JPH0332959B2 - - Google Patents
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- JPH0332959B2 JPH0332959B2 JP60153616A JP15361685A JPH0332959B2 JP H0332959 B2 JPH0332959 B2 JP H0332959B2 JP 60153616 A JP60153616 A JP 60153616A JP 15361685 A JP15361685 A JP 15361685A JP H0332959 B2 JPH0332959 B2 JP H0332959B2
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- piezoelectric vibrating
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- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、圧電素子を電気一音響変換器とし
て利用する圧電振動素子に関するものである。
て利用する圧電振動素子に関するものである。
近年、各方面において、圧電振動素子に利用さ
れるジルコニウムチタン酸鉛を主体とする強圧電
性セラミツクが開発された。そして、この強圧電
セラミツクの薄片に電極面を付けたものを金属板
のベースの片面（ユニモルフ形）又は両面（バイ
モルフ形）に貼り合わせた圧電振動板が多量に生
産されており、この圧電振動板はコストが著しく
低減されるようになつたので、上記した強圧電性
セラミツクは電気一音響変換器に広く用いられる
ようになつた。
れるジルコニウムチタン酸鉛を主体とする強圧電
性セラミツクが開発された。そして、この強圧電
セラミツクの薄片に電極面を付けたものを金属板
のベースの片面（ユニモルフ形）又は両面（バイ
モルフ形）に貼り合わせた圧電振動板が多量に生
産されており、この圧電振動板はコストが著しく
低減されるようになつたので、上記した強圧電性
セラミツクは電気一音響変換器に広く用いられる
ようになつた。
さて、この発明の出願人は、さきに圧電振動板
の中央部付近に粘弾性層を介して重錘を結合し、
圧電振動板の中央部付近を拘束して、この圧電振
動板の外縁端部から起振力を取り出すように構成
した圧電振動素子を提案した（特願昭59−186979
号）。
の中央部付近に粘弾性層を介して重錘を結合し、
圧電振動板の中央部付近を拘束して、この圧電振
動板の外縁端部から起振力を取り出すように構成
した圧電振動素子を提案した（特願昭59−186979
号）。
第５図Ａ及びＢは上記特願昭59−186979号の明
細書に開示された従来の圧電振動素子を示す断面
図、及びその振動態様を説明するための平面図で
ある。上記第５図Ａに示すように、圧電振動板は
金属薄板２の片面に強圧電性セラミツクなどの圧
電板１を貼り合わせて構成されている。また、圧
電振動板の中央部（中心軸Ａ−A′）付近には粘
弾性層３を介して主重錘４が結合されている。
細書に開示された従来の圧電振動素子を示す断面
図、及びその振動態様を説明するための平面図で
ある。上記第５図Ａに示すように、圧電振動板は
金属薄板２の片面に強圧電性セラミツクなどの圧
電板１を貼り合わせて構成されている。また、圧
電振動板の中央部（中心軸Ａ−A′）付近には粘
弾性層３を介して主重錘４が結合されている。
このように構成された圧電振動板に対して、圧
電板１の金属薄板２との間に外部より信号電圧ｅ
を印加すると、圧電振動板はその中央部付近を主
重錘４により拘束されているめに凹レンズ形振動
モードを形成して振動し、圧電振動板の外縁端部
５から起振力を取り出すことができる。
電板１の金属薄板２との間に外部より信号電圧ｅ
を印加すると、圧電振動板はその中央部付近を主
重錘４により拘束されているめに凹レンズ形振動
モードを形成して振動し、圧電振動板の外縁端部
５から起振力を取り出すことができる。
上記のような従来の圧電振動素子では、圧電振
動板が圧電板１と金属薄板２との積層体であり、
かつ共振感度Ｑが大であるところから、圧電板１
と金属薄板２との間に信号電圧ｅを印加した場合
に、信号周波数に対応して高次の定在波振動が発
生する。例えば、第６図に示す周波数f0付近の帯
域では、圧電振動板は節円６のない単純振動であ
るが、周波数f1の帯域では、圧電振動板は節円６
のある定在波振動を生じて外縁端部５の速度v1は
周波数f0よりも過大振幅となり、第６図にａで示
すよう山を作ることになる。また、周波数f2で
は、第５図Ａに示すようにほぼ半波長となるた
め、外縁端部５における速度v1は著しく減少して
谷を作ることになる。したがつて、第６図に示す
速度v1に対する周波数応答曲線は、中低音域が実
線ａで示すように極大、極小を繰り返す“うね
り”曲線になるが、高音域では山谷が次第に減少
する。この“うねり”曲線のうちで周波数が2K
Hz以下の中音から低音にかけて発生するものは、
山谷が10dB以上に達する場合があり、スピーカ
等の音質を悪化させて好ましくない。しかしなが
