JPH02161899A - 圧電スピーカ - 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、圧電発音体を用いた圧電スピーカに係り、特
に薄型の構造であって、良好な音圧周波数特性をもつ圧
電スピーカに関する。

〔従来の技術〕

圧電スピーカとしては、ダイヤフラムに圧電素子を結合
し、圧電素子の振動でダイヤフラムを駆動するタイプの
ものと、振動板に圧電素子を載置した１個の圧電発音体
をケースに収納して、ケースと圧電発音体とで囲まれた
空間をキャビティとして用い、キャビティの共振周波数
を設定するためにケースの厚み、圧電発音体とケースと
の距離、圧電発音体を固定する境界条件、ケースの放音
孔などを調節して音響設計を行なうタイプのものがあっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧電発音体を用いたスピーカは、通常のムービングコイ
ル型スピーカに対して、薄型にできるので、電子装置の
小型化の点から極めて有望な電子部品である。しかし、
ムービングコイル型スピーカに比較して、低周波の音圧
が低いという欠点がある。

本出願人は、上記対策として、特願昭６２−１９０２２
６号において、２個の皿状のバイモルフ型圧電発音体（
以下では皿形圧電発音体という）を、該圧電発音体の端
面より大きい面積を有し、中央に放音孔を有する平形振
動板の両面にそれぞれ配置し、前記圧電発音体と平形振
動板とを電気的接続があるようにそれぞれの端部におい
て一体に接着して複合発音体を形成し、この複合発音体
を発音源として、樹脂ケースに封入した、第６図の構造
のスピーカを提示している。図において、２ａ、２ｂは
バイモルフ型の皿形圧電発音体であって、４が平形振動
板であり、１０ａ、１０ｂが樹脂ケースである。７，８
は皿形圧電発音体２ａ、２ｂを駆動する入力用リード線
である。５゜１１．１２．１３は放音孔で、図示のよう
にキャビティ１４．１５．１６と１つのキャビティをも
つこと、２つの圧電発音体をもつことから、高出力で、
しかも良好な低周波音圧特性が得られる。

上記複合発音体は、皿形圧電発音体２ａ、２ｂの開口面
のフランジを、金属製の平形振動板４に数個所半田で接
続して電気接続をなすとともに、フランジ周縁を接着剤
により接着するようにして、一体化している。

このように、第６図の構造の圧電スピーカは、皿形圧電
発音体２ａ、２ｂの平形振動板４との結合、および平形
振動板４の樹脂ケース１０ａ、１０ｂとの結合が接着剤
によっている。この場合、接着剤による結合は、圧電ス
ピーカの特性に大きな影響がある。接合面において接着
剤が厚く一様に存在すると、接着剤は振動の緩衝材とし
て働き、各キャビティは相互干渉がなく、設計の振動特
性どおりに作動する。しかし実際の接着作業では、接着
剤が作業時に局部的に流動し、−様な接着剤の厚さが得
られないことが多く、この不整合のため圧電スピーカの
各部の振動が干渉する。そのため、特に低周波域におい
て、音が歪み、さらに、高音出力ではビビリ音が発生す
る故障が多く生ずる。

本発明の目的は、上記の事情に鑑み、複合発音体のすぐ
れた特性が圧電スピーカとして組立てる場合にも得られ
るような圧電スピーカを提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明の圧電スピーカは中央に放音孔を有し、両面に接
着剤層を設けたプラスチック基板の各面に、前記プラス
チック基板より小面積の端面を有する皿状の２つのバイ
モルフ型圧電発音体を、それぞれ前記プラスチック基板
の接着剤層を介して接着し一体化した複合発音体を形成
し、前記複合発音体のプラスチック基板の周縁端部の両
面に、放音孔を有する絶縁性の箱体ケースをそれぞれ密
接して封止した構造としたものである。

〔作用〕

前述した特願昭６２−１９０２２６号で提示した構造（
以下では旧構造とする）では、平形振動板は黄銅・ステ
ンレス等の金属板であり、皿形圧電発音体との結合は、
数個所半田付けしておいてから、接着剤で結合しいてる
。これに対し本発明では平形振動板に代えて、プラスチ
ック基板とし、その両面に設けた接着剤層により、接着
している。

また樹脂ケースとプラスチック基板との接着もプラスチ
ック基板の接着剤層によっている。

接着剤を両面にもつプラスチック基板は、接着の際、表
面の接着剤層が変形して流れることがなく、プラスチッ
ク基板の厚みも充分とれるので、振動に対する良好な緩
衝材として作動する。したがって、圧電スピーカの各部
分間の振動干渉を防ぐことができ、実施例に示すように
、歪音の発生がない。

