JP2000201399A - 圧電スピ―カ - Google Patents
圧電スピ―カInfo
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- JP2000201399A JP2000201399A JP11254416A JP25441699A JP2000201399A JP 2000201399 A JP2000201399 A JP 2000201399A JP 11254416 A JP11254416 A JP 11254416A JP 25441699 A JP25441699 A JP 25441699A JP 2000201399 A JP2000201399 A JP 2000201399A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種音響機器に使用される圧電スピーカにお
いて、構造が簡単で、再生音圧レベルが高く、再生周波
数帯域幅が広く、再生音圧周波数特性の平坦性を高める
事を目的とする。 【解決手段】 金属振動板１に薄い圧電材２を貼り付け
た圧電振動子の外周部はフレーム３に接合させ、金属振
動板１の面積の１１以上８０％以下の底面積を有する粘
弾性体４を圧電振動子の中央部に貼り合せる構成とし、
広帯域に亘って平坦な再生音圧周波数特性を有する圧電
スピーカを形成する。
いて、構造が簡単で、再生音圧レベルが高く、再生周波
数帯域幅が広く、再生音圧周波数特性の平坦性を高める
事を目的とする。 【解決手段】 金属振動板１に薄い圧電材２を貼り付け
た圧電振動子の外周部はフレーム３に接合させ、金属振
動板１の面積の１１以上８０％以下の底面積を有する粘
弾性体４を圧電振動子の中央部に貼り合せる構成とし、
広帯域に亘って平坦な再生音圧周波数特性を有する圧電
スピーカを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は広帯域で平坦な再生
音圧特性を有する圧電スピーカに関するものである。
音圧特性を有する圧電スピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電スピーカは実開昭６３−８１
５９５号や特開平１−１３５２９９号に記載されたもの
が知られている。
５９５号や特開平１−１３５２９９号に記載されたもの
が知られている。
【０００３】図１７は実開昭６３−８１５９５号に開示
されている、従来の圧電スピーカの構造を示しており、
2枚の薄い圧電材１１ａ，１１ｂが貼り合わされた圧電
振動板とその圧電振動板の中央部に接着された金属粉と
接着剤の混練物１３とから構成されるもので、混練物１
３で圧電スピーカの共振点での共振先鋭度Ｑが抑制さ
れ、振動モードが改善されるというものである。しか
し、このような圧電スピーカは、振動板中央部に接着さ
れた口径の小さな混練物の粘弾性体で共振ピークは少し
低減されるかもしれないが、十分な共振抑制効果は得ら
れず平坦な再生音圧周波数特性を得る事はできなかっ
た。
されている、従来の圧電スピーカの構造を示しており、
2枚の薄い圧電材１１ａ，１１ｂが貼り合わされた圧電
振動板とその圧電振動板の中央部に接着された金属粉と
接着剤の混練物１３とから構成されるもので、混練物１
３で圧電スピーカの共振点での共振先鋭度Ｑが抑制さ
れ、振動モードが改善されるというものである。しか
し、このような圧電スピーカは、振動板中央部に接着さ
れた口径の小さな混練物の粘弾性体で共振ピークは少し
低減されるかもしれないが、十分な共振抑制効果は得ら
れず平坦な再生音圧周波数特性を得る事はできなかっ
た。
【０００４】また、図１８は特開平１−１３５２９９号
に開示されている従来の圧電スピーカ構造を示してお
り、金属振動板１５とその振動板１５の片面に貼り合わ
された薄い圧電材１６からなる圧電振動子と、金属振動
板の他方の面に重ねた状態で接触させられ金属振動板と
同じ外径寸法のゴム、発泡樹脂等の軟質制動板１９と、
金属振動板と制動板の外周を挟持し、外周部全部を固定
できるフレーム１７とで構成され、金属振動板１５と制
動板１９の材質に応じた挟持圧力の管理により種々の周
波数特性の圧電スピーカを得られるというものである。
しかし、このような圧電スピーカは金属振動板とそれと
同じ外径寸法を有するゴム、発泡樹脂等の軟質制動板と
金属振動板の外周部をフレームに挟持するように構成さ
れているが、軟質制動板がフレームまで伸びているた
め、振動子に誘起される振動力がフレームに伝達され、
大きな振動振幅が得られにくくなり、高い音圧再生が困
難であった。
に開示されている従来の圧電スピーカ構造を示してお
り、金属振動板１５とその振動板１５の片面に貼り合わ
された薄い圧電材１６からなる圧電振動子と、金属振動
板の他方の面に重ねた状態で接触させられ金属振動板と
同じ外径寸法のゴム、発泡樹脂等の軟質制動板１９と、
金属振動板と制動板の外周を挟持し、外周部全部を固定
できるフレーム１７とで構成され、金属振動板１５と制
動板１９の材質に応じた挟持圧力の管理により種々の周
波数特性の圧電スピーカを得られるというものである。
しかし、このような圧電スピーカは金属振動板とそれと
同じ外径寸法を有するゴム、発泡樹脂等の軟質制動板と
金属振動板の外周部をフレームに挟持するように構成さ
れているが、軟質制動板がフレームまで伸びているた
め、振動子に誘起される振動力がフレームに伝達され、
大きな振動振幅が得られにくくなり、高い音圧再生が困
難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この圧電スピーカにお
いては、構造が簡単で、再生周波数帯域幅が広く、再生
音圧周波数特性の平坦性が要求されている。
いては、構造が簡単で、再生周波数帯域幅が広く、再生
音圧周波数特性の平坦性が要求されている。
【０００６】本発明は、このような圧電スピーカにおい
て、構造が簡単で、再生音圧レベルが高く、再生周波数
帯域幅が広く、再生音圧周波数特性の平坦性を高める事
を目的とする。
て、構造が簡単で、再生音圧レベルが高く、再生周波数
帯域幅が広く、再生音圧周波数特性の平坦性を高める事