ら一方において、上記定在波振動は、振動系にお
ける実効質量を軽減して変換効率を高める上に有
効であるから、その定在波振動の抑制は、できる
だけ変換感度の低下を来さないように配慮して行
うことが必要であるという問題点があつた。
動板が圧電板１と金属薄板２との積層体であり、
かつ共振感度Ｑが大であるところから、圧電板１
と金属薄板２との間に信号電圧ｅを印加した場合
に、信号周波数に対応して高次の定在波振動が発
生する。例えば、第６図に示す周波数f0付近の帯
域では、圧電振動板は節円６のない単純振動であ
るが、周波数f1の帯域では、圧電振動板は節円６
のある定在波振動を生じて外縁端部５の速度v1は
周波数f0よりも過大振幅となり、第６図にａで示
すよう山を作ることになる。また、周波数f2で
は、第５図Ａに示すようにほぼ半波長となるた
め、外縁端部５における速度v1は著しく減少して
谷を作ることになる。したがつて、第６図に示す
速度v1に対する周波数応答曲線は、中低音域が実
線ａで示すように極大、極小を繰り返す“うね
り”曲線になるが、高音域では山谷が次第に減少
する。この“うねり”曲線のうちで周波数が2K
Hz以下の中音から低音にかけて発生するものは、
山谷が10dB以上に達する場合があり、スピーカ
等の音質を悪化させて好ましくない。しかしなが
ら一方において、上記定在波振動は、振動系にお
ける実効質量を軽減して変換効率を高める上に有
効であるから、その定在波振動の抑制は、できる
だけ変換感度の低下を来さないように配慮して行
うことが必要であるという問題点があつた。
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、圧電振動板に発明する定在波振動
に分散させ、効果的に抑制する圧電振動素子の定
在波振動の抑制方法を得ることを目的とする。
されたもので、圧電振動板に発明する定在波振動
に分散させ、効果的に抑制する圧電振動素子の定
在波振動の抑制方法を得ることを目的とする。
この発明に係る圧電振動素子の定在波振動の抑
制方法は、圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を
介して主重錘を結合し、また、圧電振動板の外縁
端部の内側に位置するように粘弾性層を介して補
助重錘を結合し、その振動系を非対称形振動系に
形成したものである。
制方法は、圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を
介して主重錘を結合し、また、圧電振動板の外縁
端部の内側に位置するように粘弾性層を介して補
助重錘を結合し、その振動系を非対称形振動系に
形成したものである。
この発明の圧電振動素子の定在波振動の抑制方
法においては、圧電振動板の中央部付近に粘弾性
層を介して主重錘を結合し、また、圧電振動板の
外縁端部の内側に位置するように粘弾性層を介し
て補助重錘を結合することにより、その振動系を
非対称形振動系に形成したので、圧電振動板に発
生する定在波振動を効果的に抑制できる。
法においては、圧電振動板の中央部付近に粘弾性
層を介して主重錘を結合し、また、圧電振動板の
外縁端部の内側に位置するように粘弾性層を介し
て補助重錘を結合することにより、その振動系を
非対称形振動系に形成したので、圧電振動板に発
生する定在波振動を効果的に抑制できる。
第１図Ａ及びＢはこの発明の一実施例である圧
電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図、及びその振動態様を
説明するための平面図である。第１図Ａに示すよ
うに、圧電振動板は圧電板１を金属薄板２に貼り
合わせたユニモルフタイプである。そして、圧電
振動板には、その中心軸Ａ−A′上に粘弾性層３
を介して主重錘４が結合され、また、主重錘４と
は別個に前記中心軸Ａ−A′より距離r1だけ離れた
偏心軸Ｃ−C′上に粘弾性層７を介して補助重錘８
が結合されている。この場合に、補助重錘８は、
主重錘４とは同一面側で圧電振動板に結合する
か、あるいは、第１図Ａに示すように主重錘４と
は反対面側で圧電振動板に結合することができ
る。また、補助重錘８は粘弾性層７を介して圧電
振動板上の定在波振動の腹に相当する部位に設け
れば、その粘弾性層７の粘弾性抵抗によつて過剰
の定在波振動が吸収され、第２図に示す速度v1に
対する周波数応答曲線で、実線ａで示す従来例の
ものと比べて、破線ｂで示すように不要な定在波
振動は効果的に鎮静化することができる。ここ
で、圧電振動板の中心軸Ａ−A′と偏心軸Ｃ−
C′との距離r1は、圧電振動板の半径r0の約70〜80
％付近が適当であり、補助重錘８の質量は主重錘
４の約1/2程度で、通常は約1.2ｇ程度が適量であ
る。
電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図、及びその振動態様を
説明するための平面図である。第１図Ａに示すよ
うに、圧電振動板は圧電板１を金属薄板２に貼り
合わせたユニモルフタイプである。そして、圧電
振動板には、その中心軸Ａ−A′上に粘弾性層３
を介して主重錘４が結合され、また、主重錘４と
は別個に前記中心軸Ａ−A′より距離r1だけ離れた
