JP2005295339A - 圧電スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】
リード線による圧電振動板の振動を妨げる力が加わるのを抑え、また、リード線による圧電体の振動を妨げる力が加わるのを抑えることにより、音質の改善が図られる圧電スピーカを提供することにある。
【解決手段】
印加された電気信号により歪みが生じる圧電体と、圧電体に密接し、歪みを音響振動に変換する圧電振動板と、圧電振動板の外周に設けられた響体に圧電振動板を支持する弾性体とを備える圧電スピーカにおいて、圧電振動板と弾性体との間に膜状の導電路を備え、響板の方向に延びる導電路の端部を介して圧電振動板に配線を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電体を用いた圧電スピーカに関する。

従来の圧電スピーカは、図９及び図１０に示すように、円形で印加された電気信号により振動が生じる圧電体４１に、圧電体４１に密着して該振動を音響に変換するための円形の圧電振動板４２が張り合わされている。また、圧電スピーカ４０の圧電体４１の上面には、圧電体４１に通電するためのリード線４３が接着され、圧電振動板４２の底面には、圧電振動板４２に通電するためのリード線４４が接着されている。
尚、この先行技術は、文献公知に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、従来の圧電スピーカでは、圧電振動板にリード線が直接接着され、リード線が張架されることにより圧電振動板の振動を妨げる力が加わり、音質を悪化させてしまう。また、圧電体にリード線が直接接着され、リード線が張架されることにより圧電体の振動を妨げる力が加わり、圧電振動板への振動の伝達が阻害され、音質を悪化させてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、リード線による圧電振動板の振動を妨げる力が加わるのを抑え、また、リード線による圧電体の振動を妨げる力が加わるのを抑えることにより、音質の改善が図られる圧電スピーカを提供することにある。

請求項１記載の圧電スピーカは、印加された電気信号により歪みが生じる圧電体と、圧電体に密接し、歪みを音響振動に変換する圧電振動板と、圧電振動板の外周に設けられた響体に圧電振動板を支持する弾性体とを備える圧電スピーカにおいて、圧電振動板と弾性体との間に膜状の導電路を備え、響板の方向に延びる導電路の端部を介して圧電振動板に配線を行うことを特徴とする。

請求項２記載の圧電スピーカは、リード線を響体に保持しつつ、リード線を導電路の端部に結線することを特徴とする。

請求項３記載の圧電スピーカは、圧電体に、リード線をスパイラル状や波状等にフレキシブルに結線することを特徴とする。

請求項４記載の圧電スピーカは、導電路が導電性塗料や導電性接着剤等の薄膜により形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧電振動板に直接リード線を接着せず、膜状の導電路を用いて配線していることから、圧電振動板の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。

請求項２の発明によれば、リード線を響体に保持しつつ、リード線を導電路の端部に結線していることから、リード線に加わる負荷を低減し、リード線の耐久性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、圧電体に、リード線をスパイラル状や波状等にフレキシブルに結線することで、圧電体の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。

請求項４の発明によれば、導電路が導電性塗料や導電性接着剤等が薄膜で形成されていることから、導電路を圧電振動板と弾性体との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本形態で説明する圧電スピーカは、印加された電気信号により振動が生じる圧電体と、圧電体に密着して該振動を音響に変換するための圧電振動板とを備えるスピーカに関する。

図１は、本発明に係る圧電スピーカに係る第１の実施例を示す縦断面図である。図２は、同第１の実施例の圧電スピーカの平面図である。

図において、圧電スピーカ１は、一般家庭の居室でＣＤプレーヤやＭＤプレーヤ等の音響再生装置に接続し、音を発生させるためのスピーカである。圧電スピーカ１は、圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２とにより構成されている。圧電体１０は、印加された電気信号により機械的な歪みを生じる圧電性磁器を円盤状に成形したものである。尚、圧電体１０は圧電性磁器に限られるものではなく圧電性を有する素材であればよく、例えば、圧電性高分子膜や圧電性複合物等であってもよい。また、圧電体１０の上面に、リード線３０を、接着して結線している。リード線３０は、スパイラル状で、伸縮力を有して圧電体１０にフレキシブルに結線している。

圧電振動板１１は、金属製の円盤で、圧電体１０よりも面積が大きく形成されている。そして、圧電振動板１１の中心に圧電体１０が貼付され、圧電振動板１０が圧電体５の機械的な歪みを音響振動に変換している。尚、圧電振動板１１の材質は、例えば、金属系では鉄、銅、黄銅、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）、チタン等、炭素系ではカーボングラファイト等、樹脂系ではポリイミド樹脂等であり、その他、これらの材質の表面にボロン等を蒸着した複合材料であってもよく、音響振動を伝搬可能な材質であれなよい。

