JPS58145298A - 圧電形電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、感度の高い圧電形電気音響変換器に関する
ものである。

従来、セラミ７り圧電板を用いた圧電形電気音響変換器
においては、第１図、＃！２図、第３図に示すような振
動板が用いられていた。第１図は通常の発音体用で、セ
ラミック圧電板の両面ともに全面電極を用いている。第
２図、第３図は自励発振回路と組み合わせて用いられる
発音体用で、金属板と接着される側の電極は全面電極で
あり、反対側の電極は主電極と佛還電極の２つに分割さ
れている。

第】図〜ｊｌＩａ図において、各（ＩＬ）図は振動板の
斜視図、各（ｂ）図はセラミック圧電板の金属板と接着
されない面の電極バター７図、各（ｃ）図はセラミック
圧電板の金属板と接着される面の電極パターン図である
。これらの図において、１は金属板、２はセラミック圧
電板、３．３′は表面および裏面の全面電極、４は主電
極、５は帰還電極をあられす。そしてｔｇｓ図〜第３図
の各Ｃａ）＃ＡＫ示す振動板はいずれも周縁がクランプ
されて散り付１ｆられ（図示は省略）、圧゛電形電気音
響変換器が構成される。

莞４図に共振周波数を一定にし、セラミック圧く板厚み
／金属板厚み−１としたときの受音体として用いるとき
、および発音体として用いるときの電圧感度と、（セラ
ミック圧電板の径）／（金属板クランプ径）との関係を
曲Ｍ１．ＩＩとして示した。通常クランプ径は金属板１
の径より２〜３龍小さい直に選ばれる。ここで、電極は
セラミック圧電板２の径に等しい径をもつ全面電極３．
３′とした。第４図から受音体としての電圧感度（曲線
１）は（セラミック圧電板の径）／（金属板のクランプ
径＞　−Ｏ，Ｓ付近で最大となるが、発音体としての電
圧感度（曲＃ｌ［）は０．８５付近で最大となることが
わかる。

従来は、第１図〜第３図の構成において（セラミック圧
電板の径）／（金属板クランプ径）は０゜ｂ５〜０９５
程度に選ばれていた。これは、これらの構成の変換器が
主としてシザー、受話器などの発音体として使用されて
おり、発音体としての感度を１ｙｔＬで設計されていた
ためである。

ところか、これをそのまま受音体として使用すると電圧
感度はイ多く（最高のときと比較すると約３ｄＢ低い）
ＳＮ比の低下を招く。逆に受音体としての電圧感度を重
視して設計したとすると、発音体としての電圧感度は低
く（最高のときと比較すると６ｄＢ以上低い）なる。結
局、用途別に２種類の振動板を設計するか、いずれか一
方のあるいは両方の感度を犠牲圧する必要があり、かつ
受音体として用いるとき電圧感度が低いという欠点があ
った。

この発明は、上記の欠点を解決するためになされたもの
で、圧電板の表裏の少なくとも一方の面の中央部に圧電
板の面積の１７２以下の電極を設けたものである。以下
、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

第５図、第６図はこの発明の一実施例をそれぞれ示すも
ので、第５図は受音体用の振動板、第６図は発音体用の
振動板である。いずれも各（ａ）図は振動板の斜視図、
各（ｂ）図は金属板と接着されない面の電極パターン図
、各（ｃ）図は金属板と接着される面の電極パターン図
である。これらの図において、１は金属板、２はセラ１
ツク圧電板、３′は全面電極、４は主電極、・は補助電
極である。

まず、第６図の発音体用の振動板については、金属と接
着される面の電極は主電極４と補助電極口とに分離され
てはいるが、いずれも金属板ＩＫ接着されているため、
この金属板１によって導通しており、従来の場合（第１
図）と動作上の差はない。

第５図の受音体用の振動板については、中央部の主電極
４のみを使用することＫより高い感度の受音体を実現で
きる。

主電極４の径と電圧感度との関係については次に詳細に
説明する。

第７図は一例として（セラミック圧電板の径）／（金属
板クランプ径）−ｏ、５ｓ（１１４図において発音体の
電圧感度が最大となる寸法比）とした場合の（主電極径
）／（金属板クランプ径）と、受音体感度との関係の例
を示す。曲線Ｉは主電極４を用いたとき、曲線層は主電
極４と補助電極６とを同時に用いたときの受音体の相対
感度を示す。

ただし、共振周波数は一定とする。

第７図から、全面電極３′として受音体感度を最大Ｋし
た場合よりも、セラミック圧電板２の径は発音体の感度
が最大となるように選び、受音体として使用する場合に
は主電極４の径のみを小さくした場合、例えば金属板１
のクランプ径の３割以下の方が、感度が２　ｄＢ程度高
いことがわかる。

また、発音体の感度が最大となるよ５Ｋしたものを全面
電極３゛のまま受音体として使用した場合と比較すると
約５ｄＢ高い感度の受音体を実現できる。さらに、主電
極４の径を金１１のクランプ径の６割以下、つまり主電
極補の径をセラミック圧電板２の径の７割以下１面積圧
してセラミック圧電板２０面積の１７２以下にすれば、
従来より感度の高い受音体を発音体としての感度を低下
させずに実現することができる。また、この場合金属板
１．セラミック圧電板２ともに同一のものが使用でき、
単にセラミック圧電板！の接着面の表裏を逆にするのみ
であるので、量産効果６部品の管理の点で有利であると
ともに振動板とした状態でも、機械的、音響的には全く
同じであるので、ｌ換器設計が容易である。

