JPS62194798A - 圧電センサ− - 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〕 本発明は例えばスピーカの振動板に装着して振動板の撮
りすｌ状態に応じた電気信号、所謂モーショナルフィー
ルドバックｆｒＴ号（以上、ＭＦＢ信号という）を検出
するに使用して好適な圧電センサーに関”４゛る。

〔発明の概要〕

本発明は例えばスピーカの振動板に装着し°（振動板の
振動状態に応じた電気信号、所謂ＭＦＩ３ｆｉ号を検出
するに使用し゛ζ好好適圧電センサーにおいて、圧電素
子と同等以上のヤング率を有する基板に切り欠き部を設
け、圧電素子を切り欠き部に突出する様に基数に固定す
ると共にインピーダンス変換回路素子部を２！坂に配設
する様にしたことにより、小型、軽量化を図ることがで
きると共に良好な振動検出信号を得ることができる様に
したものである。

〔従来の技術〕

従来、スピーカの振動板に装着し゛ζ振振動の振動状態
に応じた電気信号、所謂Ｍ　Ｉ”　１４信号を検出する
様にした圧電センサーとして第３図及び第４図にネオ様
なものが提案されている。

先ず第３図に示す圧電センサーは、所謂両端支持形圧電
センサーといわれるものであって、ガラスエポキシ基板
＋ｉ＋にコの字形の切り欠き部（ｌａ）を設け、この切
り欠き部（ｌａ）にゴム部材＋２１　（２１で圧電素子
（３）の両端を固定する様にし”（月二電２）１子（３
）を支持すると共にこの圧電素子（３）のインピーダン
スを低く変換するだめのインピーダンス変喚回路を構成
するｌｉｔ抗器ｆ４１　（／１１、トランジスタ（５１
（５１等の１１１Ｓ品が配設され、所要の回路を構成す
る様になされ°ζいる。面、（６）は圧電素子（３）の
電極とインピーダンス変換量１洛とを接続するり一ド線
を５１（シ、両端は夫々半田付けされている。

また第４図にボず圧電センサーは所謂片［、νもはり形
圧１１１センサーといわれるものであって、上面に銅１
＋’ｆ　（８１が設けられたガラス台（９）の１−に月
−型素子（１０１が部分的に突出する様に導電性接着剤
により接着固定されると共にインピーダンス変換同１／
８（１１）につい°（は別のエポキシ基板（１２）Ｊニ
ーに構成され、ごの几−型素子（ｌｕｌｌとインピーダ
ンス変換回ｖＰｔ（１１）とをリード線（１３）　　（
１４）で接続する様になされている。この圧電センサー
は圧電素子（Ｉｎ）　（７）　ｊＱみ駁勅により振動検
出１１号を検出することができる。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしなから、第３図例の圧電センサーにおいては、圧
電素子（３）を両端で支持する様になされているため、
圧電センサーが大型化すると共に１・型素子ＧＪＩとイ
ンピーダンス変換同１洛とを［ｆ続するリート線（６）
及び圧電素子（３）とリード線（６）とをトａ続゛４る
ための単口１（７）の１ｌｔｌ’Ｈの多少によりこの圧
電素子（３）の第１次共１辰周波数が変化し、ごのため
、同一特性を有する圧電センサーを町Ｉるごとがｙ１Ｆ
シいという不都合があった。

また、第４図例の圧電センサーにおい゛（は、ガラス台
（９）と基板（１２）とを結合する部材を必要とし、こ
のため１４♀が増加し、これを例えばスピーカの振動板
に装着する場合にはこのスピーカの１辰・紡糸の小量増
加を招き、スピーカの能率、即ちボイスコイルに対する
音声４ｇ号人力の音声への変換効率を：■化さセるとい
う不都合があった。

本発明は、ｊＩＪｒる点にルみ、小型、軽量化を図るこ
とができると共に振動板の振動状態に応じた良好な振動
検出信号を得ることができる様にした圧′市センサーを
提供することを１：１的と４°る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に依る圧電センサーは、第１図にボす様に、圧電
素子（１５）と同等以上のヤング率を有する基板（１６
）に切り欠き部（１６ａ）を設け、ｊ−Ｅ型素子（１５
）を切り欠き部（１６ａ）に突出する様に基Ｎ（ｌｆ５
）に固定すると共にインピーダンス変換回路素子部（１
７）を基板（１６）に配設するようにしたものである。

〔作用Ｊ 斯る本発明に依れば、圧電素子（１５）と同等以」−の
ヤング率を有する基板（１６）に切り欠き部（１６ａ）
を設け、圧電素子（１５）を切り欠き部（１６ａ）に突
出する様に基板（１６）に固定すると共にインピーダン
ス変換回路素子部（１７）を基板（１６）に配設する様
になされているので、圧電センサーの小型、軽９化を図
ることができる。

