WO2012137369A1 - マイクロスピーカ用振動板エッジ材、マイクロスピーカ用振動板、マイクロスピーカ、および電子機器 - Google Patents

マイクロスピーカ用振動板エッジ材、マイクロスピーカ用振動板、マイクロスピーカ、および電子機器 Download PDF

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diaphragm
speaker
edge material
micro speaker
micro
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精吾 山田
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吾妻化成株式会社
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    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm edge material technology of a micro speaker for an electro-acoustic converter used in an electronic device such as a mobile phone, a portable audio device, or a laptop computer, and in particular, heat resistance, cold resistance, moisture resistance.
  • Microspeaker diaphragm edge material excellent in moldability, high internal loss, etc. microspeaker diaphragm using the microspeaker diaphragm edge material, microspeaker, and mobile phone using the microspeaker
  • the present invention relates to portable acoustic devices or electronic devices such as notebook computers.
  • edge materials that also serve as diaphragms for microspeakers used in small electronic devices such as mobile phones as described above are polyimide (PI), polyamide imide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS).
  • PI polyimide
  • PAI polyamide imide
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PES polyphenylene sulfide Resin
  • PEI Polyetherimide
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • PEEK Polyether Ether Ketone
  • PEEK Poly Ether Ether Ketone
  • a general speaker diaphragm also referred to as cone paper
  • a vibrating body outside One-piece molded products that are inseparably responsible for both functions of the edge portion located around the circumference are the mainstream.
  • a speaker diaphragm in which a resin film such as polyimide (PI) or polyamideimide (PAI) is integrally formed in a dome shape is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-289594 “Speaker diaphragm, polyamide resin and polyimide resin used therefor” (Patent Document 1).
  • PI polyimide
  • PAI polyamideimide
  • FIG. 6, 7, and 8 are a perspective view of a mobile phone disclosed in Patent Document 1, a configuration example of a diaphragm, and a structural diagram of a speaker.
  • FIG. 6 1 is a mobile phone, 2 (4) is a speaker unit, and 3 is a microphone unit (receiver speaker).
  • FIG. 7 shows an overall view of a diaphragm molded from a polyamideimide (PAI) resin film (or polyimide (PI) resin film).
  • PAI polyamideimide
  • PI polyimide
  • 3 is a diaphragm
  • 3a is a dome part (body) of the diaphragm
  • 3b is a recessed fitting part of the diaphragm
  • 3c is a peripheral part (edge) of the diaphragm
  • 3d is an external pasting part of the diaphragm
  • FIG. 8 is a diagram showing the structure of the speaker unit incorporating the diaphragm 3 shown in FIG.
  • 3 is a diaphragm
  • 3a is a dome part (body) of the diaphragm
  • 3b is a recessed fitting part of the diaphragm
  • 3c is a peripheral part (edge) of the diaphragm
  • 3d is an external pasting part of the diaphragm
  • 5 is a voice coil
  • 7a is an upper magnetic pole plate of the speaker
  • 7b is a lower magnetic pole plate of the speaker
  • 8 is a magnetic gap
  • 9 is an external terminal of the speaker
  • Reference numeral 10 denotes a gasket
  • 14 denotes a speaker magnet
  • 15 denotes a speaker magnetic circuit
  • 17 denotes a frame
  • 26 denotes a protector.
  • thin film engineering plastics such as polyamideimide (PAI) (or polyimide (PI)) are used as the diaphragm to reduce the weight and weight of the diaphragm.
  • PAI polyamideimide
  • PI polyimide
  • the required sensitivity tends to be limited, for example, the lower limit frequency is insufficient and the sound quality becomes stiff.
  • a material with high Young's modulus hardness is suitable for reproducing sound that is accurately transmitted in the air without leaving excessive vibrations of each frequency mainly transmitted from the voice coil. ing.
  • the edge part is positioned on the outer periphery of the vibration part body and is fixed to the frame. Therefore, the edge part mainly has a large internal loss that absorbs vibrations from the diaphragm efficiently and quickly, and a flexible damper function such as rubber. Material is suitable.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-312085 “Speaker diaphragm and speaker using the same” (Patent Document 2) describes a minimum diaphragm frequency (Fo) in a speaker diaphragm. ), An elastomer layer is provided on one or both sides of a polyimide resin substrate for the purpose of wide frequency characteristics and high sound quality, and Japanese Patent No. 3996075 “Speaker diaphragm film” ( Patent Document 3) discloses one in which a resin coating layer is provided on one side or both sides of a polyetherimide film substrate.
  • An important role of the edge material of the diaphragm for a micro speaker is to suppress the divided vibration from the diaphragm and stabilize the frequency characteristics. Therefore, a function for efficiently attenuating dynamic vibration is required. In addition, a characteristic of high Young's modulus is also required in order to transmit vibration from the coil.
  • general-purpose materials such as PAI, PI, and PEI disclosed in each patent document have durability against high heat and strong vibration transmitted from the voice coil as the speaker power increases and the sound quality increases. It was not sufficient, and there were problems such as tearing and breakage over time.
  • the object of the present invention is a diaphragm edge material for a micro speaker that is particularly excellent in heat resistance, cold resistance, moisture resistance, moldability, bending resistance, vibration resistance, high internal loss, etc.
  • the diaphragm edge material for a micro speaker according to the present invention has a polyether etherketone (PEEK) on one surface of an intermediate layer having a high damping effect, and a polyetheretherketone (PEEK) on the other surface.
  • PEEK polyether etherketone
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEEK polyetherimide
  • the constraining layer on both sides of the intermediate layer is PEEK, and the thickness of the constraining layer is in the range of 2.0 ⁇ m to 20.0 ⁇ m.
  • the thickness of the intermediate layer is also in the range of 5.0 ⁇ m to 50.0 ⁇ m.
  • the intermediate layer is also characterized by comprising an acrylic or butyl low hardness agent.
  • the hardness of the intermediate layer is characterized by being Shore A60 or less.
  • a diaphragm for a microspeaker according to the present invention is characterized by using the above-described diaphragm edge material for a microspeaker.
  • a diaphragm dome (body part) formed of a highly elastic material
  • a peripheral edge portion (edge portion) of a diaphragm formed by the ring-shaped microspeaker diaphragm edge material of the ring shape and an outer peripheral portion of the high elastic material and the ring-shaped microspeaker diaphragm edge material of the microspeaker
  • the inner peripheral part is integrated in a superimposed positional relationship, or the highly elastic material that forms the dome part (body part) of the diaphragm, and the dome part (body part) and peripheral part (edge part) of the diaphragm
  • the micro speaker according to the present invention is characterized by using the above diaphragm for a micro speaker, and the electronic device according to the present invention is characterized by incorporating the micro speaker.
  • the diaphragm edge material for a microspeaker of the present invention is excellent in heat resistance, cold resistance, moisture resistance, moldability, bending resistance, vibration resistance, high internal loss, etc. by adopting the above configuration.
  • this micro speaker diaphragm edge material into a micro speaker diaphragm or a micro speaker, or by incorporating the micro speaker into an electronic device such as a mobile phone, a portable audio device, or a notebook computer, An excellent diaphragm for a micro speaker, a micro speaker, and an electronic device can be realized.
