JPS5856319B2

JPS5856319B2 - speaker

Info

Publication number: JPS5856319B2
Application number: JP7095682A
Authority: JP
Inventors: 幸雄原; 譲二島川
Original assignee: Matsushima Kogyo KK
Current assignee: Matsushima Kogyo KK
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1983-12-14
Also published as: JPS57184399A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、バイモルフ構造の圧電型のスピーカーに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a piezoelectric speaker having a bimorph structure.

本発明の目的は、電気−変換効率の高いスピーカーを供
することである。An object of the present invention is to provide a speaker with high electrical conversion efficiency.

本発明の他の目的は、高忠実度の薄型スピーカーを供す
ることである。Another object of the invention is to provide a high fidelity thin speaker.

既に、薄型スピーカーとして圧電体のバイモルフ構造を
駆動部とするスピーカーが発明された。A speaker with a piezoelectric bimorph structure as a drive unit has already been invented as a thin speaker.

この一例を第１図に示す。An example of this is shown in FIG.

第１図ａにおいて、１は振動板、２は金属板、３はＰＺ
Ｔ、チタバリ又はＺｎＯ薄膜等の圧電体であり、金属板
２と圧電体３で、駆動部が複数個形成されている。In Figure 1a, 1 is a diaphragm, 2 is a metal plate, and 3 is a PZ.
It is a piezoelectric material such as T, Chitaburi, or ZnO thin film, and a plurality of driving parts are formed by the metal plate 2 and the piezoelectric material 3.

第１図すは、第１図ａのＡ−Ａ’断面図である。FIG. 1 is a sectional view taken along line A-A' in FIG. 1a.

４は枠体である。4 is a frame body.

第２図は、このスピーカーの場合の駆動部付近の音響イ
ンピーダンスの変化を示す。FIG. 2 shows changes in acoustic impedance near the drive unit in this speaker.

第２図ａは圧電体１個で形成される駆動部付近を示す。FIG. 2a shows the vicinity of the driving section formed of one piezoelectric body.

５は振動板、６は金属板、７は圧電体である。5 is a diaphragm, 6 is a metal plate, and 7 is a piezoelectric body.

第２図すは、この断面図とその位置に対応する音響イン
ピーダンスｚＡの変化を示す。FIG. 2 shows this cross-sectional view and the change in acoustic impedance zA corresponding to its position.

図から明瞭な様に金属板の位置、圧電害とのバイモルフ
構造部の位置で、音響インピーダンスが不連続的に変化
しており、バイモルフ構造部で発生する音響エネルギー
がこれらの不連続部で反射し、効率よく振動板に伝達さ
れないため、電気−音響変換効率が充分高くない。As is clear from the figure, the acoustic impedance changes discontinuously at the position of the metal plate and the bimorph structure due to piezoelectric damage, and the acoustic energy generated in the bimorph structure is reflected at these discontinuities. However, since it is not efficiently transmitted to the diaphragm, the electric-acoustic conversion efficiency is not high enough.

本発明はこの欠点をなくシ、第３図に示す様に音響イン
ピーダンスｚＡをバイモルフ構造部から振動板のみの領
域に至る区間を連続的に変化せしめる事を実現したもの
である。The present invention eliminates this drawback and realizes that the acoustic impedance zA can be changed continuously in the section from the bimorph structure to the region only of the diaphragm, as shown in FIG.

第３図において、Ａ−Ａ’間がバイモルフ構造部Ｂ−Ｂ
’の両側が振動板のみの領域に対応する。In Fig. 3, the bimorph structure part B-B is between A and A'.
' Both sides correspond to the area of only the diaphragm.

第４図は、本発明によるスピーカーに使用する音響イン
ピーダンス変換器の実施例を示す。FIG. 4 shows an embodiment of an acoustic impedance converter used in a speaker according to the present invention.

第４図において、１１は振動板、１２は音響インピーダ
ンス変換器で、８本の腕からなる星形を呈する金属板、
又は樹脂板で形成される。In FIG. 4, 11 is a diaphragm, 12 is an acoustic impedance converter, a metal plate having a star shape consisting of eight arms,
Or formed from a resin plate.

１３は圧電体、１４は腕である。13 is a piezoelectric body, and 14 is an arm.

この例の場合、圧電体１３と圧電体直下の音響インピー
ダンス変換器１２とのバイモルフ構造で発生する面屈曲
振動が、音響インピーダンス変換器の８本の腕に伝達し
、音響インピーダンスを低下させて、振動板１１の低い
音響インピーダンスとマツチングさせて、振動板１１に
振動エネルギーを効率良く伝達するものである。In this example, the surface bending vibration generated in the bimorph structure of the piezoelectric body 13 and the acoustic impedance converter 12 directly below the piezoelectric body is transmitted to the eight arms of the acoustic impedance converter, reducing the acoustic impedance. By matching the low acoustic impedance of the diaphragm 11, vibration energy is efficiently transmitted to the diaphragm 11.

