JP3809917B2 - Piezoelectric speaker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複合型スピーカに使用される電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の複合型スピーカに使用される電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカとしては振動板がコーン型とドーム型を組合わせた形状で、ドーム部分の外周と圧電素子とを接合させたものはこれまでにも発表されている。
これらの従来例を図6に基づいて説明する。図6は複合スピーカの組込み状態を示すもので、15は複合スピーカのツィータとして使用される電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカであり、20は複合スピーカのウーファである。ツィータ15は、フレーム6に取付けたコーン型とドーム型を組合わせた形状の振動板19と、フレーム6の下部に配置した電磁結合用の誘導コイル7と、振動板19のドーム部分の外周で接合されている圧電素子5とから構成されている。
【0003】
ウーファ20は振動板21,ボイスコイル23,ダンパー24からなる振動系、マグネット25,トッププレート26,センターポール27からなる磁気回路及びフレーム22等から構成されている。
ツィータ15はウーファ20のセンターポール27に載置され、誘導コイル7はボイスコイル23の近傍に固着される。音声電流によりボイスコイル23に発生する電圧によって誘導コイル7に誘導電圧が発生し、この誘導電圧が圧電素子5に印加される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の複合型スピーカに使用される電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカの振動板は、圧電素子の交換効率を高めるために使用されているが、再生周波数帯域が狭く、周波数特性も平坦でないとう課題があった。
【0005】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、平坦な周波数特性が得られ、広帯域を能率よく再生する圧電型スピーカ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】
そこで本発明による圧電型スピーカは、上記従来例にある欠点を解消するために、振動板を平行した複数の連続した半円筒面からなる方形の形状とした。また、圧電素子を振動板の半円筒面の境である凹部上で線または点接合によって振動板に支持するようにした。このことにより、振動板と圧電素子の接合付近で、振動方向に対する剛性が大きく高域共振周波数が高くなって再生周波数帯域を広くすることができる。
さらに、この圧電型スピーカの振動板は音波の方向から見て方形であるので、同一外形寸法の場合、振動面積が大きいため従来の円形振動板のスピーカよりも高能率である。
しかも、振動板が半円筒面形状であるため、振動板の斜面角は圧電素子との接合面から頂部まで連続的に変化し、半円筒面の長手方向が同位相で振動するので、コーン形状の場合と比較して再生周波数帯域で連続して高いレベルでの再生が可能となり、かつ平坦な特性となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
請求項1記載の本発明の圧電型スピーカは、フレーム6に取付けた振動板1と、フレーム6の下部に配置した電磁結合用の誘導コイル7と、振動板1に支持された圧電素子5とからなる電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカであって、前記振動板1は、相互に隣接している平行した複数の半円筒面1a,1b・・・から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺1s,1sでフレーム6に取付けられ、前記圧電素子5は、前記フレーム6とは非接触の状態で振動板1の複数の半円筒面1a,1b・・・が相互に隣接している位置の凹部1rでの線接合によって振動板1に支持されていることに特徴を有している。
【0008】
また、請求項2記載の本発明の圧電型スピーカは、フレーム6に取付けた振動板3と、フレーム6の下部に配置した電磁結合用の誘導コイル7と、振動板3に支持された圧電素子5とからなる電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカであって、前記振動板3は、相互に隣接している平行した複数の半円筒面3a,3b・・・から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺3s,3sでフレーム6に取付けられ、前記圧電素子5は、前記フレーム6とは非接触の状態で振動板3の複数の半円筒面3a,3b・・・が相互に隣接している位置の凹部3r上の突起部11での点接合によって振動板3に支持されていることに特徴を有している。
【0009】
請求項3記載の本発明の圧電スピーカは、フレーム6に取付けた振動板2と、フレーム6の下部に配置した電磁結合用の誘導コイル7と、振動板2に支持された圧電素子5とか らなる電磁誘導によって駆動する圧電型スピーカであって、前記振動板2は、相互に平行に隣接し、寸法が異なる複数の半円筒面2a,2b・・・から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺でフレーム6に取付けられ、前記圧電素子5は、前記フレーム6とは非接触の状態で振動板2の複数の半円筒面1a,1b・・・が相互に隣接している位置の凹部2rでの線接合によって振動板1に支持されていることに特徴を有している。
【0010】
請求項4記載の本発明の圧電スピーカは、請求項3記載の圧電型スピーカにおいて、前記振動板2は中央部の半円筒面の直径方向の寸法がその両側の半円筒面の寸法より小に形成されたことに特徴を有している。
【0011】
【実施例】
