JPWO2018186280A1 - 圧電音響部品 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(A)は、本実施の形態の圧電発音素子を備えた圧電音響部品1の分解斜視図を示しており、図1(B)は図1(A)のB−B線分解斜視図である。図2は、圧電発音素子の平面図である。なお、本実施の形態では、理解を容易にするため、一部の部品の厚み寸法を誇張して描いている。図1(A)及び(B)に示す圧電音響部品1は、例えば自動車内のように雑音が多い環境の中で複数音階の音でアラームを発生するような用途に使用する圧電音響部品である。
図3(A)は、既存の円板状の振動板の非固定部を用いた圧電ブザーと呼ばれる圧電音響部品に、入力信号として正弦波信号を入力したときの周波数特性の一例を示している。この図から判るように圧電ブザーでは、一つの共振周波数で音圧が高くなればよい(この例では90dB以上)。これに対して図3(B)は、特許文献1で説明したような圧電スピーカと呼ばれる振動板が矩形状を呈している圧電音響部品の周波数特性の一例を示している。図3(C)は、本実施の形態の圧電音響部品の周波数特性の一例を示している。
上記実施の形態において、振動板12の非固定部13の形状を特定した理由を以下に説明する。図4は、振動板の非固定部のとして、小判型(円形、楕円形等)(A)、四角形(B)、六角形(C)、八角形(D)及びダンベル形(E)[本実施の形態のように一対の長辺に一対の凹部を有する形状]を用い、且つそれら振動板の非固定部の中央部に実質的に同じ面積の圧電素子を配置したときの、アスペクト比(長軸または長辺と短軸たは短辺の比)を変えた場合の振動板の非固定部の形状及び振動の節の領域と、1次共振周波数と3次共振周波数の周波数を測定した結果を示している。図4の右端の列は、アスペクト比1:1.5の時の圧電素子の形状を参考例として示している。そして図5(A)乃至(E)は、アスペクト比を変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの1次共振周波数(◆)と3次共振周波数(■)と中間周波数(▲)の測定結果を示している。なお中間周波数は、上記実施の形態と同様にケースに放音孔を設けて音圧を上げることができた周波数である。図5(A)乃至(E)を比較すると判るように、本実施の形態で採用するダンベル型の振動板の非固定部を用いると、1次共振周波数と3次共振周波数を大きくして、しかも1次共振周波数と3次共振周波数の差を狭くすることができることが判る。また図6は、振動板として、同じアスペクト比の小判型(円形、楕円形等)(A)、四角形(B)、六角形(C)、八角形(D)及びダンベル形(E)を用いたときで、圧電発音素子だけで得られる周波数特性を示している。図6から判るように、ダンベル形(E)では、1次共振周波数と3次共振周波数の差を最も小さくできる。このようなことから本実施の形態で採用しているダンベル型(E)が好ましい振動板の非固定部の輪郭形状として特定した。
図7(A)乃至(D)は、振動板12の非固定部13の凹部の形状が異なる場合において、同じアスペクト比(1:1.3)の場合で、1次共振周波数と3次共振周波数の差Δがどのように変化するのかを確認した結果を示している。図7(A)の凹部13Cは、上記実施の形態と同じものである。
図8(A)及び(B)は、圧電素子15の形状寸法を変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの圧電音響部品の周波数特性の変化を示している。図8(A)は、振動板12のアスペクト比1を1:1.3とし、圧電素子(PZTセラミック)の幅寸法(第2の仮想線PL2に沿う方向の寸法)13mm一定として、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法(図2の湾曲部15Bの突出寸法)を変えた時の周波数特性の変化を示しており、図8(B)は圧電素子の形状を矩形状にした場合に振動板12のアスペクト比1を1:1.3とし、圧電素子(PZTセラミック)の幅寸法(第2の仮想線PL2に沿う方向の寸法)13mm一定として、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法を変えた時の周波数特性の変化を示している。図8(A)及び(B)からは、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法及び形状が、第1の共振周波数及び第2の共振周波数の音圧に影響があることが判る。図8(A)及び(B)の下部領域には、それぞれ対象とする圧電素子の形状を示した圧電発音素子(a)乃至(j)の平面図を示してある。図8(A)及び(B)からは、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法を長くすると、1次共振周波数と3次共振周波数の音圧が上昇するものの、あまり長くすると1次共振周波数の音圧と3次共振周波数の音圧の差が極端に大きくなる。この傾向は、圧電素子の第1の仮想線PL1に沿う方向の形状が完全な矩形状の場合[図8(B)]のほうがこの傾向が強い。このような傾向を考慮して、圧電素子の形状を定めればよい。
