JPH1051897A - 圧電型電気音響変換器 - Google Patents
圧電型電気音響変換器Info
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- JPH1051897A JPH1051897A JP8199244A JP19924496A JPH1051897A JP H1051897 A JPH1051897 A JP H1051897A JP 8199244 A JP8199244 A JP 8199244A JP 19924496 A JP19924496 A JP 19924496A JP H1051897 A JPH1051897 A JP H1051897A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動板の寸法やケース材の形状を変更す
ることなく、より低い共振周波数の圧電型電気音響変換
器を構成する。 【解決手段】 金属板５の片面に圧電セラミックス６を
貼り合わせてなる圧電振動板４を外周縁部で支持してな
る圧電型電気音響変換器において、圧電振動板４の周縁
部に、駆動時に、周縁部における応力の周方向への伝達
を抑制するために、応力伝達抑制手段として複数の突出
部５ａを設けたことを特徴とする圧電型電気音響変換
器。
ることなく、より低い共振周波数の圧電型電気音響変換
器を構成する。 【解決手段】 金属板５の片面に圧電セラミックス６を
貼り合わせてなる圧電振動板４を外周縁部で支持してな
る圧電型電気音響変換器において、圧電振動板４の周縁
部に、駆動時に、周縁部における応力の周方向への伝達
を抑制するために、応力伝達抑制手段として複数の突出
部５ａを設けたことを特徴とする圧電型電気音響変換
器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧電ブザー
などに用いられる圧電型電気音響変換器に関し、より詳
細には、圧電振動板の構造を改良することにより共振周
波数を低めることが可能とされている圧電型電気音響変
換器に関する。
などに用いられる圧電型電気音響変換器に関し、より詳
細には、圧電振動板の構造を改良することにより共振周
波数を低めることが可能とされている圧電型電気音響変
換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電型電気音響変換器の一例が特公昭５
２−２４３９９号公報に開示されている。ここでは、相
対的に径の大きな第１の筒状ケースと、相対的に径の小
さな第２の筒状ケースとにより圧電振動板を支持してな
る圧電型電気音響変換器が開示されている。すなわち、
第１の筒状ケースの内周面に中間段差部を設け、該中間
段差部と、第１の筒状ケースに挿入された第２の筒状ケ
ースの端面との間に圧電振動板の周縁部を挟持すること
により、圧電振動板が支持されている。
２−２４３９９号公報に開示されている。ここでは、相
対的に径の大きな第１の筒状ケースと、相対的に径の小
さな第２の筒状ケースとにより圧電振動板を支持してな
る圧電型電気音響変換器が開示されている。すなわち、
第１の筒状ケースの内周面に中間段差部を設け、該中間
段差部と、第１の筒状ケースに挿入された第２の筒状ケ
ースの端面との間に圧電振動板の周縁部を挟持すること
により、圧電振動板が支持されている。
【０００３】しかしながら、この種の圧電型電気音響変
換器では、圧電振動板の周縁部の全周にわたる部分で圧
電振動板を支持しているため、音圧ピークすなわち共振
周波数をより低い周波数にシフトさせたい場合には、圧
電振動板の径を大きくしたり、あるいは圧電振動板の厚
みを薄くしなければならなかった。
換器では、圧電振動板の周縁部の全周にわたる部分で圧
電振動板を支持しているため、音圧ピークすなわち共振
周波数をより低い周波数にシフトさせたい場合には、圧
電振動板の径を大きくしたり、あるいは圧電振動板の厚
みを薄くしなければならなかった。
【０００４】圧電振動板の径を大きくした場合には、当
然のことながら、圧電型電気音響変換器全体のサイズが
大きくならざるを得ない。また、圧電振動板の厚みを薄
くした場合には、圧電振動板を構成している圧電セラミ
ック板や圧電セラミック板が貼り付けられている金属板
を薄くしなければならず、製造が困難となることにより
コストが増大したり、特性が不安定になったりする。
然のことながら、圧電型電気音響変換器全体のサイズが
大きくならざるを得ない。また、圧電振動板の厚みを薄
くした場合には、圧電振動板を構成している圧電セラミ
ック板や圧電セラミック板が貼り付けられている金属板
を薄くしなければならず、製造が困難となることにより
コストが増大したり、特性が不安定になったりする。
【０００５】そこで、圧電振動板の径や厚みを変更する
ことなく、より低い周波数側で音圧レベルのピークを得
ることを可能とする圧電型電気音響変換器が実開平５−
９０５９４号公報に開示されている。
ことなく、より低い周波数側で音圧レベルのピークを得
ることを可能とする圧電型電気音響変換器が実開平５−
９０５９４号公報に開示されている。
