JPS59190800A

JPS59190800A - 薄形圧電スピ−カ−

Info

Publication number: JPS59190800A
Application number: JP6508083A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Tomikawa; 義朗富川; Yasushi Suzuki; 康司鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-29

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】本発明は超薄形で低周波領域の音圧特性の良好な薄形圧
電スピーカーに関するもので近年、音声合成用ＬＳＩが
開発使用されたことと機器の小形軽量化の要求から低消
費電力並びに超薄形の発音体が必要となってきた。すな
わち益々拡大使用される電卓や電子時計、自動販売機、
電子翻訳機などでは人間と直接、音声によ°る応答が行
われるようになり、それに伴って前記要求の圧電スピー
カーが望まれてくる。

従来は円盤状の金属弾性振動板にただ単に圧電磁器変換
子を接着して構成したものを保持器や取り付ける相手の
装置に該振動板の周辺を接着剤等で固定しているが、周
波数音圧特性の凹凸が激しく、又低音域での音圧が低く
、さらに振動板から保持器等へ振動エネルギーが漏れや
すく、取シ付は状態により、音圧特性が変りやすいので
取り扱いが困難である。このような事から広い周波数範
囲にわたって低歪で音圧の平坦な特性を目標とするスピ
ーカーの基本的な性能は満たされていない。

本発明は超薄形で消費電力が少なく、しかも広い周波数
範囲に渡って音圧特性が平坦で、かつ取り扱いの容易な
圧電スピーカーの提供を目的としている。

以下図面に基いて説明する。第１図は従来の圧電スピー
カーの断面図で円盤状の振動板１の主なる面に圧電磁器
変換子２を接着して、さらに該振゛動板の周辺を保持器
３に接着剤等で固着して圧電スピーカーを構成するもの
で、音声信号を圧電磁器変換子２に加えると圧電効果に
より撮動板が振動してスピーカーとして動作するもので
ある。該振動板は保持器３に固着されているので該振動
板の振動様式は周辺固定の屈曲振動であるが保持器３が
振動板１に対して著しく強固で重いものでないと、理想
的な周辺固定端の状態が得′られず、振動エネルギーが
保持器３を通して外部に漏れて音響特性の劣化をまねく
要因となる。又周辺固定端の場合は後述のごとく、周辺
自由端の振動様式と比べて、共振周波数が高いので、よ
シ低域の音圧を高めるためには甚だ不利である。

第２図と第３図は本発明に係る圧電スピーカーの正面図
と断面図である。円盤状の振動板１の一方の面に圧電磁
器変換子２を接着し、該振動板１の外周と支持具４の内
周との間に０．５〜ＩＷ程度の間隙Ｇを設けて配置し、
該振動板１を支持具４に支持するために、該撮動板の他
方の面と該支持具４の一面に合成樹脂や又は弾性の小さ
い材料からなる薄膜５を貼付して該間隙Ｇを覆うことに
よって圧電スピーカーを形成するものである。

一般に振動板の周辺の一部か又は全部を周辺自由端の状
態として振動させる場合、当然、振動板と支持具間に間
隙が必要になるが、該間隙を通って、振動板の両側の音
圧が打ち消し合い、スピーカーとして、特に低音域での
音圧に悪影響を与える。よって本発明の特徴は該間隙を
該薄膜で覆い、バッフル効果を高め、かつ振動板の振動
を阻害することなく、支持具に軟支持することである。

さらに該薄膜は振動板に付加質量として働くので、撮動
板の共振周波数が下がり、低音域での音圧特性が向上す
る。加えて該薄膜の材料である合成樹脂等は機械振動時
の共振尖鋭度Ｑが低いので、該薄膜を貼付された撮動板
のＱも低下し、音圧レスポンスもより平坦になシ、スピ
ーカーとしての特性の改善に寄与するものである。

尚、間隙Ｇを覆うための最小限の範囲で、部分的に該薄
膜５を貼付しても本発明の主旨は満たされるが、振動板
のＱをより低下させることと製作′を容易にするために
振動板の中央部まで面全体に貼付した方が良い。

ここに円盤形撮動板の周辺自由端の場合と周辺固定端の
場合の振動姿態と共振周波数について述べる。

音圧発生に寄与する最低次の振動姿態は前者の場合は第
４図、後者の場合が第５図に示される。かつ各々の共振
周波数は次ぎの式で表わされる。

Ｄ、ｔは振動板の直径と厚みでＥ、ｆ、どは同じく、ヤ
ング率、密度、ポアソン比でありαは振動様式で、決ま
る周波数定数である。このαは周辺自由端の場合５．９
であり、周辺固定端の場合は１２．６であるから振動板
の太きさや材質が同じ場合は周辺自由端の振動様式を選
んだ方が、はるかに低い共振周波数が得られる。

本発明の圧電スピーカーの場合、該薄膜の弾性が振動板
に比べて極めて小さいので、振動板の振動姿態は第４図
の周辺自由端の振動姿態と同じで、共振周波数も周辺自
由端の共振周波数に極めて近くなるので、音圧レスポン
スをよシ低域に得るためには甚だ有効な手段である。又
該薄膜によって振動板を支持具に軟支持しているので振
動板から薄膜を伝わって振動エネルギーが支持具の方に
漏れることも非常に少ないので、スピーカーとして相手
の装置に取シ付ける際の取り扱いが甚だ容易である。

