JPS61192199A - 圧電形スピ−カ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コーン形振動板を励振する駆動素子として
、圧電振動素子を利用した圧電形スピーカに関するもの
である。

〔従来の技術〕

近年、各方面において、ジルコニウムチタン酸鉛を主体
とする強圧電性セラミックの薄片板に銀電極を被着した
ものを、薄い金属板の片［１ｋＹ（ユニモルフ形）又は
両面（バイモルフ形）にはり合わせ１分極処理を施した
圧電振動素子が多量に生産されており、各種の電気音響
変換器に広く応用されてきた。上記の強圧電性セラミッ
クは他の物質ｌζ比べて圧電係数かけた外れに大きく、
単位電荷当りの起振力が可成り大きいために１強圧電性
セラミックを主材料とする圧電振動素子を用いてスピー
カ等の電気音響変換器の開発が、各方面で盛んに試みら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の圧電撮動素子を用いて作られる電気
音響変換器では、圧電振動素子に、結合する振動板１例
えばコーン形振動板の頂端部とを高い結合度で相互の中
心軸の偏芯が少ないように接合する必要があった。とこ
ろが、このような加工処理は、実際上域に煩雑であり１
両者を縄い結合度で満足に接合することは困難であった
。その結果、圧電振動素子の起振力がコーン形振動板へ
一様に伝達せずに損失が大きくなり、スピーカからの放
射音圧レベル（音量）が低下して思うような性能が得ら
れないという問題点があった。また。

上記圧電撮動素子とコーン形振動板の頂端部とを結合す
る組み立て加工時に、圧電振動素子に内部応力歪が残留
する場合は、入力信号を過大に印加する時に、圧′ｉｌ
ｔ振動素子に局部的な寄生撮動を発生し。異常音が発生
して無歪最大音圧が低下し。

時としては圧電セラミック層が破砕して。感度不良とな
るなどの問題点があった。

この発明は、７１）かる問題点を解決するためになされ
たもので。圧電振動素子とコーン形振動板の頂端部とを
高い結合度をもって偏芯量を少なく接合することにより
、圧電振動素子の起振力をコーン形振動板へ損失少なく
伝達させ、無歪最大出力音圧レベルが向上できる圧電形
スピーカを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る圧電形スピーカは、コーン形振動板の頂
端部に内方向への折り返し部を設け、この折り返し部に
、圧電振動素子の外線部が内包されるように接合したも
のである。

〔作用〕

この発明の圧電形スピーカにおいては、コーン形振動板
の頂端部に設けられた内方向への折り名し部に、圧１ｔ
ＷＬ動素子の外線部が内包されるように接合して、圧電
振１１ｈ素子がコーン形振動板の頂端部内に安定して位
置するように構成されているので、圧電振動素子とコー
ン形振動板の頂端部とは高い結合度をもって偏芯量少な
く接合され、優れた音響特性を有する圧゛１スピーカが
極めて容易に得られる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である圧電形スピーカの構
成を示す縦断面図、第２図は、第１図の圧電形スピーカ
の要部の構成を示す拡大縦断面図である。各図において
、１はコーン形振動板、２は環状波形エツジ部、３は環
状波形エツジ部２のエッジ外線部、４はコーン形振動板
１の頂端部における内方向への折り返し部、５はユニモ
ルフ形を図示する圧電撮動素子、６は圧４！感動索子５
の重心点付近（中心部分）に粘弾性ノー７を介して結合
する重錘、８はバッフル開口板、９は端子、　１０ａ、
ｌＯｂは圧電撮動素子５に信号′電圧ｅを印加するため
のリード線である。ここで、圧１ｔＳ動素子５の重心点
付近に粘弾性層７を介して重錘６を結合し、圧電撮動素
子５の起振力を、この圧電振励素子５の外線部から収り
出すように構成した。いわゆるセンタークランプ方式の
圧電振動素子５については、この発明の出願人がさきに
提案したものであり（特願昭５９−１８６９７９号）、
このような圧電振動素子５を利用した電気音響変換器で
は。

出力音圧レベルが高く、広い再生帯域での良好な音響特
性が得られる。

上記第１図及びに２図に示すように、この発明の圧電形
スピーカでは、コーン形振動板１の頂端部に内方向への
折り返し部４を設け、この折り返し部４に、圧電振動素
子５の外線部が内包されるように非収縮性の接着剤等を
用いて接合した構成を有する。この場合、上記折り返し
部４は、平坦で１幅が狭い円環状に形成されている。こ
のように構成された圧電形スピーカは、第２図に示すよ
うに、コーン形振動板１の頂端部の開口角をθとすれば
、コーン形振動板１の頂端部と折り返し部４がなす内包
角αは、α＝θ／２　＋９０’　、θ＝１３５゜の場合
、α＝１５７．５°であって、しかも、折り返し部４の
接着面は、圧ｉｔｍ動素子５に対して変形歪を与えない
ように極力平坦面に作られている。

