JP3788946B2

JP3788946B2 - Piezoelectric speaker device

Info

Publication number: JP3788946B2
Application number: JP2002057490A
Authority: JP
Inventors: 孝治前川; 博之富山
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003259487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を用いた圧電型スピーカ装置に関し、とくに低域まで再生可能で音圧を向上させることができる圧電型スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピーカ装置として、ダイナミック型スピーカや圧電型スピーカが知られている。ダイナミック型スピーカは、例えばコーン形状を有する振動板に固定された駆動コイルを磁気回路の磁気空隙内に配し、磁気空隙内の直流磁界によって得られるコイルの電磁駆動力を機械振動として振動板に伝えることにより、振動板がこの機械振動を音響変換して放音することができる。
【０００３】
一方、圧電型スピーカはロッシェル塩やチタン酸バリウムなどの圧電物質による圧電効果を利用したものであり、例えば、特開２０００−３５４２９７号公報には、圧電素子の中央部にコーン振動板が固着されたスピーカ装置が開示されている。圧電型スピーカはダイナミック型スピーカと異なり磁気回路が不要であるため、軽量なスピーカ装置を得ることができる。上記公報に開示されているように、圧電スピーカ装置はとくにトゥイータ（高音用スピーカ）として適した性能を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、車載用オーディオ装置に対する軽量化の要請が強くなっており、スピーカ装置の軽量化を図ることができる圧電型スピーカは、このような要請に応えうる特性を備えるものとして車載用オーディオ装置に適したものと考えられる。しかし、圧電型スピーカは大きな振幅を確保しにくいという性質があり、低音再生や大音量の再生に難がある。
【０００５】
本発明は、低域まで再生可能で、しかも高い音圧を得ることができる圧電型スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（１１）および第２の圧電素子（１２）と、前記第２の圧電素子に取り付けられる振動板（１３）と、を備える圧電型スピーカ装置であって、前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体（１４）を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、前記第１の圧電素子には低音の信号を、前記第２の圧電素子には高音の信号を、それぞれ入力することを特徴とする。
【０００７】
この圧電型スピーカ装置によれば、第２の圧電素子の振幅が、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。さらに、第２の圧電素子から高音が効率的に放音できるとともに、第１の圧電素子として大振幅が得られるものを使用できる。
【００１０】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（１１）および第２の圧電素子（１２）を備える圧電型スピーカ装置であって、前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体（１４）を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、前記接続体は特定周波数帯域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能することを特徴とする。
【００１１】
接続体（１４等）は実質的に低域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能するものでもよい。
【００１２】
この場合には、第２の圧電素子から高音が効率的に放音できるとともに、第１の圧電素子として大振幅が得られるものを使用できる。
【００１３】
接続体（１４等）は第２の圧電素子（１２等）に向かって広がるコーン形状を有してもよい。
【００１４】
第１の圧電素子（５１）および第２の圧電素子（５２）はそれぞれの周縁部において接続体（５４）を介して接合されていてもよい。
【００１５】
接続体（５４）は弾性部材からなっていてもよい。
【００１６】
第１の圧電素子（１１等）は支持部材（１５等）に対し取り付けられてもよい。
【００１７】
第１の圧電素子（１１等）は機械的クッション材を介して支持部材（１５等）に取り付けられてもよい。
【００１８】
支持部材として重量物を用いてもよい。
【００１９】
第２の圧電素子（１２等）に振動板（１３等）が取り付けられていてもよい。
【００２０】
この場合には、第２の圧電素子の振動が振動板によって効率的に音響エネルギーに変換される。
【００２１】
第１の圧電素子（１１等）を駆動する電気回路を備え、電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを第１の圧電素子に与えるフィルタ手段を備えてもよい。
【００２２】
この場合には、第１の圧電素子に与えられる帯域に応じて、第１の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００２３】
電気回路のフィルタ手段は実質的に低域の信号のみを第１の圧電素子（１１等）に与えてもよい。
【００２４】
この場合には、第１の圧電素子の構成として低域専用として適した構成を採用できる。
【００２５】
第２の圧電素子（１２等）を駆動する電気回路を備え、電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを第２の圧電素子（１２等）に与えるフィルタ手段を備えてもよい。
【００２６】
この場合には、第２の圧電素子に与えられる帯域に応じて、第２の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００２７】
電気回路のフィルタ手段は実質的に高域の信号のみを第２の圧電素子（１２等）に与えてもよい。
【００２８】
この場合には、第１の圧電素子の構成として高域専用として適した構成を採用できる。
【００２９】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（３２）と、第２の圧電素子（３３）と、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材（３４）と、前記連結部材に取り付けられた振動板（３５）と、を備え、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記連結部材を介して前記振動板に伝達し、前記連結部材に対する前記第１の圧電素子の取付位置から前記連結部材に対する前記第２の圧電素子の取付位置までの距離（Ｌ１）は、前記第２の圧電素子の取付位置から前記振動板の取付位置までの距離（Ｌ２）よりも大きいことを特徴とする。
【００３０】
この圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材を介して振動板に伝達するので、振動板の振幅を、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとすることができるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
また、第１の圧電素子の振幅および第２の圧電素子の振幅が増幅されて振動板の振幅として重畳されるので、振動板をより大きな振幅で駆動することができる。なお、「有効距離」は連結部材の運動に対する第１の圧電素子、第２の圧電素子および振動板の取付位置における振幅比を決める距離を意味する。
さらに、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅が加算された角度で連結部材が運動するため振動板の振幅を拡大でき、より一層、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３３】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（４２）と、第２の圧電素子（４３）と、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材（４４）と、前記連結部材に取り付けられた高音用振動板（４５）と、前記連結部材に取り付けられた低音用振動板（４６）と、を備え、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して、前記連結部材を介して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記高音用振動板および前記低音用振動板に伝達することを特徴とする。
【００３４】
この圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材によって増幅して高音用振動板および低音用振動板に伝達することができるので、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３６】
また、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅が加算された角度で連結部材が運動するため振動板の振幅を拡大でき、より一層、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３７】
第１の圧電素子（４２）および第２の圧電素子（４３）のいずれかに所定帯域の駆動信号を供給してもよい。
【００３８】
この場合、所定の帯域に応じて、第１の圧電素子または第２の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００３９】
第１の圧電素子（４２）および第２の圧電素子（４３）のいずれか一方に低域の駆動信号を供給し、他方に高域の駆動信号を供給してもよい。
【００４０】
この場合、駆動信号の帯域に応じて、第１の圧電素子および第２の圧電素子の構成をそれぞれ適切に選択できる。
【００４１】
なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００４２】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
以下、図１および図２を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、図１（ｂ）は圧電素子の構成を示す断面図、図２は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を駆動する際に使用するネットワーク回路を示す回路図である。
【００４３】
図１（ａ）に示すように、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置は円板状の第１の圧電素子１１と、第１の圧電素子１１よりも径の小さな円板状の第２の圧電素子１２と、第２の圧電素子１２の図１において上面中央部に取り付けられたコーン形状の振動板１３とを備える。振動板１３は紙あるいは薄い樹脂シート等により構成することができる。
【００４４】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２はロッシェル塩やチタン酸バリウムなどの圧電物質による圧電効果を利用した容量性のインピーダンスを有する圧電振動子である。図１（ｂ）に示すように、第１の圧電素子１１は素子片１１ａ、素子片１１ｂおよび電極（正電極および負電極）を積層したバイモルフ型の構造を有する。第２の圧電素子１２も第１の圧電素子１１と同様の構造をとる。第１の圧電素子１１あるいは第２の圧電素子１２の入力端にオーディオ信号に応じた電圧を印加することにより、円板状の圧電素子の周縁を基準として圧電物質全体が半径方向に伸び縮みすることにより円板の中心軸に沿って振動する。
【００４５】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２は第２の圧電素子１２に向かって広がるコーン形状の接続体１４を介して接続されている。先細り形状に形成された接続体１４の下端部は第１の圧電素子１１の中央部に、広がって形成された上端部は第２の圧電素子１２の周辺部にそれぞれ接着されている。接続体１４は紙あるいは樹脂等により構成することができる。
【００４６】
また、圧電素子１１の周辺部および振動板１３の周辺部は、それぞれフレーム部材１５に取り付けられ固定されている。なお、振動板１３は柔軟なエッジ１３ａを介してフレーム部材１５に取り付けられているため、とくにエッジ１３ａが容易に弾性変形する。このため振動板１３の振動が阻害されることはない。
【００４７】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２は図２に示すネットワーク回路を介して駆動される。第１の圧電素子１１の電極にはインダクタンスＬ１が直列に接続されたローパスフィルタを介して音声信号が加えられる。また、第１の圧電素子１２の電極にはキャパシタンスＣ１が直列に接続されたハイパスフィルタを介して音声信号が加えられる。このため、第１の圧電素子１１の電極間には低域の音声信号が、第２の圧電素子１２の電極間には高域の音声信号がそれぞれ印加される。
【００４８】
次に、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２に音声信号を供給すると、フレーム部材１５により支持された第１の圧電素子１１は中央部が図１において上下方向に振動するように撓み変形する。また、接続体１４により支持された第２の圧電素子１２は中央部が図１において上下方向に振動するように撓み変形する。振動板１３は第２の圧電素子１２の振幅によって駆動され、振動板１３から効率的に再生音が放出される。
【００４９】
第１の実施形態の圧電型スピーカ装置では、第１の圧電素子１１の振幅が接続体１４によって第２の圧電素子１２の周辺部に伝達される。このため、第２の圧電素子１２の中央部における振幅は、第１の圧電素子１１の振幅に第２の圧電素子１２の振幅を加算したものとなる。第２の圧電素子１２の中央部における振幅は第１の圧電素子１１に供給された低域の信号に基づく振幅および第２の圧電素子１２に供給された高域の信号に基づく振幅を合成したものとなり、全域にわたり平坦な振幅が得られる。したがって、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置では、従来の圧電型スピーカ装置よりも低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となる。また、複数の圧電素子による振幅が重畳されるため、能率を高めることができる。なお、第１の実施形態では、第１の圧電素子１１を低域専用の素子として使用するため、振動系の重量が大きくても不都合はない。このため第１の圧電素子１１として充分な振幅のとれる圧電素子を使用することができる。
【００５０】
第１の実施形態では、第１の圧電素子１１を直接フレーム部材１５に取り付けているが、機械的クッション材（例えば、ゴムや樹脂）を介してフレーム部材１５等の支持部材に取り付けられてもよい。また、第１の圧電素子１１を支持する支持部材として重量物を用いてもよい。さらに、支持部材に振動板を取り付ける構成を採用しなくてもよい。
