JP2000201398A - スピ―カ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電スピーカの指向性を緩和すること。 【解決手段】 平板状の音響振動板１６の周縁部に沿っ
て薄肉部１６ｂを形成し、音響振動板１６の中心部に圧
電振動板１４を固着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動体を用いた
スピーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人による実用新案登録第３０３
７１６７号には、スピーカの発音源としてバイモルフ等
の圧電素子を用いたスピーカ構造が開示されている。こ
のスピーカは、炭素繊維等の繊維強化プラスチックの音
響振動板に圧電振動板を取り付けてスピーカの発音源と
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の実用新案登録に
開示されている構成のスピーカは、特に高温特性に優れ
ているが、指向性が非常に高いために聴取者の位置が僅
かにずれることにより、聴取者の耳に聞こえる音圧が著
しく変化する問題がある。更に、特定の周波数について
音響振動板内部に共振を生じて、音響特性に悪影響を与
えるピーク特性を持っている。また、特に、小型の圧電
振動体を用いた場合に音圧が不足することがある。

【０００４】本発明は、こうした従来技術による圧電ス
ピーカの問題を解決することを技術課題としており、圧
電スピーカの指向性を緩和することを目的としている。
更に本発明は、薄型、軽量のスピーカを提供することを
目的としている。更に、本発明は、圧電スピーカの音圧
を高くするよう改善することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、平板状の音響
振動板の周縁部に沿ってぜい弱部を形成し、該音響振動
板の中心部に圧電振動板を固着したスピーカを要旨とす
る。

【０００６】

【作用】音響振動板が薄肉部で湾曲または屈曲するの
で、音響振動板の振動は全体的に見て平面振動となり、
その指向性が緩和される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず図１、２を参照すると、本
発明第１の実施形態によるスピーカ１０は、矩形の底壁
１２ａと、該底壁１２ａの周縁部に沿って延設された側
壁１２ｂとにより形成される有底状の筐体１２を具備し
ている。底壁１２ａに対面させて設けられた矩形の音響
振動板１６により筐体１２の開口部が閉鎖される。

【０００８】音響振動板１６は、例えば炭素繊維強化プ
ラスチックにより形成することができ、その周縁部に沿
って薄肉部１６ｂが設けられている。音響振動板１６の
中心部内面から連結部１６ａが筐体１２の内部に向かっ
て突出しており、該連結部１６ａに圧電振動板１４が固
定される。本実施形態では、圧電振動板１４の中心部に
貫通孔を形成して、連結部１６ａを前記貫通孔に挿入
し、該連結部１６ａに熱を適用して熱融着することによ
り、圧電振動板１４を連結部１６ａへ固定されている
が、例えば、接着剤を用いて圧電振動板１４を連結部１
６ａに接着しても良い。

【０００９】圧電振動板１４は、対向する一対の辺が他
の対の辺よりも長い概ね矩形の薄板状を呈しており、ア
ルミニウムやステンレス鋼等の金属板１４ａの両面にセ
ラミック等により圧電素子層１４ｂ、１４ｃを設けて形
成されている。圧電振動板１４の対向する一対の短辺に
沿って振動制御片１４ｄが取り付けられている。本実施
形態において、振動制御片１４ｄは鉛より成り、金属板
１４ａの対向する一対の辺に沿って金属板１４ａの両面
に取り付けられた別部材として形成されているが、図３
に示すように、断面がコの字状に形成された振動制御片
１４ｄ′とすることもできる。圧電振動板１４は、周知
となっているように電線（図示せず）を介してアンプ
（図示せず）の出力端子に接続されている。圧電振動板
１４は、金属板１４ａの片面にのみ圧電素子層を備えて
いても良い。上述のように、圧電振動板１４を矩形薄板
状に形成し、両端に振動制御片１４ｄを取り付けること
により、円形の圧電振動板に比較して、矩形の圧電振動
板１４は、振動制御片１４ｄを両端とする長手方向の軸
線に垂直で、かつ、連結部１６ａを通過する軸線を中心
として振動し易くなり、音圧を高めることが可能とな
る。

【００１０】筐体１２の底壁１２ａと、該底壁１２ａに
対面する振動制御片１４ｄの間には、筐体１２内部にお
いて圧電振動板１４を安定させるための支持部材として
ウレタンゴムよりなる小片１８が配設されている。