請求項1に対応した第1実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図5は本発明の第1実施例で使用される振動板の斜視図である。振動板1は、相互に隣接している平行した複数の半円筒面1a,1bから成っており、その外周辺1s,1sでフレーム(図示せず)に取付けられる。1rは振動板1の複数の半円筒面1a,1bが接している位置の凹部である。振動板1の材料としては、ポリエステル,ポリイミド(PI),PPTAなど樹脂フィルムのほか紙,絹なども考えられる。
【0012】
図1は本発明の第1実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。図において振動板1は図5で説明したものと同一である。この振動板1は両側の外周辺1sでフレーム6に取付けられている。バイモルフ型またはユニモルフ型の圧電素子5は振動板1の凹部1rでの線接合によって振動板1の背面にフレーム6とは非接触の状態で支持されている。フレーム6の下部に配置した電磁結合用の誘導コイル7における誘導電圧は誘導コイル7からのリード線9,中継端子10,リード線8を経て圧電素子5に印加される。誘導コイル7からのリード線9を直接圧電素子5の電極に接続すれば中継端子10とリード線8は不要となる。
【0013】
この圧電型スピーカは、電磁結合型であるので、通常のダイナミックスピーカのボイスコイルの同軸上に配置することによって、必要な電圧が得られるので、コアキシャルユニットのツィータとして使用することができる。また、電磁結合型のスピーカであるので、電気的な配線は不要である。
また、図5にあるような振動板形状にすることにより、振動板1と圧電素子5の接合付近で、振動方向に対する剛性が大きく高域共振周波数が高くなって再生周波数帯域を広くすることができる。
【0014】
図2は本発明の第1実施例と従来例における出力レベルの周波数特性図である。図において、縦軸はスピーカの出力レベルを示し、横軸は周波数を示している。実線Aは本発明の第1実施例における特性であり、破線Bは従来例における特性である。図から明らかなように、実線Aは破線Bに比べて高いレベルでの再生が可能となっており、かつ平坦な特性となっている。
【0015】
請求項3に対応した実施例
図3は本発明の他の実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。振動板2は、3つの半円筒面2a,2b,2cからなり、2つの凹部2rを形成している。この振動板2は両側の外周辺2sでフレーム6に取付けられている。バイモルフ型またはユニモルフ型の圧電素子5は振動板2の2つの凹部2rでの線接合によって振動板2に支持されている。この場合は寸法が異なる半円筒面部が組合わされているので、それぞれの部位の振動モードが異なり、その周波数特性も異なったものとなるので、再生帯域がより広く、周波数特性が平坦となる。すなわち、中央部の半円筒面2bの直径方向の寸法がその両側の半円筒面2a、2cより小に形成されている。また、第1実施例に比べて圧電素子5の振動板2への支持が容易であり、かつ、正確に行うことができる。
なお、他は、第1実施例と基本的に同じてあり、同様の作用,効果を有している。
【0016】
請求項2に対応した実施例
図4は本発明の別の実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。振動板3は、2つの半円筒面3a,3bからなり、凹部3rを形成している。この振動板3は両側の外周辺3sでフレーム6に取付けられている。バイモルフ型またはユニモルフ型の圧電素子5の中心は振動板3の凹部3r上の突起部11で点接合によって振動板3に支持されている。従って、第1実施例に比べて、振動板3の圧電素子5との接合部分を突起状に成形することにより、圧電素子5の動きをムダなく振動板3に伝達し、より能率を上げることが可能となる。
また、図示されていないが、凹部3r上に2つの突起部11を設け、2点で圧電素子5を支持すると作業が容易であり、かつ、正確に行うことができる。なお、他は、第1実施例と基本的に同じてあり、同様の作用,効果を有している。
【0017】
【発明の効果】
請求項1記載の本発明によれば、振動板1は複数の半円筒面1a、1bからなり、かつ平面形状は方形をなし、相互に隣接している位置の凹部1rでの線接合の部分にフレーム6と非接触の状態で圧電素子5が支持されているので、平坦な周波数特性が得られ、広帯域を能率よく再生する圧電型スピーカを得ることができる。
請求項2記載の本発明によれば、圧電素子5はフレーム6とは非接触の状態で複数の半円筒面3a、3b・・・が相互に隣接している位置の凹部3r上の突起部11での点接合によって振動板3に支持されているので、上記効果に加え、圧電素子5の動きをムダなく振動板3に伝達することができる。
請求項3、4記載の本発明によれば、複数の半円筒面2a、2b、2cは全て同一寸法でなく、周波数特性を異なったものとすることができるため、より再生帯域を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。
【図2】 本発明の第1実施例と従来例における出力レベルの周波数特性図である。
【図3】 本発明の第2実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。
【図4】 本発明の第3実施例における(a)は平面図、(b)は正面縦断面図である。
【図5】 本発明の第1実施例で使用される振動板の斜視図である。
【図6】 従来例における複合スピーカの組込み状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1,2,3 振動板
1a,1b 半円筒面
2a,2b,2c 半円筒面
3a,3b 半円筒面
1r,2r,3r 凹部
1s,2s,3s 外周辺
5 圧電素子
6 フレーム
7 誘導コイル
8 リード線
9 リード線
10 中継端子
11 突起部
15 ツィータ
19 振動板
20 ウーファ
21 振動板
22 フレーム
23 ボイスコイル
24 ダンパー
25 マグネット
26 トッププレート
27 センターポール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric speaker driven by electromagnetic induction used in a composite speaker.