  • FIG. 5 is a structural diagram of a micro speaker using the diaphragm edge material for the micro speaker of FIG. 4. It is a perspective view of the mobile phone in a prior art. It is a figure which shows the diaphragm in a prior art. It is a structural diagram of a speaker in the prior art. It is a graph which shows the relationship between the thickness of a constrained layer, and the minimum frequency.
  • the diaphragm edge material for microspeakers needs to dissipate energy as much as possible during one period of dynamic vibration not only in terms of improving the breaking strength under high heat resistance, but also in terms of acoustic characteristics.
  • the diaphragm edge material is characterized in that an adhesive layer having a high damping effect is used as an appropriate material that efficiently disperses and attenuates, and constraining layers are provided on both surfaces. This method is called constrained layer damping treatment, and requires a sufficiently high physical property of the constraining layer for an adhesive layer having a high damping effect.
  • the intermediate adhesive layer (damping layer) and the two surface constraining layers are deformed independently of each other, and the damping layer is subjected to a large shear strain.
  • the damping effect per unit weight of the damping material is much larger than the unconstrained layer damping effect, and a large damping effect can be obtained with the addition of a thin damping layer, so it is suitable for micro speaker diaphragm edge materials that require lightweight high power Is preferred.
  • an acrylic or butyl adhesive having a low hardness is used for the intermediate damping layer, and a polyetheretherketone (PEEK) having high rigidity, heat resistance, and bending resistance is used for both surface constraining layers.
  • PEEK polyetheretherketone
  • Environmentally friendly [RoHS Directive Restriction 6 Substances (Lead, Cadmium, Mercury, Hexavalent Chromium, PBB, PBDE) not contained]
  • a diaphragm edge material for a microspeaker having a high Young's modulus is obtained, and is particularly suitable when applied to a speaker of an electronic device such as a mobile phone, a portable acoustic device, or a notebook computer.
  • Example 1 A diaphragm edge material for a micro speaker according to the present invention will be described.
  • a diaphragm edge material 30 for a microspeaker according to the present invention includes a constrained layer (thickness) made of PEEK from both sides of an intermediate layer (thickness 5 ⁇ m to 50 ⁇ m) 31 made of acrylic or butyl low hardness agent. (2 ⁇ m to 20 ⁇ m) 32, 33.
  • FIG. 9A is a graph showing the relationship between the thickness of the constraining layers 32 and 33 and the minimum frequency of the microspeaker.
  • the horizontal axis of the graph is the lowest value (hereinafter referred to as the lowest frequency (Hz)) of the frequency output from the microspeaker using the above-described microspeaker diaphragm edge material 30, and the vertical axis is the constraining layer 32,
  • the PEEK as 33 has a single thickness ( ⁇ m).
  • the minimum frequency is set to 2.0 ⁇ m, 3.5 ⁇ m, 5.0 ⁇ m, 7.0 ⁇ m, 10.0 ⁇ m, 15.0 ⁇ m, and 20.0 ⁇ m for the thicknesses of the constraining layers 32 and 33, respectively. It was measured.
  • the minimum frequency increases as the thickness of the constraining layers 32 and 33 increases and depends on the thickness change of the constraining layers 32 and 33. It can also be seen that the lowest frequency is 100 Hz when the thickness of the constraining layers 32 and 33 is 2.0 ⁇ m, and 2000 Hz when the thickness of the constraining layers 32 and 33 is 20.0 ⁇ m.
  • the minimum frequency of the micro speaker in this embodiment is set to be 100 Hz or more.
  • the thickness of the constraining layers 32 and 33 needs to be 2.0 ⁇ m or less, but the constraining layers 32 and 33 are 2.0 ⁇ m. This is because the possibility of breakage such as tearing is increased by making the thickness further thinner.
  • the minimum frequency of the microspeaker in the present embodiment is set to be 2000 Hz or less. This is because if the minimum frequency is 2000 Hz or higher, only the sound in the high frequency range of 2000 Hz or higher is reproduced, and the sound in the low frequency range of 2000 Hz or lower becomes difficult to be reproduced, impairing the performance as a speaker. From the above, the thickness range of PEEK consisting of the constraining layers 32 and 33 is suitably 2.0 ⁇ m to 20.0 ⁇ m.
  • the optimum range of the thickness of the intermediate layer 31 is determined by the relationship between the thickness of the intermediate layer 31 and the internal loss of the diaphragm.
  • the internal loss is an index generally indicating the difficulty of sound, and the higher the internal loss, the less the reverberation is generated inside the speaker.
  • the internal loss increases as the thickness of the intermediate layer 31 increases, and depends on the thickness change of the intermediate layer 31. For this reason, the internal loss increases as the thickness of the intermediate layer 31 is increased, and a speaker with less reverberation can be obtained.
  • the thickness of the intermediate layer 31 increases, so that the moldability is impaired, and the thickness balance of the constraining layers 32 and 33 is lost when the microspeaker diaphragm edge material 30 is used. .
  • the thickness of the intermediate layer 31 is required to obtain a higher internal loss while ensuring the minimum moldability, and the thickness range of the intermediate layer 31 in this embodiment is for a micro speaker. Taking this into consideration, the thickness is set to 5.0 ⁇ m to 50.0 ⁇ m.
  • FIG. 9B is a table showing an example of a usage example of the diaphragm edge material 30 for a micro speaker.
  • the combination when the thickness of the intermediate layer 31 is in the range of 5.0 ⁇ m to 50.0 ⁇ m and the thickness of the constraining layers 32 and 33 is in the range of 2.0 ⁇ m to 20.0 ⁇ m will be outlined.
  • the use example 1 is a diaphragm edge material 30 for a micro speaker used in, for example, an earphone or the like, and the thicknesses of the A-surface constraining layer 32 and the B-surface constraining layer 33 are 2.0 ⁇ m, respectively. is there.
  • the range of the thickness of the intermediate layer 31 at this time is set to 5.0 ⁇ m to 11.0 ⁇ m, and the thickness of the diaphragm edge material 30 for microspeaker (the total of the intermediate layer 31 and the constraining layers 32 and 33) is It is 9.0 ⁇ m to 15.0 ⁇ m.
  • Use Example 4 is a diaphragm edge material 30 for a micro speaker used in, for example, a notebook personal computer, and the thicknesses of the A-side constraining layer 32 and the B-side constraining layer 33 are 10.0 ⁇ m, respectively. .
  • the range of the thickness of the intermediate layer 31 at this time is set to 10.0 ⁇ m to 30.0 ⁇ m, and the thickness of the diaphragm edge material 30 for microspeaker (the total of the intermediate layer 31 and the constraining layers 32 and 33) is 30.0 ⁇ m to 50.0 ⁇ m. As described above, the thicknesses of the intermediate layer 31 and the constraining layers 32 and 33 are appropriately determined according to the type and application of the speaker.
  • the hardness of the intermediate layer 31 is set so that the value when measured with a Shore (type) A durometer is A60 or less.
  • the Shore (type) A durometer is a test machine for measuring the hardness of a substance, and a push needle is pushed into the surface of the object to be measured and deformed, and the amount of deformation (depth during pushing) ) (JIS K 6253).
  • JIS K 6253 the amount of deformation (depth during pushing) )
  • the diaphragm edge material for a microspeaker according to the present invention is formed by first forming PEEK having the chemical structural formula shown in FIG. 2A into a sheet shape, and from both sides of the intermediate layer made of acrylic or butyl low hardness agent. Manufactured by sandwiching and molding with a hot press. As a result, as shown in FIG. 1, a diaphragm edge material for a microspeaker composed of three layers of an intermediate layer 31 made of an acrylic or butyl low hardness agent and surface constraining layers 32 and 33 made of PEEK layers on both sides thereof. 30 is obtained.