【００１１】次に、本実施形態によるスピーカ１０の作
用を説明する。圧電振動板１４にアンプからの音声信号
が印加されると、圧電振動板１４は前後方向、つまり図
１において上下方向に湾曲を繰り返す。圧電振動板１４
が湾曲したときに、振動制御片１４ｄは慣性質量体とし
ての作用をなし、従って、このとき、振動制御片１４ｄ
は慣性力によって元の位置に停止し続けようとするの
で、圧電振動板１４の中心部が前後方向に移動する。こ
うして、圧電振動板１４の振動が連結部１６ａを介して
音響振動板１６に伝達され、音響振動板１６から外部の
空気に音波として伝播することとなる。このとき、音響
振動板１６が、その周縁部に沿ってぜい弱部としての薄
肉部１６ｂを備えているので、音響振動板１６は主とし
て薄肉部１６ｂにおいて湾曲を繰り返し、撓み振動とい
うよりはむしろ音響振動板１６全体が前後方向に変位す
る面振動に近い振動を行う。更に、音響振動板１６と筐
体１２の側壁１２ｂとの接合部分で生じる反射波は、薄
肉部１６ｂにより吸収されるために、この反射波と圧電
振動板１４から伝達される振動が干渉して音響振動板１
６内部に特定周波数での共振が発生することが抑制され
る。更に、音響振動板１６の内面に音響振動板振動制御
片１６ｃを設けて、音響振動板１６内部の共振を抑制し
てもよい。

【００１２】次に、図４を参照して本発明の第２の実施
形態を説明する。第２の実施形態によるスピーカ２０
は、矩形の底壁２２ｂと、該底壁２２ｂの周縁部に沿っ
て延設された側壁２２ｃとにより形成される有底状の筐
体２２を具備している。底壁２２ｂの中心部には、連結
部２２ａ筐体２２の内部方向に突出しており、該連結部
２２ａに圧電振動板２４が固定される。

【００１３】圧電振動板２４は概ね矩形の薄板状を呈し
ており、アルミニウムやステンレス鋼等の金属板２４ａ
の両面にセラミック等により圧電素子層２４ｂ、２４ｃ
を設けて形成されている。圧電振動板２４の対向する一
対の辺に沿って、振動制御片２４ｄが取り付けられてい
る。圧電振動板２４は、第１の実施形態と同様にアンプ
（図示せず）の出力端子に接続されている。

【００１４】図４から理解されるように、第２の実施形
態によるスピーカ２０は、第１の実施形態によるスピー
カ１０とは異なり、筐体とは別個の音響振動板を備えて
おらず、筐体２２の底壁２２ｂが同時に音響振動板とし
て作用するように形成されている。そのために、底壁２
２ｂは、第１の実施形態の音響振動板１６と同様に、そ
の周縁部に沿ってぜい弱部としての薄肉部２２ｄが形成
されている。

【００１５】次に第２の実施形態の作用を説明する。圧
電振動板２４にアンプからの音声信号が印加されると、
圧電振動板２４は前後方向、つまり図４において上下方
向に湾曲を繰り返す。圧電振動板２４が湾曲したとき
に、振動制御片２４ｄは慣性質量体としての作用をな
し、従って、このとき、振動制御片２４ｄは慣性力によ
って元の位置に停止し続けようとするので、圧電振動板
２４の中心部が前後方向に移動する。こうして、圧電振
動板２４の振動が連結部２２ａを介して筐体２２の底壁
２２ｂに伝達され、底壁２２ｂから外部の空気に音波と
して伝播することとなる。このとき、底壁２２ｂが、そ
の周縁部に沿って薄肉部２２ｄを備えているので、底壁
２２ｂが主として面振動を行うこと、および、底壁２２
ｂ内部における特定周波数での共振が抑制されること第
１の実施形態と同様である。

【００１６】次に、図５から図７を参照して、本発明の
第３の実施形態を説明する。第３の実施形態によるスピ
ーカ３０は、薄型の筐体３２内に圧電振動板３４が配設
されている。筐体３２は、塩化ビニル等の合成樹脂また
はステンレス鋼等の金属から成るシート状の材料から、
真空成形またはプレス成形された皿状の一対のカバー部
３６、３８を具備して成る。一対のカバー部３６、３８
は、図６、７に示すように、その周縁部に沿って外方に
突出するフランジ部３６ａ、３８ａと、中心部において
内側に突き出した凹所より成る支持部３６ｂ、３８ｂと
を有している。また、支持部３６ｂ、３８ｂは、好まし
くは、フランジ部３６ａ、３８ａが形成する平面を越え
て突出している。これにより、後述するようにスピーカ
３０を組み立てたときに、筐体３２において支持部３６
ｂ、３８ｂが設けられている側壁が外方に膨出して、こ
の側壁に張力が作用する。