図10は、本実施の形態において、共振器の放音孔の総開口面積を、フロントキャビティの容積(共振器の空気室容量)を一例として1.8ccから10ccの容積に変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの周波数特性がどのように変わるのかを試験した結果を示している。なおこの試験では、振動板のアスペクト比を1:1.3として、圧電素子の形状を小判形で幅寸法を10mm、長さ寸法を15mmに固定した。この状態で放音孔の総開口面積を変えるために、1つの放音孔を設け且つその直径を2.5mm〜9.9mmの範囲でフロントキャビティの容積に対応して変更した。なお図10において、fcavは中間周波数の値である。図10からは、総開口面積をあまり大きくすると(eの場合)、放音孔の総開口面積が適正な範囲であれば、中間周波数の値も大きく変わらず、しかも中間周波数の音圧にも大きな差が生じないことが判る。また図11は、放音孔の総開口面積はあまり変えずに、放音孔の数を1個から5個に変えた場合の影響について試験した結果を示している。フロントキャビティの容積が7.5ccのときに最も、1次共振周波数の音圧と3次共振周波数の音圧の差が大きくならず、かつ高音圧な周波数特性が得られたため、フロントキャビティの容積は7.5ccを選択した。放音孔の数以外の試験条件は、図10の試験の場合と同じである。図11からは、総開口面積が変わらなければ、放音孔の数は周波数特性に影響がないことが判る。したがってこの結果からは、放音孔の数は、1以上であればよいことがわかる。なおこの結論は、本実施の形態において導き出された結論であって、共振器の構成が変わった場合の全てにおいて、共通に言える結果であるか否かは定かではない。
上記の各試験で用いた圧電発音素子及び共振器(ケースと放音孔)は、以下の条件を満たすものであった。振動板12の非固定部13は、厚みが10μm〜150μmの鉄にニッケルを配合した合金製の板からなるのが好ましい。また圧電素子は厚みが10μm〜35μmのPZTセラミックが複数層積層された構造を有しているのが好ましい。さらに圧電素子を振動板に接着するアクリル系の接着剤のショアD硬度が75〜85であり且つ厚みが1μm〜10μmであるのが好ましい。
図12(A)及び(B)は、第2の実施の形態の圧電音響部品1の半部切断斜視図及びその分解斜視図であり、図13(A)は第2の実施の形態で用いる圧電発音素子11の平面図であり、図13(B)は圧電発音素子の背面図である。第2の実施の形態は、図1及び図2に示した第1の実施の形態と、圧電発音素子11の形状及び放音孔4の位置と数が相違する。その他の点は、第1の実施の形態と相違するところはない。そこで図12及び図13には、図1及び図2に示した第1の実施の形態と同様の部分には、図1及び図2を説明するために用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、圧電発音素子11の振動板12が矩形形状を呈しており、圧電素子15が振動板12の裏面に貼り付けられている。本実施の形態においても、振動板12の非固定部13の輪郭形状はいわゆるダンベル形になっている。
図15(A)及び(B)は、第2の実施の形態で用いる圧電発音素子11の変形例を示している。この圧電発音素子11の振動板12のダンベル形の非固定部13の輪郭形状は、一対の短辺13Bが、それぞれ両端部に互いに近付く方向に傾斜する一対の傾斜部13Baを備えている。このような一対の傾斜部13Baを設けると、傾斜部13Baの傾斜角度を変えることにより、周波数特性の高調波成分を高める改善をすることができる。すなわちこの圧電発音素子11の形状を採用すると、図17Aに矢印で示す周波数部分の音圧を増加させる改善をすることができる。図16(A)乃至(D)には、この圧電発音素子を1次振動モードで振動させた場合、3次振動モードで振動させた場合、4次振動モードで振動させた場合、5次振動モードで振動させた場合の振動板12の振動状態を示す図である。これらの図において、白い部分が変形して凸となっている部分であり、黒い部分が変形して凹となっている部分である。図17(A)は、共鳴器(下側ケース半部3)を用いずに圧電発音素子11単体で測定した音圧−周波数特性を示し、図17(B)は共鳴器を用いた圧電音響部品の音圧−周波数特性を示している。図14(A)及び(B)を比較すると判るように、1.7kHz〜3kHzの範囲において、改善前よりも音圧が上昇している。