  • the thus produced diaphragm edge member 30 for microspeakers has excellent characteristics such as heat resistance, cold resistance, moisture resistance, moldability, and high internal loss as compared with the conventional one.
  • the acrylic or butyl low hardness agent 31 forming the intermediate layer is an adhesive layer having a high damping effect, and PEEK forming the surface constraining layers 32 and 33 on both sides is not only high in rigidity and bending resistance but also strong in breaking strength. As shown in the comparison diagram shown in FIG. 2B, it is a material having a high heat resistance and a wide continuous use temperature range as compared with other materials. It is suitable as a material for diaphragm edges for microspeakers with excellent loss.
  • PEEK is polyetheretherketone
  • PTEF is fluorocarbon polymers
  • PPS is polyphenylene sulfide (Polyphenylene Sulfide Resin)
  • PEI is polyetherimide
  • PAR is polyarylate
  • Polyarylate and PEN are polyethylene naphthalate
  • PET is polyethylene terephthalate.
  • FIG. 10 is a table comparing the physical property values of the constraining layers 32 and 33 and the diaphragm edge material 30 for a micro speaker.
  • the single constraining layers 32 and 33 are PEEK having a thickness of 5.0 ⁇ m, and the maximum point stress, the maximum point strain and the elastic modulus of the constraining layers 32 and 33 are 95. 5N / mm 2, is 35.6% and 3279.3N / mm 2.
  • the diaphragm edge material 30 for a micro speaker has a three-layer structure in which the thickness of the intermediate layer 31 is 15.0 ⁇ m and the thickness of the constraining layers 32 and 33 made of PEEK is 5.0 ⁇ m.
  • the maximum point stress, the maximum point strain, and the elastic modulus of the speaker diaphragm edge member 30 are 30.0 N / mm 2 , 98.5%, and 999.0 N / mm 2 , respectively.
  • the “maximum point stress” is the maximum value of the force generated inside the object per unit area, and the smaller the maximum point stress number, the higher the flexibility.
  • the “maximum point strain” is a rate of change when an external force is applied to the object, and indicates that the larger the maximum point strain number, the higher the breakage resistance.
  • elastic modulus also called Young's modulus, is a value representing the ratio between stress and strain, and indicates that a smaller elastic modulus number is softer.
  • the maximum point stress and elastic modulus of the diaphragm edge material 30 for a micro speaker having a three-layer structure is significantly lower than that of PEEK as the constraining layers 32 and 33.
  • This fact is considered to be based on the fact that the intermediate layer 31 is made of acrylic or butyl low hardness and the hardness is Shore A60 or less.
  • the maximum point strain is significantly higher in the diaphragm edge material 30 for a micro speaker having a three-layer structure than in PEEK as the constraining layers 32 and 33. This fact is based on the structure in which the intermediate layer 31 is sandwiched between the constraining layers 32 and 33 made of PEEK having high rigidity.
  • the diaphragm edge material 30 for microspeakers has a three-layer structure sandwiched between the constraining layers 32 and 33 from both surfaces of the intermediate layer 31, so that it has extremely high flexibility, elasticity, bending resistance, damage resistance, and the like. It was confirmed to have excellent properties.
  • test condition temperature 90 (°C)
  • Frequency 100 (Hz)
  • Test method The microspeaker diaphragm 300 was formed using the microspeaker diaphragm edge member 30, and the time until the microspeaker diaphragm edge member 30 was damaged was measured under the above temperature and frequency conditions. .
  • the diaphragm edge material 30 for the microspeaker according to the embodiment is formed of three layers by using an acrylic low hardness agent for the intermediate layer 31 and providing PEEK as the constraining layers 32 and 33 on both surfaces of the intermediate layer 31.
  • the diaphragm edge material for a micro speaker according to Comparative Example 1 has a three-layer structure by using an acrylic low hardness agent for the intermediate layer 31 and providing PEI as the constraining layers 32 and 33.
  • the diaphragm edge material for microspeakers according to Comparative Example 2 has a three-layer structure by using an acrylic low hardness agent for the intermediate layer 31 and providing PAR as the constraining layers 32 and 33.
  • the microspeaker diaphragm edge member 30 according to the example has a time until failure of 125 hours.
  • the diaphragm edge materials for microspeakers according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 have 26 hours and 31 hours until breakage, respectively.
  • the diaphragm edge material 30 for the microspeaker according to the example has dramatically improved the time until breakage than the diaphragm edge material 30 for the microspeaker according to the first and second comparative examples. I understand that. This is due to the fact that the constraining layers 32 and 33 made of PEEK have excellent heat resistance and bending resistance compared to PEI and PAR.
  • the constraining layers 32 and 33 PEEK having high rigidity, heat resistance, and bending resistance, it has excellent heat resistance and cold resistance, and has formability, bending resistance, vibration resistance, and flexibility. It was confirmed that the diaphragm edge material 30 for a micro speaker was obtained.
  • Example 2 Embodiments of a microspeaker diaphragm using the microspeaker diaphragm edge material having excellent characteristics described above and a microspeaker incorporating the same will be described below with reference to the drawings.
  • 3A and 3B are views for explaining an example of a diaphragm using the diaphragm edge material for a micro speaker according to the present invention.
  • 20 is a highly elastic material (paper, engineering plastic film, or light metal sheet such as aluminum or magnesium), and 30 has the structure described in Example 1 and uses a PEEK layer as a surface constraining layer. It is a diaphragm edge material for a micro speaker.
  • the diaphragm edge material 30 for the microspeaker in the present embodiment has a ring shape, and is integrally molded after being aligned so that the outer peripheral portion thereof overlaps the inner peripheral portion of the highly elastic material 20.
  • the highly elastic material 20 mainly forms the dome portion or body portion of the diaphragm, and the diaphragm edge material 30 for the microspeaker is aligned and integrated so as to mainly form the peripheral edge or edge portion of the diaphragm. Molded and attached to a microspeaker.
  • At least one of the highly elastic material 20 and the diaphragm edge material 30 for the microspeaker is provided with an adhesive function in advance (adhesive material may be applied, or characteristics of a material that causes an adhesive action during integral molding may be used).
  • adhesive material may be applied, or characteristics of a material that causes an adhesive action during integral molding may be used.
  • the highly elastic material 20 and the diaphragm member 30 for microspeaker are bonded and molded to produce a diaphragm for microspeaker with a free edge specification.
  • FIG. 3B is a configuration diagram in the case where the diaphragm edge material 30 for a micro speaker produced by simultaneous molding as described above is attached to a voice coil of the micro speaker.
  • FIG. 3B shows an example in which the diaphragm edge material 30 for microspeaker is placed on the highly elastic material 20, but conversely, the diaphragm edge material 30 for microspeaker is made of a highly elastic material as shown in FIG. 3C. It is also possible to be below 20.
  • FIG. 3B or FIG. 3C is a matter determined in consideration of the structure of the micro speaker. Needless to say, the shape of the molding in the case of integral molding should be an optimum shape according to that.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing another example of the diaphragm according to the present invention.