【００５１】
第１の実施形態では、ネットワーク回路を用いて第１の圧電素子１１に低域を、第２の圧電素子１２に高域をそれぞれ受け持たせるようにしているが、このようなネットワーク回路を用いることなく、両方の圧電素子に全帯域の駆動信号を同時に供給してもよい。また、いずれか一方の圧電素子に全帯域の信号を与え、他方に所定帯域の信号を与えてもよい。ただし、第１の圧電素子１１の振動系には第２の圧電素子１２および接続体１４の重量が付加されており、振動系全体の重量が大きくなっている。このため、第１の圧電素子１１に高域の信号を与えた場合であっても減衰が大きく、高域における効率は低くなる。したがって、高域まで充分な効率を獲得したい場合には、高域の信号を第２の圧電素子１２に供給することが必要となる。
【００５２】
また、図３に示すように機械的なフィルタを用いて、圧電素子の受け持ち帯域を制限するようにしてもよい。図３では、弾性体１６を介して第１の圧電素子１１および接続体１４を接着している。この場合には、弾性体１６が機械的フィルタとして機能し、第１の圧電素子１１の高域の振動が第２の圧電素子１２に伝達されなくなるため、ネットワーク回路等の電気回路によるフィルタを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、弾性体を用いる代わりに、接続体１４の硬さや形状を選択して接続体１４に弾性を与え、機械的フィルタとして機能させるようにしてもよい。
【００５４】
図４に示すように、３つ以上の圧電素子を用いてもよい。図４の例では、圧電素子２１、圧電素子２２および圧電素子２３が、接続体２４および接続体２５を介して順次接着されている。圧電素子２１はその周辺部においてフレーム２６に取り付けられ、圧電素子２３の中央部には振動板２７が接着されている。このように、３つ以上の圧電素子を用いる場合には、最も放音側の圧電素子に振動板を取り付ければよい。
【００５５】
図４に示す構成では、圧電素子２３の中央部の振幅は、圧電素子２１〜２３に基づく振幅を加算したものとなるため、振動板２７を大振幅で駆動することができる。したがって、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。図４に示す構成においても、各圧電素子に適当な帯域の信号を供給する電気回路によるフィルタを用いることができる。また、電気的フィルタに代えて、機械的フィルタを設けるようにしてもよい。
【００５６】
−第２の実施形態−
以下、図５を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第２の実施形態について説明する。図５は第２の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図である。
【００５７】
図５に示すように、第２の実施形態の圧電型スピーカ装置は、支持部材３１にその両端が取り付けられた第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３と、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３が取り付けられた直線状の連結部材３４と、連結部材３４の一端部に取り付けられた振動板３５とを備える。
【００５８】
図５に示すように、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３は互いにほぼ同一平面上に取り付けられる。第１の圧電素子３２の中央部および第２の圧電素子３３の中央部にはそれぞれ接合部材３２ａおよび接合部材３３ａが取り付けられ、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３はそれぞれ接合部材３２ａおよび接合部材３３ａを介して連結部材３４に取り付けられている。
【００５９】
振動板３５は紙あるいはプラスチック等により構成することができる。振動板３５は周辺部において取り付けられているが、振動板３５は柔軟に弾性変形可能なエッジ３５ａを介して取り付けられているため、振動板３５の振動が阻害されることはない。
【００６０】
次に、第２の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。
【００６１】
第２の実施形態では、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３の振幅方向が互いに逆になるように、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に音声信号が与えられる。すなわち、図５において第１の圧電素子３２の中央部が上方向に移動するように第１の圧電素子３２が撓むとき、第２の圧電素子３３の中央部が下方向に移動するように第２の圧素子３３が撓む。連結部材３４の角度は第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に基づく振幅の差分に対応して変化するため、第２の実施形態では、この角度が第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に与えられた信号を加算したものとなる。したがって、振動板３５の振幅は、ほぼ第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に与えられた信号を加算した信号に対応することになる。
【００６２】
図５に示すように、連結部材３４における第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に対する取付位置間の距離（有効距離）をＬ１、連結部材３４における第２の圧電素子３３および振動板３５に対する取付位置間の距離（有効距離）をＬ２とするとき、Ｌ２＞Ｌ１とすることが望ましい。Ｌ１に対しＬ２を大きな値とすることにより、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３の振幅に対する振動板３５の振幅比が大きくなる。このため、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００６３】
第２の実施形態における第１の圧電素子３２あるいは第２の圧電素子３３に対し、電気回路によるフィルタによって所定の帯域の信号のみを与えるようにしてもよい。例えば、第１の圧電素子３２に低域の信号を、第２の圧電素子３３に高域の信号をそれぞれ与えてもよい。
【００６４】
−第３の実施形態−
以下、図６を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第３の実施形態について説明する。図６は第３の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図である。
【００６５】
図６に示すように、第３の実施形態の圧電型スピーカ装置は、支持部材４１にその両端が取り付けられた第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３と、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３が取り付けられた直線状の連結部材４４と、連結部材４４の端部に取り付けられた高音用振動板４５と、連結部材４４の端部に取り付けられた低音用振動板４６とを備える。
【００６６】
図６に示すように、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３は互いにほぼ同一平面上に取り付けられる。第１の圧電素子４２の中央部および第２の圧電素子４３の中央部にはそれぞれ接合部材４２ａおよび接合部材４３ａが取り付けられ、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３はそれぞれ接合部材４２ａおよび接合部材４３ａを介して連結部材４４に取り付けられている。
【００６７】
高音用振動板４５および低音用振動板４６は紙あるいはプラスチック等により構成することができる。高音用振動板４５および低音用振動板４６はそれぞれ周辺部において取り付けられているが、高音用振動板４５は柔軟なエッジ４５ａを介して、低音用振動板４６は柔軟なエッジ４６ａを介して、それぞれ取り付けられているため、高音用振動板４５および低音用振動板４６の振動が阻害されることはない。
【００６８】
次に、第３の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。
【００６９】
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３の振幅方向が互いに逆になるように、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に音声信号が与えられる。連結部材４４の角度は第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に基づく振幅の差分に対応して変化するため、第３の実施形態では、この角度が第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に与えられた信号を加算したものとなる。
【００７０】
第３の実施形態では、連結部材４４の振動に応じて高音用振動板４５および低音用振動板４６の両者から再生音が放出されるが、高音用振動板４５からは主として高音が、低音用振動板４６からは主として低音が、それぞれ放出される。すなわち、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３の振幅は連結部材４４を介して低音用振動板４６に伝達されるが、連結部材４４中を長距離にわたり伝達する間に高音の振幅は減衰する。このため、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に比較的接近して取り付けられた高音用振動板４５からは高音が効率的に放出される。一方、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３から比較的離れて取り付けられた低音用振動板４６からは低音が効率的に放出されるが、高音は減衰してほとんど放出されない。
【００７１】
第３の実施形態では、２つの圧電素子の振幅が合成されるとともに、その振幅が連結部材４４によって拡大されて高音用振動板４５および低音用振動板４６に伝達されるため、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００７２】
第３の実施形態における第１の圧電素子４２あるいは第２の圧電素子４３に対し、電気回路によるフィルタによって所定の帯域の信号のみを与えるようにしてもよい。例えば、第１の圧電素子４２に低域の信号を、第２の圧電素子４３に高域の信号をそれぞれ与えてもよい。
【００７３】
−第４の実施形態−
以下、図７を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第４の実施形態について説明する。図７（ａ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の圧電型スピーカ装置の動作を模式的に示す断面図である。
【００７４】
図７（ａ）に示すように、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置は円板状の第１の圧電素子５１と、第１の圧電素子５１とほぼ同径の円板状の第２の圧電素子５２と、第２の圧電素子５２の図１（ａ）において上面中央部に取り付けられたコーン形状の振動板５３とを備える。振動板５３は紙あるいは薄い樹脂シート等により構成することができる。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２は、それぞれの周縁部においてゴム等の弾性部材からなる接続体５４を介して接合されている。また、図７（ａ）における第１の圧電素子５１の下面中央部および振動板５３の周縁部は、それぞれフレーム部材５５に取り付けられる。
【００７６】
次に、第４の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２に音声信号を供給すると、図７（ｂ）に示すように、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２は互いに反対方向にに振動するように撓み変形する。このため、第２の圧電素子５２の中央部は、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２の両者に基づく振幅を重畳した振幅で振動する。振動板１３は第２の圧電素子１２の振幅によって駆動され、振動板１３から効率的に再生音が放出される。
【００７７】
このように、第４の実施形態の圧電型スピーカ装置では、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２に基づく振幅を重畳した振幅にて振動板５３を駆動できるため、低音まで再生が可能となるとともに、再生音圧を向上させることができる。なお、接続体５４を機械的なフィルタとして機能させるようにしてもよい。
【００７８】
第４の実施形態において、第１の圧電素子５１に低域の信号を入力し、第２の圧電素子５２に高域の信号を入力するようにしてもよい。この場合には、第１の圧電素子５１の振動系の重量が大きくても問題がないため、第１の圧電素子５１として充分な振幅のとれる圧電素子を使用することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第２の圧電素子の振幅が、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
【００８０】
また、本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材を介して振動板に伝達するので、振動板の振幅を、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとすることができるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
【００８１】
さらに、本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材によって増幅して高音用振動板および低音用振動板に伝達することができるので、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す図であり、（ａ）は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、（ｂ）は圧電素子の構成を示す断面図。
【図２】第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を駆動する際に使用するネットワーク回路を示す回路図。
【図３】機械的なフィルタを用いて圧電素子の受け持ち帯域を制限する例を示す図。
【図４】３つ以上の圧電素子を用いた例を示す図。
【図５】第２の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図。
【図６】第３の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図。
【図７】第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す図であり、（ａ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、（ｂ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１１，２１，３２，４２第１の圧電素子