偏心軸Ｃ−C′上に粘弾性層７を介して補助重錘８
が結合されている。この場合に、補助重錘８は、
主重錘４とは同一面側で圧電振動板に結合する
か、あるいは、第１図Ａに示すように主重錘４と
は反対面側で圧電振動板に結合することができ
る。また、補助重錘８は粘弾性層７を介して圧電
振動板上の定在波振動の腹に相当する部位に設け
れば、その粘弾性層７の粘弾性抵抗によつて過剰
の定在波振動が吸収され、第２図に示す速度v1に
対する周波数応答曲線で、実線ａで示す従来例の
ものと比べて、破線ｂで示すように不要な定在波
振動は効果的に鎮静化することができる。ここ
で、圧電振動板の中心軸Ａ−A′と偏心軸Ｃ−
C′との距離r1は、圧電振動板の半径r0の約70〜80
％付近が適当であり、補助重錘８の質量は主重錘
４の約1/2程度で、通常は約1.2ｇ程度が適量であ
る。
第３図Ａ及びＢは、この発明のさらに他の実施
例である圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に
用いられる圧電振動素子を示す断面図及びその裏
面側の平面図である。第３図Ａに示すように、圧
電振動板の上面には中心軸Ａ−A′上に粘弾性層
３を介して主重錘４が結合され、また、下面側に
はＡ−A′軸からの半径r2のリング形重錘１０が、
ほぼ同形の粘弾性層９を介して結合されている。
この場合に、リング形重錘１０は主重錘４と同一
面側に結合してもよく、あるいは第３図Ａに示す
ように、主重錘４と反対面側で圧電振動板に結合
することができる。リング形重錘１０の半径r2
は、第３図Ａに点線で示した半波長（λ／２）の
定在波f2の腹に該当する部位に来るように選定す
るときは、粘弾性層９の吸収効果により、規準振
動のf2は変形してf2′のようになり、外縁端部５に
おける出力振動速度v1は増強され、その結果、第
２図に示す曲線ａのf2の深い谷（デツプ）を浅く
することができ、同様に、f1の山（ピーク）も抑
制され、結局、第２図に示す曲線ｂのように平坦
化され改善されることになる。
例である圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に
用いられる圧電振動素子を示す断面図及びその裏
面側の平面図である。第３図Ａに示すように、圧
電振動板の上面には中心軸Ａ−A′上に粘弾性層
３を介して主重錘４が結合され、また、下面側に
はＡ−A′軸からの半径r2のリング形重錘１０が、
ほぼ同形の粘弾性層９を介して結合されている。
この場合に、リング形重錘１０は主重錘４と同一
面側に結合してもよく、あるいは第３図Ａに示す
ように、主重錘４と反対面側で圧電振動板に結合
することができる。リング形重錘１０の半径r2
は、第３図Ａに点線で示した半波長（λ／２）の
定在波f2の腹に該当する部位に来るように選定す
るときは、粘弾性層９の吸収効果により、規準振
動のf2は変形してf2′のようになり、外縁端部５に
おける出力振動速度v1は増強され、その結果、第
２図に示す曲線ａのf2の深い谷（デツプ）を浅く
することができ、同様に、f1の山（ピーク）も抑
制され、結局、第２図に示す曲線ｂのように平坦
化され改善されることになる。
第４図Ａ及びＢは、この発明のさらに他の実施
例である圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に
用いられる圧電振動素子を用いて構成した圧電形
コーンスピーカの断面図及び素子を底面からみた
平面図である。第４図Ａには、第１図Ａに示した
補助重錘８を付加したこの発明の圧電振動素子の
外縁端部５をコーン形音響放射体１１の基頂部の
折返し部に結合し、かつ、コーン形音響放射体１
１の開口部を弾性エツジ１２を介して固定部１３
に結合支持して構成した圧電形コーンスピーカで
ある。この場合、主重錘４は、本来中心軸Ａ−
A′上にあることを原則とするが、規則的に発生
する定在波振動を崩すためには、Ａ−A′軸から
Ｓだけわづかに偏したＢ−B′軸に設ける方がよ
い場合がある。Ｓは過大のときはかえつて不整振
動を誘発して好ましくないので、精々約２〜３mm
以下に止める方がよい。一方、補助重錘８は軸Ａ
−A′から距離r1だけ外縁端部５に近い軸Ｃ−C′に
配置するように構成すれば、わずかに偏心させた
主重錘４と補助重錘８の相乗効果によつて、さら
に効果的に定在波振動を抑制することができる。
例である圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に
用いられる圧電振動素子を用いて構成した圧電形
コーンスピーカの断面図及び素子を底面からみた
平面図である。第４図Ａには、第１図Ａに示した
補助重錘８を付加したこの発明の圧電振動素子の
外縁端部５をコーン形音響放射体１１の基頂部の
折返し部に結合し、かつ、コーン形音響放射体１
１の開口部を弾性エツジ１２を介して固定部１３
に結合支持して構成した圧電形コーンスピーカで
ある。この場合、主重錘４は、本来中心軸Ａ−
A′上にあることを原則とするが、規則的に発生
する定在波振動を崩すためには、Ａ−A′軸から
Ｓだけわづかに偏したＢ−B′軸に設ける方がよ
い場合がある。Ｓは過大のときはかえつて不整振