第６図は本発明の第２図の圧電スピーカーの特性をａで
、第１図の従来の圧電スピーカーの特性をｂで表わした
周波数音圧特性である。特性ａは特性すと比べて音圧レ
スポンスの凹凸もはるかに小さく、かつ低域の共振周波
数も特性すでは１、４００　）Ｌｚに対して特性ａでは
７００　Ｈｚと、甚だ低いので、より低域の音圧を発生
させることが出来る。振動板と圧電磁器変換子の厚みは
各々０．１圏で薄膜には０．０５ｆｌｌ厚のポリエステ
ル粘着テープを使用した。

第７．８．９，１０，１１．１２．１３．１４の各図は
本発明の他の実施例で、第８図は第７図のＨ−Ｂ断面図
である。共に振動板１と支持具４を一体の薄板からプレ
ス又はエツチング加工で作ることを特徴とし、第２図の
場合と同様に振動板１と支持具４の間に間隙Ｇｅ設けて
該振動板と該支持具の一方の主面に合成樹脂又は弾性の
小さい材料から成る薄膜５を接着又は熱圧着して間隙Ｇ
を含めて撮動板１を覆ったものである。特に第７図、第
９図では振動板を円盤、並びに四角形状として、それぞ
れ支持具４との相対的な位置決めを容易にするために該
振動板と該支持具間に極細の連結部６を設けたことを特
徴とする。さらに第１０図の場合は該連結部６を円盤状
振動板１の対象とする振動姿態の節円Ｎから取り出すた
めに該振動板と該連結部の間に切り込みＣを該振動板の
周辺から節円Ｎまで入れたことを特徴とするもので、振
動板に対する連結部の抑圧をより少なく出来る。

第１１図、第１２図は振動板の一部だけが周辺自由端の
状態にあるもので第１１図においてはＹ方向が周辺自由
端でＸ方向が周辺固定端として作動する。第１２図は振
動板を片持梁としたものである。共に薄膜５の効果は他
の実施例と同じである。第１３図の縦断面図は保持器を
省いて構成部品を少なくした構造で支持具４の底部７を
直接相手の機器８に取り付けられるように支持具４の縦
断面形状をｔ形状（クランク状）として振動板１や薄膜
５が直接機器８に接しないようにしたものである。第１
４図の縦断面図は本発明の圧電スピーカーを保持器３に
取シ付けて、さらに主なる開口部に前部保護カバー９を
被せた構造である。

以上のように本発明の圧電スピーカーは薄膜を振動板と
支持具間に結句しただけの非常に簡単な構造で従来の圧
電スピーカーと比べて周波数音圧特性もより低音域の方
へ拡がり、さらに音圧レスポンスの凹凸も小さく改善さ
れ、かつ相手の機器への取り付けも容易な優れた薄形圧
電スピーカーを安価に製作出来る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧電スピーカーの断面図、第２図は本発
明の薄形圧電スピーカーの正面図で第３図はその断面図
。第４図、第５図は振動板の振動姿態図。第６図は周波
数音圧特性。第７．８．９．１０．１１，１２，１３．１４の各図は
本発明による薄形圧電スピーカーの他の実施例を示めす
平面図及び縦断面図である。１・・・・・・振動板　２・・・・・−圧電磁器変換子
　３・・・・・・保持器４・・・・・・支持具　５・・
・・・・薄膜　６・・・・・・連結部Ｇ・・・・・・間
隙　Ｃ・・・・・・切り込み　Ｎ・・・・・・節円特許
出願人　鈴　木　康　司第１　図　　　　　　　　　　　１２日才４　凹／〈）＼牙　６　口閂蔑敏（ＫＨｚ）才１０図そ１＋口ｆ１１０オ　丁２　図

Claims

【特許請求の範囲】（１）本文に詳記し、図面に示すように電極を配置した
圧電磁器変換子を貼付して構成する薄形圧電スピーカー
において、その振動板の主面内の少なくとも一方向が周
辺自由端の状態で振動する該振動板の該端部と支持具の
間隙を覆うために合成樹脂又は弾性の小さい材料からな
る薄膜を該端部と該支持具に貼付したことを特徴とする
薄形圧電スピーカー。（２１４Ｈ動板を円盤状並びに楕円形にしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の薄形圧電スピーカー
。（３）振動板を正方形も含む四角形にしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の薄形圧電スピーカー。（４）振動板を片持梁の形状にしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の薄形圧電スピーカー。（５）振動板と支持具、相互の位置決めを容易にするた
めに両者間に極細の連結部を設け、該振動板、該支持具
及び該連結部の三者を一体の薄板から形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄形圧電スピーカ
ー。（６）連結部の一端を振動板の対象とする振動姿態の節
円又は節線の位置から取りだすために該振動板と該連結
部との間に切り込みを設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の薄形圧電スピーカー。（７）薄形圧電スピーカーの縦断面形状が、二の縦断面
形状に類似するように支持具の縦断面形状を１形状（ク
ランク状）にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の薄形圧電スピーカー。（８）保持器並びに前部保護カバーを取り付けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄形圧電スピー
カー。