JPS58200697A - 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】 本発明は、２枚の圧電セラミックスから形成されるバイ
モルフ振動子を用いた圧電形電気音響変換器に関するも
のである。

第１図（Ａ）、第１図（Ｂ）は従来の圧電型電気音響変
換器の平面図および側面図、第２図は、第１図の動作原
理を示す圧電型電気音響変換器の作動図である。

２はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系磁器等からなる
圧電セラミックス、６はチタン、ステンレスあるいは黄
銅等からなる薄い金属板であって、金属板６に圧電セラ
ミックス２を同心円上に貼り一ノけることにより、非対
称円形バイモルフとし、圧電形電気音響変換器１が構成
されている。

一般に薄い円板状の圧電セラミックスに交流型Ｊ１を印
加すると、最低時の共振現象は径方向振動で起こり、こ
の時円板状の圧電セラミックスの直径はわずかに伸びた
り、縮んだりする。しかしなから、圧電セラミックス２
の伸び縮みは第１図の様に金属板３に接着されているた
め、歪曲振動になイ）。すなわち、金属板３の周辺が固
定されている場合、第２図（Ａ）の様に端子４．５に正
電圧が印加されると、圧電セラミックス２が伸び、圧電
セラミックス２側に円錐状に歪曲し、端子４．５に負電
圧が印加されると、第２図（Ｂ）の様に０−電セラミノ
クス２は縮み、圧電セラミックス２側が捕鉢状に歪曲す
る。従って、端子４の極性をｉｎ　Ｅ−１交互に、連続
的に変えると、つまり交流信号を口Ｊ聴絢波数範囲内で
印加すると、金属板６の歪面振動か起り、可聴音を発生
できる様になっている。

この様に、従来の圧電形電気音響変換器１は、圧電セラ
ミックス２の直径方向の単純な伸び縮みを振動板である
金楓板乙の歪曲振動に変換することによって可聴音を発
生させていたため、圧電セラミックス２の振動を直接金
属板乙の振動に変換することができず、エネルギー変換
効率の悪（・電気音響変換器となっていた。又、振動板
として金属板６を使用していたために、圧電形電気音響
変換器１の再生筒波数帯域を決定する最低共振周波数ｆ
。が高（なってしまい、低音を再生することができない
という欠点を有していた。

上記の従来の圧電形電気音響変換器１の欠点の一つであ
るエネルギー変換効率の悪さは、圧電セラミックス２自
体か径方向振動するのでなく直接歪曲振動する。ことが
できれ、は良くなることが期待ｊ′。

できるが、この考えを実現する一手段に、圧電セラミッ
クス２のかわりにバイモルフ振動子を採用する方法か考
えらねる。

第３図は、バイモルフ振動子の構成図であって、・第３
図（Ａ）は直列型バイモルフ、第３図（１３）は並列型
バイモルフを表わしている。

バイモルフ振動子とは、簡単に説明すると、例えば長さ
方向に伸び縮みする圧電セラミックスを２枚貼り合わせ
、一方が伸ひる時に他方が縮み、全体とし−（屈曲振動
を起こすもの（屈曲型バイモルフ）で、圧電セラミック
スの形状が第１図の様な円板状であると、バイモルフ振
動子単体で第２図の様な歪曲振動を行なわせることがで
きるものである。

第３図（Ａ）の直列型バイモルフ１０は電極をつけて貼
り合わせた２枚の圧電セラミックス板１２ａ、１２ｂの
分極方向を逆にして（並列に分極する；矢印１６ａ、１
６ｂは分極方向を示す）、外側の電極を電気信号入力端
子としたもの、第３図（１３）の並列型バイモルフ１１
は２枚の圧電セラミックス１３ａ、１３ｂの分極方向を
揃え（直列に分極する；矢印１７ａ、１７ｂは分極方向
を示す）、外側電極を短絡して、この外側電極と中央電
極とを■１；気信号入力端子としたものである。

この様に、バイモルフ振動子はその電気信号入力端子の
取り出し方により直列型と並列型に分けられるか、いず
れの場合も電気信号入力端子１４．１５に交流４８号を
加えることにより、屈曲振動（あるいは歪曲振動）を行
なわせることができる様になって（・る。

