JP4006636B2

JP4006636B2 - Composite speaker

Info

Publication number: JP4006636B2
Application number: JP2002309761A
Authority: JP
Inventors: 望土岐
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP2004147077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイナミックスピーカと圧電スピーカとを組み合わせてなる複合型スピーカに係り、特に、広い周波数帯域に渡って良好な再生特性を確保できると共に、より一層の省スペース化、並びに製造コストおよび製品コストの低下を図ることができる複合型スピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−７８６９１号公報
【特許文献２】
特許第２０１０４１５号明細書
【特許文献３】
特開平１１−３３１９７６号公報
従来のダイナミックスピーカの一例として、コーンスピーカの構造を図４および図５に示す。図４（ａ）は本従来例のコーンスピーカを背面から見た外観図、図４（ｂ）はそれを正面から見た外観図、図５は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【０００３】
スピーカ本体１０１の基本的構造は、駆動力を発生するためのボイスコイル１１５、磁気回路（マグネット１１４）およびヨーク１０３と、ボイスコイル１１５の先端に連結されたコーン（円錐）状の振動板１１３と、これら各部品を連結するフレーム１１２とを備えたものである。フレーム１１２に取り付けられた端子台１０６には、金属製のスピーカプラス端子１０７とスピーカマイナス端子１０８が組み込まれている。これらの端子１０７と１０８は、それぞれ、ボイスコイルリード線１１６によってボイスコイル１１５と電気的に接続されている。
【０００４】
フレーム１１２の前端面には、振動板１１３を保護するために、円板状のスピーカプロテクタ１０２が取り付けられている。このスピーカプロテクタ１０２は、薄い金属板（例えば、ＳＵＳ）で構成されており、スピーカ本体１０１の内部で振動板１１３が生成する音波を外部に放出するために、複数の前面音孔１０５が設けられている。フレーム１１２の背面には、スピーカ本体１０１の内部で振動板１１３が生成する音波を外部に放出するために、複数の背面音孔１０４が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構造を持つダイナミックスピーカでは、音圧の周波数特性が、振動板１１３の速度特性に密接に関係していて、振動板１１３の口径や質量に依存して変化することから、１つの振動板１１３で所望周波数帯域の全体にわたって良好な音圧特性を確保することは困難である。このため、従来より、口径の異なる複数のスピーカ・ユニットを組み合わせることにより、所望の周波数帯域の全体にわたって良好な周波数特性を確保するようにした「マルチウェイ・スピーカ」が提案されている。
【０００６】
しかしながら、携帯機器等のスペースの限られた機器に搭載する場合には、複数のスピーカ・ユニットを搭載するスペースを確保することが困難である。そこで、ダイナミックスピーカと圧電型スピーカとを組み合わせることにより、省スペース化を図ると共に、広い周波数帯域にわたって良好な周波数特性を確保するものが提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１（特開２０００−７８６９１号公報）では、超高域までの良好な音響特性を持ち、放熱条件の悪い場所でも耐入力性を持たせることを目的として、コーン振動板を備えたダイナミックスピーカと、そのダイナミックスピーカのセンターキャップ部に配置された圧電スピーカを備えた構造の複合型スピーカが開示されている。圧電スピーカは、その内部に振動体を有している。したがって、ダイナミックスピーカは、それ自身のコーン振動板を持ち、圧電スピーカもそれ自身の振動体を持っている。
【０００８】
特許文献２（特許第２０１０４１５号明細書）には、ダイナミックスピーカの可動コイルに過大な負荷をかけることなしに、コーン振動板を反射面として用いて、圧電スピーカのセラミック円板およびそれぞれの円錐形ダイヤフラムにより放射された後方からの音波を十分に利用することを可能にする、支持体により保持された圧電スピーカを備えた構造の複合型スピーカが開示されている。
【０００９】
特許文献３（特開平１１−３３１９７６号公報）には、圧電スピーカの音色を改善する観点から、バッフル（振動板の前面および背面から放射される音が混じり合わないようにお互いを遮断する障壁）にダイナミックスピーカを取り付け、該ダイナミックスピーカの前方領域に音響振動板を配設し、その音響振動板に圧電振動体を取り付けた構造の複合型スピーカが開示されている。
【００１０】
しかしながら、これら特許文献１〜３に開示された従来の複合型スピーカは、いずれも、異なる口径の振動板（振動体）を含む複合振動板を持っているため、スピーカ単体の大きさが増大すると共に、スピーカの厚みも増えてしまうという問題がある。また、構造が複雑で部品点数も増えることから、製造コストおよび製品コストが上昇するという難点もある。
【００１１】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、広い周波数帯域にわたって良好な音響特性を確保できると共に、より一層の省スペース化を図ることができる複合型スピーカを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、より簡単な構造によってダイナミックスピーカと圧電スピーカとを組み合わせた複合型スピーカを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、部品点数が少ないと共に、製造が容易で低コスト化を図り得る複合型スピーカを提供することである。
【００１４】
ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明および添付図面から明らかになる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の第１の観点による複合型スピーカは、
ダイナミックスピーカと圧電スピーカとを組み合わせてなる複合型スピーカであって、
前記ダイナミックスピーカは、振動板の前方に設けられた当該振動板保護用のプロテクタを備えており、
前記圧電スピーカは、前記プロテクタの前面または背面に取り付けられた圧電体を有していると共に、当該圧電体の伸縮運動によって当該プロテクタが前記圧電スピーカの振動板として動作するように構成されており、
前記ダイナミックスピーカへの信号の印加と前記圧電スピーカへの信号の印加は、共通の端子を介して行われることを特徴とするものである。
【００１６】
（２）本発明の第１の観点による複合型スピーカでは、前記ダイナミックスピーカの振動板の前方に設けられた当該振動板保護用のプロテクタの前面または背面に圧電体を取り付け、当該圧電体の伸縮運動によって当該プロテクタが前記圧電スピーカの振動板として動作するように構成されている。換言すれば、前記ダイナミックスピーカが備えている前記プロテクタと、その前面または背面に取り付けられた前記圧電体により前記圧電スピーカを構成し、前記プロテクタを前記圧電スピーカの振動板として機能させるものである。このため、前記圧電スピーカを高音域音声信号用として使用することにより、高域周波数特性の改善が期待でき、よって広い周波数帯域にわたって良好な音響特性を確保することができる。

