JPH0888896A - 複合圧電スピーカー - Google Patents
複合圧電スピーカーInfo
- Publication number
- JPH0888896A JPH0888896A JP22447594A JP22447594A JPH0888896A JP H0888896 A JPH0888896 A JP H0888896A JP 22447594 A JP22447594 A JP 22447594A JP 22447594 A JP22447594 A JP 22447594A JP H0888896 A JPH0888896 A JP H0888896A
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- JP
- Japan
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- composite
- piezoelectric element
- piezoelectric
- composite piezoelectric
- speaker
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波帯域でも音響特性に優れた圧電スピー
カーを提供することを目的とする。 【構成】 柔軟性のある樹脂及び圧電素子からなるシー
ト状の複合圧電体の上下面に電極を設け振動板とした圧
電スピーカーで、圧電素子の厚みが０．２ｍｍ以下で電
極面の面積が４ｍｍ2以下のものを用いる。
カーを提供することを目的とする。 【構成】 柔軟性のある樹脂及び圧電素子からなるシー
ト状の複合圧電体の上下面に電極を設け振動板とした圧
電スピーカーで、圧電素子の厚みが０．２ｍｍ以下で電
極面の面積が４ｍｍ2以下のものを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子を利用したスピ
ーカーに係わり、圧電素子と樹脂との複合による振動板
を用いた複合圧電スピーカーに関する。
ーカーに係わり、圧電素子と樹脂との複合による振動板
を用いた複合圧電スピーカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にスピーカーは、永久磁石と
ボイスコイルにより音声にあった電気信号を振動に変
え、それを振動板その他の手段を用いて拡大することに
より、音声の再生が行われるものである。一般的な使用
においては一個のスピーカーで十分であるが、オーディ
オ等のような高度な音声の再生において、周波数の領域
を十分にとらえるためには、各領域にあったスピーカー
を用意する必要があり、１個のスピーカーでは補えない
状況であった。また、マグネット・スピーカーは、音圧
を高めるためにはスピーカー自体を大きくする必要があ
り、また重量的にも重いものとなっていた。近年、種々
の商品は軽薄短小化に向かい、スピーカーもこの傾向に
あり、極めて薄型かつ軽量の平板型スピーカー等が求め
られている。かかる要求に答えるものとして、例えば圧
電効果を利用した発音体がある。
ボイスコイルにより音声にあった電気信号を振動に変
え、それを振動板その他の手段を用いて拡大することに
より、音声の再生が行われるものである。一般的な使用
においては一個のスピーカーで十分であるが、オーディ
オ等のような高度な音声の再生において、周波数の領域
を十分にとらえるためには、各領域にあったスピーカー
を用意する必要があり、１個のスピーカーでは補えない
状況であった。また、マグネット・スピーカーは、音圧
を高めるためにはスピーカー自体を大きくする必要があ
り、また重量的にも重いものとなっていた。近年、種々
の商品は軽薄短小化に向かい、スピーカーもこの傾向に
あり、極めて薄型かつ軽量の平板型スピーカー等が求め
られている。かかる要求に答えるものとして、例えば圧
電効果を利用した発音体がある。
【０００３】従来、圧電効果を利用した発音体として
は、チタンジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系圧電セラミックス
の薄板や有機圧電体のシートなどが用いられている。圧
電セラミックスの薄板からなる発音体としては、これを
１枚の金属板に張り合わせたユニモルク構造のものや、
金属板の両サイドに貼り合わせたバイモルク構造のもの
がある。しかし、ユニモルク型やバイモルク型は比較的
厚肉のものであり弾性的性質に自由度がなく、しかもそ
れは音響的には硬い部類にはいるため、高周波域には強
いが、低周波域には弱いものであった。一方、有機圧電
体のシートは容易に大面積のものが得られ、フレキシブ
ルで取り扱い上の問題は少ないが、入力が有機圧電体内
部に吸収され出力が小さくなるため、大きな音響パワー
を得ることができない欠点がある。また有機物と圧電材
粉末を混練した後、形を形成する複合圧電体もあるが、
当然のことながらセラミックスバルク体に対して特性が
落ちるといった欠点がある。
は、チタンジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系圧電セラミックス
の薄板や有機圧電体のシートなどが用いられている。圧
電セラミックスの薄板からなる発音体としては、これを
１枚の金属板に張り合わせたユニモルク構造のものや、
金属板の両サイドに貼り合わせたバイモルク構造のもの
がある。しかし、ユニモルク型やバイモルク型は比較的
厚肉のものであり弾性的性質に自由度がなく、しかもそ
れは音響的には硬い部類にはいるため、高周波域には強
いが、低周波域には弱いものであった。一方、有機圧電
体のシートは容易に大面積のものが得られ、フレキシブ
ルで取り扱い上の問題は少ないが、入力が有機圧電体内
部に吸収され出力が小さくなるため、大きな音響パワー
を得ることができない欠点がある。また有機物と圧電材
粉末を混練した後、形を形成する複合圧電体もあるが、
当然のことながらセラミックスバルク体に対して特性が
落ちるといった欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで複数個の柱状圧