【０００６】実開平５−９０５９４号公報に開示されて
いる圧電型電気音響変換器では、円板型の圧電振動板
が、第１の筒状ケースと、第１の筒状ケース内に挿入さ
れる第２の筒状ケースとにより支持されている。すなわ
ち、第１の筒状ケースの内周面に設けられた中間段差部
と、第２の筒状ケースの開口端面とにより、円板型の圧
電振動板が支持されている。もっとも、音圧ピークを低
周波数側にシフトさせるために、ここでは、第１，第２
の筒状ケースの少なくとも一方において、圧電振動板を
支持する部分に部分的に切欠部が形成されており、それ
によって圧電振動板の周縁部において、周方向の一部に
おいてのみ圧電振動板が支持されている。
いる圧電型電気音響変換器では、円板型の圧電振動板
が、第１の筒状ケースと、第１の筒状ケース内に挿入さ
れる第２の筒状ケースとにより支持されている。すなわ
ち、第１の筒状ケースの内周面に設けられた中間段差部
と、第２の筒状ケースの開口端面とにより、円板型の圧
電振動板が支持されている。もっとも、音圧ピークを低
周波数側にシフトさせるために、ここでは、第１，第２
の筒状ケースの少なくとも一方において、圧電振動板を
支持する部分に部分的に切欠部が形成されており、それ
によって圧電振動板の周縁部において、周方向の一部に
おいてのみ圧電振動板が支持されている。
【０００７】実開平５−９０５９４号公報の記載によれ
ば、上記のようにケース構造を改良することにより圧電
振動板の周縁部で部分的に支持することにより音圧ピー
クの低周波化が図られるとされている。
ば、上記のようにケース構造を改良することにより圧電
振動板の周縁部で部分的に支持することにより音圧ピー
クの低周波化が図られるとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円板型
の圧電振動板の周縁部を第１，第２の筒状ケースで機械
的に支持するに際し、ケース構造を改良して支持部分を
部分的なものとしたとしても、共振周波数の低域側への
シフトには限界があった。すなわち、共振周波数を低め
るにも限界があり、より一層低い共振周波数が求められ
る場合には適用することができなかった。
の圧電振動板の周縁部を第１，第２の筒状ケースで機械
的に支持するに際し、ケース構造を改良して支持部分を
部分的なものとしたとしても、共振周波数の低域側への
シフトには限界があった。すなわち、共振周波数を低め
るにも限界があり、より一層低い共振周波数が求められ
る場合には適用することができなかった。
【０００９】また、実開平５−９０５９４号公報に記載
の方法では、部分的な支持を果たすために特殊な形状の
ケース材が必要であり、従ってコストが高くつくだけで
なく、目的とする共振周波数に応じて多種多様なケース
材を用意しなければならなかった。
の方法では、部分的な支持を果たすために特殊な形状の
ケース材が必要であり、従ってコストが高くつくだけで
なく、目的とする共振周波数に応じて多種多様なケース
材を用意しなければならなかった。
【００１０】本発明の目的は、圧電振動板の径や厚みを
変更せずとも共振周波数をより一層低めることができ、
しかも、特殊なケース材を必要としない圧電型電気音響
変換器を提供することにある。
変更せずとも共振周波数をより一層低めることができ、
しかも、特殊なケース材を必要としない圧電型電気音響
変換器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために成されたものであり、本発明の広い局面に
よれば、金属板の片面に圧電素子を貼り合わせてなる圧
電振動板を該圧電振動板の周縁部で支持してなる圧電型
電気音響変換器において、駆動時に、周縁部における応
力の周方向への伝達を抑制するように、圧電振動板の周
縁部に応力伝達抑制手段を設けたことを特徴とする、圧
電型電気音響変換器が提供される。
成するために成されたものであり、本発明の広い局面に
よれば、金属板の片面に圧電素子を貼り合わせてなる圧
電振動板を該圧電振動板の周縁部で支持してなる圧電型
電気音響変換器において、駆動時に、周縁部における応
力の周方向への伝達を抑制するように、圧電振動板の周
縁部に応力伝達抑制手段を設けたことを特徴とする、圧
電型電気音響変換器が提供される。
【００１２】すなわち、本願発明者は、金属板の片面に
圧電素子を貼り合わせてなる圧電振動板を該圧電振動板
の周縁部で支持した構造を有する圧電型電気音響変換器
において共振周波数を低めるには、周縁部における応力
の周方向への伝達を抑制すればよいことを見い出し、本
発明を成すに至った。本発明では、圧電振動板に応力伝
達抑制手段が設けられており、それによって周縁部にお
ける応力の周方向への伝達が確実に抑制される。従っ
て、圧電型電気音響変換器における共振周波数を効果的
に低めることが可能とされる。
圧電素子を貼り合わせてなる圧電振動板を該圧電振動板
の周縁部で支持した構造を有する圧電型電気音響変換器
において共振周波数を低めるには、周縁部における応力
の周方向への伝達を抑制すればよいことを見い出し、本
発明を成すに至った。本発明では、圧電振動板に応力伝