【００１７】
また、当該複合型スピーカの厚みは、前記圧電体を前記プロテクタの背面に取り付けた場合には、前記ダイナミックスピーカと同じであり、前記圧電体を前記プロテクタの前面に取り付けた場合でも、前記圧電体の厚みに相当する厚みが加わるだけであるので、従来の複合型スピーカに比べてより一層の薄型化および省スペース化を図ることができる。
【００１８】
さらに、前記プロテクタを前記圧電スピーカの振動板として使用すると共に、前記ダイナミックスピーカへの信号の印加と前記圧電スピーカへの信号の印加を共通の端子を介して行うので、前記ダイナミックスピーカと前記圧電スピーカの部品の共通化により、製品コストを抑えることができる。また、従来の複合型スピーカに比べてより簡単な構造であるので、部品点数を格段に削減することができ、よって製品の低コスト化を図ることができる。そして、振動板保護用のプロテクタを有する従来のダイナミックスピーカの構成に対して前記圧電体を取り付けるだけで構成できるので、具体的な製造工程についても、圧電体の貼り付け工程およびリード線の接続工程を追加するだけでよく、その結果、製造が容易で製造コストを抑えることができる。

【００１９】
（３）本発明の第１の観点による複合型スピーカでは、前記圧電体を前記プロテクタの中心部に取り付けるのが望ましい。こうすることにより、前記ダイナミックスピーカと前記圧電スピーカが同軸に配置されることとなり、それらのスピーカの指向特性の中心軸が同軸に揃えられるので、音響再生による音像の中心位置や音像の大きさが高音域に至るまであまり変化することがなく、正確な音像定位が得られることとなり、高音域までの音響特性が良好となる。
【００２０】
（４）本発明の第２の観点による複合型スピーカは、
ダイナミックスピーカと圧電スピーカとを組み合わせてなる複合型スピーカであって、
前記ダイナミックスピーカは、振動板の前方に設けられた当該振動板保護用のプロテクタを備えており、
前記圧電スピーカは、前記プロテクタの前面および背面にそれぞれ取り付けられた第１および第２の圧電体を有していると共に、当該第１および第２の圧電体の伸縮運動によって当該プロテクタが前記圧電スピーカのバイモルフ振動体として動作するように構成されており、
前記ダイナミックスピーカへの信号の印加と前記圧電スピーカへの信号の印加は、共通の端子を介して行われることを特徴とするものである。

