JPS5835000B2 - piezoelectric speaker - Google Patents

piezoelectric speaker

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Publication number
JPS5835000B2
JPS5835000B2 JP49054014A JP5401474A JPS5835000B2 JP S5835000 B2 JPS5835000 B2 JP S5835000B2 JP 49054014 A JP49054014 A JP 49054014A JP 5401474 A JP5401474 A JP 5401474A JP S5835000 B2 JPS5835000 B2 JP S5835000B2
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JP
Japan
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bimorph
diaphragm
bimorph diaphragm
piezoelectric film
piezoelectric
Prior art date
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JP49054014A
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Japanese (ja)
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JPS50146325A (en
Inventor
雅彦 田村
隆史 大矢場
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Pioneer Corp
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Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は可撓性を有した圧電フィルムを2枚用いてバ
イモルフ振動板とした圧電型スピーカに係り、このバイ
モルフ振動板を断面波形に成形しその両端部を直接又は
間接的に支持固定させ、バイモルフ振動板がその波形方
向に対して伸縮自在にさせるとともに、波形に成形され
たバイモルフ振動板がその端部から変曲点又は変曲点ご
とにバイモルフ振動板ユニットを構成し、隣合うこのバ
イモルフ振動板ユニットが入力信号により波形に成形さ
れている方向に伸縮運動し、バイモルフ振動板前後の空
気を吸入、排出させるようにしたスピーカに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a piezoelectric speaker using two pieces of flexible piezoelectric film as a bimorph diaphragm. The bimorph diaphragm is indirectly supported and fixed, and the bimorph diaphragm is made to expand and contract in the direction of its waveform, and the bimorph diaphragm formed into a waveform moves the bimorph diaphragm unit from its end to the inflection point or at each inflection point. The present invention relates to a speaker in which adjacent bimorph diaphragm units expand and contract in a waveform-shaped direction in response to an input signal, and air is sucked in and out from behind the bimorph diaphragm.

従来この種の圧電フィルムをバイモルフにして振動板に
用いた圧電型スピーカは、バイモルフ振動板を平面直接
的または彎曲させて架張したもの、または連続した半円
に成形して架張したものなどがあるが、いずれの場合も
バイモルフ振動板の伸縮運動方向に空気を直接振動させ
て、いたにすぎなく、このため音圧レベル、指向特性等
のスピーカとしての基本特性が非常に悪かった。
Conventionally, piezoelectric speakers that use this type of piezoelectric film as a bimorph as a diaphragm include those in which the bimorph diaphragm is stretched directly on a plane or in a curved manner, or in which it is formed into a continuous semicircle and stretched. However, in both cases, the air was simply vibrated directly in the direction of the expansion and contraction motion of the bimorph diaphragm, and as a result, the basic characteristics of the speaker, such as sound pressure level and directivity characteristics, were very poor.

この発明はこのような従来の欠点に着目して成され、圧
電フィルムをバイモルフ構成として用い全く新規な方法
で圧電型スピーカを提供するもので、その主たる目的は
可撓性を有した圧電フィルムをバイモルフ構成にしてバ
イモルフ振動板と成し、このバイモルフ振動板の実効長
を構成的に有効に架張させるとともに、単にバイモルフ
振動板の伸縮運動方向に空気を振動させることなく全く
新規な方法で電気機械変換を行なう圧電型スピーカを提
供することである。
This invention was made by focusing on these conventional drawbacks, and provides a piezoelectric speaker using a completely new method using a piezoelectric film in a bimorph configuration.The main purpose of this invention is to use a piezoelectric film with flexibility to A bimorph diaphragm is created with a bimorph configuration, and the effective length of the bimorph diaphragm is effectively extended structurally, and electricity is generated in a completely new way without simply vibrating the air in the direction of the expansion and contraction motion of the bimorph diaphragm. An object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker that performs mechanical conversion.

