JPS5983499A - 電気−音響変換装置 - 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、例えばスピーカやマイクロフォンなどの電気
−音響変換装置に関するものである０、近年、電池駆動
の時計、計算機、ラジオ、テープレコーダなどのエレク
トロニック・マイクロ拳デバイスなどでは、ディスプレ
イと発音体９耽［（および）マイクロフォンを併設する
傾向にある。

この場合、ディスプレイは液晶表示素子の出現で小型化
、薄型化、省電力化が可能とηつたが、発音体やマイク
ロフォンについては小型化、薄型化、省電力化などを十
分に満足するものがなかった。

このような要求に応えるものとして、両面に電極を有す
る圧電性薄板を剛性の枠内に圧入して、その圧電性薄板
のわん曲状態を枠で保持した圧電セラミックトランスジ
ユーザが提案されている。

このトランスジューサでは、例えば電極に電圧を印加す
れば、わん曲状態にある圧電性薄物が伸縮圧電性薄板に
屈曲運動が生じる。このように圧電性薄板の垂直な方向
に振動が生じ、圧電性薄板自体が発音体となってスピー
カを構成する。

ところでこのようにセラミック製の圧電性薄板をわん曲
し穴状態でそれの周辺部を剛性の枠体で保持した構造の
スピーカは、振動系のＱが高く、鋭い共振特性を示し、
周波数応答性の変動が太きいという欠点がある。しかも
わん曲モードでの共振周波数が１．０００ヘルツ以上の
高周波とがるので、低周波領域での応答性が極めて悪く
感度も十分でない。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点全解消し、
高感度で、低周波領域での応答性も良好で、全体として
平坦な周波数特性を有する電気−音響変換装置を提供す
るにある。

この目的を達成するため、本発明は、両面に電極を有す
るほぼ平板状の第１圧電性薄板と両面に電極を有するわ
ん曲状の第２圧電性薄板とを、互に向かい合う面の分極
極性が異極になるように重ね合わせ、肉圧電性薄板の接
合外周部を互に連結し、外面どうしと内面どうしを逆位
相如なるように接続して、その外周部が径方向に伸縮可
能になっていることを特徴とするものである。

次に本発明の実施例を図とともに説明する。この図は実
施例に係るスピーカの切断側面図である。

Ｐｂ　（Ｚｒ　　Ｔｉ　）　Ｏａ系セラミックの同材質
のものからなる直径４０ｍｍで厚さ０．１ｍｍ　のフラ
ットな円板状のセラミック薄板を２枚準備し、それぞぞ
の薄板の両生面に銀電極１，１全印刷・焼成によって形
成する。一方のセラミック薄板をプレス加工によって曲
率半径２００ｍｍにわん曲して第２圧電性薄板３とし、
他方の平板状の！、寸のものを第１圧電性薄板２とする
。これら圧電性薄板２゜３の各電極１にはそれぞれリー
ド線４が半田付けされる。

第１圧電性薄板２と第２圧電性薄板３とが重ね合わされ
る訳であるが、第１図に示すように第２圧電性簿板３の
凹面が第１圧電性薄板２の平面と対向するように重ね合
わされる。また、肉圧電性薄板２．３の互に向かい合う
面の分極極性が反対の極になるように構成されている。

肉圧電性薄板２．３の内面どうし電気的に接続し、リー
ド線４を付けてから重ね合わせたのち、これらの接合外
周部にエポキシ系接着剤５を塗布して外周部だけを一体
に連結しさらに外面どうし電気的に接続し、リード線４
を付ける。第１圧電性薄板２の中心部に支持部材６の先
端部が接着剤５によって連結され、圧電性薄板２，３の
連結体が支持部材６によって支持されることになる。こ
こで内面側リード線４と外面側リード線４の間に交流電
気信号を印加すると、圧電薄板は互いに逆位相に振動す
る。

このようにして形成されたスピーカは図示していないが
木製のスピーカキャビネットに収容され、前記リード線
４，４はスピーカ用プラグ付同軸ケーブルに接続されて
、このケーブルのプラグはカセット式テープレコーダの
出力端子用ジャックに差し込１れる。なお、スピーカを
スピーカボックスに収容したとき、肉圧電性薄板２．３
の外周部は無支持の状態になっておシ、第１圧電性薄板
２の径方向の伸縮が自在に起こるようになっている。

