JPH0632555B2 - 高出力超音波スピ−カ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高出力な超音波を発生する高出力超音波スピー
カに関するものである。

従来の技術 従来、高出力な超音波を発生するスピーカには第６図に
示すように、多数の超音波発音体１を１つのスピーカ基
板２上に設けたものがある。第６図(a)はスピーカ全体
の正面図であり、第６図(b)は第６図(a)のＢ−Ｂ線断面
拡大図である。超音波発音体１には、圧電素子１１が用
いられ、この片面には蒸着等で電極１２が形成され、他
の面はアルミ等の導電性の基材１３に接合されている。
電極１２及び基材１３に入力端子１５，１６から正負の
振動電圧が加えられると圧電素子１７は径法への伸縮振
動を起こすが、基材１３の圧電素子１１が接合されてい
ない側は伸縮しないために結果として全体としては屈曲
振動を生じることになる。この振動は直接に、あるいは
コーン１４を介して空間に音波を放射する。しかし、超
音波発音体１はそれぞれの出力音圧が小さいために、高
出力を得るには多数組み合わせて用いることが必要であ
る。尚、１７は振動子支持部材、１８は超音波発音体基
板、１９はコーンと電極とを接着する接着剤、２０は配
線である。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、高出力超音波スピーカを実
現するために超音波発音体１を多数用いて組み上げるこ
とが複雑であるだけでなく、組み立て後、超音波発音体
１の入力端子１５，１６に配線するのも容易には行なえ
ない。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、組み上げ及び
配線が簡単容易に行なえる高出力超音波スピーカを提供
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、１つの大きな導
電性の基材に複数の片面に電極が形成された圧電素子を
規則的位置に接合し、これを圧電素子のある部分に穴を
開けた導電性及び非導電性のスペーサではさみ込み固定
することにより、それぞれに独立した多数の超音波発音
体を持った高出力超音波スピーカを得るものである。ま
た圧電素子位置に合わせて一体成形して作った多数のコ
ーンを電極中央に接合することにより、工程の困難さを
伴わずに出力音圧を上げることができる。

さらに、コーンを導電性として、これを電極及び導電性
スペーに導電性の接着剤で接合することにより、電極へ
の配線の工程を省くものである。

作用 本発明は上記した構成により、多数の圧電素子が規則的
に接合された基材とスペーサと圧電素子とスペーサによ
り形成される超音波発音体と同位置に多数形成されたコ
ーン部材の３つの部品に基本的に分かれ、組み立てが非
常に容易となる。

実施例 第１図(a)，(b)は本発明の高出力超音波スピーカの第１
の実施例を示す正面図及びＡ−Ａ線断面図である。第１
図において１は超音波発音体、３はスピーカへの正負の
信号入力線、４，４ａは導電性スペーサ、５は非導電性
スペーサ、１１は圧電素子、１２は電極、１３は多数の
圧電素子１１を接合する導電性の基材、２０は導電性ス
ペーサ４から電極１２を接続する配線である。

以上のように構成された高出力超音波スピーカについ
て、以下その動作を説明する。まず、信号入力線３から
印加された電圧は導電性スペーサ４を介して、それぞれ
独立して働く超音波発音体１の電極１２及び基材１３に
印加され、印加された電界のために圧電素子１１には径
方向の伸縮変化が生じる。圧電素子１１が基材１３に接
合されているために接合されている側の基材１３の伸縮
は接合されていない側に比べて大きくなるために伸縮変
化は屈曲変化となり、印加電界が振動することにより屈
曲振動が生じ音波が放射される。それぞれに独立して働
く超音波発音体１は同相で振動するために、それぞれか
ら生じた音圧は加算され高出力の超音波を発生するスピ
ーカが実現する。

第２図は、導電性基材１３に厚み分布をもたせた本発明
の第２の実施例を示すもので、第１図と同一部には同一
番号を付している。以下各図においても同様である。本
実施例によれば屈曲振動がより大きくなり、より大きな
出力が得られる。尚、４ｂは導電性スペーサ、第２図
(a)は断面図、第２図(b)は第２図(a)の円Ｃを拡大した
要部拡大断面図である。

