JP5576776B2 - Piezoelectric speaker and alarm device using the piezoelectric speaker - Google Patents
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Description
本発明は、圧電振動子を用いて音を発生させる圧電スピーカおよびこの圧電スピーカを用いた警報装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric speaker that generates sound using a piezoelectric vibrator and an alarm device using the piezoelectric speaker.
従来の圧電スピーカとして、圧電素子を振動板に固着した圧電振動子の外周部が収納ケースに接着剤で固着された構造が知られている(例えば特許文献1参照)。従来の圧電スピーカは、収納ケースが2つの部材からなり、2つの部材が嵌め合う部位に圧電振動子の外周部が接着剤で固着される。これにより、従来の圧電スピーカは、圧電振動子の外周部が収納ケースに固定された状態で圧電振動子の中央部が振動して音を発生させる。 As a conventional piezoelectric speaker, there is known a structure in which an outer peripheral portion of a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric element is fixed to a diaphragm is fixed to a storage case with an adhesive (for example, see Patent Document 1). In the conventional piezoelectric speaker, the storage case is composed of two members, and the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrator is fixed to the portion where the two members are fitted with an adhesive. As a result, in the conventional piezoelectric speaker, the central portion of the piezoelectric vibrator vibrates and generates sound while the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrator is fixed to the storage case.
しかしながら、従来の圧電スピーカでは、圧電振動子の外周部を収納ケース(支持部材)に固着させるために接着剤が用いられるため、圧電スピーカの製造工程に、2つの部材を嵌め合わせるときに接着剤を塗布する工程と、接着剤を乾燥させる工程とを追加する必要があった。接着剤を塗布する工程では、接着剤を他の部位に付かないように、接着剤を塗布する位置および接着剤の塗布量を管理しなければならなかった。また、接着剤を用いた場合、接着剤を乾燥させるために時間を要した。上記より、従来の圧電スピーカには、圧電振動子と収納ケースとの固着に接着剤を用いることによって製造工程が煩雑になるという問題があった。 However, in the conventional piezoelectric speaker, an adhesive is used to fix the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrator to the storage case (support member). Therefore, when the two members are fitted together in the manufacturing process of the piezoelectric speaker, the adhesive is used. It was necessary to add the process of apply | coating and the process of drying an adhesive agent. In the step of applying the adhesive, the position where the adhesive is applied and the amount of adhesive applied must be controlled so that the adhesive is not attached to other parts. Moreover, when an adhesive was used, it took time to dry the adhesive. As described above, the conventional piezoelectric speaker has a problem that the manufacturing process becomes complicated by using the adhesive for fixing the piezoelectric vibrator and the storage case.
また、従来の圧電スピーカでは、圧電振動子上の接着剤が硬化するため、圧電振動子の外周部に硬化部分が発生する。その結果、従来の圧電スピーカでは、硬化部分によって圧電振動子の外周部の振動が拘束されるため、圧電振動子の振動の振幅を大きくすることができず、幅広い周波数帯域において十分な音圧を得ることができないという問題があった。 Moreover, in the conventional piezoelectric speaker, since the adhesive on the piezoelectric vibrator is cured, a cured portion is generated on the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrator. As a result, in the conventional piezoelectric speaker, the vibration of the outer periphery of the piezoelectric vibrator is constrained by the hardened portion, so that the amplitude of the vibration of the piezoelectric vibrator cannot be increased, and sufficient sound pressure is obtained in a wide frequency band. There was a problem that could not be obtained.
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、簡単な製造工程で幅広い周波数帯域において十分な音圧を得ることができる圧電スピーカおよびこの圧電スピーカを用いた警報装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker capable of obtaining a sufficient sound pressure in a wide frequency band by a simple manufacturing process, and an alarm device using the piezoelectric speaker. There is.
本発明の圧電スピーカは、圧電素子よりなる圧電体および前記圧電体の変形によって振動する振動板を有する圧電振動子と、前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記薄厚部材の外周部を挟持する挟持面を有し、前記第1の支持体の前記挟持面と前記第2の支持体の前記挟持面は、傾斜してテーパ状に形成され、前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下であることを特徴とする。 A piezoelectric speaker according to the present invention includes a piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body, and a thin thickness provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm. And a first support body and a second support body that are fixed in position in a state of being fitted to each other, and the first support body and the second support body are fixed in position when the first support body and the second support body are fixed in position. A support member for supporting the thin member by sandwiching an outer peripheral portion of the thin member at a portion where the first support member and the second support member are fitted, and the first support member and the thin member between And the thin member protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and the first support body protrudes in a direction opposite to the sound output direction. And sandwiched between the second supports The first support body and the second support body have a sandwiching surface for sandwiching the outer peripheral portion of the thin member, and the sandwiching surface of the first support body and the second support body The sandwiching surface is inclined and formed in a tapered shape, and the inclination angle of the thin member with respect to a plane perpendicular to the direction in which the first support and the second support are opposed to each other is 2 ° to 10 °. der is, the piezoelectric vibrator and the thin thickness member, the shape as viewed from the thickness direction is circular, the ratio of the outer diameter of the thin thickness member to the diameter of the piezoelectric vibrator, 1.45 1.62 It is characterized by the following.
本発明の圧電スピーカは、圧電素子よりなる圧電体および前記圧電体の変形によって振動する振動板を有する圧電振動子と、前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、前記薄厚部材は、前記第1の支持体および前記第2の支持体で挟持される部位に突部を有し、前記突部の先端面は、前記薄厚部材の内側の面に対して傾斜し、前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下であることを特徴とする。
A piezoelectric speaker according to the present invention includes a piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body, and a thin thickness provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm. And a first support body and a second support body that are fixed in position in a state of being fitted to each other, and the first support body and the second support body are fixed in position when the first support body and the second support body are fixed in position. A support member for supporting the thin member by sandwiching an outer peripheral portion of the thin member at a portion where the first support member and the second support member are fitted, and the first support member and the thin member between And the thin member protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and the first support body protrudes in a direction opposite to the sound output direction. And sandwiched between the second supports The thin member has a protrusion at a portion sandwiched between the first support body and the second support body, and a front end surface of the protrusion is in contact with an inner surface of the thin member. inclined, the inclination angle of the thin thickness member to the first support and the second support and the plane perpendicular to the direction in which the opposing
本発明の圧電スピーカは、圧電素子よりなる圧電体および前記圧電体の変形によって振動する振動板を有する圧電振動子と、前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記薄厚部材の外周部を挟持する挟持面を有し、前記第1の支持体の前記挟持面と前記第2の支持体の前記挟持面は、前記薄厚部材の中心と外周部とを結ぶ方向において、互いに重ならない位置に凸部が形成され、前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下であることを特徴とする。 A piezoelectric speaker according to the present invention includes a piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body, and a thin thickness provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm. And a first support body and a second support body that are fixed in position in a state of being fitted to each other, and the first support body and the second support body are fixed in position when the first support body and the second support body are fixed in position. A support member for supporting the thin member by sandwiching an outer peripheral portion of the thin member at a portion where the first support member and the second support member are fitted, and the first support member and the thin member between And the thin member protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and the first support body protrudes in a direction opposite to the sound output direction. And sandwiched between the second supports The first support body and the second support body have a sandwiching surface for sandwiching the outer peripheral portion of the thin member, and the sandwiching surface of the first support body and the second support body The clamping surface is formed with a convex portion at a position that does not overlap each other in the direction connecting the center and the outer peripheral portion of the thin member, and is orthogonal to the direction in which the first support body and the second support body face each other. the inclination angle of the thin thickness member with respect to the plane of, 2 ° to 10 ° der is, the piezoelectric vibrator and the thin thickness member, the shape as viewed from the thickness direction is circular, the relative diameter of the piezoelectric vibrator The ratio of the outer diameter of the thin member is 1.45 or more and 1.62 or less .
