JP2011082931A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】様々な用途にも適用可能であり、より簡易に製造可能な圧電部材を用いたスピーカを提供する。
【解決手段】スピーカ１０を、電界が印加されると、主に該電界の印加方向に直交する面内方向に伸張または収縮する圧電シート１と、圧電シート１の上下面に形成され、圧電シート１に電界を印加するための一対の電極膜２，３とを備える構成とする。そして、一対の電極膜２，３が形成された圧電シート１が円筒状に巻かれ、圧電シート１の一方の端部と、該一方の端部に対向する他方の端部とが直接的に又は間接的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明はスピーカに関し、より詳細には、圧電素子を用いたスピーカに関する。

従来、例えば圧電ブザー等の圧電素子を用いた音源（スピーカ）が種々、開発されている。このような圧電素子を用いたスピーカでは、例えば圧電セラミック等で形成された板状の圧電素子の厚さ方向に電圧（電界）を印加することにより、圧電素子を厚さ方向に伸縮させる。これにより、圧電素子の周囲の空気を振動させ、音（音波）が発生する。なお、このような圧電素子を用いたスピーカでは、圧電素子の伸縮量は小さいので、発生する音は高音となる。

また、従来、円筒状の圧電素子を用いたスピーカも提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、例えば圧電セラミック等で形成された円筒状の振動体と、その内側及び外側の表面にそれぞれ形成された電極とで構成される無指向性スピーカが提案されている。特許文献１で提案されている無指向性スピーカでは、振動体を円筒状にすることにより、水平方向３６０度に渡って音を発生させている。

特開平９−３２７０９２号公報

従来開発されているオーディオ用スピーカの一つに、例えば、低音域の音を発生するウーハーと高音域の音を発生するツイータとからなる２ウェイスピーカがある。しかしながら、従来開発されている２ウェイスピーカのツイータは、ボイスコイルを用いて構成されるが、一般に、その音の指向性が強く、リスニングポジションが限定されるという問題がある。

この問題を解決する手法として、例えば特許文献１で提案されているような圧電素子を用いた無指向性スピーカをツイータとして用いることが考えられる。しかしながら、特許文献１で提案されている無指向性スピーカでは、振動体を、例えば焼結等の手法で円筒状に成形し、さらに、その内壁面及び外壁面に電極を形成する。それゆえ、特許文献１の無指向性スピーカでは、例えば、内壁面上に電極が形成し難いことや、コストが比較的高いなどといった製造及びコストの面での問題が残る。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、全方位に音を発生させることができ、且つ、低コストで容易に製造可能なスピーカを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のスピーカは、電界が印加されると、主に該電界の印加方向に直交する面内方向に伸張または収縮する圧電シートと、圧電シートの上下面に形成され、圧電シートに電界を印加するための一対の電極膜とを備える構成とする。そして、一対の電極膜が形成された圧電シートが円筒状に巻かれ、圧電シートの一方の端部と、該一方の端部に対向する他方の端部とが直接的に又は間接的に接続されている構成とする。

本発明のスピーカでは、一対の電極膜間に電圧を印加すると、圧電シートがそのシートの面内方向に伸縮する。この際、圧電シートが円筒状に巻かれているので、圧電シート全体が、円筒状の圧電シートの中心軸に対して半径方向に振動する。この結果、円筒状のスピーカの周囲の空気が振動し、スピーカの中心軸に対して全方位に音波が伝播する。

上述のように、本発明のスピーカでは、一対の電極膜が形成された圧電シートが円筒状に巻かれているので、一対の電極間に電圧を印加することにより、円筒状の圧電シートの中心軸に対して全方位に音波を伝播させることができる。さらに、本発明のスピーカは、両面にそれぞれ電極膜が形成された圧電シートを円筒状に巻いて、圧電シートの対向する辺部同士を接続する構成であるので、より簡易な方法で且つ低コストでスピーカを製造することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るスピーカの概略斜視図であり、図１（ｂ）は、スピーカの概略上面図である。 図２は、第１の実施形態のスピーカの解体斜視図である。 図３は、第１の実施形態のスピーカの動作原理を説明するための図である。 図４（ａ）は、変形例１のスピーカの概略斜視図であり、図４（ｂ）は、変形例１のスピーカの中心軸ＣＸに沿う方向の概略断面図である。 図５は、変形例１のスピーカにおける支持部材の概略斜視図である。 図６は、第１の実施形態のスピーカにおける音圧の周波数特性の一例を示す図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るスピーカの概略斜視図である。 図８は、第２の実施形態のスピーカにおける音圧の周波数特性の一例である。 図９は、変形例２のスピーカの概略斜視図である。 図１０は、変形例２のスピーカにおける支持部材の概略斜視図である。 図１１は、変形例３のスピーカの概略斜視図である。 図１２は、変形例４のスピーカにおける音圧の周波数特性の一例である。 図１３は、変形例５のスピーカの概略斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係るスピーカの構成例を、図面を参照しながら以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態：円筒状のスピーカの基本構成例
２．第２の実施形態：螺旋円筒状のスピーカの構成例

