JPS6022878B2 - 圧電スピ−カ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧電バィモルフ振動子を使用した発音体に
係り、再生周波数特性を広帯域かつ平坦化させた圧電ス
ピーカに関する。

庄電／ゞィモルフ振動子を駆動源とする圧軍スピ−力は
、薄形、低消費電力の点から、従釆のダイナミックスピ
ーカの代替として、合成音声、メロディーの再生用とし
て種々実用化の試みがなされてきた。

しかし、圧電スピーカは圧電振動子の機械的共振を利用
するため、音響再生の下限周波数がたかだかＩＫＨＺ程
度どまりであり、さらに低音城化が求められている。

特に音声の再生用としては、その明瞭度を高めるために
３００ＨＺ程度までの再生能力が必要とされているが、
従釆の庄電スピーカでは、到底実現が困難なものとされ
ていた。そこで、この発明は、広帯域かつ平坦化した再
生周波数特性を示す圧電スピーカを提供することを目的
とし、圧電振動子の形状を特定することにより広帯域化
と平坦化を実現し、さらに振動吸収体を用いてより平坦
な周波数特性を得るものである。

すなわち、この発明は、圧蟹バイモルフ振動子の一方端
を固定側とし、他方端の振動先端側に振動板との結合点
を設けてなる圧電スピーカにおいて、振動先端部を部分
的に結合点よりも長く突出させ、この突出部分にゴム等
の振動吸収体を接合させたことを要旨とするものである
。

以下にこの発明を図面に基づいて説明する。

第１図のａ図には矩形の振動子１を示しており、矩形の
金属板２に相似形の圧電板３を貼着し、その一方端を固
定し、他端を自由な振動先端部とした片特構成の圧電バ
ィモルフ振動子である。この振動子１の振動先端部の中
央を下記する振動板８との結合点としたとき、振動先端
部の複数個所を部分的にかつ、振動子の長さ方向に上記
結合点よりも長く突出させた突出部４を設け、振動子１
の一方端を固定部５として例えばスピーカケースのフレ
ーム７に固着し、振動先端側の結合点にスピーカケース
のフレーム７に接着したコーン形振勤板８の中心を結合
して圧電スピーがこ組立てる。さらに、上記した突出部
４全体に弾性体等の振動吸収体６を貼着してある。ここ
で、片持ち構成の振動子し、おいてその再生下限周波数
は振動子の厚みが一定であれば、振動子の有効長、すな
わち振動板との結合点距離によって決定されるが、この
振動子の長さを長くしても、得られる低域での周波数特
性は出力が低く実用的でないことが知られている。

そこでこの発明では上述の突出部４を設けることにより
、主振動部の有効長、ここでは固定部から結合点までの
長さによって決定される基本共振周波数（ｆｏ）に加え
、これにより低域に、振動子１の突出部を含む全長によ
り決定される共振周波数（ｆｏ′）を生じ、再生帯域を
より低音城に拡大することができるのである。また、こ
の突出部４内の複数部分の突出長さを、全長に相当する
最も長いもののほか、これよりも突出長さを短くしたも
のを設けることにより、短い突出部分によって決定され
る振動子の共振周波数（付′）が、上記のｆｏとげとの
間に生じるため、周波数特性の平坦度が改善される。