第３図(a)は第３の実施例の断面図、第３図(b)は第３図
(a)の円Ｄを拡大した要部拡大断面図で、各超音波発音
体１の機械−音響効率を上げるためにコーン１４を各圧
電素子１１の電極１２及び導電性スペーサ４ｂ，４ｃに
接着剤１９で接合した第３の実施例を示すものである。
第３図にはコーン１４が多数一体成形された形で示され
ているが、それぞれ独立したものでも同様の効果が得ら
れる。また、導電性スペーサ４ｂ，４ｃへ接合すること
により、防水効果が高まり湿度に弱い圧電素子１１の保
護に効果がある。なお、本実施例は基板１３の両側に圧
電素子１１が設けられた超音波発音体となっているが、
片側だけでも良くコーンも片側だけに接合されていても
同様の効果が得られる。

尚、５ａは非導電性スペーサである。

第４図は、コーン１４を導電性の物質で構成し、これを
導電性の接着剤で電極１２及びスペーサ１４と接合する
ことによりスペーサ１４と電極１２の間に必要であった
配線を省いた第４の実施例である。

第５図は圧電素子１１の大きさを一様せずに多種組み合
わせた第５の実施例を示すものである。このように圧電
素子１１の大きさ形を変えることにより、各超音波発音
体１が発生する超音波の共振周波数及び音圧が変化し、
スピーカとして特性を制御可能となり用途が拡大する。
尚、４ｅ，４ｆは導電性スペーサ、５ｂは非導電性スペ
ーサである。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によればきわめて簡単に
組み立て及び配線が行なわれる、高出力超音波スピーカ
が実現できるのである。さらに加えて、従来はスピーカ
正面方向への超音波の放射しか得られなかったのに対
し、背面方向への放射も同時に実現され、スピーカを利
用する用途を大幅に拡大できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)は本発明の第１の実施例における高出力超音
波スピーカの正面図、第１図(b)は第１図(a)のＡ−Ａ線
断面図、第２図(a)は同第２の実施例の断面図、第２図
(b)は同要部拡大断面図、第３図(a)は同第３の実施例の
断面図、第３図(b)は同要部拡大断面図、第４図は同第
４の実施例の断面図、第５図は同第５の実施例における
断面図、第６図(a)は従来の高出力超音波スピーカの正
面図、第６図(b)は第６図(a)のＢ−Ｂ線断面図である。 １……超音波発音体、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｆ，４ｅ……導電性スペーサ、５，５ａ……非導電性ス
ペーサ、１１……圧電素子、１２……電極、１３……導
電性基材、１４……コーン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片面に電極を有する複数の圧電素子を導電
   性基材に規則的に接合し、これを導電性及び非導電性の
   スペーサで圧電素子が接合されていない基材部分をはさ
   み込み固定して多数の超音波発音体を形成した事を特徴
   とする高出力超音波スピーカ。
2. 【請求項２】導電性基材に厚みの変化がある特許請求の
   範囲第１項記載の高出力超音波スピーカ。
3. 【請求項３】超音波発音体の片面あるいは両面にコーン
   を接合した特許請求の範囲第１項記載の高出力超音波ス
   ピーカ。
4. 【請求項４】超音波発音体の片面あるいは両面と圧電素
   子を取り巻くスペーサの両方にコーンを接合した特許請
   求の範囲第１項記載の高出力超音波スピーカ。
5. 【請求項５】導電性基材に接合される圧電素子の形状が
   一様でない特許請求範囲１記載の高出力超音波スピー
   カ。
6. 【請求項６】圧電素子と位置が一致するように多数一体
   成形されたコーンを超音波発音体のコーンに用いてそれ
   ぞれを接合した特許請求の範囲第３項又は第４項記載の
   高出力超音波スピーカ。
7. 【請求項７】コーンを導電性物質で形成した特許請求の
   範囲第３項又は第４項記載の高出力超音波スピーカ。