  • 20 is a highly elastic material (paper, engineering plastic film, or light metal sheet such as aluminum or magnesium)
  • 30 is a diaphragm edge material for a micro speaker
  • the high elastic material 20 is used for a micro speaker.
  • the highly elastic material 20 is aligned on the sheet of the diaphragm edge member 30 so as to be positioned at the position of the diaphragm dome, that is, the body (usually the center), and integrally molded.
  • the highly elastic material 20 forms the dome portion, that is, the body portion of the diaphragm
  • the diaphragm edge material 30 for the microspeaker includes both the dome portion, that is, the body portion of the diaphragm, and the peripheral portion, that is, the edge portion of the diaphragm. Will be formed.
  • the dome portion of the diaphragm is formed by a portion where the high elastic material 20 and the diaphragm edge material 30 for the micro speaker overlap, and the peripheral edge portion of the diaphragm is formed only by the diaphragm edge material 30 for the micro speaker.
  • At least one of the highly elastic material 20 and the diaphragm edge member 30 for microspeakers is provided with an adhesive function in advance (adhesive material may be applied, or the characteristics of the material that causes an adhesive action during integral molding are utilized.
  • adhesive material may be applied, or the characteristics of the material that causes an adhesive action during integral molding are utilized.
  • the high elastic material 20 and the diaphragm edge material 30 for microspeaker are bonded and integrally molded, and a diaphragm for microspeaker is manufactured with a free edge specification.
  • FIG. 4B and FIG. 5 are diagrams showing a micro speaker diaphragm manufactured as described above and a micro speaker using the micro speaker diaphragm.
  • reference numeral 300 denotes a microspeaker diaphragm produced by bonding and molding the highly elastic material 20 and the above-described microspeaker diaphragm edge member 30 as described in FIG. 1, and 30a is a dome portion of the diaphragm. (Body), 30b is a recessed fitting part of the diaphragm, 30c is a peripheral part (edge) of the diaphragm, and 30d is an external sticking part of the diaphragm.
  • the dome portion (body) 30a of the diaphragm is formed by laminating the highly elastic material 20 and the diaphragm edge material 30 for the micro speaker, and the peripheral edge (edge) 30c of the diaphragm and the external pasting portion 30d of the diaphragm are It is formed only with the diaphragm edge material 30 for microspeakers.
  • Reference numeral 5 denotes a speaker voice coil.
  • the microspeaker diaphragm edge member 30 is attached so that the sheet side is in contact with the voice coil 5.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of the speaker unit incorporating the diaphragm 300 shown in FIG. 4B.
  • 30 is a diaphragm edge material for a micro speaker
  • 30a is a dome portion (body) of the diaphragm
  • 30b is a concave fitting portion of the diaphragm
  • 30c is a peripheral edge (edge) of the diaphragm
  • 30d is a diaphragm.
  • 4 is a speaker using a diaphragm (corresponding to the speaker 2 in FIG.
  • FIG. 5 is a voice coil
  • 7a is an upper magnetic pole plate of the speaker
  • 7b is a lower magnetic pole plate of the speaker
  • 8 is a magnetic gap
  • 9 is External terminals of the speaker
  • 10 is a gasket
  • 14 is a speaker magnet
  • 15 is a magnetic circuit of the speaker
  • 17 is a frame
  • 26 is a protector.
  • FIG. 5 is different from FIG. 8 in the portion of the diaphragm, and has the same configuration as FIG. 8 except for the diaphragm.
  • the diaphragm edge material for a micro speaker according to the present invention is excellent in heat resistance, cold resistance, moisture resistance, moldability, high internal loss, and the like, and is an electronic device such as a mobile phone, a portable acoustic device, or a laptop computer. It can also be used as an edge material for microspeakers for electro-acoustic converters in all electronic devices that require speakers.
  • Mobile phone 2 Speaker using diaphragm 20: High elastic material (paper, engineering plastic film, Or light metal sheets such as aluminum and magnesum) 30: Diaphragm edge material for microspeakers 31: Intermediate layer (acrylic or butyl low hardness agent) 32, 33: Constrained layer (PEEK; Polyether etherketone: Polyetheretherketone) 3a, 30a: Dome part (body) of diaphragm 3b, 30b: concave fitting portion of diaphragm 3c, 30c: peripheral edge (edge) of diaphragm 3d, 30d: External pasting part of diaphragm 300: Diaphragm 4: Micro speaker using diaphragm 5: Voice coil 7a: Upper magnetic pole plate of speaker 7b: Lower magnetic pole plate of speaker 8: Magnetic gap 9: Outside of speaker Terminal 10: Gasket 14: Speaker magnet 15: Speaker magnetic circuit 17: Frame 26: Protector