【００１７】更に、カバー部３６、３８は、上記真空成
形またはプレス成形する際、波形またはリブ状の補強部
が同時に形成される。この補強部は、図５において参照
番号３２ｂ、３２ｃにて指示されている。この補強部３
２ｂ、３２ｃは、シート状材料から成る筐体に剛性を与
えスピーカ３０の音圧を高める効果を奏する。特に、図
５に示す実施形態では、補強部３２ｂは筐体３２におい
て上述した支持部３６ｂ、３８ｂが形成されている壁に
設けられており、補強部３２ｃは、この壁と取付フラン
ジ３２ａの間に設けられている。両者間には補強用の波
形またはリブ状の構造を備えていない平坦な領域３２ｄ
が設けられており、これが、第１と第２の実施形態にお
ける薄肉部と同様の作用をなす。つまり、ぜい弱部を形
成する。このように、補強部３２ｂ、３２ｃまたは領域
３２ｄの配置、数、大きさ等を変更することにより、筐
体３２の音響特性を変化させることができる。

【００１８】一対のカバー部３６、３８は、その内面を
互いに向き合わせ、両者間に圧電振動板３４を挟んだ状
態で、フランジ部３６ａ、３８ａにおいて熱融着または
接着剤にて接合される。こうして接合されたカバー部３
６、３８により筐体３２が形成され、かつ、カバー部３
６、３８のフランジ部３６ａ、３８ａにより、筐体３２
の取付フランジ３２ａが形成される。このとき、圧電振
動板３４が支持部３６ｂ、３８ｂの間に挟持される。支
持部３６ｂ、３８ｂは、カバー部３６、３８をシート状
の材料から真空成形またはプレス成形する際に内側に突
出する中空の凹所として形成することができるが、好ま
しくは、その強度または剛性を高めるために樹脂または
接着剤にて充填される。

【００１９】圧電振動板４４は、既述した実施形態と概
ね同一の構成を有しており、概ね矩形の薄板状を呈して
おり、アルミニウムやステンレス鋼等の金属板３４ａの
両面にセラミック等により圧電素子層３４ｂ、３４ｃを
設けて形成されている。圧電振動板３４の対向する一対
の辺に沿って、振動制御片３４ｄが取り付けられてい
る。圧電振動板３４は、第１と第２のの実施形態と同様
にアンプ（図示せず）の出力端子に接続されている。
カバー部３６、３８の一方または両方と圧電振動板３４
または振動制御片３４ｄの間には、筐体３２内部におい
て圧電振動板３４を安定させるための支持部材としてウ
レタンゴムよりなる小片４０が配設されている。

【００２０】本実施形態によれば、圧電振動板３４の振
動が支持部３６ｂ、３８ｂを介してカバー３６、３８に
伝達される。カバー部３６、３８は、既述したように薄
いシート状の材料から成り、非常に軽量な音響振動板を
構成し、カバー３６、３８を介して圧電振動板３４の振
動が周囲の空気に伝達される。カバー３６、３８は、波
形またはリブ状の補強部３２ｂ、３２ｃによる高い剛性
を有し、かつ、支持部３６ｂ、３８ｂによる張力が付与
されていることから、第３の実施形態によれば高い音圧
を得ることができる。また、筐体３２の全体をシート状
材料にて形成したために、筐体３２の全体が音響振動板
として作用し、より効率的に音圧を高めることが可能と
なる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、音響
振動板が薄肉部で湾曲または屈曲するので、音響振動板
の振動は全体的に見て平面振動となり、その指向性が緩
和され、視聴者の位置によらず一定の音圧で試聴するこ
とが可能となる。また、請求項２に記載の本発明によれ
ば、非常に軽量で薄型のスピーカを形成することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態によるスピーカの断面図であ
る。

【図２】図１において矢視線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図で
ある。

【図３】振動制御片の他の実施形態を示す部分拡大断面
図である。

【図４】第２の実施形態によるスピーカの断面図であ
る。

【図５】第３の実施形態によるスピーカの斜視図であ
る。

【図６】第３の実施形態によるスピーカの断面図であ
る。

【図７】図６の分解図である。

【符号の説明】

１０…スピーカ １２…筐体 １４…圧電振動板 １６…音響振動板 １６ａ…音響振動板の薄肉部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の音響振動板の周縁部に沿ってぜ
   い弱部を形成し、該音響振動板の中心部に圧電振動板を
   固着したことを特徴とするスピーカ。
2. 【請求項２】 シート状材料から筐体を形成し、該筐体
   は、その内面に相対向して内側に突出する一対の支持部
   を有しており、前記一対の支持部の間に挟持させて圧電
   振動板を固着したことを特徴とするスピーカ。