JPH0258998A - 圧電型スピーカ - 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］ この発明は平板屈曲振動をする圧電振動子を駆動源とす
る圧電型スピーカに関するものである。

［従来の技術］ 第３図〜第５図は従来の圧電型スピーカを示す断面図、
第７図は第４図に示す圧電型スピーカの音圧周波数特性
を示す図である。

図において、１は円形の金属板の片面または両面に強圧
電性セラミック板を貼り合わせてなる圧電振動子、２は
平板またはコーン状で、紙１金属箔或はハニカム構成の
プラスチック板などからなる振動板、３はクロロプレン
ゴム、ウレタンゴム或はシリコンゴムなどの粘弾性体、
４は振動板２を支持するフレーム、５はフレーム４に設
けられた圧電振動子１を支持する支持突起、６は粘弾性
体からなるリング状の粘弾性リング、７は圧電振動子１
に信号電圧を供給するためのリード線、８は鉛などから
なる重りである。また第７図は縦軸にスピーカ出力の音
圧の相対値を、横軸には対数目盛りで表した周波数がと
られている。

第３図に示す圧電型スピーカは、特開昭５８−８０００
号公報に記載のもので、圧電振動子１の外周部を支持す
る粘弾性リング６を介して振動板２に音声を伝達する方
式の圧電型スピーカである。

第４図に示す圧電型スピーカは、特開昭５５−１３４５
９９号公報に記載のもので、フレーム４と同心に設けら
れた支持突起５によって、粘弾性体を介して圧電振動子
１を支持し、その圧電振動子１の中央部から直接コーン
状の振動板２に音声を伝達する方式の圧電型スピーカで
ある。

第５図に示す圧電型スピーカは、特開昭６１−６５６０
０号公報に記載のもので、圧電振動子１の重心点付近に
重り８を粘弾性体３を介して付与し、圧電振動子、１の
外周部を支持する粘弾性体リング６から起振力を取り出
す方式の圧電型スピーカである。

円板状の圧電振動子１の振動状態はその支持する位置に
よって変化する。

第６図は円板状の圧電振動子の振動状態を示す断面図で
、（ａ）は圧電振動子１の外周部を支持した場合の振動
状態を示す断面図・、（ｂ）は第１次共振時の節線部を
支持した場合の振動状態を示す断面図である。（ａ）の
状態を外周支持モード、（ｂ）の状態を節線支持モード
ということにする。

外周支持モードの第１次共振周波数をｆ、とじ、節線支
持モードの第１次共振周波数をｆｌとすると、ｆＯ＜ｆ
ｌである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の圧電型スピーカは以上のように構成されてい
て、第３図に示す圧電型スピーカは、外周支持モードで
あるため第一次共振周波数はｆ。

となり低周波側に移行し、さらに圧電振動子１の中央部
に、粘弾性体３が付着しているので第二次共振周波数が
抑制される。従ってその音圧周波数特性は第一次共振周
波数付近でピークを形成し、高周波音域で大きなデイツ
プを生じ、第２図のｂに近似した音圧周波数特性となり
平坦な音圧周波数特性を得ることができないという問題
点があった。

第４図に示す圧電型スピーカは、節線支持モードで起振
力を圧電振動子１の中央部から得る方式のものであり、
圧電振動子１から直接音声を伝達するため、節線支持モ
ードの第一次共振周波数のｆｌが強調される。さらにコ
ーン状の振動板２が重りとして作用し、高周波数音域が
抑制されるので、第７図に示すような音圧周波数特性と
なり平坦な音圧周波数特性が得られないという問題点が
ある。

第５図に示す圧電型スピーカは、その圧電振動子１の中
心部に粘弾性体３を介して重り８を付着し、圧電振動子
１の外縁部から起振力を取り出す方式のもので外周支持
モードとなり、第一次共振周波数を低周波数側に移行さ
せるが高周波数音域の音圧を抑制し−、第２図のｂに近
似した音圧周波数特性となり、高周波音域に大きなデイ
ツプを生ずるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、圧電振動子１の節線支持モードの第一次共振近傍
の音域を有効に生かし、平坦な音圧周波数特性を有する
圧電型スピーカを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる圧電型スピーカは、平板屈曲振動モー
ドで振動する圧電振動子の第一次共振の節線部近傍に粘
弾性体からなる支持体を設け、この支持体を介して前記
圧電振動子を振動板に結合するように構成したものであ
る。

［作用］ この発明の圧電型スピーカにおいては、その圧電振動子
１の第１次共振時の節線の近傍に粘弾性体からなる支持
体を設け、この支持体を介して振動板に結合したので、
その第一次共振周波数付近の音圧を有効に生かし、高周
波音域を適度に抑制して平坦な音圧周波数特性を得るこ
とができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である圧電型スピーカを示
す断面図、第２図はこの発明の圧電型スピーカと従来の
圧電型スピーカの音圧周波数特性を示す図である。第３
図〜第５図と同−又は相当部分は同一符号を用いて表示
してあり、その詳細な説明は省略する。図において、９
はこの圧電型スピーカを設置場所に固定するためのスピ
ーカ支持部である。また第２図の音圧周波数特性は、縦
軸にスピーカが前面に放射する音圧の相対値をとり、横
軸には対数目盛で表した周波数をとったものである。後
述する第８図〜第１０図についても同様である。

