頂点の位置が、ダイアフラム本体１２Ａの頂点の位置よりもやや高くなるように形成されている。
【００３３】
なお、このダイアフラム１２の詳細構造については後述する。
【００３４】
ボイスコイル１４は、その巻回形状が円筒状に設定されている。このボイスコイル１４は、その上端面においてダイアフラム１２の中間平面部１２ａに接着固定されている。また、このボイスコイル１４は、該ボイスコイル１４から延出する１対のコイル端末（図示せず）の先端部において、１対の端子部材（図示せず）に電気的に接続されている。
【００３５】
フレーム１６は、合成樹脂製の射出成形品であって、磁気回路ユニット１８を囲むようにして配置されている。
【００３６】
磁気回路ユニット１８は、内磁型の磁気回路ユニットであって、鋼製のベース２８と、マグネット３０と、鋼製のヨーク３２とからなっている。
【００３７】
ベース２８は、背の低い有底円筒状に形成されている。マグネット３０は、円板状部材であって、ベース２８の底壁部上面にこれと同心で接着固定されている。ヨーク３２は、マグネット３０と略同一径の円板状部材であって、マグネット３０の上面にこれと同心で接着固定されている。これにより磁気回路ユニット１８は、ヨーク３２の外周面とベース２８の円筒状部の内周面との間に、ボイスコイル１４の下端部を収容する円筒状磁気間隙を全周同一幅で形成するようになっている。
【００３８】
そして、この磁気回路ユニット１８は、フレーム１６の円形開口部１６ａに下方から嵌め込まれるようにして、その内周壁に接着固定されている。
【００３９】
カバー２０は、金属板にプレス加工を施すことにより形成されている。このカバー２０は、平面視においてダイアフラム１２と略同じ外形形状を有しており、その複数箇所に放音孔２０ａが形成されている。そして、このカバー２０は、その外周縁部において、フレーム１６の外周壁の上端面に接着固定されている。
【００４０】
図２（ａ）は、ダイアフラム１２の構成を詳細に示す、図１のII部詳細図である。なお、同図（ｂ）は、このダイアフラム１２との比較のために従来例のダイアフラム６２を示す、同図（ａ）と同様の図である。また、図３は、図２（ａ）のIII 部詳細図である。
【００４１】
図２（ａ）および図３に示すように、このダイアフラム１２は、３層構造の高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍで構成されている。その際、このダイアフラム１２の厚さは、ダイアフラム本体１２Ａの部分よりもエッジ部１２Ｂの部分の方が多少薄くなっている。これは、このダイアフラム１２が、後述するように圧空成形により製造されることによるものである。
【００４２】
この３層構造を構成する高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍのうち、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌは、いずれもポリエーテルイミドで構成されており、互いに略同じ厚さで形成されている。具体的には、これら上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの厚さｔ１は、エッジ部１２Ｂの中央部（すなわち頂点の位置）において、いずれもｔ１＝５μｍ程度の値に設定されている。一方、中間層１２Ｍは、アクリル系粘着剤で構成されており、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌよりも厚く形成されている、具体的には、この中間層１２Ｍの厚さｔ２は、エッジ部１２Ｂの中央部において、ｔ２＝１５μｍ程度の値に設定されている。
【００４３】
そしてこれにより、このダイアフラム１２は、その３層構造の高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍ全体の厚さｔが、エッジ部１２Ｂの中央部において、ｔ＝２５μｍ程度の値に設定されている。
【００４４】
なお、図２（ｂ）に示す従来例のダイアフラム６２は、単層のポリエーテルイミドで構成されており、その厚さは、ダイアフラム１２よりもある程度小さい値（例えばエッジ部６２Ｂの中央部において１５μｍ程度）に設定されている。
【００４５】
図４は、本実施形態に係る電気音響変換器１０のダイアフラム１２の製造工程を示す側断面図である。
【００４６】