第４図（Ａ）、第４図（Ｂ）は圧電セラミックスの振動
エネルギーを有効に利用す゛る目的で構成された電気音
響変換器の平面図および断面図であって、第１図のｆｉ
Ｅ　’市セラミンクス２のかわりに、第３図に示したバ
イモルフ振動子の円板状のものを金属板に接木して構成
した電気音響変換器を示して（・る。

２２は２枚の圧電セラミックス２２ａ、２２ｂを貼り合
わせてバイモルフ構造を形成したバイモルフ振動子であ
って、本実施例では直列型バイモルフとなって（・る。

２６は第１図と同様な薄い金属板であって、金属板２６
にバイモルフ振動子２２を同心円１−に貼りつけること
により電気音響変換器２１が構成されている。以−トの
様に構成さ才また電気音響変換器２１は、バイモルフ振
動子２２に交流信号を印加することによりバイモルフ振
動子２２を歪曲振動させ、バイモルフ撮動子２２の接着
された金属板２６をバイモルフ振動子２２により直接歪
曲振動させて可聴音を発生させようとし、たものである
。

第５図は、第４図の部分断面図で、第４図の電気音響変
換器２１の動作を解析したものである。

２４．２５は電気信号入力端子であって、バイモルフ振
動子２２は、電気信号入力端子２４と２５の極性がそれ
ぞれ（ト）と（ハ）の時は圧電セラミックス２２ａ側が
伸び、圧電セラミックス２２ｂ側が縮むように形成され
ているものとする（もちろん、伸び組みの方向は反対で
も良い）。この条件で電気信号入力端子２４と２５の極
性がそれぞれ（））と０になった時（第５図（Ａ））の
電気音響変換器２１の動作について第５図を使って解析
してみる。

この状態でバイモルフ振動子２２が単体で動作したとす
ると、圧電セラミックス２２ａ側が伸び、圧電セラミッ
クス２２ｂ側が縮むから、第５図（Ｉ３）の様に圧電セ
ラミックス２２ａ側に円錐状歪曲する。同様に、金属板
２６と該金属板２６上に貼りつけらねた圧電セラミック
ス２２ｂが動作したとすると、圧電セラミックス２２ｂ
は縮むから、第５図（Ｃ）の様に圧電セラミックス２２
ｂ側が抽鉢状に歪曲する。従って、電気音響変換器２１
の動作は第５図（Ｂ）と第５図（Ｃ）の様に相反する方
向へ歪曲しようとするため、全体としての歪曲は小さく
なり、第５図（Ｄ）の様になることかわかる。

この様に、バイモルフ振動子２１の単体での歪曲振動を
直接有効に利用する目的で構成された電気音響変換器２
１はその目的に反し、効率の悪いものとなっていたこと
がわかる。

本発明は、２枚の比重セラミックスから形成さ乞 れるバイモルフ振動子を用いて、従来の圧電形電気音響
変換器１の欠点を除去しようとするもので、以下図面に
基づ℃・て説明する。

第６図（Ａ）、第６図（Ｂ）は本発明の一実施例を示す
圧電形電気音響変換器の平面図および断面図であり、第
６図（Ｃ）は第６図（Ｂ）の部分拡大断面図である。

６２は２枚の圧電セラミックス３２ａ、３２ｂを貼り合
わせてバイモルフ構造を形成したバイモルフ振動子であ
って、６２１，６２２は圧電セラミックス３２ａにつけ
た電極、６２６．６２４は圧電セラミックス３２ｂにつ
けた電極を示す。本実施例ではバイモルフ振動子６２は
電極３２１と電極６２４を電気信号入力端子とした直列
型バイモルフとなっている。３３は芳香族ポリエステル
糸ボリアリレート、ポリサルホン、ポリカーボネート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、
ポリプロピレン等の高分子材料フィルムからなる振動板
であるが、上記の高分子材料フィルムの中・で芳香族ポ
リエステル系ボリアリレー　トは、ヤング率の温度係数
が安定しており、気温等の温度変化に対していつも安定
した良好な特性を得ることができるため、振動板材料と
しては、芳香族ポリニスデル系ボリアリレートが選択さ
れるのが望ましい。