また圧電素子（１５）をこの圧電素子（１５）と同等以
」、のヤング率を有する基１（１６）に固定する様にな
され′（いるので、）−１ミ電素子（１５）は振動板の
１辰勅に追従した良好な振動を行い、振動（及の振動に
応じた良好な振動検出信号を得ることができる。

〔実施例〕

以１・、第１図及び第２図を参照し°ζ本発明圧電セン
サーの一実Ｍｉ例につき説明しよう。本例においてはこ
の圧電センサーをＭＦＢスピーカに適用した場合につき
説明する。

この第１図において（１６）はセラミックよりなる基板
を小し、本例においては、この基板（１６）の上面に銅
層（１８）を設けると共にこの基板（１６）に切り欠き
部（１６ａ）を設け、この切り欠き部（１６ａ）に突出
する様に圧電素子（１５）を配する様にする。この圧電
素子（１５）としては具鍮薄板（１９）をセラミック板
（２０）　　（２１）で挟持すると共にこのセラミック
板（２０）　　（２１）の表面に銀薄膜（２２）　　（
２３）を破着しζなる所謂バイモルフ４ｋを使用し、ま
たこの圧’Ｉｉｉ　Ａ子（１５）を基＆（１６）と当接
する例の銀薄膜（２３）を導電性接着剤を介して接、ａ
するごとによって基板（１６）に固定し、銀薄１１３　
（２３）　トｔト１ｂイ（１Ｂ）　トＭｊｎｉｉｒＩす
る様ニスイ）と共に基＆（１６）と当接しない側の銀薄
膜（２２）と１４１＠　（１Ｂ）とがリード線（２４）
を介してその両端を夫々半田付けすることによって導通
ずる様にする。この様に化′ｄｉ素子（１５）が載設さ
れた基扱（１６）をスピーカの振動機に装着し、帳簿＋
＋灸（２２）（２３）　と真鍮薄板（１９）との間に所
定の直流電圧を加える様にした場合、スピーカの振動機
が１級動することで、圧電素子（１５）が基板（１６）
から突出した部分で１辰動扱の振動に対応した撮動（１
泉み倣動）を打い、帳簿ＩＱ　（２２）　　（２３）と
真鍮薄板（１９）との間に振動機の振動状態に応じた電
気（シ号を得ることができる。しかしながら、このＩＦ
電素子（１５）は容量性を有する素子であるところから
インピーダンスが高く、小型にするとこのインピーダン
スは更に高くなり、上述の様にし°ζ得られる電気信号
をＭ　Ｆ　Ｂ　にｊ号として増幅器にフィードバックす
る場合には、外来静電ノイズの影響を受けＳ／Ｎ比の悪
化したＭＦＢ信号になってしまう。そこで、本例におい
ては圧電素子（１５）のインピーダンスを変換するイン
ピーダンス変換回路を内蔵したインピーダンス変換回路
素子（Ｉ７）をそのＩ・而に設けられた端子が基扱く１
６）の５ｌｎｔ　１ｆ−ｉ（１８）　と−Ｒ通ずる様に
しく基板（１６）に固定し、月−″Ｉｉｉ素子（１５）
に得られる電気信゛号をこのインピーダンス変換回路素
子（１７）に供給し７得イ）様にする。

この場合、このインピーダンス変換回路を例えば第２図
にボす様に構成する。この第２し１において（２５）は
所定の直流電圧が供給される′ｄｉ源端子を示し、ごの
′電源端子（２５）を抵抗器Ｒ１とＲ？との直列回路を
介して接地端子（２６）にｔａ続すると共に抵抗器Ｒ１
と抵抗器Ｒ２との共通接続点を抵抗器Ｒ３を介し′ζｎ
チャンネル電界効果形トランジスタ（２７）のゲート電
極に接続し、ごのｎチャンネル電界効果形トランジスタ
（ｚ７）のゲート電極に所定のバイアス電圧を供給する
様にする。