達抑制手段が設けられており、それによって周縁部にお
ける応力の周方向への伝達が確実に抑制される。従っ
て、圧電型電気音響変換器における共振周波数を効果的
に低めることが可能とされる。
【００１３】本発明の特定的な局面によれば、上記応力
伝達抑制手段は、圧電振動板の周縁部において、圧電振
動板が支持されない部分を圧電振動板自体に設けたこと
により構成されている。
伝達抑制手段は、圧電振動板の周縁部において、圧電振
動板が支持されない部分を圧電振動板自体に設けたこと
により構成されている。
【００１４】また、上記応力伝達抑制手段は、種々の態
様で構成することができ、特に限定されるものではない
が、例えば、圧電振動板の外周縁において側方に突出す
る複数の突出部を設け、該複数の突出部間の空間により
構成することができる。また、圧電振動板の外周縁から
内側に向かって形成された切り込みにより応力伝達抑制
手段を構成することも可能である。さらに、圧電振動板
の外周縁近傍に設けられた窓部により応力伝達抑制手段
を構成してもよい。
様で構成することができ、特に限定されるものではない
が、例えば、圧電振動板の外周縁において側方に突出す
る複数の突出部を設け、該複数の突出部間の空間により
構成することができる。また、圧電振動板の外周縁から
内側に向かって形成された切り込みにより応力伝達抑制
手段を構成することも可能である。さらに、圧電振動板
の外周縁近傍に設けられた窓部により応力伝達抑制手段
を構成してもよい。
【００１５】本発明のより限定的な局面では、閉環状支
持面を有する第１，第２のケース材がさらに備えられて
おり、この場合、圧電振動板の周縁部が上記応力伝達抑
制手段を設けたことにより部分的に支持されるように、
第１，第２のケース材の閉環状支持面間に圧電振動板が
挟持される。
持面を有する第１，第２のケース材がさらに備えられて
おり、この場合、圧電振動板の周縁部が上記応力伝達抑
制手段を設けたことにより部分的に支持されるように、
第１，第２のケース材の閉環状支持面間に圧電振動板が
挟持される。
【００１６】本発明のさらに限定的な局面では、上記第
１のケース材は、内周面に段差部を有する第１の筒状ケ
ースであり、該段差部により閉環状支持面が構成され、
第２のケース材が第１のケース材に挿入される第２の筒
状ケースであり、第２の筒状ケースの一方端面が閉環状
支持面を構成する。
１のケース材は、内周面に段差部を有する第１の筒状ケ
ースであり、該段差部により閉環状支持面が構成され、
第２のケース材が第１のケース材に挿入される第２の筒
状ケースであり、第２の筒状ケースの一方端面が閉環状
支持面を構成する。
【００１７】なお、第１，第２の筒状ケースは、必ずし
も円筒状のものである必要はなく、圧電振動板の平面形
状に応じて角筒状などの適宜の形状とすることができ
る。また、本発明における圧電振動板の形状について
は、円板のものに限定されず、四角形板などの他の形状
のものであってもよい。従って、圧電振動板の周縁部な
る表現において、「周縁部」は必ずしも円周状の周縁部
のみを示すものではなく、四角形の周縁部等も含むもの
とする。
も円筒状のものである必要はなく、圧電振動板の平面形
状に応じて角筒状などの適宜の形状とすることができ
る。また、本発明における圧電振動板の形状について
は、円板のものに限定されず、四角形板などの他の形状
のものであってもよい。従って、圧電振動板の周縁部な
る表現において、「周縁部」は必ずしも円周状の周縁部
のみを示すものではなく、四角形の周縁部等も含むもの
とする。
【００１８】また、第１，第２のケース材の閉環状支持
面の閉環状なる用語についても、円環に限らず角環をも
含むものとする。なお、上記閉環状支持面とは、必ずし
も閉環に沿って幅を有するものに限らず、ほとんど幅を
有しない線接触的に圧電振動板を構成するものをも含む
ものとする。
面の閉環状なる用語についても、円環に限らず角環をも
含むものとする。なお、上記閉環状支持面とは、必ずし
も閉環に沿って幅を有するものに限らず、ほとんど幅を
有しない線接触的に圧電振動板を構成するものをも含む
ものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
係る圧電型電気音響変換器を示す縦断面図である。
係る圧電型電気音響変換器を示す縦断面図である。
【００２０】圧電型電気音響変換器１は、相対的に径の
大きな有底円筒状の第１の筒状ケース２と、相対的に径
の小さな有底円筒状の第２の筒状ケース３とを備える。
第１，第２の筒状ケース２，３は、合成樹脂、金属また
はセラミックス等の適宜の材料により構成することがで
き、その材質については特に限定されるものではない。
大きな有底円筒状の第１の筒状ケース２と、相対的に径
の小さな有底円筒状の第２の筒状ケース３とを備える。
第１，第２の筒状ケース２，３は、合成樹脂、金属また
はセラミックス等の適宜の材料により構成することがで
き、その材質については特に限定されるものではない。
【００２１】筒状ケース２は、上面中央に音波を放射す
るための開口２ａを有する。また、上面の周縁部から下