６４は、前記振動板６６の片側の面のほぼ全面に設けた
電極であって、該電極６４は膜技術により形成されてい
る。そして、前記電極６４上には、振動板６６がバイモ
ルフ振動子６２の一方の電極部３２４の全面を覆うよう
にバイモルフ振動子６２が接着され、バイモルフ振動子
３２の電極３２１と振動板６６の電極３４を電気信号入
力端子とした圧電形電気音響変換器６１が構成されてい
る。

ここで、電極６４の形成に使用した膜技術について説明
しておく。本発明で言う膜技術とは、蒸着ある（・は化
学メッキによって膜を形成後、前記膜をエツチングによ
り所望の形状の膜に形成する技術、あるいはマスク蒸着
、マスクメッキにより１す「望の形状の膜を形成する技
術をさしている。従って、本発明に用いた高分子材料フ
ィルムの様なフィルム材の表面にも、自在に、所望の厚
みや形状の電極の膜を形成することができるのである。

さて、それでは、第６図に戻って説明を続けることにす
る。

本発明の圧電形電気音響変換器３１は、高分子材料フィ
ルムからなる振動板６３を使用しているため、第４図の
様な金属板の振動板２６と比較してヤング率が非常に小
さく、振動板３３は、バイモルフ振動子６２の歪曲振動
に応じた伸縮が容易となり、バイモルフ垂動子６２の歪
曲がそのまま振動板６６の歪曲に変換される様になって
いるのである。従って、バイモルフ振動子３２′を歪曲
振動させれば、すなわち、電気信号入力端子である電極
３２１と電極３４に交流信号を印加すれば、バイモルフ
振動子６２が接着されている振動板６６もそのまま歪曲
振動し、可聴音を発生できる様になっている。

以！二の様に、本発明の圧電形電気音響変換器６１は、
バイモルフ振動子６２の歪曲をそのまま振動板６６の歪
曲に変換しやすい構造となっており、圧電セラミックス
の振動エネルギーを有効に利用できるエネルギー変換効
率の良（・圧電形電気音響変換器６１を提供することが
できる。又、後述する様に、振動板６６としてヤング率
の小さい高分子材料フィルムを使用しているから、第１
図に示した圧電形電気音響変換器１と比較して、圧電形
電気音響変換器６１としての再生層波数帯域を決定する
最低共振周波数ｆ。（以後ｆ。と省略して記載すること
にする）を低（することができ、同じ口径の動電形スピ
ーカと比較しても、同程度のｆ。を得ることができる。

さらに、動電形スピーカの様な磁気回路が不用であるた
め、製造コストが安くなるばかりか、同口径の動電形ス
ピーカと比較して非常に薄くすることができる。さらに
、動電形スピーカが電流駆動であるのに対し、本発明の
圧電形電気音響変換器６１は電圧駆動となり、エネルギ
ーの供給晴も非常に少なくてすむと〜・う特徴をもって
いる。

以下に、他の具体的な実施例を上げて説明を加えること
にする。　　　　　″′□ 第７図は、振動板の電極形状の一実施例を示す振動板の
平面図である。６５．３６は振動板６３の電極であり、
バイモルフ振動子６２は想像線（二点鎖線）で描かれて
いる。

第６図に示した振＠＆６６の電極６４は振動板６６のハ
側のほぼ全面に形成されているのに対し、第７図の実施
例の電４ｆ３５．６６は、バイモルフ振＃ｆ　６２と振
動板６６の接着部となる振動板６６の内周部３５ａ、６
６ａと、振動板６６の外１、’、ｉ部３５ｂ、３６ｂと
、前記内周部６５ａと外周部５５ｂあるいは内周部３６
ａと外周部３６ｂを接続するための接続部３５Ｃ１５６
Ｃから構成されており、内周部３５ａと外周部６５ｂあ
るいは内周部３６ａと外周部３６ｂの間には、６６ａ。

