JPS63109700A - 発音体 - 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、電話機の呼出音、警報器などの警報音、家庭
電化機器、事務機器、自動車、玩具などに匣用される電
子機器の報知音発生に用いる発音体に関するものである
。

従来の技術 近年、電子機器は半導体技術、センサ技術の発展に伴い
複雑、高度な機能を有するようになった。

特にマイクロコンピュータの出現により、センサで各種
の情報を検知し、コンピュータで処理し、画像、嵜声な
どで人に伝達できるようになった。

音声で伝える場合、情報量の増大に伴い、それらの情報
を区別し、人に判断し易いように音色を変えて発音した
り、聞く人の好みに従って音色を変えるなどの必要性が
増してきている。

従来この種の電子機器に用いる発音体としては、電磁形
、圧電形の発音体や、動電形のスピーカなどがあった。

第４図に従来の圧電形の発音体を例にとって説明する。

１はセラミック圧電体、２は振動板で両者を接着剤で貼
合せ圧電振動子を形成している。３はケース、４は放音
孔、６は共鳴気室、ｅａ　、ｅｂは入力用のリード服で
ある。

以上のように構成された圧電形の発音体について、その
動作を説明する。圧電形の場合、リード線ｅａ、ｅｂに
加えられた信号に従って、セラミック圧電体１は伸縮す
るが振動板２に貼合せであるので、圧電振動子としては
屈曲振動する。この結果、圧電振動子の前後の空気が振
動して、音を発する。この時、入力信号の周波数によっ
て、圧電振動子が大きく変形する周波数がある。この周
波数を共振周波数という。共振周波数は圧電振動子の支
持固定方法を変えることにより変化する。

また圧電振動子の振動の態様により低い周波数から頭に
一次共振、２次共振と名付けられる。共鳴気室５は、そ
の容積と放音孔４の大きさと圧電振動子の寸法、性質に
より、圧電振動子が摂動し易い周波数がある。この周波
数が共鳴周波数である。

従来の発音体は、電子機器から出される信号が１周波数
の場合は、１次共振周波数と共鳴周波数を同一にして、
よシ大きな音量を出すようにする。

電子機器からの信号が２種類の周波数の場合、１次共振
周波数をその低い側に、共鳴周波数をその高い周波数側
に一致させ高い音圧を得るよう設計されている。３種類
の周波数が必要な場合は、いずれか周波数の音圧は犠牲
にして、他の二種類の音圧が高く得られるよう設計して
いる。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、３種類の周波数から成る音
をいずれも高い音圧で発生することは、第１次共振と共
鳴のみを利用しているため困難であった。また、共振周
波数を低くするため、機械的共振Ｑが小さくなり、共振
周波数での音圧が小さくなる傾向がある。

本発明はこのような問題点を解決するもので、３種類の
周波数に対しても大音量を発生することができる発音体
を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、第１次共振周波
数ｆ１と第２次共振周波数ｈｋ有する振動子と、共鳴周
波数ｆ３を有するケースとから成り、前記３周波数が、
ｆ３／３＜ｆｌ＜ｆ２／３の関係にしたものである。

作用 この構成により、この発音体を高次の高調波成分を含む
交流信号で駆動すると、第１次共振周波数は交流信号が
ｆｌなる基本周波数で駆動され大音圧を発生し、第２次
共振周波数、および共鳴周波数はそれぞれｆ２／３およ
びｆ３／３なる交流信号の第３次高調波信号で駆動する
ことでそれぞれ大音圧を発生するものである。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例による発音体の断面図
である。１１はセラミック圧電体、１２は振動板で両者
は接着剤で貼合され圧電振動子を形成している。１３は
ケースで放音孔１４を前面に有している。１５は共鳴気
室、１６は背面ケースで、前面ケース１３に接着剤で固
定されている。背面ケース１６はなくても良い。入力は
リード線１７１Ｌ　、　１　：ｒｂを介して行う。

以上のように構成された圧電形の発音体の動作原理は従
来例と同様である。本発明の場合、振動子の第２次共振
周波数を積極的に利用する。このため共１１１％周波数
を従来例のように第１次共振周波数の近傍に設けると、
共鳴気室のフィルタ効果（低域通過フィルタになる）に
よシ、第２次共振による出力音圧が小さくなり利用でき
なくなる。