同図に示すように、このダイアフラム１２は、圧空成形装置１００を用いてシート材１１２に圧空成形を施すことにより形成されるようになっている。
【００４７】
その際、このシート材１１２としては、ダイアフラム１２を構成する高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍと同じ組成の３層構造の高分子材料層で構成されたものが用いられるが、その厚さｔ０については、ダイアフラム１２におけるエッジ部１２Ｂの中央部の厚さｔの２倍程度の値（すなわちｔ０＝５０μｍ程度の厚さ）のものが用いられるようになっている。
【００４８】
圧空成形装置１００は、ダイアフラム１２の上面形状を上下反転させた形状のキャビティ底１０２ａを有する金型１０２と、この金型１０２を載置する型台１０４と、金型１０２を上方側から覆うように配置された加熱板１０６とを備えた構成となっている。
【００４９】
そして、この圧空成形装置１００を用いたダイアフラム１２の圧空成形は次のようにして行われるようになっている。
【００５０】
すなわち、加熱板１０６を図示の位置から上方へ退避させた状態で、金型１０２の上面に、そのキャビティ底１０２ａを覆うようにして、シート材１１２を水平に配置する。
【００５１】
次に、加熱板１０６を図示の位置まで降下させて、この加熱板１０６と金型１０２とでシート材１１２を図中２点鎖線で示す状態でクランプし、この加熱板１０６と金型１０２との間にキャビティＣを形成する。この状態で、加熱板１０６の通気孔１０６ａから空気を引き抜くとともに、型台１０４の通気孔１０４ａからキャビティ底１０２ａを介してキャビティＣに空気を送り込むことにより、シート材１１２を加熱板１０６の下面に密着させ、この加熱板１０６の熱でシート材１１２を軟化させる。
【００５２】
そして、このシート材１１２が成形するのに適温した温度になったところで、加熱板１０６の通気孔１０６ａからシート材１１２の上面側に圧縮空気を送り込むことにより、軟化したシート材１１２を下方へ膨らませ、これを延伸させながらキャビティ底１０２ａに押し付けて、その下面をキャビティ底１０２ａの形状に沿わせる。このとき、シート材１１２のキャビティ底１０２ａへの密着性を高めるため、型台１０４の通気孔１０４ａから空気を引き抜く。なお、金型１０２は、ポーラス状の焼結金属により形成されており通気性を有している。
【００５３】
その後、シート材１１２が冷却した後に、加熱板１０６を上方へ退避させるとともに、型台１０４の通気孔１０４ａを介してシート材１１２の下面側に空気を送り込むことにより、シート材１１２をキャビティ底１０２ａから離型させる。
【００５４】
そして、このシート材１１２を、図中１点鎖線で示す位置で切断することにより、ダイアフラム１２を取り出す。
【００５５】
このようにして取り出されたダイアフラム１２は、シート材１１２が延伸した状態で形成されているので、ダイアフラム１２のエッジ部１２Ｂとなるべきエッジ部形成部分１１２ｂ（の中央部）の厚さｔは、加熱板１０６と金型１０２とでクランプされたシート材１１２の非延伸部分１１２ａの厚さｔ０の半分程度の値となる。
【００５６】
上述したように、この圧空成形により製造されたダイアフラム１２の厚さは、ダイアフラム本体１２Ａの部分よりもエッジ部１２Ｂの部分の方が多少薄くなる。これは、圧空成形の際、加熱されて軟化したシート材１１２は、キャビティＣの中央部に位置する部分が、金型１０２のキャビティ底１０２ａに最初に接触して冷却されるため、延伸率が最も小さくなり、その外周縁部に近づくに従って、大きく引き伸ばされてからキャビティ底１０２ａに接触して冷却されるため、延伸率が大きくなることによるものである。
【００５７】
その際、この圧空成形により製造されたダイアフラム１２において、ダイアフラム本体１２Ａの厚さは、その中央部よりも外周縁部の方が１〜２μｍ程度薄くなっており、また、エッジ部１２Ｂの厚さは、その内周縁部よりも外周縁部の方が３〜４μｍ程度薄くなっている。そしてこれにより、エッジ部１２Ｂの外周縁部の厚さは、ダイアフラム本体１２Ａの中央部の厚さに比して５μｍ程度薄くなっている。
【００５８】
図５〜８は、本実施形態の作用効果を確認するために行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。
【００５９】
図５は、エッジ部の厚さを変化させて音圧レベルを測定した結果を示す音圧レベル周波数特性図である。
【００６０】