本例の音響インピーダンス変換器は、該法線方向に分割
されているため、内部歪が発生しないので、さらに電気
−音響変換効率が向上する。Since the acoustic impedance converter of this example is divided in the normal direction, no internal distortion occurs, and the electro-acoustic conversion efficiency is further improved.

また、音響インピーダンス変換器は、第４図に例示した
８本腕のみならず、第５図の２本腕、第６図の３本腕等
、一般にＮ本腕のものが使用できる。Further, the acoustic impedance converter can be used not only with the eight arms shown in FIG. 4, but also with N arms, such as the two arms shown in FIG. 5, the three arms shown in FIG. 6, etc.

（Ｎ−１，２，３・・・・・・・・・）腕の数Ｎ及び腕
の長さ、形状は、使用する振動板の材質に応じて、もし
くは再生音の音圧−周波数特性の設計値に応じて、適宜
設定せられるべきものである。(N-1, 2, 3...) The number of arms N and the length and shape of the arms depend on the material of the diaphragm used, or the sound pressure-frequency characteristics of the reproduced sound. It should be set appropriately according to the design value of .

第５図において、１５は音響インピーダンス変換器、１
６は圧電体である。In FIG. 5, 15 is an acoustic impedance converter;
6 is a piezoelectric body.

第６図において、１７は音響インピーダンス変換器、１
８は圧電体である。In FIG. 6, 17 is an acoustic impedance converter;
8 is a piezoelectric body.

第７図、第８図は、さらに他の音響インピーダンス変換
器を用いた駆動部を例示する。FIGS. 7 and 8 illustrate drive units using still other acoustic impedance converters.

第７図において、１９は不均等な腕を有す音響インピー
ダンス変換器であり、１個の駆動部により複数個の屈曲
振動固有周波数を発生させ、再生音の音圧周波数特性を
改善させるのに有効である例である。In Fig. 7, reference numeral 19 is an acoustic impedance converter with uneven arms, which is used to generate a plurality of bending vibration natural frequencies by one driving part and improve the sound pressure frequency characteristics of the reproduced sound. This is a valid example.

２０は圧電体である。第８図において、２１は音響イン
ピーダンス変換器であり、腕に切り込みを入れることに
より、腕部の内部歪を開放し、さらに効率を上げたもの
である。20 is a piezoelectric body. In FIG. 8, 21 is an acoustic impedance converter, which has a notch in the arm to release internal strain in the arm and further improve efficiency.

２２は圧電体である。第９図、第１０図は、本発明によ
るスピーカーの駆動部で、複数個の圧電体を有する場合
を例示する。22 is a piezoelectric body. FIG. 9 and FIG. 10 illustrate a speaker drive unit according to the present invention having a plurality of piezoelectric bodies.

第９図において、２３は音響インピーダンス変、換器、
２４は圧電体である。In FIG. 9, 23 is an acoustic impedance converter;
24 is a piezoelectric body.

第１０図において、２５は音響インピーダンス変換器、
２６は圧電体である。In FIG. 10, 25 is an acoustic impedance converter;
26 is a piezoelectric body.

第９図、第１０図の例は、スピーカーの入力インピーダ
ンスを低下させることと、音圧周波数特性を平坦ならし
めるために圧電体を複数個用いられる場合があり、この
時の構成例を示したものである。The examples in Figures 9 and 10 show configuration examples where multiple piezoelectric bodies are sometimes used to lower the input impedance of the speaker and to flatten the sound pressure frequency characteristics. It is something.

尚、複数個の圧電体は、それぞれ寸法の異なるものが用
いられることもある。Note that a plurality of piezoelectric bodies having different dimensions may be used.

第１１図は、本発明によるスピーカーの駆動部付近の断
面図を示す。FIG. 11 shows a cross-sectional view of the vicinity of the drive section of the speaker according to the present invention.

第１１図ａにおいて、圧電体２７と板２８によりバイモ
ルフ構造をなす。In FIG. 11a, the piezoelectric body 27 and the plate 28 form a bimorph structure.

この板２８は、音響インピーダンス変換器となっている
。This plate 28 serves as an acoustic impedance converter.

２９は振動板である。第１１図すは、音響インピーダン
ス変換器と板が別個になっているものである。29 is a diaphragm. In Figure 11, the acoustic impedance converter and the plate are separate.

３０は圧電体、３１はバイモルフ構造をなすための板、
３２は音響インピーダンス変換器、３３は振動板である
。30 is a piezoelectric body, 31 is a plate for forming a bimorph structure,
32 is an acoustic impedance converter, and 33 is a diaphragm.