また、この場合、圧電素子（１５）が接続される端子（
２８）及び（２９）のうら一方の端子（２１０をＩｌ′
Ｆ。

抗器Ｒ３とｎチャンネル電界効果形トランジスタ（２７
）との共ｉｌｎ接続点に接続すると共に他方の端子（２
９）を接地端子（２６）に接続し、圧電素子（１５）に
所定の直流電圧を与えると共にこの圧電素子（１５）に
得られる振動板の振動に応じた電気信号をｎチャンネル
電界効果形トランジスタ（２７）のゲート電極に供給し
うる様にする。また′ｄ１源端子（２５）を批抗′／Ａ
Ｒ４を介°してｎチャンネル電界効果形トランジスタ（
２７）のドレイン電極１極に接続すると共にこのｎチャ
ンネル電界効果形トランジスタ（２７）のソース電極を
抵抗器Ｒ５を介し°ζ接地端子（２６）に接続する様に
する。またｎチャンネル電界効果形トランジスタ（２７
）のドレイン電極をＰＮＰ形トランジスタ（３０）のベ
ース電極に接続すると共にこのＰＮＰ形トランジスタ（
３ｏ）のエミッタ電極を電源端子（２５）に接続し、コ
レクタ電極をｎチャンネル電界効果形トランジスタ（２
７）のソース電極に接続するようにする。インピーダン
ス変換回路素子（１７）の電気回路をこの様に構成した
場合、このインピーダンス変換１１〕市素子（１７）の
出力インピーダンスを低くシ、外来静電ノイズの影響を
受けない様にすることができると共に１１〕市素子（１
５）に得られる電気信号を増幅した信号をｌ）　Ｎ　Ｉ
）形トランジスタ（３０）のエミッタに得ることができ
るので、Ｓ／Ｎ比の良好なＭ　Ｆ　Ｂ　（ｉ−ｊ号を増
幅ｚ：（にフィードバックすることができる。従っ°ζ
、このｌ）　Ｎ　Ｐ形トランジスタ（３０）のエミッタ
からコンデン９′（図示せず）を介してモーショナルフ
ィードバック（４号を増幅Ｚ：（にフィードバックする
ことができる。

また、この第１図におい“ζ（３］）　　（３２）はり
−型素子（１５）及びインピーダンス変換回路素子（１
７）に所定の直流電圧を供給すると共に１１−塩センサ
ー（１５）により得られるＭ　ＦＢ倍信号増ｌＮ１１器
に供給′嗅るためのリード線をボし、一方のり一ド線（
３■）はインピーダンス変換回路素子（」７）の他方の
端子に半１日付けにより接続されると共に他方のり一ト
線（３２）は月ユ電素子（１５）の真鍮薄１投　（１９
）に接続され°Ｃいる。

この様に構成された本例の月二市センザーにおいＣは、
この圧電センサーをスピーカの振動板に装着することに
よっ°（、振動機の振３０Ｊに応じた電気信号、所謂モ
ーショナルフィードバック信号を得ることができ、この
モーショナルフィードバック（４吋を増幅器にフィード
ハックするごとで、スピーカの周波数特性や非直線ひず
みを改善することができる。

ごごに本実施例に依れば、基＆（１６）に切り欠き部（
１６ａ）を設け、圧電素子（【５）をこの切り欠き部に
突出する様に、所謂片持らはり形に基数（ｌξ；）に固
定すると共にごの基数（１６）にインピーダンス変換回
路素子も配設する様になされ°（いるのご、圧電センサ
ーの小型、軽せ化を図ることができるという利益がある
。

また本実施例に依れば、圧電素子（１５）をセラミック
材を二１一体として構成すると共にこの圧電素子（１５
）を装着する基数（１６）もセラミック材で構成し、２
ＪＰｉ（１６）のヤング率を圧電素子（１５）のや／グ
率と同等のものとしているので、Ｊ−Ｅ’ｄｌｔ素子（
１５）はスピーカの振動板の振動に追従し°（良好なＩ
＆２勅を行い、振動板の振動状態に応じた良好なＭ　Ｆ
　Ｂ　（ｉ’＋号を（−することができるという利益が
ある。従っ”（、本例の１１−化センサーを利用するス
ピーカは再生特性の良好なＭ　ＦＢスピーカとすること
ができるという利益がある。

面、上述実ｈ′ｉｌ！例においては本発明圧電センサー
をスピーカに通用する場合につき述べたが、この代りに
、その他種々のり置に通用することができるご°とは勿
論である。

また本発明は上述実施例に限ら場゛、本発明の要旨を逸
脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。

〔発明のり１果〕 本発明に依れば、基数に切り欠き部を設け、１ト電素子
をこの切り欠き部に突出する様に基板に固定すると共に
この基板にインピーダンス変換回路素子部も配設する様
にムされているので、Ｊｌ：、塩センサーの小型、軽量
化を図ることができるという利益がある。

また基板のヤング率を圧電素子のヤング率と同等以」―
のものとし、圧電素子が振動板の振り１に追従した良好
な振動を行い得る様にされているので、振動板の１辰動
に応じた良好な振動検出信号を得ることができるという
利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧電センサーの一実施例をシバず斜視図
、第２図は第１図例のインピーダンス変換回路素子部の
電気回路の一例をボず線図、第３図は従来の圧電センサ
ーの一例を示す斜視図、第４図は従来の圧電センサーの
他の例をネオ斜視図である。 （１５）は圧電素子、（１６）はセラミック基数、（１
６ａ）は切り欠き部、（１７）はインピーダンス変換Ｉ
ｔＩＪ路素子、（１９）はＪ：ｉ鍮薄扱、（２０）及び
（２１）は夫々セラミック扱、（２２）及び（２３）は
夫々帳簿映である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧電素子と同等以上のヤング率を有する基板に切り欠
   き部を設け、上記圧電素子を上記切り欠き部に突出する
   様に上記基板に固定すると共にインピーダンス変換回路
   素子部を上記基板に配設する様にしたことを特徴とする
   圧電センサー。