(57)【要約】【課題】本発明はスピーカ用振動板に関するものであり、その材質や材厚により、金型離型性が悪くなったり、寸法精度や諸特性が不安定になったり、ローリング等が起こりやすく歪みが大きくなり、音質劣化を招くという課題を抱えるものであった。【解決手段】本発明は、基材３０の表、裏または片面にエラストマー層３１を設けた複層構造とすることで、低ｆ０化、低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板２７を構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤング率が２５００ＭＰａ以上で、かつ内部損失が０．０３以下の樹脂製基材の表面に、エラストマー層を設けたことを特徴とするスピーカ用振動板。
【請求項２】
内部損失が０．０２以下の樹脂製基材を用いた請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
樹脂製基材の表、裏面にエラストマー層を設けた請求項１または請求項２記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
基材をプレス成形または真空成形したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
基材がポリエーテルイミド（ＰＥＩ）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
エラストマー層が架橋型エラストマーであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項７】
架橋型エラストマーがウレタン系エラストマーであることを特徴とする請求項６記載のスピーカ用振動板。
【請求項８】
架橋型エラストマーがシリコーン系エラストマーであることを特徴とする請求項６記載のスピーカ用振動板。
【請求項９】
架橋型エラストマーが炭化水素系エラストマーであることを特徴とする請求項６記載のスピーカ用振動板。
【請求項１０】
架橋型エラストマーがフッ素系エラストマーであることを特徴とする請求項６記載のスピーカ用振動板。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０に記載の２種類以上の架橋型エラストマーで、エラストマー層を構成した請求項３記載のスピーカ用振動板。
【請求項１２】
２枚以上の樹脂製基材と１枚以上のエラストマー層により複層構成とした請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項１３】
基材の成形時に基材の材厚を場所により可変させた請求項４記載のスピーカ用振動板。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３記載のいずれか一つのスピーカ用振動板の一部または全部に、請求項１から請求項１３記載のいずれか一つのスピーカ用振動板基材を接合したスピーカ用振動板。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４記載のいずれか一つのスピーカ用振動板を用いたスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機用のマイクロスピーカに用いる振動板はポリエチレン等のシートを、加熱プレス成形して図７に示す形状の振動板７としていた。そして、この振動板７を用いてマイクロスピーカを構成していた。
【０００３】
一般スピーカ、特にツィータ等に適用する場合も、上記同様の構成としていた。
【０００４】
ここで、この振動板７に求められる物理的性質は、音速：Ｅ（ヤング率）／ρ（比重）の平方根と内部損失のバランスで方向付けされ、高音質化、低ｆ０化（ｆ０：最低共振周波数）を狙って設定している。
【０００５】
この振動板としては、従来はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等が用いられている。また、特開平１１−２６６４９３号公報のごとき樹脂フィルムに金属薄板を積層する方法が提案されているが、これでは高音質化は可能となるものの低ｆ０化は困難となる。また特開平０３−５７４００号公報においても高弾性率、高内部損失のためのサンドイッチ構造が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＥＮはヤング率が６０００ＭＰａと大きいために最低共振周波数（ｆ０）が小さいことが求められる携帯電話用スピーカにおいては、ｆ０を小さくするためには振動板厚さを極度に薄くする必要がある。そのために結晶性の高いＰＥＮでは寸法精度のバラツキが大きくなり、そのバラツキがスピーカの諸特性のバラツキにつながる。よって、薄すぎるために寸法精度や諸特性が不安定になるという課題を抱えるものであった。
【０００７】
ＰＥＩはヤング率が２８００ＭＰａとＰＥＮに比べると柔軟であり、ｆ０を小さく設計しても、寸法精度を維持する厚さを確保できる。ところが内部損失（ｔａｎδ）が室温付近で０．０２程度（ＰＥＮは０．０４程度）となり、ローリング等が起こりやすく歪みが大きくなり、音質劣化を招くという課題を抱えるものであった。
【０００８】
よって本発明は、特に小型のスピーカにおいて、振動板の低ｆ０化、適正材厚化、低弾性率化、高内部損失化を満足できる振動板の提供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、高音質で低ｆ０化に対応したスピーカ用振動板を提供することである。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、ヤング率が２５００ＭＰａ以上で、かつ内部損失が０．０３以下の樹脂からなる基材の表面に、エラストマー層を設けてスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板を実現することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、ヤング率が２５００ＭＰａ以上で、かつ内部損失が０．