〔実施例〕

次に、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。第１図は、実施例の圧電スピーカの縦断面図であり
、第２図は構成部品として、２個の皿状のバイモルフ型
圧電発音体とプラスチック基板との配列関係を図示した
図、第３図は第２図の各部品を組立一体とした複合発音
体のケース封入前の状態を示す図である。第２図（Ａ）
（Ｃ）に示すように、皿状のバイモルフ型圧電発音体（
皿形圧電発音体）２ａ、２ｂは同一構造を有し、組立の
場合にはプラスチック基板４０に対して対称的に開口端
を接して取りつける。

以下、製作工程順に説明していく。皿形圧電発音体２ａ
および２ｂは、黄銅・ステンレス・４２７０イなどの厚
み５０μｍの皿形振動板の偏平面の両面に圧電素子１ａ
、ｌａ’およびＩｂ、Ｉｂ’を分極方向を揃えて紫外線
硬化型の接着剤で貼り合わせて形成する。この分極方向
は皿形圧電発音体２ａについて圧電素子１ａ、ｌａ’が
同一方向に、また皿形圧電発音体２ｂについて圧電素子
１ｂ、ｌｂ’が同一方向になるようにするが、圧電素子
１ａ、ｌａ’は圧電素子１ｂ、ｌｂ’と必ずしも同一方
向でなくてもよい。次にウレタン被覆線３ａ、３ｂを用
いて、それぞれ皿形振動板の結線用窓１７ａ、１７ｂを
介して圧電素子１ａ、１ａ′問および圧電素子１ｂ、ｌ
ｂ’間を電気的に接続する。

上記で形成された皿形圧電発音体２ａ、　　２ｂを、第
２図（Ｂ）の中央に放音孔５を有するプラスチック基板
４０と組合わせて一体の複合発音体とする。プラスチッ
ク基板４０は点線部を拡大した断面図で示すように、フ
ィルム基材４０Ｂの両面に接着剤層４０Ａを付したもの
である。フィルム基材４０Ｂは厚み３８μｍのポリエス
テルフィルムを、接着剤層４０Ａにはウレタン系接着剤
を用いた。なお、アクリル系、熱接着用ニトリルゴム系
でもよい。プラスチック基板４０は皿形圧電発音体２ａ
、２ｂの端面より大きい面積を有し、体物としたとき、
周縁端部が突出する。プラスチック基板４０は切欠１９
を存している。また皿形圧電発音体２ａ、２ｂも、上記
切欠１９に対応して切欠１７ａ、１７ｂをもつ。組立に
は、皿形圧電発音体２ａ、２ｂをプラスチック基板４０
の両面に切欠１７ａ、１７ｂ、１９を整合して位置させ
、皿形圧電発音体２ａ、２ｂをプラスチック基板４０と
その接着剤層４０Ａによって貼合わせ、第３図の複合発
音体とする。

次に、皿形圧電発音体２ａ、　　２ｂ間の配線、および
入力用リード線の接続を行なう。すなわち、ウレタン被
覆線６により皿形圧電発音体２ａ、２ｂの圧電素子１ａ
、ｌｂ’の間を接続し、また皿形圧電発音体２ａ、２ｂ
のフランジ間をウレタン被覆線１８で接続する。そして
、入力用リード線７．８を圧電素子１ａの電極面と皿形
圧電発音体２ａのフランジから取出す。切欠１７ａ、１
７ｂはそのいずれか１つを樹脂封止するか、または両者
を未封止のままとする。本実施例では切欠１７ｂを樹脂
封止し、切欠１７ａは未封止とし、空気のにがし穴とす
る。この空気のにがし穴は放音孔１３として作動する。

上記のように配線がなされた第３図の複合発音体を箱体
の樹脂ケース１０ａ、１０ｂの中央に配置し、複合発音
体の周縁から突出した、プラスチック基板４０の端部に
樹脂ケース１０ａ、１０ｂの端面を接着することで第１
図の圧電スピーカが形成される。この接着もプラスチッ
ク基板４０の両面の接着剤層４０Ａを利用してなされる
。このとき入力用リード線７，８は樹脂ケースｌｏａの
接触面から外部へ取出している。