１２，２２，２３，３３，４３第２の圧電素子
１３，２７，３５，４６，５３振動板
１４，２４，２５，５４接続体
１５フレーム部材（支持部材）
３４，４４連結部材
４５高音用振動板
４６低音用振動板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric speaker device using a piezoelectric element, and more particularly to a piezoelectric speaker device that can be reproduced to a low frequency range and can improve sound pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, dynamic speakers and piezoelectric speakers are known as speaker devices. In a dynamic speaker, for example, a driving coil fixed to a diaphragm having a cone shape is arranged in a magnetic gap of a magnetic circuit, and an electromagnetic driving force of a coil obtained by a DC magnetic field in the magnetic gap is used as a mechanical vibration to the diaphragm. By transmitting, the diaphragm can convert this mechanical vibration into sound and emit sound.
[0003]
On the other hand, a piezoelectric speaker uses a piezoelectric effect by a piezoelectric material such as Rochelle salt or barium titanate. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-354297, a cone diaphragm is fixed to a central portion of a piezoelectric element. A speaker device is disclosed. Unlike a dynamic speaker, a piezoelectric speaker does not require a magnetic circuit, so that a lightweight speaker device can be obtained. As disclosed in the above publication, the piezoelectric speaker device has a performance particularly suitable as a tweeter (sound speaker).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, there has been a strong demand for reducing the weight of the in-vehicle audio device, and the piezoelectric speaker capable of reducing the weight of the speaker device has a characteristic capable of meeting such a request. It is thought that it is suitable for. However, the piezoelectric speaker has a property that it is difficult to ensure a large amplitude, and it is difficult to reproduce low-frequency sound and high-volume sound.
[0005]
An object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker device that can be reproduced to a low frequency range and that can obtain a high sound pressure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The piezoelectric speaker device according to the present invention includes a first piezoelectric element (11) and a second piezoelectric element (12).And a diaphragm (13) attached to the second piezoelectric element,A piezoelectric speaker device comprising: an amplitude of the second piezoelectric element substantially based on a signal given to the first piezoelectric element; and a signal given to the second piezoelectric element The second piezoelectric element is connected to the first piezoelectric element via the connection body (14) so that the amplitude based onOppositeAttached,A bass signal is input to the first piezoelectric element, and a treble signal is input to the second piezoelectric element.It is characterized byRu.
[0007]
  According to this piezoelectric speaker device, the amplitude of the second piezoelectric element is substantially based on the signal given to the first piezoelectric element and the amplitude based on the signal given to the second piezoelectric element. Therefore, it is possible to reproduce the sound up to a low frequency and improve the sound pressure.Furthermore, a high sound can be efficiently emitted from the second piezoelectric element, and a large amplitude can be obtained as the first piezoelectric element.
[0010]
  The piezoelectric speaker device according to the present invention is a piezoelectric speaker device including a first piezoelectric element (11) and a second piezoelectric element (12), wherein the amplitude of the second piezoelectric element is substantially the same as that described above. The second piezoelectric element is connected to the connection body (14 so that the amplitude based on the signal applied to the first piezoelectric element and the amplitude based on the signal applied to the second piezoelectric element are superimposed. ), And is connected to the first piezoelectric element, and the connection body functions as a mechanical filter that transmits only vibration in a specific frequency band.
[0011]
The connection body (14 or the like) may function as a mechanical filter that transmits substantially only low-frequency vibrations.
[0012]
In this case, a high-frequency sound can be efficiently emitted from the second piezoelectric element, and a high-amplitude element can be used as the first piezoelectric element.
[0013]
The connection body (14 etc.) may have a cone shape which spreads toward the second piezoelectric element (12 etc.).
[0014]
The 1st piezoelectric element (51) and the 2nd piezoelectric element (52) may be joined via the connection body (54) in each peripheral part.
[0015]
The connecting body (54) may be made of an elastic member.
[0016]
The first piezoelectric element (11 etc.) may be attached to the support member (15 etc.).
[0017]
The first piezoelectric element (such as 11) may be attached to the support member (such as 15) via a mechanical cushion material.
[0018]
A heavy object may be used as the support member.
[0019]
A diaphragm (13, etc.) may be attached to the second piezoelectric element (12, etc.).
[0020]
In this case, the vibration of the second piezoelectric element is efficiently converted into acoustic energy by the diaphragm.
[0021]
An electric circuit that drives the first piezoelectric element (11 or the like) may be provided, and the electric circuit may include a filter unit that applies only a signal in a specific frequency band to the first piezoelectric element.
[0022]
In this case, the configuration of the first piezoelectric element can be appropriately selected according to the band given to the first piezoelectric element.
[0023]
The filter means of the electric circuit may provide only the low-frequency signal to the first piezoelectric element (11 etc.).
[0024]
In this case, a configuration suitable for the low range can be adopted as the configuration of the first piezoelectric element.
[0025]
An electric circuit for driving the second piezoelectric element (12 or the like) may be provided, and the electric circuit may include a filter unit that applies only a signal in a specific frequency band to the second piezoelectric element (12 or the like).
[0026]
In this case, the configuration of the second piezoelectric element can be appropriately selected according to the band given to the second piezoelectric element.
[0027]
The filter means of the electric circuit may provide only the high-frequency signal to the second piezoelectric element (12 etc.).
[0028]
In this case, a configuration suitable for exclusive use in the high range can be adopted as the configuration of the first piezoelectric element.
[0029]