またこの発明の他の目的は製作に困難性がなく、音圧レ
ベル、指向特性などのスピーカの基本特性の優れた圧電
型スピーカを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker that is easy to manufacture and has excellent basic speaker characteristics such as sound pressure level and directional characteristics.

以下、この発明を適用した一実施例を示す図により、こ
の発明の詳細な説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to figures showing one embodiment to which the present invention is applied.

第1図、第2図及び第3図はこの発明の一実施例を示す
圧電型スピーカの断面図、正面図及び断面図の一部拡大
図である。
1, 2, and 3 are a sectional view, a front view, and a partially enlarged sectional view of a piezoelectric speaker showing an embodiment of the present invention.

これらの図において、IA、IBは例えばポリフッ化ビ
ニリデンPVDFなとの高分子材料より成り全面同一方
向に圧電性を示すよう種々処理された圧電フィルムであ
り、この2枚の圧電フィルムIA、1Bはその圧電性の
方向を決定する分極方向に留意して貼合わせられバイモ
ルフ振動板1を構成している。
In these figures, IA and IB are piezoelectric films made of a polymeric material such as polyvinylidene fluoride PVDF, which have been variously processed so that the entire surface exhibits piezoelectricity in the same direction, and these two piezoelectric films IA and IB are The bimorph diaphragm 1 is constructed by laminating them together taking into account the polarization direction that determines the direction of piezoelectricity.

このバイモルフ振動板1にはその両面に蒸着法等により
導電性金属層より戒る電極la、lbが設けられ、その
断面において所定の曲率をもって少なくとも1サイクル
以上の波形に彎曲成形されている。
This bimorph diaphragm 1 is provided with electrodes la and lb formed by conductive metal layers on both sides by vapor deposition or the like, and its cross section is curved into a waveform of at least one cycle with a predetermined curvature.

また波形に成形されているバイモルフ振動板1はその変
曲点から変曲点ごとの区間にてバイモルフ振動板ユニツ
1−11.12.13・・・・・・・・・を構成してい
る。
In addition, the bimorph diaphragm 1 formed into a waveform forms bimorph diaphragm units 1-11, 12, 13, etc. in sections from its inflection point to each inflection point. .

尚、バイモルフ振動板1を構成する圧電フィルムIA、
IBの分極方向は、この一実施例においては第1図中の
P部の拡大図を第3図に示す如く、貼合わせて成るバイ
モルフ振動板1の中心から外側1こ向けて成されている
もので、図中(第3図)の矢印の方向である。
Note that the piezoelectric film IA constituting the bimorph diaphragm 1,
In this embodiment, the polarization direction of IB is directed one direction outward from the center of the bimorph diaphragm 1 which is laminated together, as shown in FIG. 3, which is an enlarged view of section P in FIG. 1. This is the direction of the arrow in the figure (Figure 3).

2はバイモルフ振動板1の両端部を支持するエツジであ
り、バイモルフ振動板1を弾性的に支持するよう考慮さ
れた弾性材料より成り、バイモルフ振動板1と同様、波
形に形成されている。
Edges 2 support both ends of the bimorph diaphragm 1, and are made of an elastic material designed to elastically support the bimorph diaphragm 1, and are formed in a corrugated shape like the bimorph diaphragm 1.

3はエツジ2または直接バイモルフ振動板1を保持する
支持部材であり、実施例の場合はバイモルフ振動板1を
エツジ2を介して間接的に保持している。
Reference numeral 3 denotes a support member that directly holds the edge 2 or the bimorph diaphragm 1; in the case of the embodiment, the bimorph diaphragm 1 is indirectly held via the edge 2.

この支持部材3はこの圧電型スピーカの基体またはフレ
ームなどの部材で、バイモルフ振動板1によって直接的
に振動しない不動のものである。
This support member 3 is a member such as the base or frame of this piezoelectric speaker, and is an immovable member that does not directly vibrate by the bimorph diaphragm 1.