０２以下の樹脂からなる基材の表面にエラストマー層を設けてスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、請求項１より内部損失が小さい基材を使用して低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板を実現することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、樹脂製基材の表、裏面にエラストマー層を設けてスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、基材両面にわたる効果で、さらなる低弾性率化、高内部損失化を満足できる振動板を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、基材をプレス成形または真空成形して請求項１から請求項３記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の生産性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、基材をポリエーテルイミド（ＰＥＩ）として請求項１から請求項４記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、エラストマー層を架橋型エラストマーとして請求項１から請求項５記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の金型離型性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の発明は、架橋型エラストマーをウレタン系エラストマーとして請求項６記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項８に記載の発明は、架橋型エラストマーをシリコーン系エラストマーとして請求項６記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の耐熱性、温度特性の安定化を図ることができる。
【００１９】
本発明の請求項９に記載の発明は、架橋型エラストマーを炭化水素系エラストマーとして請求項６記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の内部損失を大きくすることができる。
【００２０】
本発明の請求項１０に記載の発明は、架橋型エラストマーをフッ素系エラストマーとして請求項６記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の金型離型性、耐熱性を特に向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項７から請求項１０に記載の２種類以上の架橋型エラストマーで請求項３記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、振動板の低弾性率化、高内部損失化を自由に設定することができる。
【００２２】
本発明の請求項１２に記載の発明は、２枚以上の基材に１枚以上のエラストマー層を設けて複層構成とした請求項１から請求項１１記載のスピーカ用振動板である。この構成により、スピーカ用振動板の低弾性率化、高内部損失化をより向上させることができ、さらにその値を自由に設定することができる。
【００２３】
本発明の請求項１３に記載の発明は、基材の成形時に基材の材厚を場所により可変させて請求項１から請求項１２記載のスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板の特定位置の低弾性率化、高内部損失化を図ることができ、スピーカ用振動板の不要共振を制御することができる。
【００２４】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１から請求項１３記載のいずれか一つのスピーカ用振動板の一部または全部に、請求項１から請求項１３記載のいずれか一つのスピーカ用振動板の一部を接合してスピーカ用振動板を構成したものである。この構成により、特定位置の低弾性率化、高内部損失化を図ることができ、不要共振を制御することができる。
【００２５】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１から請求項１４記載のいずれか一つのスピーカ用振動板を用いてスピーカを構成したものである。この構成により、振動板の低弾性率化、高内部損失化を図ることで、スピーカの音質、特性の向上化と低域の再生帯域拡大化、不要共振の低減化を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２７】
本発明に用いる振動板は樹脂製基材の表、裏面または片面にエラストマー層を設けた複層構造を有する。
【００２８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１と請求項２および請求項４から請求項１０に記載の発明について説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板２７の断面図を示したものである。すなわち、請求項１に記載の発明は、樹脂からなる基材３０の表面にエラストマー層３１を設けてスピーカ用振動板２７を構成したものである。ここで、この樹脂からなる基材３０はヤング率が２５００ＭＰａ以上で、かつ内部損失が０．０３以下の樹脂から形成したものである。この構成により、低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板２７を実現することができる。
【００３０】
このように、基材３０の樹脂はヤング率が２５００ＭＰａ以上で内部損失が０．０３以下の材料であれば使用できる。ＰＥＩ、芳香族ポリイミド等の一般的にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂の多くが挙げられるが、ヤング率が比較的低く、内部損失が小さいＰＥＩが、エラストマー層３１として、内部損失が大きくなる点で好ましい。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明は、ヤング率が２５００ＭＰａ以上で、かつ内部損失が０．０２以下の樹脂からなる図１の基材３０を用いたものである。この構成により、さらに請求項１より内部損失が小さい基材３０を使用して低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板２７を実現することができる。
【００３２】