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の圧電スピーカは、金属振動板とその金属振動
板の片面、または両面に接着された圧電材とからなる圧
電振動子と、その圧電振動子の外周部を固定または支持
するフレームと、その圧電振動子の片面、または両面
に、圧電振動子のほぼ中央部に固着された内部損失の高
い粘弾性体とを備えたものである。
に本発明の圧電スピーカは、金属振動板とその金属振動
板の片面、または両面に接着された圧電材とからなる圧
電振動子と、その圧電振動子の外周部を固定または支持
するフレームと、その圧電振動子の片面、または両面
に、圧電振動子のほぼ中央部に固着された内部損失の高
い粘弾性体とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図１５を用いて説明する。
て、図1から図１５を用いて説明する。
【０００９】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態における圧電スピーカを示し、図1において１は金
属振動板、２は薄い圧電材、３は金属振動板の外周を固
定または支持するフレーム、４ａは内部損失の大きい粘
弾性体（例えば、ブチルゴム、ネオプレーンゴム、シリ
コンゴム、発泡ウレタン、他）、５ａ，５ｂは電気入力
線である。
形態における圧電スピーカを示し、図1において１は金
属振動板、２は薄い圧電材、３は金属振動板の外周を固
定または支持するフレーム、４ａは内部損失の大きい粘
弾性体（例えば、ブチルゴム、ネオプレーンゴム、シリ
コンゴム、発泡ウレタン、他）、５ａ，５ｂは電気入力
線である。
【００１０】以上のように構成された圧電スピーカにつ
いて、その動作を述べる。金属振動板に薄い圧電材が貼
り合わされた圧電振動子に音声信号が加えられると、圧
電振動子は曲げモードで振動し、それによって周りの空
気が振動させられ音波が発生する。しかし、圧電振動子
自体には内部損失がほとんど無く、特定の周波数で共振
が発生する。図２に金属振動板の片面に薄い圧電材が貼
り合わされたモノモルフタイプの周辺固定の円形圧電振
動子の第１次〜第６次の共振モードを示し、円形振動板
の中心から外周までの変位特性を示している。このよう
な共振点近傍では、その振動振幅は非常に増大し、ま
た、共振点と共振点の間の特定の周波数では反共振が発
生し、その振動振幅は非常に小さくなり、その結果、再
生音圧周波数特性は山谷の大きな特性となる。このよう
な圧電振動子の再生音圧周波数特性の一例を図３（ａ）
に示す。このような圧電振動子の共振・反共振による音
圧特性の山谷を少なくするために、圧電振動子の中央部
に内部損失の高い粘弾性体を貼り合せることを行うが、
粘弾性体の大きさによって、共振を抑制する度合いが異
なってくる。
いて、その動作を述べる。金属振動板に薄い圧電材が貼
り合わされた圧電振動子に音声信号が加えられると、圧
電振動子は曲げモードで振動し、それによって周りの空
気が振動させられ音波が発生する。しかし、圧電振動子
自体には内部損失がほとんど無く、特定の周波数で共振
が発生する。図２に金属振動板の片面に薄い圧電材が貼
り合わされたモノモルフタイプの周辺固定の円形圧電振
動子の第１次〜第６次の共振モードを示し、円形振動板
の中心から外周までの変位特性を示している。このよう
な共振点近傍では、その振動振幅は非常に増大し、ま
た、共振点と共振点の間の特定の周波数では反共振が発
生し、その振動振幅は非常に小さくなり、その結果、再
生音圧周波数特性は山谷の大きな特性となる。このよう
な圧電振動子の再生音圧周波数特性の一例を図３（ａ）
に示す。このような圧電振動子の共振・反共振による音
圧特性の山谷を少なくするために、圧電振動子の中央部
に内部損失の高い粘弾性体を貼り合せることを行うが、
粘弾性体の大きさによって、共振を抑制する度合いが異
なってくる。
【００１１】共振の抑制の度合いを示す一例として、厚
さ５ｍｍの粘弾性体について、図３（ｂ）に金属振動板
と粘弾性体の底の面積比が３％、図３（ｃ）に金属振動
板と粘弾性体の底の面積比が６％、図４（ａ）に金属振
動板と粘弾性体の底の面積比が１１％、図４（ｂ）に金
属振動板と粘弾性体の底の面積比が１７％、図５（ａ）
に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が２５％、図５
（ｂ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が５０％、
図５（ｃ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が７０
％、図６（ａ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が
８０％、図６（ｂ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積
比が８５％、図６（ｃ）に金属振動板と粘弾性体の底の
面積比が１００％、のときの再生音圧特性の例を示す。
さ５ｍｍの粘弾性体について、図３（ｂ）に金属振動板
と粘弾性体の底の面積比が３％、図３（ｃ）に金属振動
板と粘弾性体の底の面積比が６％、図４（ａ）に金属振
動板と粘弾性体の底の面積比が１１％、図４（ｂ）に金
属振動板と粘弾性体の底の面積比が１７％、図５（ａ）
に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が２５％、図５
（ｂ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が５０％、
図５（ｃ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が７０
％、図６（ａ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積比が
８０％、図６（ｂ）に金属振動板と粘弾性体の底の面積
比が８５％、図６（ｃ）に金属振動板と粘弾性体の底の
面積比が１００％、のときの再生音圧特性の例を示す。
【００１２】従来の技術の図１７に示したように、振動
板の中央部に小さな口径の粘弾性体を貼り合せた場合
は、図２に示したように振動板中央部の振動変位の大き