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Abstract

　耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、高内部損失などを向上させたマイクロスピーカ用振動板エッジ材、該マイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いた振動板、マイクロスピーカおよび電子機器を提供するために、ダンピング効果の高い中間層の一方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether　etherketone）を、他方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether　etherketone）あるいはポリエーテルイミド（ＰＥＩ；Polyetherimide）を拘束層として設けた。

Description

マイクロスピーカ用振動板エッジ材、マイクロスピーカ用振動板、マイクロスピーカ、および電子機器
　本発明は、携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器に用いられる電気―音響変換機用のマイクロスピーカの振動板エッジ材技術に係り、特に、耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、および高内部損失などに優れたマイクロスピーカ用振動板エッジ材および該マイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたマイクロスピーカ用振動板、マイクロスピーカ、ならびに該マイクロスピーカを用いた携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器に関する。
　現在、上述した如き携帯電話などの小型電子機器に用いられるマイクロスピーカの振動板を兼ねたエッジ材は、大部分、ポリイミド（ＰＩ；Polyimide），ポリアミドイミド（ＰＡＩ；Polyamide　Imide），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Poly　Phenylene　Sulfide　Resin），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ；Polyetherimide），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ；Polyethylene　naphthalate），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Poly　Ethylene　Terephthalate），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly　Ether　Ether　Ketone）などのエンジニアリングプラスティックの単体を所定の金型で加熱プレス成形して得られる単一構造のダイヤフラムで、一般的なスピーカ用振動板（コーン紙とも称する）において振動板を形成する振動部ボディと振動部ボディの外周に位置するエッジ部の両機能を不可分一体に担った一体型成型製品が主流をなしている。
　ポリイミド（ＰＩ）あるいはポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの樹脂フィルムをドーム形状に一体成型したスピーカ用振動板は、例えば、特開２００３－２８９５９４号公報「スピーカ用振動板とそれに用いるポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂」（特許文献１）に開示されている。
　図６、図７、図８は、上記特許文献１に開示されている携帯電話機の斜視図、振動板の構成例、スピーカの構造図である。
　図６において、１は携帯電話機、２（４）はスピーカ部、３はマイク部（レシーバ用スピーカ）を示している。
　図７は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂フィルム（またはポリイミド（ＰＩ）樹脂フィルム）で成型された振動板の全体図を示す。同図において、３は振動板、３ａは振動板のドーム部（ボディ）、３ｂは振動板の凹嵌部、３ｃは振動板の周縁部（エッジ）、３ｄは振動板の外部貼付け部、５はスピーカのボイスコイルである。
　図８は図７に示した振動板３を組み込んだスピーカ部の構造を示す図である。同図において、３は振動板、３ａは振動板のドーム部（ボディ）、３ｂは振動板の凹嵌部、３ｃは振動板の周縁部（エッジ）、３ｄは振動板の外部貼付け部、４は振動板を使用したスピーカ（図６のスピーカ部２に相当）、５はボイスコイル、７ａはスピーカの上部磁極板、７ｂはスピーカの下部磁極板、８は磁気空隙、９はスピーカの外部端子、１０はガスケット、１４はスピーカのマグネット、１５はスピーカの磁気回路、１７はフレーム、２６はプロテクターを示している。
　図６～８に示した例では、スピーカの效率および耐熱性を考慮し、振動板の重量軽量化のためポリアミドイミド（ＰＡＩ）（またはポリイミド（ＰＩ））などの薄膜エンジニアリングプラスティックが振動板として使用されているが、振動板の周縁部（エッジ）と振動板のドーム部（ボディ）が一体化したエンジニアリングプラスティック振動板はスピーカの最低共振周波数（Ｆ０）を低めに設計することは難しく、再生可能な下限周波数が不足し、音質が硬くなるなど、要求感度が制限される傾向を持っている。
　年々、デジタル化が進みユビキタス社会を迎えている中、その代表的なモバイル機能として携帯電話に対する要求に対する進化は目覚しく、そこに装着されるマイクロスピーカ（直径２０ｍｍ±）にも高感度、ハイパワー高音質など、広帯域カバーの要求が高まっている。
　ところで、従来の単一構造のダイヤフラムであるが、最低共振周波数（Ｆ０）を低く抑え、ハイパワー対応のためには、振動板ボディ部とエッジ部の機能をそれぞれ単体で両立させなければならない。
　振動板ボディ部は、主にボイスコイルから伝えられる各周波数の振動を余すことなく空気中に正確に伝え歪のない聴き易い音を再生するためには、高ヤング率の硬性を持つ材料が適している。
　他方、エッジ部は、振動部ボディの外周に位置してフレームと固定されるため、主に振動板からの振動を効率良く素早く吸収する大きな内部損失と、ゴムのような柔軟なダンパー機能を有する材料が適している。
　しかしながら、これら振動板ボディ部に求められる強度と、エッジ部に求められるダンパーの様な柔らかさやしなやかさを、単一のフィルムを成形して得られた単一構造のダイヤフラムに対して両立を求めることに限界があった。
　昨今携帯電話を中心にモバイル機器が急増する中、ハイパワー高音質の要求も高まり、それに対応すべくマイクロスピーカ構造も硬性の振動板と柔軟なエッジ材を異なる材料を用いセパレーツタイプへと変化するモデルも多く、それに対応できる素材開発も急を要している。
　多層の材料を用いたスピーカ用振動板として、特開２００４－３１２０８５号公報「スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカ」（特許文献２）には、スピーカ用振動板において、最低共振周波数（Ｆo）の低下による広周波数特性化と高音質化を目的とし、ポリイミド系の樹脂基材の片面あるいは両面にエラストマー層を設けたものが開示され、特許第３９９６０７５号公報「スピーカ振動板用フィルム」（特許文献３）には、ポリエーテルイミドフィルム基材の片面あるいは両面に樹脂被覆層を設けたものが開示されている。
特開２００３－２８９５９４号公報 特開２００４－３１２０８５号公報 特許第３９９６０７５号公報
　マイクロスピーカ用振動板のエッジ材の重要な役割は、振動板からの分割振動を抑え周波数特性を安定させることであり、そのため動的振動を効率良く減衰する機能が必要である。またコイルからの振動伝達の必要上、高ヤング率の特性も要求される。
　また、組み込む携帯電話などの電子機器の様々な使用環境を考慮すると、粘弾性、高内部損失、高応力、耐熱性、耐寒性、柔軟性、量産のための成形性、保形性などの各種物性も要求される。
　年々ハイパワー＆スリム化（スマートホンなど）が進む中、素材物性にも上述した従来のマイクロスピーカ振動板エッジ材より全て高レベルの物性が要求される。特にハイパワー対応には、高耐熱下での破れ難い屈曲耐性が要求され、スリム化には内部損失・応力・高ヤング率などが要求されている。
　また、上述したように従来の単層材料から多層化された材料を用いることも提案されているが、従来提案されている構成では何れもハイパワー化に対応できる高耐熱、多屈曲耐性には不十分であり、上述した要求を十分満たすものではなかった。
　より具体的には、各特許文献に開示されるＰＡＩ、ＰＩ及びＰＥＩ等の汎用材料では、スピーカのハイパワー化及び高音質化に伴いボイスコイルから伝達される高熱や強振動性に対する耐久性が十分とは言えず、経年によって破れが生じ、破損する等の問題があった。
　そこで、本発明の目的は、上記事情に鑑み、特に耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、さらに耐屈曲性、耐振動性および高内部損失などに優れたマイクロスピーカ用振動板エッジ材、該マイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたマイクロスピーカ用振動板、該マイクロスピーカ用振動板を用いたマイクロスピーカ、ならびに該マイクロスピーカを用いた携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器を提供することである。
