JP2004350165A

JP2004350165A - スピーカ

Info

Publication number: JP2004350165A
Application number: JP2003146967A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Enomoto; 力榎本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】振動板による内部損失によって発生する高音域での音圧低下を防止するようにした圧電型スピーカを提供する。
【解決手段】圧電素子１４を一面に接合した駆動板１３の上面に筒状伝達部材２２の開放側の端部を接合し、しかもこの筒状伝達部材２２の閉塞されかつフランジ２３を有する端部の上記フランジ２３の外周側の傾斜面２４に振動板２０の前面を接合する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスピーカに係り、とくに圧電素子の振動によって振動板を振動させるようにしたスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に圧電素子は機械的な運動と電気的な運動との変換のためのトランスジューサを構成している。従ってこのようなトランスジューサを利用してスピーカを組立てることが従来より試みられている。すなわちダイナミックスピーカにおけるボイスコイルに代えて、圧電素子を用いることによって、圧電スピーカが得られる。
【０００３】
例えば特開昭６２−２６５８９６号公報には、コーン型振動板を有するスピーカのコーン型振動板の上面にダストキャップを接着するとともに、このダストキャップにセラミックの素子を結合したコアキシャルスピーカが開示されている。すなわちここではダイナミックスピーカの振動板の前面側に高音域用の圧電スピーカを取付けるようにしている。
【０００４】
従来の一般的な圧電素子を用いたスピーカは図８に示すように構成されていた。このスピーカはほぼカップ状をなす鋼板製のフレーム１を備え、このフレーム１の底部の開口にアダプタリング２を介して駆動板２を取付けるようにし、この駆動板２の下面に圧電素子４を取付ける。そして周縁部をフレーム１にエッジを介して支持された振動板５の中心側の部分を上記駆動板３の上面に取付け、しかも振動板２の中央の開口部をドーム状のキャップ６によって閉塞するようにしている。
【０００５】
このようなスピーカにおいて、上記圧電素子４に音声信号電流を印加すると、この圧電素子４が面方向に伸縮し、これによって駆動板３が厚さ方向に振動を起す。この振動が駆動板３に直接取付けられている振動板５に伝達され、これによって振動板５が音声を再生する。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２６５８９６号公報
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す従来の圧電型スピーカによれば、圧電素子４を取付けた駆動板３に振動板５の中心側の部分が直接接着される構造になっている。従って上記振動板５によるエネルギ損失が多く、とくに高音域での音質の低下が著しいという問題がある。すなわち図６において点線で示すように、高音側、とくに１０ＫＨｚ以上の高音域において十分な音圧を得ることができない問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、高音域での音圧の低下を防止するようにした圧電型スピーカを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、
音声信号電流を圧電素子に印加し、該圧電素子の振動を振動板に伝えて音声を再生するスピーカにおいて、
一端にフランジ部を有する伝達部材を前記圧電素子と前記振動板との間に介在させ、該伝達部材を介して前記圧電素子から前記振動板に振動を伝達することを特徴とするスピーカに関するものである。
【０００９】
ここで前記伝達部材が筒状をなすとともに、一端が閉塞され、該閉塞された端部の外周部に前記フランジが一体に連結され、前記フランジの外周部に前記振動板が連結されるとともに、閉塞された端部とは反対側の端部が前記圧電素子に連結されることが好ましい。また前記伝達部材が合成樹脂の成形体であることが好ましい。また前記伝達部材のフランジの外周面が傾斜面から構成されるとともに、該傾斜面が前記振動板の放音側の表面に接合されることが好ましい。また前記伝達部材のフランジの断面がほぼ円弧状に湾曲されるとともに、湾曲した前記フランジの外周面が傾斜面から構成され、該傾斜面が前記振動板の放音側の表面に接合されることが好ましい。また前記伝達部材のフランジが斜めに開放するように錐状をなし、しかも該錐状のフランジの外周面が前記振動板の放音側の表面に接合されることが好ましい。