また、圧電振動板１１の他方の面の全面には、圧電振動板１１よりも面積が大きな薄板上の弾性体１２が、導電膜２０を介して貼付されている。弾性体１２の素材としては、音響振動を効率よく伝搬させるため、弾性率が大きく軽量のものがよく、振動に対する内部損失が小さく音響振動の振動伝搬速度が大きいものが適している。具体的には、弾性ゴム、ポリ塩化ビニル、セルロース繊維紙、ポリアセタール繊維シート、炭素繊維シート、ケプラー繊維シート、弾性ポリエチレン、弾性ポリエステル等が使用可能である。弾性体１２に適する素材は、一般的に導電性を備えないか、導電性に劣るものである。

圧電振動板１１と弾性体１２との貼付された導電膜２０は、導電性材料で作られた膜状の導電路である。導電性材料としては、導電性樹脂材、導電性塗料、導電性接着剤等がある。具体的に説明すると、導電性樹脂材では、導電フィラーとして、銀、ニッケル、錫、カーボン、金、ナノ・カーボン等が用いられ、樹脂バインダーとして、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポロオレフィン樹脂等様々な樹脂が用いられる。また、導電性塗料では、例えば、江戸川合成株式会社 製品名「Ｋ３７−１３７エレアース スーパーＵ型ホワイト」や日本ペルノックス株式会社 製品名「ペルトロンＫシリーズ（スクリーン印刷用）」や藤倉化成株式会社 製品名「ドータイト フレキシブル回路タイプ」「ドータイト タッチパネル回路タイプ」等がある。さらに、導電性接着剤では、例えば、日本ペルノックス株式会社 製品名「ペルトロンＳシリーズ（接着用）」や藤倉化成株式会社 製品名「ドータイト接着剤タイプ」「ドータイト回路・接点タイプ」等がある。また、圧電振動板１１に対して、メッキ、静電蒸着、スパッタリング等により膜状の導電膜２０を形成させるようにしてもよい。

尚、弾性体１２及び導電膜２０は、それらの外周に設けられた響体１４により支持されている。響体１４は、振動体であり、音響振動に共鳴して音響振動を音として気中に伝搬させる。響体１４は、木製の板材であり、軽くて弾性があり音響振動の振動伝搬速度が速く内部損失の小さな素材が適している。また、圧電振動板１１に対するリード線３１の結線にあたっては、導電膜２０を介して行うわけであるが、リード線３１を響体１４で保持しつつ、リード線３１を導電路の端部となる導電膜２０の外周付近に結線している。導電膜２０が導電性塗料や導電性接着剤等が薄膜で形成されていることから、導電膜２０を圧電振動板１１と弾性体１２との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。

このように、圧電振動板１１に直接リード線３１を接着せず、膜状の導電路である導電膜２０を介してリード線３１を配線していることから、圧電振動板１１に圧電振動板１１の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。圧電振動板１１の素材が、例えばステンレス鋼のようなリード線３０を直接半田付けできない場合にも、圧電振動板１１に対しての結線が容易である。また、リード線３１を響体１４に保持しつつ、リード線３１を導電膜２０の端部に結線していることから、リード線３１に加わる負荷を低減し、リード線の耐久性を向上させることができる。また、リード線３０を、圧電体１０にスパイラル状等にフレキシブルに結線することで、圧電体１０に圧電体１０の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。

図３は、本発明に係る圧電スピーカに係る第２の実施例を示す縦断面図である。図４は、同第２の実施例の圧電スピーカの平面図である。

図において、圧電スピーカ２は、一般家庭の居室でＣＤプレーヤやＭＤプレーヤ等の音響再生装置に接続し、音を発生させるためのスピーカである。圧電スピーカ１は、圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２とにより構成されている。圧電体１０、圧電振動板１１、弾性体１２及び導電膜２０は、実施例１と同様である。圧電体１０の上面には、リード線３２を、接着して結線している。リード線３２は、波状で、伸縮力を有して圧電体１０にフレキシブルに結線している。尚、実施例２のリード線３０と同様のスパイラル状のものを用いてもよい。

また、弾性体１２及び導電膜２０は、それらの外周に設けられた振動伝達部材１５により支持されている。振動伝達部材１５は、その外周に設けられた響体（図示せず）に音響振動を伝えるものであり、響体の一部を構成し、響体よりも振動伝搬速度が速い素材を用いている。図３及び図４における振動伝達部材１５は、導電性を有する素材で形成されている。また、圧電振動板１１に対するリード線３３の結線にあたっては、導電膜２０を介して行うわけであるが、リード線３３を振動伝達部材１５の上面に接着することで、振動伝達部材１５を介して、リード線３３を導電路の端部となる導電膜２０の外周付近に結線している。