図18(A)及び(B)は、第3の実施の形態の圧電音響部品で用いる圧電発音素子11の平面図及び背面図である。第3の実施の形態は、図12及び図13に示した第2の実施の形態と、圧電発音素子11の形状が相違する。その他の点は、第2の実施の形態と相違するところはない。そこで図18には、図12及び図13に示した第2の実施の形態と同様の部分には、図12及び図13を説明するために用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態でも、圧電発音素子11の振動板12が矩形形状を呈しており、圧電素子15が振動板12の裏面に貼り付けられている。本実施の形態においては、振動板12の非固定部13の輪郭形状は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の振動板の非固定部13が有する傾斜直線部を有していない、いわゆるダンベル形になっている。すなわち凹部13Cが完全な矩形形状を呈している。この構成によれば、振動板12に特別な加工を施す必要がない。また本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に上側ケース半部の上壁部の中央に1個の放音孔が形成されている。
第4の実施の形態は、図18(A)及び(B)に示した第3の実施の形態と同様に、圧電発音素子の振動板が矩形形状を呈しており、圧電素子が振動板の裏面に貼り付けられているもので、振動板の非固定部の輪郭形状は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の振動板の非固定部が有する傾斜直線部を有していない、いわゆるダンベル形になっている。すなわち凹部(13C)が完全な矩形形状を呈しているものである。使用した振動板(12)の長辺の長さL1(30mm)と短辺の長さW1(21mm)の比L1/W1は、1.43であり、振動板の非固定部の凹部の長辺に開口する開口部の長さL2(15mm)と、長辺の長さL1との比L2/L1は0.5であり、第2の仮想線に向かう方向の一対の凹部間の寸法W2(12mm)と短辺の長さW1の比W2/W1は0.57であった。また本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に上側ケース半部の上壁部の中央に1個の放音孔(4)が形成されている。また振動板(12)の非固定部(13)は、厚みが50μmの鉄にニッケルを配合した合金製の板からなる。また圧電素子は厚みが20μmのPZTセラミックが複数層積層された構造を有している。さらに圧電素子を振動板に接着するアクリル系の接着剤のショアD硬度が82であり且つその厚みが約1〜10μmであった。
3 下側ケース半部
4 放音孔
5 上側ケース半部
6 ケース
7 開口部
7A 長辺
7B 短辺
7C 凸部
9 発音素子ホルダ
11 圧電発音素子
12 振動板
13 非固定部
13A 長辺
13B 短辺
13C 凹部
13Ca 平行直線部
13Cb 傾斜直線部
15 圧電素子
15A 直線部
15B 湾曲部
31 底壁部
32 周壁部
51 上壁部
52 周壁部
PL1 第1の仮想線
PL2 第2の仮想線
S1 第1の空間
S2 第2の空間
図1(A)は、本実施の形態の圧電発音素子を備えた圧電音響部品1の分解斜視図を示しており、図1(B)は図1(A)のB−B線分解斜視図である。図2は、圧電発音素子の平面図である。なお、本実施の形態では、理解を容易にするため、一部の部品の厚み寸法を誇張して描いている。図1(A)及び(B)に示す圧電音響部品1は、例えば自動車内のように雑音が多い環境の中で複数音階の音でアラームを発生するような用途に使用する圧電音響部品である。
図3(A)は、既存の円板状の振動板の非固定部分を用いた圧電ブザーと呼ばれる圧電音響部品に、入力信号として正弦波信号を入力したときの周波数特性の一例を示している。この図から判るように圧電ブザーでは、一つの共振周波数で音圧が高くなればよい(この例では90dB以上)。これに対して図3(B)は、特許文献1で説明したような圧電スピーカと呼ばれる振動板が矩形状を呈している圧電音響部品の周波数特性の一例を示している。図3(C)は、本実施の形態の圧電音響部品の周波数特性の一例を示している。