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、ダンピング効果の高い中間層の一方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether　etherketone）を、他方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether　etherketone）あるいはポリエーテルイミド（ＰＥＩ；Polyetherimide）を拘束層として設けたことを特徴とする。また、中間層の両面の拘束層をＰＥＥＫとし、拘束層の厚さを２．０μｍから２０．０μｍの範囲としたことも特徴とする。また、中間層の厚さを５．０μｍから５０．０μｍの範囲としたことも特徴とする。また、中間層は、アクリルまたはブチル低硬度剤からなることも特徴とする。さらに、中間層の硬度を、ショアＡ６０以下としたことも特徴としている。
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板は、上記マイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたことを特徴としており、具体的には、高弾性材料によって形成される振動板のドーム部（ボディ部）と、リング形状の上記マイクロスピーカ用振動板エッジ材によって形成される振動板の周縁部（エッジ部）とを有し、前記高弾性材料の外周部分と前記リング形状のマイクロスピーカ用振動板エッジ材の内周部分を重ね合わせた位置関係で一体化したこと、あるいは、振動板のドーム部（ボディ部）を形成する高弾性材料と、振動板のドーム部（ボディ部）および周縁部（エッジ部）を形成するシート状のマイクロスピーカ用振動板エッジ材を備え、前記高弾性材料が振動板のドーム部（ボディ部）に位置するように前記シート状のマイクロスピーカ用振動板エッジ材と重ね合わせて一体化したことを特徴としている。
　本発明に係るマイクロスピーカは、上記マイクロスピーカ用振動板を用いたことを特徴とし、本発明に係る電子機器は、該マイクロスピーカを組み込んだことを特徴としている。
　本発明のマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、上記構成を採用したことにより、耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、さらには耐屈曲性、耐振動性および高内部損失などに優れており、このマイクロスピーカ用振動板エッジ材をマイクロスピーカ用振動板やマイクロスピーカに組み込んだり、該マイクロスピーカを携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器に組み込んだりすることにより、特性に優れたマイクロスピーカ用振動板、マイクロスピーカ、電子機器を実現することができる。
本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の構成を説明するための図である。 本発明に用いるＰＥＥＫ（Polyetheretherketone：ポリエーテルエーテルケトン）の化学構造を示す図である。 各種材料の耐熱特性比較と連続使用温度を示す図である。 本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の一例を説明するための図である（その１）。 本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の一例を説明するための図である（その２）。 本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の一例を説明するための図である（その３）。 本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の他の例を説明するための図である（その１）。 本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材の他の例を説明するための図である（その２）。 図４のマイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたマイクロスピーカの構造図である。 従来技術における携帯電話機の斜視図である。 従来技術における振動板を示す図である。 従来技術におけるスピーカの構造図である。 拘束層の厚さと最低振動数との関係を示すグラフである。 拘束層の厚さと最低振動数との関係を示す表である。 マイクロスピーカ用振動板エッジ材の物性値を示す表である。 マイクロスピーカ用振動板エッジ材の耐久性試験結果である。
＜本発明の特徴＞
　マイクロスピーカ用振動板エッジ材は、高耐熱下での破損強度改善のみならず、音響特性の上でも動的振動１周期間にエネルギをできるだけ消散させる必要があり、そのため、本発明のマイクロスピーカ用振動板エッジ材においては、効率良く分散減衰する適材としてダンピング効果の高い粘着層を用い両表面に拘束層を設けたことを特徴とするものである。この方法は拘束層ダンピング処理（constrained layer damping treatment)と呼ばれ、ダンピング効果の高い粘着層に対し拘束層剛性は十分に高い物性が要求される。
　本構成を採用すると、中間粘着層（ダンピング層）と両表面拘束層は互いに独立に変形しようとすることで、ダンピング層は大きなせん断ひずみを受けることになる。ダンピング材料の単位重量あたりの減衰効果は非拘束層ダンピング効果に比べ遥かに大きく薄いダンピング層の付加で大きなダンピング効果を得ることができるため、軽量ハイパワーを必要としているマイクロスピーカ振動板エッジ材に好適である。
　本発明によれば、中間ダンピング層には硬度の低いアクリルもしくはブチルの粘着剤を用い、両表面拘束層には剛性、耐熱性、耐屈曲性の高いポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyetheretherketone）を用いることで、環境にも優しく〔ＲｏＨＳ指令使用制限６物質（鉛・カドミウム・水銀・六価クロム・ＰＢＢ・ＰＢＤＥ）含有なし]、内部損失が高く、耐熱/耐寒に優れ、耐屈曲性・拘束層高ヤング率を有するマイクロスピーカ用振動板エッジ材が得られ、携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器のスピーカに適用した場合に特に好適である。
　以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材について説明する。
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、図１に示すように、アクリルまたはブチル低硬度剤からなる中間層（厚さ５μｍ～５０μｍ）３１の両側からＰＥＥＫからなる拘束層（厚さ２μｍ～２０μｍ）３２，３３で挟んだ構造を有している。
　図９Ａは、拘束層３２，３３の厚さとマイクロスピーカの最低周波数との関係を示すグラフである。以下、拘束層３２，３３の厚さの最適範囲について説明する。
　グラフの横軸は、上述のマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を用いたマイクロスピーカが出力する周波数の最低値（以下、最低周波数（Ｈｚ）とする）であり、縦軸は、拘束層３２，３３としてのＰＥＥＫ単一の厚さ（μｍ）である。なお、最低周波数は、拘束層３２，３３の厚さを２．０μｍ、３．５μｍ、５．０μｍ、７．０μｍ、１０．０μｍ、１５．０μｍ及び２０．０μｍとし、上記厚さごとにそれぞれ測定した。
　図９Ａからも明らかなとおり、最低周波数は、拘束層３２，３３の厚さの増加に伴って増加し、拘束層３２，３３の厚さ変化に依存することがわかる。また、最低周波数は、拘束層３２，３３の厚さが２．０μｍのときに１００Ｈｚであり、拘束層３２，３３の厚さが２０．０μｍのときに２０００Ｈｚであることが分かる。
　ここで、本実施形態におけるマイクロスピーカの最低周波数は、１００Ｈｚ以上となるように設定される。これは、最低周波数を１００Ｈｚ以下とするには、図９Ａからも明らかなとおり、拘束層３２，３３の厚さを２．０μｍ以下とする必要があるが、拘束層３２，３３を２．０μｍよりもさらに薄くすることによって、破れなどの破損の可能性が高くなるためである。また、本実施形態におけるマイクロスピーカの最低周波数は、２０００Ｈｚ以下となるように設定される。これは、最低周波数を２０００Ｈｚ以上とすると、２０００Ｈｚ以上の高音領域の音のみ再生され、２０００Ｈｚ以下の低音領域の音が再生され難くなり、スピーカとしての性能を損なうためである。以上より、拘束層３２，３３からなるＰＥＥＫ単一の厚さ範囲は、２．０μｍから２０．０μｍが適切である。
　次に、中間層３１の厚さの最適範囲は、当該中間層３１の厚さと振動板の内部損失との関係により決定される。なお、内部損失とは、概略、音の響きにくさを示す指標であり、内部損失が高いほどスピーカの内部で残響が生じにくいことを示す。内部損失は、中間層３１の厚さの増加に伴って増加し、中間層３１の厚さ変化に依存する。このことから、中間層３１の厚さを大きくするほど内部損失が高くなり、残響の少ないスピーカとすることが可能である。しかしながら、中間層３１の厚さを大きくするほど肉厚が増すため成形性を損なうとともに、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０としたときに拘束層３２，３３の厚さのバランスが崩れることとなる。よって、中間層３１の厚さは、最低限の成形性を確保しつつ、より高い内部損失を得られることが求められ、本実施形態における中間層３１の厚さ範囲は、マイクロスピーカ用であることも考慮して５．０μｍから５０．０μｍとして設定される。
　図９Ｂは、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の使用例の一例を示す表である。以下、中間層３１の厚さを５．０μｍから５０．０μｍの範囲とし、拘束層３２，３３の厚さを２．０μｍから２０．０μｍの範囲としたときの組合せについて概説する。
　同図に示すように、使用例１は、例えばイヤホン等に用いられるマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０であって、Ａ面拘束層３２及びＢ面拘束層３３の厚さがそれぞれ２．０μｍである。このときの中間層３１の厚さの範囲は、５．０μｍから１１．０μｍに設定され、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０（中間層３１と拘束層３２，３３の合計）の厚さは、９．０μｍから１５．０μｍである。
