JPS5984297A - 圧電ブザ− - 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、ヘルムホルツの音響共鳴を利用し、広帯域に
わたる共鳴周波数の調整を容易にした圧′醒ブザーに関
するものである。

共鳴を利用したブザーとしては、従来より広く使用され
ている電磁型と、圧電振動子を金属板に固着させた圧電
型かあるか圧電型について述べると、第１図、第２図は
、近時小形化、薄形化、省電力化として腕時計や電気卓
上計算器等の小形携帯機器の発音源として用いられてい
る圧電振動体の基本的構造を示すものて、１は圧電振動
体である。２は薄い弾性体の金属でなる円形状の振動板
、３は両面に電＄ｉ４．４′を設けた振動板２より小さ
い直径でなる圧電振動子で分極処理がされており、接着
剤５を介して振動板２と固着されている。６．６′はリ
ード線で振動板２及び圧電振動子３にそれぞれ固着され
ている。このような圧電振動体１に交番電流を印加する
と圧電振動子３は、交番電流に対応して伸縮し振動板２
も圧電振動子３の伸縮に対応した撓み振動を起す。

一般に小形で電気音響変換効率の良い圧電ブザーは、振
動板の共振効果を利用しているが、各部の寸法が放音音
波の波長に比較して十分小さい共鳴空間と放音開口部で
構成されるヘルムホルツの空洞共鳴の利用は極めて効率
がよい。しかしこれら振動板の共振や、共鳴空間の放音
孔による音響共鳴のＱ値は比較的痛く、又製造上共振周
波数のバラツキもあり、共鳴周波数み駆動川波数を一致
させるのは困難であった。従って、これら共鳴周波数の
変えられない圧電ブザーは、効率の良い共鳴空間を利用
しているにもかかわらす、音量のバラツキの多い製品と
なり、その特性が十分活用されなかった。

次に、上述の問題点を改良した従来例を図に従って説明
すると、第３図、第４図において、１は振動板２に圧電
振動子３を固着させた上述の圧電振動体である。７は下
端開口の円筒形状でなる収納箱で、」−面に放音孔７ａ
を設け、内側所定の位置に段部７１浴設け、圧電振動体
１は段部７ｂに周辺を支持固定されている。８は放音孔
７ａの開口面積を調節する調節板で、その一端を収納箱
７に回転自在に軸支されている。９は収納箱７と圧電振
動体１て形成された共鳴空間である。

この様な構成において、リード線６．６′を介して圧電
振動体１に交番電流を印加すると、圧電振動体１は振動
して共鳴空間９の空気が振動する。

この場合調節板８の移動により放音孔７ａの開口面積が
小さくなるに従い音圧が低下する欠点があった。

第５図は従来の第二実施例で、１１は両端開口の円筒形
状の収納箱で、その外側周囲にねじ部］、］、ａが設け
られ、内側所定の位置に凸部１１ｂが設けられており、
圧電振動体１がその周辺を段部］］、ｂに支持固定され
ている。１２は下端開口の円筒形状でなる外箱で、上端
中央部に放音孔１２ａを設け、内側にはねし部＋２ｂを
設けて収納箱１１に螺合されている。１３は外箱１２、
収納箱１１及び圧電振動体１て形成された共鳴空間であ
る。

この様な構成において、圧電１辰動体１に交番電流を印
加すると、圧電振動体１は振動して共鳴空間１３の空気
へか振動する。この場合外箱１２を回転させると共鳴空
間１３の容積が変化し、共鳴周波数上駆動周波数を一致
させることが可能であるが、外形寸法が変化するため限
られた装置内に収納することが困難であり、全体の周波
数も狂う欠点があった。

本発明は上記欠点を解決するもので、放音孔を設けた共
鳴箱の放音孔を内側に位置するように共鳴箱に放音孔を
設けた調整箱を回転自在に係合し、共鳴箱及び調整箱を
相互に回転させることにより、共鳴周波数の調整を行い
、共鳴時の音圧が安定して得られるようにした圧電ブザ
ーを提供するものである。