【００２１】
（５）本発明の第２の観点による複合型スピーカでは、前記プロテクタの前面および背面に前記第１および第２の圧電体を取り付け、当該第１および第２の圧電体の伸縮運動によって当該プロテクタが前記圧電スピーカのバイモルフ振動体として動作するように構成されているので、前記プロテクタとその前面および背面に取り付けられた前記第１および第２の圧電体とによりバイモルフ型の圧電スピーカが構成される。よって、本発明の第１の観点による複合型スピーカと同様の効果、すなわち、広い周波数帯域にわたる良好な音響特性の確保、薄型化および省スペース化、製品コストおよび製造コストの抑制、並びに、部品点数の削減による製品の低コスト化を実現できる。また、本発明の第１の観点による複合型スピーカよりも、圧電スピーカの音圧を増大させることができる、という利点もある。
【００２２】
（６）本発明の第２の観点による複合型スピーカでは、好ましくは、前記第１および第２の圧電体がそれらの分極方向が互いに逆になるように取り付けられる場合には、前記第１および第２の圧電体に同極性の信号を印加するようにする。前記第１および第２の圧電体がそれらの分極方向が互いに同一になるように取り付けられる場合には、前記第１および第２の圧電体に逆極性の信号を印加するようにする。こうすることにより、バイモルフ型の圧電スピーカが得られるからである。
【００２３】
また、本発明の第２の観点の複合型スピーカでは、前記圧電体を金属製プロテクタの中心部に取り付けるのが望ましい。こうすることにより、前記ダイナミックスピーカと前記圧電スピーカが同軸に配置されることとなり、それらのスピーカの指向特性の中心軸が同軸に揃えられるので、音響再生による音像の中心位置や音像の大きさが高音域に至るまであまり変化することがなく、正確な音像定位が得られることとなり、高音域までの音響特性が良好となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、〔第１実施形態〕、〔第２実施形態〕の順に添付図面を参照して説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態に係る複合型スピーカを図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は本実施形態の複合型スピーカを背面から見た外観図、図１（ｂ）は正面から見た外観図、図２は本実施形態の複合型スピーカについて図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【００２６】
本実施形態の複合型スピーカにおいて、スピーカ本体１の基本的構造はダイナミックスピーカとしてのものであり、駆動力を発生するためのボイスコイル１５と磁気回路（マグネット１４）とヨーク３、ボイスコイル１５の先端に連結された振動板１３、そしてこれら各部品を連結するフレーム１２とを備えている。フレーム１２は、前端面を開口した略円筒形である。ヨーク３は、フレーム１２の背面に固着されており、ヨーク３の内部にマグネット１４とボイスコイル１５が配置されている。ボイスコイル１５の前端は、振動板１３に接続されている。ボイスコイル１５は前後に変位可能であって、その変位によって振動板１３が振動せしめられて音波が生成される。
【００２７】
フレーム１２の一端に固着された端子台６には、金属製のスピーカプラス端子７とスピーカマイナス端子８が組み込まれており、これら端子はそれぞれボイスコイルリード線１６によってボイスコイル１５と電気的に接続されている。
【００２８】
フレーム１２の前端面の開口には、振動板１３を保護するための円板状のスピーカプロテクタ２が取り付けられている。このスピーカプロテクタ２は、薄い金属板（例えばＳＵＳ）で構成されており、振動板１３により生成される音波を外部に送出するための前面音孔５が複数個（図１では４個）、周縁の近傍に設けられている。フレーム１２の背面にも、振動板１３からの音波を放出するための背面音孔４が複数個（図１では４個）、設けられている。
【００２９】
スピーカプロテクタ２の中心部には、円形平板状の圧電体１１が貼り付けられている。つまり、金属製のスピーカプロテクタ２の前面に圧電体１１を貼り付けて「圧電スピーカ」を構成している。圧電体１１は、プラス端子リード線９によってスピーカプラス端子７と電気的に接続されている。スピーカプロテクタ２は、マイナス端子リード線１０によってスピーカマイナス端子８と電気的に接続されている。
【００３０】
次に、以上の構成を持つ第１実施形態の複合型スピーカの動作について説明する。
【００３１】
まず、スビーカプラス端子７およびスピーカマイナス端子８に所定の信号電圧を印加すると、ダイナミックスピーカでは、ボイスコイル１５に信号電流が流れてマグネット１４との間の磁気的吸引力が生じ、それによって振動板１３が前後に振動して音波が生成される。その音波は前面音孔５から外部に放射される。
【００３２】
一方、圧電スピーカでは、プラス端子リード線９とマイナス端子リード線１０を介して圧電体１１に同じ電圧が印加され、圧電体１１の振動部（図示せず）が前後に伸縮運動を行う。この圧電体１１の伸縮運動によって、スピーカプロテクタ２は小さく屈曲（振動）せしめられ、それに応じた音波が発生する。すなわち、ダイナミックスピーカの動作に加え、スピーカプロテクタ２を振動板として圧電スピーカが動作し、複合型スピーカとして機能するのである。
【００３３】
このように、第１実施形態の複合型スピーカでは、ダイナミックスピーカが元々備えている振動板保護用の金属製のスピーカプロテクタ２に圧電体１１を貼り付けることにより、スピーカプロテクタ２および圧電体１１によって圧電スピーカを構成していて、ダイナミックスピーカに圧電スピーカを加えた複合型スピーカとして動作する。その結果、圧電スピーカにより高域周波数特性の改善が期待でき、広い周波数帯域に渡って良好な特性を確保することができる。
【００３４】
また、圧電体１１を円形のスピーカプロテクタ２の中心部に貼り付けているので、ダイナミックスピーカと圧電スピーカは同軸に配置されることとなり、各スピーカの指向特性の中心軸が同軸に揃えられるので、音響再生による音像の中心位置や音像の大きさが高音域に至るまであまり変化することがなく、正確な音像定位が得られる。よって高音域までの音響特性が良好となる。
【００３５】
第１実施形態の複合型スピーカの厚み（全厚）は、ダイナミックスピーカの厚みに対して、スピーカプロテクタ２の前面に貼り付けられた圧電体１１分の厚みが加わるだけであるので、従来の複合型スピーカに比べて一層の薄型化および省スペース化を図ることができる。
【００３６】
さらに、振動板１３の保護用のスピーカプロテクタ２を圧電スピーカの振動板として利用しているので、ダイナミックスピーカと圧電スピーカの部品の共通化により製品コストを抑えることができる。また、従来の複合型スピーカに比べてより簡単な構造であるので、部品点数を格段に削減することができ、製品の低コスト化を図ることができる。
【００３７】
具体的な製造工程について見ると、従来のダイナミックスピーカの構成に対して圧電体１１を貼り付けるだけで複合型スピーカが構成されるので、圧電体１１を貼り付ける工程と、スピーカプラス端子７と圧電体１１間およびスピーカマイナス端子８とスピーカプロテクタ２間をそれぞれプラス端子リード線９およびマイナス端子リード線１０によって半田接続する工程とを追加するだけでよく、製造が容易で製造コストを抑えることができる。
【００３８】
なお、第１実施形態の複合型スピーカでは、圧電体１１をスピーカプロテクタ２の前面に貼り付けた構造としたが、圧電体１１をスピーカプロテクタ２の背面に貼り付けた構造としても良い。この場合、複合型スピーカの厚みは元のダイナミックスピーカと同じ厚みであり、より一層の薄型化および省スペース化を図ることができる。
【００３９】
圧電スピーカに供給する音声信号については、高音域用のフィルタを介した高音域の音声信号を供給するようにしても良い。これにより、高音域の音声信号が低インピーダンス素子である圧電スピーカによって音響変換されるので、高音域で音声信号の周波数に比例した音圧感度を得ることができ、高音域までの音響特性が良好となる。
【００４０】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る複合型スピーカの図２と同様の断面図である。
【００４１】
第１実施形態の複合型スピーカが、圧電体１１をスピーカプロテクタ２の前面に貼り付けた構造であったのに対し、本実施形態の複合型スピーカは、スピーカプロテクタ２の前面に圧電体１１を、背面に第２圧電体１７をそれぞれ貼り付けたものである。なお、前面および背面にそれぞれ貼り付けられた圧電体１１および第２圧電体１７は、双方の分極方向が同一となるように貼り付けられている。
【００４２】
第１実施形態と同様に、圧電体１１はプラス端子リード線９によってスピーカプラス端子７と電気的に接続され、スピーカプロテクタ２は、マイナス端子リード線１０によってスピーカマイナス端子８と電気的に接続されている。第２圧電体１７は、第２プラス端子リード線１８によってスピーカマイナス端子８と電気的に接続されている。つまり、圧電体１１と第２圧電体１７の分極方向が同じであるので、それぞれに対し互いに逆極性の電圧を印加することにより、一方が伸長すれば、他方が収縮する伸縮運動を行う。この圧電体１１および第２圧電体１７の伸縮運動によって、スピーカプロテクタ２は「バイモルフ振動板」として屈曲運動を行うこととなり、音波が発生する。
【００４３】
このように、第２実施形態の複合型スピーカは、スピーカプロテクタ２の前面および背面の両面にそれぞれ圧電体１１および第２圧電体１７を貼り付けて「バイモルフ型の圧電スピーカ」を構成したものであり、第１実施形態の複合型スピーカと同様の効果、すなわち、広い周波数帯域に渡る良好な特性の確保、薄型化および省スペース化、製品コストおよび製造コストの抑制、並びに、部品点数の削減による製品の低コスト化を実現できると共に、第１実施形態の複合型スピーカよりも圧電スピーカの音圧を増大させることができる。