３３ｂ、３３Ｃの様な電極のな（・面が設けられている
。

一般に、模技術によって形成された電極３５．６６の厚
さは数ミクロンから数十ミクロンのオーダ　であるが、
振動板６６のほぼ全面に電極（例えば３４）が形成され
ると機動板６６の見かけのヤング率が増して／、ｏを持
ち上げ、低い音を再生しに（くする原因となる。従って
、第７図（Ａ）、（ＩＪ）の様に電極のない面を設けれ
ば、見かけのヤング率をほとんど変えずに、高分子材料
フィルムの長ｌ−９ｒを生かし５たまま電気信号入力端
子を取り出すことが可能となる。

第８図は、第６図の圧電形電気音響変換器３１を時計の
ケースに組み込んだ場合の一実施例を示す時計の断面図
である。

６６′は時６１ケース４０の中に納まる様に第６図の振
動板６６を熱成形した高分子材料フィルムからなる振動
板で、バイモルフ振動子３２と共に圧電形電気音響変換
器４１を構成している。６０は時ｄ１のモジュール（本
発明には１要な意味を持たないので想像線で示しである
）、６８．３９はバネで、バネ６８は図示されていない
バイモルフ振動子６２の電極とモジー−ル６０間の電気
的接続を行な（・、バネ６９は図示されていない振動板
６６′の電極とモジュール６０間の電気的接続を行なう
。すなわち、バネ６８．６９を弁して時計のモジュール
６０に１つ出力される電気信号は圧電形■１．気音η゛
ニジ変俣器４１に伝達され、可聴音を発生−′４る様に
１．ｒっで（・る。

４２は胴、４６は裏ブタで、ガラス４６と共に時計ケー
ス４０を構成している。４４はモジュール支持枠、４５
はパツキンで、前記振動４ｆｌ１３３’は、モジュール
支持枠４４と農ブタ４６０間に設けたパツキン４５を圧
縮することにより固定され、防水構造も同時に形成され
る。４５ａは裏ブタ４６に設けた放音孔であって、圧電
形電気音饗変換器４１０発生する可聴音は放音孔４３ａ
から放音さＪ＋る様になっている。

以Ｉ−の様に、本発明の圧電形電気音響変換器４１は、
従来のバー電形電気音書変換器と同じ様に防水構造を形
成しながら時計ケース４０に組み込むことかできる。そ
こで、本発明の圧電形電気音饗変換Ｚ；；　４１と従来
の圧電形電気音響変換器を同じ時ご１ケースの中に組み
込み、その特性の違いを調べた。

第９図と第１０図は、共に第８図の時計ケース４０に組
み込んだ状態で測定した圧電形電気音響変換器の出力音
圧周波数特性図で、第９図は第１１／１に小した様な従
来の圧電形電気音響変換器の出力音圧胤波数乍）性（ン
１、第１θ図は本発明の圧電形電気音響変換器、すなわ
ち、第８図の圧電形電気音響変換器４１の出力音圧周波
数特性図である。

第９図と第１０図を比較すると、本発明の圧電形電気音
響変換器の方がｆ。が低く、しかも第９図にみら才する
４７．４８の様な鋭い音圧のピークが出ていないのかわ
かる。すなわち、本発明の圧電形電気音響変換器の方が
、茜分子材料フィルムからなる振動板を使用して〜・る
ため、ヤング率が金属板に比べて小さく、しかも振動板
としてのＱ値か小さくなり、ｆｏの低い、しかも出力音
圧周波数特性の平担なｌ１ｔ−、Ｔｈ−形電気音響変換
器を構成できることが実証された。

第１］図（Ａ）、第１１図（８）は本発明の圧電形電気
音＃変換器の他の実施例を示す平面図と断面図である。

５２は２枚の圧電セラミシくス５２ａ、５２ｂを貼り合
わせてバイモルフ構造を形成したバイモルフ振動子、！
：１５４Ｂ！査族ポリニスデル系ボリアリレー　１・等
の篩分−を材料フィルムからなる振動板で、該振動板５
６には熱成形等によりコルゲーション５６ｄ、５３ｂが
設けられ、振動板５３の十に回ノＬ・円状にバイモルフ
振動子５２を貼りつけることにより圧電形電気音響変換
器５１が構成されている。なお、本実施例では電極は図
示されていないが、第６図と同様の構成となっている。