　また、使用例４は、例えばノート型のパーソナルコンピュータ等に用いられるマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０であって、Ａ面拘束層３２及びＢ面拘束層３３の厚さがそれぞれ１０．０μｍである。このときの中間層３１の厚さの範囲は、１０．０μｍから３０．０μｍに設定され、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０（中間層３１と拘束層３２，３３の合計）の厚さは、３０．０μｍから５０．０μｍである。
　以上のように、中間層３１及び拘束層３２，３３の厚さは、スピーカの種類や用途に応じて適宜決定される。
　中間層３１の硬度は、ショア（タイプ）Ａのデュロメータで測定したときの値がＡ６０以下となるように設定される。ここで、ショア（タイプ）のＡデュロメータとは、物質の硬さを測定するための試験機であって、被測定物の表面に押針を押し込み変形させ、その変形量（押込み時の深さ）を測定するものである（ＪＩＳ　Ｋ　６２５３）。このように、中間層３１の硬度をショアＡ６０以下とし、柔軟な状態とすることにより、剛性が高いＰＥＥＫからなる拘束層３２，３３によって挟まれた場合であっても、弾性や柔軟性等が高いマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を得ることができる。
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、まず、図２Ａに示す化学構造式を有するＰＥＥＫをシート状に製膜した後、これにより、アクリルまたはブチル低硬度剤からなる中間層の両側から挟んで加熱プレスにより成形することにより製造する。この結果、図１に示すような、アクリルまたはブチル低硬度剤からなる中間層３１と、その両側のＰＥＥＫ層からなる表面拘束層３２，３３の３層から構成されるマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０が得られる。
　このようにして製造されたマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、従来に比較して耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、および高内部損失などに優れた特性を有している。
　中間層を形成するアクリルまたはブチル低硬度剤３１は、ダンピング効果の高い粘着層であり、両側の表面拘束層３２，３３を形成するＰＥＥＫは、剛性や耐屈曲性が高く破損強度に強いだけではなく、図２Ｂに示す比較図から明らかなように他の材料に比較して高耐熱性で連続使用温度範囲が広い材料であるため、耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、および高内部損失などに優れたマイクロスピーカ用振動板エッジ材の材料として適している。
　なお、成形性をより優先する場合は、一方の表面拘束層３２だけを耐熱性の優れたＰＥＥＫを用い、反対側の表面拘束層３３には成形性に優れ、熱収縮率が小さいＰＥＩを用いるようにするとよい（図１参照）。
　なお、図２Ｂにおいて、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトン（Polyetheretherketone）、ＰＴＥＦはフッ素樹脂（fluorocarbon　polymers）、ＰＰＳはポリフェニレンサルファイド（Poly　Phenylene　Sulfide　Resin）、ＰＥＩはポリエーテルイミド（Polyetherimide）、ＰＡＲはポリアリレート（Polyarylate）、ＰＥＮはポリエチレンナフタレート（Polyethylene　naphthalate）、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレート（Poly　Ethylene　Terephthalate）である。
　図１０は、拘束層３２，３３とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の物性値を比較した表である。図１０の表中、単一の拘束層３２，３３は、厚さが５．０μｍのＰＥＥＫであって、当該拘束層３２，３３の最大点応力、最大点歪及び弾性率は、それぞれ９５．５Ｎ／ｍｍ２、３５．６％及び３２７９．３Ｎ／ｍｍ２である。
　また、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、中間層３１の厚さが１５．０μｍ、ＰＥＥＫからなる拘束層３２，３３の厚さがいずれも５．０μｍの三層構造であって、当該マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の最大点応力、最大点歪及び弾性率は、それぞれ３０．０Ｎ／ｍｍ２、９８．５％及び９９９．０Ｎ／ｍｍ２である。
　なお、「最大点応力」とは、単位面積あたりの物体内部に生ずる力の最大値であり、最大点応力の数字が小さい方がより柔軟性が高いことを示す。また、「最大点歪」とは、物体に外力を加えたときの変化割合であり、最大点歪の数字が大きい方がより耐破損性が高いことを示す。さらに、「弾性率」とは、ヤング率とも言い、応力と歪との比を表わす値であって、弾性率の数字が小さい方がより軟らかいことを示す。
　上記結果からも明らかなように、最大点応力及び弾性率は、拘束層３２，３３としてのＰＥＥＫよりも、三層構造としたマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の方が、大幅に低くなることが分かる。当該事実は、中間層３１をアクリルまたはブチル低硬度剤とし、硬度をショアＡ６０以下としたことに基づくものであると考えられる。
　また、最大点歪は、拘束層３２，３３としてのＰＥＥＫよりも、三層構造としたマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の方が、大幅に高くなることが分かる。当該事実は、中間層３１の両面から剛性の高いＰＥＥＫからなる拘束層３２，３３により挟んだ構造としたことに基づくものである。
　以上より、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、中間層３１の両面から拘束層３２，３３により挟んだ三層構造とすることによって、柔軟性や弾性、耐屈曲性や耐破損性等に極めて優れた特性を有することが確認された。
　以下、図１１の表を参照し、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の耐久試験について説明する。試験条件は、以下のとおりである。
試験条件
温　　度：９０（℃）
周 波 数：１００（Ｈｚ）
試験方法：マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を用いて、マイクロスピーカ用振動板３００を形成し、上記温度及び周波数の条件下、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０が破損するまでの時間を計測した。
　同図の表中、実施例に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、中間層３１にアクリル低硬度剤を用い、中間層３１の両面に拘束層３２，３３としてのＰＥＥＫを設けて三層構造とした。
　これに対し、比較例１に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、中間層３１にアクリル低硬度剤を用い、拘束層３２，３３としてのＰＥＩを設けて三層構造とした。また、比較例２に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、中間層３１にアクリル低硬度剤を用い、拘束層３２，３３としてのＰＡＲを設けて三層構造とした。
　表中の結果からも明らかなとおり、実施例に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、破損までの時間が１２５時間である。これに対し、比較例１及び比較例２に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、破損までの時間がそれぞれ２６時間及び３１時間である。
　このように、実施例に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、比較例１及び比較例２に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０よりも破損するまでの時間が飛躍的に向上していることが分かる。これは、ＰＥＥＫからなる拘束層３２，３３が、ＰＥＩ及びＰＡＲよりも極めて耐熱性に優れ、耐屈曲性を有することに起因している。
　以上の結果から、拘束層３２，３３を剛性，耐熱性，耐屈曲性の高いＰＥＥＫとすることにより、耐熱性，耐寒性に優れ、成形性、耐屈曲性，耐振動性，柔軟性を有するマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０が得られることが確認された。
（実施例２）
　以下、上述した優れた特性を有するマイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたマイクロスピーカ用振動板とそれを組み込んだマイクロスピーカの実施例を、図面を用いて説明する。
　図３Ａおよび３Ｂは、本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いた振動板の一例を説明するための図である。
　図３Ａにおいて、２０は高弾性材料（紙，エンジニアリングプラスティックフィルム，あるいはアルミニューム，マグネシューム等の軽金属シート）であり、３０は実施例１で説明した構造を有する、表面拘束層としてＰＥＥＫ層を用いたマイクロスピーカ用振動板エッジ材である。
　本実施例におけるマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０はリング形状を有しており、その外周部分と高弾性材料２０の内周部分が重なるように位置合わせされた後に一体成型が行われる。
　高弾性材料２０は、主に振動板のドーム部すなわちボディ部を形成し、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は、主に振動板の周縁部すなわちエッジ部を形成するように位置合わせされて一体成型され、マイクロスピーカに取り付けられる。
