JPH10224893A

JPH10224893A - 圧電式スピーカ

Info

Publication number: JPH10224893A
Application number: JP9031397A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakamura; 雅美中村
Original assignee: USC Corp; Daito Me Co Ltd
Current assignee: USC Corp; Daito Me Co Ltd
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】小型且つ簡易な構成で、しかも受聴者にとっ
て十分な音圧（音量）を確保できる圧電式スピーカを得
る。【解決手段】圧電式スピーカは、ポリ弗化ビニリデン
製のピエゾフィルム２によって構成された振動板１を備
える。そして、この振動板１に加えられた電気信号に応
じて生じる振動板１の振動により上記電気信号を音響信
号に変換する。特に、上記振動板１は、湾曲させた状態
で設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、パチン
コ台に付設するスピーカやコンピュータゲーム機器に付
設するスピーカとして利用される圧電式スピーカに関
し、特に、音響信号を十分な音量で放射できるとともに
小型化及び製造の容易化を図った圧電式スピーカに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型のコンピュータゲーム機（以
下、単にゲーム機と呼ぶ。）が普及している。このよう
なゲーム機には、ゲームの臨場感を高める等のために、
効果音を発生させるようにしている。又、近年、手軽な
娯楽の一つとして、パチンコの人気が高まっている。こ
のような人気の高まりに伴って種々のパチンコ台が提供
されるようになっており、パチンコ台の種類によって
は、上記ゲーム機と同様、効果音を発生させる機構を付
設している。これら各種効果音を発生させるため、上記
ゲーム機やパチンコ台には、所望の効果音（音声等）を
表す電気信号を音響信号に変換するためのスピーカを設
けている。

【０００３】ところで、上記ゲーム機やパチンコ台に設
けるスピーカは、設置スペースが小さいことに起因して
小型のものを採用する必要がある。しかも、全体として
の価格の高騰を防止すべく、比較的簡易な構成のものを
採用する必要がある。尚、上述したような小型で簡易な
構成のスピーカは、音質等の音響性能が犠牲になること
が避けられないが、上記ゲーム機やパチンコ台に設ける
スピーカは、オーディオ機器を構成するスピーカユニッ
トのような質の高い性能は問われないため、上記小型で
簡易な構成のものを第一の基準として選択する。

【０００４】この電気信号を音響信号に変換するための
スピーカは、従来から種々の構成のものが知られてい
る。即ち、放射方式、駆動方式、振動板の形状等によっ
て種々の構成のものが存在する。このような各種スピー
カのいずれにおいても、上記基準に合致させるべく、小
型化と構成の簡易化とを図れば、ゲーム機やパチンコ台
に設ける付設するスピーカとして採用できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られたスピーカでは、構成の簡易化及び小型化には限界
があり、その改善が望まれていた。例えば、従来最も広
く使用されているスピーカである動電式コーン型ホーン
スピーカにおいては、円錐台状のコーンにボイスコイル
を設け、直流磁界とボイスコイルに流れる電流との間に
作用する力を利用して音響信号を放射させるようにして
いるため、構成の容易化と小型化とを十分に図るには限
界がある。

【０００６】尚、従来知られたスピーカの一つとして、
電気信号を加えることにより、それ自体が変形する圧電
材料を利用した圧電式スピーカが存在する。この圧電式
スピーカは、小型で構成が簡易であるため、上記ゲーム
機やパチンコ台に設けるスピーカとして必要な条件を備
えている。しかしながら、上記圧電式スピーカは、平板
状の圧電材料をそのまま平板状の振動板として用いてい
るため、音圧（音量）が小さいと言う欠点を有する。こ
のため、上記圧電式スピーカは、例えば、イヤフォンと
して利用されているのが現状であり、そのままでは上記
ゲーム機やパチンコ台に設けることができないものであ
った。