さらに、第１図のｂ図に示す如く、振動子１の幅を固定
部５の幅より広くとった構成とすることにより、上記の
基本共振周波数（ｆｏ）とその高次共振周波数（ｆｎ）
との間に、幅方向の共振周波数が生じるため、再生周波
数特性が平坦化される。なお、上記の突出部４は振動子
１の振動先端部に図示するように４カ所を突出させるほ
か、任意数を振動子の中心軸に対して対称・非対称のい
ずれも有効であり、振動子の基本形状も、矩形、半円形
のほか、台形、円形等任意の形状であってもかかる効果
は同等であり、さらに、圧電板を金属板の表裏両面に接
着した場合も同様である。以上に説明した構成とするこ
とにより、音響周波数城を低域化し、さらに周波数の山
谷を平坦化させた振動子において、振動先端部には多く
の高次共振を生じる結果、音響周波数特性に鋭い谷が発
生している。これに対して、振動先端部から突出部４に
振動吸収体６を接合すると、上記の高次の鋭い共振が吸
収されるため、出力特性が著しく平坦化される。また、
突出部４を長くかつその分割本数を増やして低音城の平
坦化を図るときに、共振点の数が増えて、周波数特性の
谷の数が増える場合に対し、突出部４に振動吸収体６を
接合することが極めて有効である。この振動吸収体には
プチルゴム等の弾性体や実施例に示す接着剤の塗布テー
プ等の多種のものが利用できる。

なお、詳述したこの発明による圧電スピーカは周知の電
気音響変換の基本原理に従いマイクロホンとして有効に
動作することは言うまでもないことである。

以下にこの発明による実施例を示しその効果を明らかに
する。

金属板２に厚さ０．１凧のりん青銅板を用い、第１図の
ｂ図に示す如く、直径２５肌の半円の円周部に幅１仇舷
、長さ２帆の固定部５を突出させ、振動先端側の中央に
幅２肌、長さ１．５柳の補助振動部を突出させて振動板
８との結合点とし、さらにこの振動先端部分を幅３側で
４ケ所を突出させその内２本を長さ７肋、他の２本を４
．５脚とした突出部４を設けた。

補助振動部は、振動節位置を振動板８との結合点に移動
させることがないため周波数特性が平坦化される利点が
ある。圧電板３には、厚さ０．１肋、直径２５肋の半円
形のジルコン．チタン酸鉛系磁器を用い、ェポキシ樹脂
系接着剤を使用して金属板２の主振動部の片面に接着し
、圧電バィモルフ振動子１に仕上げた。

振動板８には厚さ５０仏ののポリィミドフィルムを５Ｗ
収径のコーン状に成型したものを用い、真鈴製の円形フ
レーム７に振動板８の円周部を接着固定し、振動子１の
固定部５をフレーム７に接着して振動板８の中心と補助
振動部とを結合し、圧電スピーかこ組立てた。

この際、１つの振動子１の突出部４に、紙基材にアクリ
ル系接着剤を塗布した粘着テープを長さ１仇舷、幅２４
側の寸法に切断した振動吸収体６を用いることなく圧電
スピーカに絹立てた。

以上の２種のスピーカに実効値ＩＶの交番電圧を加え、
鞠上１０肌における音圧しベルを測定した。

結果は、振動吸収体を設けた場合を第２図、振動吸収体
のない場合を第３図の周波数特性図に示す。図表から明
らかなように、この発明によるスピーカは両者とも広帯
域かつ平坦化されて、すぐれた周波数特性を示している
。

さらに振動吸収体を振動子の突出部に鮎着した振動子の
場合は、特に高城における音圧しベルの谷を排除してお
り、著しく平坦な周波数特性が得られたことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による庄電スピーカと圧電／ぐィモル
フ振動子の説明図、ａ図は矩形の振動子の場合、ｂ図は
振動子幅が固定部幅より広い振動子の場合である。 第２図と第３図は実施例における周波数特性図であり、
第２図は振動子に振動吸収体を設けた場合、第３図は振
動吸収体を有しない場合である。図中１・・・・・・振
動子、２・・・・・・金属板、３・・・・・・圧電板、
４・・・・・・突出部、５・・・・・・固定部、６・・
・・・・振動吸収体、７・・・・・・フレーム、８・・
・・・・振動板。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電バイモルフ振動子の一方端を固定側とし、他方
   端の振動先端側に振動板との結合点を設けてなる圧電ス
   ピーカにおいて、振動先端部を部分的に結合点よりも長
   く突出させ、この突出部分にゴム等の振動吸収体を接合
   させた圧電スピーカ。