【００１０】
本願の別の主要な発明は、
圧電素子の振動によって振動板を振動させるようにしたスピーカにおいて、
前記圧電素子と前記振動板との間に筒状の伝達部材を介在させ、該筒状の伝達部材を介して軸線方向に振動を伝達することを特徴とするスピーカに関するものである。
【００１１】
ここで前記圧電素子の一方の面が電極を兼ねる駆動板に接合されるとともに、該駆動板に前記伝達部材の一端が接合されることが好ましい。また前記筒状の伝達部材の一方の端部が前記駆動板の振動の腹の部位またはその近傍に接合されることが好ましい。また前記駆動板がほぼ円板状をなすとともに、該円板状の駆動板の一方の表面に矩形の板状の圧電素子が接合され、該圧電素子の面方向の伸縮によって前記駆動板が厚さ方向に振動することが好ましい。
【００１２】
本願の別の主要な発明は、
圧電素子の一方の表面に取付けられた伝達部材の前記圧電素子との取付け部とは反対側の端部に振動板の中心部の開口の周縁部を接合したことを特徴とする圧電型スピーカに関するものである。
【００１３】
ここで前記伝達部材が筒状部を有し、該筒状部の開口された端部を前記圧電素子の一方の表面に取付けることが好ましい。また前記振動板の放音側の表面を前記伝達部材に接合することが好ましい。また前記伝達部材がほぼ円筒状をなすとともに、前記圧電素子の振動の腹またはその近傍に外周壁が接するように直径の値が設定されることが好ましい。
【００１４】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、圧電素子と振動板との間に筒状をなすとともに、この筒状部の一端を閉塞してフランジを形成することによりダストキャップとなし、このダストキャップになっている伝達部材を介在させ、この伝達部材を介して圧電素子から振動板側へ振動を伝達することによって、高音域の音圧を向上させるようにしたものである。とくに伝達部材の内部に空洞を設けることによって共振により音色が変わるとともに、伝達部材の重量の軽減によって音圧が向上し、空洞による共振を利用して音圧特性を調整できるようになる。またここで上記の伝達部材を樹脂や金属等の加工の容易になものから構成することによって、好ましい形状とし、これによって外観デザインの改善が容易になる。
【００１５】
上記のような好ましい態様によると、高音域での音圧が向上する。また従来の圧電型スピーカよりも高音域での音圧調整が容易になる。さらには伝達部材がダストキャップを兼用することによってそのデザインを変更することが可能になり、より多彩なデザインのスピーカを提供できるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明する。図１および図２は本実施の形態の圧電型スピーカの全体の構成を示すものであって、このスピーカは鋼板を鍛造して偏平なカップ状に形成したフレーム１１を備えている。フレーム１１はその底部であってその中央部に形成されている開口部に嵌着されるアダプタリング１２を備えている。そしてこのアダプタリング１１を介してフレーム１１に駆動板１３が固着されている。駆動板１３は弾性に優れたりん青銅板、真鍮板、アルミニウム合金板等から構成されるとともに、この駆動板１３の下面にロッシェル塩のセラミックから成る圧電素子１４が接合されている。そしてこの圧電素子１４の下面に電極１５が形成されている。なお圧電素子１４の上面の電極が駆動板１３によって兼用される。
【００１７】
スピーカの振動板２０は図２に示すようにフレーム１１の開口部を覆うようにダンパエッジ２１を介して取付けられている。そして振動板２０の中心側の円形の開口の周縁部が筒状伝達部材２２に結合されている。筒状伝達部材２２はその上端側であって外周側にダストキャップを兼用するようにほぼ円弧状をなすフランジ２３を備えるとともに、このフランジ２３の外周面２４が傾斜面から構成され、傾斜面に上記振動板２０の放音側の表面が接合されている。また筒状伝達部材２２はその内部が空洞になっている。
【００１８】
図３はとくに上記筒状伝達部材２２を示しており、この伝達部材２２はＡＢＳ樹脂によって一端にダストキャップをなすフランジ２３を一体に成形されたものである。なお筒状伝達部材２２は必ずしもＡＢＳ樹脂である必要はないが、比較的硬質であってしかも軽い樹脂で成形することが好ましい。
【００１９】
このような筒状伝達部材２２はとくに図４に示すように円形の駆動板１３の表面に接合される。すなわち筒状伝達部材２２のダストキャップをなすフランジ２３が設けられて閉塞された部分とは反対側の部分が上記駆動板１３の中心部に同軸状に接合される。そして駆動板１３の下面には矩形の圧電素子１４が接合される。