な部分にのみ貼り合せただけになり、内部損失の高い粘
弾性体を用いても圧電振動子に対して質量としてのみ働
くだけで、振動を抑制するようには働きにくい。したが
って共振・反共振による音圧特性のピーク・ディップは
少しだけ軽減されるかも知れないが、スピーカの性能と
して必要な、平坦な音圧周波数特性を得る事はできな
い。このような場合の特性例を図３（ｂ）、（ｃ）に示
す。
板の中央部に小さな口径の粘弾性体を貼り合せた場合
は、図２に示したように振動板中央部の振動変位の大き
な部分にのみ貼り合せただけになり、内部損失の高い粘
弾性体を用いても圧電振動子に対して質量としてのみ働
くだけで、振動を抑制するようには働きにくい。したが
って共振・反共振による音圧特性のピーク・ディップは
少しだけ軽減されるかも知れないが、スピーカの性能と
して必要な、平坦な音圧周波数特性を得る事はできな
い。このような場合の特性例を図３（ｂ）、（ｃ）に示
す。
【００１３】また、粘弾性体を振動板全面に貼り合せた
場合、すなわち粘弾性体の底面積を金属振動板の面積の
１００％としたとき、粘弾性体は外周部の固定部で振動
エネルギーがフレームに漏洩し、音圧レベルが低下する
という問題点がある。この状態の特性例を図６（ｃ）に
示す。
場合、すなわち粘弾性体の底面積を金属振動板の面積の
１００％としたとき、粘弾性体は外周部の固定部で振動
エネルギーがフレームに漏洩し、音圧レベルが低下する
という問題点がある。この状態の特性例を図６（ｃ）に
示す。
【００１４】また、粘弾性体を振動板全面に貼り合わせ
るまでに至らなくとも、粘弾性体の底面積が金属振動板
の面積の８５％の場合でも、音圧特性に寄与する圧電振
動子の粘弾性体が貼り合わされていない部分の面積が小
さいために、音圧レベルは低下する。この状態の特性例
を図６（ｂ）に示す。
るまでに至らなくとも、粘弾性体の底面積が金属振動板
の面積の８５％の場合でも、音圧特性に寄与する圧電振
動子の粘弾性体が貼り合わされていない部分の面積が小
さいために、音圧レベルは低下する。この状態の特性例
を図６（ｂ）に示す。
【００１５】さらに、粘弾性体の底面積が金属振動版の
面積の８０％の場合の特性は図６（ａ）のようになり、
面積比が８５％の場合と比較すると、音圧レベルが約１
０ｄＢも上昇し、スピーカとして十分な音圧レベルが得
られる。
面積の８０％の場合の特性は図６（ａ）のようになり、
面積比が８５％の場合と比較すると、音圧レベルが約１
０ｄＢも上昇し、スピーカとして十分な音圧レベルが得
られる。
【００１６】図３（ａ）〜図６（ｃ）によると、スピー
カとして使用したい周波数帯域での特性のピーク・ディ
ップの差が２０ｄＢ以内であるものを平坦な再生特性と
みなせば、金属振動板と粘弾性体の底の面積比が１１％
以上８０％以下のときに平坦な特性が実現可能となる。
カとして使用したい周波数帯域での特性のピーク・ディ
ップの差が２０ｄＢ以内であるものを平坦な再生特性と
みなせば、金属振動板と粘弾性体の底の面積比が１１％
以上８０％以下のときに平坦な特性が実現可能となる。
【００１７】例えば、図４（ａ）の面積比１１％のとき
は４ｋＨｚ以上の帯域では音圧レベル偏差が１５ｄＢ程
度となり、スピーカとして良好な特性が得られる。
は４ｋＨｚ以上の帯域では音圧レベル偏差が１５ｄＢ程
度となり、スピーカとして良好な特性が得られる。
【００１８】また、図５（ｂ）の面積比５０％のときは
２０ｋＨｚ以上の帯域で音圧レベル偏差が１８ｄＢ程度
となり、スピーカとして使用可能である。
２０ｋＨｚ以上の帯域で音圧レベル偏差が１８ｄＢ程度
となり、スピーカとして使用可能である。
【００１９】また、図６（ａ）の面積比８０％のときも
２０ｋＨｚ以上の帯域で、良好な周波数特性が得られて
いる。
２０ｋＨｚ以上の帯域で、良好な周波数特性が得られて
いる。
【００２０】したがって、本発明は圧電振動子に、金属
振動板の面積の１１％以上８０％以下の底面積を有する
粘弾性体を貼り合わせ、外周のフレームには圧電振動子
の金属振動板のみを接合させる構成としている。圧電振
動子の曲げ振動により、圧電振動子に貼り合わされた粘
弾性体は伸縮運動を強いられ、内部損失の高い粘弾性体
の伸縮運動により複数の共振モードを抑圧することがで
きる。また、粘弾性体がフレーム接触していないため、
粘弾性体を介してフレームに振動エネルギーが漏洩した
り、粘弾性体の底面積が大きすぎて、音圧再生に寄与す
る面積が低下することによる再生音圧レベルの低下も起
こらない。その結果、共振・反共振により発生する音圧
周波数特性の山谷が無くなり、平坦な再生特性を実現で
きるという効果がある。
振動板の面積の１１％以上８０％以下の底面積を有する
粘弾性体を貼り合わせ、外周のフレームには圧電振動子
の金属振動板のみを接合させる構成としている。圧電振
動子の曲げ振動により、圧電振動子に貼り合わされた粘
弾性体は伸縮運動を強いられ、内部損失の高い粘弾性体
の伸縮運動により複数の共振モードを抑圧することがで
きる。また、粘弾性体がフレーム接触していないため、
粘弾性体を介してフレームに振動エネルギーが漏洩した
り、粘弾性体の底面積が大きすぎて、音圧再生に寄与す
る面積が低下することによる再生音圧レベルの低下も起
こらない。その結果、共振・反共振により発生する音圧
周波数特性の山谷が無くなり、平坦な再生特性を実現で
きるという効果がある。
【００２１】なお、図７（ａ）〜（ｃ）は面積比７０％
のときに、粘弾性体の厚さを５ｍｍ、３ｍｍ、１ｍｍと
変更した場合の特性例である。このように、所望の特性
を得るために、粘弾性体の面積だけでなく、高さ、もし
くは形状を変化させることも可能である。
のときに、粘弾性体の厚さを５ｍｍ、３ｍｍ、１ｍｍと
変更した場合の特性例である。このように、所望の特性
を得るために、粘弾性体の面積だけでなく、高さ、もし
くは形状を変化させることも可能である。
【００２２】（実施の形態２）図８は第1の発明の他の
実施の形態を示し、図８において、１は金属振動板、2
ａ、２ｂは薄い圧電材、３はフレーム、４ａは粘弾性体
である。金属振動板１の両面に薄い圧電材２a、２ｂを
貼り合せたバイモルフ型圧電振動子の少なくとも一方の
面に、圧電振動子の面積の１１〜８０％の底面積を有す
る粘弾性体が貼り合わされている。動作は実施の形態１