【００４４】
具体的な製造工程については、スピーカプロテクタ２の両面にそれぞれ圧電体１１および第２圧電体１７を貼り付け、プラス端子リード線９、第２プラス端子リード線１８およびマイナス端子リード線１０をアセンブリする工程と、各リード線とスピーカプラス端子７およびスピーカマイナス端子８とを、スピーカプロテクタ２をフレーム１２組み込み時に圧着する工程とが追加されることになり、製造が容易で製造コストを抑えることができる。
【００４５】
なお、第２実施形態の複合型スピーカにおいては、圧電体１１および第２圧電体１７の双方の分極方向が同一となるように、これらをスピーカプロテクタ２の前面および背面に貼り付け、圧電体１１および第２圧電体１７に対して互いに逆極性の信号を印加することにより、バイモルフ型の圧電スピーカを構成したが、圧電体１１および第２圧電体１７の互いの分極方向が異なるように、スピーカプロテクタ２の前面および背面にそれぞれ貼り付け、双方に対して同極性の信号を印加するようにしても良い。
【００４６】
（変形例）
上記の第１〜第２の実施形態は、本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の複合型スピーカによれば、広い周波数帯域にわたって良好な音響特性を確保すると共に、より一層の省スペース化、並びに製造コストおよび製品コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る複合型スピーカを背面から見た外観図、（ｂ）は正面から見た外観図である。
【図２】第１実施形態の複合型スピーカについて図１（ａ）におけるＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る複合型スピーカの図１（ａ）におけるＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図４】（ａ）は従来のコーンスピーカを背面から見た外観図、（ｂ）は正面から見た外観図である。
【図５】従来のコーンスピーカについて図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’でカットした断面図である。
【符号の説明】
１，１０１スピーカ本体
２，１０２スピーカプロテクタ
３，１０３ヨーク
４，１０４背面音孔
５，１０５前面音孔
６，１０６端子台
７，１０７スピーカプラス端子
８，１０８スピーカマイナス端子
９プラス端子リード線
１０マイナス端子リード線
１１圧電体
１２，１１２フレーム
１３，１１３マグネット
１５，１１５ボイスコイル
１６，１１６ボイスコイルリード線
１７第２圧電体
１８第２プラス端子リード線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite type speaker that is a combination of a dynamic speaker and a piezoelectric speaker. In particular, the present invention can ensure good reproduction characteristics over a wide frequency band, and further save space, as well as manufacturing cost and product cost. The present invention relates to a composite speaker that can reduce the noise.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP 2000-78691 A [Patent Document 2]
Patent No. 2010415 [Patent Document 3]
As an example of a conventional dynamic speaker, the structure of a cone speaker is shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4A is an external view of the conventional cone speaker as viewed from the back, FIG. 4B is an external view of the cone speaker as viewed from the front, and FIG. 5 is a BB ′ line in FIG. 4A. FIG.
[0003]
The basic structure of the speaker body 101 includes a voice coil 115 for generating a driving force, a magnetic circuit (magnet 114) and a yoke 103, and a cone-shaped diaphragm 113 connected to the tip of the voice coil 115. And a frame 112 for connecting these components. A metal speaker plus terminal 107 and a speaker minus terminal 108 are incorporated in the terminal block 106 attached to the frame 112. These terminals 107 and 108 are electrically connected to the voice coil 115 by a voice coil lead wire 116, respectively.
[0004]
A disk-shaped speaker protector 102 is attached to the front end surface of the frame 112 in order to protect the diaphragm 113. The speaker protector 102 is formed of a thin metal plate (for example, SUS), and a plurality of front sound holes 105 are provided to emit sound waves generated by the diaphragm 113 inside the speaker body 101 to the outside. ing. A plurality of back sound holes 104 are provided on the back surface of the frame 112 in order to emit sound waves generated by the diaphragm 113 inside the speaker body 101 to the outside.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the dynamic speaker having the above-described structure, the frequency characteristic of the sound pressure is closely related to the speed characteristic of the diaphragm 113 and changes depending on the diameter and mass of the diaphragm 113, so that one diaphragm In 113, it is difficult to ensure good sound pressure characteristics over the entire desired frequency band. For this reason, conventionally, a “multi-way speaker” has been proposed in which a plurality of speaker units having different diameters are combined to ensure good frequency characteristics over the entire desired frequency band.
[0006]
However, when mounting on a device with limited space such as a portable device, it is difficult to secure a space for mounting a plurality of speaker units. Therefore, a combination of a dynamic speaker and a piezoelectric speaker has been proposed that saves space and ensures good frequency characteristics over a wide frequency band.
[0007]
