JPH01174000A - 圧電型スピーカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、低歪み、広帯域で低盲賊再生能力に優れた、
高音質の圧電型スピーカーに関するものである。

〔従来技術〕

従来から、スピーカーとして電磁型と圧電型の２種類が
あることは知られている。このうち、電磁型スピーカー
、オーディオ用に使われているように、高音圧・広帯域
・低歪みの高音質スピーカーであるが、形状が大ぎく奥
行きも厚く、重いという欠点があった。その点、圧電型
スピーカーは、軽量・薄型・大面積のスピーカーが実現
できるが、音質が悪く実用に耐えうるちのではなかった
。

圧電型スピーカーとしては、セラミックを用いたしの、
ポリ弗化ビニリデンなどの圧電プラスチックを用いたも
の、プラスチックとセラミックを【」−ルなとで単に況
合した複合シーｉ〜を用いたしのなどに大別される。

この内、セラミックを用いた乙のは、音１工の周波数特
↑／１に鋭いピークか現われ、低音域の再生が不足して
おり、歪みら極めて大さいものであった。

また低音域化・広帯域化をはかるために数十μｍまで厚
さを薄クシているために、衝撃に弱く、通人入力に対す
る耐電圧も低いものであった。圧電プラスチックを用い
れば、セラミックに比較してやわらかいために広帯域の
スピーカーが得られ、歪みも小さくなるが、やわらか過
ぎて音圧が低く、形状の自己保持性がなく、はんだにも
耐えられないものであった。

一方、複合シートは、セラミックと圧電プラスチックの
間の弾性率であり、音質的には良いものが得られるが、
セラミック粒子が樹脂の中に埋まってしまっているため
、非常に効率が悪いものであった。このように、これま
での圧電型スピーカーでは、実用に耐えうるちのはｊｑ
られなかった。

（発明の目的） 本発明は、これまでセラミックではできなかった、高音
質の圧電型スピーカーを１りんとしてもＪＩ究した結果
、セラミック粉末粒子が表面に露出した複合圧電シート
を用いた振動板の周辺を固定したユニツ１〜により高音
質が得られるとの知見を１９、種々の検問を加えて完成
に至ったものであり、その目的は低歪み・広帯域の高を
貿・軽量・大面積の圧電スピーカーを得るところにある
。

（発明の構成） 本発明は圧電体シートの両面に電極を配した圧電素子を
接着固定してなる、ユニモルフ型又はバイモルフ型振動
板の周辺部を枠に固定した振動ユニットを、支持板の中
に１個又は複数個配設した平面状のスピーカーであって
、該圧電体シートが高分子樹脂中に圧電性を有する強誘
電セラミック粉末の粒子を厚み方向に１個ずつ均一に分
散させた複合圧電シートより成り、セラミック粉末の各
粒子がシートの両面に露出していて、電極と直接接触し
ていることを特徴とする圧電型平面スピーカーに関する
ものて′ある。

本発明者は、歪みか小さく、低周波領域まで再生が良好
で、音圧の周波数特性に鋭いピークか出ないような高音
質の圧電スピーカーを実現ｌるには、セラミックスの効
率のよさと圧電プラスチックのやわらかさを兼ね備えた
圧電素子か必要であると考えた。そこで更に検討を重ね
て、新構造のセラミックスとプラスチックの複合圧電素
子を採用することにより、セラミックスと圧電プラスチ
ックの両方のメリットを生かし、低歪み・広帯域・高効
率の圧電スピーカーを実現可能との結論に至ったもので
ある。

本発明に用いられる圧電素子は、第１図のような構造の
圧電シートを用いたもので圧電性を担うセラミック粒子
（１）が、素子の表裏両面に形成された電極（２）に高
分子樹脂層（３）を介することなく直接に接触している
ので、電極（２）へ加わった電圧ｔよ直接セラミック粒
子（１）に伝達される。このため、セラミック粉末と高
分子樹脂とを均一に混練した従来の複合圧電体の柔軟性
という特長を牛かしたまま、セラミックス単体の場合と
同程度のりｊ率をイー璽る圧電素子がｊ′、Ｉられる。