方に向かって延びる筒状部２ｂを有する。筒状部２ｂの
内周面の中間高さ位置には、段差部が設けられており、
該段差部の下方に向かう面が閉環状支持面としての円環
状支持面２ｃを構成している。円環状支持面２ｃの下方
には、周方向に延びる係合凹部２ｄが形成されている。
るための開口２ａを有する。また、上面の周縁部から下
方に向かって延びる筒状部２ｂを有する。筒状部２ｂの
内周面の中間高さ位置には、段差部が設けられており、
該段差部の下方に向かう面が閉環状支持面としての円環
状支持面２ｃを構成している。円環状支持面２ｃの下方
には、周方向に延びる係合凹部２ｄが形成されている。
【００２２】他方、筒状ケース３は、底部中央に開口３
ａを有する。開口３ａは、後述の電極引き出し手段とし
てのリード線７，８を引き出すために設けられている。
筒状ケース３の底面の周縁部から上方に立ち上がるよう
に筒状部３ｂが設けられている。筒状部３ｂの上端が、
閉環状支持面としての円環状支持面３ｃを構成してい
る。また、筒状部３ｂの中間高さ位置においては、外側
に突出するように係合突起３ｄが形成されている。係合
突起３ｄは、第１の筒状ケース２に設けられた係合凹部
２ｄに嵌合させるために設けられている。
ａを有する。開口３ａは、後述の電極引き出し手段とし
てのリード線７，８を引き出すために設けられている。
筒状ケース３の底面の周縁部から上方に立ち上がるよう
に筒状部３ｂが設けられている。筒状部３ｂの上端が、
閉環状支持面としての円環状支持面３ｃを構成してい
る。また、筒状部３ｂの中間高さ位置においては、外側
に突出するように係合突起３ｄが形成されている。係合
突起３ｄは、第１の筒状ケース２に設けられた係合凹部
２ｄに嵌合させるために設けられている。
【００２３】圧電振動板４は、黄銅、４２Ｎｉ−Ｆｅ合
金またはステンレスなどからなる金属板５の下面に圧電
セラミックス６を貼り合わせた構造を有する。圧電セラ
ミックス６の下面には、図示しない電極が形成されてい
る。圧電振動板６の下面の電極には、リード線７が接合
されており、金属板５の下面には、リード線８が接続さ
れている。リード線７，８は電極引き出し手段を構成し
ており、リード線７，８から電圧を印加することにより
圧電セラミックス６が励振され、金属板５とともに振動
する。
金またはステンレスなどからなる金属板５の下面に圧電
セラミックス６を貼り合わせた構造を有する。圧電セラ
ミックス６の下面には、図示しない電極が形成されてい
る。圧電振動板６の下面の電極には、リード線７が接合
されており、金属板５の下面には、リード線８が接続さ
れている。リード線７，８は電極引き出し手段を構成し
ており、リード線７，８から電圧を印加することにより
圧電セラミックス６が励振され、金属板５とともに振動
する。
【００２４】ところで、圧電振動板４は、第１の筒状ケ
ース２の円環状支持面２ｃと、第２の筒状ケース３の円
環状支持面３ｃとの間に挟持されることにより支持され
ている。
ース２の円環状支持面２ｃと、第２の筒状ケース３の円
環状支持面３ｃとの間に挟持されることにより支持され
ている。
【００２５】本実施例の特徴は、上記圧電振動板４に、
図２に底面図で示すように、応力伝達抑制手段が設けら
れていることにある。図２に示すように、圧電振動板４
の金属板５の外周縁には、複数の突起５ａが形成されて
いる。従って、金属板５の外周縁では、周方向に、複数
の突起５ａが分散形成されているため、隣り合う突起５
ａ，５ａ間に空間が設けられることになる。
図２に底面図で示すように、応力伝達抑制手段が設けら
れていることにある。図２に示すように、圧電振動板４
の金属板５の外周縁には、複数の突起５ａが形成されて
いる。従って、金属板５の外周縁では、周方向に、複数
の突起５ａが分散形成されているため、隣り合う突起５
ａ，５ａ間に空間が設けられることになる。
【００２６】本実施例では、圧電振動板４は、上記複数
の突起５ａが設けられている部分において、図１に示し
た円環状支持面２ｃ，３ｃ間に挟持されている。従っ
て、圧電振動板４は、その外周縁において、部分的にの
み支持されることになるため、実開平５−９０５９４号
公報に記載の圧電型電気音響変換器の場合と同様に共振
周波数を低めることができる。
の突起５ａが設けられている部分において、図１に示し
た円環状支持面２ｃ，３ｃ間に挟持されている。従っ
て、圧電振動板４は、その外周縁において、部分的にの
み支持されることになるため、実開平５−９０５９４号
公報に記載の圧電型電気音響変換器の場合と同様に共振
周波数を低めることができる。
【００２７】のみならず、本実施例では、圧電振動板自
体に上記応力伝達抑制手段として複数の突起５ａ，５ａ
間の空間が設けられているため、駆動時に圧電振動板４
に発生した応力が外周縁部において周方向に伝搬しよう
としても、突起５ａ，５ａ間で遮断される。従って、上
記圧電振動板自体における周方向への応力の伝達が抑制
されるため、より一層共振周波数が低められる。従っ
て、実開平５−９０５９４号公報に記載の圧電型電気音
響変換器に比べて、より一層低い共振周波数の圧電型電
気音響変換器を提供することができる。なお、図２にお