以下本発明の一実施例を図に従って説明する。

第６図において、２１は下端開口の円筒形状の共鳴箱で
その内側所定の位置に段部２１ｂ及び外側所定の位置に
段部２１Ｃを設け、側壁には直方形（円形でもよい）の
開口面積約ｏ、ｓ　ｔｙｔｉの放音孔２１　ａが設けら
れている。圧電振動体１は、直径が約４．５偏で段部２
］、ｂにその周辺を支持固定され、共鳴箱２１の内側に
共鳴空間２３約１０−を形成している。２２は一端開口
の円筒形状の調整箱で、その側壁に直方形（円形でもよ
い）の開口面積約３鋸２の放音孔２２ａが設けられてお
り、開口端部を共鳴箱２１の外側段部２］Ｃに隙間なく
係接して回転自在に係合され、共鳴箱２１の放音孔２１
ａを包囲して導音空間２４約１０密３を形成している。

この場合放音孔２］、　ａと放音孔２２ａの間に導音部
２４ａが形成される。６．６′はリード線であるう 」二記構成において、リード線６．６′を介して圧電振
動体１に交番電流を印加すると、圧電振動体１は振動し
て共鳴空間２３及び導音空間２４の空気を振動させる。

この場合、共鳴箱２１と調整箱２２を相互に回転させる
と導音部２４ａの長さが変化し、共鳴周波数が変化する
。又放音孔２］ａより放音孔２２ａに至る導音空間２４
内での導音部２４ａの経路は、種々考えられるが、共鳴
箱２１、調整箱２２等の各部の寸法が、音波の波長より
充分小さいために音の位相差が少く、打消し合うことは
殆んどない。実験によりこの関係を第７図に示す。縦軸
に共鳴周波数、横軸に回転角度をとり、共鳴箱２１の放
音孔２１ａと調整箱２２の放音孔２２ａとが一致した点
を基準点零度として、回転角度が次第に大きくなるに従
って共鳴周波数は、１．５ｋＨｚから次第に低くなり、
回転角度１８０°を境として対称特性が得られる様子を
示している。第８図は、上記圧電ブザーの周波数特性を
示す図で、縦軸に音圧をとり、横軸に周波数をきる。実
曲線Ｉは圧電振動体１の共振周波数ｆＲと、共鳴箱２１
の放音孔２］ａと、調整箱２２の放音孔２２ａの位置が
一致した時の共鳴周波数ｆ。■の関係が示されており、
共鳴箱２１、調整箱２２を相互に回転するに従い、共鳴
箱の共鳴周波数ｆ。が低くなり、回転角度１８０°で最
低となった時の共振周波数をｆ。■吉し、点曲線■で示
している。圧電振動体１の共振周波数ｆＲての音圧Ｐと
同レベルである共鳴箱により増幅された音圧の周波数を
ｆｌ及びｆ２としたとき、圧電振動体Ｉの共振周波数ｆ
Ｒと、共鳴箱により増幅された二つの音による複合音の
設計の場合、圧電振動体１の共振周波数ｆＲの音圧Ｐと
同レベル以上の周波数がｆｌからｆ２の広い範囲で任意
に選ぶことができ、耳に感じのよい特徴ある複合音が容
易に得られる。

次に第二の実施例を図に従って説明すると、第９図にお
いて、３■は下端開口の円筒形状の共鳴箱で、その内側
所定の位置に段部３１１）及び外側所定の位置に段部３
］、ｃを設け、上端壁に偏心して所定の位置に、所定の
大きさの放音孔３１ａをそれぞれ設けている。圧電振動
体１は段部３］、ｂにその周辺を支持固定されて、共鳴
空間３３を形成している。

３２は下端開口の円筒形状の調整箱で、その内径は共鳴
箱３１の外径と略々等しく、上端壁には、偏心して所定
の位置に所定の大きさの放音孔３２ａが設けられており
、開口下端部を共鳴箱３１の外側段部３１Ｃに隙間なく
係接して、回転自在に係合し、導音空間３４を形成して
いる。

上記構成において、圧電振動体１に交番電流を印加する
と、圧電振動体１は振動して共鳴空間３３、導音空間３
４の空気を振動させる。この場合、共鳴箱３１吉調整箱
３２を相互に回転させることにより、放音孔３］ａと放
音孔３２ａの間に形成された導音部の長さが変化するの
で、適宜の共鳴周波数が得られ、それによる効果は、第
一実施例と同様である。