　高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の少なくとも一方に事前に接着機能を持たせ（接着材の塗布でもよいし、一体成型時に接着作用が生じる材料の特性を利用してもよい）、一体成型時に、高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を接着成型し、フリーエッジ仕様でマイクロスピーカ用振動板を製作する。
　図３Ｂは、上記のようにして同時一成型により作製されたマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０をマイクロスピーカのボイスコイルに取り付けた場合の構成図である。図３Ｂでは、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を高弾性材料２０の上になるようにした例であるが、逆に、図３Ｃに示すようにマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０が高弾性材料２０の下になるようにすることも可能である。図３Ｂのようにするかまたは図３Ｃのようにするかは、マイクロスピーカの構造との兼ね合いで決められる事項である。一体成型する場合の成型の形状はそれに合わせて最適な形状にすべきことはいうまでもない。
　図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に係る振動板の別の例を示す図である。
　図４Ａにおいて、２０は高弾性材料（紙，エンジニアリングプラスティックフィルム，あるいはアルミニューム，マグネシューム等の軽金属シート）であり、３０はマイクロスピーカ用振動板エッジ材であり、高弾性材料２０を、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０のシート上に高弾性材料２０が振動板のドーム部すなわちボディ部の位置（通常は中央部）になるように位置合わせして一体成型する。
　本例の場合、高弾性材料２０は振動板のドーム部すなわちボディ部を形成し、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０は振動板のドーム部すなわちボディ部と振動板の周縁部すなわちエッジ部の両方を形成することになる。言い換えると、振動板のドーム部は高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０が重なった部分で形成され、振動板の周縁部はマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０のみで形成される。
　また、この場合も高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０の少なくとも一方に事前に接着機能を持たせ（接着材の塗布でもよいし、一体成型時に接着作用が生じる材料の特性を利用してもよい）、一体成型時に、高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を接着・一体成型し、フリーエッジ仕様でマイクロスピーカ用振動板を製作する。
　図４Ｂおよび図５は、上記のようにして作製したマイクロスピーカ用振動板および該マイクロスピーカ用振動板を用いたマイクロスピーカを示す図である。
　図４Ｂにおいて、３００は図１で説明したように高弾性材料２０と上述したマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０を接着成型して作製したマイクロスピーカ用振動板であり、３０ａは振動板のドーム部（ボディ）、３０ｂは振動板の凹嵌部、３０ｃは振動板の周縁部（エッジ）、３０ｄは振動板の外部貼付け部である。振動板のドーム部（ボディ）３０ａは、高弾性材料２０とマイクロスピーカ用振動板エッジ材３０との積層で形成され、振動板の周縁部（エッジ）３０ｃおよび振動板の外部貼付け部３０ｄは、マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０のみで形成されている。５はスピーカのボイスコイルである。マイクロスピーカ用振動板エッジ材３０のシート側がボイスコイル５に接するように取り付けられる。
　図５は、図４Ｂに示した振動板３００を組み込んだスピーカ部の構造を示す図である。同図において、３０はマイクロスピーカ用振動板エッジ材、３０ａは振動板のドーム部（ボディ）、３０ｂは振動板の凹嵌部、３０ｃは振動板の周縁部（エッジ）、３０ｄは振動板の外部貼付け部、４は振動板を使用したスピーカ（図８のスピーカ２に相当）、５はボイスコイル、７ａはスピーカの上部磁極板、７ｂはスピーカの下部磁極板、８は磁気空隙、９はスピーカの外部端子、１０はガスケット、１４はスピーカのマグネット、１５はスピーカの磁気回路、１７はフレーム、２６はプロテクターを示している。図５が図８と異なる点は振動板の部分であり、振動板以外は図８と同様の構成を有している。
　図６～８で説明した従来技術のように、マイクロスピーカ振動板の周縁部（エッジ）とドーム部（ボディ）が同一材料のエンジニアリングプラスティックフィルムで成型品となっている場合は、スピーカの最低共振周波数（Ｆ０）を低めに設計することは難しく、再生可能な下限周波数が不足し、音質も硬い傾向を持っている、という問題があり、また振動板の周縁部（エッジ）と振動板のドーム部（ボディ）を別々に成型しそれらを接着するという従来方式では、低域再生と入力に課題（低域再生を重視すると入力が小さく、入力を重視すると低域に限界が有る）を残し、さらに生産性が悪いという問題があったが、本発明では、高弾性の材料（紙，エンジニアリングプラスティックフィルム，あるいはアルミニューム，マグネシューム等の軽金属シート）と上記実施例１で説明したマイクロスピーカ用振動板エッジ材を接着・一体化成型するという生産性のよい簡単な手法により、低域再生が優れ、高出力スピーカに適応可能な振動板を実現することが可能になった。
　本発明に係るマイクロスピーカ用振動板エッジ材は、耐熱性、耐寒性、防湿性、成形性、および高内部損失などに優れており、携帯電話、携帯型音響機器、あるいはノートパソコンなどの電子機器をはじめ、スピーカを必要とするあらゆる電子機器の電気―音響変換機用のマイクロスピーカのエッジ材の用途としても適用できる。
　１：携帯電話機
　２：振動板を使用したスピーカ
　２０：高弾性の材料（紙，エンジニアリングプラスティックフィルム，
　　　　あるいはアルミニューム，マグネシューム等の軽金属シート）
　３０：マイクロスピーカ用振動板エッジ材
　３１：中間層（アクリルまたはブチル低硬度剤）
　３２，３３：拘束層（ＰＥＥＫ；Polyether etherketone：
　　　　　　　ポリエーテルエーテルケトン）
　３ａ，３０ａ：振動板のドーム部（ボディ）
　３ｂ，３０ｂ：振動板の凹嵌部
　３ｃ，３０ｃ：振動板の周縁部（エッジ）
　３ｄ，３０ｄ：振動板の外部貼付け部
　３００：振動板
　４：振動板を使用したマイクロスピーカ
　５：ボイスコイル
　７ａ：スピーカの上部磁極板
　７ｂ：スピーカの下部磁極板
　８：磁気空隙
　９：スピーカの外部端子
　１０：ガスケット
　１４：スピーカのマグネット
　１５：スピーカの磁気回路
　１７：フレーム
　２６：プロテクター

Claims (10)

  1. 　ダンピング効果の高い中間層の一方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether etherketone）を、他方の面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Polyether etherketone）あるいはポリエーテルイミド（ＰＥＩ；Polyetherimide）を拘束層として設けたことを特徴とするマイクロスピーカ用振動板エッジ材。
  2. 　前記中間層の両面の拘束層をＰＥＥＫとし、
    前記拘束層の厚さを、２．０μｍから２０．０μｍの範囲としたことを特徴とする請求項１記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材。
  3. 　前記中間層の厚さを、５．０μｍから５０．０μｍの範囲としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材。
  4. 　前記中間層は、アクリルまたはブチル低硬度剤からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材。
  5. 　前記中間層の硬度を、ショアＡ６０以下としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材。
  6. 　請求項１乃至請求項５いずれかに記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材を用いたことを特徴とするマイクロスピーカ用振動板。
  7. 　高弾性材料によって形成される振動板のドーム部（ボディ部）と、
    リング形状の請求項１乃至請求項５に記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材によって形成される振動板の周縁部（エッジ部）とを有し、
    前記高弾性材料の外周部分と前記リング形状のマイクロスピーカ用振動板エッジ材の内周部分を重ね合せた位置関係で一体化したことを特徴とする請求項６に記載のマイクロスピーカ用振動板。
  8. 　振動板のドーム部（ボディ部）を形成する高弾性材料と、
    振動板のドーム部（ボディ部）および周縁部（エッジ部）を形成するシート状の請求項１乃至請求項５に記載のマイクロスピーカ用振動板エッジ材を備え、
    前記高弾性材料が振動板のドーム部（ボディ部）に位置するように前記シート状のマイクロスピーカ用振動板エッジ材と重ね合わせて一体化したことを特徴とする請求項６に記載のマイクロスピーカ用振動板。
  9. 　請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のマイクロスピーカ用振動板を用いたことを特徴とするマイクロスピーカ。
  10. 　請求項９に記載のマイクロスピーカを組み込んだことを特徴とする電子機器。
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