  The piezoelectric speaker device according to the present invention includes a first piezoelectric element (32), a second piezoelectric element (33), and a connecting member (34) to which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are attached. ) And a diaphragm (35) attached to the connecting member, wherein the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, and the diaphragm are the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, and the second piezoelectric element. Attached to the connecting member so as to be arranged in the order of the piezoelectric element and the diaphragm,A drive voltage is applied to the first piezoelectric element and the second piezoelectric element so that the amplitude directions of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are reversed to each other.Transmitting the amplitude of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element to the diaphragm via the connecting member;The distance (L1) from the mounting position of the first piezoelectric element to the connecting member to the mounting position of the second piezoelectric element to the connecting member is the mounting position of the diaphragm from the mounting position of the second piezoelectric element. Greater than distance to position (L2)It is characterized by that.
[0030]
  According to this piezoelectric speaker device, the amplitude of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element is transmitted to the diaphragm via the connecting member, so that the amplitude of the diaphragm is substantially transferred to the first piezoelectric element. Since the amplitude based on the given signal and the amplitude based on the signal given to the second piezoelectric element can be superimposed, it is possible to reproduce up to low frequencies and improve the sound pressure. .
  In addition, since the amplitude of the first piezoelectric element and the amplitude of the second piezoelectric element are amplified and superimposed as the amplitude of the diaphragm, the diaphragm can be driven with a larger amplitude. The “effective distance” means a distance that determines an amplitude ratio at the mounting position of the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, and the diaphragm with respect to the movement of the connecting member.
  Furthermore, since the connecting member moves at an angle obtained by adding the amplitudes of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element, the amplitude of the diaphragm can be expanded, and a wide-band reproduction that can be reproduced to a lower range is possible. At the same time, the sound pressure can be increased.
[0033]
  The piezoelectric speaker device according to the present invention includes a first piezoelectric element (42), a second piezoelectric element (43), and a connecting member (44) to which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are attached. ), A treble diaphragm (45) attached to the coupling member, and a bass diaphragm (46) attached to the coupling member, the first piezoelectric element and the second piezoelectric element An element, the treble diaphragm, and the bass diaphragm are arranged on the connecting member so as to be arranged in the order of the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, the treble diaphragm, and the bass diaphragm. Attached,Applying a drive voltage to the first piezoelectric element and the second piezoelectric element so that the amplitude directions of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are mutually inverted,Amplitudes of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are transmitted to the treble diaphragm and the bass diaphragm through the connecting member.
[0034]
According to this piezoelectric speaker device, the amplitude of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element can be amplified by the connecting member and transmitted to the high-frequency diaphragm and the low-frequency diaphragm, so that the reproduction is performed up to a low frequency range. A possible wide-band reproduction is possible, and the sound pressure can be increased.
[0036]
  Also,Since the connecting member moves at an angle obtained by adding the amplitudes of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element, the amplitude of the diaphragm can be expanded, and a wide-band reproduction that can be reproduced to a lower range is possible. , Can increase the sound pressure.
[0037]
A drive signal of a predetermined band may be supplied to either the first piezoelectric element (42) or the second piezoelectric element (43).
[0038]
In this case, the configuration of the first piezoelectric element or the second piezoelectric element can be appropriately selected according to the predetermined band.
[0039]
A low-frequency drive signal may be supplied to one of the first piezoelectric element (42) and the second piezoelectric element (43), and a high-frequency drive signal may be supplied to the other.
[0040]
In this case, the configurations of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element can be appropriately selected according to the band of the drive signal.
[0041]
In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
-First embodiment-
Hereinafter, a first embodiment of a piezoelectric speaker device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A is a cross-sectional view showing the piezoelectric speaker device of the first embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view showing the configuration of the piezoelectric element, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric speaker device of the first embodiment. It is a circuit diagram which shows the network circuit used when driving.
[0043]
As shown in FIG. 1A, the piezoelectric speaker device of the first embodiment includes a disk-shaped first piezoelectric element 11 and a disk-shaped second piezoelectric element having a smaller diameter than the first piezoelectric element 11. 1 and the cone-shaped diaphragm 13 attached to the center of the upper surface of the second piezoelectric element 12 in FIG. The diaphragm 13 can be made of paper or a thin resin sheet.
[0044]
The first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 12 are piezoelectric vibrators having capacitive impedance using a piezoelectric effect by a piezoelectric material such as Rochelle salt or barium titanate. As shown in FIG. 1B, the first piezoelectric element 11 has a bimorph structure in which an element piece 11a, an element piece 11b, and electrodes (a positive electrode and a negative electrode) are stacked. The second piezoelectric element 12 also has the same structure as the first piezoelectric element 11. By applying a voltage corresponding to the audio signal to the input end of the first piezoelectric element 11 or the second piezoelectric element 12, the entire piezoelectric material expands and contracts in the radial direction with the peripheral edge of the disk-shaped piezoelectric element as a reference. This causes vibration along the central axis of the disk.