このように構成されたバイモルフ振動板1の電極1a、
1bに入力信号E。
Electrode 1a of bimorph diaphragm 1 configured in this way,
Input signal E to 1b.

が印加された場合、その動作を説明すると、先ずバイモ
ルフ振動板1を構成する圧電フィルム1人の電極1aに
入力信号E。
To explain the operation when E is applied, first, an input signal E is applied to the electrode 1a of one piezoelectric film constituting the bimorph diaphragm 1.

の正電圧が印加されたとき、圧電フィルム1Aは、その
分極方向に入力信号E。
When a positive voltage of E is applied, the piezoelectric film 1A receives the input signal E in its polarization direction.

の正電圧が印加されるので、全体的に縮み、また圧電フ
ィルム1Bは、その分極方向と逆方向に入力信号E。
Since a positive voltage of E is applied, the entire piezoelectric film 1B contracts, and the input signal E is applied to the piezoelectric film 1B in the opposite direction to its polarization direction.

の正電圧が圧電フィルム1Aを介して印加されるので、
全体的に伸びる。
Since a positive voltage of is applied via the piezoelectric film 1A,
Stretch overall.

従って圧電フィルムIA。1Bから成り波形に形成され
たバイモルフ振動板1は初期の曲率を持った波形形状を
崩し、個々のバイモルフ振動板ユニット11,13、(
以下奇数図番)・・・・・・・・・は全体的に波形の各
変曲点を境にして膨張され、また個々のバイモルフ振動
板ユニツt−12,14、(以下偶数図番)・・・・・
・・・・は全体的に波形の各変曲点を境にして圧縮され
、第1図の点線Aで示す如くに変位し、この結果第1図
の白矢印で示すように、バイモルフ振動板ユニットIL
13、・・・・・・・・・はその波形に彎曲している側
の空気を吸入し、またバイモルフ振動板ユニット12.
14、・・・・・・・・・は同様に空気を排出する。
Therefore the piezoelectric film IA. The bimorph diaphragm 1 made of 1B and formed into a wave shape breaks its initial curvature waveform shape and becomes individual bimorph diaphragm units 11, 13, (
(hereinafter referred to as odd numbered figures)...... is expanded at each inflection point of the waveform as a boundary, and the individual bimorph diaphragm units t-12, 14 (hereinafter referred to as even numbered figures) are expanded at each inflection point of the waveform.・・・・・・
... is compressed as a whole at each inflection point of the waveform, and is displaced as shown by the dotted line A in Fig. 1, and as a result, as shown by the white arrow in Fig. 1, the bimorph diaphragm Unit IL
13, .
14, . . . discharge air in the same way.

一方バイモルフ振動板1を構成する圧電フィルム1Bの
電極1bに入力信号E。
On the other hand, an input signal E is input to the electrode 1b of the piezoelectric film 1B constituting the bimorph diaphragm 1.

の正電圧が印加されたとき、圧電フィルム1人は、その
分極方向と逆方向に入力信号E。
When a positive voltage is applied, the piezoelectric film receives an input signal E in the opposite direction to its polarization direction.

の正電圧が圧電フィルム1Bを介して印加されるので、
全体的に伸び、また圧電フィルム1Bは、その分極方向
に入力信号Eoの正電圧が印加されるので、全体的に縮
む。
Since the positive voltage of is applied via the piezoelectric film 1B,
Since the positive voltage of the input signal Eo is applied to the piezoelectric film 1B in its polarization direction, the piezoelectric film 1B contracts as a whole.