同図に示す７つのグラフは、ダイアフラムのエッジ部を図中の凡例で示すような７種類の構成とした場合において、それぞれのダイアフラムを装着したスピーカの音圧レベルを示すグラフである。その際、上記凡例の例えば１０（３／４／３）の表示は、エッジ部（上層／中間層／下層）の厚さを単位μｍでそれぞれ示しており、その他についても同様である。
【００６１】
この実験においては、エッジ部の厚さが、１０μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍの場合について測定し、厚さ２０μｍでは、中間層の厚さの比率が異なる２０（３／１４／３）、２０（５／１０／５）の２通りの場合について測定した。
【００６２】
同図から明らかなように、エッジ部の厚さが、５０μｍ→４０μｍ→３０μｍ→２０μｍ→１０μｍと薄くなるに従って、最低共振周波数が徐々に低くなる。ただし、２０μｍ以下では、最低共振周波数の低下率が小さくなる。
【００６３】
また、同図における２０（３／１４／３）および２０（５／１０／５）のグラフの比較から明らかなように、エッジ部の厚さが同じ２０μｍであっても、中間層の厚さの比率が高くなると、最低共振周波数が低くなる。
【００６４】
図６は、エッジ部の厚さを変化させて最大振幅を測定した結果を示す振幅周波数特性図である。
【００６５】
同図に示す７つのグラフは、図５において説明した音圧レベルの測定実験と同じ７種類のサンプルを用いて最大振幅を測定した結果を示すグラフである。
【００６６】
同図から明らかなように、エッジ部の厚さが、５０μｍ→４０μｍ→３０μｍ→２０μｍ→１０μｍと薄くなるに従って、最大振幅が徐々に大きくなる。特に、１０μｍでは、最大振幅がかなり大きなものとなる。
【００６７】
また、同図における２０（３／１４／３）および２０（５／１０／５）のグラフの比較から明らかなように、エッジ部の厚さが同じ２０μｍであっても、中間層の厚さの比率が高くなると、最大振幅が小さくなる。
【００６８】
図７は、中間層の厚さを変化させて音圧レベルを測定した結果を示す音圧レベル周波数特性図である。
【００６９】
同図に示す７つのグラフは、ダイアフラムのエッジ部を図中の凡例で示すような７種類の構成とした場合において、それぞれのダイアフラムを装着したスピーカの音圧レベルを示すグラフである。その際、上記凡例の例えば１０／８／１０の表示は、上層／中間層／下層の厚さを単位μｍでそれぞれ示しており、その他についても同様である。
【００７０】
この実験においては、エッジ部の上層および下層の厚さを１０μｍの一定値にした状態で、その中間層の厚さを。８μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、４５μｍと変化させて測定した。
【００７１】
同図から明らかなように、中間層の厚さが、４５μｍ→３０μｍ→２５μｍ→２０μｍ→１５μｍ→１０μｍ→８μｍと薄くなるに従って、最低共振周波数が徐々に低くなるが、その変化はエッジ部全体の厚さを薄くした場合に比して僅かである。このことは、中間層の厚さの比率を高めても、エッジ部全体の厚さを薄くすれば、最低共振周波数を十分低くすることができることを意味しており、図５において説明した内容を裏付けるものとなっている。
【００７２】
図８は、中間層の厚さを変化させて最大振幅を測定した結果を示す振幅周波数特性図である。
【００７３】
同図に示す７つのグラフは、図７において説明した音圧レベルの測定実験と同じ７種類のサンプルを用いて最大振幅を測定した結果を示すグラフである。
【００７４】
同図から明らかなように、中間層の厚さの比率を高めると最大振幅が徐々に小さくなる。これは、中間層の厚さの比率が高くなると、エッジ部の損失正接が大きくなることによるものと考えられる。特に、中間層の厚さが、上層および下層の各々の厚さに比して２倍以上になると、上層および下層の各々の厚さ以下である場合に比して、最大振幅はかなり小さなものとなる。
【００７５】
以上の実験結果から、中間層の厚さの比率を高めた上で、エッジ部全体の厚さを薄くすれば、最大振幅が過大になるのを抑えた上で、最低共振周波数を十分低くすることができることが分かる。また、このように、中間層の厚さの比率を高めた上で、エッジ部全体の厚さを薄くしたとしても、最低共振周波数近傍以外の周波数領域においては音圧低下がほとんど生じないことが分かる。
【００７６】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００７７】