[0045]
The first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 12 are connected via a cone-shaped connection body 14 that extends toward the second piezoelectric element 12. The lower end portion of the connection body 14 formed in a tapered shape is bonded to the center portion of the first piezoelectric element 11, and the upper end portion formed so as to spread is bonded to the peripheral portion of the second piezoelectric element 12. The connection body 14 can be made of paper or resin.
[0046]
Further, the peripheral portion of the piezoelectric element 11 and the peripheral portion of the diaphragm 13 are respectively attached and fixed to the frame member 15. In addition, since the diaphragm 13 is attached to the frame member 15 via the flexible edge 13a, the edge 13a is particularly easily elastically deformed. For this reason, the vibration of the diaphragm 13 is not hindered.
[0047]
The first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 12 are driven via a network circuit shown in FIG. An audio signal is applied to the electrode of the first piezoelectric element 11 through a low-pass filter having an inductance L1 connected in series. An audio signal is applied to the electrode of the first piezoelectric element 12 through a high-pass filter having a capacitance C1 connected in series. Therefore, a low-frequency audio signal is applied between the electrodes of the first piezoelectric element 11, and a high-frequency audio signal is applied between the electrodes of the second piezoelectric element 12.
[0048]
Next, the operation of the piezoelectric speaker device of the first embodiment will be described. When an audio signal is supplied to the first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 12, the first piezoelectric element 11 supported by the frame member 15 is bent and deformed so that the central portion vibrates in the vertical direction in FIG. . Further, the second piezoelectric element 12 supported by the connection body 14 is bent and deformed so that the central portion vibrates in the vertical direction in FIG. The diaphragm 13 is driven by the amplitude of the second piezoelectric element 12, and the reproduced sound is efficiently emitted from the diaphragm 13.
[0049]
In the piezoelectric speaker device of the first embodiment, the amplitude of the first piezoelectric element 11 is transmitted to the peripheral portion of the second piezoelectric element 12 by the connecting body 14. Therefore, the amplitude at the center of the second piezoelectric element 12 is obtained by adding the amplitude of the second piezoelectric element 12 to the amplitude of the first piezoelectric element 11. The amplitude at the center of the second piezoelectric element 12 is composed of the amplitude based on the low-frequency signal supplied to the first piezoelectric element 11 and the amplitude based on the high-frequency signal supplied to the second piezoelectric element 12. Therefore, a flat amplitude can be obtained over the entire area. Therefore, in the piezoelectric speaker device of the first embodiment, it is possible to perform reproduction in a wide band that can be reproduced to a lower frequency than in the conventional piezoelectric speaker device. Moreover, since the amplitude by a some piezoelectric element is superimposed, efficiency can be improved. In the first embodiment, since the first piezoelectric element 11 is used as an element dedicated to low frequencies, there is no problem even if the vibration system is heavy. For this reason, a piezoelectric element having a sufficient amplitude can be used as the first piezoelectric element 11.
[0050]
In the first embodiment, the first piezoelectric element 11 is directly attached to the frame member 15. However, even if the first piezoelectric element 11 is attached to a support member such as the frame member 15 via a mechanical cushion material (for example, rubber or resin). Good. Further, a heavy object may be used as a support member that supports the first piezoelectric element 11. Furthermore, the structure which attaches a diaphragm to a supporting member does not need to be employ | adopted.
[0051]
In the first embodiment, a low frequency is assigned to the first piezoelectric element 11 and a high frequency is assigned to the second piezoelectric element 12 by using a network circuit. Such a network circuit is used. Instead, the drive signals for the entire band may be simultaneously supplied to both piezoelectric elements. Further, a signal of the entire band may be given to one of the piezoelectric elements, and a signal of a predetermined band may be given to the other. However, the weight of the second piezoelectric element 12 and the connection body 14 is added to the vibration system of the first piezoelectric element 11, and the weight of the entire vibration system is increased. For this reason, even when a high-frequency signal is given to the first piezoelectric element 11, the attenuation is large and the efficiency in the high frequency is low. Therefore, when it is desired to obtain sufficient efficiency up to the high frequency, it is necessary to supply a high frequency signal to the second piezoelectric element 12.
[0052]
In addition, as shown in FIG. 3, a mechanical filter may be used to limit the band of the piezoelectric element. In FIG. 3, the first piezoelectric element 11 and the connection body 14 are bonded via the elastic body 16. In this case, since the elastic body 16 functions as a mechanical filter and the high-frequency vibration of the first piezoelectric element 11 is not transmitted to the second piezoelectric element 12, a filter using an electric circuit such as a network circuit is used. The same effect as when there was.
[0053]
Further, instead of using an elastic body, the hardness and shape of the connection body 14 may be selected to give elasticity to the connection body 14 so as to function as a mechanical filter.
[0054]
As shown in FIG. 4, three or more piezoelectric elements may be used. In the example of FIG. 4, the piezoelectric element 21, the piezoelectric element 22, and the piezoelectric element 23 are sequentially bonded via the connection body 24 and the connection body 25. The piezoelectric element 21 is attached to the frame 26 at the periphery thereof, and a diaphragm 27 is bonded to the center of the piezoelectric element 23. As described above, when three or more piezoelectric elements are used, the diaphragm may be attached to the sound emitting side piezoelectric element.
[0055]
In the configuration shown in FIG. 4, the amplitude of the central portion of the piezoelectric element 23 is the sum of the amplitudes based on the piezoelectric elements 21 to 23, so that the diaphragm 27 can be driven with a large amplitude. Therefore, it is possible to perform a wide-band reproduction that can be reproduced to a low frequency, and to increase the sound pressure. In the configuration shown in FIG. 4 as well, a filter using an electric circuit that supplies a signal of an appropriate band to each piezoelectric element can be used. Further, a mechanical filter may be provided instead of the electrical filter.