この圧電スピーカにおいて、前記傾斜角は、2°〜4°であることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, the inclination angle is preferably 2 ° to 4 ° .
この圧電スピーカにおいて、前記薄厚部材は、前記振動板において前記圧電体が設けられた面とは反対面の方向へ突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持されることが好ましい。 In the piezoelectric speaker, the thin member protrudes in a direction opposite to a surface of the diaphragm on which the piezoelectric body is provided, and is sandwiched between the first support body and the second support body. preferable.
この圧電スピーカにおいて、前記弾性体は、熱可塑性エラストマであることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, the elastic body is preferably a thermoplastic elastomer.
この圧電スピーカにおいて、前記第1の支持体は、熱可塑性材料であり、前記弾性体と同時成形によって形成されることが好ましい。 In the piezoelectric speaker, the first support is preferably a thermoplastic material, and is formed by simultaneous molding with the elastic body.
この圧電スピーカにおいて、前記弾性体は、ポリウレタンフォームであることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, the elastic body is preferably a polyurethane foam.
この圧電スピーカにおいて、前記薄厚部材は、プラスチックフィルムであることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, the thin member is preferably a plastic film.
この圧電スピーカにおいて、前記薄厚部材の共振周波数は、前記圧電振動子の共振周波数との比が1:1となる周波数を含む所定の範囲内に決められていることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, it is preferable that the resonance frequency of the thin member is determined within a predetermined range including a frequency that is 1: 1 with the resonance frequency of the piezoelectric vibrator.
この圧電スピーカにおいて、前記薄厚部材は、山部と谷部の少なくとも1つからなるコルゲーションが環状に形成されていることが好ましい。 In this piezoelectric speaker, it is preferable that the thin member has a corrugation formed of at least one of a peak portion and a valley portion formed in an annular shape.
本発明の警報装置は、前記圧電スピーカと、周囲の異常を検出するセンサと、前記センサで周囲の異常が検出されると周囲の異常を報知する電気信号を前記圧電スピーカに出力する信号出力部と、前記圧電スピーカ、前記センサおよび前記信号出力部が収納されるとともに前記支持部材が一体に設けられたハウジングとを備えることを特徴とする。 The alarm device according to the present invention includes the piezoelectric speaker, a sensor that detects a surrounding abnormality, and a signal output unit that outputs an electrical signal that informs the surrounding abnormality to the piezoelectric speaker when the surrounding abnormality is detected by the sensor. And a housing in which the piezoelectric speaker, the sensor, and the signal output unit are housed and the support member is integrally provided.
本発明によれば、支持部材の第1の支持体と第2の支持体とが薄厚部材の外周部を挟持して薄厚部材を支持するので、接着剤を塗布する工程および接着剤を乾燥させる工程が不要である。その結果、本発明では、製造工程を簡単にすることができる。 According to the present invention, the first support body and the second support body of the support member sandwich the outer peripheral portion of the thin member to support the thin member, so that the step of applying the adhesive and the adhesive are dried. No process is required. As a result, in the present invention, the manufacturing process can be simplified.
また、本発明は、第1の支持体と第2の支持体とが薄厚部材の外周部を挟持して薄厚部材を支持するので、接着剤を用いて薄厚部材を支持部材に固着する場合とは異なり、薄厚部材において接着剤による硬化部分をなくすことができる。同時に、本発明は、第1の支持体と薄厚部材との間に弾性体が設けられているので、薄厚部材の外周部が第1の支持体と第2の支持体とによって必要以上に固定されないようにすることができる。これらの結果、本発明は、接着剤を用いて薄厚部材を支持部材に固着する場合に比べて、薄厚部材の振動を拘束する要因を低減することができるので、薄厚部材の振動時の振幅を大きくすることができ、幅広い周波数帯域での音響インピーダンスつまり音圧を高くすることができる。 In the present invention, since the first support and the second support support the thin member by sandwiching the outer peripheral portion of the thin member, the thin member is fixed to the support member using an adhesive. In contrast, it is possible to eliminate the hardened portion by the adhesive in the thin member. At the same time, in the present invention, since the elastic body is provided between the first support and the thin member, the outer peripheral portion of the thin member is fixed more than necessary by the first support and the second support. Can be prevented. As a result, the present invention can reduce the factor that restrains the vibration of the thin member as compared with the case where the thin member is fixed to the support member using an adhesive, and therefore the amplitude of the thin member during vibration can be reduced. The acoustic impedance, that is, the sound pressure in a wide frequency band can be increased.