いて、６ａは電極を示し、圧電セラミックス６の下面に
おいて周縁にギャップを残すように形成されている。
体に上記応力伝達抑制手段として複数の突起５ａ，５ａ
間の空間が設けられているため、駆動時に圧電振動板４
に発生した応力が外周縁部において周方向に伝搬しよう
としても、突起５ａ，５ａ間で遮断される。従って、上
記圧電振動板自体における周方向への応力の伝達が抑制
されるため、より一層共振周波数が低められる。従っ
て、実開平５−９０５９４号公報に記載の圧電型電気音
響変換器に比べて、より一層低い共振周波数の圧電型電
気音響変換器を提供することができる。なお、図２にお
いて、６ａは電極を示し、圧電セラミックス６の下面に
おいて周縁にギャップを残すように形成されている。
【００２８】本実施例により共振周波数を効果的に低め
得ることを、具体的な実験結果を参照して説明する。図
２に示した圧電振動板として、複数の突起５ａの高さＨ
＝０．５ｍｍ、図２に示す径Ｄ（すなわち複数の突起の
上端を含む金属板５の径）＝１５ｍｍ、金属板５の厚み
＝０．１ｍｍ、圧電セラミックス板６の径＝９ｍｍ、圧
電セラミックス板６の厚み＝０．０８ｍｍのものを用意
した。なお、複数の突出部５ａの数は、図２に示されて
いるように、周方向に８個形成した。
得ることを、具体的な実験結果を参照して説明する。図
２に示した圧電振動板として、複数の突起５ａの高さＨ
＝０．５ｍｍ、図２に示す径Ｄ（すなわち複数の突起の
上端を含む金属板５の径）＝１５ｍｍ、金属板５の厚み
＝０．１ｍｍ、圧電セラミックス板６の径＝９ｍｍ、圧
電セラミックス板６の厚み＝０．０８ｍｍのものを用意
した。なお、複数の突出部５ａの数は、図２に示されて
いるように、周方向に８個形成した。
【００２９】上記圧電振動板４を、図１に示した筒状ケ
ース２，３で挟持し、その共振周波数を測定したとこ
ろ、図８に示す結果が得られ、共振周波数は３．７６ｋ
Ｈｚであった。
ース２，３で挟持し、その共振周波数を測定したとこ
ろ、図８に示す結果が得られ、共振周波数は３．７６ｋ
Ｈｚであった。
【００３０】これに対して、複数の突出部５ａを設け
ず、径が１５ｍｍの金属板を用いたことを除いては、上
記実施例と同様にして作製した圧電型電気音響変換器に
ついて、同様に共振特性を測定したところ、図９に示す
結果が得られ、中心周波数は４．６９ｋＨｚであった。
ず、径が１５ｍｍの金属板を用いたことを除いては、上
記実施例と同様にして作製した圧電型電気音響変換器に
ついて、同様に共振特性を測定したところ、図９に示す
結果が得られ、中心周波数は４．６９ｋＨｚであった。
【００３１】従って、本実施例によれば、共振周波数を
２０％も低下させ得ることがわかる。なお、本実施例に
おいて、上記複数の突起５ａの大きさ、すなわち図２に
示す突起５ａの幅Ｗ及び高さＨや突起５ａの数について
は特に限定されるものではない。もっとも、幅Ｗ、高さ
Ｈ及び数を適宜調整することにより、共振周波数をより
効果的に低め得ることが確かめられている。
２０％も低下させ得ることがわかる。なお、本実施例に
おいて、上記複数の突起５ａの大きさ、すなわち図２に
示す突起５ａの幅Ｗ及び高さＨや突起５ａの数について
は特に限定されるものではない。もっとも、幅Ｗ、高さ
Ｈ及び数を適宜調整することにより、共振周波数をより
効果的に低め得ることが確かめられている。
【００３２】すなわち、図８に示す共振特性が得られた
圧電型電気音響変換器において、圧電振動板に設けた上
記突出部５ａの数を変化させて、共振周波数を測定した
ところ、図１０に示す結果が得られた。図１０から明ら
かなように、突出部の数を８個から４個まで少なくして
いくことにより、共振周波数をより一層低め得ることが
わかる。もっとも、本願発明者の実験によれば、突出部
の数ｎは２以上とすべきことが確かめられている。すな
わち、突出部の数ｎが２未満の場合には、支持が困難と
なり、効果を確認することが難しい。
圧電型電気音響変換器において、圧電振動板に設けた上
記突出部５ａの数を変化させて、共振周波数を測定した
ところ、図１０に示す結果が得られた。図１０から明ら
かなように、突出部の数を８個から４個まで少なくして
いくことにより、共振周波数をより一層低め得ることが
わかる。もっとも、本願発明者の実験によれば、突出部
の数ｎは２以上とすべきことが確かめられている。すな
わち、突出部の数ｎが２未満の場合には、支持が困難と
なり、効果を確認することが難しい。
【００３３】また、上記幅Ｗ及び高さＨ並びに図２に示
した金属板５の径Ｄについては、下記の式（１）及び
（２）を満たす設定することが好ましいことが確かめら
れている。
した金属板５の径Ｄについては、下記の式（１）及び
（２）を満たす設定することが好ましいことが確かめら
れている。
【００３４】
【数１】
【００３５】
【数２】
【００３６】なお、突出部５ａを複数設ける場合、その
間隔については、均等であることが好ましいが、不均等
であってもよいことも確かめられている。さらに、図３
に底面図で示すように、複数の突出部５ａを設けるにあ
たり、大きさが異なる突出部５ｂ，５ｃを設けてもよ
い。