従って、共鳴周波数は第２次共振周波数の近くに設定し
ている。

この発音体に、たとえば方形波信号を入力した場合につ
いて考える。方形波はその基本となる周波数の正弦波と
その高次高調波成分の集合体と考えることができる。特
に第３次高調波底分は大きな成分である。従って、この
方形波で発音体を駆動すると基本となる周波数の音とと
もに第３次高調波底分、第６次高調波成分の音なども同
時に発生する。たとえば１Ｋｎｚに大きな音圧を発生す
る共振点を持発音体を方形波で駆動すると、１ＫＩＩｚ
の駆動周波数に大きな音圧が得られると同時に３３３１
１２．２００１１ｚで駆動した場合も１ＫＨ’ｌｚＯ音
が比較的大きな音圧として得られる。本発明ではこのよ
うな動作原理で、第１次共振周波数ｆ１＋第２次共振周
波数ｆ２ｓ共鳴周波数ｆ３の音を、’Ｖ３．ｆ＋　、’
Ｖ３の周波数で駆動した場合にも大きな音圧が得られる
ようにしたものである。第２図は、本発明による圧電形
発音体と、従来の圧電形発音体の音圧周波数特性を示す
図である。入力電圧の波形は正弦波である。測定条件は
両者とも同一である。従来例では第２図中破線で示した
ように、第１次共振周波数Ｆ１０近くに共鳴周波数Ｆ３
を設定した場合、第２次共振周波数２２の音圧は大巾に
低下する。これを方形波で駆動した場合の音圧周波数特
性が第３図の破紛で示す曲線である。第１次共振周波数
Ｆ１と共鳴周波数１３で示す部分が主として利用できる
高音圧部分となる。従って、この２周波数以外に第３の
周波数でも発音させる場合は、これら３周波数のいずれ
か１周波数は犠牲にして低い音圧で使用しなければなら
ない。これに対し本発明による発音体の音圧周波数特性
は第２図、第３図の実線で示すように、正弦波で駆動し
た場合第１次共振周波数八を、従来の発音体の共鳴周波
数１３と同じような周波数に設定し、本発明の発音体の
共鳴周波数ｆ５は第２次共振周波数ｆ２の近くに設定し
ている。これにより第２次共振周波数ｆ２の出力音圧は
高く維持できる。この発音体を方形波で駆動すると、第
１次共振周波数ｆ１の音圧も高く、第２次共振周波数ｆ
２による周波数ｆ２／３の高音圧部、同じく共鳴周波数
１３による周波数ｆ３／３の高音圧部が形成される。従
って、第１次共振周波数ｆ１近傍で３種類の音を発生す
ることも可能であり、複合音の発生も可能である。

本発明による発音体を電話機用リンガ−として用いる場
合、呼出信号はＩＣを通じ方形波の形で発音体に供給さ
れる。通常の呼出信号は２つの周波数を１０１１ｚ前後
の周波数で切替え交互に鳴らす方法が用いられている。

このため発音体にはこの２つの周波数に相当する周波数
に出力音圧が大きな共振と共鳴を配置する。例えば、呼
出信号として５ｏｏｌｌｚと１Ｋ　＋１２（０２ツ周波
数を８■ｚで切替えて鳴らすリンガ−の場合、発音体の
共振周波数を８００ｔｌｚに共鳴周波数を１に■Ｚに合
わせることによってリンガ−音を大きくするようにして
いる。

最近の電話機はこのリンガ−音も切びスイッチにより使
用者の好みの音に合せることができるようになっている
。この場合、第１の周波数と第２周波数の組合せと、第
２の周波数と第３の周波数の組合せの両者をスイッチで
切替る方法がとられることが多い。従来の発音体ではこ
の３種類の周波数のうち、いずれかの１周波数を犠牲に
してぃた。本発明の発音体は、３種類の周波数に対応す
ることができる。即ち、第１の周波数は、その３倍の周
波数に共鳴周波数音一致させ、第２の周波数は発音体の
第１次共振周波数に一致させ、第３の周波数はその周波
数の３倍の周波数を発音体の第２次共振周波数に一致さ
せることによってすべての周波数で高い音圧を発するこ
とが可能になる。

例えば、第２図中実線で示すように第１の周波数を８０
０■ｚＳ第２の周波数を１ＫＨｚ、第３の周波数を１．
２５ＫｌｌＺとすると、発音体の第１次共振周波数ｆ１
を１ＫＨ２に、共鳴周波数ｆ３を２．４ＫＨ２に、第２
次共振周波数ｆ２を３．７５　Ｋ［Ｉｚにする。

この場合１．駆動回路からの波形は第３次高調波底分を
含むことが必要になる。この発音体をたとえば、矩形波
、三角波９台形波などで鳴らすと第３図中実線で示すよ
うな特性になる。また、マイクロコンピュータなどのデ
ジタル信号を用いて、種々の周波数の音を発生させるこ
ともできる。

以上のように本実施例によれば、第１次共振周波数ｆ１
と、第２次共振周波数ｈｔ有する振動子と、共鳴周波数
ｆ５を有するケースとから成り、前記３周波数が、ｆ３
／３＜ｆｌ＜ｆ２／３の関係にすることにより、３種類
以上の周波数の音を大きな音圧で鳴らすことができる。

実施例では圧電形発音体を例に説明したが、電磁形や、
動電形の発音体でも同様の効果が得られるのは明らかで
ある。

発明の効果 以上のように本発明によれば、第１次共振周波数ｆ１と
第２次共振周波数ｆ２を有する振動子と、共鳴周波数ｆ
５を有するケースとから成り、前記３周波数を、ｆ５／
３＜ｆｌ＜ｆ２／３の関係にすることにより、３種類以
上の鳴を大きな音圧で鳴らすことができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による圧電形発音体の構造を
示す断面図、第２図は従来の発音体および本発明による
発音体をそれぞれ°正弦波で不動した場合の音圧周波数
特性を示す図、第３図は従来の発音体および本発明によ
る発音体をそれぞれ矩形波で駆動した場合の音圧周波数
特性を示す図、第４図は従来の圧電形発音体の構造を示
す断面図である。 １．１１・・・・・・セラミック圧電体、２，１２・・
・・・・振動板、３．１３・・・・・・ケース、５，１
５・・・・・・共鳴気室。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 圧ｔｔ体 第２図 周波数（Ｈｚ） 第３図 ２００　　　　　　　　　　　　２Ｋ　　　　　　　　
　　　　　２０に周波数（Ｈｚ） ２　４　　Ｕｉ！３ ？振動＆／セラミック圧電体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１次共振周波数ｆ＿１と、第２次共振周波数ｆ＿２
   を有する振動子と、共鳴周波数ｆ＿３を有するケースと
   から成り、前記３周波数がｆ＿３／３＜ｆ＿１＜ｆ＿２
   ／３の関係にあることを特徴とする発音体。