(実施形態1)
実施形態1に係る圧電スピーカは、圧電振動子を用いて音を発生させるスピーカである。図1に示すように、本実施形態の圧電スピーカ1は、圧電振動子2と、薄厚部材3と、弾性体4と、支持部材5とを備えている。圧電スピーカ1は、警報音および音声を出力する。警報音は、3kHz付近の周波数帯域の音である。音声は、警報音よりも低周波帯域(500Hz〜1200Hz)の音波である。したがって、圧電スピーカ1は、幅広い周波数帯域で音圧を上げることが求められる。
(Embodiment 1)
The piezoelectric speaker according to
圧電振動子2は、圧電体21と振動板22とが積層されたユニモルフ構造である。図2に示すように、圧電体21および振動板22は、ともに円板形状である。
The
圧電体21は、電気信号を音に変換する効果(圧電効果)を有する圧電素子(ピエゾ素子)からなる。本実施形態の圧電素子としては、厚さが0.05mm以上0.15mm以下のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT、lead zirconium titanate)が用いられている。チタン酸ジルコン酸鉛は、三元系金属酸化物であるチタン酸鉛とジルコン酸鉛の混晶である。本実施形態で用いられるチタン酸ジルコン酸鉛の密度は、8.0×103kg/cm3である。
The
振動板22は、圧電体21より直径が長くて面積が大きく、厚さが0.1mm以上0.25mm以下の真鍮である。本実施形態で用いられる真鍮の密度は、8.4×103kg/cm3以上8.5×103kg/cm3以下の範囲である。圧電体21の厚さと振動板22の厚さは同等であることが好ましい。振動板22は、例えばエポキシ接着剤などによって、圧電体21と同心状に圧電体21の表面に接着される。
The
圧電体21の表面には、厚さが2μm程度の銀によって電極が設けられている。図3(b)に示すように、圧電体21の電極にはリード線23が接続され、振動板22にはリード線24が接続されている。リード線23,24には、圧電スピーカ1に電気信号を出力する回路部(図示せず)と電気的に接続するためのコネクタ25が接続されている。圧電体21の電極とリード線23との接続および振動板22とリード線24との接続には、例えば鉛フリーはんだがそれぞれ用いられる。圧電体21に信号電圧が印加されると、圧電体21が歪み、振動板22が振動する。つまり、圧電体21の変形によって、振動板22が振動する。
Electrodes are provided on the surface of the
薄厚部材3は、図3(a)に示すように、ドーナツ形状(環状)に形成された樹脂フィルム(プラスチックフィルム)である。樹脂フィルムとしては、例えばPEI(ポリエーテルイミド)やPC(ポリカボネイト)、PEN(ポリエーテルナフタレード)などの熱可塑性樹脂が用いられている。薄厚部材3の厚さは、75μm以上188μm以下の範囲が好ましい。薄厚部材3は、例えばシリコーン接着剤やエポキシ接着剤などによって、圧電振動子2(振動板22)に接着される。これにより、薄厚部材3は、図3(b)に示すように、振動板22と結合して、圧電振動子2の周囲に設けられる。薄厚部材3は、圧電体21の変形によって、振動板22とともに振動する。つまり、薄厚部材3は、補助振動板としての機能を有している。
As shown in FIG. 3A, the
図1に示す弾性体4は、熱可塑性エラストマによって環状に形成された部材である。弾性体4は、後述の前面側支持体51と薄厚部材3との間に設けられている。
The
支持部材5は、前面側支持体51と、後面側支持体52とを備え、薄厚部材3の周囲に設けられている。
The
前面側支持体51は、熱可塑性材料によって円筒状に形成された部材である。本実施形態では、前面側支持体51に難燃性ABS樹脂が用いられている。前面側支持体51の後面511には、背面方向(図1の下方向)に向かって突出する円筒状の突出部512が内周側に設けられている。前面側支持体51は、弾性体4と同時成形(二色成形、ダブルモールド)によって形成される。これにより、前面側支持体51の突出部512の先端(図1の下端)に弾性体4が設けられる。本実施形態の前面側支持体51は、本発明の第1の支持体に相当する。
The front
後面側支持体52は、熱可塑性材料によって円筒状に形成された部材である。本実施形態では、後面側支持体52に難燃性ABS樹脂が用いられている。後面側支持体52の前面521には、凹所522が内周側に形成されている。本実施形態の後面側支持体52は、本発明の第2の支持体に相当する。
The rear
上記のような構造の前面側支持体51および後面側支持体52に対して、後面側支持体52の凹所522の底面である載置面523に薄厚部材3の外周部が載置される(図1(b)参照)。その後、前面側支持体51および後面側支持体52は、前面側支持体51の後面511と後面側支持体52の前面521とが対向し、前面側支持体51の突出部512が後面側支持体52の凹所522に入り込むことによって、互いに嵌め合う(図1(a)参照)。その後、前面側支持体51および後面側支持体52は、互いに嵌め合った状態で位置固定される。前面側支持体51および後面側支持体52は、嵌め合った状態で位置固定されたときに前面側支持体51および後面側支持体52が嵌め合う部位で薄厚部材3の外周部を挟持して薄厚部材3を支持する。これにより、薄厚部材3が支持部材5に確実に取り付けられるので、圧電スピーカ1から出力された音の音圧や共振周波数を安定にすることができる。前面側支持体51と後面側支持体52は、位置固定された後も、外すことが可能である。つまり、前面側支持体51と後面側支持体52とは着脱可能な構成である。ユーザは、後面側支持体52から前面側支持体51を取り外すことで、支持部材5から薄厚部材3(圧電振動子2を含む)を容易に取り外すことができる。
The outer peripheral portion of the
次に、本実施形態の圧電スピーカ1の動作について説明する。回路部(図示せず)からの電気信号によって圧電体21に信号電圧が印加されると、圧電体21は収縮および膨張を繰り返すが、振動板22は収縮も膨張もしないので、圧電振動子2が反曲する。圧電振動子2が反曲動作を繰り返すことで、圧電振動子2とともに薄厚部材3が振動する。この振動によって、圧電スピーカ1は音を発生させる。
Next, the operation of the
図4には、本実施形態の圧電スピーカ1から出力された音の音圧レベル特性が示されている。本実施形態の圧電スピーカ1は、直径35mmの圧電振動子2にドーナツ形状の薄厚部材3が接着されて直径50mmとした構成である。図4の音圧レベル特性は、圧電スピーカ1に40Vp-pの電圧を印加して、圧電スピーカ1の前方位置における音圧レベルを測定したときの結果である。圧電スピーカ1は、警報音の帯域である高周波帯域(3kHz付近)の音圧レベルを100dB/m以上にすることができるとともに、音声帯域である低周波帯域(500Hz〜1200Hz)でもピーク音圧を得て、十分な音圧レベルにすることができる。
FIG. 4 shows the sound pressure level characteristics of the sound output from the
図5には、本実施形態の圧電スピーカ1の音響インピーダンス特性が示されている(図5の実線)。図5には、比較例として、薄厚部材を備えていない圧電スピーカの音響インピーダンス特性も示されている(図5の破線)。比較例の圧電スピーカは、圧電体の変形によって振動する部材が振動板単体である。圧電体21はコンデンサと同じ特性を示すため、周波数が高くなると音響インピーダンスは小さくなる。本実施形態の圧電スピーカ1および比較例の圧電スピーカは、警報音と音声との両方を出力する場合、400Hz〜4kHzの範囲で音波の周波数を掃引させる。上記のように音波の周波数を掃引させたときに最大電流が流れる周波数は3kHz付近の共振点である。共振点での音響インピーダンスは、本実施形態の場合600Ωであり、比較例の場合200Ωである。したがって、本実施形態の圧電スピーカ1は、比較例の圧電スピーカに比べて、3分の1の電流量で駆動することができる。
FIG. 5 shows acoustic impedance characteristics of the