さらに、請求項４に記載の発明は、振動板２７を図１のごとく所要の形状に成形、具体的には円板状のものを図１のＡ部分で円形に加工し、その内外で曲面状態を異ならせている。つまり、この振動板は、その基材３０を、金型によるプレス成形や真空成形等の方法で、所要の形状に成形することができ、生産性も良い。
【００３３】
次に、請求項５に記載の発明は、基材３０をポリエーテルイミド（ＰＥＩ）としたものである。この構成によれば、基材３０であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）の信頼性に強い物性としての効果から、振動板の亀裂発生対策等の信頼性向上が実現できる。
【００３４】
次に、エラストマー層３１について、その詳細を説明する。
【００３５】
請求項６に記載の発明は、エラストマー層３１を架橋型エラストマーとしたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７の金型離型性を向上させることができる。また２次成形時（スピーカ用振動板２７形状への成形時）の金型に対する粘着性が小さい点で好ましい。
【００３６】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、架橋型エラストマーをウレタン系エラストマーとしたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７の低コスト化を図ることができる。この理由として、あまりに架橋点間分子量の小さい架橋性エラストマーを使用すると例えば図１のようなドーム状にうまく成形できない。そのために架橋点間分子量が比較的大きい加水分解縮合型（湿気硬化）のウレタン、加水分解縮合型のシリコーン、付加反応型のシリコーン、パーオキサイド加硫のシリコーン、加水分解縮合型の炭化水素系エラストマー（例えば、イソブチレン系、イソプレン系）を硬化させたものがより好ましい。
【００３７】
請求項８に記載の発明は、架橋型エラストマーをシリコーン系エラストマーとしたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７の耐熱性、温度特性の安定化を図ることができる。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の発明は、架橋型エラストマーを炭化水素系エラストマーとしたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７の内部損失を大きくすることができる。
【００３９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、架橋型エラストマーをフッ素系エラストマーとしたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７の金型離型性、耐熱性を特に向上させることができる。
【００４０】
これらの中でも最も好ましい組み合わせはコスト面、内部損失の拡大、成形時の粘着性の低減を考慮して、ＰＥＩと加水分解縮合型ウレタンの組み合わせである。さらに、コスト高になるが、耐熱性の点ではＰＥＩとシリコーン（硬化形態は問わない）が好ましい。
【００４１】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３および請求項１１に記載の発明について説明する。
【００４２】
図２は本実施の形態におけるスピーカ用振動板２７Ａの断面図を示したものである。本発明の請求項３に記載の発明は、図２に示すように基材３０の表、裏両面にエラストマー層３１Ａ，３１Ｂを設けてスピーカ用振動板２７Ａを構成したものである。この構成により、振動板両面にわたる効果で、さらなる低弾性率化、高内部損失化を満足できるスピーカ用振動板２７Ａを実現することができる。
【００４３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、架橋型エラストマーが請求項７から請求項１０に記載の２種類以上のエラストマーで請求項３記載のスピーカ用振動板２７Ａを構成したものである。この構成により、スピーカ用振動板２７Ａの低弾性率化、高内部損失化を自由に設定することができる。
【００４４】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項１２に記載の発明について説明する。
【００４５】
図３は本実施の形態におけるスピーカ用振動板２７Ｂの断面図を示したものである。本発明の請求項１２に記載の発明は、図３に示すように２枚以上の樹脂製基材３０Ａ，３０Ｂに１枚以上のエラストマー層３１Ｃ，３１Ｄを設けて複層構成のスピーカ用振動板２７Ｂを形成したものである。この構成により、スピーカ用振動板２７Ｂの低弾性率化、高内部損失化をより向上させることができ、さらにその値を自由に設定することができる。
【００４６】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項１３に記載の発明について説明する。
【００４７】
図４は本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板２７Ｃの断面図を示したものである。本発明の請求項１３に記載の発明は、振動板２７Ｃの成形時の振動板２７Ｃの材厚を場所により可変、具体的には中心部分は肉厚で、外周は肉薄としたものである。この構成により、スピーカ用振動板２７Ｃの特定位置の低弾性率化（薄肉）、高内部損失化（厚肉）を図ることができ、その不要共振を制御することができる。
【００４８】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項１４に記載の発明について説明する。
【００４９】
図５は本実施の形態におけるスピーカ用振動板２７Ｄの断面図を示したものである。本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１から請求項１３記載のいずれか１つのスピーカ用振動板（たとえば図１の２７）に、請求項１から請求項１３記載のいずれか１つのスピーカ用振動板（例えば図１の２７）の一部（リング状）２７ｄを接合してスピーカ用振動板２７Ｄを構成したものである。この構成により、振動板２７Ｄの特定位置の低弾性率化（Ａ部の外周）、高内部損失化（Ａ部の内周）を図ることができ、その不要共振を制御することができる。
【００５０】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６を用いて、本発明の特に請求項１５に記載の発明について説明する。