動を誘発して好ましくないので、精々約２〜３mm
以下に止める方がよい。一方、補助重錘８は軸Ａ
−A′から距離r1だけ外縁端部５に近い軸Ｃ−C′に
配置するように構成すれば、わずかに偏心させた
主重錘４と補助重錘８の相乗効果によつて、さら
に効果的に定在波振動を抑制することができる。
このように構成された圧電形コーンスピーカで
は、上述したように圧電板１と金属薄板２との間
に外部より信号電圧ｅを印加すると、圧電振動板
の外縁端部５に起振力F1が生じ、速度v1をもつて
コーン形音響放射体１１を励磁して放射音圧P0
を前方向に発生することができ、変換感度ならび
に周波数応答特性の良好な圧電形コーンスピーカ
を実現することができる。
は、上述したように圧電板１と金属薄板２との間
に外部より信号電圧ｅを印加すると、圧電振動板
の外縁端部５に起振力F1が生じ、速度v1をもつて
コーン形音響放射体１１を励磁して放射音圧P0
を前方向に発生することができ、変換感度ならび
に周波数応答特性の良好な圧電形コーンスピーカ
を実現することができる。
この発明は以上説明したとおり、圧電振動素子
定在波振動の抑制方法においては、圧電振動板の
中央部付近に粘弾性層を介して主重錘を結合し、
また、圧電振動板の外縁端部の内側に位置するよ
うに粘弾性層を介して補助重錘を結合し、その振
動系を非対称形振動系に形成したので、圧電振動
板に発生する定在波振動を効果的に抑制でき、極
めて周波数応答特性の良い圧電振動素子の定在波
振動の抑制方法が得られるという優れた効果を奏
するものである。
定在波振動の抑制方法においては、圧電振動板の
中央部付近に粘弾性層を介して主重錘を結合し、
また、圧電振動板の外縁端部の内側に位置するよ
うに粘弾性層を介して補助重錘を結合し、その振
動系を非対称形振動系に形成したので、圧電振動
板に発生する定在波振動を効果的に抑制でき、極
めて周波数応答特性の良い圧電振動素子の定在波
振動の抑制方法が得られるという優れた効果を奏
するものである。
第１図Ａ及びＢはこの発明の一実施例である圧
電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図、及びその振動態様を
説明するための平面図、第２図は、第１図Ａの圧
電振動素子の周波数応答特性を従来例のものと対
比して示す図、第３図Ａ及びＢは、この発明のさ
らに他の実施例である圧電振動素子の定在波振動
の抑制方法に用いられる圧電振動素子を示す断面
図及びその裏面側の平面図、第４図Ａ及びＢは、
この発明のさらに他の実施例である圧電振動素子
の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を用いて構成した圧電形コーンスピーカを示す
断面図、及び素子を底面からみた平面図、第５図
Ａ及びＢは従来の圧電振動素子を示す断面図、及
びその振動態様を説明するための平面図、第６図
は、第５図Ａの圧電振動素子の定在波に起因する
応答特性を示す図である。 図において、１……圧電板、２……金属薄板、
３，７，９……粘弾性層、４……主重錘、５……
外縁端部、６……節円、８……補助重錘、１０…
…リング形重錘、１１……コーン形音響放射体、
１２……弾性エツジ、１３……固定部である。な
お、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。
電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図、及びその振動態様を
説明するための平面図、第２図は、第１図Ａの圧
電振動素子の周波数応答特性を従来例のものと対
比して示す図、第３図Ａ及びＢは、この発明のさ
らに他の実施例である圧電振動素子の定在波振動
の抑制方法に用いられる圧電振動素子を示す断面
図及びその裏面側の平面図、第４図Ａ及びＢは、
この発明のさらに他の実施例である圧電振動素子
の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を用いて構成した圧電形コーンスピーカを示す
断面図、及び素子を底面からみた平面図、第５図
Ａ及びＢは従来の圧電振動素子を示す断面図、及
びその振動態様を説明するための平面図、第６図
は、第５図Ａの圧電振動素子の定在波に起因する
応答特性を示す図である。 図において、１……圧電板、２……金属薄板、
３，７，９……粘弾性層、４……主重錘、５……
外縁端部、６……節円、８……補助重錘、１０…
…リング形重錘、１１……コーン形音響放射体、
１２……弾性エツジ、１３……固定部である。な
お、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を介して
主重錘を結合し、前記圧電振動板の中央部付近に
拘束負荷を添加し、その振動モードを、前記圧電
振動板の外縁端部が最大振幅で振動する凹レンズ
状振動モードとなし、前記圧電振動板の外縁端部
から起振力を取り出すように構成した圧電振動素
子において、前記圧電振動板の外縁端部の内側に
位置させ、かつ粘弾性層を介して補助重錘を結合
せしめることにより定在波振動を抑制する圧電振
動素子の定在波振動の抑制方法。 ２ 前記圧電振動素子の中央部付近に結合せる前
