CN102027758A - 微型扬声器用振膜边缘材料和使用该微型扬声器用振膜边缘材料的微型扬声器以及使用该微型扬声器的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明可改善微型扬声器用振膜边缘材料的耐热性、耐寒性、防湿性、成形性、高内耗等。本发明的微型扬声器用振膜边缘材料通过对弹性体片加热成形而制成，所述弹性体片由聚酰胺系弹性体单独形成，或者通过在该聚酰胺系弹性体内添加混入聚氨酯系弹性体等功能性弹性体而形成，或者通过在所述聚酰胺系弹性体的单面或两面或者2枚所述聚酰胺系弹性体之间附加所述功能性弹性体而形成。

Description

微型扬声器用振膜边缘材料和使用该微型扬声器用振膜边缘材料的微型扬声器以及使用该微型扬声器的电子设备
技术领域
本发明涉及在移动电话、便携型音响设备或笔记本电脑等电子设备中使用的电气-音响变换器用的微型扬声器的边缘材料技术，尤其涉及在耐热性、耐寒性、防湿性、成形性、及高内耗等方面优异的微型扬声器用振膜边缘材料及使用了该微型扬声器用振膜边缘材料的微型扬声器以及使用了该微型扬声器的移动电话、便携型音响设备或笔记本电脑等电子设备。
背景技术
目前，如上所述的移动电话等小型电子设备中使用的微型扬声器的振膜大部分为通过将聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)等工程塑料单独用规定的模型加热冲压成形而得到的单一结构的振膜(Diaphragm)，在通常的扬声器用振膜(也称为盆纸(cone paper))中以不可分割的一体承担形成振膜的振动部主体和位于振动部主体的外周的边缘部的两种功能的一体型成型制品正在成为主流。
将聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酰亚胺(PAI)等树脂薄膜一体成型为圆顶形状的扬声器用振膜在例如日本特开2003-289594号公报“スピ一カ用振動板とそれに用いるポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂(扬声器用振膜和其中所使用的聚酰胺树脂及聚酰亚胺树脂)”(专利文献1)中被公开。
图8、图9、图10为上述专利文献1中公开的移动电话机的立体图、振膜的结构例、扬声器的结构图。
图8中，1表示移动电话机，2(4)表示扬声器部，3表示话筒部(听筒用扬声器)。
图9表示由聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂薄膜(或聚酰亚胺(PI)树脂薄膜)成型的振膜的整体图。该图中，3为振膜，3a为振膜的圆顶部(主体)，3b为振膜的凹嵌部，3c为振膜的周边部(边缘)，3d为振膜的外部粘贴部，5为扬声器的音圈。
图10所示为安装有图9中示出的振膜3的扬声器部的结构的图。该图中，3表示振膜，3a表示振膜的圆顶部(主体)，3b表示振膜的凹嵌部，3c表示振膜的周边部(边缘)，3d表示振膜的外部粘贴部，4表示使用了振膜的扬声器(相当于图4的2)，5表示音圈，7a表示扬声器的上部磁极板，7b表示扬声器的下部磁极板，8表示磁隙，9表示扬声器的外部端子，10表示垫圈，14表示扬声器的磁体，15表示扬声器的磁路，17表示框架，26表示保护器。
在图8～10所示的例子中，考虑到扬声器的效率及耐热性，为了振膜的重量轻量化而使用了聚酰胺酰亚胺(PAI)(或聚酰亚胺(PI))等薄膜工程塑料作为振膜，但振膜的周边部(边缘)和振膜的圆顶部(主体)一体化而成的工程塑料振膜难以将扬声器的最低共振频率(F0)设计得较低，存在能够再现的下限频率不足、音质也具有生硬的倾向的问题。
逐年来，在推进数字化、迎接普世社会(ubiquitous society)的到来的过程中，作为其代表性的移动(mobile)功能，对于针对移动电话的要求的进步非常显著，对其中所安装的微型扬声器(直径20mm±)的高灵敏度、高功率高音质等宽带覆盖的要求也在逐渐提高。
然而，现有的单一结构的振膜将最低共振频率(Fo)抑制得较低，为了应对高功率，必须分别单独实现振膜主体部和边缘部这两者的功能。
为了将振膜主体部中主要从音圈传出的各频率的振动在空气中正确地传递而没有剩余，从而再现没有失真的易听的声音，要求弹性模量、刚性等强度以及适度的内耗。
另一方面，在边缘部中，为了位于振动部主体的外周并与框架一起被固定，还要求主要可有效吸收振动的柔和的减震器功能。
然而，对于将单一的薄膜成形而得到的单一结构的振膜而言，要求兼顾这些对振膜主体部所要求的强度、和对边缘部所要求的减震器那样的柔软性或柔和性当然是存在限度的。
另外，日本特开2004-312085号公报“スピ一カ用振動板およびこれを用いたスピ一カ(扬声器用振膜和使用其的扬声器)”(专利文献2)中公开了如下的扬声器用振膜：在扬声器用振膜中，以最低共振频率（Fo)的降低所产生的宽频率特性化和高音质化为目的，在聚酰亚胺系的树脂基材的单面或两面设置弹性体层；日本专利第3996075号公报“スピ一カ振動板用フイルム(扬声器振膜用薄膜)”(专利文献3)中公开了在聚醚酰亚胺薄膜基材的单面或两面设置有树脂被覆层的扬声器振膜。