【０００７】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、従来の圧電式
スピーカが有する小型且つ簡易な構成と言った利点をそ
のまま保持しつつ、ゲーム機やパチンコ台等のさほどの
音響性能を要求されない機器に付設することのできる、
即ち、当該スピーカからある程度離れた受聴者が十分に
受聴可能な圧電式スピーカを提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る圧電式ス
ピーカは、請求項１に記載したように、フィルムシート
状に形成された圧電性高分子材料（所謂ピエゾフィル
ム）製の振動板を備え、この振動板に加えられた電気信
号に応じて生じる該振動板の振動により上記電気信号を
音響信号に変換する圧電式スピーカに関する。このよう
な本発明の圧電式スピーカにおいては、上記振動板を湾
曲させた状態で設けることにより構成している。

【０００９】上記振動板を構成する圧電性高分子材料と
しては、請求項２に記載したように、ポリ弗化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）が好ましい。更に、上記振動板は、請求
項３に記載したように、略円筒状となるまで湾曲させて
も良い。

【００１０】このように構成される本発明の圧電式スピ
ーカは、元来の小型且つ簡易な構成と言った利点に加
え、上記振動板を湾曲させた状態で設けるために、当該
振動板から放射される音響信号の音圧（音量）が、この
スピーカからある程度離れた受聴者が十分に受聴し得る
ものとなる。しかも、振動板を湾曲させることに伴い、
この振動板の設置スペースは、従来構造に比較してより
一層小さくなるため、より一層の小型化を図れる。これ
らの結果、ゲーム機やパチンコ台等のさほどの音響性能
を要求されない機器に付設することが可能になる。ま
た、上記振動板を構成するピエゾフィルムは、可撓性に
富むため、湾曲させた状態で設けることはきわめて容易
である。

【００１１】尚、実際の場合、この振動板の両面には、
上記電気信号を加えるべく、夫々電極を貼着する。この
ためにスパッタリング蒸着等により薄い金属皮膜を形成
しておく。上記電極の接続は、導電性エポキシ樹脂や低
温半田を用いて行なえる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の第１形態例
について説明する。図１は、本形態例の振動板を示して
いる。本形態例の圧電式スピーカは、ポリ弗化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）製のピエゾフィルム２によって構成され
た振動板１を備えている。そして、この振動板１に加え
られた電気信号に応じて生じる上記振動板１の振動によ
り上記電気信号を音響信号に変換する。特に、本形態例
の圧電式スピーカにおいては、上記振動板１を図１に示
すように湾曲させた状態で設けている。このように湾曲
させる際の曲率半径は、放射する音響信号の音圧（音
量）が所望のものとなるよう、設計的に定める。本形態
例の構造の場合、パチンコ台に付設することを前提にし
たものであるため、例えば野外劇場等で使用するスピー
カユニットのような大音量を要することはなく、当該パ
チンコ台の座席に着席しているものが受聴できる程度の
音量であれば良い。又、上記振動板１の各種寸法は、当
該スピーカや組み込むべき機器の大きさ等に応じて、や
はり設計的に定める。

【００１３】上記振動板１を備える圧電式スピーカの他
の構成は、前述した従来の圧電式スピーカと同様であ
る。即ち、振動板１の両面に電極を接続し、効果音等を
記録した音声ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等から送
られてくる電気信号（電圧）をこの振動板１に加え、こ
の電気信号に応じて振動板１を振動させることにより、
上記電気信号が表す効果音を、実際の音響信号に変換し
て放射する。即ち、上記振動板１に電気信号を加えるこ
とにより振動板１が伸縮するが、この伸縮により伸縮方
向と直角方向に振動板１が振動し、音響信号を放射す
る。

【００１４】上記電気信号を振動板１に加えるべく、振
動板１の両面にはそれぞれ電極（図示省略）を貼着する
が、このために上記両面には薄い金属皮膜を形成してお
く。この金属薄膜の形成は、スパッタリング蒸着等によ
り容易に行なえる。又、上記電極の接続は、導電性エポ
キシ樹脂や低温半田を用いて行なえる。尚、上記振動板
１の電圧（上記電気信号）感度が不足する場合、ステッ
プアップトランスを付設することもできる。