間隔については、均等であることが好ましいが、不均等
であってもよいことも確かめられている。さらに、図３
に底面図で示すように、複数の突出部５ａを設けるにあ
たり、大きさが異なる突出部５ｂ，５ｃを設けてもよ
い。
【００３７】また、上記実施例では、圧電振動板に設け
られる応力伝達抑制手段は複数の突出部５ａであった
が、図４に底面図で示すように、金属板５の外周縁から
内側に向かって複数の切り込み１１を形成し、それによ
って応力伝達抑制手段を構成してもよい。同様に、図５
に示すように、金属板の外周縁近傍において、複数の窓
部１２を設け、該窓部１２によって応力伝達抑制手段を
構成してもよい。
られる応力伝達抑制手段は複数の突出部５ａであった
が、図４に底面図で示すように、金属板５の外周縁から
内側に向かって複数の切り込み１１を形成し、それによ
って応力伝達抑制手段を構成してもよい。同様に、図５
に示すように、金属板の外周縁近傍において、複数の窓
部１２を設け、該窓部１２によって応力伝達抑制手段を
構成してもよい。
【００３８】すなわち、本発明における応力伝達抑制手
段は、駆動時に、圧電振動板の周縁部における応力の周
方向への伝達を遮断もしくは抑制し得るものである限
り、特に限定されず、図４に示す切り込み１１や図５に
示す窓部１２のように、適宜変形することができる。
段は、駆動時に、圧電振動板の周縁部における応力の周
方向への伝達を遮断もしくは抑制し得るものである限
り、特に限定されず、図４に示す切り込み１１や図５に
示す窓部１２のように、適宜変形することができる。
【００３９】また、上述した実施例では、圧電振動板４
は、平面形状が円形であったが、圧電振動板について
は、図６及び図７に示すように、略正方形の平面形状を
有するものであってもよい。図６に示す圧電振動板１３
では、平面形状が略正方形の金属板１４が用いられお
り、該金属板１４の周縁に、等しい大きさの複数の突出
部１４ａが応力伝達抑制手段を構成するために設けられ
ている。また、図７に示す圧電振動板では、大きさの異
なる複数の突出部１５ａ，１５ｂなどが、略正方形の平
面形状を有する金属板１５に設けられている。
は、平面形状が円形であったが、圧電振動板について
は、図６及び図７に示すように、略正方形の平面形状を
有するものであってもよい。図６に示す圧電振動板１３
では、平面形状が略正方形の金属板１４が用いられお
り、該金属板１４の周縁に、等しい大きさの複数の突出
部１４ａが応力伝達抑制手段を構成するために設けられ
ている。また、図７に示す圧電振動板では、大きさの異
なる複数の突出部１５ａ，１５ｂなどが、略正方形の平
面形状を有する金属板１５に設けられている。
【００４０】なお、金属板１４，１５においても、上記
複数の突出部に代えて、切り込みや窓部を形成して応力
伝達抑制手段を構成してもよい。さらに、圧電振動板の
平面形状は、円や正方形に限らず、長方形や六角形等の
他の形状であってもよい。
複数の突出部に代えて、切り込みや窓部を形成して応力
伝達抑制手段を構成してもよい。さらに、圧電振動板の
平面形状は、円や正方形に限らず、長方形や六角形等の
他の形状であってもよい。
【００４１】同様に、圧電振動板を支持する第１，第２
のケース材についても、圧電振動板の形状に応じて、適
宜の形状を有するように構成することができ、例えば図
６に示した圧電振動板１３を支持する場合には、円環状
支持面２ｃ，３ｃ（図１参照）に代えて、角環状の支持
面を有する角筒状ケース材を用いればよい。
のケース材についても、圧電振動板の形状に応じて、適
宜の形状を有するように構成することができ、例えば図
６に示した圧電振動板１３を支持する場合には、円環状
支持面２ｃ，３ｃ（図１参照）に代えて、角環状の支持
面を有する角筒状ケース材を用いればよい。
【００４２】さらに、図１に示した圧電電気音響変換器
では、圧電振動板４は、周縁部において、第１，第２の
ケース材としての筒状ケース２，３の閉環状支持面２
ｃ，３ｃ間に挟持されて支持されていたが、圧電振動板
を周縁部で支持する構造である限り、適宜の支持構造を
用いることができる。例えば、図１１に示すように、筒
状ケース２１の中間高さ位置に閉環状支持面２１ａを構
成するための段差部を設け、該閉環状支持面２１ａに接
着剤２２を用いて圧電振動板４を貼り合わせた構造であ
ってもよい。この場合においても、圧電振動板４は、上
述した複数の突出部５ａにおいてのみ接着剤２２によっ
て接着され固定されている。従って、図１に示した圧電
型電気音響変換器１の場合と同様に共振周波数を効果的
に低め得る。
では、圧電振動板４は、周縁部において、第１，第２の
ケース材としての筒状ケース２，３の閉環状支持面２
ｃ，３ｃ間に挟持されて支持されていたが、圧電振動板
を周縁部で支持する構造である限り、適宜の支持構造を
用いることができる。例えば、図１１に示すように、筒
状ケース２１の中間高さ位置に閉環状支持面２１ａを構
成するための段差部を設け、該閉環状支持面２１ａに接
着剤２２を用いて圧電振動板４を貼り合わせた構造であ
ってもよい。この場合においても、圧電振動板４は、上