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-78691), a cone diaphragm is provided for the purpose of providing good acoustic characteristics up to an ultra high range and providing input resistance even in a place where heat dissipation conditions are poor. A composite speaker having a structure including a dynamic speaker and a piezoelectric speaker disposed in a center cap portion of the dynamic speaker is disclosed. The piezoelectric speaker has a vibrating body inside. Therefore, the dynamic speaker has its own cone diaphragm, and the piezoelectric speaker also has its own vibrator.
[0008]
In Patent Document 2 (Patent No. 2010415 specification), a ceramic disk of a piezoelectric speaker and each conical shape are used by using a cone diaphragm as a reflecting surface without applying an excessive load to the moving coil of the dynamic speaker. There is disclosed a composite speaker having a structure including a piezoelectric speaker held by a support, which makes it possible to fully utilize sound waves from the rear radiated by a diaphragm.
[0009]
Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-331976) discloses a baffle (a barrier that blocks the sound emitted from the front and back surfaces of the diaphragm from being mixed together) from the viewpoint of improving the timbre of the piezoelectric speaker. A composite speaker having a structure in which a dynamic speaker is attached, an acoustic diaphragm is disposed in a front region of the dynamic speaker, and a piezoelectric vibrator is attached to the acoustic diaphragm is disclosed.
[0010]
However, since all of the conventional composite speakers disclosed in Patent Documents 1 to 3 have composite diaphragms including diaphragms (vibrating bodies) having different diameters, the size of the speaker alone increases. At the same time, there is a problem that the thickness of the speaker increases. In addition, since the structure is complicated and the number of parts increases, there is a problem that the manufacturing cost and the product cost increase.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite that can ensure good acoustic characteristics over a wide frequency band and further save space. It is to provide a type speaker.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a composite speaker in which a dynamic speaker and a piezoelectric speaker are combined with a simpler structure.
[0013]
Still another object of the present invention is to provide a composite speaker that has a small number of parts, is easy to manufacture, and can be reduced in cost.
[0014]
Other objects of the present invention which are not specified here will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
(1) The composite speaker according to the first aspect of the present invention is:
A composite speaker that combines a dynamic speaker and a piezoelectric speaker,
The dynamic speaker includes a protector for protecting the diaphragm provided in front of the diaphragm,
The piezoelectric speaker has a piezoelectric body attached to the front surface or the back surface of the protector, and is configured such that the protector operates as a diaphragm of the piezoelectric speaker by the expansion and contraction of the piezoelectric body.
The application of the signal to the dynamic speaker and the application of the signal to the piezoelectric speaker are performed through a common terminal .
[0016]
(2) In the composite speaker according to the first aspect of the present invention , a piezoelectric body is attached to the front surface or the back surface of the protector for protecting the diaphragm provided in front of the diaphragm of the dynamic speaker, and the expansion and contraction of the piezoelectric body is performed. The protector is configured to operate as a diaphragm of the piezoelectric speaker by movement. In other words, the protector included in the dynamic speaker and the piezoelectric body attached to the front or back of the protector constitute the piezoelectric speaker, and the protector functions as a diaphragm of the piezoelectric speaker. For this reason, by using the piezoelectric speaker for a high-frequency sound signal, an improvement in the high-frequency characteristics can be expected, and thus good acoustic characteristics can be secured over a wide frequency band.