[0056]
-Second Embodiment-
A second embodiment of the piezoelectric speaker device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the piezoelectric speaker device of the second embodiment.
[0057]
As shown in FIG. 5, the piezoelectric speaker device according to the second embodiment includes a first piezoelectric element 32 and a second piezoelectric element 33 each having both ends attached to a support member 31, and the first piezoelectric element 32. And a linear connecting member 34 to which the second piezoelectric element 33 is attached, and a diaphragm 35 attached to one end of the connecting member 34.
[0058]
As shown in FIG. 5, the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 are mounted on substantially the same plane. A joining member 32a and a joining member 33a are respectively attached to the center portion of the first piezoelectric element 32 and the center portion of the second piezoelectric element 33, and the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 are respectively joined to the joining member. It is attached to the connecting member 34 via 32a and a joining member 33a.
[0059]
The diaphragm 35 can be made of paper or plastic. Although the diaphragm 35 is attached at the peripheral portion, the diaphragm 35 is attached via an edge 35a that can be elastically deformed flexibly, so that the vibration of the diaphragm 35 is not hindered.
[0060]
Next, the operation of the piezoelectric speaker device according to the second embodiment will be described.
[0061]
In the second embodiment, an audio signal is given to the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 so that the amplitude directions of the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 are opposite to each other. . That is, in FIG. 5, when the first piezoelectric element 32 bends so that the central part of the first piezoelectric element 32 moves upward, the central part of the second piezoelectric element 33 moves downward. The second pressure element 33 is bent. Since the angle of the connecting member 34 changes corresponding to the difference in amplitude based on the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33, in the second embodiment, this angle is the first piezoelectric element 32 and the first piezoelectric element 32. The signal given to the second piezoelectric element 33 is added. Therefore, the amplitude of the diaphragm 35 substantially corresponds to a signal obtained by adding signals given to the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33.
[0062]
As shown in FIG. 5, the distance (effective distance) between the attachment positions of the connecting member 34 with respect to the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 is L1, and the second piezoelectric element 33 and the diaphragm in the connecting member 34 When the distance between the mounting positions with respect to 35 (effective distance) is L2, it is desirable that L2> L1. By setting L2 to a large value with respect to L1, the amplitude ratio of the diaphragm 35 to the amplitude of the first piezoelectric element 32 and the second piezoelectric element 33 is increased. For this reason, it is possible to reproduce a wide band that can be reproduced to a low frequency, and to increase the sound pressure.
[0063]
Only a signal in a predetermined band may be given to the first piezoelectric element 32 or the second piezoelectric element 33 in the second embodiment by a filter using an electric circuit. For example, a low-frequency signal may be given to the first piezoelectric element 32 and a high-frequency signal may be given to the second piezoelectric element 33.
[0064]
-Third embodiment-
A third embodiment of the piezoelectric speaker device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the piezoelectric speaker device of the third embodiment.
[0065]
As shown in FIG. 6, the piezoelectric speaker device according to the third embodiment includes a first piezoelectric element 42 and a second piezoelectric element 43 each having both ends attached to a support member 41, and a first piezoelectric element 42. The linear connecting member 44 to which the second piezoelectric element 43 is attached, the treble diaphragm 45 attached to the end of the connecting member 44, and the bass diaphragm attached to the end of the connecting member 44. 46.
[0066]
As shown in FIG. 6, the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43 are mounted on substantially the same plane. A joining member 42a and a joining member 43a are attached to the central portion of the first piezoelectric element 42 and the central portion of the second piezoelectric element 43, respectively. The first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43 are joined to the joining member, respectively. It is attached to the connecting member 44 via 42a and the joining member 43a.
[0067]
The treble diaphragm 45 and the bass diaphragm 46 can be made of paper or plastic. The high-frequency sound diaphragm 45 and the low-frequency sound diaphragm 46 are attached to the periphery, respectively, but the high-frequency sound diaphragm 45 is connected via a flexible edge 45a, and the low-frequency sound diaphragm 46 is connected via a flexible edge 46a. Since they are respectively attached, the vibrations of the high-frequency sound diaphragm 45 and the low-frequency sound diaphragm 46 are not hindered.
[0068]
Next, the operation of the piezoelectric speaker device according to the third embodiment will be described.
[0069]
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 42 are arranged so that the amplitude directions of the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43 are opposite to each other. An audio signal is given to the element 43. Since the angle of the connecting member 44 changes corresponding to the difference in amplitude based on the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43, in the third embodiment, this angle is the first piezoelectric element 42 and the first piezoelectric element 42. This is the sum of signals given to the second piezoelectric element 43.
[0070]
In the third embodiment, the reproduction sound is emitted from both the high-frequency diaphragm 45 and the low-frequency diaphragm 46 in response to the vibration of the connecting member 44, but the high-frequency vibration plate 45 mainly produces high-frequency sounds. Low frequencies are mainly emitted from the diaphragm 46. That is, the amplitudes of the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43 are transmitted to the low-frequency diaphragm 46 via the connecting member 44, but the high-frequency amplitude is transmitted while transmitting through the connecting member 44 over a long distance. Decays. For this reason, treble is efficiently emitted from the treble diaphragm 45 attached relatively close to the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43. On the other hand, although the low sound is efficiently emitted from the low frequency diaphragm 46 attached relatively far from the first piezoelectric element 42 and the second piezoelectric element 43, the high sound is attenuated and hardly emitted.