上記実施の形態において、振動板12の非固定部分13の形状を特定した理由を以下に説明する。図4は、振動板の非固定部分のとして、小判型(円形、楕円形等)(A)、四角形(B)、六角形(C)、八角形(D)及びダンベル形(E)[本実施の形態のように一対の長辺に一対の凹部を有する形状]を用い、且つそれら振動板の非固定部分の中央部に実質的に同じ面積の圧電素子を配置したときの、アスペクト比(長軸または長辺と短軸たは短辺の比)を変えた場合の振動板の非固定部分の形状及び振動の節の領域と、1次共振周波数と3次共振周波数の周波数を測定した結果を示している。図4の右端の列は、アスペクト比1:1.5の時の圧電素子の形状を参考例として示している。そして図5(A)乃至(E)は、アスペクト比を変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの1次共振周波数(◆)と3次共振周波数(■)と中間周波数(▲)の測定結果を示している。なお中間周波数は、上記実施の形態と同様にケースに放音孔を設けて音圧を上げることができた周波数である。図5(A)乃至(E)を比較すると判るように、本実施の形態で採用するダンベル型の振動板の非固定部分を用いると、1次共振周波数と3次共振周波数を大きくして、しかも1次共振周波数と3次共振周波数の差を狭くすることができることが判る。また図6は、振動板として、同じアスペクト比の小判型(円形、楕円形等)(A)、四角形(B)、六角形(C)、八角形(D)及びダンベル形(E)を用いたときで、圧電発音素子だけで得られる周波数特性を示している。図6から判るように、ダンベル形(E)では、1次共振周波数と3次共振周波数の差を最も小さくできる。このようなことから本実施の形態で採用しているダンベル型(E)が好ましい振動板の非固定部分の輪郭形状として特定した。
図7(A)乃至(D)は、振動板12の非固定部分13の凹部の形状が異なる場合において、同じアスペクト比(1:1.3)の場合で、1次共振周波数と3次共振周波数の差Δがどのように変化するのかを確認した結果を示している。図7(A)の凹部13Cは、上記実施の形態と同じものである。
図8(A)及び(B)は、圧電素子15の形状寸法を変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの圧電音響部品の周波数特性の変化を示している。図8(A)は、振動板12のアスペクト比1を1:1.3とし、圧電素子(PZTセラミック)の幅寸法(第2の仮想線PL2に沿う方向の寸法)13mm一定として、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法(図2の湾曲部15Bの突出寸法)を変えた時の周波数特性の変化を示しており、図8(B)は圧電素子の形状を矩形状にした場合に振動板12のアスペクト比1を1:1.3とし、圧電素子(PZTセラミック)の幅寸法(第2の仮想線PL2に沿う方向の寸法)13mm一定として、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法を変えた時の周波数特性の変化を示している。図8(A)及び(B)からは、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法及び形状が、第1の共振周波数及び第2の共振周波数の音圧に影響があることが判る。図8(A)及び(B)の下部領域には、それぞれ対象とする圧電素子の形状を示した圧電発音素子(a)乃至(j)の平面図を示してある。図8(A)及び(B)からは、第1の仮想線PL1に沿う方向の長さ寸法を長くすると、1次共振周波数と3次共振周波数の音圧が上昇するものの、あまり長くすると1次共振周波数の音圧と3次共振周波数の音圧の差が極端に大きくなる。この傾向は、圧電素子の第1の仮想線PL1に沿う方向の形状が完全な矩形状の場合[図8(B)]のほうがこの傾向が強い。このような傾向を考慮して、圧電素子の形状を定めればよい。