[0017]
Further, the thickness of the composite speaker is the same as that of the dynamic speaker when the piezoelectric body is attached to the back surface of the protector, and even when the piezoelectric body is attached to the front surface of the protector. Therefore, it is possible to further reduce the thickness and space as compared with the conventional composite speaker.
[0018]
Furthermore, since the protector is used as a diaphragm of the piezoelectric speaker, and the application of the signal to the dynamic speaker and the application of the signal to the piezoelectric speaker are performed through a common terminal , the dynamic speaker and the piezoelectric speaker Product costs can be reduced by sharing parts. In addition, since the structure is simpler than that of a conventional composite speaker, the number of parts can be significantly reduced, and the cost of the product can be reduced. And since it can be configured simply by attaching the piezoelectric body to the configuration of the conventional dynamic speaker having a protector for protecting the diaphragm , the specific steps for manufacturing the piezoelectric body and the lead wire connecting process are also possible. As a result, the manufacturing is easy and the manufacturing cost can be reduced.

[0019]
(3) In the composite speaker according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the piezoelectric body is attached to a central portion of the protector. By doing so, the dynamic speaker and the piezoelectric speaker are arranged coaxially, and the central axes of the directivity characteristics of these speakers are aligned coaxially, so that the center position of the sound image and the size of the sound image by sound reproduction are reduced. It does not change so much until reaching the high sound range, and an accurate sound image localization is obtained, and the acoustic characteristics up to the high sound range are improved.
[0020]
(4) The composite speaker according to the second aspect of the present invention is
A composite speaker that combines a dynamic speaker and a piezoelectric speaker,
The dynamic speaker includes a protector for protecting the diaphragm provided in front of the diaphragm,
The piezoelectric speaker has first and second piezoelectric bodies attached to a front surface and a back surface of the protector, respectively, and the protector moves the piezoelectric speaker by the expansion and contraction movement of the first and second piezoelectric bodies. Configured to operate as a bimorph vibrator
The application of the signal to the dynamic speaker and the application of the signal to the piezoelectric speaker are performed through a common terminal .