電体を有機物で接合し、シート全体に配列させて形成し
た複合圧電体の両面に電極を設けて構成した複合圧電ス
ピーカーが開示されている（特開昭62-247700号公報参
照）。上記構成の複合圧電スピーカーにおいて、スピー
カーを形成する複合圧電体の素子について種々の形状、
体積率のものについて、検討した結果、複合圧電素子の
選び方によっては高周波帯域でのスピーカーに必要な特
性としての平坦性が悪く、かつ歪が多く、音域が狭いと
いう問題があることが分かった。
電体を有機物で接合し、シート全体に配列させて形成し
た複合圧電体の両面に電極を設けて構成した複合圧電ス
ピーカーが開示されている（特開昭62-247700号公報参
照）。上記構成の複合圧電スピーカーにおいて、スピー
カーを形成する複合圧電体の素子について種々の形状、
体積率のものについて、検討した結果、複合圧電素子の
選び方によっては高周波帯域でのスピーカーに必要な特
性としての平坦性が悪く、かつ歪が多く、音域が狭いと
いう問題があることが分かった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは検討した結
果、複合圧電体を形成する柔軟性のある樹脂と硬い圧電
セラミックスで形成される圧電素子の間に柔軟性の差や
比重の差が大きいために、音響発生時つまり振動時にう
ねりのようなものが発生し、特に高周波帯域において平
坦性が悪く、かつ歪が多く発生することが分かった。こ
の問題を解決するためにはさらに本発明者らは鋭意検討
した結果、複合圧電体中に分散させる圧電素子の形状を
規定すれば高周波領域においても平坦性がよく歪の発生
が少ない複合圧電スピーカーが得られることが見い出
し、本発明に想到した。
果、複合圧電体を形成する柔軟性のある樹脂と硬い圧電
セラミックスで形成される圧電素子の間に柔軟性の差や
比重の差が大きいために、音響発生時つまり振動時にう
ねりのようなものが発生し、特に高周波帯域において平
坦性が悪く、かつ歪が多く発生することが分かった。こ
の問題を解決するためにはさらに本発明者らは鋭意検討
した結果、複合圧電体中に分散させる圧電素子の形状を
規定すれば高周波領域においても平坦性がよく歪の発生
が少ない複合圧電スピーカーが得られることが見い出
し、本発明に想到した。
【０００６】すなわち、本発明は柔軟性のある樹脂及び
微少圧電素子からなる複合材をシート状にし、シート上
下面に電極を設けたものにおいて、前記圧電素子の厚み
が０．２ｍｍ以下で電極面の面積が４ｍｍ2以下である
ことを特徴とする複合圧電スピーカーである。上記の複
合圧電体中の圧電素子は厚み０．２ｍｍ以下である必要
がある。０．２ｍｍよりも厚い、つまり複合圧電体自体
も０．２ｍｍよりも厚いと高周波領域での発音時に複合
圧電体自体の厚さ方向の振幅が大きくなりすぎ、印可さ
れる音声信号に対する追従性が悪化するためである。
微少圧電素子からなる複合材をシート状にし、シート上
下面に電極を設けたものにおいて、前記圧電素子の厚み
が０．２ｍｍ以下で電極面の面積が４ｍｍ2以下である
ことを特徴とする複合圧電スピーカーである。上記の複
合圧電体中の圧電素子は厚み０．２ｍｍ以下である必要
がある。０．２ｍｍよりも厚い、つまり複合圧電体自体
も０．２ｍｍよりも厚いと高周波領域での発音時に複合
圧電体自体の厚さ方向の振幅が大きくなりすぎ、印可さ
れる音声信号に対する追従性が悪化するためである。
【０００７】また、圧電素子の電極面の面積が４ｍｍ2
以下である必要がある。これは通常スピーカーとして使
用時に曲率半径をつけて使用されるため、圧電素子の厚
さ方向の断面積が４ｍｍ2よりも大きいとうまく曲率を
付けることができない。さらに曲率をつけても圧電素子
自体は変形しないので、全体としては曲率はついている
が曲率のつき易い樹脂と不連続的に接続していることに
なり、使用時の振動により、樹脂と圧電素子との接合面
が破断し易くなる。このため、厚み０．２ｍｍ以下、面
積４ｍｍ2以下の圧電材料と柔軟性樹脂の構成により、
著しい特性の向上をはかることができる。
以下である必要がある。これは通常スピーカーとして使
用時に曲率半径をつけて使用されるため、圧電素子の厚
さ方向の断面積が４ｍｍ2よりも大きいとうまく曲率を
付けることができない。さらに曲率をつけても圧電素子
自体は変形しないので、全体としては曲率はついている
が曲率のつき易い樹脂と不連続的に接続していることに
なり、使用時の振動により、樹脂と圧電素子との接合面
が破断し易くなる。このため、厚み０．２ｍｍ以下、面
積４ｍｍ2以下の圧電材料と柔軟性樹脂の構成により、
著しい特性の向上をはかることができる。
【０００８】
【実施例】以下実施例を上げて本発明を具体的に説明す
る。図１は、複合圧電材料のシート上下面に電極をつけ
た複合圧電スピーカーの簡単な断面図である。図１にお
いて、１は複合圧電スピーカー、２は複合圧電体、３は
圧電素子、４は樹脂、５は電極を示す。電極５はリード
線６により、音声信号源（図示せず）に接続される。ま
た複合圧電体は外枠７により保持される。
る。図１は、複合圧電材料のシート上下面に電極をつけ
た複合圧電スピーカーの簡単な断面図である。図１にお
いて、１は複合圧電スピーカー、２は複合圧電体、３は
圧電素子、４は樹脂、５は電極を示す。電極５はリード
線６により、音声信号源（図示せず）に接続される。ま
た複合圧電体は外枠７により保持される。
【０００９】具体的な音響発生のメカニズムとしては音
声信号源より発せられる電気信号はリード線６により導
かれ、電極５により圧電素子３に電圧が印可される。そ
こで圧電素子３は厚さ方向に歪を発生し、複合圧電体２
は厚さ方向に振動する。この振動が音声として伝わり、
スピーカーとして働くことになる。圧電素子として、Ｐ
ＺＴ系セラミックスを用い、樹脂としてポリウレタン樹
脂を用い、表１に示す条件で各種複合圧電体を作成し
た。なお、条件を揃えるために各複合圧電体に占める圧
電素子の体積率は４５％とした。作成した複合圧電体の
両面に電極としてアルミニウム膜を形成し、一定形状の
スピーカーを作成し、音響特性を測定した結果を表１に
示す。