【００１５】因に、上記振動板１を構成するピエゾフィ
ルム２は、シート状に形成したポリ弗化ビニリデンを高
温下で延伸処理及び分極処理を行なうことにより、フィ
ルム状の圧電材としたものである。このようなピエゾフ
ィルム２は、他の圧電材に比べてＱファクタが低く、広
帯域の音響再生を行なうための振動板として使用でき
る。上記Ｑファクタとは、振動系の共振の鋭さを表す量
であり、共振周波数において振動系のエネルギと、一定
振幅を持続するための外部から与えられる１Ｈｚ当たり
のエネルギとの比の２π倍に等しい。

【００１６】上述のように構成される本形態例の圧電式
スピーカは、元来の小型且つ簡易な構成と言った利点に
加え、上記振動板１を湾曲させた状態で設けることによ
り、当該振動板１から放射される音響信号の音圧（音
量）を十分なものにできる。しかも、振動板１を湾曲さ
せることに伴い、この振動板１の設置スペースは従来構
造に比較してより一層小さくなるため、より一層の小型
化を図れる。これらの結果、ゲーム機やパチンコ台等の
さほどの音響性能を要求されない機器に付設することが
可能になる。上記振動板１を構成するピエゾフィルム２
は可撓性に富むため、湾曲させた状態で設けることはき
わめて容易である。

【００１７】次に、図２は、本発明の実施の第２例形態
を示している。本形態例の場合、振動板１を図示のよう
に円筒状に形成している。このように構成することによ
り、音量の確保と設置スペースの挟小化とを併せて達成
させている。その他の構成並びに作用は、上述した第１
形態例の構造と同様である。

【００１８】尚、上記振動板１を構成するピエゾフィル
ム２は、他の形式のスピーカに採用される振動板を構成
する部材（例えば、化繊等にフェノールを含浸させた部
材）に比較して価格の嵩むものであるが、本形態例のス
ピーカは簡易且つ小型に構成できるため、他の形式のス
ピーカを上記パチンコ台等に組み込むべく小型化した場
合に比較して、スピーカ全体としての価格が嵩むことは
ない。更に、上記ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）によ
って構成されるピエゾフィルム２は、化学的に不活性で
あるため、経時劣化がきわめて小さい。このため、耐久
性に優り、この点からも他の形式のスピーカに比べて有
利である。

【００１９】尚、上記振動板１は、上記ポリ弗化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）によって構成されるピエゾフィルム２
製とするのに代えて、チタン酸バリウム磁器等の圧電性
無機材料或いはこの圧電性無機材料によって構成された
バイモルフによって構成することも可能ではある。但
し、可撓性の面等で上記ピエゾフィルム２には劣る。
又、スピーカが、このスピーカに送られてくる電気信号
を音響信号に変換するのに対し、音響信号を電気信号に
変換するのがマイクロフォンである。このように、電気
信号を音響信号に変換したり或いは音響信号を電気信号
に変換する、これらスピーカ及びマイクロフォンを総称
して電気音響変換器と称するが、本発明は、この電気音
響変換器全般に適用することができる。即ち、上記マイ
クロフォンにおいても、振動板をピエゾフィルム２を湾
曲させて構成することができる。更に、本発明を組み込
む機器は、上記パチンコ台やゲーム機に限らず、例え
ば、留守番電話、各種自動販売機やキャツシュディスペ
ンサに設けた指示案内装置等、さほどの音響性能を要し
ない機器に付設することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の圧電式スピーカは、上述のよう
に構成され作用するため、小型且つ簡易な構成で、しか
も受聴者にとって十分な音圧（音量）を確保することが
でき、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態例に係る振動板を示す
斜視図である。

【図２】本発明の実施の第２形態例に係る振動板を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１振動板２ピエゾフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルムシート状に形成された圧電性高
分子材料製の振動板を備え、この振動板に加えられた電
気信号に応じて生じる該振動板の振動により上記電気信
号を音響信号に変換する圧電式スピーカであって、上記
振動板を湾曲させた状態で設けてなる圧電式電気音響変
換器。
【請求項２】前記振動板を構成する圧電性高分子材料
が、ポリ弗化ビニリデンであることを特徴とする請求項
１に記載の圧電式スピーカ。
【請求項３】前記振動板を略円筒状に湾曲させたこと
を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載
の圧電式スピーカ。