図10は、本実施の形態において、共振器の放音孔の総開口面積を、フロントキャビティの容積(共振器の空気室容量)を一例として1.8ccから10ccの容積に変えた場合において、入力信号として正弦波信号を入力したときの周波数特性がどのように変わるのかを試験した結果を示している。なおこの試験では、振動板のアスペクト比を1:1.3として、圧電素子の形状を小判形で幅寸法を10mm、長さ寸法を15mmに固定した。この状態で放音孔の総開口面積を変えるために、1つの放音孔を設け且つその直径を2.5mm〜9.9mmの範囲でフロントキャビティの容積に対応して変更した。なお図10において、fcavは中間周波数の値である。図10からは、総開口面積をあまり大きくすると(eの場合)、放音孔の総開口面積が適正な範囲であれば、中間周波数の値も大きく変わらず、しかも中間周波数の音圧にも大きな差が生じないことが判る。また図11は、放音孔の総開口面積はあまり変えずに、放音孔の数を1個から5個に変えた場合の影響について試験した結果を示している。フロントキャビティの容積が7.5ccのときに最も、1次共振周波数の音圧と3次共振周波数の音圧の差が大きくならず、かつ高音圧な周波数特性が得られたため、フロントキャビティの容積は7.5ccを選択した。放音孔の数以外の試験条件は、図10の試験の場合と同じである。図11からは、総開口面積が変わらなければ、放音孔の数は周波数特性に影響がないことが判る。したがってこの結果からは、放音孔の数は、1以上であればよいことがわかる。なおこの結論は、本実施の形態において導き出された結論であって、共振器の構成が変わった場合の全てにおいて、共通に言える結果であるか否かは定かではない。
上記の各試験で用いた圧電発音素子及び共振器(ケースと放音孔)は、以下の条件を満たすものであった。振動板12の非固定部分13は、厚みが10μm〜150μmの鉄にニッケルを配合した合金製の板からなるのが好ましい。また圧電素子は厚みが10μm〜35μmのPZTセラミックが複数層積層された構造を有しているのが好ましい。さらに圧電素子を振動板に接着するアクリル系の接着剤のショアD硬度が75〜85であり且つ厚みが1μm〜10μmであるのが好ましい。
図12(A)及び(B)は、第2の実施の形態の圧電音響部品1の半部切断斜視図及びその分解斜視図であり、図13(A)は第2の実施の形態で用いる圧電発音素子11の平面図であり、図13(B)は圧電発音素子の背面図である。第2の実施の形態は、図1及び図2に示した第1の実施の形態と、圧電発音素子11の形状及び放音孔4の位置と数が相違する。その他の点は、第1の実施の形態と相違するところはない。そこで図12及び図13には、図1及び図2に示した第1の実施の形態と同様の部分には、図1及び図2を説明するために用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、圧電発音素子11の振動板12が矩形形状を呈しており、圧電素子15が振動板12の裏面に貼り付けられている。本実施の形態においても、振動板12の非固定部分13の輪郭形状はいわゆるダンベル形になっている。
図15(A)及び(B)は、第2の実施の形態で用いる圧電発音素子11の変形例を示している。この圧電発音素子11の振動板12のダンベル形の非固定部分13の輪郭形状は、一対の短辺13Bが、それぞれ両端部に互いに近付く方向に傾斜する一対の傾斜部13Baを備えている。このような一対の傾斜部13Baを設けると、傾斜部13Baの傾斜角度を変えることにより、周波数特性の高調波成分を高める改善をすることができる。すなわちこの圧電発音素子11の形状を採用すると、図17Aに矢印で示す周波数部分の音圧を増加させる改善をすることができる。図16(A)乃至(D)には、この圧電発音素子を1次振動モードで振動させた場合、3次振動モードで振動させた場合、4次振動モードで振動させた場合、5次振動モードで振動させた場合の振動板12の振動状態を示す図である。これらの図において、白い部分が変形して凸となっている部分であり、黒い部分が変形して凹となっている部分である。図17(A)は、共鳴器(下側ケース半部3)を用いずに圧電発音素子11単体で測定した音圧−周波数特性を示し、図17(B)は共鳴器を用いた圧電音響部品の音圧−周波数特性を示している。図14(A)及び(B)を比較すると判るように、1.7kHz〜3kHzの範囲において、改善前よりも音圧が上昇している。
図18(A)及び(B)は、第3の実施の形態の圧電音響部品で用いる圧電発音素子11の平面図及び背面図である。第3の実施の形態は、図12及び図13に示した第2の実施の形態と、圧電発音素子11の形状が相違する。その他の点は、第2の実施の形態と相違するところはない。そこで図18には、図12及び図13に示した第2の実施の形態と同様の部分には、図12及び図13を説明するために用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態でも、圧電発音素子11の振動板12が矩形形状を呈しており、圧電素子15が振動板12の裏面に貼り付けられている。本実施の形態においては、振動板12の非固定部分13の輪郭形状は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の振動板の非固定部分13が有する傾斜直線部を有していない、いわゆるダンベル形になっている。すなわち凹部13Cが完全な矩形形状を呈している。この構成によれば、振動板12に特別な加工を施す必要がない。また本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に上側ケース半部の上壁部の中央に1個の放音孔が形成されている。