第１図の断面図にみるように、樹脂ケース１０ａ、ｌＱ
ｂにはそれぞれ放音孔１１．１２が設けられ、放音孔５
，１３とあいまって圧電スピーカは音響的に３つのキャ
ビティ１４．１５．１６を設けたことになる。キャビテ
ィ１４，１５．１６によって、音響設計の設計自由度が
増加し、適切な設計により正弦波の低周波音圧特性が向
上したスピーカを得ることができる。たとえば、キャビ
ティ１５はプラスチック基板４０の放音孔５を極力小さ
く　（Φ０．５〜１．５ｍｍ）ｌ、て６００１１ｚ近傍
に共振させるようにして低周波音圧を高くし、キャビテ
ィ１４は１．５Ｋｌ＋ｚ、キャビティ１６は５ＫＨｚに
共振周波数をもたせることで平坦な周波数特性をもつ帯
域を広くとれる。第４図は、本発明の圧電スピーカの正
弦波に対する音圧周波数特性を示すもので、平形振動板
に皿形圧電発音体を組合わせた特願昭６２−１９０２２
６号の第５図の特性（図示していない）と同等の特性と
なってい゛る。

しかし、特願昭６２−１９０２２６号（旧構造）の場合
に対して、歪特性を比較すると、特性改善がみられる。

第５図（ａｌ　（ｂ）は旧構造（平形振動板利用）につ
いて、５２５Ｈｚで駆動した場合の周波数特性を示した
２試料のデータであり、（Ｃ）　（ｄ）は本実施例（プ
ラスチック基板利用）について５２５Ｈｚ駆動の周波数
特性を示した２試料のデータである。

周波数は５００）１ｚ／目盛、出力は１０ｄＢ／目盛で
示しである。上記データによれば、３次高周波は、基本
波に対して、（ａｌ−３，４ｄＢ、（ｂｌ−１゜９ｄＢ
で、３次歪は重構造ではきわめて大きいが、本実施例で
は（ａ）−２０，５ｄＢ、　（ｄｉ−２０，８ｄＢと著
しく改善されていることがわかる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、従来の圧電スピーカの構造では
、低周波域で高音圧が得られなかったが、本発明は２個
のバイモルフ型圧電発音体とプラスチック基板とを組合
わせた複合発音体とし、さらに複合発音体の両面側に箱
体ケースを設けることで、形成されるキャビティ数を増
加（実施例では３個）し、これらの適切な音響設計によ
り、低周波音圧の向上と、音圧周波数特性の平坦化を可
能とした。

従来、低周波音圧特性を得るためには、大型の圧電発音
体としなければならなかったが、はるかに小口径の薄型
で実現できるので、電子装置の小型化に特に有効である
。

さらに、本発明では、皿形圧電発音体を両面に接着剤層
を有するフィルム基材からなるプラスチック基板にその
接着剤層を利用して貼付けるので、このプラスチック基
板が振動緩衝材として作動する。これにより２つの皿形
圧電発音体の相互干渉が減少し、また樹脂ケースも同様
に接着剤層で接着されるので、樹脂ケースとの振動干渉
もなくなる。したがって高周波歪の発生が防げられる。

これによって低周波で高音出力としても歪の発生が少な
くビビリ音が生じないので、２つの皿形圧電発音体を組
合わせた複合発音体で得られる低周波音圧特性の向上、
高音出力特性という利点が完全にいかされる。また、接
着剤層による接着は効率的で量産に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は実施例の
複合発音体の各構成部品の斜視図、第３図は組立てられ
た複合発音体の斜視図、第４図は実施例の高圧周波数特
性を示す図、第５図は、実施例および旧型構造の従来例
について歪特性を示す周波数スペクトラム図、第６図は
旧型構造の断面図である。 ２ａ、２ｂ−・・皿形圧電発音体（バイモルフ型）、３
ａ、３ｂ、６．１８−　ウレタン被覆線、５．１１．１
２．１３−・・放音孔、 ７．８−人力用リード線、 １０ａ、１０ｂ−一樹脂ケース、 ４０−プラスチック基板、 ４０Ａ−・接着剤層、　４０Ｂ−フィルム基材。 Ｍ１図 特許出願人　　　日通工株式会社 代理人　　弁理士　　佐藤秋比古 第３図 第２図 （Ａ） ｄ 第５因 ｒａ） ｆ＝ｓ２５Ｈ工 Ｃｂ） ｃ１ 本１ｔ；ｙｚｆｘイＦｌ ｆ−５２５Ｈ１ｃｄ。 ５にＨ２ ５にＨ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中央に放音孔を有し、両面に接着剤層を設けたプラスチ
   ック基板の各面に、前記プラスチック基板より小面積の
   端面を有する皿状の２つのバイモルフ型圧電発音体を、
   それぞれ前記プラスチック基板の接着剤層を介して接着
   し一体化した複合発音体を形成し、前記複合発音体のプ
   ラスチック基板の周縁端部の両面に、放音孔を有する絶
   縁性の箱体ケースをそれぞれ密接して封止した構造を有
   することを特徴とする圧電スピーカ。