に述べたように、複数の振動モードを抑圧し、平坦な音
圧周波数特性が実現できる効果が得られる。
実施の形態を示し、図８において、１は金属振動板、2
ａ、２ｂは薄い圧電材、３はフレーム、４ａは粘弾性体
である。金属振動板１の両面に薄い圧電材２a、２ｂを
貼り合せたバイモルフ型圧電振動子の少なくとも一方の
面に、圧電振動子の面積の１１〜８０％の底面積を有す
る粘弾性体が貼り合わされている。動作は実施の形態１
に述べたように、複数の振動モードを抑圧し、平坦な音
圧周波数特性が実現できる効果が得られる。
【００２３】（実施の形態３）図９は第１の発明の他の
実施の形態を示し、図９において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ｂは粘弾性体であ
る。粘弾性体４bは中央に開口部のある粘弾性体であ
り、金属振動板１と薄い圧電材２ａの大きさ、密度、ヤ
ング率等の関係で振動モードが変化するため、開口部６
のある粘弾性体４ｂを貼り合せた時の方が音圧レベルを
下げずに平坦な音圧周波数特性を得る事ができる場合が
ある。粘弾性体４ｂは中央に開口部６を有しているが、
開口まで至らず中央部が薄くなったものでも同様な効果
が得られる。
実施の形態を示し、図９において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ｂは粘弾性体であ
る。粘弾性体４bは中央に開口部のある粘弾性体であ
り、金属振動板１と薄い圧電材２ａの大きさ、密度、ヤ
ング率等の関係で振動モードが変化するため、開口部６
のある粘弾性体４ｂを貼り合せた時の方が音圧レベルを
下げずに平坦な音圧周波数特性を得る事ができる場合が
ある。粘弾性体４ｂは中央に開口部６を有しているが、
開口まで至らず中央部が薄くなったものでも同様な効果
が得られる。
【００２４】（実施の形態４）図１０は第２の発明の実
施の形態を示し、図１０において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ａ、４ｃは粘弾性体
である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされ
た圧電振動子の片面に、大きさ、または材質の異なる少
なくとも２種の異なる粘弾性体を多層に貼り合せた構造
を有するもので、2つの粘弾性体４ａ、４ｃ、および圧
電振動子は大きさ、密度、ヤング率、損失係数等が異な
るため、複雑な共振系が構成されるので、圧電振動子の
共振モードをより抑制するように作用し、より平坦な音
圧周波数特性を得ることができる。ここでは粘弾性体に
２層のものを示したが、３層以上に構成しても同様な効
果が得られる。
施の形態を示し、図１０において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ａ、４ｃは粘弾性体
である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされ
た圧電振動子の片面に、大きさ、または材質の異なる少
なくとも２種の異なる粘弾性体を多層に貼り合せた構造
を有するもので、2つの粘弾性体４ａ、４ｃ、および圧
電振動子は大きさ、密度、ヤング率、損失係数等が異な
るため、複雑な共振系が構成されるので、圧電振動子の
共振モードをより抑制するように作用し、より平坦な音
圧周波数特性を得ることができる。ここでは粘弾性体に
２層のものを示したが、３層以上に構成しても同様な効
果が得られる。
【００２５】なお、図１、図８〜図１０は粘弾性体が圧
電振動子の片側にしか貼り付けられていないが、両側に
貼り付けてもよく、更に大きな抑制の効果が期待でき
る。
電振動子の片側にしか貼り付けられていないが、両側に
貼り付けてもよく、更に大きな抑制の効果が期待でき
る。
【００２６】（実施の形態５）図１１は第３の発明の実
施の形態を示し、図１１において、１は金属振動板、2ａ
は薄い圧電材、３はフレーム、４ａ、４ｃは粘弾性体で
ある。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされた
圧電振動子の両面に互いに材料や寸法の異なる粘弾性体
４ａ、４ｃをそれぞれ貼り合せた構成をしている。圧電
振動子は共振点で大きな振動振幅で振動するが、両面に
互いに異なる粘弾性体を貼り合せられるため共振モード
が分散され、圧電振動子の共振を抑制する効果はさらに
大きくなり、比較的小さなまたは薄い粘弾性体を貼り合
せただけで音圧周波数特性が平坦になる効果が得られ
る。
施の形態を示し、図１１において、１は金属振動板、2ａ
は薄い圧電材、３はフレーム、４ａ、４ｃは粘弾性体で
ある。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされた
圧電振動子の両面に互いに材料や寸法の異なる粘弾性体
４ａ、４ｃをそれぞれ貼り合せた構成をしている。圧電
振動子は共振点で大きな振動振幅で振動するが、両面に
互いに異なる粘弾性体を貼り合せられるため共振モード
が分散され、圧電振動子の共振を抑制する効果はさらに
大きくなり、比較的小さなまたは薄い粘弾性体を貼り合
せただけで音圧周波数特性が平坦になる効果が得られ
る。
【００２７】（実施の形態６）図１２は第４の発明の実
施の形態を示し、図１２において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ｂ、４ｄは粘弾性体
である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされ
た圧電振動子の一方の面に粘弾性体４ａ、４ｄをそれぞ
れ貼り合せた構成をしている。粘弾性体４ｂ，４ｄは同
心円形状に構成されたもので、粘弾性体の中央部４ｄと
周辺部４ｂで、比重、ヤング率、内部損失の異なる粘弾
性体から構成したものである。振動変位の大きい中央部
と比較的変位が小さい周辺部に貼り合せる材料を変化さ
せることで、最適な設計を可能にするものである。ここ
では、粘弾性体を同心円状に２つの部分に分けた構成で
説明しているが、３個以上の部分に分けた構成でも同様
な効果が得られる。