【００２０】
このように本実施の形態のスピーカは筒状伝達部材２２を圧電素子１４を取付けた駆動板１３と振動板２０との間に介在させることを大きな特徴としている。筒状伝達部材２２のフランジ２３はこのスピーカのダストキャップを兼用しており、ダストキャップを兼用するフランジ２３の外周部の傾斜面２４が振動板２０に接合され、これに対して筒状伝達部材２２の反対側の開放された端面が駆動板１３に接合される。そして上記筒状伝達部材２２と振動板２０によって音波を前方に放射するようにしている。筒状伝達部材２２は樹脂、金属等のようなエネルギ内部損失の少ないものを使用するのが好ましい。
【００２１】
これに対して振動板２０は紙やアルミフィルム、あるいは樹脂シート等の軽量なものを使用する。このようなスピーカの音圧特性の調整は筒状伝達部材２２の内部の空洞２５の大きさとこの筒状伝達部材２２の直径とを変化させることにより行なう。なおダストキャップを構成するフランジ２３の部分はデザインや音圧特性の調整によってその形状を決定することが好適である。
【００２２】
図３はこのような圧電型スピーカによる駆動の方式を示している。すなわちアンプ３０の出力端を圧電素子１４の一方の電極を兼ねる駆動板１３に接続するとともに、圧電素子１４の他方の電極１５を接地する。そしてアンプ３０によって圧電素子１４に音声信号電流を印加すると、圧電素子１４が面方向に伸縮し、これに応答して駆動板１３が厚さ方向に振動する。従ってこのような振動を筒状伝達部材２２を介して振動板２０に伝達することによって、音が再生される。
【００２３】
とくにこのスピーカの大きな特徴は図５に示すように、駆動板１３の振動の振幅の最も大きな腹の位置あるいはその近傍に上記筒状伝達部材２２を接着することである。これによって高い音圧を得ることが可能になる。
【００２４】
図６は従来の圧電型スピーカと本願発明の圧電型スピーカの音圧の差異を示したものである。実線で示す本願発明のスピーカはその音圧特性において点線で示される従来のスピーカの音圧に比べてはるかに高いレベルにあることが明白である。とくに従来問題であった高音域側、とくに１０ＫＨｚ以上の高音域における音圧の改善に効果があることが明確に確認されている。
【００２５】
次に別の実施の形態を図７によって説明する。この実施の形態は駆動板１３から振動板２０に振動を伝達する筒状伝達部材２２の形状を変更したものである。とくにこの筒状伝達部材２２のダストキャップを兼ねるフランジ２３の部分の形状を変更している。
【００２６】
図７に示すように筒状伝達部材２２の閉塞された上端に設けられているフランジ２３はその外周側に開放されるようになっており、テーパ状をなしている。そしてこのようなテーパ状をなすフランジ２３の外周面に上記振動板２０の前面側の部分が接合されている。なおそれ以外の構成は上記実施の形態とほぼ同様である。
【００２７】
従ってこのような変形例においても、とくに振動板２０に振動を伝達する筒状伝達部材２２によって高音域側の音圧を向上させることが可能になるとともに、伝達部材２２の内部に空洞２５を設けることによって、重量を軽減させて音圧を向上し、しかも空洞２５の共振によって音圧特性を調整できるようになる。なおこの実施の形態において上記フランジ２３の上面にさらにドーム状をなすキャップを装着してもよい。
【００２８】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は、圧電素子１４を駆動板１３の下面に接合し、しかも駆動板１３を圧電素子１４の電極１５とは反対側の電極を兼用するような構造になっているが、駆動板１３を省略して圧電素子１４の両面に電極を形成するとともに、圧電素子１４に直接筒状伝達部材２２を接合するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本願の主要な発明は、音声信号電流を圧電素子に印加し、該圧電素子の振動を振動板に伝えて音声を再生するスピーカにおいて、一端にフランジ部を有する伝達部材を圧電素子と振動板との間に介在させ、該伝達部材を介して圧電素子から振動板に振動を伝達するようにしたものである。
【００３０】
従ってこのようなスピーカによれば、圧電素子と振動板との間に介在される伝達部材によって振動板におけるエネルギ損失を防止してとくに高音域の音圧低下を防止できるようになる。
【００３１】
本願の別の主要な発明は、圧電素子の振動によって振動板を振動させるようにしたスピーカにおいて、圧電素子と振動板との間に筒状の伝達部材を介在させ、該筒状の伝達部材を介して軸線方向に振動を伝達するようにしたものである。