本実施形態に係る電気音響変換器１０は、小型の動電型の電気音響変換器として構成されているが、そのダイアフラム１２におけるボイスコイル１４よりも外周側に配置された環状のエッジ部１２Ｂが、３層構造の高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍで構成されており、この３層構造を構成する高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍのうち、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌが、いずれもポリエーテルイミドで互いに略同じ厚さで形成されるとともに、中間層１２Ｍが、アクリル系粘着剤で上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの各々よりも厚く形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００７８】
すなわち、エッジ部１２Ｂの表層（すなわち上層１２Ｕおよび下層１２Ｌ）に、引張り強度、温度特性、耐薬品性に優れたポリエーテルイミドが用いられているので、繰り返し弾性変形するエッジ部１２Ｂを耐久性および耐環境性に優れたものとすることができる。したがって、エッジ部１２Ｂの弾性率を低くするために、エッジ部１２Ｂ全体の厚さを薄く設定することが可能となり、これによりダイアフラム１２の最低共振周波数を低くすることができる。
【００７９】
また、エッジ部１２Ｂの中間層１２Ｍに、粘性が大きくかつゴム状温度領域が広いアクリル系粘着剤が用いられているので、エッジ部１２Ｂの損失正接を大きくすることができ、かつ、多様な使用環境化においても、エッジ部１２Ｂの中間層１２Ｍから上層１２Ｕおよび下層１２Ｌが剥離してしまうのを効果的に抑制することができる。
【００８０】
しかも、このエッジ部１２Ｂは、その中間層１２Ｍが上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの各々よりも厚く形成されているので、エッジ部１２Ｂの損失正接を大きい値に設定することができる。このため、エッジ部１２Ｂの弾性率をある程度低く設定した場合においても、最低共振周波数において過振幅が発生してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、再生帯域における最大音圧を高めに設定することができ、かつ、電気音響変換器１０の薄型化を図ることができる。
【００８１】
なお、本実施形態のダイアフラム１２のように、エッジ部１２Ｂが３層構造の高分子材料層１２Ｕ、１２Ｌ、１２Ｍで構成されておらず、図２（ｂ）に示す従来例のダイアフラム６２のように、エッジ部６２Ｂが単層のポリエーテルイミドで構成されている場合であっても、その厚さをある程度小さい値に設定すれば、その弾性率を低くすることができるので、最低共振周波数を本実施形態のダイアフラム１２と同程度にすることが可能である。しかしながら、単にこのようにしただけでは、本実施形態のダイアフラム１２のように、ダイアフラム６２のエッジ部６２Ｂの損失正接が大きくなるわけではないので、過振幅が生じてしまうこととなる。すなわち、図２（ｂ）において２点鎖線で示すように、ダイアフラム６２の最大振幅時におけるの上下変位は、図２（ａ）において２点鎖線で示す、本実施形態のダイアフラム１２の最大振幅時における上下変位に比して、かなり大きなものとなってしまうこととなる。
【００８２】
本実施形態においては、エッジ部１２Ｂの損失正接を大きい値に設定することができるので、このエッジ部１２Ｂの弾性率をある程度低く設定した場合においても、最低共振周波数において過振幅が発生してしまうのを未然に防止することができる。このため、ダイアフラム１２の最大振幅が最低共振周波数における最大振幅よりも小さくなる再生帯域において、最大音圧を高めに設定することができる。また、このようにダイアフラム１２の最大振幅を小さく抑えることができることにより、その振動のためのスペースを小さく設計することができ、その分だけ電気音響変換器１０の薄型化を図ることができる。
【００８３】
このように本実施形態によれば、小型の動電型の電気音響変換器１０において、再生帯域を拡げることができるとともにこの再生帯域における最大音圧を高めに設定することができ、かつ薄型化を図ることができる。
【００８４】