以上の説明より、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、支持部材5の前面側支持体51と後面側支持体52とが位置固定されたときに薄厚部材3の外周部を挟持して薄厚部材3を支持するので、接着剤を塗布する工程および接着剤を乾燥させる工程が不要である。その結果、本実施形態の圧電スピーカ1では、製造工程を簡単にすることができる。
From the above description, according to the
また、本実施形態の圧電スピーカ1は、前面側支持体51と後面側支持体52とが薄厚部材3の外周部を挟持して薄厚部材3を支持するので、接着剤を用いて薄厚部材を支持部材に固着する場合とは異なり、薄厚部材3において接着剤による硬化部分をなくすことができる。同時に、本実施形態の圧電スピーカ1は、前面側支持体51と薄厚部材3との間に弾性体4が設けられているので、薄厚部材3の外周部が前面側支持体51と後面側支持体52とによって必要以上に固定されないようにすることができる。薄厚部材3において接着剤による硬化部分ならびに薄厚部材3に対する前面側支持体51および後面側支持体52による必要以上の固定は、薄厚部材3の振動を拘束する要因となる。これらの結果、本実施形態の圧電スピーカ1は、接着剤を用いて薄厚部材を支持部材に固着する場合に比べて、薄厚部材3の振動を拘束する要因を低減することができるので、薄厚部材3の振動時の振幅を大きくすることができ、幅広い周波数帯域(低域および共振点)での音響インピーダンスつまり音圧を高くすることができる。
Further, in the
さらに、本実施形態の圧電スピーカ1は、支持部材5の前面側支持体51と後面側支持体52とが着脱可能であり、前面側支持体51と後面側支持体52とが位置固定されたときに薄厚部材3を支持するので、接着剤を用いて薄厚部材を支持部材に固着する場合に比べて、支持部材5に対して薄厚部材3を容易に着脱可能にする。
Further, in the
また、本実施形態の圧電スピーカ1は、弾性体4が熱可塑性エラストマであることによって、薄厚部材3の振動時の振幅をより大きくすることができ、幅広い周波数帯域(低域および共振点)での音響インピーダンスつまり音圧を簡単な構成で確実に高くすることができる。
Moreover, the
さらに、本実施形態の圧電スピーカ1は、前面側支持体51と弾性体4とが熱可塑性材料であって同時成形されることによって、前面側支持体51と弾性体4とを一体にした構造を実現することができる。これにより、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、支持部材5および弾性体4の製造工程(組立工程を含む)を簡略にすることができる。
Further, the
また、本実施形態の圧電スピーカ1は、薄厚部材3がプラスチックフィルムであることによって、薄厚部材3のコストを下げるとともに薄厚部材3の信頼性(耐熱性)を高めることができる。
Moreover, the
なお、本実施形態の変形例として、弾性体4は、前面側支持体51と薄厚部材3との間ではなく、後面側支持体52と薄厚部材3との間に設けられていてもよい。この変形例の圧電スピーカ1は、後面側支持体52と弾性体4とが熱可塑性材料であって同時成形されることによって、後面側支持体52と弾性体4とを一体にした構造を実現することができる。これにより、この変形例の圧電スピーカ1によれば、本実施形態の圧電スピーカ1の場合と同様に、支持部材5および弾性体4の製造工程(組立工程を含む)を簡略にすることができる。この変形例の場合、後面側支持体52が本発明の第1の支持体に相当し、前面側支持体51が本発明の第2の支持体に相当する。
As a modification of the present embodiment, the
また、弾性体4は、前面側支持体51と薄厚部材3との間と、後面側支持体52と薄厚部材3との間との両方に設けられていてもよい。つまり、圧電スピーカ1に2つの弾性体4が設けられていてもよい。この場合の圧電スピーカ1は、前面側支持体51と後面側支持体52と弾性体4とが熱可塑性材料であって、前面側支持体51と一方の弾性体4とが同時成形され、後面側支持体52と他方の弾性体4とが同時成形されることによって、前面側支持体51と一方の弾性体4とを一体にした構造および後面側支持体52と他方の弾性体4とを一体にした構造を実現することができる。これにより、上記圧電スピーカ1によれば、本実施形態の圧電スピーカ1の場合と同様に、支持部材5および弾性体4の製造工程(組立工程を含む)を簡略にすることができる。
Further, the
本実施形態の他の変形例として、弾性体4は、エラストマに代えて、ポリウレタンフォームであってもよい。この変形例においても、本実施形態と同様に、圧電スピーカ1は、薄厚部材3の振動時の振幅をより大きくすることができ、幅広い周波数帯域(低域および共振点)での音響インピーダンスつまり音圧を簡単な構成で確実に高くすることができる。
As another modification of the present embodiment, the
なお、本実施形態の変形例として、薄厚部材3は、図6に示すように、円板状に形成された樹脂フィルム(円形樹脂フィルム)であってよい。この変形例においても、本実施形態と同様に、薄厚部材3は、振動板22と結合して圧電振動子2の周囲に設けられることになる(図3(b)参照)。
As a modification of the present embodiment, the
また、本実施形態の他の変形例として、図7に示すように、薄厚部材3にコルゲーション31が設けられていてもよい。
As another modification of the present embodiment, a
薄厚部材3は、樹脂フィルムに代えて、木材パルプを原材料とする紙であってもよいし、コウゾ、ミツマタ、竹などの非木材植物を原材料とする紙であってもよい。また、薄厚部材3は、不織布であってもよいし、不織布に接着剤を含浸して剛性を持たせた材料であってもよい。さらに、薄厚部材3は、ポリエステルにウレタンコートを施した材料であってもよいし、チタンやアルミニウムなどであってもよい。
The
なお、本実施形態の変形例として、前面側支持体51に凹所が形成され、後面側支持体52に突出部が設けられた構成であってもよい。この変形例の場合、前面側支持体51および後面側支持体52は、後面側支持体52の突出部が前面側支持体51の凹所に入り込むことによって嵌め合う。
As a modification of the present embodiment, a configuration in which a recess is formed in the
また、前面側支持体51および後面側支持体52は、薄厚部材3の外周部全体を挟持して薄厚部材3を支持するのではなく、薄厚部材3の外周部の一部を挟持して薄厚部材3を支持してもよい。例えば、前面側支持体51および後面側支持体52は、薄厚部材3の中心を挟んで対向する位置(2点)で薄厚部材3の外周部を挟持してもよいし、薄厚部材3の外周方向において120°ごとに離れた位置(3点)で薄厚部材3の外周部を挟持してもよいし、薄厚部材3の外周方向において90°ごとに離れた位置(4点)で薄厚部材3の外周部を挟持してもよい。この場合、弾性体4としては、環状に形成された部材ではなく、挟持位置の大きさに応じた部材を用いればよい。なお、前面側支持体51および後面側支持体52が薄厚部材3を挟持する位置の数は、2点〜4点に限定されず、5点以上であってもよい。
Further, the
(実施形態2)
実施形態2では、図8に示すように、実施形態1の圧電スピーカ1を用いた煙感知器6について説明する。本実施形態の煙感知器6は、例えば住宅などに取り付けられる住宅用火災報知器(住宅用火災警報器)などであり、火災が発生すると煙を感知して音を出力して、火事である旨を居住者に知らせることができる。煙感知器6は、本発明の警報装置に相当する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a
このような煙感知器6は、住宅内の居室や寝室、階段、廊下などに取り付けられるため、設置場所を選ばないかつインテリアデザインの邪魔にならないようなコンパクトなサイズ、薄型のサイズが求められている。したがって、煙感知器6としては、ダイナミックスピーカより小型である圧電スピーカ1を組み込んだ機器が好ましい。
Since the
煙感知器6は、煙感知部61と、基板回路62と、ハウジング63と、ベース64とを圧電スピーカ1とともに備えている。
The