[0002]
[Prior art]
As a piezoelectric speaker that is driven by electromagnetic induction used in a conventional composite speaker, the diaphragm has a combination of a cone type and a dome type, and the outer periphery of the dome part and the piezoelectric element are joined so far. Has also been announced.
These conventional examples will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a built-in state of the composite speaker, in which 15 is a piezoelectric speaker driven by electromagnetic induction used as a tweeter of the composite speaker, and 20 is a woofer of the composite speaker. The tweeter 15 includes a diaphragm 19 having a combination of a cone type and a dome shape attached to the
[0003]
The
The tweeter 15 is placed on the center pole 27 of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the diaphragm of a piezoelectric speaker that is driven by electromagnetic induction used in a conventional composite speaker is used to increase the exchange efficiency of piezoelectric elements, but has a narrow reproduction frequency band and flat frequency characteristics. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker capable of obtaining a flat frequency characteristic and efficiently reproducing a wide band.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the piezoelectric speaker according to the present invention, in order to eliminate the disadvantages in the above-described conventional example, the diaphragm is formed in a rectangular shape including a plurality of parallel semi-cylindrical surfaces. In addition, the piezoelectric element is supported on the diaphragm by a line or point bonding on a concave portion that is a boundary of the semi-cylindrical surface of the diaphragm. As a result, in the vicinity of the junction between the diaphragm and the piezoelectric element, the rigidity in the vibration direction is large and the high frequency resonance frequency is increased, so that the reproduction frequency band can be widened.
Further, since the diaphragm of this piezoelectric speaker is square when viewed from the direction of the sound wave, the same outer dimensions have a larger vibration area and thus have a higher efficiency than the conventional circular diaphragm speaker.
In addition, since the diaphragm has a semi-cylindrical surface shape, the slope angle of the diaphragm continuously changes from the joint surface to the top of the piezoelectric element, and the longitudinal direction of the semi-cylindrical surface vibrates in the same phase. Compared with the above case, reproduction at a high level can be continuously performed in the reproduction frequency band, and the characteristics are flat.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The piezoelectric speaker according to the first aspect of the present invention includes a diaphragm 1 attached to a
[0008]
Also, pressure electrostatic speaker of the present invention according to
[0009]
Piezoelectric speaker of the present invention according to
[0010]
The piezoelectric speaker according to a fourth aspect of the present invention is the piezoelectric speaker according to the third aspect, wherein the
[0011]
【Example】
First Embodiment Corresponding to Claim 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 is a perspective view of the diaphragm used in the first embodiment of the present invention. The diaphragm 1 is composed of a plurality of parallel semi-cylindrical surfaces 1a and 1b adjacent to each other, and is attached to a frame (not shown) at outer peripheries 1s and 1s. Reference numeral 1r denotes a recess at a position where the plurality of semi-cylindrical surfaces 1a and 1b of the diaphragm 1 are in contact. The material of the diaphragm 1, polyester, polyimide (PI), in addition sheet of a resin film such as PPTA, silk, etc. are also contemplated.
[0012]
1A is a plan view and FIG. 1B is a front longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention. In the figure, the diaphragm 1 is the same as that described in FIG. The diaphragm 1 is attached to the
[0013]
Since this piezoelectric speaker is of an electromagnetic coupling type, it can be used as a tweeter of a coaxial unit because a necessary voltage can be obtained by arranging it on the same axis as the voice coil of a normal dynamic speaker. Further, since the speaker is an electromagnetic coupling type, no electrical wiring is required.
Further, by making the diaphragm shape as shown in FIG. 5, the rigidity in the vibration direction is large and the high-frequency resonance frequency is increased near the junction of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 5, thereby widening the reproduction frequency band. it can.
[0014]
FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of the output level in the first embodiment of the present invention and the conventional example. In the figure, the vertical axis indicates the output level of the speaker, and the horizontal axis indicates the frequency. The solid line A is the characteristic in the first embodiment of the present invention, and the broken line B is the characteristic in the conventional example. As is apparent from the figure, the solid line A can be reproduced at a higher level than the broken line B, and has a flat characteristic.