【００３２】
従ってこのようなスピーカによれば、圧電素子の振動が筒状伝達部材の軸線方向の振動を介して振動板に伝達されるようになり、とくにコーンの中心部における内部損失によるエネルギ損失が防止される。従って高音域まで十分な音圧を維持することが可能なスピーカが提供され、とくに高音用の圧電型スピーカが提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧電型スピーカの正面図である。
【図２】図１におけるＡ〜Ａ線断面図である。
【図３】筒状伝達部材の平面図および縦断面図である。
【図４】筒状伝達部材と駆動板と圧電素子の結合構造を示す分解斜視図である。
【図５】圧電型スピーカの駆動の動作を示す要部拡大断面図である。
【図６】周波数に対する音圧レベルの変化を示すグラフである。
【図７】変形例のスピーカの縦断面図である。
【図８】従来の圧電型スピーカの縦断面図である。
【符号の説明】
１‥‥フレーム、２‥‥アダプタリング、３‥‥駆動板、４‥‥圧電素子、５‥‥振動板、６‥‥キャップ、１１‥‥フレーム、１２‥‥アダプタリング、１３‥‥駆動板、１４‥‥圧電素子、１５‥‥電極、２０‥‥振動板、２１‥‥ダンパエッジ、２２‥‥筒状伝達部材、２３‥‥フランジ、２４‥‥傾斜面（外周面）、２５‥‥空洞、３０‥‥アンプ

Claims

音声信号電流を圧電素子に印加し、該圧電素子の振動を振動板に伝えて音声を再生するスピーカにおいて、
一端にフランジ部を有する伝達部材を前記圧電素子と前記振動板との間に介在させ、該伝達部材を介して前記圧電素子から前記振動板に振動を伝達することを特徴とするスピーカ。
前記伝達部材が筒状をなすとともに、一端が閉塞され、該閉塞された端部の外周部に前記フランジが一体に連結され、前記フランジの外周部に前記振動板が連結されるとともに、閉塞された端部とは反対側の端部が前記圧電素子に連結されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記伝達部材が合成樹脂の成形体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
前記伝達部材のフランジの外周面が傾斜面から構成されるとともに、該傾斜面が前記振動板の放音側の表面に接合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
前記伝達部材のフランジの断面がほぼ円弧状に湾曲されるとともに、湾曲した前記フランジの外周面が傾斜面から構成され、該傾斜面が前記振動板の放音側の表面に接合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
前記伝達部材のフランジが斜めに開放するように錐状をなし、しかも該錐状のフランジの外周面が前記振動板の放音側の表面に接合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
圧電素子の振動によって振動板を振動させるようにしたスピーカにおいて、
前記圧電素子と前記振動板との間に筒状の伝達部材を介在させ、該筒状の伝達部材を介して軸線方向に振動を伝達することを特徴とするスピーカ。
前記圧電素子の一方の面が電極を兼ねる駆動板に接合されるとともに、該駆動板に前記伝達部材の一端が接合されることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ。
前記筒状の伝達部材の一方の端部が前記駆動板の振動の腹の部位またはその近傍に接合されることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ。
前記駆動板がほぼ円板状をなすとともに、該円板状の駆動板の一方の表面に矩形の板状の圧電素子が接合され、該圧電素子の面方向の伸縮によって前記駆動板が厚さ方向に振動することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のスピーカ。
圧電素子の一方の表面に取付けられた伝達部材の前記圧電素子との取付け部とは反対側の端部に振動板の中心部の開口の周縁部を接合したことを特徴とする圧電型スピーカ。
前記伝達部材が筒状部を有し、該筒状部の開口された端部を前記圧電素子の一方の表面に取付けることを特徴とする請求項１１に記載の圧電型スピーカ。
前記振動板の放音側の表面を前記伝達部材に接合することを特徴とする請求項１１に記載の圧電型スピーカ。
前記伝達部材がほぼ円筒状をなすとともに、前記圧電素子の振動の腹またはその近傍に外周壁が接するように直径の値が設定されることを特徴とする請求項１２に記載の圧電型スピーカ。