煙感知部61は、発光部および受光部(図示せず)を用いて光学的に煙を検知する。煙感知部61は、発光部および受光部が収納される光学基台611を備えている。光学基台611は、それぞれ屈曲した壁である複数のラビリンス壁を有し、防虫網612で覆われている。各ラビリンス壁は、光学基台611の内部への外光の侵入を防止するために設けられている。防虫網612は、光学基台611の外形に合わせた筒状に形成されている。発光部および受光部は、基板回路62に実装されている。発光部には、光源としてLEDが設けられ、受光部には、発光部からの光を受光する受光素子としてフォトダイオードが設けられている。発光部および受光部は、基板回路62が光学基台611に取り付けられたときに、光学基台611に収納される。このとき、受光部は、光学基台611内において、発光部からの光の光軸上から外れた位置に配置される。つまり、受光部は、発光部からの光の光軸上には配置されていない。また、光学基台611の各ラビリンス壁によって外光が侵入しないので、受光部が外光を受光することはない。
The
上記構造の煙感知部61では、光学基台611の内部に煙が存在しない場合、発光部からの光が受光部で受光されることはない。一方、光学基台611の内部に煙が存在する場合、煙感知部61では、発光部からの光が煙によって散乱し、散乱した光を受光部が受光する。つまり、煙感知部61は、受光部で光が受光されることによって、煙を検知する。
In the
基板回路62は、実装基板621を備えている。実装基板621には、煙感知部61の受光部で受光された光量が閾値以上である場合に火事が発生したと判定するための判定部(図示せず)と、圧電スピーカ1を振動させるための信号出力部(図示せず)とが実装されている。信号出力部は、煙感知部61で煙が検知されると、火事であることを報知するための音を圧電スピーカ1から出力されるように、圧電スピーカ1に電気信号を出力する。また、実装基板621には、ボタン622が設けられている。ボタン622の前面部623は、基板回路62が収納される後述のボディ65にカバー66が取り付けられたとき、カバー66の開口部665から外部に露出する。外部に露出したボタン622の前面部623が押操作されると、圧電スピーカ1からの音が停止する。基板回路62の判定部および煙感知部61は、本発明のセンサに相当する。
The
ハウジング63は、煙感知部61および基板回路62が収納されるボディ65と、ボディ65の表側(図8の上側)に取り付けられるカバー66と、ボディ65の裏側(図8の下側)に取り付けられる裏カバー67とを備えている。ボディ65とカバー66と裏カバー67とは、それぞれ難燃性ABS樹脂で形成された部材である。ハウジング63には、煙感知部61および基板回路62が収納される。
The
ボディ65は、円板状の底面部651を備えている。底面部651には、円筒状のリブが前面方向(図8の上方向)に突出して後面側支持体52として設けられている。本実施形態では、後面側支持体52がボディ65に一体に設けられている。底面部651には、防虫網612が取り付けられる開口部653と、後述の電池収納部672が挿入される開口部654とが形成されている。底面部651の外周部からは、上下方向に突出する円筒状の側面部652が底面部651と一体に設けられている。側面部652には、複数の開口窓655,655・・・が形成されている。複数の開口窓655,655・・・は、煙感知部61に煙を流入させるために、格子状に枠組された複数の窓枠で仕切られている。
The body 65 includes a disk-shaped
カバー66は、曲面状の前面部661を備えている。前面部661には、前面部661の外周部から下方に突出する円筒状の側面部662が一体に設けられている。また、前面部661には、複数の音孔663,663・・・が形成された領域664がある。前面部661の背面には、領域664の周囲から円筒状のリブが後面方向(図8の下方向)に突出して前面側支持体51として設けられている。本実施形態では、前面側支持体51がボディ66に一体に設けられている。カバー66がボディ65に取り付けられたときに、前面側支持体51および後面側支持体52は、薄厚部材3を挟持して嵌め合った状態で位置固定される。また、前面部661には、ボタン622の前面部623を露出するための開口部665が形成されている。
The
裏カバー67は、円板状の底面部671を備えている。底面部671には、電池7が収納される電池収納部672が設けられている。電池収納部672には、裏カバー67がボディ65に取り付けられた後、外側(図8の下側)から電池7が収納される。電池収納部672に収納された電池7は、基板回路62に電気的に接続される。
The
ベース64は、被取付部(図示せず)への取付に用いられる部材である。被取付部としては、住宅内の居室・寝室・階段・廊下などがある。ベース64は、被取付部に取り付けられた後、ハウジング63と係合する。これにより、煙感知器6は、被取付部に設置される。
The
本実施形態の圧電スピーカ1は、火災発生時に煙感知部61で煙が検知されると、基板回路62の信号出力部(図示せず)から出力される電気信号を音に変換し、火事という異常状態を報知するための音を出力する。異常状態を報知するために圧電スピーカ1から出力される音としては、警報音と警報音声とがある。圧電スピーカ1から出力される警報音には、例えば「ビュー、ビュー、ビュー」という音がある。圧電スピーカ1から出力される警報音声には、例えば「火事です」という音声がある。上記の警報音および警報音声により、火災発生を居住者に知らせることができる。なお、圧電スピーカ1は、電池7の残量が少なくなったときに「電池切れです」という報知音声を出力する。
The
なお、本実施形態の変形例として、実施形態1の圧電スピーカ1に代えて、実施形態1の変形例の圧電スピーカ1を煙感知器6に用いてもよい。
As a modification of the present embodiment, instead of the
また、実施形態1の圧電スピーカ1(実施形態1の変形例の圧電スピーカ1を含む)を煙感知器6以外の他の警報装置に用いてもよい。他の警報装置としては、不審者の侵入を検知したときに警報音を出力する防犯装置(侵入検知用サイレン)などがある。
Further, the
さらに、実施形態1の圧電スピーカ1(実施形態1の変形例の圧電スピーカ1を含む)を警報装置以外の他の電気機器に用いてもよい。他の電気機器としては、例えば音響機器や電子楽器、家電製品、車載機器、通信機器(電話を含む)などがある。
Furthermore, the
(実施形態3)
実施形態3に係る圧電スピーカ1は、圧電振動子2の共振周波数と薄厚部材3の共振周波数との周波数比が1:1を含む所定の範囲である点で、実施形態1に係る圧電スピーカ1と相違する。以下、本実施形態の圧電スピーカ1について図9,10を用いて説明する。なお、実施形態1の圧電スピーカ1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
The
本実施形態の薄厚部材3は、実施形態1の薄厚部材3と同様、厚み方向から見た形状(平面視の形状)が円形状(環状)である。なお、本実施形態の薄厚部材3は、図6に示すような円板状であってもよい。
As with the
図9には、圧電振動子2の直径φ1と薄厚部材3の直径φ2との直径比(サイズ比)(φ2/φ1)(図10参照)に対する圧電スピーカ1の音圧レベルの最大値(以下「ピーク音圧」という)を示している。圧電振動子2と薄厚部材3との直径比(φ2/φ1)が変化すると、圧電振動子2の共振周波数と薄厚部材3の共振周波数との関係が変化することによって、図9に示すように圧電スピーカ1の音圧レベルが変化する。図9に示す特性では、圧電振動子2の直径を31mmと一定にし、薄厚部材3の直径を40mm〜51.7mmと変えることによって、圧電振動子2と薄厚部材3との直径比(φ2/φ1)を変えている。さらに、各直径比(φ2/φ1)において、音圧レベルが最大となるように圧電振動子2の質量および薄厚部材3の厚みなどが最適化されている。上記のようにして各直径比(φ2/φ1)のピーク音圧を計測した結果、薄厚部材3の直径が47.3mmである場合に、ピーク音圧が最大になる。なお、実施形態1の圧電振動子2および薄厚部材3(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。
In FIG. 9, the maximum value of the sound pressure level of the