前述のように第１圧電性薄板２と第２圧電性薄板３とは
、互に対向する面が逆極性に々るように配置されている
。そのため第１圧電性薄板２の電極１．１ならびに第２
圧電性薄板３の電極１．１にそれぞれ同時に音響信号が
印加されて、第１圧電性薄板２の面が縮みその径が縮少
しようとするとき、第２圧電性薄板３の而は反対に延び
て径が拡がり、曲率半径が小さくなるように作用する。

ところでこの両正電番性薄板２．３はそれらの外周部が
互に連結されているため、その連結部を介して第１圧電
性薄板２の伸縮力が第２圧電性薄板３に作用する。従っ
て前述の場合は、第１圧電性薄板２の径方向への収縮力
が第２圧電性薄板３に作用して、第２圧電性薄板３が単
独で変形−「る場合よりも大きく変化し、曲率半径がよ
り小きくなる。このことは第１圧電性薄板２の面が延び
て径が拡がシ、その反対に第２圧電性薄板３の而が縮み
径が縮少して曲率半径が大きくなる場合でも同様で、こ
のときは第２圧電性薄板３が単独で変形する場合よシも
大きく変化し、曲率半径がよシ大きくカる。

このように平板状の第１圧電性薄板２にわん曲した第２
圧電性薄板３を連結して逆極性特性を利用することによ
シ、すなわち逆位相のブツシュ・プル動作を行なうこと
により、第２圧電性薄板のわん曲運動の振幅を増幅する
ことができ、このことは後述のように電気−音響変換装
置の特性改善に大きく関与する。

第１圧電性薄板２を故意にわん曲させることも考えられ
るが、このようにすればそれ自体の伸縮効率が悪くカシ
、そのため第２圧電性薄板３のわん曲運動に対する補助
機能が極端に減退するから、第１圧電性薄板２の形状は
ほぼ平板状であることが必要である。なお、第１圧電性
薄板２もセラミックなどで作られるから、焼成時の歪や
寸法誤差などによって僅かにわん曲することもあるが、
この程度のわん曲は特性上はとんど影響しｈい。従って
本発明の明細書で使用する「はぼ平板状」の語句は、前
述のように僅かにわん曲したものをも含んでいることを
意味する。

前記実施例では第１圧電性薄板の中心部、すなわち第１
圧電性薄板の伸縮にさほど影響のない部分に支持部材を
接合して、第１圧電性薄板と第２圧電性薄板の連結体を
支持し、これら圧電性薄板の外周部を他の部材と無接触
にした構造について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば測圧電性薄板の外周部を、第
１圧電性薄板の伸縮動作をほとんど妨げない非常に柔軟
性に富んだ部材で支持することもできるし、１ｆｃ両圧
電性薄板の外周接合部の一部から測圧電性薄板の連結体
を吊り下げて、連結体の外周部を他の部材と無接触にし
ても構わない。

前記実施例ではスピーカの場合について説明したが、本
発明は他の電気−音響変換装置、例えばマイクロフォン
としても使用することができる。

この場合には電気−音響変換装置ｆの前方に、例えばラ
ッパ状の導音筒体を旧設するとよい。

本発明は前述のような構成になっておシ、第１圧電性薄
板と第２圧電性薄板との共働により、電気−音響変換効
率を高めることができ、従来提案されたセラミック圧電
トランスジューサに比べて、高感度で、低周波領域での
応答性も良好で、清めらかな周波数特性を有する電気−
音響変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に係るスピーカの切断側面図である
。 １・・・・・・銀電極、２・・・・・・第１圧電性薄板
、３・・・・・・第２圧電性薄板、５・・・・・・接着
剤、６・・・・・・支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）０両面に電極を有するほぼ平板状の第１圧電性薄
   板と両面に電極を有するわん曲状の第２圧電性薄板とを
   、互に向かい合う面の分極極性が異極になるように重ね
   合わせ、両圧電性薄板の接合外周部を互に連結し、外面
   どうしと内面どうしを逆位相になるように接続して、そ
   の外周部が径方向に伸縮可能になっていることを特徴と
   する電気−音響変換装置。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載において、前記第
   １圧電性薄板の外面のほぼ中央Ｗ５が支持部材に連結さ
   れ、両圧電性薄板の外周部が他の部材と接触しないよう
   に前記支持部材で支持されていることを特徴とする電気
   −音響変換装置。 （３）、特許請求の範囲第（１）項記載において、前記
   第１圧電性薄板と第２圧電性薄板とが同一材質の圧電性
   セラミックから構成されていることを特徴とする電気−
   音響変換装置。