(57)【要約】【課題】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り、低Ｆ０化による広周波数特性化と高音質化を目的とするものである。【解決手段】樹脂基材３０の両面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、高音質で低Ｆ０化できる振動板を構成し、振動板の性能向上やコスト低減化を図ることができ、またスピーカとして内部損失、材厚、重量、剛性を最適化して周波数特性の良好化、コスト低減化さらには接着向上や外観品質の向上を図ることができる構成としたものである。【選択図】  図１
2004312085.tif 000002
【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以下の樹脂基材に、エラストマー層を設けて構成した材料を所要の形状に成形したことを特徴とするスピーカ用振動板。
【請求項２】
樹脂基材の両面にエラストマー層を設けた請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
樹脂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または請求項２記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
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３のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
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４記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
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４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４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フッ素系エラストマーであることを特徴とする請求項４記載のスピーカ用振動板。
【請求項９】
請求項５から請求項８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１または請求項２記載のスピーカ用振動板。
【請求項１０】
２枚以上の樹脂基材と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９のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０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５に示す形状に成形して振動板７としていた。そして、この振動板７を用いてスピーカを構成していた。
【０００３】
一般にスピーカ、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】
この振動板材料として、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。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−２１８３４９号公報
【０００８】
【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。しかしながら結晶性の高いＰＥＮでは寸法精度のバラツキが大きく、薄くすると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。
【０００９】
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。
【００１０】
よって本発明は、特に小型スピーカにおいて、高音質で低Ｆ０化できる振動板の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高音質で低Ｆ０化に対応した振動板材料を提供するために、以下の構成を有する。
【００１２】
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以下の樹脂基材に、エラストマー層を設けて構成した材料を所要の形状に成形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、高音質で、低Ｆ０化できる振動板を提供することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、樹脂基材の両面にエラストマー層を設けたものである。この構成により、振動板両面にわたる効果で、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３に記載の発明は、樹脂基材がポリエーテルイミド（ＰＥＩ）としたものである。この構成により、成形に適したものとするとともに、振動板の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、エラストマー層が架橋型エラストマーとしたものである。この構成により、振動板の金型離型性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の請求項５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、振動板の低コスト化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項６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、振動板の耐熱性、温度特性の安定化を図ることができる。
【００１８】
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。この構成により振動板の内部損失を大きくすることができる。
【００１９】
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、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。
【００２０】
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請求項５から請求項８に記載の２種類以上のエラストマーで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。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、２枚以上の樹脂基材に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。
【００２２】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０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、特性の良好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。さらに、スピーカの生産性を向上させることができる。
【００２３】
【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。
【００２４】
（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および請求項３から請求項８に記載の発明について説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板２７を示したものである。すなわち、請求項１に記載の発明は、円板状の樹脂基材３０の表面に、エラストマー層３１を設けて振動板材２７ａを構成したものである。ここで、この樹脂基材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振動板を実現することができる。
【００２６】
そして、この振動板材２７ａを図１（ｂ）に示すように、圧空成形用金型４０に沿わせて圧空成形し、図１（ｃ）に示すようにスピーカ用振動板２７を構成している。
【００２７】
このように、樹脂基材３０は公知のヤング率が２５００ＭＰａ以上で内部損失が０．０３以下の振動板材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を設けることによって、内部損失が大きくなる点で好ましい。
【００２８】
また、圧空成形によりスピーカ用振動板２７を構成していることで生産効率を向上させることができる。
【００２９】
次に、請求項３に記載の発明は、樹脂基材３０をポリエーテルイミド（ＰＥＩ）としてスピーカ用振動板２７を構成したものである。この構成により、樹脂基材３０であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）の圧空成形に適した材料である特徴と、信頼性に強い物性としての効果から、スピーカ用振動板２７として亀裂発生対策等の信頼性向上を実現できる。また、物性的にも非常に好ましいものである。
【００３０】
次に、エラストマー層３１について、その詳細を説明する。
【００３１】
請求項４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。つまり、図１（ｂ）の２次成型時（振動板形状への成型時）の圧空成形金型４０に対する粘着性を小さくする点で架橋型エラストマーが好ましい。
【００３２】
また、本発明の請求項５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型エラストマーを使用するとドーム状にうまく成型できないという問題が発生する。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。
【００３３】
請求項６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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、成型時の粘着性の低減を考慮して、樹脂基材３０としてＰＥＩ、エラストマー層３１として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、耐熱性の点では樹脂基材３０としてＰＥＩ、エラストマー層３１としてシリコーン（硬化形態は問わない）が好ましい。
【００３７】
（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２および請求項９に記載の発明について説明する。
【００３８】
図２は本発明の実施の形態２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２に記載の発明は、図２に示すように樹脂基材３０の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、スピーカ用振動板２７Ａ両面にわたる効果で、さらなる低弾性率化、高内部損失化を実現することができる。
【００３９】
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請求項５から請求項８に記載の２種類以上の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。
【００４０】
（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１０に記載の発明について説明する。
【００４１】
図３は本発明の実施の形態３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１０に記載の発明は、図３に示すように２枚以上の樹脂基材３０Ａ、３０Ｂに１枚以上のエラストマー層３１Ｃ、３１Ｄを設けて複層構成としたものである。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。
【００４２】
（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１１に記載の発明について説明する。
【００４３】
図４は本発明の実施の形態４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１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０記載のいずれか一つのスピーカ用振動板２７、２７Ａ、２７Ｂを用いてスピーカを構成したものである。
【００４４】
図４のスピーカにおいては、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、リング状のフレーム２６を結合している。このフレーム２６の周縁部に、請求項１から請求項１０記載のいずれか一つの円板形スピーカ用振動板２７の外周部を接着している。
【００４５】
そして、このスピーカ用振動板２７に円筒状のボイスコイル２８の上端を結合するとともに、このボイスコイル２８の下部を、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。
【００４６】
この構成によれば、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、特性の良好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。
【００４７】
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。この振動板の材厚については、以下に限定されるものではないが、小型スピーカに用いるものであると、一般的に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。
【００４８】
樹脂基材３０とエラストマー層３１の厚さバランスは、全体の５０％以上の厚さが樹脂基材３０でないとスピーカの構成時、音圧を確保する場合に振動板厚さが必要以上に厚くなってしまう。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。好ましくはエラストマー層３１を除いた樹脂基材３０厚さが全体の６０％〜９０％であることが良い。
【００４９】
本発明のスピーカ用振動板２７、２７Ａ、２７Ｂは、図１〜図４のごとく逆皿状とすると、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化対応可能なものとなる。また、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。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカ用振動板は、樹脂基材の両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構成としたものである。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。
【００５１】
これらの構成とすることで、広周波数特性化や音質の良好化を実現することができる。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】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の生産工程を示す断面図
【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】本発明のさらに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】本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図
【図５】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  振動板材
２７Ａ  スピーカ用振動板
２７Ｂ  スピーカ用振動板
２８  ボイスコイル
３０  樹脂基材
３９Ａ  樹脂基材
３０Ｂ  樹脂基材
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
４０  圧空成形用金型
【図１】
2004312085.tif 000003
【図２】
2004312085.tif 000004
【図３】
2004312085.tif 000005
【図４】
2004312085.tif 000006
【図５】
2004312085.tif 000007