专利文献1：日本特开2003-289594号公报
专利文献2：日本特开2004-312085号公报
专利文献3：日本专利第3996075号公报
发明内容
微型扬声器用振膜的边缘材料的重要作用为抑制来自振膜的分割振动并稳定频率特性，考虑到所安装的移动电话等电子设备的各种使用环境，对粘弹性、高内耗、高应力、耐热性、耐寒性、柔软性、用于量产的成形性、形状保持性等各种物性有要求，但上述现有的微型扬声器的振膜的边缘材料不能充分满足这些要求。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种尤其在耐热性、耐寒性、防湿性、成形性、及高内耗等方面优异的微型扬声器用振膜边缘材料和使用该微型扬声器用振膜边缘材料的微型扬声器以及使用该微型扬声器的移动电话、便携型音响设备或笔记本电脑等电子设备。
本发明所涉及的微型扬声器用振膜边缘材料的特征在于，其在聚酰胺系弹性体树脂内添加混入有与该聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂，或者，在将所述聚酰胺系弹性体树脂制膜而成的聚酯系弹性体片的单面或两面或者2枚所述聚酯系弹性体片之间附加有与该聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂的层。
另外，其特征在于，所述与聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂为聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)。
此外，本发明所涉及的微型扬声器的特征在于，其使用了上述微型扬声器用振膜边缘材料，本发明所涉及的电子设备的特征在于，其使用了所述微型扬声器。
本发明的微型扬声器用振膜边缘材料通过采用上述结构，在耐热性、耐寒性、防湿性、成形性及高内耗等方面优异，通过将该微型扬声器用振膜边缘材料安装到微型扬声器中，或者将该微型扬声器安装到移动电话、便携型音响设备或笔记本电脑等电子设备中，能够实现特性优异的微型扬声器或电子设备。
附图说明
图1为用于说明本发明所涉及的微型扬声器用振膜边缘材料的结构的图。
图2为显示聚酰胺系弹性体片和在该聚酰胺系弹性体片上层积有苯乙烯系弹性体的多层片在不同温度下的损耗角正切tanδ的测定结果的图。
图3为用于说明本发明所涉及的振膜的一个例子的图(其1)。
图4为用于说明本发明所涉及的振膜的一个例子的图(其2)。
图5为用于说明本发明所涉及的振膜的一个例子的图(其3)。
图6为用于说明本发明所涉及的振膜的其他例子的图(其1)。
图7为用于说明本发明所涉及的振膜的其他例子的图(其2)。
图8为使用了图7的振膜的微型扬声器的结构图。
图9为现有技术中的移动电话机的立体图。
图10所示为现有技术中的振膜的图。
图11为现有技术中的扬声器的结构图。
符号说明
1：移动电话机
2：使用了振膜的扬声器
20：高弹性的材料(纸、工程塑料薄膜、或铝、镁等轻金属片)
30：微型扬声器用振膜边缘材料
3a、30a：振膜的圆顶部(主体)
3b、30b：振膜的凹嵌部
3c、30c：振膜的周边部(边缘)
3d、30d：振膜的外部粘贴部
300：振膜
4：使用了振膜的微型扬声器
5：音圈
7a：扬声器的上部磁极板
7b：扬声器的下部磁极板
8：磁隙
9：扬声器的外部端子
10：垫圈
14：扬声器的磁体
15：扬声器的磁路
17：框架
26：保护器
A：聚酯系弹性体
B：功能性弹性体(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物))
具体实施方式
以下，使用化学结构式及附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
如图1的(d)所示，本发明的实施例1中，使用聚酰胺系弹性体树脂，将其以片状制膜而制作聚酰胺系弹性体片A，使用在该聚酰胺系弹性体片A的内部添加混入有功能性弹性体树脂(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)B的材料，制作具有良好特性的聚酰胺系弹性体片，并利用热压机成形，制成微型扬声器用振膜边缘材料。
通过在内部添加混入功能性弹性体树脂，能够进行调整以符合合适的物性的要求(f0±软硬调整、厚度±调整、损耗角正切tanδ调整、杨氏模量调整、成形性调整等)，可以获得具有优于以往的耐热性、耐寒性、防湿性、成形性及高内耗等特性的微型扬声器用振膜边缘材料。
(实施例2)
本发明的实施例2中，通过在聚酰胺系弹性体片(10μ～60μ)A的单面(参照图1的(a))或者两面(参照图1的(b))附加功能性弹性体树脂(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)B而形成多层，能够进行调整以符合更合适的物性的要求(f0±软硬调整、厚度±调整、损耗角正切tanδ调整、杨氏模量调整、成形性调整等)。将这些制成多层的材料用热压机成形，应用于微型扬声器用振膜边缘材料。