[0021]
(5) In the composite speaker according to the second aspect of the present invention, mounting the front and the the back first and second piezoelectric said protector, the protector by stretching movement of the first and second piezoelectric Is configured to operate as a bimorph vibrating body of the piezoelectric speaker, so that the protector and the first and second piezoelectric bodies attached to the front and back surfaces of the protector constitute a bimorph type piezoelectric speaker. . Therefore, the same effect as the composite speaker according to the first aspect of the present invention, that is, ensuring good acoustic characteristics over a wide frequency band, reducing the thickness and space, reducing the product cost and manufacturing cost, and the number of parts It is possible to reduce the cost of products by reducing the cost. Further, there is an advantage that the sound pressure of the piezoelectric speaker can be increased as compared with the composite speaker according to the first aspect of the present invention.
[0022]
(6) In the composite speaker according to the second aspect of the present invention, preferably, when the first and second piezoelectric bodies are attached so that their polarization directions are opposite to each other, A signal having the same polarity is applied to the second piezoelectric body. When the first and second piezoelectric bodies are attached so that their polarization directions are the same, signals having opposite polarities are applied to the first and second piezoelectric bodies. This is because a bimorph type piezoelectric speaker can be obtained.
[0023]
In the composite speaker according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the piezoelectric body is attached to a central portion of a metal protector. By doing so, the dynamic speaker and the piezoelectric speaker are arranged coaxially, and the central axes of the directivity characteristics of these speakers are aligned coaxially, so that the center position of the sound image and the size of the sound image by sound reproduction are reduced. It does not change so much until reaching the high sound range, and an accurate sound image localization is obtained, and the acoustic characteristics up to the high sound range are improved.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in the order of [first embodiment] and [second embodiment] with reference to the accompanying drawings.
[0025]
[First Embodiment]
First, a composite speaker according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is an external view of the composite speaker of the present embodiment as viewed from the back, FIG. 1B is an external view of the composite speaker of the present embodiment as viewed from the front, and FIG. It is sectional drawing along line AA '.
[0026]
In the composite speaker according to the present embodiment, the basic structure of the speaker body 1 is a dynamic speaker, and includes a voice coil 15 for generating a driving force, a magnetic circuit (magnet 14), a yoke 3, and a voice coil 15. A diaphragm 13 connected to the tip, and a frame 12 for connecting these components are provided. The frame 12 has a substantially cylindrical shape with an open front end surface. The yoke 3 is fixed to the back surface of the frame 12, and a magnet 14 and a voice coil 15 are disposed inside the yoke 3. The front end of the voice coil 15 is connected to the diaphragm 13. The voice coil 15 can be displaced back and forth, and the diaphragm 13 is vibrated by the displacement to generate a sound wave.
[0027]
The terminal block 6 fixed to one end of the frame 12 incorporates a metal speaker plus terminal 7 and a speaker minus terminal 8, and these terminals are electrically connected to the voice coil 15 by a voice coil lead wire 16, respectively. Has been.
[0028]
A disc-shaped speaker protector 2 for protecting the diaphragm 13 is attached to the opening of the front end surface of the frame 12. The speaker protector 2 is made of a thin metal plate (for example, SUS), and has a plurality of front sound holes 5 (four in FIG. 1) for sending sound waves generated by the diaphragm 13 to the outside. It is provided in the vicinity. Also on the back surface of the frame 12, a plurality of back sound holes 4 (four in FIG. 1) for emitting sound waves from the diaphragm 13 are provided.
[0029]
A circular flat plate-like piezoelectric body 11 is attached to the center portion of the speaker protector 2. That is, the “piezoelectric speaker” is configured by attaching the piezoelectric body 11 to the front surface of the metal speaker protector 2. The piezoelectric body 11 is electrically connected to the speaker plus terminal 7 by a plus terminal lead wire 9. The speaker protector 2 is electrically connected to the speaker minus terminal 8 by a minus terminal lead wire 10.
[0030]
Next, the operation of the complex speaker of the first embodiment having the above structure will be described.
[0031]
First, when a predetermined signal voltage is applied to the loudspeaker plus terminal 7 and the speaker minus terminal 8, in the dynamic speaker, a signal current flows through the voice coil 15 to generate a magnetic attractive force between the magnet 14 and the diaphragm 13 thereby. Vibrates back and forth to generate sound waves. The sound wave is radiated from the front sound hole 5 to the outside.
[0032]
On the other hand, in the piezoelectric speaker, the same voltage is applied to the piezoelectric body 11 via the plus terminal lead wire 9 and the minus terminal lead wire 10, and a vibrating portion (not shown) of the piezoelectric body 11 expands and contracts back and forth. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric body 11, the speaker protector 2 is bent (vibrated) to a small extent, and a sound wave is generated accordingly. That is, in addition to the operation of the dynamic speaker, the piezoelectric speaker operates using the speaker protector 2 as a diaphragm, and functions as a composite speaker.
[0033]
As described above, in the composite speaker of the first embodiment, the piezoelectric protector 2 and the piezoelectric protector 11 are attached to the metal speaker protector 2 for protecting the diaphragm originally provided in the dynamic speaker. A piezoelectric speaker is configured and operates as a composite speaker in which a piezoelectric speaker is added to a dynamic speaker. As a result, improvement of high frequency characteristics can be expected by the piezoelectric speaker, and good characteristics can be secured over a wide frequency band.
[0034]
In addition, since the piezoelectric body 11 is attached to the center of the circular speaker protector 2, the dynamic speaker and the piezoelectric speaker are arranged coaxially, and the central axis of the directivity of each speaker is aligned coaxially. The center position of the sound image and the size of the sound image by sound reproduction do not change so much until reaching the high sound range, and accurate sound image localization can be obtained. Therefore, the acoustic characteristics up to the high sound range are improved.
[0035]
The thickness (total thickness) of the composite speaker according to the first embodiment is simply the thickness of the piezoelectric body 11 attached to the front surface of the speaker protector 2 with respect to the thickness of the dynamic speaker. Compared to the type speaker, it is possible to further reduce the thickness and space.
[0036]
Furthermore, since the speaker protector 2 for protecting the diaphragm 13 is used as the diaphragm of the piezoelectric speaker, the product cost can be reduced by sharing the components of the dynamic speaker and the piezoelectric speaker. In addition, since the structure is simpler than that of a conventional composite speaker, the number of parts can be significantly reduced, and the cost of the product can be reduced.
[0037]
Looking at a specific manufacturing process, a composite speaker can be configured by simply pasting the piezoelectric body 11 to the configuration of the conventional dynamic speaker. Therefore, the process of pasting the piezoelectric body 11, the speaker plus terminal 7 and the piezoelectric It is only necessary to add a step of solder connecting between the body 11 and between the speaker minus terminal 8 and the speaker protector 2 with the plus terminal lead wire 9 and the minus terminal lead wire 10, respectively, and the production is easy and the production cost can be reduced. .
[0038]
In the composite speaker according to the first embodiment, the piezoelectric body 11 is attached to the front surface of the speaker protector 2. However, the piezoelectric body 11 may be attached to the rear surface of the speaker protector 2. In this case, the thickness of the composite speaker is the same as that of the original dynamic speaker, so that further thinning and space saving can be achieved.
[0039]
As a sound signal supplied to the piezoelectric speaker, a high sound range sound signal may be supplied via a high sound range filter. As a result, the sound signal in the high sound range is acoustically converted by the piezoelectric speaker, which is a low impedance element, so that the sound pressure sensitivity proportional to the frequency of the sound signal can be obtained in the high sound range, and the sound characteristics up to the high sound range are good. It becomes.
[0040]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of the composite speaker according to the second embodiment of the present invention.
[0041]
The composite speaker of the first embodiment has a structure in which the piezoelectric body 11 is attached to the front surface of the speaker protector 2, whereas the composite speaker of the present embodiment has the piezoelectric body 11 attached to the front surface of the speaker protector 2. The second piezoelectric body 17 is pasted on the back surface. The piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 attached to the front surface and the back surface, respectively, are attached so that the polarization directions of both are the same.
[0042]
As in the first embodiment, the piezoelectric body 11 is electrically connected to the speaker plus terminal 7 by the plus terminal lead wire 9, and the speaker protector 2 is electrically connected to the speaker minus terminal 8 by the minus terminal lead wire 10. ing. The second piezoelectric body 17 is electrically connected to the speaker minus terminal 8 by a second plus terminal lead wire 18. That is, since the polarization directions of the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 are the same, by applying voltages of opposite polarities to each other, if one of them expands, the other body contracts to expand and contract. The expansion and contraction of the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 causes the speaker protector 2 to perform a bending motion as a “bimorph diaphragm”, thereby generating sound waves.
[0043]
As described above, the composite speaker according to the second embodiment is a “bimorph piezoelectric speaker” in which the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 are attached to both the front and back surfaces of the speaker protector 2, respectively. Yes, by the same effects as the composite speaker of the first embodiment, that is, ensuring good characteristics over a wide frequency band, reducing the thickness and space, reducing the product cost and manufacturing cost, and reducing the number of parts. The cost of the product can be reduced, and the sound pressure of the piezoelectric speaker can be increased as compared with the composite speaker of the first embodiment.
[0044]
As for a specific manufacturing process, the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 are attached to both surfaces of the speaker protector 2, and the plus terminal lead wire 9, the second plus terminal lead wire 18 and the minus terminal lead wire 10 are assembled. A process and a process of crimping the lead protector 2 and the speaker plus terminal 7 and the speaker minus terminal 8 when the speaker protector 2 is assembled into the frame 12 are added, and the manufacturing is easy and the manufacturing cost can be reduced. .
[0045]
In the composite speaker of the second embodiment, the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 are attached to the front and back surfaces of the speaker protector 2 so that the polarization directions of both the piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 17 are the same. The bimorph type piezoelectric speaker is configured by applying signals having opposite polarities to the second piezoelectric member 17 and the speaker so that the polarization directions of the piezoelectric member 11 and the second piezoelectric member 17 are different from each other. You may make it apply on the front surface and the back surface of the protector 2, and apply the signal of the same polarity to both.
[0046]
(Modification)
Said 1st-2nd embodiment shows the example which actualized this invention. Therefore, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the composite speaker of the present invention, it is possible to ensure good acoustic characteristics over a wide frequency band, further save space, and reduce manufacturing costs and product costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an external view of a composite speaker according to a first embodiment of the present invention as viewed from the back, and FIG. 1B is an external view of the composite speaker as viewed from the front.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A for the composite speaker of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1A of a composite speaker according to a second embodiment of the present invention.
4A is an external view of a conventional cone speaker viewed from the back, and FIG. 4B is an external view of the conventional cone speaker viewed from the front.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional cone speaker cut along BB ′ in FIG.
[Explanation of symbols]
1,101 speaker body 2,102 speaker protector 3,103 yoke 4,104 back sound hole 5,105 front sound hole 6,106 terminal block 7,107 speaker plus terminal 8,108 speaker minus terminal 9 plus terminal lead wire 10 minus Terminal lead wire 11 Piezoelectric body 12, 112 Frame 13, 113 Magnets 15, 115 Voice coil 16, 116 Voice coil lead wire 17 Second piezoelectric body 18 Second plus terminal lead wire