記主重錘に対し、それと同面もしくは反対面の外
側に補助重錘をなすリング形重錘を粘弾性層を介
してほぼ同心的に配置結合したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の圧電振動素子の定在
波振動の抑制方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15361685A JPS6214599A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
| GB08521410A GB2166022A (en) | 1984-09-05 | 1985-08-28 | Piezoelectric vibrator |
| US06/771,838 US4654554A (en) | 1984-09-05 | 1985-08-30 | Piezoelectric vibrating elements and piezoelectric electroacoustic transducers |
| DE19853531325 DE3531325A1 (de) | 1984-09-05 | 1985-09-02 | Piezoelektrische schwingkoerper und mit denselben ausgestatteter lautsprecher |
| FR8513100A FR2569931A1 (fr) | 1984-09-05 | 1985-09-04 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
| FR8600712A FR2574610A1 (fr) | 1984-09-05 | 1986-01-20 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
| FR8600711A FR2574609A1 (fr) | 1984-09-05 | 1986-01-20 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15361685A JPS6214599A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6214599A JPS6214599A (ja) | 1987-01-23 |
| JPH0332959B2 true JPH0332959B2 (ja) | 1991-05-15 |
Family
ID=15566382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15361685A Granted JPS6214599A (ja) | 1984-09-05 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6214599A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63181097U (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-22 | ||
| JPWO2013099512A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2015-04-30 | 京セラ株式会社 | 振動装置，音響発生装置，スピーカーシステム，電子機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202698A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電形電気音響変換器の支持構造 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125693U (ja) * | 1979-03-01 | 1980-09-05 | ||
| JPS56170496U (ja) * | 1980-05-19 | 1981-12-16 | ||
| JPS58184995U (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-08 | 松下電器産業株式会社 | 圧電形電気音響変換器 |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15361685A patent/JPS6214599A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202698A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電形電気音響変換器の支持構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6214599A (ja) | 1987-01-23 |
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