第4の実施の形態は、図18(A)及び(B)に示した第3の実施の形態と同様に、圧電発音素子の振動板が矩形形状を呈しており、圧電素子が振動板の裏面に貼り付けられているもので、振動板の非固定部分の輪郭形状は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の振動板の非固定部分が有する傾斜直線部を有していない、いわゆるダンベル形になっている。すなわち凹部(13C)が完全な矩形形状を呈しているものである。使用した振動板(12)の長辺の長さL1(30mm)と短辺の長さW1(21mm)の比L1/W1は、1.43であり、振動板の非固定部分の凹部の長辺に開口する開口部の長さL2(15mm)と、長辺の長さL1との比L2/L1は0.5であり、第2の仮想線に向かう方向の一対の凹部間の寸法W2(12mm)と短辺の長さW1の比W2/W1は0.57であった。また本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に上側ケース半部の上壁部の中央に1個の放音孔(4)が形成されている。また振動板(12)の非固定部分(13)は、厚みが50μmの鉄にニッケルを配合した合金製の板からなる。また圧電素子は厚みが20μmのPZTセラミックが複数層積層された構造を有している。さらに圧電素子を振動板に接着するアクリル系の接着剤のショアD硬度が82であり且つその厚みが約1〜10μmであった。
3 下側ケース半部
4 放音孔
5 上側ケース半部
6 ケース
7 開口部
7A 長辺
7B 短辺
7C 凸部
9 発音素子ホルダ
11 圧電発音素子
12 振動板
13 非固定部分
13A 長辺
13B 短辺
13C 凹部
13Ca 平行直線部
13Cb 傾斜直線部
15 圧電素子
15A 直線部
15B 湾曲部
31 底壁部
32 周壁部
51 上壁部
52 周壁部
PL1 第1の仮想線
PL2 第2の仮想線
S1 第1の空間
S2 第2の空間
Claims (14)
- 金属製の振動板及び前記振動板の少なくとも片面上に設けられた圧電素子からなる圧電発音素子と、
前記圧電発音素子の前記振動板の外周部を全周に亘って固定し、前記圧電発音素子の両側に第1の空間と第2の空間を形成するように構成され、前記第1の空間と対向する壁部に1以上の放音孔が形成されて前記第1の空間の容積と前記1以上の放音孔により共振器を構成しているケースとを備えてなる圧電音響部品であって、
前記振動板の前記外周部の内側に位置する非固定部分は、互いに対向する一対の長辺と該長辺よりも長さが短く互いに対向する一対の短辺を備え、前記一対の長辺中に互いに近づく方向に凸となる一対の凹部を有しており、
前記圧電素子は、前記振動板の前記非固定部の前記一対の凹部の間の領域上に設けられており、
前記振動板及び前記圧電素子のそれぞれの輪郭形状が、前記一対の短辺を二分する第1の仮想線に対して対称となり且つ前記一対の長辺を二分する第2の仮想線に対して対称となるように定められており、
前記振動板の前記非固定部分の前記長辺の長さL1と前記短辺の長さW1の比L1/W1が、1.25〜1.75の範囲に入るように定められており、
入力信号として正弦波信号を入力したときの1次共振周波数と、3次共振周波数と前記1次共振周波数と前記3次共振周波数の間の中間周波数の音圧が、それぞれ80dB以上になるように前記共振器が構成されている圧電音響部品。 - 前記中間周波数の音圧が、前記1次共振周波数の音圧及び前記3次共振周波数の音圧以上になるように、前記共振器が構成されている請求項1に記載の圧電音響部品。
- 前記1次共振周波数と前記中間周波数の間の最小音圧及び前記中間周波数と前記3次共振周波数の間の最小音圧が、それぞれ80dB以上になるように前記共振器が構成されている請求項1に記載の圧電音響部品。
- 前記ケースは、前記振動板の前記非固定部の輪郭形状と同一形をなす開口部を備えて、前記振動板の外周部を固定する発音素子ホルダを備えている請求項1に記載の圧電音響部品。
- 前記一対の短辺は、両端部に互いに近付く方向に傾斜する一対の傾斜部を備えている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧電音響部品。