尚、響体１４が導電性を有する場合には、実施例２と同様な方法として、圧電振動板１１に対するリード線３３の結線にあたっては、リード線３３を響体１４の上面に接着することで、響体１４を介して、リード線３３を導電路の端部となる導電膜２０の外周付近に結線することもできる。また、振動伝達部材１５が導電性を有しない場合には、実施例１と同様な方法として、圧電振動板１１に対するリード線３３の結線にあたっては、リード線３３を振動伝達部材１５で保持しつつ、リード線３３を導電路の端部となる導電膜２０の外周付近に結線することもできる。

このように、圧電振動板１１に直接リード線３３を接着せず、膜状の導電路である導電膜２０及び振動伝達部材１５を介してリード線３３を配線していることから、圧電振動板１１に圧電振動板１１の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。また、リード線３２を、圧電体１０に波状等にフレキシブルに結線することで、圧電体１０に圧電体１０の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。

図５は、本発明に係る圧電スピーカに係る第３の実施例を示す縦断面図である。図６は、同第３の実施例の圧電スピーカの平面図である。

図において、圧電スピーカ３は、一般家庭の居室でＣＤプレーヤやＭＤプレーヤ等の音響再生装置に接続し、音を発生させるためのスピーカである。圧電スピーカ１は、圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２とにより構成されている。圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２は、実施例１と同様である。圧電体１０の上面には、リード線３０を、接着して結線している。リード線３０は、スパイラル状で、伸縮力を有して圧電体１０にフレキシブルに結線している。尚、実施例２のリード線３２と同様の波状のものを用いてもよい。

また、弾性体１２は、それらの外周に設けられた振動伝達部材１６により支持されている。振動伝達部材１６は、その外周に設けられた響体（図示せず）に音響振動を伝えるものであり、響体の一部を構成し、響体よりも振動伝搬速度が速い素材を用いている。図５及び図６における振動伝達部材１６は、導電性を有しない素材で形成されている。

また、弾性体１２上で、圧電振動板１０から響体の一部を構成する振動伝達部材１６に延びる位置に、導電性樹脂材料で印刷回路２１がプリント印刷されている。印刷回路２１は、薄膜状で、平面視櫛状である。そして、圧電振動板１１と弾性体１２との間及び弾性体１２と振動伝達部材１６との間に印刷回路２１が挟み込まれた状態となっている。そして、印刷回路２１に接する振動伝達部材１６には、スルーホールが穿設され、印刷回路２１と振動伝達部材１６の上面とを接続する円筒状の電極材１７がはめ込まれている。また、電極材１７の内部には、印刷回路２１と接して導電性樹脂材料からなる導電材１８が充填されている。リード線３４は、電極材１７に接続されている。尚、振動伝達部材１６にスルーホールを穿設し、円筒状の電極材１７をはめ込み、導電材１８を充填する構造を、実施例１に示す響体１４に用いてもよい。

このように、圧電振動板１１に直接リード線３４を接着せず、印刷回路２１及び電極材１７を介してリード線３４を配線していることから、圧電振動板１１に圧電振動板１１の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。また、リード線３０を、圧電体１０にスパイラル状等にフレキシブルに結線することで、圧電体１０に圧電体１０の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。また、印刷回路２１が、薄膜状で平面視櫛状であり、薄く面積も小さいことから、印刷回路２１を圧電振動板１１と弾性体１２との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。

尚、印刷回路２１を、薄膜状で平面視櫛状に形成させる方法として、プリント印刷の他に、導電性塗料や導電性接着剤等が薄膜で形成させることも可能であり、いずれの方法のよっても、印刷回路２１を圧電振動板１１と弾性体１２との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。また、印刷回路２１は、必ずしも平面視櫛状である必要はなく、音響に対する影響を考慮すると、通電が確実で面積が狭い方が望ましい。

図７は、本発明に係る圧電スピーカに係る第４の実施例を示す縦断面図である。図８は、同第４の実施例の圧電スピーカの平面図である。

図において、圧電スピーカ４は、一般家庭の居室でＣＤプレーヤやＭＤプレーヤ等の音響再生装置に接続し、音を発生させるためのスピーカである。圧電スピーカ１は、圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２とにより構成されている。圧電体１０、圧電振動板１１及び弾性体１２は、実施例１と同様である。圧電体１０の上面には、リード線３０を、接着して結線している。リード線３０は、スパイラル状で、伸縮力を有して圧電体１０にフレキシブルに結線している。尚、実施例２のリード線３２と同様の波状のものを用いてもよい。