第１１図は第１０図の出力音圧周波数特性をさらに改善
しようとするもので、コルゲーション５３ａ、５３ｂを
設けることにより振動板の外塙」部（いわゆるエツジ）
をやわらかくし、振動板５６全体が矢印Ａ　−Ａ’力方
向前後運動をしやすくし−（ある。従って、振動板５６
はピストン運動に近（・形で振動できるため、出力音圧
周波数特性は第１０図に比べてより平担にすることがで
きるので）、る。

第１２図は、第１１図の圧電形電気音響変換器５１な時
計の裏蓋、、に固着した時の時計の裏蓋の断面し１であ
って、時ｄ１の裏蓋との一体化を図った場合の一実施例
を示す。

５４は時計の裏蓋で、該裏ブタ５４に設けた固着面５４
ａに振動板５３の最外周部５３Ｃを接着剤等により固着
することにより、圧電形電気音響変換器５１は裏ブタ５
４に固着され、図示されていない時言１ケースの胴に裏
ブタ５４をはめ込むと発音体が時計ケース内に簡単に装
着できる様になって（・る。

第１３図（Ａ）、第１３図（Ｂ）は第１１図の圧電形電
気音響変換器５１を使って構成した圧電形スピーカの断
面図と平面図である。

５５は黄銅等の金属、あるいは合成樹脂等から構成され
たフレームで、本実施例においてはフレーム５５は金属
材料から構成されて（・る。フレーム５５に設けた固着
面５５ａには、振動板５６の最外周部５３Ｃが接着剤に
より固着されるが、その固着面５５ａを利用して図示さ
れていな〜・振動板５６の電極面とフレーム５５が電気
的に接続さ才１、フレーム５５が電気信号入力端子の一
つになる様に圧電形電気音響変換器５１はフレーム５５
に固着される。５６はフレーム５５にと電気的に絶縁さ
第１、フレーム５５七に固着された端子板であって、バ
イモルフ振動子５２を構成する圧電セラミックス５２ａ
の図示されていない電極と端子板５６の電極５６ａとは
リード線等を使って電気的に接続され、端子板５６はも
う一つの電気信号入力端子となる。この様にフレーム５
５上に２つの電気信号入力端子が形成され、圧電形スピ
ーカ５０が形成されている。

第１４図（Ａ）、第１４図（Ｂ）は圧電形スピーカの他
の実施例を示す圧電形スピーカの断面図とイ面図である
。

６２は２枚の圧電セラミックス６２ａ、６２ｂを貼り合
わせてバイモルフ構造を形成したバイモルフ振動子、６
６は第１１図と同様な高分子材料フィルムからなる振動
板で、該振動板６６の図示さ才１ていない電極上に振動
板６６と同心円状にバイモルフ振動子６２を貼りつける
ことにより圧電形電気音響変換器６１が構成されている
。６５はフレームで、本実施例においては金属材料から
構成されており、フレーム６５に設けた固着面６５ａに
は、振動板６６の最外周部６５Ｃが接着剤等により固着
さ才するが、その固着面６５ａを利用して図示されて（
・な（・振動板６６の電極面とフレーム６５が電気的に
接続され、フレーム６５が電気信号入力端子の一つとな
る様に圧電形電気音響変換器６１はフレーム６５に固着
される。６６はフレーム６５−ヒに固着された端子板で
あって、バイモルフ振動子６２を構成する圧電セラミツ
クス６２ａの図示されていない電極と端子板６６の電極
６６ａをリード線等を使って電気的に接続され、端子板
６６はもう一つの電気信号入力端子となる。６７はフレ
ーム６５上に一端６７ａが固定された伸縮自在の部材、
例えばゴム、スポンジ、スプリング、発泡スチロール等
からなるダンパー相であって、伸縮自在の部材６７の他
端６７ｂはバイモルフ振動子６２の中央部分６２Ｃと結
合し、バイモルフ振動子６２の接着された振動板６６を
弾力的に支持する。こうし１．て形成されたものが第：
″、・ １４図の圧′成形スピーカ６′０であって、第１３図と
同様に′電気信号入力端子はフレーム６５上に形成さ才
ｌろ。