上記第１図に示す圧電型スピーカは、フレーム４によっ
てその外周を支持固定されている浅いコーン状の紙から
なる振動板２と、圧電振動子１とを、支持体である粘弾
性リング６を介して結合した圧電型スピーカである。粘
弾性リング６は、圧電振動子１の直径の７０〜８０％に
位置する第一次共振時の節線一部近傍に設けられた支持
体であり、ゴム硬度２５度のクロロプレンゴムからなり
、その幅は圧電振動子１の直径の１０％以下である。

圧電振動子１は金属板の両面に圧電素子を貼り合わせて
なるバイモルフ型の圧電振動子であり、圧電振動子１の
中央片面には粘弾性体３を固着しである。

次にこの発明の圧電型スピーカにおける圧電振動子１の
支持体である粘弾性リング６の効果について実験した結
果を説明する。

第８図は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リングの
固着位置による音圧周波数特性の差異を、示す図である
。この固着位置は圧電振動子１の振動時の支持位置とな
り、この位置によって上記音圧周波数特性が変化する。

第８図のａは圧電振動子１の直径の８４％の位置に固着
した場合の音圧周波数特性であり、ｂは圧電振動子１の
直径の７７％の位置に固着した場合の音圧周波数特性で
あり、Ｃは圧電振動子１の直径の７０％の位置に固着し
た場合の音圧周波数特性である。

以上の結果より分かるように、圧電振動子１の支持固定
位置が外周部に近づくに従い、第一次共振周波数は低音
側に移動し、かつ強調され、高音側にデイツプを生じる
。また圧電振動子１の支持固定位置が中央部に近付くと
高音部のデイツプはなくなるが、低周波域の音圧は下が
り良好な音圧周波数特性は得られない。

第９図は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リングの
ゴム硬度を変えた場合の音圧周波数特性を示す図である
。

第９図のｄはゴム硬度７５度、ｅはゴム硬度５０度、ｆ
はゴム硬度２５度の場合を示している。

この図から分かるように粘弾性リング６の硬度が大きく
なると、第一次共振周波数を抑制する効果が現れその音
圧は低下する、また粘弾性リング６の硬度が大きくなる
と、高周波域の音波伝達効率が増大し高周波域の音圧が
高くなり平坦な音圧周波数特性が得られない。

第１０図は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リング
の厚み、を変えた場合の音圧周波数特性を示す図である
。

第１０図のｇは厚み１關、ｈは厚み３龍、ｉは厚み６關
の場合の音圧周波数特性を示す。

この図に示されるように粘弾性リング６の厚みが増大す
ると、第一次共振周波数のピークを抑制する効果が小さ
くなってその音圧は鋭くなり、また高周波側にデイツプ
を生じ平坦な音圧周波数特性は得られなくなる。

以上の実験結果に基づいて、粘弾性リング６の設ける位
置は圧電振動子１の直径の７０〜８０％の位置に設け、
そのゴム硬度は５０度以下、その厚みは３市以下にする
のが好適であることが判明した。

また、粘弾性体３を圧電振動子１の中央部に固着したの
で圧電振動子１の第一次共振周波数の起振力を増大しそ
の周波数を低周波側に移行させ、高周波域の抑制作用を
適度に有するようになった。

その結果第２図ａに示す音圧周波数特性を得ることがで
きた。

なお上記実施例はバイモルフ型の圧電振動子１を用いた
圧電型スピーカについて説明したがユニモルフ型の圧電
振動子１を用いても良く、また粘弾性リング６の材質は
通常のゴムに限らず、スポンジ状のゴムあるいは木材１
発泡プラスチック。

コンパウンドプラスチックなどの音速の小さい材質でも
よいことはいうまでもない。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、平板屈曲振動モードで
振動する圧電振動子の第一次共振の節線部近傍に粘弾性
体からなる支持体を設け、この支持体を介して前記圧電
振動子を振動板に結合するように構成したので、第一次
共振周波数近傍の低音域の音圧を有効に生かし、平坦な
音圧周波数特性を備えた圧電型スピーカを得ることがで
きるなどの優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である圧電型スピーカを示
す断面図、第２図はこの発明の圧電型スピーカと従来の
圧電型スピーカの音圧周波数特性を示す図、第３１図〜
第５図は従来の圧電型スピーカを示す断面図、第６図は
円板状の圧電振動子の振動状態を示す断面図、第７図は
第４図に示す圧電型スピーカの音圧周波数特性を示す図
、第８図は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リング
の固着位置による音圧周波数特性の差異を示す図、第９
図は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リングのゴム
硬度を変えた場合の音圧周波数特性を示す図、第１０図
は第１図に示す圧電型スピーカの粘弾性リングの厚みを
変えた場合の音圧周波数特性を示す図である。 図において、１・・・圧電振動子、２・・・振動板、３
・・粘弾性体、４・・・フレーム、５・・・支持突起、
６・・粘弾性リング、７・・・リード線、８・・・重り
、９・・・スピーカ支持部である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 １゛尺電振Ｄ） ２ｖ！、動板 ３°粘偉性伝 第１図 ４：　フレーム ６　メ配陣性すレク゛ ９・７ヒ゛−７７え杵郭 第　２　因 第３図 ！７ＣＩ 第　４　図 第　８ｒＩＪ １：、＝電根動子 ２：扱動板 ３：　ｓ禅江体 ４　フレーム ５　支丹灸起 ６　席弾！υン７゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平板屈曲振動モードで振動する圧電振動子の第一次共振
   時の節線部近傍に、粘弾性体からなる支持体を設け、こ
   の支持体を介して前記圧電振動子を振動板に結合する構
   成としたことを特徴とする圧電型スピーカ。