また、弾性体１２は、それらの外周に設けられた振動伝達部材１９により支持されている。振動伝達部材１９は、その外周に設けられた響体（図示せず）に音響振動を伝えるものであり、響体の一部を構成し、響体よりも振動伝搬速度が速い素材を用いている。図７及び図８における振動伝達部材１９は、導電性を有しない素材で形成されている。

また、弾性体１２上で、圧電振動板１０から響体の一部を構成する振動伝達部材１９に延びる位置に、導電性樹脂材料で印刷回路２２が貼付されている。印刷回路２２は、薄膜状で、平面視櫛状である。そして、圧電振動板１１と弾性体１２との間及び弾性体１２と振動伝達部材１６との間に印刷回路２１が挟み込まれた状態となっている。そして、リード線３５は、振動伝達部材１９の下面に露出する印刷回路２２に接続されている。

このように、圧電振動板１１に直接リード線３５を接着せず、印刷回路２２を介してリード線３５を配線していることから、圧電振動板１１に圧電振動板１１の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。また、リード線３０を、圧電体１０にスパイラル状等にフレキシブルに結線することで、圧電体１０に圧電体１０の振動を妨げる力が加わるのを抑え、音質の改善が図られる。また、印刷回路２２が、薄膜状で平面視櫛状であり、薄く面積も小さいことから、印刷回路２２を圧電振動板１１と弾性体１２との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。

尚、印刷回路２２を、薄膜状で平面視櫛状に形成させる方法として、プリント印刷の他に、導電性塗料や導電性接着剤等が薄膜で形成させることも可能であり、いずれの方法のよっても、印刷回路２２を圧電振動板１１と弾性体１２との間に設けた場合であっても、音質への影響を最小限に抑えることができる。また、印刷回路２２は、必ずしも平面視櫛状である必要はなく、音響に対する影響を考慮すると、通電が確実で面積が狭い方が望ましい。

尚、圧電体１０のリード線３０，３２は、伸縮力を有するフレキシブルな形状であって、圧電体１０に圧電体１０の振動を妨げる力が加わるのを抑える形状であればよく、スパイラル状や波状に限定されない。

圧電振動板と弾性体との間に膜状の導電路を備え、響板の方向に延びる導電路の端部を介して圧電振動板に配線を行う構成であれば、圧電体、圧電振動板又は弾性体の形状が、真円以外の形状のものや圧電振動板が分割されたものにも適用することができる。

本発明に係る圧電スピーカに係る第１の実施例を示す縦断面図である。 同第１の実施例の圧電スピーカの平面図である。 本発明に係る圧電スピーカに係る第２の実施例を示す縦断面図である。 同第２の実施例の圧電スピーカの平面図である。 本発明に係る圧電スピーカに係る第３の実施例を示す縦断面図である。 同第３の実施例の圧電スピーカの平面図である。 本発明に係る圧電スピーカに係る第４の実施例を示す縦断面図である。 同第４の実施例の圧電スピーカの平面図である。 従来の圧電スピーカを示す縦断面図である。 同圧電スピーカを示す平面図である。

符号の説明

１〜４・・・・・圧電スピーカ
１０・・・・・・圧電体
１１・・・・・・圧電振動板
１２・・・・・・弾性体
１４・・・・・・響体
１５〜１６・・・振動伝達部材
１７・・・・・・電極材
１８・・・・・・導電材
１９・・・・・・振動伝達部材
２０・・・・・・導電膜
２１〜２２・・・印刷回路
３０〜３５・・・リード線

Claims (4)

1. 印加された電気信号により歪みが生じる圧電体と、該圧電体に密接し、該歪みを音響振動に変換する圧電振動板と、該圧電振動板の外周に設けられた響体に該圧電振動板を支持する弾性体とを備える圧電スピーカにおいて、
   該圧電振動板と該弾性体との間に膜状の導電路を備え、
   該響板の方向に延びる該導電路の端部を介して該圧電振動板に配線を行うことを特徴とする圧電スピーカ。
2. リード線を前記響体に保持しつつ、該リード線を前記導電路の端部に結線することを特徴とする請求項１記載の圧電スピーカ。
3. 前記圧電体に、リード線をスパイラル状や波状等にフレキシブルに結線することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電スピーカ。
4. 前記導電路が導電性塗料や導電性接着剤等の薄膜により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ。

Images