施の形態を示し、図１２において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ｂ、４ｄは粘弾性体
である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わされ
た圧電振動子の一方の面に粘弾性体４ａ、４ｄをそれぞ
れ貼り合せた構成をしている。粘弾性体４ｂ，４ｄは同
心円形状に構成されたもので、粘弾性体の中央部４ｄと
周辺部４ｂで、比重、ヤング率、内部損失の異なる粘弾
性体から構成したものである。振動変位の大きい中央部
と比較的変位が小さい周辺部に貼り合せる材料を変化さ
せることで、最適な設計を可能にするものである。ここ
では、粘弾性体を同心円状に２つの部分に分けた構成で
説明しているが、３個以上の部分に分けた構成でも同様
な効果が得られる。
【００２８】（実施の形態７）図１３は第５の発明の実
施の形態を示し、図１３において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ａは粘弾性体、５は
粘弾性体より重く剛性のある物体（例えば金属、合金な
ど）である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わ
された圧電振動子の片面に粘弾性体４ａが貼り合せら
れ、その粘弾性体の他方の面に金属などの剛性のある物
体５が貼り合わされた構造を有するものである。粘弾性
体の他方の面に剛性のある物体５が貼り合わされた粘弾
性体は、より低い周波数で共振を発生し粘弾性体４ａを
より大きく振動させようとするため粘弾性体を小さくし
ても粘弾性の効果が大きくなり、圧電振動子のより低次
の共振モードから抑制するように作用し、より低い周波
数帯域から平坦な音圧周波数特性を達成する効果が得ら
れる。図１２、図１３では記していないが、他方の面に
剛性のある物体５が貼り合わされた粘弾性体を、圧電振
動子の両面に貼り合せれば更に大きな効果が期待でき、
更に、多層構造にした場合も同様な効果が得られる。
施の形態を示し、図１３において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３はフレーム、４ａは粘弾性体、５は
粘弾性体より重く剛性のある物体（例えば金属、合金な
ど）である。金属振動板１と薄い圧電材２ａが貼り合わ
された圧電振動子の片面に粘弾性体４ａが貼り合せら
れ、その粘弾性体の他方の面に金属などの剛性のある物
体５が貼り合わされた構造を有するものである。粘弾性
体の他方の面に剛性のある物体５が貼り合わされた粘弾
性体は、より低い周波数で共振を発生し粘弾性体４ａを
より大きく振動させようとするため粘弾性体を小さくし
ても粘弾性の効果が大きくなり、圧電振動子のより低次
の共振モードから抑制するように作用し、より低い周波
数帯域から平坦な音圧周波数特性を達成する効果が得ら
れる。図１２、図１３では記していないが、他方の面に
剛性のある物体５が貼り合わされた粘弾性体を、圧電振
動子の両面に貼り合せれば更に大きな効果が期待でき、
更に、多層構造にした場合も同様な効果が得られる。
【００２９】（実施の形態８）図１４は第６の発明の実
施の形態を示し、図１４において、１ｂは開口部７を有
する金属振動板、２ａは薄い圧電材、４ｅは粘弾性体で
ある。図には記していないが、図１に示したと同様に金
属振動板１ｂの外周部はフレームに接合され、スピーカ
が構成される。金属振動板１ｂの開口部に粘弾性体４ｅ
が潜り込む構造を有するものであり、この構造により金
属振動板の制振性が一段と向上し、その結果圧電振動子
の共振による再生音圧周波数特性の平坦化が図られるも
のである。
施の形態を示し、図１４において、１ｂは開口部７を有
する金属振動板、２ａは薄い圧電材、４ｅは粘弾性体で
ある。図には記していないが、図１に示したと同様に金
属振動板１ｂの外周部はフレームに接合され、スピーカ
が構成される。金属振動板１ｂの開口部に粘弾性体４ｅ
が潜り込む構造を有するものであり、この構造により金
属振動板の制振性が一段と向上し、その結果圧電振動子
の共振による再生音圧周波数特性の平坦化が図られるも
のである。
【００３０】（実施の形態９）図１５は第７の発明の実
施の形態を示し、図１５において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３ｂは圧電振動子を固定または支持
し、開口部に向かうにしたがい徐々に開口部の断面積が
大きくなるホーン形状を有するフレーム、４ｄは圧電振
動子側では断面積が大きく、圧電振動子から離れるにし
たがいその断面積は小さくなる形状の粘弾性体である。
粘弾性体４ｄは圧電振動子の共振モードを抑制するよう
に作用し、更に、粘弾性体４ｄとフレーム３ｂの開口部
で構成される音道はホーン形状を構成するため、ホーン
効果により再生音圧レベルを高めることができ、また、
ホーンの形状を変えることにより、音圧再生の指向特性
も制御できると言う効果を有する。粘弾性体４ｄはホー
ン内部にあり、位相等価器の役割を持ち、高い周波数ま
で効率の高いスピーカが実現できる効果を有する。
施の形態を示し、図１５において、１は金属振動板、２
ａは薄い圧電材、３ｂは圧電振動子を固定または支持
し、開口部に向かうにしたがい徐々に開口部の断面積が
大きくなるホーン形状を有するフレーム、４ｄは圧電振
動子側では断面積が大きく、圧電振動子から離れるにし
たがいその断面積は小さくなる形状の粘弾性体である。
粘弾性体４ｄは圧電振動子の共振モードを抑制するよう
に作用し、更に、粘弾性体４ｄとフレーム３ｂの開口部
で構成される音道はホーン形状を構成するため、ホーン
効果により再生音圧レベルを高めることができ、また、
ホーンの形状を変えることにより、音圧再生の指向特性
も制御できると言う効果を有する。粘弾性体４ｄはホー
ン内部にあり、位相等価器の役割を持ち、高い周波数ま
で効率の高いスピーカが実現できる効果を有する。
【００３１】（実施の形態１０）図１６は第７の発明の
もう一つの実施の形態を示し、図１６において、１は金
属振動板、2ａは薄い圧電材、３ｂは圧電振動子を固定
または支持し、開口部に向かうにしたがい徐々に開口部
の断面積が大きくなるホーン形状を有するフレーム、４
eは中央部に開口部を有し圧電振動子側はその断面積が