本発明に用いられているセラミック粉末は、ヂタン酸鎗
、ヂタン酸ジルコン酸鎗など、その種類を限定復る−５
のではないか、圧電定数の大きいセラミック粉末を用い
ることか望ましい。高分子樹脂（２）はセラミック粒子
（１）に対するバインダーの役割を果たすものであるた
め、熱可塑性、熱硬化性いずれの樹脂でもよく、特に限
定するものではない。しかし、振動板自体の特性に大き
な影響を及ぼすものである点から、適度な比弾性率と内
部損失を持つ、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリア
ミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などが好ましい。

第２図は、第１図の圧電素子を用いた振動ユニットであ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

第１図に示すように圧電シートを円板状に加工し、両面
の電極からリード（７）を取り出し、これを振動板（５
）に１枚張りあわせてユニモルフ型にしたり、振動板（
５）をはさむように両面に２枚の圧電素子（４）を張り
合わてパイ七ルフ望にして振動板を作製し、この周辺を
２枚のドーナツ状の固定枠（６）ではさ／υて固定した
ものである。

ここで用いられる振動板（５）の材質は特に限定しない
が、音ｖｉ−音圧を左右する重要なものであり、数十μ
Ｉｎ厚のアルミニウム、ステンレス鋼、黄銅などの金属
箔や、ポリエステル樹脂、Ｔボキシ樹脂などのプラスチ
ックフィルムが望ましい。

また、固定枠（６）は、ユニモルフ型又はバイモルフ型
振動板の周辺を固定するもので、その材質は特に限定す
るものではない。しかし、振動板の特性を生かすために
は、軽量で剛性のあるメタアクリル樹脂、ポリアミド樹
脂、ＡＢＳ樹脂などが好ましい。

第３図は、本発明の圧電スピーカーの構造を示すもので
、第２図の振動ユニット（８）を支持板（９）に固定し
たもので、その両面には紙、布等を貼り合わけ一体化す
るが、写真、ポスターなどを貼り合わければ、宣伝広告
用、デイスプレィ、案内板などの用途にも利用すること
ができる。ここで用いられている支持板（９）は、１個
又は複数個の固定枠（６）と同じ形状の穴を開け、振動
ユニット（７）を嵌め込み固定させるもので、特にその
材質に制限はない。しかし、支持板自体も振動するため
、発泡弾性体のように軽量のものが望ましい。また、振
動ユニツ１〜（８）の数は支持板（９）の大きさによる
ものであり、狛に制限はない。しかし、音圧を大きくす
るためには数量を増やしたり、音質をよくするためには
数種類の大きさの振動ユニットを組合せて用いた方が好
ましい。

このようにして得られたスピーカーの特性は第１表に示
した通りで、従来のセラミックスビーカーに比較して極
めて低歪みのものとなる。

第１表　スピーカーの歪み率（％） 歪み率：基本波成分に対する第２次高周波成分の９１合 （発明の効果） 本発明によれば、圧電セラミックと圧電プラスチックス
ビーカーの両方のメリットを生かせ、これまで困難であ
った低歪み・広帯域の高音質で軽量・薄型・大面積のス
ピーカーが実現でき、ポスター、デイスプレィ、案内板
など今まで考えられなかったものから音声を出すこと吟
ができて応用範囲も広く、産業上極めて有用でおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用される複合圧電素子の細部構造を
示す断面図、第２図は第１図の複合圧電素子を用いた振
動ユニットを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は中心
の断面図、第３図は本発明による圧電型スピーカーの外
観図である。 特許出願人　　　住友ベークライ１〜株式会社第１図 ７リード ′ｆＪ２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電体シートの両面に電極を配した圧電素子を接着固定
   してなる、ユニモルフ型又はバイモルフ型振動板の周辺
   部を枠に固定した振動ユニットを、支持板の中に１個又
   は複数個配設した平面状のスピーカーであって、該圧電
   体シートが高分子樹脂中に圧電性を有する強誘電セラミ
   ック粉末の粒子を厚み方向に１個ずつ均一に分散させた
   複合圧電シートより成り、セラミック粉末の各粒子がシ
   ートの両面に露出していて、電極と直接接触しているこ
   とを特徴とする圧電型平面スピーカー。