JP5798699B1 - 電気音響変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
圧電体層と電極層とが交互に積層され、極性が異なる少なくとも一対の電極層の間に前記圧電体層が配置された積層圧電素子と、
前記積層圧電素子が配置された振動板とを備え、
前記積層圧電素子は積層方向から見て多角形であり、
前記積層圧電素子が配置される前記振動板の面は円形であり、
前記少なくとも一対の電極層に挟まれる前記圧電体層のうち、積層方向から投影して前記少なくとも一対の電極層が重なる実効層の体積の合計(V)が下記の条件を満たすことを特徴とする電気音響変換装置に関する。
0.2πR2×ts≦V≦2.0πR2×ts
(但し、πは円周率、Rは振動板の半径、tsは振動板の厚み)
前記少なくとも一対の電極層は、極性が異なる第1の電極層と第2の電極層とを含み、
前記第1の電極層は、前記積層圧電素子の一つの側面に形成された第1の側面電極に接続され、
前記第2の電極層は、前記第1の側面電極が形成された側面とは異なる側面に形成された第2の側面電極に接続されることが好ましい。
前記第1の電極層は、前記振動板と接する面とは反対側の前記積層圧電素子の表面に形成された電極層を含むことが好ましい。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電気音響変換装置11の外観を示す。電気音響変換装置11は多角形の積層圧電素子12と、積層圧電素子12が配置される円形の振動板13とを備える。図1に示される電気音響変換装置11は振動板13の片面に積層圧電素子12が配置されているが、振動板13の両面に積層圧電素子12が配置されてもよい。
0.2πR2×ts≦V≦2.0πR2×ts (式1)
(但し、πは円周率、Rは振動板の半径、tsは振動板の厚み)
V=((2αR)/(20.5))2×te (式2)
V=1.6R2×te (式3)
・拘束部:円形の振動板13のエッジ側面
・印加電圧:積層圧電素子12の厚み方向に1VDC/10μm(電界強度一定)
0.3×πR2×ts≦V≦1.3×πR2×ts (式4)
0.4×πR2×ts≦V≦1.0×πR2×ts (式5)
0.2πR2×ts((式1)の左辺)=3.9mm3
2.0πR2×ts((式1)の右辺)=38.7mm3
実効層の体積の合計(V)は7.5mm3であるから、(式1)を満たすことがわかる。
図11は第2の実施形態に係る電気音響変換装置31の内部構造を示す。第2の実施形態は、第2の電極層32bに電気的に接続されるリード線33の接続方法が第1の実施形態と異なる。それ以外は第1の実施形態と同様であるから、異なる点について説明する。
図12は第3の実施形態に係る電気音響変換装置41の内部構造を示す。第3の実施形態は、第2の電極層42bに電気的に接続されるリード線43の接続方法及び積層圧電素子44の第2の表面に第2の表面電極層が形成されないことが第1の実施形態と異なる。それ以外は第1の実施形態と同様であるから、異なる点について説明する。
図13は第4の実施形態に係る電気音響変換装置51の外観を示す。本態様では多角形の積層圧電素子52の頂点のうちの少なくとも1つに切り欠き53が形成される。積層圧電素子52が矩形の場合、4つの頂点の少なくとも1つ、最大3つに切り欠き53を形成することができる。
図14は第5の実施形態に係る電気音響変換装置54の外観を示す。円形の振動板55は円周上に4つの多角形の切り欠き56を備える。隣り合わない一対の切り欠き56を結ぶ直線57は円形の振動板55の中心で交わる。直線の交わる角度は90°でも、それ以外の角度でもよい。積層圧電素子58の多角形の頂点は隣り合う2つの切り欠き56の間に配置される。切り欠き56が基準点になるため、積層圧電素子58の位置決めが容易になる。
12、34、44、52、58、62、65 積層圧電素子(圧電板)
13、39、49、55、63 振動板(金属板)
14、33、43、71 リード線
15、66 圧電体層
16、67 電極層
16a 第1の電極層
16b、32b、42b 第2の電極層
17、35、45、68 第1の表面電極層
18、37、69 第2の表面電極層
19 内部電極層
20 第1の側面電極
21、38、48 第2の側面電極
22 振動板の変形が大きな領域
23 側面電極で破壊のおそれのある領域
24、40、50 実効層
25 マージン部
27 正方形の積層圧電素子を備える電気音響変換装置の音圧特性
28 円形の積層圧電素子を備える電気音響変換装置の音圧特性
36、46 第3の表面電極
53、56 切り欠き
57 隣り合わない一対の切り欠きを結ぶ直線
59、64 支持部材(ケース)
60 突起
70 接続電極(スルーホール)
Claims (4)
- 圧電体層と電極層とが交互に積層され、極性が異なる少なくとも一対の電極層の間に前記圧電体層が配置された積層圧電素子と、
前記積層圧電素子が配置された振動板とを備え、
前記積層圧電素子は積層方向から見て多角形であり、
前記積層圧電素子が配置された前記振動板の面は円形であり、
前記少なくとも一対の電極層に挟まれる前記圧電体層のうち、積層方向から投影して前記少なくとも一対の電極層が重なる実効層の体積の合計(V)が下記の条件を満たすことを特徴とする電気音響変換装置。
0.2πR2×ts≦V≦2.0πR2×ts
(但し、πは円周率、Rは振動板の半径、tsは振動板の厚み) - 請求項1に記載の電気音響変換装置において、
前記少なくとも一対の電極層は、極性が異なる第1の電極層と第2の電極層とを含み、
前記第1の電極層は、前記積層圧電素子の一つの側面に形成された第1の側面電極に接続され、
前記第2の電極層は、前記第1の側面電極が形成された側面とは異なる側面に形成された第2の側面電極に接続されることを特徴とする電気音響変換装置。 - 請求項2に記載の電気音響変換装置において、
前記第1の電極層は、前記振動板と接する面とは反対側の前記積層圧電素子の表面に形成された電極層を含むことを特徴とする電気音響変換装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の電気音響変換装置において、前記積層圧電素子は積層方向から見て正方形であることを特徴とする電気音響変換装置。
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