声信号源より発せられる電気信号はリード線６により導
かれ、電極５により圧電素子３に電圧が印可される。そ
こで圧電素子３は厚さ方向に歪を発生し、複合圧電体２
は厚さ方向に振動する。この振動が音声として伝わり、
スピーカーとして働くことになる。圧電素子として、Ｐ
ＺＴ系セラミックスを用い、樹脂としてポリウレタン樹
脂を用い、表１に示す条件で各種複合圧電体を作成し
た。なお、条件を揃えるために各複合圧電体に占める圧
電素子の体積率は４５％とした。作成した複合圧電体の
両面に電極としてアルミニウム膜を形成し、一定形状の
スピーカーを作成し、音響特性を測定した結果を表１に
示す。
【００１０】表１より、圧電素子の厚さが０．２ｍｍ以
下で電極面の面積が４ｍｍ2以下の本発明の範囲に含ま
れる複合圧電体を用いたスピーカーは音響特性に優れて
いることが分かる。
下で電極面の面積が４ｍｍ2以下の本発明の範囲に含ま
れる複合圧電体を用いたスピーカーは音響特性に優れて
いることが分かる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明の複合圧電スピーカーは、複合圧
電体の中の圧電素子の形状を厚さ０．２ｍｍ以下及び電
極面の面積を４ｍｍ2以下とすることにより、スピーカ
ーにした場合、高周波帯域まで平坦性に優れ、歪の発生
の少ない複合圧電スピーカーを得ることができる。
電体の中の圧電素子の形状を厚さ０．２ｍｍ以下及び電
極面の面積を４ｍｍ2以下とすることにより、スピーカ
ーにした場合、高周波帯域まで平坦性に優れ、歪の発生
の少ない複合圧電スピーカーを得ることができる。
【図１】本発明に係わる複合圧電スピーカーの断面図を
示す。
示す。
１ 複合圧電スピーカー、２ 複合圧電体、３ 圧電素
子、４ 樹脂、５ 電極、６ リード線、７ 外枠。
子、４ 樹脂、５ 電極、６ リード線、７ 外枠。
Claims (1)
- 【請求項１】 柔軟性のある樹脂及び圧電素子からなる
シート状の複合圧電体の上下面に電極を設け振動板とし
た複合圧電スピーカーにおいて、前記圧電素子の厚みが
０．２ｍｍ以下で電極面の面積が４ｍｍ2以下であるこ
とを特徴とする複合圧電スピーカー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22447594A JPH0888896A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 複合圧電スピーカー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22447594A JPH0888896A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 複合圧電スピーカー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888896A true JPH0888896A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16814383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22447594A Pending JPH0888896A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 複合圧電スピーカー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888896A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035698A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | M-Tech (Hk) Co. Ltd. | Flat speaker |
| US6919668B2 (en) | 2001-12-06 | 2005-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite piezoelectric element |
| US6984922B1 (en) | 2002-07-22 | 2006-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same |
| US9503805B2 (en) | 2014-10-31 | 2016-11-22 | Jetvox Acoustic Corp. | Piezoelectric ceramic dual-frequency earphone structure |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP22447594A patent/JPH0888896A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035698A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | M-Tech (Hk) Co. Ltd. | Flat speaker |
| US6919668B2 (en) | 2001-12-06 | 2005-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite piezoelectric element |
| US6984922B1 (en) | 2002-07-22 | 2006-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same |
| US9503805B2 (en) | 2014-10-31 | 2016-11-22 | Jetvox Acoustic Corp. | Piezoelectric ceramic dual-frequency earphone structure |
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