- 前記振動板の裏面に前記圧電素子が設けられている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧電音響部品。
- 前記振動板の前記非固定部の前記凹部は、前記第1の仮想線と平行に延びる平行直線部と、該平行直線部の両端部から互いに離れ且つ対応する前記長辺の残部に向かって延びる一対の傾斜直線部を備えて構成されており、
前記圧電素子の輪郭は、一対の前記凹部のそれぞれの前記平行直線部に沿う一対の直線部と、前記一対の凹部の前記第2の仮想線が延びる方向に対向する一対の傾斜直線部によって挟まれる領域内で前記一対の短辺に向かって凸となるように湾曲する湾曲部を備えている請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電音響部品。 - 前記振動板の前記非固定部の前記凹部は、前記2の仮想線と平行に延びる平行直線部と、該平行直線部の両端部から互いに離れ且つ前記凹部内に向かって凸となるように湾曲する一対の凸状湾曲部を備えて構成されており、
前記圧電素子の輪郭は、一対の前記凹部のそれぞれの前記平行直線部に沿う一対の直線部と、前記一対の凹部の前記一対の凸状湾曲部によって挟まれる領域内で前記一対の短辺に向かって凸となるように湾曲する湾曲部を備えている請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電音響部品。 - 前記振動板の前記非固定部の前記凹部は、前記2の仮想線に向かって凸となるように湾曲する湾曲凹部からなり、
前記圧電素子の輪郭は、一対の前記湾曲凹部に沿い且つ一対の湾曲凹部によって挟まれる領域内で前記一対の短辺に向かって凸となるように湾曲する湾曲部を備えている請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電音響部品。 - 前記振動板の非固定部は、厚みが10μm〜150μmの鉄にニッケルを配合した合金製板からなり、
前記圧電素子は厚みが10μm〜35μmのPZTセラミックが複数層積層された構造を有しており、
前記圧電素子を前記振動板に接着するアクリル系接着剤のショアD硬度が75〜85であり且つ厚みが1μm〜10μmであることを特徴とする請求項2に記載の圧電音響部品。 - 金属製の振動板及び前記振動板の少なくとも片面上に設けられた圧電素子からなる圧電発音素子と、
前記圧電発音素子の前記振動板の外周部を全周に亘って固定し、前記圧電発音素子の両側に第1の空間と第2の空間を形成するように構成され、前記第1の空間と対向する壁部に1以上の放音孔が形成されている共振器を構成するケースとを備えてなる圧電音響部品であって、
前記振動板の前記外周部の内側に位置する非固定部分は、互いに対向する一対の長辺と該長辺よりも長さが短く互いに対向する一対の短辺を備え、前記一対の長辺中に互いに近づく方向に凸となる一対の凹部を有しており、
前記圧電素子は、前記振動板の前記非固定部の前記一対の凹部の間の領域上に設けられており、
前記振動板及び前記圧電素子のそれぞれの輪郭形状が、前記一対の短辺を二分する第1の仮想線に対して対称となり且つ前記一対の長辺を二分する第2の仮想線に対して対称となるように定められており、
前記長辺の長さL1と前記短辺の長さW1の比L1/W1が、1.25〜1.75の範囲に入るように定められており、
前記振動板の前記非固定部の前記凹部の前記長辺に開口する開口部の長さL2と、前記長辺の長さL1との比L2/L1が0.4〜0.7であり、前記第2の仮想線に向かう方向の前記一対の凹部間の寸法W2と前記短辺の長さW1の比W2/W1が0.4〜0.95であり、
前記共振器の前記1以上の放音孔の総開口面積及び空気室容量が、入力信号として正弦波信号を入力したときの1次共振周波数と、3次共振周波数と、前記1次共振周波数と前記3次共振周波数の間の中間周波数の音圧が、それぞれ80dB以上になるように定められている圧電音響部品。 - 前記振動板の裏面に前記圧電素子が設けられている請求項11に記載の圧電音響部品。
- 前記1次共振周波数と前記中間周波数の間の最小音圧及び前記中間周波数と前記3次共振周波数の間の最小音圧が、それぞれ80dB以上になるように前記共振器が構成されている請求項12に記載の圧電音響部品。
- 前記L1/W1が、1.40〜1.45であり、
前記L2/L1が、0.45〜0.55であり、
前記W2/W1が、0.55〜0.59である請求項13に記載の圧電音響部品。
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