従って圧電フィルムIA、IBから成り波形に形成され
たバイモルフ振動板1は初期の曲率を持った波形形状を
崩し、個々のバイモルフ振動板ユニツHL13、・・・
・・・・・・は全体的に波形の各変曲点を境にして圧縮
され、また個々のバイモルフ振動板ユニット12,14
、・・・・・・・・・は全体的に波形の各変曲点を境に
して膨張され、第1図の点線Bで示す如くに変位し、こ
の結果第1図の黒矢印で示すように、バイモルフ振動板
ユニット11゜13、・・・・・・・・・はその波形に
彎曲している側の空気を排気し、またバイモルフ振動板
ユニット12゜14、・・・・・・・・・は同様に空気
を吸入する。
Therefore, the bimorph diaphragm 1 formed into a waveform made of piezoelectric films IA and IB loses its initial waveform shape with curvature, and the individual bimorph diaphragms HL13, . . .
. . . is compressed as a whole at each inflection point of the waveform, and each bimorph diaphragm unit 12, 14
, . . . is expanded as a whole at each inflection point of the waveform, and is displaced as shown by the dotted line B in Figure 1, and as a result, as shown by the black arrow in Figure 1. As shown, the bimorph diaphragm units 11, 13, . . . exhaust the air on the side curved in the waveform, and the bimorph diaphragm units 12, 14, . ... inhales air in the same way.

従ってこのバイモルフ振動数1の電極1a。Therefore, this bimorph frequency 1 electrode 1a.

1bに正負の交流的入力信号E。1b is a positive and negative alternating current input signal E.

を印加すれば、各バイモルフ振動板ユニツNL13、・
・・・・・・・・及びバイモルフ振動板ユニット12,
14、・・・・・・・・・はその各変曲点を境にして入
力信号E。
By applying , each bimorph diaphragm unit NL13,・
. . . and bimorph diaphragm unit 12,
14, . . . are input signals E with each inflection point as a boundary.

の正負電圧により、τ方が伸び運動を行なえば他方が縮
み運動を行ない、互い違いに異なった伸縮運動を行なっ
て波形に形成されたフィルム振動板1内部の空気を吸入
、排出させ、空気振動を生みだす。
Due to the positive and negative voltages of produce.

尚、この実施例では、バイモルフ振動板1を波形に形成
してその各変曲点を直線に配置しているが、この各変曲
点の幾何学的配置は必要に応じて彎曲上あるいは円形上
等の形状にくるよう威してもよい。
In this embodiment, the bimorph diaphragm 1 is formed into a wave shape and each inflection point is arranged in a straight line, but the geometric arrangement of each inflection point may be curved or circular as necessary. You may force it to form a superior shape.

またバイモルフ振動板1の両端部は、バイモルフ振動板
1の断面波形に対し大きさの異なる波形に形成されたエ
ツジ2,2を介して支持部材3,3に支持固定されてい
るが、このエツジ2゜2は必要に応じて設けられている
もので、この発明必須のものではない。
Further, both ends of the bimorph diaphragm 1 are supported and fixed to support members 3, 3 via edges 2, 2 formed into waveforms of different sizes with respect to the cross-sectional waveform of the bimorph diaphragm 1. 2.2 is provided as needed and is not essential to this invention.