述した複数の突出部５ａにおいてのみ接着剤２２によっ
て接着され固定されている。従って、図１に示した圧電
型電気音響変換器１の場合と同様に共振周波数を効果的
に低め得る。
【００４３】また、図１に示した実施例では、電極引き
出し手段としてリード線７，８を用いたが、図１２に示
すように、ばね性を有するリード端子２３，２４を用い
て圧電振動板４の電極を引き出してもよい。
出し手段としてリード線７，８を用いたが、図１２に示
すように、ばね性を有するリード端子２３，２４を用い
て圧電振動板４の電極を引き出してもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る圧電型電気
音響変換器では、圧電振動板を周縁部で支持した構造に
おいて、圧電振動板自体に上記応力伝達抑制手段が設け
られているので、駆動時に周縁部における応力の周方向
への伝達が効果的に抑制される。従って、圧電振動板が
周縁部において部分的に支持されていること、並びに上
記応力伝達抑制手段の作用が相まって、従来の圧電型電
気音響変換器に比べて共振周波数をより一層低周波数側
にシフトさせることができる。しかも、圧電振動板自体
に応力伝達抑制手段を設けた構造を有するに過ぎないた
め、圧電振動板を支持するための支持構造側の部材、例
えばケース材に特殊な構造を設ける必要がない。よっ
て、従来から用いられているケース材などを用いて、よ
り一層共振周波数の低い圧電型電気音響変換器を提供す
ることができるため、圧電型電気音響変換器のコストの
増大を招くこともない。
音響変換器では、圧電振動板を周縁部で支持した構造に
おいて、圧電振動板自体に上記応力伝達抑制手段が設け
られているので、駆動時に周縁部における応力の周方向
への伝達が効果的に抑制される。従って、圧電振動板が
周縁部において部分的に支持されていること、並びに上
記応力伝達抑制手段の作用が相まって、従来の圧電型電
気音響変換器に比べて共振周波数をより一層低周波数側
にシフトさせることができる。しかも、圧電振動板自体
に応力伝達抑制手段を設けた構造を有するに過ぎないた
め、圧電振動板を支持するための支持構造側の部材、例
えばケース材に特殊な構造を設ける必要がない。よっ
て、従来から用いられているケース材などを用いて、よ
り一層共振周波数の低い圧電型電気音響変換器を提供す
ることができるため、圧電型電気音響変換器のコストの
増大を招くこともない。
【００４５】また、複数の突出部を設けることにより応
力伝達抑制手段を構成する場合には、圧電振動板を構成
するための金属板を打ち抜く際の金型や切断刃等を変更
するだけで、容易に応力伝達抑制手段が設けられた圧電
振動板を構成することができる。
力伝達抑制手段を構成する場合には、圧電振動板を構成
するための金属板を打ち抜く際の金型や切断刃等を変更
するだけで、容易に応力伝達抑制手段が設けられた圧電
振動板を構成することができる。
【００４６】同様に、切り込みにより応力伝達抑制手段
を構成する場合においても、従来から用意されている圧
電振動板のための金属板に、切断刃等により切り込みを
形成することにより容易に達成し得る。
を構成する場合においても、従来から用意されている圧
電振動板のための金属板に、切断刃等により切り込みを
形成することにより容易に達成し得る。
【００４７】さらに、窓部により応力伝達抑制手段を構
成する場合についても、圧電振動板を構成するための金
属板を打ち抜く際に、窓部も合わせて打ち抜き得るた
め、工程が増加することもない。
成する場合についても、圧電振動板を構成するための金
属板を打ち抜く際に、窓部も合わせて打ち抜き得るた
め、工程が増加することもない。
【図１】本発明の第１の実施例に係る圧電型電気音響変
換器を示す断面図。
換器を示す断面図。
【図２】第１の実施例の圧電型電気音響変換器に用いら
れる圧電振動板の底面図。
れる圧電振動板の底面図。
【図３】複数の突出部の形状が異なる圧電振動板を示す
底面図。
底面図。
【図４】複数の切り込みが形成されて応力伝達抑制手段
が設けられている圧電振動板を示す底面図。
が設けられている圧電振動板を示す底面図。
【図５】複数の窓部を設けることにより応力伝達抑制手
段を設けた圧電振動板の底面図。
段を設けた圧電振動板の底面図。
【図６】等しい形状の複数の突出部が外周縁に設けられ
た角板状の圧電振動板の底面図。
た角板状の圧電振動板の底面図。
【図７】異なる形状の突出部が外周縁部に設けられた角
板状の圧電振動板の底面図。
板状の圧電振動板の底面図。
【図８】第１の実施例の圧電型音響変換器の共振特性を
示す図。
示す図。
【図９】比較のために用意した圧電型電気音響変換器の
共振特性を示す図。
共振特性を示す図。
【図１０】複数の突出部の数と共振周波数との関係を示
す図。
す図。
【図１１】本発明が適用される圧電型電気音響変換器の
他の例を示す断面図であり、圧電振動板が接着剤により
支持されている例を示す図。
他の例を示す断面図であり、圧電振動板が接着剤により
支持されている例を示す図。
【図１２】電極引き出し構造が変形された第１の実施例
の圧電型電気音響変換器の変形例を示す断面図。