本発明によるスピーカーは、圧電体とのバイモルフ構造
をなす板目体、あるいはこの板と積層せられる板をバイ
モルフ構造部から振動板面方向に遠ざかるにしたがい、
音響インピーダンスが徐々に低下する様な音響インピー
ダンス変換器とすることにより、電気−音響変換効率が
飛躍的に増大するものである。In the speaker according to the present invention, as the plate forming the bimorph structure with the piezoelectric material or the plate laminated with this plate moves away from the bimorph structure in the direction of the diaphragm surface,
By creating an acoustic impedance converter in which the acoustic impedance gradually decreases, the electric-acoustic conversion efficiency can be dramatically increased.

[Brief explanation of drawings]

第１図はスピーカーの従来例で、ａは斜視図、ｂは第１
図ａのＡ−Ａ’断面図を示す。第２図は、従来のスピーカーの音響インピーダンスの変
化を示し、ａは圧電体１個で形成される駆動部付近を示
し、ｂは第２図ａの断面図とその位置に対応する音響イ
ンピーダンスｚＡの変化を示す。第３図は、音響インピーダンスを連続的に変化せしめた
図である。第４図、第５図、第６図、第７図、第８図は、本発明に
よるスピーカーに使用する音響変換器の応用例を示す。第９図、第１０図は、本発明によるスピーカーの駆動部
で、複数個の圧電体を有する例を示す。第１１図、第１２図は、本発明によるスピーカーの他の
実施例を示す。１・・・・・・振動板、２・・・・・・金属板、３・・
・・・・圧電体、４・・・・・・枠体、５・・・・・・
振動板、６・・・・・・金属板、７・・・・・・圧電体
、８・・・・・・振動板、１１・・・・・・振動板、１
２・・・・・・音響インピーダンス変換器、１３・・・
・・・圧電体、１４・・・・・・腕、１５・・・・・・
音響インピーダンス変換器、１６・・・・・・圧電体、
１７・・・・・・音響インピーダンス変換器、１８・・
・・・・圧電体、１９・・・・・・音響インピーダンス
変換器、２０・・・・・・圧電体、２１・・・・・・音
響インピーダンス変換器、２２・・・・・・圧電体、２
３・・・・・・音響インピーダンス変換器、２４・・・
・・・圧電体、２５・・・・・・音響インピーダンス変
換器、２６・・・・・・圧電体、２７・・・・・・圧電
体、２８・・・・・・板、２９・・・・・・振動板、３
０・・・・・・圧電体、３１・・・・・・板、３２・・
・・・・音響インピーダンス変換器、３３・・・・・・
振動板。Figure 1 shows a conventional example of a speaker, where a is a perspective view and b is a first speaker.
The AA' sectional view of figure a is shown. FIG. 2 shows changes in acoustic impedance of a conventional speaker, where a shows the vicinity of the drive section formed by one piezoelectric material, and b shows the cross-sectional view of FIG. 2 a and the acoustic impedance zA corresponding to that position. shows the change in FIG. 3 is a diagram in which the acoustic impedance is continuously changed. 4, 5, 6, 7, and 8 show examples of the application of the acoustic transducer for use in speakers according to the present invention. FIGS. 9 and 10 show an example of a speaker drive unit according to the present invention having a plurality of piezoelectric bodies. 11 and 12 show other embodiments of the speaker according to the present invention. 1...Vibration plate, 2...Metal plate, 3...
...Piezoelectric body, 4...Frame body, 5...
Vibration plate, 6... Metal plate, 7... Piezoelectric body, 8... Vibration plate, 11... Vibration plate, 1
2...Acoustic impedance converter, 13...
...Piezoelectric body, 14...Arm, 15...
acoustic impedance converter, 16... piezoelectric body,
17...Acoustic impedance converter, 18...
...Piezoelectric body, 19...Acoustic impedance converter, 20...Piezoelectric body, 21...Acoustic impedance converter, 22...Piezoelectric substance ,2
3...Acoustic impedance converter, 24...
...Piezoelectric body, 25...Acoustic impedance converter, 26...Piezoelectric body, 27...Piezoelectric body, 28...Plate, 29... ...diaphragm, 3
0...Piezoelectric body, 31...Plate, 32...
...Acoustic impedance converter, 33...
diaphragm.

Claims

[Claims]

1. The drive unit of a speaker, which is composed of a piezoelectric body, a drive unit that is bonded to the piezoelectric body to create a bimorph structure, and a diaphragm that is bonded to the drive unit, is controlled by multiple arms, and the drive unit itself is 1. A speaker configured as an acoustic impedance converter, characterized in that the arm is formed so that its width gradually decreases toward its outer edge.