大きく、圧電振動子から離れるにしたがい断面積は小さ
くなる形状の粘弾性体である。実施の形態９に示したも
のと同様な効果が期待できる。
もう一つの実施の形態を示し、図１６において、１は金
属振動板、2ａは薄い圧電材、３ｂは圧電振動子を固定
または支持し、開口部に向かうにしたがい徐々に開口部
の断面積が大きくなるホーン形状を有するフレーム、４
eは中央部に開口部を有し圧電振動子側はその断面積が
大きく、圧電振動子から離れるにしたがい断面積は小さ
くなる形状の粘弾性体である。実施の形態９に示したも
のと同様な効果が期待できる。
【００３２】なお、図１４、図１５では粘弾性体は圧電
振動子の片側にしか貼り付けていないが、両側に貼り付
けてもよく、更に大きな抑制効果が期待できる。
振動子の片側にしか貼り付けていないが、両側に貼り付
けてもよく、更に大きな抑制効果が期待できる。
【００３３】また、金属振動板、圧電材、フレーム、粘
弾性体の底の形状は一般的には円形が考えられるが、多
角形で成形してもよく、それぞれが異なる形状で組み合
わされてもよい。所望の特性を得ることができ、スペー
スファクターがよく、かつ、外観のよい形状を任意に設
計可能である。
弾性体の底の形状は一般的には円形が考えられるが、多
角形で成形してもよく、それぞれが異なる形状で組み合
わされてもよい。所望の特性を得ることができ、スペー
スファクターがよく、かつ、外観のよい形状を任意に設
計可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属振動
板の片面または両面に圧電材が貼り合わされた圧電振動
子の中央部にその圧電振動子の面積の１１以上８０％以
下の底面積を有する粘弾性体を貼り合せる事により、振
動エネルギーを外部に漏洩させずに圧電振動子の共振モ
ードを抑圧でき、音圧レベルが高く、また平坦な音圧周
波数特性を実現できるという顕著な効果が得られる。
板の片面または両面に圧電材が貼り合わされた圧電振動
子の中央部にその圧電振動子の面積の１１以上８０％以
下の底面積を有する粘弾性体を貼り合せる事により、振
動エネルギーを外部に漏洩させずに圧電振動子の共振モ
ードを抑圧でき、音圧レベルが高く、また平坦な音圧周
波数特性を実現できるという顕著な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを示
す断面図
す断面図
【図２】圧電振動子の振動モード図
【図３】圧電スピーカの再生音圧周波数特性図
【図４】圧電スピーカの再生音圧周波数特性図
【図５】圧電スピーカの再生音圧周波数特性図
【図６】圧電スピーカの再生音圧周波数特性図
【図７】粘弾性体の厚さを変更したときの圧電スピーカ
の再生音圧周波数特性図
の再生音圧周波数特性図
【図８】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを示
す断面図
す断面図
【図９】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを示
す断面図
す断面図
【図１０】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを
示す断面図
示す断面図
【図１１】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを
示す断面図
示す断面図
【図１２】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを
示す断面図
示す断面図
【図１３】本発明の一実施の形態による圧電スピーカを
示す断面図
示す断面図
【図１４】本発明の一実施の形態による圧電スピーカの
金属振動板と粘弾性体接合部材とを示す断面図
金属振動板と粘弾性体接合部材とを示す断面図
【図１５】本発明の一実施の形態によるホーン付き圧電
スピーカを示す断面図
スピーカを示す断面図
【図１６】本発明の一実施の形態によるホーン付き圧電
スピーカを示す断面図
スピーカを示す断面図
【図１７】従来の圧電スピーカを示す断面図
【図１８】もう一つの従来の圧電スピーカを示す断面図
１ 金属振動板 ２ 薄い圧電材 ３ フレーム ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 粘弾性体 ５ 剛体 ６ 粘弾性体に設けた開口部 ７ 金属振動板に設けた開口部 １１ａ，１１ｂ 薄い圧電材 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 電極部 １３ 金属紛と接着剤による混練物 １４ 電気入力線 １５ 金属振動板 １６ 薄い圧電材 １７ フレーム １８ａ，１８ｂ 電気入力線 １９ 制動板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武輪 弘行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岩佐 幹郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、その片面または両
面に圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振
動子の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前
記圧電振動子の片面または両面の概ね中央部に貼り合わ
され前記金属振動板の面積の１１％以上８０以下の底面
積を有する粘弾性体とを備えたことを特徴とする圧電ス
ピーカ。 - 【請求項２】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、その片面または両
面に圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振
動子の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前
記金属振動板の面積の１１％以上８０％以下の底面積を
有し前記圧電振動子の片面または両面の概ね中央部に多
層状に貼り合わされた材料または形状の異なる２種以上