本実施例においては伸縮自在の部材６７で〕；イモルフ
振動子６２の中央部分６２Ｃを保持するため、衝撃によ
ってバイモルフ振動子６２がフレーム６５とぶつかり、
バイモルフ振動子が割れることを防ぐはかりか、伸縮自
在の部材６７がダン・く−材として作用するため、圧電
形電気音響変換器６１の見かけのＱ値を小さくでき、耐
衝撃性のすぐ才（た、しかも出力音圧周波数特性の平担
な圧電形スピーカを提供することができる。

なお、第１３図、第１４図の実施例ではフレーム５５お
よび６５の材料として登城材料を使用して（・たか、も
ちろん合成樹脂等を用いて、端子板５６および６６に２
つの電気信号入力端子を設けても良（・し、金属材料を
インサートモールドした合成樹脂のフレームを用いて電
気信号入力端子を前記フレームの金属材料から取り出し
ても良（・。

第１５図、第１６図は、圧電形スピーカを裏ブタに組み
込んだ蒔の組み込み断面図であって、第１５図は第１３
図の圧電形スピーカ５０、第１６　　、図は第１４図の
圧電形スピーカ６０をそれぞれ組み込んだ時の一実施例
を示す。

第１５図の圧電形スピーカ５０と第１６図の圧電形スピ
ーカ６０の固定方法はほぼ同じであって。

圧電形スピーカ５０．６０は、裏ブタ５９．６４を（Ｚ
ｉ示されていない時計ケースの胴に固定すると（本実施
例では裏フリ５９．６４に設けたネジ部５９ａ、６４ａ
を使って固定される）、裏ブタ５９．６４とフレーム５
５．６５との間に設けたパツキン７０．７１を圧縮して
固定される。そしてパツキン７０．７１を圧縮すること
により防水構造が形成さ才＋る昧になっている。５８．
６８＆ま一端を時計の裏ブタ５９．６４上に固定した伸
縮自在の部材であって、圧電形電気音響変換器５１．６
１を弾力的に支持するもので、第１４図の実施例ニ示し
た様なゴム、スポンジ等から構成されている。５７は第
１４図の伸縮自在の部材６７と同様な一端をフレーム５
５−Ｆに固定した伸縮自在の部材で、５８．６７．６８
と共に圧電形電気音響変換器５１．６１のノ；イモルフ
振動子５２．６２か衝撃によって裏ブタ５９，６４やフ
レーム５５、Ａ５とぶつかり、バイモルフ振動子５２．
６２がが割れるのを防１）・する役目をはたしている。

第１７図は、本発明の圧電形スピーカの他の実施例を示
す時開の断面図であって、大型の時刻表示部材を有しな
がらコンパクトな圧電形スピーカ付電子時計を実現した
ものである。