の圧電型電気音響変換器の変形例を示す断面図。
１…圧電型電気音響変換器 ２…第１の筒状ケース ３…第２の筒状ケース ４…圧電振動板 ５…金属板 ５ａ，５ｂ，５ｃ…突出部 ６…圧電セラミックス １１…切り込み １２…窓部 １３…圧電振動板 １４…金属板 １４ａ…突出部 １４ｂ，１４ｃ…突出部 １５…金属板 １５ａ，１５ｂ…突出部 ２１…筒状ケース
Claims (7)
- 【請求項１】 金属板の片面に圧電素子を貼り合わせて
なる圧電振動板を該圧電振動板の周縁部で支持してなる
圧電型電気音響変換器において、駆動時に、周縁部にお
ける応力の周方向への伝達を抑制するように、圧電振動
板の周縁部に応力伝達抑制手段を設けたことを特徴とす
る、圧電型電気音響変換器。 - 【請求項２】 前記応力伝達抑制手段は、圧電振動板の
周縁部において、圧電振動板が支持されない部分を圧電
振動板に設けたことにより構成されている、請求項１に
記載の圧電型電気音響変換器。 - 【請求項３】 前記応力伝達抑制手段が、圧電振動板の
外周縁において側方に突出する複数の突出部を設け、該
複数の突出部間の空間により構成されている、請求項２
に記載の圧電型電気音響変換器。 - 【請求項４】 前記応力伝達抑制手段が、圧電振動板の
外周縁から内側に向かって形成された切り込みにより構
成されている、請求項２に記載の圧電型電気音響変換
器。 - 【請求項５】 前記応力伝達抑制手段が、圧電振動板の
外周縁近傍に設けられた窓部により構成されている、請
求項２に記載の圧電型電気音響変換器。 - 【請求項６】 閉環状支持面を有する第１，第２のケー
ス材をさらに備え、 前記圧電振動板の周縁部が前記応力伝達抑制手段を設け
たことにより部分的に支持されるように、前記第１，第
２のケース材の閉環状支持面間に前記圧電振動板が挟持
されている、請求項１〜４の何れかに記載の圧電型電気
音響変換器。 - 【請求項７】 前記第１のケース材が、内周面に段差部
を有する第１の筒状ケースであり、該段差部により閉環
状支持面が構成されており、前記第２のケース材が第１
のケース材に挿入される第２の筒状ケースであり、第２
の筒状ケースの一方端面が閉環状支持面を構成してい
る、請求項６に記載の圧電型電気音響変換器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08199244A JP3123435B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 圧電型電気音響変換器 |
| US08/899,932 US5955821A (en) | 1996-07-29 | 1997-07-24 | Piezoelectric electro-acoustic transducer |
| DE69730789T DE69730789T2 (de) | 1996-07-29 | 1997-07-25 | Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler |
| EP97401795A EP0822537B1 (en) | 1996-07-29 | 1997-07-25 | Piezoelectric electro-acoustic transducer |
| CNB971161380A CN1145923C (zh) | 1996-07-29 | 1997-07-29 | 压电电声换能器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08199244A JP3123435B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 圧電型電気音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051897A true JPH1051897A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3123435B2 JP3123435B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=16404574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08199244A Expired - Lifetime JP3123435B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 圧電型電気音響変換器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5955821A (ja) |
| EP (1) | EP0822537B1 (ja) |
| JP (1) | JP3123435B2 (ja) |
| CN (1) | CN1145923C (ja) |
| DE (1) | DE69730789T2 (ja) |
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