圧電振動子2の共振周波数と薄厚部材3の共振周波数とが近いほど圧電スピーカ1のピーク音圧が高くなることから、圧電振動子2の直径が31mmであって薄厚部材3の直径が47.3mmである場合つまり直径比(φ2/φ1)が1.53である場合に、圧電振動子2の共振周波数と薄厚部材3の共振周波数との周波数比がほぼ1:1となる。
The closer the resonance frequency of the
本実施形態の薄厚部材3の共振周波数は、圧電振動子2の共振周波数との周波数比が1:1となる周波数を含む所定の範囲内に決められている。上記所定の範囲とは、圧電スピーカ1のピーク音圧として十分に大きな値が得られる範囲をいい、具体的にはピーク音圧が最大値に対して95%以上となる範囲をいう。また、上記所定の範囲は、圧電振動子2と薄厚部材3との直径比(φ2/φ1)との関係では、直径比(φ2/φ1)が1.45以上1.62以下の範囲であることが好ましい。より好ましい範囲は、直径比(φ2/φ1)が1.48以上1.6以下である。さらに好ましい範囲は、直径比(φ2/φ1)が1.5以上1.55以下である。なお、ピーク音圧の最大値となる直径比(φ2/φ1)より実際の直径比(φ2/φ1)を大きくするのではなく小さくするほうが、圧電スピーカ1を小型にすることができる。
The resonance frequency of the
以上、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、薄厚部材3の共振周波数が、圧電振動子2の共振周波数との周波数比が1:1となる周波数を含む所定の範囲内に決められていることによって、圧電振動子2の共振周波数と薄厚部材3の共振周波数との周波数比が上記以外の周波数比である場合に比べて、圧電スピーカ1の音圧レベルを高くすることができる。
As described above, according to the
(実施形態4)
実施形態4に係る圧電スピーカ1は、図11に示すように前面側支持体51および後面側支持体52の挟持面513,524がテーパ状に形成されている点で、実施形態3に係る圧電スピーカ1と相違する。以下、本実施形態の圧電スピーカ1について図11を用いて説明する。なお、実施形態1の圧電スピーカ1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 11, the
本実施形態の前面側支持体51および後面側支持体52は、薄厚部材3の外周部を挟持する挟持面513,524を有している。前面側支持体51の挟持面513と後面側支持体52の挟持面524は、傾斜してテーパ状に形成されている。つまり、前面側支持体51および後面側支持体52には、前面側支持体51および後面側支持体52が嵌め合う部位に、薄厚部材3の外周側から中心側に向けて傾斜する挟持面513,524が形成されている。水平面からの傾斜角(テーパ角)θ1は2°〜10°が好ましい。さらに好ましい範囲は2°〜4°である。
The front
本実施形態の薄厚部材3は、圧電振動子2および薄厚部材3の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向(図11の下方向)とすると、上記音出力方向とは反対方向(図11の上方向)に突出して前面側支持体51および後面側支持体52に挟持される。つまり、薄厚部材3は、前面側支持体51のテーパ状の挟持面513および後面側支持体52のテーパ状の挟持面524で弾性体4とともに挟持されるので、外周側から中心側に向けて傾斜するいわゆるコーン型の形状になる。本実施形態では、薄厚部材3は、振動板22において圧電体21が設けられた面とは反対面の方向(図11の上方向)へ突出して前面側支持体51および後面側支持体52に挟持される。
The
以上、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、前面側支持体51および後面側支持体52にテーパ状の挟持面513,524が形成されることによって、薄厚部材3をコーン型の形状にすることができる。これにより、本実施形態の圧電スピーカ1は、薄厚部材3が平面である場合に比べて、圧電スピーカ1の音圧レベルを高くすることができる。
As described above, according to the
また、本実施形態の圧電スピーカ1は、上述したように前面側支持体51および後面側支持体52にテーパ状の挟持面513,524が形成され、薄厚部材3をコーン型の形状にすることによって、連続駆動後の薄厚部材3の歪みを低減することができる。
Further, in the
さらに、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、薄厚部材3が、振動板22において圧電体21が設けられた面とは反対面の方向(図11の上方向)へ突出することによって、薄厚部材3が、振動板22において圧電体21が設けられた面の方向(図11の下方向)へ突出する場合に比べて、圧電スピーカ1の音圧レベルを高くすることができる。
Furthermore, according to the
(実施形態5)
実施形態5に係る圧電スピーカ1は、図12に示すように薄厚部材3が突部32,33を備えている点で、実施形態1に係る圧電スピーカ1と相違する。以下、本実施形態の圧電スピーカ1について図12を用いて説明する。なお、実施形態1の圧電スピーカ1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
The
本実施形態の薄厚部材3は、前面側支持体51および後面側支持体52で挟持される部位に突部32,33を備えている。突部32は、前面側支持体51と対向する面(図12の下面)に設けられ、突部33は、後面側支持体52と対向する面(図12の上面)に設けられている。突部32,33は、薄厚部材3の他の部分と同じ材料である。なお、実施形態1の薄厚部材3と同様の機能については説明を省略する。
The
突部32,33の先端面は、薄厚部材3の内側の面34,35に対して傾斜している。これにより、薄厚部材3は、前面側支持体51および後面側支持体52で挟持されたときに、外周側から中心側に向けて傾斜するいわゆるコーン型の形状になる。水平面からの傾斜角θ2は2°〜10°が好ましい。さらに好ましい範囲は2°〜4°である。
The tip surfaces of the
本実施形態では、薄厚部材3は、振動板22において圧電体21が設けられた面とは反対面の方向(図12の上方向)へ突出して前面側支持体51および後面側支持体52に挟持されている。
In the present embodiment, the
図13には、本実施形態の圧電スピーカ1から出力された音の音圧レベル特性(図13の実線)が示されている。図13の音圧レベル特性は、圧電スピーカ1に所定電圧を印加して、圧電スピーカ1の前方位置における音圧レベルを測定したときの結果である。傾斜角θ2は2°〜4°である。図13には、比較例として、薄厚部材3が傾斜しない(傾斜角θ2が0°である)構成の圧電スピーカから出力された音の音圧レベル特性(図13の破線)も示されている。図13に示すように、本実施形態の圧電スピーカ1は、比較例の圧電スピーカに比べて、2000〜3000Hzの間の音圧レベルの最大値が高くなる。
FIG. 13 shows the sound pressure level characteristic (solid line in FIG. 13) of the sound output from the
以上、本実施形態の圧電スピーカ1は、先端面が内側の面34,35に対して傾斜する突部32,33を薄厚部材3に備え、突部32,33が設けられた部位を前面側支持体51および後面側支持体52が挟持することによって、薄厚部材3をコーン型の形状にすることができる。これにより、本実施形態の圧電スピーカ1は、薄厚部材3が平面である場合に比べて、圧電スピーカ1の音圧レベルを高くすることができる。
As described above, the
(実施形態6)
実施形態6に係る圧電スピーカ1は、図14に示すように前面側支持体51および後面側支持体52の挟持面513,524が凹凸に形成されている点で、実施形態3に係る圧電スピーカ1と相違する。以下、本実施形態の圧電スピーカ1について図14を用いて説明する。なお、実施形態1の圧電スピーカ1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
As shown in FIG. 14, the