８２は２枚の圧電セラミックスを貼り合わせてバイモル
フ構造を形成したバイモルフ振動子、８６は高分子材料
フィルムからなる振動板であって、前記バイモルフ振動
子８２の一方の１Ｍ、極面の全…１を前記振動板８６が
覆うようにバイモルフ振動子８２と振動板は接着され、
圧電形電気音響変換器８１が形成されている。８５は、
金属ある〜・は合成樹脂等から構成されたフレームで、
フレーム８５には振動板８６が接着等により固着され、
圧電形スピーカ８０が構成されるが、本実施例の圧電形
スピーカ８０のフレーム８５は合成樹脂から構ＩＪｋさ
れており、振動板８６は超音波溶着等によ、ってフレー
ム８５と一体となっている。そしてフレーム８５にイン
サートモールドされた図示さねて（・ない全属の電極部
はリード線８９ａ、８９ｂを使−）てバー型彫電気音響
変換器８１の電極面と電気的に接続され、フレーム８５
上に電気入力端子が形成される様になっている。８６は
振動板８６とフレーム８５の間に設けられた空気室、８
８は圧電形電気音響変換器８１の音を放音するための筒
状の放音口であって、圧電形電気音饗変換ビニ（８１に
対して偏心させて設けてあり、空気室８６と放音口８８
を使って共鳴器を構成し、高周波成分の音を取り除く役
目をはたしている。例えは、音声合成Ｉ　Ｃを用いた時
計においては４ＫＨｚ以１１の音の成分を取り除く様に
共鳴器が設計されている。８４は放音口８８を形成する
フレーム８５の筒部８５ａに組み込んだパツキンリング
であって、圧′ｄＬ形スピーカ８ｏを時計ケース９ｏの
胴９１に組み込むと、胴９１と筒部８５ａによりパツキ
ンリング８４は径方向に圧縮され、胴９１と筒部８５ａ
間から侵入する水分などを遮断する。

９６は０す／グ、９７はＬ字形パツキンであって、時言
１ケー　ス９０を構成する胴９１、裏ブタ９２、および
ガラス９６のそれぞれの間で圧縮され、水分などの侵入
を遮断する役目をはたしている。以ヒの様に、パツキン
リング８４．０リング９６、およびＬ字形パツキン９７
により、時計外部から時ｄ１り一−ス９ｏ内に侵入しよ
うとする水分等は遮断され、時計ケース９ｏの防水構造
が形成さＪ＋ている。

９４は多数の放音口９４ａを有するスピーカカバー、９
５は通気性の有るシートであって、圧電形スピーカ８０
の放音孔９１ａの全面゛を覆５様に、胴９１に固着され
ている。前記スピーカカバ〜９４とシート９５には、テ
フロン、シリコン等の撥水性を有する処理材が塗布、あ
るいは焼付は等の手段によって取り付けられ、撥水処理
が施されており、水滴がスピーカカバーについた時でも
界面張力によって時計ケース９ｏ内に侵入するものを防
ぎ、圧′電形スピーカ８ｏへの水滴等の侵入も冗全に阻
止され、日常生活に支障のな（・圧電形スビ　カフ０＋
ｊ防時刻剖が構成されて（・る。

７１は回路基板であって、回路基板７１にはＩＣ７３、
水晶振動子７４等の電子部品が実装さ才１て（・る。７
２は時刻表示部材、例えば液晶セルで、前記回路基板７
１と電気的に導通な取るように固定され、時刻を表示す
る。７５は電池、例えば銀市池であって、回路基板に実
装されたＩ　Ｃ７６、水晶振動子７４等の電子部品、時
刻表示部材７２、および回路基板７１と電気的に接続さ
れた圧電形スピーカ８０を駆動する様に回路基板７１と
電気的に接続され、圧電形スピーカ８０付電子時ｄ１が
形成されて（・る。

８７は第１５図、第１６図の実施例で示した様な伸縮自
在の部材であって、裏ブタ９２−Ｆにその一端か固定さ
れてオ、；す、圧電形血気音響変換器８１を弾力的に支
持し、衝撃等によるバイモルフ振動子８２の割れを防止
すると同時に、圧電形電気音響変換器８１の見かけのＱ
値を小さくし、出力音圧周波数特性を平担にする効果を
もたせたものである。

用′小形電気音響変換器８１は、振動板８３の面釉が小
さくなイ）と出力音圧は減少し、ｆ、が上昇するため、
ある一定以上の面積が必要となる。しかしながら、振動
板８６の面積を大きくして、時刻表示部材７２と並列に
配置すると時刻が大きくなり、携帯性が悪くなる。そこ
で本実施例の様に、時刻表小部材７２と圧電形スピーカ
を少なくとも一部が重なる様に配置すると、大ノ４１ノ
の時刻表示部４Ａを有しながらコンパクトにまとめた圧
電形スピーカ８０付亜子時計を提供することができる。