の粘弾性体とを備えたことを特徴とする圧電スピーカ。 - 【請求項３】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、その片面または両
面に圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振
動子の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前
記金属振動板の面積の１１％以上８０％以下の底面積を
有し前記圧電振動子の両面の概ね中央部に貼り合わされ
た、互いに材料または形状の異なる２種の粘弾性体とを
備えたことを特徴とする圧電スピーカ。 - 【請求項４】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、その片面または両
面に圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振
動子の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前
記金属振動板の面積の１１％以上８０％以下の底面積を
有し、比重、ヤング率、内部損失の異なる２種以上の材
料を同心円状に配置した粘弾性体とを備えたことを特徴
とする圧電スピーカ。 - 【請求項５】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、片面または両面に
圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振動子
の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前記圧
電振動子の片面または両面の概ね中央部に貼り合わされ
た粘弾性体と、前記粘弾性体の他方の面に貼り合わされ
た、粘弾性体の比重より大きく剛性のある物体とを備え
たことを特徴とする圧電スピーカ。 - 【請求項６】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、片面または両面に
圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振動子
の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前記圧
電振動子に複数個の開口部を有し、この開口部に潜り込
み一体化した粘弾性体とを備えたことを特徴とする圧電
スピーカ。 - 【請求項７】金属または高分子樹脂からなる剛性のある
薄板（以下に金属振動板と呼ぶ）に、片面または両面に
圧電材が貼り合わされた圧電振動子と、前記圧電振動子
の概ね外周部を支持または固定するフレームと、前記フ
レームは開口部の断面積が音波の放射口に進むにつれ徐
々に大きくなるように音響ホーン形状を構成し、前記圧
電振動子の片面または両面の概ね中央部に貼り合わさ
れ、前記圧電振動子から音波の放射口に進むにつれ、そ
の断面積が小さくなる円錐形状の粘弾性体と備えた事を
特徴とする圧電スピーカ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11254416A JP2000201399A (ja) | 1998-11-02 | 1999-09-08 | 圧電スピ―カ |
| DE69939096T DE69939096D1 (de) | 1998-11-02 | 1999-10-28 | Piezoelektrischer Lautsprecher |
| EP99120895A EP1001653B1 (en) | 1998-11-02 | 1999-10-28 | Piezoelectric loudspeaker |
| US09/431,201 US6747395B1 (en) | 1998-11-02 | 1999-11-01 | Piezoelectric loudspeaker |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31177098 | 1998-11-02 | ||
| JP10-311770 | 1998-11-02 | ||
| JP11254416A JP2000201399A (ja) | 1998-11-02 | 1999-09-08 | 圧電スピ―カ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000201399A true JP2000201399A (ja) | 2000-07-18 |
Family
ID=26541674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11254416A Pending JP2000201399A (ja) | 1998-11-02 | 1999-09-08 | 圧電スピ―カ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000201399A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100516544B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2005-09-22 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 압전 스피커 |
| JP2007275819A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ユニット及び圧電式スピーカ |
| JP2007281669A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Nec Corp | スピーカ |
| JP2007531357A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-11-01 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | ハーモニックｃｍｕｔ素子及び製造方法 |