本実施形態の前面側支持体51および後面側支持体52は、薄厚部材3の外周部を挟持する挟持面513,524を備えている。前面側支持体51の挟持面513と後面側支持体52の挟持面524は、互いに重ならない位置に凸部514,525が形成されている。つまり、前面側支持体51と後面側支持体52とで挟持された薄厚部材3が外周側から中心側に向けて傾斜するように、前面側支持体51および後面側支持体52の嵌め合う部位は、薄厚部材3の中心と外周部とを結ぶ方向において、互いに異なる凹凸に形成されている。凸部514,525は、エラストマによって形成された部材である。前面側支持体51の凸部514のほうが後面側支持体52の凸部525に比べて内側に形成されることによって、薄厚部材3を後方(図14(b)の上方)に突出させることができる。
The front surface
本実施形態の薄厚部材3は、前面側支持体51の凸部514および後面側支持体52の凸部525によって、前面側支持体51と後面側支持体52とで挟持された場合に外周側から中心側に向けて傾斜するいわゆるコーン型の形状になる。水平面からの傾斜角θ3は2°〜10°が好ましい。さらに好ましい範囲は2°〜4°である。本実施形態では、薄厚部材3は、振動板22において圧電体21が設けられた面とは反対面の方向(図14(b)の上方向)へ突出して前面側支持体51および後面側支持体52に挟持されている。なお、実施形態1の薄厚部材3と同様の機能については説明を省略する。
The
以上、本実施形態の圧電スピーカ1によれば、凸部514が形成された挟持面513と凸部525が形成された挟持面524とで薄厚部材3を挟持することによって、薄厚部材3をコーン型の形状に容易にすることができるので、圧電スピーカ1の音圧レベルを容易に高くすることができる。
As described above, according to the
なお、薄厚部材3は、厚み方向(例えば図11,12,14の上方向)から見た形状が楕円形状であってもよい。
Note that the
実施形態4〜6の圧電スピーカ1において、実施形態3の圧電スピーカ1と同様に、薄厚部材3の共振周波数は、圧電振動子2の共振周波数との周波数比が1:1となる周波数を含む所定の範囲内であってもよい。
In the
実施形態4〜6の弾性体4は、後面側支持体52と薄厚部材3との間ではなく、前面側支持体51と薄厚部材3との間に設けられていてもよい。この場合、前面側支持体51が第1の支持体に相当し、後面側支持体52が第2の支持体に相当する。
The
実施形態3〜6の薄厚部材3は、図7に示すようなコルゲーション31を有してもよい。薄厚部材3が図7に示すようなコルゲーション31を有する構成のほうが、薄厚部材3がコルゲーション31を有しない構成よりも、音圧を高くすることができる。
The
実施形態3〜6の圧電スピーカ1を実施形態2のように煙感知器6に用いたり、煙感知器6以外の他の警報装置に用いたりしてもよい。他の警報装置としては、不審者の侵入を検知したときに警報音を出力する防犯装置などがある。また、実施形態3〜6の圧電スピーカ1を警報装置以外の他の電気機器に用いてもよい。他の電気機器としては、例えば音響機器や電子楽器、家電製品、車載機器、通信機器などがある。
The
1 圧電スピーカ
2 圧電振動子
21 圧電体
22 振動板
3 薄厚部材
4 弾性体
5 支持部材
51 前面側支持体(第1の支持体)
52 後面側支持体(第2の支持体)
6 煙感知器(警報装置)
61 煙感知部(センサ)
62 基板回路(センサ、信号出力部)
63 ハウジング
DESCRIPTION OF
52 Rear side support (second support)
6 Smoke detector (alarm device)
61 Smoke detector (sensor)
62 Substrate circuit (sensor, signal output unit)
63 Housing
Claims (12)
前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、
互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、
前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、
前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、
前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記薄厚部材の外周部を挟持する挟持面を有し、前記第1の支持体の前記挟持面と前記第2の支持体の前記挟持面は、傾斜してテーパ状に形成され、
前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、
前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、
前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下である
ことを特徴とする圧電スピーカ。 A piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body;
A thin member provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm;
A first support and a second support that are fixed in a state of being fitted to each other, and the first support when the first support and the second support are fixed in position; A support member for supporting the thin member by sandwiching the outer peripheral portion of the thin member at a portion where the body and the second support member are fitted to each other;
An elastic body provided between the first support and the thin member;
The thin member has a sound output direction as a direction in which sound generated by the vibration of the piezoelectric vibrator is extracted, protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and is sandwiched between the first support body and the second support body. And
The first support body and the second support body have a sandwiching surface for sandwiching an outer peripheral portion of the thin member, and the sandwiching surface of the first support body and the sandwiching of the second support body The surface is inclined and tapered,
Inclination angle of the thin thickness member with respect to the plane of the of the first support and the second support is perpendicular to the direction in which the opposing, Ri 2 ° to 10 ° der,
The piezoelectric vibrator and the thin member are circular when viewed from the thickness direction,
A ratio of an outer diameter of the thin member to a diameter of the piezoelectric vibrator is 1.45 or more and 1.62 or less .