以にの様に、本発明によれば、圧電セラミックスの振動
エネルギーを有効に利用したエネルギー変換効率の良（
・、しかもｆ。が低く、出力音圧周波数特性の平担な圧
電形電気音響変換器を構成すイ〕ことができる。又、同
じ口径の振動板を有するｂＬ来の動電形スピーカと同程
度の出力音圧周波数特性な有しながら、従来の動電形ス
ピーカと比較して非常に薄く構成できるはかりが、エネ
ルギー消費敏も非常に少な（、製造コストも安い圧電形
血気音響変換器を構成することができる。さらに、従来
の圧電形電気音響変換器と外見上は同じに構１シνでき
るため、従来使用して〜・た圧軍形電気音書変換器のか
わりに本発明の圧電形電気音響変換器を簡単に組み換え
ることができ、従来の圧電形電気音響変換器を使用して
いるものなら何んでも、その性能を一ヒげることかでき
るという特徴をもって（・る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、第１図（Ｂ）は従来の圧電形電気音響変
換器の平面図および側面図、第２図（Ａ）、（１３）は
第１図の動作原理を示す圧電形電気音響変換器の作動図
、第３図（Ａ）、（Ｂ）はバイモルフ振動子の構成図、
第４図（Ａ）１、（８）はバイモルフ振動子を金属板に
接着して構成した電気音響変換器の平面図および側面図
、第５図（Ａ）〜（１））は、第４図の動作を示す第４
図の部分断内ｊ図、第６図（Ａ）（Ｈ）（Ｃ）は本発明
の一実施例を示す圧電形電気音響変換器の平面図および
断面図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は振動板の電極形状の一
実施例を示１１７振動板の平面図、第８図は本発明の１
［−′電形電気音書変換器を時計のケースに組み込んだ
場合の一実施例を示す時計の断面１ｙ、１、第９図は第
８図の時計ケースに組み込んだ状態で測定したヤＹ来の
圧電形電気音響変換器の出力音圧周波数特性図、第１０
図は第８図の時計ケー　スに組み込んだ状態で測定した
本発明の圧電形電気音響変換器の出力音圧周波数特性図
、第１１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施例を小才
圧電形電気音響変換器の平面図と断面図、第１２図は第
１１図の圧電形電気音響変換器を時計の裏鈴に固着した
時の時計の裏蓋の断面図、第１３図（Ａ）、（Ｂ）は第
１１図の圧電形電気音響変換器を使って構成した圧電形
スピーカの断面図と平面図、第１４図（Ａ）、（Ｂ）は
圧電形スし−カの他の実施例を示す圧電形スピーカの断
面図と平面図、第１５図は第１３図の圧電形スピーカを
裏ブタに組み込んだ時の組み込み断面図、第１６図は第
１４図の圧電形スピーカを裏ブタに組み込んだ時の組み
込み断面しｊ、第１７図は、本発明の圧電形スピーカの
他の実施例を７１＜す時計の断１ｒ＋１図である。　′
ゝ ３２ａ、３２ｂ、５２ａ、５２１）、６２ａ、６２ｂ・
・・・・・圧電セラミックス、６２．５２．６２．８２
・・・・・・バイモルフ＆動子、６６．６６′、５３．
６６．８６・・・・・・高分子材料フィルムからなる振
動板、 ６１．４１．５１．６１．８１・・・・・・圧電形電気
音響変換器。 第１図 第３図 （Ａ） 第５図 第６図 （Ａ） 園５Ｅ数　（Ｈｚ） 第１１図 （Ａ） 第１２図 第１：３図 （Ａ） （Ｂ） 明　　５６ 第１４　Ｍ （Ａ） （Ｂ） 第１５図 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚の圧電セラミックスを貼り合わせてバイモルフ構造
   を形成したバイモルフ振動子と、高分子材料フィルムか
   らなる振動板から構成される圧電形電気音響変換器にお
   いて、前記バイモルフ振動子の一方の電極面の全面を前
   記振動板が覆うように前記バイモルフ振動子と前記振動
   板とを接着したことを特徴とする圧電型電気音響変換器
   。