さて、この発明に係る圧電形スピーカとして。

音響変換効率の優れた直円錐形体のコーン形振動板１を
適用した場合に１通常１口径１０（ＦＩＩＥ以下の小口
径で広角匿の直円錐形状のコーン形振動板１では。第１
図１こ点線で示すごとく、一般ｌこただ１個の１／２定
在波共振をもち、その周波数ｆｈは、開口角θにより上
下に移動する１例えば、θ、５１３５０±５°の場合は
、　　ｆｈ−１−４〜５，０ＯＯＨｚ付近となり基本低
音共振周波数ｆｏのピークとあいまって第４図に示すよ
うな双峰特性が得られる結果、出力音圧レベルＰｏが４
〜５ｄＢ感度上昇し、【ｈ以上の高晋出力が急降下して
、一種のバンドパスフィルタ特性が得られる。このよう
な音！＃特性のスピーカは、小形ラジオ、レコーダ、そ
の他の最近の音声合成月番ト好適なものである。

第３図はこの発明の他の実施例である圧電形スピーカの
要部の構成を示す拡大縦断面図である。

これらの実施例は、第３図ｆａ）及び（ｂｌに示すよう
に。

折り返し部４の形状として。それぞれ円弧形状及びＶ字
形状に形成したもので、共に圧電振動素子５に対する偏
芯ならびに変形歪を少なくできるものである。このよう
な形状の折り返し部４では。

第３図ｆａ）に示す円弧溝、第３図１８１に示す７字溝
の各溝内に適菫の接着剤を流しておき、上部から圧電振
動素子５を落し込み、適宜のおもりを載せた状態で接着
剤を硬化させれば、コーン形振動板１と圧電振動素子５
との中心軸が自動的に調芯され両者を偏芯なく正確に接
合する作業を簡単に行うことができる。このような加工
処理工程は、この発明の圧電形スピーカにおける組み立
て作業を自動化し、省力化する上で極めて重要、かつ効
果的な手段である、 次に、この発明の圧電形スピーカの組み立て工程におい
て、圧電振動素子５の上面、下面電極から２本のリード
線ＩＱａ、ｌＯｂを導出し、信号電圧ｅを印加するので
あるが、各リード線１０ａ、ｌＯｂには、一般に鋼箔糸
線と称する防振性の可撓裸銅線が使用される。すなわち
、第２図に示すように圧電振動素子５の上面電極ｌζ端
末１２をはんだ付けしたリードａ　１０　ａを、コーン
形振動板１の頂端部に近い小孔１１を貫通して導出する
。一方、リード線ｔＯａはその端末１３を圧ＩＣ振動素
子５の下面電極にはんだ付けし、途中箇所１４を折り返
し部４の突出部に接着する乃）、第３図１８１に示すよ
うにリード線ｔｏ　ｂの途中置所１４を、コーン形振動
板１の小孔１５　ａに差し込むか、あるいは６第３図（
ｂｌに示すようにコーン形振動板ｌの２つの小孔１５　
ｂを貫通させるかして、それぞれ導出する。いずれの場
合も上記した導出点付近は専用の接着剤を塗布して防振
と絶縁処理を行う、このようにしてコーン形振動板１か
ら導出された２本のリード線ｔｏ　ａ　、　１０　ｂは
、折り返し部４の存在によって両者は電気的に独立する
ので、動作中の異常音の発生や短絡事故が未然に防止さ
れ、かつ各リード、＠ｉｏａ、ｉｏｂの面倒な導出作業
が著しく単純化される利点がある以上述べたように、こ
の発明の圧電形スピーカは、従来の可動コイルを有する
動電形スピーカのような大形で重い磁気回路を持たない
ため、爽買上は金属フレームを必要としない０例えば１
口径８０〜ＩＱＱ　１ｌｆｆのスピーカの全重電は、動
電形スピーカでは約５０　ｇが最小であるのｌこ対し、
この発明の圧電形スピーカではわずかに約３ｇであり、
しかも、全体の高さＨ（％行）は約ＩＱ　１１１１以下
に過ぎない、したがって、スピーカ単体としては、コー
ン形振動板１のエッジ外線部３に、第５図に示すような
補強環１６を設けた構成としても良く１機能上は十分に
目的を達成できる。このようｌζ構成された圧電形スピ
ーカは、第５図に示す壁面パネル８ａの開口部１７の段
部１８に補強環【６をはめ込んで接着テープ等で固定す
れば充分であり、また、必要に応じて壁面パネル８ａの
両面に保護用織布もしくはパンチング多孔板２０　ａ　
、　２０　ｂを設けて保護すれば良い、このような圧電
形スピーカの取り付は方法は、小形ラジオ等のプリント
基板、又はプラスチックケースの開口部にも通用するこ
とができる。しかも、第５図に示す場合には、外壁面１
９と内部の壁面パネル８ａとの隙間に挿入された発泡材
又はグラスウール等の防振断熱材２１が音響吸音材とし
て利用できるので好都合であり、これにより、突出部の
ない壁面用スピーカが安価に実現できる。