以上説明したように、この発明は単一方向に圧電性を示
す二枚の可撓性を有した圧電フィルムを互いの分極方向
が逆になるように貼合わせたバイモルフ振動板を1サイ
クル以上の波形に成形すると共にその両端を支持固定し
、このバイモルフ振動板の表裏面に形成した電極間に入
力信号電圧を印加するようにしているので、凹部と凸部
を構成する隣り合う振動板ユニット間で一方が波の進行
方向に伸張したときに他方が収縮するように振動して、
全体的な伸縮を起こすことなく空気振動を与えることが
でき、しかも各振動板ユニットにおいて表側の圧電フィ
ルムが伸張するときには裏側の圧電フィルムが収縮し、
逆に表側の圧電フィルムが収縮するときには裏側の圧電
フィルムが伸張するように動作することができ、従って
各ユニットにおける曲率の変化が相乗的に大きくなり、
振動板全体の伸縮を行なうことなく大きな空気振動を引
き起こすことができるとともに、振動板全体としては前
後方向に振動しないから、薄型のスピーカを構成できる
ものである。
As explained above, the present invention uses a bimorph diaphragm made by laminating two flexible piezoelectric films exhibiting piezoelectricity in a single direction so that their polarization directions are opposite to each other for one or more cycles. Since the bimorph diaphragm is formed into a wave shape and its both ends are supported and fixed, and an input signal voltage is applied between the electrodes formed on the front and back surfaces of this bimorph diaphragm, there is When one side expands in the direction of wave propagation, the other side contracts, vibrating.
Air vibration can be applied without causing any overall expansion or contraction, and when the piezoelectric film on the front side of each diaphragm unit expands, the piezoelectric film on the back side contracts.
On the other hand, when the piezoelectric film on the front side contracts, the piezoelectric film on the back side can act to expand, and therefore the change in curvature in each unit increases synergistically.
Large air vibrations can be caused without expanding or contracting the entire diaphragm, and the diaphragm as a whole does not vibrate in the front-rear direction, making it possible to construct a thin speaker.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はいずれもこの発明に係わるもので、第1図はその断
面図、第2図はその正面図、第3図は第1図に示すバイ
モルフ振動板の拡大図をそれぞれ示す。 1・・・・・・バイモルフ振動板、IA、IB・・・・
・・圧電フィルム、la、lb・・・・・・電極、2・
・・・・・エツジ、3・・・・・・支持部材、Eo・・
・・・・入力信号、11,12゜13、・・・・・・・
・・ ・・・・・・バイモルフ振動板ユニット。
The figures are all related to the present invention; FIG. 1 is a sectional view thereof, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is an enlarged view of the bimorph diaphragm shown in FIG. 1. 1...Bimorph diaphragm, IA, IB...
...Piezoelectric film, la, lb...electrode, 2.
...Edge, 3...Support member, Eo...
...Input signal, 11, 12°13, ...
・・・・・・Bimorph diaphragm unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 単一方向に圧電性を示す二枚の可撓性を有した圧電
フィルムを互いの分極方向が逆になるように貼合わせて
バイモルフ構造となすと共に断面において所定の間隔で
少なくとも1サイクル以上の波形に湾曲成形したバイモ
ルフ振動板と、該バイモルフ振動板の両端部を支持固定
する支持部材とを具備し、前記バイモルフ振動板の表裏
面に形成した電極間に入力信号電圧を印加するようにし
たことを特徴とする圧電型スピーカ。
1 Two flexible piezoelectric films exhibiting piezoelectricity in a single direction are pasted together so that their polarization directions are opposite to each other to form a bimorph structure, and at least one cycle or more is applied at predetermined intervals in the cross section. The bimorph diaphragm is equipped with a bimorph diaphragm curved into a corrugated shape and a support member that supports and fixes both ends of the bimorph diaphragm, and an input signal voltage is applied between electrodes formed on the front and back surfaces of the bimorph diaphragm. A piezoelectric speaker characterized by:
JP49054014A 1974-05-15 1974-05-15 piezoelectric speaker Expired JPS5835000B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49054014A JPS5835000B2 (en) 1974-05-15 1974-05-15 piezoelectric speaker

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49054014A JPS5835000B2 (en) 1974-05-15 1974-05-15 piezoelectric speaker

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Publication Number Publication Date
JPS50146325A JPS50146325A (en) 1975-11-25
JPS5835000B2 true JPS5835000B2 (en) 1983-07-30

Family

ID=12958720

Family Applications (1)

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JP49054014A Expired JPS5835000B2 (en) 1974-05-15 1974-05-15 piezoelectric speaker

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59174096A (en) * 1983-03-23 1984-10-02 Kaitou Seisakusho:Kk Piezoelectric transducer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4890723A (en) * 1972-03-07 1973-11-27

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5131638Y2 (en) * 1972-02-17 1976-08-07

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4890723A (en) * 1972-03-07 1973-11-27

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JPS50146325A (en) 1975-11-25

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