[0071]
In the third embodiment, the amplitudes of the two piezoelectric elements are combined, and the amplitude is expanded by the connecting member 44 and transmitted to the high-frequency diaphragm 45 and the low-frequency diaphragm 46. A possible wide-band reproduction is possible, and the sound pressure can be increased.
[0072]
You may make it give only the signal of a predetermined band with respect to the 1st piezoelectric element 42 or the 2nd piezoelectric element 43 in 3rd Embodiment by the filter by an electric circuit. For example, a low-frequency signal may be given to the first piezoelectric element 42 and a high-frequency signal may be given to the second piezoelectric element 43.
[0073]
-Fourth Embodiment-
Hereinafter, a fourth embodiment of the piezoelectric speaker device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a cross-sectional view showing the piezoelectric speaker device of the fourth embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view schematically showing the operation of the piezoelectric speaker device of FIG.
[0074]
As shown in FIG. 7A, the piezoelectric speaker device according to the first embodiment includes a disk-shaped first piezoelectric element 51 and a disk-shaped second piezoelectric element having substantially the same diameter as the first piezoelectric element 51. 1 and the cone-shaped diaphragm 53 attached to the center of the upper surface of the second piezoelectric element 52 in FIG. 1A. The diaphragm 53 can be made of paper or a thin resin sheet.
[0075]
As shown in FIG. 7A, the first piezoelectric element 51 and the second piezoelectric element 52 are bonded to each other at a peripheral edge portion via a connection body 54 made of an elastic member such as rubber. In addition, the center portion of the lower surface of the first piezoelectric element 51 and the peripheral edge portion of the diaphragm 53 in FIG.
[0076]
Next, the operation of the piezoelectric speaker device according to the fourth embodiment will be described. When an audio signal is supplied to the first piezoelectric element 51 and the second piezoelectric element 52, as shown in FIG. 7B, the first piezoelectric element 51 and the second piezoelectric element 52 vibrate in opposite directions. To bend and deform. For this reason, the central portion of the second piezoelectric element 52 vibrates with an amplitude in which the amplitudes based on both the first piezoelectric element 51 and the second piezoelectric element 52 are superimposed. The diaphragm 13 is driven by the amplitude of the second piezoelectric element 12, and the reproduced sound is efficiently emitted from the diaphragm 13.
[0077]
As described above, in the piezoelectric speaker device according to the fourth embodiment, the diaphragm 53 can be driven with an amplitude superimposed on the amplitude based on the first piezoelectric element 51 and the second piezoelectric element 52, so that the sound can be reproduced to a low tone. As a result, the reproduction sound pressure can be improved. Note that the connection body 54 may function as a mechanical filter.
[0078]
In the fourth embodiment, a low-frequency signal may be input to the first piezoelectric element 51 and a high-frequency signal may be input to the second piezoelectric element 52. In this case, since there is no problem even if the vibration system of the first piezoelectric element 51 is large, a piezoelectric element having a sufficient amplitude can be used as the first piezoelectric element 51.
[0079]
【The invention's effect】
According to the piezoelectric speaker device of the present invention, the amplitude of the second piezoelectric element is substantially based on the amplitude based on the signal given to the first piezoelectric element and the signal given to the second piezoelectric element. Since the amplitude is superimposed, it is possible to reproduce up to a low frequency and to improve the sound pressure.
[0080]
In addition, according to the piezoelectric speaker device of the present invention, the amplitude of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element is transmitted to the diaphragm via the connecting member, so that the amplitude of the diaphragm is substantially equal to the first amplitude. Since the amplitude based on the signal given to the piezoelectric element and the amplitude based on the signal given to the second piezoelectric element can be superimposed, it is possible to reproduce up to low frequencies and improve sound pressure Can be made.
[0081]
Furthermore, according to the piezoelectric speaker device of the present invention, the amplitude of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element can be amplified by the connecting member and transmitted to the high-frequency diaphragm and the low-frequency diaphragm. A wide-band reproduction capable of reproducing to a low frequency is possible, and a sound pressure can be increased.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams illustrating a piezoelectric speaker device according to a first embodiment, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric speaker device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piezoelectric element. Figure.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a network circuit used when driving the piezoelectric speaker device of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example in which the band of a piezoelectric element is limited using a mechanical filter.
FIG. 4 is a diagram showing an example using three or more piezoelectric elements.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a piezoelectric speaker device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a piezoelectric speaker device according to a third embodiment.
7A and 7B are diagrams illustrating a piezoelectric speaker device according to a fourth embodiment, in which FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric speaker device according to the fourth embodiment, and FIG. 7B is a piezoelectric diagram according to the fourth embodiment. Sectional drawing which shows typically operation | movement of a type | mold speaker apparatus.
[Explanation of symbols]
11, 21, 32, 42 First piezoelectric element
12, 22, 23, 33, 43 Second piezoelectric element
13, 27, 35, 46, 53 Diaphragm
14, 24, 25, 54 connector
15 Frame member (support member)
34,44 connecting member
45 Diaphragm for treble
46 Diaphragm for bass