したがって、このようにして構成された圧電形スピーカ
は１重量と占有スペースに無駄がないために、Ｉ＃に大
型旅客航空機９列車、バス、乗用自動車等の安全性と占
有スペースが重視される輸送機関の室内スピーカとして
好適なものである・しかも、１個の圧電振動素子５のイ
ンピーダンスは約１５００Ω（ＩＫＨｚ）であるから１
本の配電線に複数のスピーカを並列接続する場合の機内
付設置、ＩＩは細くて軽量なものでも支障がなく、途中
の伝送損失が少ないという利点がある。

なお、上記実施例では、コーン形振動板ｌとして、広角
度の直円錐形状のコーン形振動板を対象に説明したが、
これと同様にして１曲円錐形状又は楕円錐形状のコーン
形振動板にも適用できることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、コーン形振動板の頂端
部に内方向への折り返し部を設け、この折り返し部に、
圧電振動素子の外線部が内包されるように接合したので
、圧″ｌｔ振動素子とコーン形振動板の頂端部とは高い
結せ度をもって偏芯量を少なく接合され、このため、圧
電形スピーカとして、圧電振動素子の起振力のコーン形
振動板への伝達損失を減少し、圧電振動素子の異常振動
が軽減され、無歪最大出力音圧レベルが向上できる上に
１組立の自動化を容易にすることができるなどの優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である圧電形スピーカの構
成を示す縦断面図、＃！２図は、第１図の圧電形スピー
カの要部の構成を示す拡大縦断面図。 第３図はこの発明の他の実施例である圧電形スピーカの
要部の構成を示す拡大縦断面図、第４図は。 ＃！１図の圧電形スピーカにおける出力音圧レベルを示
す特性図、第５図はこの発明の圧電形スピーカを壁面パ
ネルＣζ適用した場合の構成を示す縦断面図である。 図において、１・・・コーン形振動板、２・・・環状波
形エツジ部、３・・・エッジ外線部、４・・・折り返し
部。 ５・・・圧電撮動素子、６・・・重錘、７・・・粘弾性
層、８・・・バッフル開口板、ｆ３ａ・・・壁面パネル
、９・・・端子。 １０　ａ　、　１０　ｂ−・・リード線、　１１　、１
５８　、１５ｂ・・・小孔。 １２　、１３・・・端末、１４・・・途中箇所、１６・
・・補強環、１７・・・開口部、１８・・・段部、１９
・・・外壁面、２０ａ、２０ｂ・・・保護用織布もしく
はパンチング多孔板、２１・・・防振断熱材である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相補部分を示す。 特許出願人　サワ７ジ・ダイナメカ株式会社　（外１名
）、１・−τ゛＼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーン形振動板の頂端部に内方向への折り返し部
   を設け、この折り返し部に、圧電振動素子の外線部が内
   包されるように接合したことを特徴とする圧電形スピー
   カ。
2. （２）前記圧電振動素子の２本のリード線のうち、一方
   のリード線は、前記圧電振動素子の上面電極から出て、
   前記コーン形振動板の小孔を貫通して導出し、他方のリ
   ード線は、前記圧電振動素子の下面電極の前記折り返し
   部に囲まれた面から出て、その途中箇所を前記コーン形
   振動板の一部分に係止して導出するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電形スピーカ。
3. （３）前記コーン形振動板のエッジ外線部に補強環を設
   け、この補強環を、壁面パネル、ケース、プリント基板
   等の構造体の開口部に直接にとり付けることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の圧電形スピーカ。