第８図はこの発明の他の実施例である。第８図Ｃｍ）は
振動板の斜視図、第８図（ｂ）、　　（ｅ）はいずれも
セラミック圧電板２の金属板１と接着しない面の１を愼
パターンであり、両者とも主ぽ極４と補助電極６に分割
してあり、（ｂ　）図は受音体用、（Ｃ）図は発音体用
である。

いずれの場合も同一の振動板構成を用いるものであり、
受音体として使用する場合は前に説明したのと同様、主
電極４のみな使用する。発音体として使用する場合は、
主電極４と補助電極６を導電材（導電塗料、銀ペースト
、はんだなど）Ｔで短絡し両方の電極を使用するもので
ある。この場合は、受圧体１発音体ともに全く同じ撮動
板な用い。

発音体として使用する場合にのみ主電極４と補助電極６
を短絡すればよく、上記の例よりもさらに緻産効釆、Ｓ
品管理の面で有利である。また、この場合、金属板１と
接着される面の電極は必ずしも全ｔｈ１１に極でなく、
例えば第９図に示すよ５にセラミンク圧電板の両側とも
に同一寸法の主電極と補助電極から構成してもよい。

第９図（、）は金属板と接層されない面の電極パターン
、第９図（ｂ）は金属板と接着される面の電極パターン
である。このようにすると、接着に際し、セラミック圧
電板２の表裏を区別する必要がない。

また、受音体としてのみ使用する場合は第１０図に示す
ように補助電極を除去することができる。

この場合の金属板と接触する鋼の１ｍは、全面電極でも
、第９図（ａ）のように主電極４と補助電極６とに分割
したものでも、あるいは場合によっては金属板に電極の
作用をさせてもよい。

なお、上記実施例ではセラミック圧電板２を用いたが、
これは他の圧電板であってもよく、また、金属板１Ｋか
えて他の基板、例えば非導電性の板を用いることもでき
る。さらに、主電極４の形状は円形に限定されるもので
なく、矩形や多角形等をも用いることができる。

以上詳細に説明したようＫ、この発明は圧電板の＆裏の
うち少なくとも一方の向の中央部に圧電愼の面積の１／
２以下の電極を形成して圧電形電気曾響変換器としたの
で、従来にくらべて感度の高い受音体を得ることができ
る。さらに、この発明は圧電板の表裏の電極のうち、少
なくとも一方のｌｌ！檜として、圧電板の中央部にこの
圧電板の面積の】／２以下の主電極と、この主電極を取
り囲む補助電極とを互いに分離して形成したので、受峰
体と発音体に同一寸法の基板、圧電板を使用することが
できるので、ＳＮ比の改善がはかれ、量屋効米か得られ
、かつ部品管理の単純化がはかれる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の通常の発音体用の振動板であり第２図、
第３図は従来の自励発振回路と組み合わせて用いられる
発音体用の振動板であり、各（ａ）図は振動板の斜視図
、各（ｂ）図は金属板と接着されない面の電極パターン
の平向図、各（Ｊ、　）図は金属板と接層される面の電
極バター／の平向図、第４図は基低周波数を一定としく
金属板厚み）／（セラミック圧電板厚み）−１としたと
きの変換器の相対電圧感度と（セラミック圧電板の径）
／（金属板クランプ径）との関係を示す図、講５図。 第６図はこの発明の一実施例を示すもので、紀５図は受
音体用、第６図は発音体用のそれぞれの振動板であり、
各（ａ）図は撮動板の斜視図、各（ｂ）図は金属板と接
着されない面の電極パターンの平面図、各（ｅ）図は金
属板と接層される面の電極パターンの平面図、第７図は
セラミック径を発音体の感度が最大となるような値にし
たときの主電極の径と感度との関係を示す図、第８図は
この発明の他の実施例を示すもので、（＆）図は振動板
の斜視図、（ｂ）図は受音体として使用するときのセラ
ミック圧電板の金属板と接着されない面の電極パターン
の平面図、（ｅ）図は発音体と１℃使用するときのセラ
ミック圧電板の金属板と接層されない面の電極パターン
の平面図、第９図はセラミック圧電板の表裏の電極パタ
ーンを同一にした実施例図は金属板と接着される面の電
極パターンな°示す平面図、第１θ図は受音体としての
み用いるときの電極パターンを示す平向図である。 図中、１は金属板、２はセラ１ツク圧電板、３゜３′は
全面電極、４は主電極、６は補助電極、Ｔは４ｄＬ材で
ある。 第１図 第２図 第３図 第４図 セラＳｖり圧ｔｌ扱のオ！／金属扱のククング径第５図 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　（ｃ）第６図 第７図 電４！！径°ｌ　金属板のクランプ径

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１基板に圧電板を貼付してなる圧電バイモル中央部
   に前記圧電板の面積の］／２以下の主電極を形成したこ
   とを特徴とする圧電形電気音響変換器。 蓼）　基板に圧電板を貼付してなる圧電バイモルフ振動
   板を使用した圧電形電気音響変換器において、前記圧電
   板の表裏の電極のうち、少な（とも一方の電極として、
   前記圧電板の中央部にこの圧電板の面積の１／２以下の
   主電極と、この主電極を瑣り囲む補助電極とを互いに分
   離して形成したことをｊ［ｌとする圧電形電気音響変換
   器。