特に本実施形態においては、中間層１２Ｍの厚さが、上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの各々の厚さに比して２倍以上（具体的には３倍程度）の値に設定されているので、エッジ部１２Ｂの損失正接を十分大きくすることができ、これにより上記作用効果を一層高めることができる。
【００８５】
また、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、そのダイアフラム１２のエッジ部１２Ｂが２５μｍの厚さを有しており、かつ、その中間層１２Ｍが上層１２Ｕおよび下層１２Ｌの各々よりも厚く形成されているので、エッジ部１２Ｂを圧空成形する際に、エッジ部１２Ｂが大きく延伸されるにもかかわらず、その中間層１２Ｍの粘性により上層１２Ｕおよび下層１２Ｌを中間層１２Ｍから剥離させてしまわないようにすることが容易に可能となり、これによりエッジ部１２Ｂを所定形状に無理なく成形することができる。
【００８６】
さらに、このようにエッジ部１２Ｂの厚さが２５μｍに設定されていることにより、エッジ部１２Ｂの弾性率を十分低い値に設定することができる。
【００８７】
しかも本実施形態においては、ダイアフラム１２が、圧空成形により形成されているので、そのエッジ部１２Ｂを形状精度良く形成することができる。その際、圧空成形の際の材料延伸作用により、エッジ部１２Ｂの厚さは、ダイアフラム本体１２Ａの厚さに比して３〜５μｍ程度薄くなっているので、ダイアフラム１２を、ダイアフラム本体１２Ａが硬くエッジ部１２Ｂが柔らかい特性を有するものとすることができ、これにより理想的なダイアフラムを得ることができる。しかも、圧空成形の際の材料延伸作用により、圧空成形前の３層構造のシート材１１２は、圧空成形後のエッジ部１２Ｂとなったとき、その厚さが半分程度まで薄くなるので、シート材１１２として５０μｍ程度の比較的厚めのものを用いることができる。このため、シート材１１２のハンドリングを容易に行うことが可能となり、これによりエッジ部１２Ｂの成形を一層容易に行うことできる。
【００８８】
上記実施形態においては、ダイアフラム１２のエッジ部１２Ｂが、平面視において円形の外周縁形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外周縁形状（例えば矩形あるいは楕円形等）を有する構成とすることも可能であり、このようにしたした場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００８９】
上記実施形態においては、ダイアフラム１２の構成として、ダイアフラム本体１２Ａとエッジ部１２Ｂとが一体で形成されている場合について説明したが、別々の部材で構成されたエッジ部とダイアフラム本体とが接合された構成とした場合においても、そのエッジ部について上記実施形態のエッジ部１２Ｂと同様の構成を採用することにより、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００９０】
上記実施形態においては、電気音響変換器１０がスピーカであるものとして説明したが、レシーバ等のようなスピーカ以外の電気音響変換器である場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００９１】
なお、上記実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００９２】
１０  電気音響変換器
１２、６２  ダイアフラム
１２Ａ  ダイアフラム本体
１２Ｂ、６２Ｂ  エッジ部
１２Ｌ  下層
１２Ｍ  中間層
１２Ｕ  上層
１２ａ  中間平面部
１２ｂ  外周縁平面部
１４  ボイスコイル
１６  フレーム
１６ａ  円形開口部
１８  磁気回路ユニット
２０  カバー
２０ａ  放音孔
２８  ベース
３０  マグネット
３２  ヨーク
１００  圧空成形装置
１０２  金型
１０２ａ  キャビティ底
１０４  型台
１０４ａ、１０６ａ  通気孔
１０６  加熱板
１１２  シート材
１１２ａ  非延伸部分
１１２ｂ  エッジ部形成部分
Ｃ  キャビティ
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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