Claims

A piezoelectric speaker device comprising: a first piezoelectric element and a second piezoelectric element; and a diaphragm attached to the second piezoelectric element ,
The amplitude of the second piezoelectric element is substantially a superposition of the amplitude based on the signal applied to the first piezoelectric element and the amplitude based on the signal applied to the second piezoelectric element. as such, the second piezoelectric element is mounted opposite to the first piezoelectric element via the connector,
Wherein the bass signal in the first piezoelectric element, the treble signal to the second piezoelectric element, pressure electrostatic speaker device characterized in that respectively input.

A piezoelectric speaker device comprising a first piezoelectric element and a second piezoelectric element,
The amplitude of the second piezoelectric element substantially overlaps the amplitude based on the signal given to the first piezoelectric element and the amplitude based on the signal given to the second piezoelectric element. The second piezoelectric element is attached to face the first piezoelectric element via a connecting body,
The connection body functions as a mechanical filter that transmits only vibrations in a specific frequency band.

The piezoelectric speaker device according to claim 2 , wherein the connection body functions as a mechanical filter that substantially transmits only low-frequency vibrations.

The piezoelectric speaker device according to claim 1 , wherein the connection body has a cone shape that extends toward the second piezoelectric element.

The piezoelectric speaker according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are joined to each other at a peripheral edge portion via the connection body. apparatus.

The piezoelectric speaker device according to claim 5 , wherein the connection body is made of an elastic member.

The piezoelectric speaker device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said first piezoelectric element is attached to the support member.

The piezoelectric speaker device according to claim 7 , wherein the first piezoelectric element is attached to the support member via a mechanical cushion material.

The piezoelectric speaker device according to claim 7 or 8 , wherein a heavy object is used as the support member.

The piezoelectric speaker device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the diaphragm is attached to said second piezoelectric element.

Comprising an electrical circuit for driving the first piezoelectric element, the electric circuit is any of claims 1-10, characterized in that it comprises a filter means for providing only a specific frequency band signal in the first piezoelectric element The piezoelectric speaker device according to claim 1.

12. The piezoelectric speaker device according to claim 11 , wherein the filter means of the electric circuit applies substantially only a low-frequency signal to the first piezoelectric element.

Comprising an electrical circuit for driving the second piezoelectric element, either of claims 1-10 wherein the electrical circuit is characterized in that it comprises a filter means for providing only a specific frequency band signal in the second piezoelectric element The piezoelectric speaker device according to claim 1.

14. The piezoelectric speaker device according to claim 13 , wherein the filter means of the electric circuit applies substantially only a high-frequency signal to the second piezoelectric element.

A first piezoelectric element;
A second piezoelectric element;
A connecting member to which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are attached;
A diaphragm attached to the connecting member,
The first piezoelectric element, the second piezoelectric element, and the diaphragm are attached to the connecting member so as to be arranged in the order of the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, and the diaphragm,
A drive voltage is applied to the first piezoelectric element and the second piezoelectric element so that the amplitude directions of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are reversed to each other, and the first piezoelectric element and the second piezoelectric element Transmitting the amplitude of the second piezoelectric element to the diaphragm via the connecting member;
The distance from the mounting position of the first piezoelectric element to the connecting member to the mounting position of the second piezoelectric element to the connecting member is from the mounting position of the second piezoelectric element to the mounting position of the diaphragm. A piezoelectric speaker device characterized by being larger than the distance .

A first piezoelectric element;
A second piezoelectric element;
A connecting member to which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are attached;
A treble diaphragm attached to the connecting member;
A bass diaphragm attached to the connecting member,
The first piezoelectric element, the second piezoelectric element, the treble diaphragm and the bass diaphragm are the first piezoelectric element, the second piezoelectric element, the treble diaphragm and the bass diaphragm. Attached to the connecting member so as to be arranged in the order of the diaphragm,
A drive voltage is applied to the first piezoelectric element and the second piezoelectric element so that the amplitude directions of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are reversed to each other. A piezoelectric speaker device, wherein amplitudes of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are transmitted to the treble diaphragm and the bass diaphragm.

17. The piezoelectric speaker device according to claim 16 , wherein a drive signal of a predetermined band is supplied to one of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element.

According to claim 16 or 17, wherein the first driving signal, supplied either one low piezoelectric element and the second piezoelectric element, to supply a high frequency of the drive signal to the other Piezoelectric speaker device.