[0015]
Example Figure 3 corresponding to claim 3 (a) according to another embodiment of the present invention is a plan view, (b) a front longitudinal sectional view. The
The others are basically the same as those in the first embodiment, and have the same operations and effects.
[0016]
Another in Example (a) is a plan view of
Although not shown in the figure, if the two
[0017]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the diaphragm 1 is composed of a plurality of semi-cylindrical surfaces 1a and 1b, the planar shape is a square, and the line-joining portions at the recesses 1r at positions adjacent to each other. Since the piezoelectric element 5 is supported in a non-contact state with the
According to the second aspect of the present invention, the piezoelectric element 5 is not in contact with the
According to the third and fourth aspects of the present invention, since the plurality of semi-cylindrical surfaces 2a, 2b, and 2c are not all the same size and can have different frequency characteristics, the reproduction band can be further widened. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of an output level in the first embodiment of the present invention and a conventional example.
3A is a plan view and FIG. 3B is a front longitudinal sectional view of a second embodiment of the present invention.
4A is a plan view and FIG. 4B is a front longitudinal sectional view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a diaphragm used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an assembled state of a composite speaker in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3 Diaphragm 1a, 1b Semi-cylindrical surface 2a, 2b, 2c Semi-cylindrical surface 3a,
Claims (4)
前記振動板(1)は、相互に隣接している平行した複数の半円筒面(1a,1b・・・)から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺(1s,1s)でフレーム(6)に取付けられ、
前記圧電素子(5)は、前記フレーム(6)とは非接触の状態で振動板(1)の複数の半円筒面(1a,1b・・・)が相互に隣接している位置の凹部(1r)での線接合によって振動板(1)に支持されていることを特徴とする圧電型スピーカ。From the diaphragm (1) attached to the frame (6), the induction coil (7) for electromagnetic coupling arranged at the lower part of the frame (6), and the piezoelectric element (5) supported by the diaphragm (1) comprising a piezoelectric speaker is driven by electromagnetic induction,
The diaphragm (1) is in the form a square plurality of semi-cylindrical surface which is parallel and adjacent to each other (1a, 1b · · ·) from viewed from the direction of adult Rutotomoni waves, and the outer peripheral (1s, Attached to the frame (6) in 1s)
The piezoelectric element (5) has a concave portion (a position where the plurality of semi-cylindrical surfaces (1a, 1b...) Of the diaphragm (1) are adjacent to each other in a non-contact state with the frame (6). A piezoelectric speaker, which is supported on the diaphragm (1) by wire bonding in 1r).
前記振動板(3)は、相互に隣接している平行した複数の半円筒面(3a,3b・・・)から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺(3s,3s)でフレーム(6)に取付けられ、
前記圧電素子(5)は、前記フレーム(6)とは非接触の状態で振動板(3)の複数の半円筒面(3a,3b・・・)が相互に隣接している位置の凹部(3r)上の突起部(11)での点接合によって振動板(3)に支持されていることを特徴とする圧電型スピーカ。From the diaphragm (3) attached to the frame (6), the induction coil (7) for electromagnetic coupling arranged at the lower part of the frame (6), and the piezoelectric element (5) supported by the diaphragm (3) comprising a piezoelectric speaker is driven by electromagnetic induction,
The diaphragm (3) is in the form a square from each plurality of semi-cylindrical surface which is parallel and adjacent to (3a, 3b · · ·) as viewed from the direction of adult Rutotomoni waves, and the outer peripheral (3s, Attached to the frame (6) in 3s)
The piezoelectric element (5) has a concave portion (a position where the plurality of semi-cylindrical surfaces (3a, 3b...) Of the diaphragm (3) are adjacent to each other in a non-contact state with the frame (6). 3r) A piezoelectric speaker characterized in that it is supported on the diaphragm (3) by point joining at the projection (11) on the top.
前記振動板(2)は、相互に平行に隣接し、寸法が異なる複数の半円筒面(2a,2b・・・)から成るとともに音波の方向から見て方形をなし、かつその外周辺でフレーム(6)に取付けられ、The diaphragm (2) is formed of a plurality of semi-cylindrical surfaces (2a, 2b,...) That are adjacent to each other in parallel and have different dimensions, have a square shape when viewed from the direction of sound waves, and have a frame around the periphery thereof. Attached to (6),
前記圧電素子(5)は、前記フレーム(6)とは非接触の状態で振動板(2)の複数の半円筒面(1a,1b・・・)が相互に隣接している位置の凹部(2r)での線接合によって振動板(1)に支持されていることを特徴とする圧電型スピーカ。The piezoelectric element (5) has a recess (a position where the plurality of semi-cylindrical surfaces (1a, 1b...) Of the diaphragm (2) are adjacent to each other in a non-contact state with the frame (6). A piezoelectric speaker, which is supported on the diaphragm (1) by line bonding in 2r).
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