次に第三の実施例を図に従って説明すると、第１０図、
第１Ｉ図において、４１は下端開口の円筒形状の共鳴箱
で、その内側所定の位置に、段部４１．　ｂ及び外側所
定の位置に段部４１Ｃをそれぞれ設け、上端壁に偏心し
て所定の位置に所定の大きさの放音孔４１ａを設けてい
る。圧電振動体１は段部４１１）にその周辺を支持固定
されて共鳴空間４３を形成している。４２は下端開口の
円筒形状の調整箱で、その内径は共鳴箱４２の外径と略
４等しく、上端壁には中心部に所定の大きさの放音孔／
１．２２が設けられており、内部には同心円上に所定の
直径を有し、所定の高さでなる隔壁４２ｂが一体成形さ
れて設けられている。調整箱の開口下端部を共鳴箱の外
側段部４］Ｃに、隔壁４．２ｂの下端部を共鳴箱の上端
面にそれぞれ隙間なく係接させ、調整箱を共鳴箱の外側
回転自在に係合させて、導音空間４４を形成し、放音孔
４１ａと放音孔４２ａの間には導音部が形成されている
。この場合放音孔４１　ａは、隔壁４．２　ｂの外側に
位置するように配設されている。

上記構成において、リード線６．６′を介して圧電振動
体１に交番電流を印加すると、圧電振動体１は振動して
音を発生すると、音は、共鳴空間４３及び放音孔４．１
ａで増幅され、導音部材、放音孔４２ａを経て外部に放
音される。この場合、共鳴箱４１と調整箱４２を相互に
回転させることにより、導音部の長さが変化するため共
鳴周波数も変化し、適宜の共鳴周波数が得られる。又導
音部は、調整箱／１．２の隔壁４２　ｂにより、共鳴箱
４１の放音孔４．１　ａより二部に分れて放音孔４．２
２に至るが、それぞれの導−９−″′１１ 音部を通過してきた音の位相差は、共鳴箱、調整箱等の
各部寸法が音波の波長より充分小さいので少く、打消し
合うことは殆んどない。この効果は第一実施例と同様で
ある。

以上述べたように、本発明は、調整箱を設けて共鳴箱と
相互に回転させることにより、共鳴周波数の調整が容易
にでき、最良の位置で接着固定させると製品の歩留も非
常によくなり、又第８図の如く共鳴周波数ｆＲの他にｆ
、〜ｆ２なる周波数を設定した複合音からなる圧電ブザ
ーも、共鳴周波数の調整が可能になるため設計上極めて
有利であり、産業上の利用効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電振動体の平面図、第２図は同じく側面図、
第３図は従来の第−例圧電ブザーの平面図、第４図は同
じく側断面図、第５図は従来の第二側圧電ブザーの側断
面図、第６図は本発明一実施例の側断面図、第７図は同
じく調整箱の回転角度と共鳴周波数を示す線図、第８図
は同じく音圧の周波数特性を示す図、第９図は本発明第
二実施、　　　　　　　　　　　　−’Ｉ　Ｏ−例の側
断面図、第１０図は本発明第三実施例の平面図、第１１
図は同じく側断面図。 】：圧電振動体、２：振動板、３：圧電素子、６．６′
：リード線、２】、３１．４１：共鳴箱、２］ａ、　３
］ａ、　４］ａ　　：放音孔、２２．３２．４２：調整
箱、２２ａ％　３２ａ％　４２ａ　　：放音孔、２３．
３３．４３：共鳴空間、別、３４．４．４．　：導音空
間、２４ａ：導音即なお、各図を通じて同一符号は、同
一部分を示す。 特許出願人　リオン株式会社 １１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放音孔を設けてなる共鳴箱の内側に圧電振動体を収納し
   て共鳴空間を形成し、放音孔を設けてなる調整箱を前記
   共鳴箱と導音空間を形成して回転自在に係合し、前記共
   鳴箱の放音孔と前記調整箱の放音孔の間に形成された導
   音部の長さを変化させることを特徴とする圧電ブザー。