前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、
互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、
前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、
前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、
前記薄厚部材は、前記第1の支持体および前記第2の支持体で挟持される部位に突部を有し、前記突部の先端面は、前記薄厚部材の内側の面に対して傾斜し、
前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、
前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、
前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下である
ことを特徴とする圧電スピーカ。 A piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body;
A thin member provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm;
A first support and a second support that are fixed in a state of being fitted to each other, and the first support when the first support and the second support are fixed in position; A support member for supporting the thin member by sandwiching the outer peripheral portion of the thin member at a portion where the body and the second support member are fitted to each other;
An elastic body provided between the first support and the thin member;
The thin member has a sound output direction as a direction in which sound generated by the vibration of the piezoelectric vibrator is extracted, protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and is sandwiched between the first support body and the second support body. And
The thin member has a protrusion at a portion sandwiched between the first support and the second support, and a tip end surface of the protrusion is inclined with respect to an inner surface of the thin member. ,
Inclination angle of the thin thickness member with respect to the plane of the of the first support and the second support is perpendicular to the direction in which the opposing, Ri 2 ° to 10 ° der,
The piezoelectric vibrator and the thin member are circular when viewed from the thickness direction,
A ratio of an outer diameter of the thin member to a diameter of the piezoelectric vibrator is 1.45 or more and 1.62 or less .
前記振動板と結合して少なくとも前記圧電振動子の周囲に設けられた薄厚部材と、
互いに嵌め合った状態で位置固定される第1の支持体および第2の支持体を有し、前記第1の支持体および前記第2の支持体が位置固定されたときに当該第1の支持体および当該第2の支持体が嵌め合う部位で前記薄厚部材の外周部を挟持して当該薄厚部材を支持する支持部材と、
前記第1の支持体と前記薄厚部材との間に設けられた弾性体とを備え、
前記薄厚部材は、前記圧電振動子の振動によって発生する音を取り出す方向を音出力方向とし、前記音出力方向とは反対方向に突出して前記第1の支持体および前記第2の支持体に挟持され、
前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記薄厚部材の外周部を挟持する挟持面を有し、前記第1の支持体の前記挟持面と前記第2の支持体の前記挟持面は、前記薄厚部材の中心と外周部とを結ぶ方向において、互いに重ならない位置に凸部が形成され、
前記第1の支持体と前記第2の支持体とが対向する方向に直交する平面に対する前記薄厚部材の傾斜角は、2°〜10°であり、
前記圧電振動子および前記薄厚部材は、厚み方向から見た形状が円形状であり、
前記圧電振動子の直径に対する前記薄厚部材の外径の比率は、1.45以上1.62以下である
ことを特徴とする圧電スピーカ。 A piezoelectric vibrator having a piezoelectric body made of a piezoelectric element and a diaphragm that vibrates by deformation of the piezoelectric body;
A thin member provided at least around the piezoelectric vibrator in combination with the diaphragm;
A first support and a second support that are fixed in a state of being fitted to each other, and the first support when the first support and the second support are fixed in position; A support member for supporting the thin member by sandwiching the outer peripheral portion of the thin member at a portion where the body and the second support member are fitted to each other;
An elastic body provided between the first support and the thin member;
The thin member has a sound output direction as a direction in which sound generated by the vibration of the piezoelectric vibrator is extracted, protrudes in a direction opposite to the sound output direction, and is sandwiched between the first support body and the second support body. And
The first support body and the second support body have a sandwiching surface for sandwiching an outer peripheral portion of the thin member, and the sandwiching surface of the first support body and the sandwiching of the second support body The surface is formed with convex portions at positions that do not overlap each other in the direction connecting the center and the outer periphery of the thin member,
Inclination angle of the thin thickness member with respect to the plane of the of the first support and the second support is perpendicular to the direction in which the opposing, Ri 2 ° to 10 ° der,
The piezoelectric vibrator and the thin member are circular when viewed from the thickness direction,
A ratio of an outer diameter of the thin member to a diameter of the piezoelectric vibrator is 1.45 or more and 1.62 or less .
周囲の異常を検出するセンサと、
前記センサで周囲の異常が検出されると周囲の異常を報知する電気信号を前記圧電スピーカに出力する信号出力部と、
前記圧電スピーカ、前記センサおよび前記信号出力部が収納されるとともに前記支持部材が一体に設けられたハウジングと
を備えることを特徴とする警報装置。 The piezoelectric speaker according to any one of claims 1 to 11,
A sensor for detecting surrounding abnormalities;
A signal output unit that outputs an electrical signal to notify the surrounding abnormality when the surrounding abnormality is detected by the sensor;
A housing in which the piezoelectric speaker, the sensor, and the signal output unit are housed and the support member is integrally provided;
Alarm device, characterized in that it comprises a.
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