<聚酰胺系弹性体多层测试结果>
为了在聚酰胺系弹性体30μ片上层积10μ苯乙烯系弹性体而确认应力的方向性，确认了由温度产生的损耗角正切tanδ，结果得到图2所示的结果。可知，通过层积聚酰胺系弹性体和苯乙烯系弹性体，能够大幅增大损耗角正切tanδ。
(实施例3)
进而，如图1的(c)所示，本发明的实施例3中，通过在2枚聚酰胺系弹性体片(10μ～60μ)A之间附加功能性弹性体树脂(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)B而形成多层，能够进行调整以符合更合适的物性的要求(f0±软硬调整、厚度±调整、损耗角正切tanδ调整、杨氏模量调整、成形性调整等)。将这些制成多层的材料用热压机成形，应用于微型扬声器用振膜边缘材料。
利用上述微型扬声器用振膜边缘材料，通过将弹性体片加热成形而制成微型扬声器振膜用边缘材料，能够获得在主要由微型扬声器用振膜边缘材料所要求的以下物性方面非常优异的材料，所述弹性体片通过在聚酰胺系弹性体树脂内添加混入功能性弹性体(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)B而形成，或者，通过在所述聚酰胺系弹性体树脂的单面或两面或者2枚聚酰胺系弹性体之间附加功能性弹性体(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)的层而形成。
(a)耐热性…次于特种工程塑料的高耐热性熔点/200℃±
(b)耐热保持率…在120℃×1000小时的测试中保持率无变化。
(c)脆化温度…-60度±
(d)损耗角正切tanδ…与目前在微型扬声器振膜中较多使用的特种工程塑料中最高的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)(tanδ＝0.04)相比明显更优异。通过调配能够表现出特种工程塑料的2倍以上(tanδ＝0.08以上)的损耗角正切tanδ，通过在单面或两面附加弹性体层(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)，能够提供更高的效果。
(e)最低共振频率(F0)…即使单独由含有50％以上的具有(化学式1)的化学结构式的聚酯树脂的聚酯系弹性体形成，也能够与以往使用的特种工程塑料相比大幅降低fo，另外，通过在聚酯系弹性体树脂内添加混入功能性弹性体(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)，或者，在单面或两面附加功能性弹性体层(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)，能够提供更高的效果。
(f)Q值…通过在聚酰胺系弹性体的单面或两面附加功能弹性体层(聚氨酯系弹性体、硅酮系弹性体、苯乙烯系弹性体或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯聚合物)等)，能够提供大幅降低Q的效果。
(g)成形量产性…与目前在微型扬声器振膜中较多使用的特种工程塑料的成形温度(180～250℃)相比，能够在更低温度下(120℃～150℃)成形，量产性优异。
(实施例4)
以下，利用附图，对将具有上述优异特性的微型扬声器用振膜边缘材料用于微型扬声器的实施例进行说明。
图3及图4为用于说明本发明所涉及的振膜的一个例子的图。
图3中，20为高弹性材料(纸、工程塑料薄膜、或铝、镁等轻金属片)，30为本发明所述的上述实施例中说明的微型扬声器用振膜边缘材料。
微型扬声器用振膜边缘材料30具有环状形状，在以其外周部分与高弹性材料20的内周部分重叠的方式进行位置合对后，进行一体成型。
高弹性材料20主要形成振膜的圆顶部即主体部，微型扬声器用振膜边缘材料30以主要形成振膜的周边部即边缘部的方式进行位置合对后被一体成型，并安装到微型扬声器中。
使高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30的至少一者事先具有粘接功能(可以涂布粘接剂，也可以利用在一体成型时产生粘接作用的材料的特性)，在一体成型时，将高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30粘接成型，以自由边模式制作微型扬声器用振膜。
图4为将如上所述通过同时一体成型而制作的振膜安装至微型扬声器的音圈时的结构图。图4为使微型扬声器用振膜边缘材料30位于高弹性材料20的上方的例子，相反地，也可以如图5所示那样使微型扬声器用振膜边缘材料30位于高弹性材料20的下方。是制成图4的方式还是图5的方式，这是根据与微型扬声器的结构的平衡来决定的事项。进行一体成型时的成型的形状当然应该与其相符而形成最适合的形状。
图6及图7所示为本发明所涉及的振膜的其他例子的图。