| JP2010503466A (ja) * | 2006-09-18 | 2010-02-04 | ライポソニックス， インコーポレイテッド | 遮蔽を有するトランスデューサ |
| DE202011002840U1 (de) | 2011-02-17 | 2011-06-30 | Ho Hsin Progressive Technology Co., Ltd | Piezoelektrischer Flächenlautsprecher |
| JP2012015761A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Nec Corp | 発振装置 |
| US8372011B2 (en) | 2004-02-27 | 2013-02-12 | Georgia Tech Research Corporation | Asymmetric membrane cMUT devices and fabrication methods |
| JPWO2011074579A1 (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | 日本電気株式会社 | アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電子機器、並びに振動減衰及び振動方向変換方法 |
| US8611945B2 (en) | 2011-03-24 | 2013-12-17 | Kyocera Corporation | Electronic device |
| JP2014039093A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Kyocera Corp | 音響発生器、音響発生装置及び電子機器 |
| KR101480938B1 (ko) * | 2014-12-04 | 2015-01-14 | 범진시엔엘 주식회사 | 압전 스피커 |
| WO2016182035A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | オーツェイド株式会社 | スピーカユニット |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP11254416A patent/JP2000201399A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100516544B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2005-09-22 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 압전 스피커 |
| US8372011B2 (en) | 2004-02-27 | 2013-02-12 | Georgia Tech Research Corporation | Asymmetric membrane cMUT devices and fabrication methods |
| JP2007531357A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-11-01 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | ハーモニックｃｍｕｔ素子及び製造方法 |
| US8398554B2 (en) | 2004-02-27 | 2013-03-19 | Georgia Tech Research Corporation | Harmonic cMUT devices and fabrication methods |
| JP2007281669A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Nec Corp | スピーカ |
| JP2007275819A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ユニット及び圧電式スピーカ |
| JP2010503466A (ja) * | 2006-09-18 | 2010-02-04 | ライポソニックス， インコーポレイテッド | 遮蔽を有するトランスデューサ |
| JPWO2011074579A1 (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | 日本電気株式会社 | アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電子機器、並びに振動減衰及び振動方向変換方法 |
| JP2012015761A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Nec Corp | 発振装置 |
| DE202011002840U1 (de) | 2011-02-17 | 2011-06-30 | Ho Hsin Progressive Technology Co., Ltd | Piezoelektrischer Flächenlautsprecher |
| US8611945B2 (en) | 2011-03-24 | 2013-12-17 | Kyocera Corporation | Electronic device |
| JP2014039093A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Kyocera Corp | 音響発生器、音響発生装置及び電子機器 |
| KR101480938B1 (ko) * | 2014-12-04 | 2015-01-14 | 범진시엔엘 주식회사 | 압전 스피커 |
| WO2016182035A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | オーツェイド株式会社 | スピーカユニット |
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