【００５１】
図６は本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図を示したものである。本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１から請求項１４記載のいずれか１つのスピーカ用振動板２７、２７Ａ〜２７Ｄを用いてスピーカを構成したものである。
【００５２】
図６においては、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合している。このフレーム２６の内周縁部に、請求項１から請求項１４記載のいずれか１つのスピーカ用振動板２７を接着している。
【００５３】
そして、このスピーカ用振動板２７のＡ部下面に円筒状のボイスコイル２８を結合するとともに、このボイスコイル２８を、上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように結合している。
【００５４】
つまり、スピーカ用振動板２７の低弾性率化、高内部損失化を図ることで、スピーカの音質、特性の向上と低域の再生帯域拡大化、不要共振の低減化を実現することができる。
【００５５】
次に、本発明に用いるスピーカ用振動板２７の材厚について説明する。
【００５６】
本発明に用いるスピーカ用振動板２７は小型スピーカに用いるものであるから１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、もっとも好ましくは３０μｍ以下である。また、薄くなり過ぎると寸法精度等の課題が発生する。
【００５７】
樹脂の基材３０とエラストマー層３１の厚さバランスは、全体の５０％以上の厚さが樹脂の基材３０でないと、スピーカとして音圧を出す場合に振動板厚さが必要以上に厚くなってしまう。しかし、基材３０が全体の９５％以上になるとエラストマー層３１の効果が得にくくなる。好ましくは樹脂の基材３０厚さが全体の６０％〜９０％であることが良い。
【００５８】
本発明の材料で、図１のごとくドーム形状に成形したスピーカ用振動板２７は材質の内部損失が大きくなり、ローリングが防止され高音質化、低ｆ０化対応可能なスピーカ用振動板となる。
【００５９】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を示す。
【００６０】
（実施例１）
１．５μｍの付加反応型シリコーン（エラストマー層３１）により、ヤング率が２８００ＭＰａ，内部損失が０．０１９で６μｍのＰＥＩ（基材３０）の表、裏面をサンドイッチしたスピーカ用振動板（図２の形状）。
実施例１の複合振動板の内部損失は０．０４０であった。
【００６１】
（実施例２）
３μｍの加水分解縮合型（湿気硬化型）ウレタン（エラストマー層３１）と、ヤング率が２８００ＭＰａ、内部損失が０．０１９で６μｍのＰＥＩ（基材３０）の２層構造スピーカ用振動板（図１の形状）。
実施例２のスピーカ用振動板の内部損失は０．０３４であった。
【００６２】
（比較例１）
ヤング率が２８００ＭＰａ、内部損失が０．０１９で７μｍのＰＥＩ（基材３０）一枚のスピーカ用振動板。
【００６３】
前記構成より、実施例１および実施例２は比較例１に比べて、その内部損失を大きくできることがわかる。
【００６４】
また、ｆ０、歪について以下にまとめる。
【００６５】
【表１】
2004088297.tif 000003
【００６６】
（表１）より、実施例１および実施例２は比較例１に比べて、低ｆ０化、低歪化が実現できていることがわかる。
【００６７】
これらのスピーカ用振動板は、その材質や材厚は、形状安定性やコストの点で望ましく、マイクロスピーカに要求される内部損失、材厚、重量を満足させることができる。
【００６８】
前記の構成とすることで、携帯電話に代表されるマイクロスピーカや一般のスピーカに要求される性能を満足できるスピーカを提供することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、樹脂製基材の表、裏面または片面にエラストマー層を設けて複層構造を有するスピーカ用振動板を構成したものである。さらに、このスピーカ用振動板を使用してスピーカを構成している。
【００７０】
これらの構成とすることで、スピーカ用振動板の形状安定性向上やコスト低減化を図ることができる。また内部損失、材厚、重量、剛性を最適化して周波数特性の良好化を実現することができる。さらに、接着性等の信頼性向上や外観品位の向上を図ることができるスピーカを提供することができる。
【００７１】
よって、携帯電話に代表されるマイクロスピーカや一般のスピーカに要求される性能を満足できる優れたスピーカを提供することができ、その工業的価値は非常に大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図
【図２】本発明の他の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図
【図３】本発明の他の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図
【図４】本発明の他の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図
【図５】本発明の他の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図
【図７】従来のスピーカ用振動板の断面図
【符号の説明】
２１　マグネット
２２　上部プレート
２３　ヨーク
２４　磁気回路
２５　磁気ギャップ
２６　フレーム
２７　スピーカ用振動板
２７Ａ　スピーカ用振動板
２７Ｂ　スピーカ用振動板
２７Ｃ　スピーカ用振動板
２７Ｄ　スピーカ用振動板
２７ｄ　スピーカ用振動板の一部
２８　ボイスコイル
３０　基材
３０Ａ　基材
３０Ｂ　基材
３１　エラストマー層
３１Ａ　エラストマー層
３１Ｂ　エラストマー層
３１Ｃ　エラストマー層
３１Ｄ　エラストマー層
【図１】
2004088297.tif 000004
【図２】
2004088297.tif 000005
【図３】
2004088297.tif 000006
【図４】
2004088297.tif 000007
【図５】
2004088297.tif 000008
【図６】
2004088297.tif 000009
【図７】
2004088297.tif 000010