图6中，20为高弹性材料(纸、工程塑料薄膜、或铝、镁等轻金属片)，30为微型扬声器用振膜边缘材料，将高弹性材料20在微型扬声器用振膜边缘材料30的片上方进行位置合对，使得高弹性材料20位于振膜的圆顶部即主体部的位置(通常为中央部)，然后一体成型。
本例的情况下，高弹性材料20形成振膜的圆顶部即主体部，微型扬声器用振膜边缘材料30形成振膜的圆顶部即主体部与振膜的周边部即边缘部这两者。换言之，振膜的圆顶部由高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30重叠的部分形成，振膜的周边部仅由微型扬声器用振膜边缘材料30形成。
另外，在该情况下，使高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30的至少一者事先具有粘接功能(可以涂布粘接剂，也可以利用在一体成型时产生粘接作用的材料的特性)，在一体成型时，将高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30粘接并一体成型，以自由边模式制作微型扬声器用振膜。
图7及图8所示为如上述那样制作的振膜及使用了该振膜的微型扬声器的图。
图7中，300为如图6中所说明的那样将高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30粘接成型而制作的振膜，30a为振膜的圆顶部(主体)，30b为振膜的凹嵌部，30c为振膜的周边部(边缘)，30d为振膜的外部粘贴部。振膜的圆顶部(主体)30a通过高弹性材料20和微型扬声器用振膜边缘材料30的层积而形成，振膜的周边部(边缘)30c及振膜的外部粘贴部30d仅由微型扬声器用振膜边缘材料30形成。5为扬声器的音圈。以微型扬声器用振膜边缘材料30的片侧与音圈5接触的方式安装。
图8所示为安装了图7中示出的振膜300的扬声器部的结构的图。该图中，30表示微型扬声器用振膜边缘材料，30a表示振膜的圆顶部(主体)，30b表示振膜的凹嵌部，30c表示振膜的周边部(边缘)，30d表示振膜的外部粘贴部，4表示使用了振膜的扬声器(相当于图8的扬声器2)，5表示音圈，7a表示扬声器的上部磁极板，7b表示扬声器的下部磁极板，8表示磁隙，9表示扬声器的外部端子，10表示垫圈，14表示扬声器的磁体，15表示扬声器的磁路，17表示框架，26表示保护器。图8与图11的不同之处在于振膜的部分，除振膜30以外具有与图11同样的结构。
如图9～11中所说明的现有技术那样，在利用微型扬声器振膜的周边部(边缘)和圆顶部(主体)为相同材料的工程塑料薄膜制成成型品的情况下，难以将扬声器的最低共振频率(F0)设计得较低，存在能够再现的下限频率不足、音质也具有生硬的倾向的问题。另外，在将振膜的周边部(边缘)和振膜的圆顶部(主体)分别成型并将它们粘接的现有方式中，低频再现和输入方面还残留有问题(若重视低频再现则输入较小，若重视输入则低频有限)，此外还存在生产率较差的问题。但本发明中，通过将高弹性的材料(纸、工程塑料薄膜、或铝、镁等轻金属片)和上述实施例中所示的微型扬声器用振膜边缘材料粘接并一体化成型的、生产率良好的简便方法，能够实现可适用于低频再现优异、高输出的扬声器的振膜。
工业实用性
本发明所述的微型扬声器用振膜边缘材料的特性优异，能够适用于以移动电话、便携型音响设备或笔记本电脑等电子设备为首的、需要扬声器的所有电子设备的电气-音响变换器用的微型扬声器的边缘材料的用途。

Claims (7)

1.一种微型扬声器用振膜边缘材料，其特征在于，其在聚酰胺系弹性体树脂内添加混入有与该聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂，或者，在将所述聚酰胺系弹性体树脂制膜而成的聚酯系弹性体片的单面或两面或者2枚所述聚酯系弹性体片之间附加有与该聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂的层。
2.如权利要求1所述的微型扬声器用振膜边缘材料，其特征在于，所述与聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂为聚氨酯系弹性体。
3.如权利要求1所述的微型扬声器用振膜边缘材料，其特征在于，所述与聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂为硅酮系弹性体。
4.如权利要求1所述的微型扬声器用振膜边缘材料，其特征在于，所述与聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂为苯乙烯系弹性体。
5.如权利要求1所述的微型扬声器用振膜边缘材料，其特征在于，所述与聚酰胺系弹性体树脂不同的弹性体树脂为乙烯-乙酸乙烯酯聚合物。
6.一种微型扬声器，其特征在于，其使用了权利要求1～5中任一项所述的微型扬声器用振膜边缘材料。
7.一种电子设备，其特征在于，其使用了权利要求6所述的微型扬声器。
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