Claims

A composite speaker that combines a dynamic speaker and a piezoelectric speaker,
The dynamic speaker includes a protector for protecting the diaphragm provided in front of the diaphragm,
The piezoelectric speaker has a piezoelectric body attached to the front surface or the back surface of the protector, and is configured so that the protector operates as a diaphragm of the piezoelectric speaker by the expansion and contraction of the piezoelectric body.
The composite speaker, wherein the application of the signal to the dynamic speaker and the application of the signal to the piezoelectric speaker are performed through a common terminal .

The composite speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric body is attached to a central portion of the protector.

A composite speaker that combines a dynamic speaker and a piezoelectric speaker,
The dynamic speaker includes a protector for protecting the diaphragm provided in front of the diaphragm,
The piezoelectric speaker has first and second piezoelectric bodies attached to a front surface and a back surface of the protector, respectively, and the protector moves the piezoelectric speaker by the expansion and contraction movement of the first and second piezoelectric bodies. Configured to operate as a bimorph vibrator
The composite speaker according to claim 1, wherein the application of the signal to the dynamic speaker and the application of the signal to the piezoelectric speaker are performed through a common terminal .

4. The composite speaker according to claim 3, wherein the first and second piezoelectric bodies are attached so that their polarization directions are opposite to each other.

4. The composite speaker according to claim 3, wherein the first and second piezoelectric bodies are attached so that their polarization directions are the same.

The composite speaker according to any one of claims 3 to 5, wherein the first and second piezoelectric bodies are attached to a central portion of the protector.