＜１．第１の実施形態＞
［スピーカの構成］
図１（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第１の実施形態に係るスピーカの概略構成を示す。なお、図１（ａ）は、本実施形態のスピーカの概略斜視図であり、図１（ｂ）は、本実施形態のスピーカの概略上面図である。本実施形態のスピーカ１０は、主に、圧電シート１と、圧電シート１の一方の表面上に形成された外側電極２（電極膜）と、圧電シート１の他方の表面上に形成された内側電極３（電極膜）とで構成される。

スピーカ１０は、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を円筒状に巻き、シート状部材の対向する一対の辺部同士を接続することにより構成される。図１中の矢印５で示す部分がその接続部である。それゆえ、本実施形態のスピーカ１０全体の外観は、円筒状となり、スピーカ１０の内部には貫通穴６が画成される。

なお、スピーカ１０の外径は、例えば約５０ｍｍ程度にし、高さは約２０ｃｍ程度とすることができる。ただし、スピーカ１０全体の寸法は、この例に限定されず、例えば用途、必要とする音の周波数特性等により適宜設定できる。

また、スピーカ１０の外側電極２は、外部の駆動電源１００の一方の出力端子に接続され、内側電極３は、駆動電源１００の他方の出力端子に接続される。なお、駆動電源１００としては、交流電源を用いることができる。また、駆動電源１００を、直流電源とスイッチとで構成し、そのスイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御してパルス状の周期電圧を外側電極２及び内側電極３間に印加する構成にしてもよい。

図２に、本実施形態のスピーカ１０を解体した際の様子を示す。すなわち、図２は、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を円筒状に巻く前の、シート状部材の概略構成図である。

円筒状に巻く前のシート状部材１１は、表面が矩形状のシート部材である。なお、シート状部材の表面は矩形状に限定されず、任意の形状で構成することができる。例えば、シート状部材の表面形状を正方形や多角形状にしてもよい。また、圧電シート１の厚さは、例えば数十〜１００μｍ程度にすることができる。なお、圧電シート１の形状及び寸法は、この例に限定されず、例えば用途、必要とする音の周波数特性等により適宜設定できる。

また、圧電シート１は、その厚さ方向に電圧（電界）が印加された際に、主に、電圧の印加方向に直交する方向、すなわち、圧電シート１の面内方向に、寸法（形状）が収縮または伸張する圧電材料で形成される。従来、圧電シートの厚さ方向に電圧を印加した際の変形モードとして、電圧の印加方向（シートの厚さ方向）に寸法が変化するｄ３３モードと呼ばれるモードと、電圧印加方向に対して直交する方向に寸法が変化するｄ３１モードと呼ばれるモードとが知られている。従来の圧電ブザー等は、ｄ３３モードを利用するが、本実施形態では、ｄ３１モードを利用して音を発生させる。

そのような圧電シート１の形成材料としては、高分子圧電フィルムを用いることができ、例えば、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ：Polyvinylidene Difluoride）等の強誘電体材料等を用いることができる。例えば、圧電シート１の形成材料としてＰＶＤＦを用いた場合には、ＰＶＤＦの一軸延伸フィルムに対して所定の分極処理を行うことにより、主たる変形モードがｄ３１モードとなる圧電シート１を作製することができる。

外側電極２は、表面が矩形状の金属膜で形成され、圧電シート１の一方の表面の略全域に渡って形成される。これにより、シート状部材１１を円筒状に巻いてスピーカ１０を構成した場合には、スピーカ１０を外壁面の略全域が外側電極２により覆われた状態となる。なお、本実施形態では、外側電極２の表面の寸法（長さ及び幅）は、圧電シート１より若干小さくなるように設定する。ただし、本発明はこれに限定されず、外側電極２の表面寸法を圧電シート１と同じ寸法にしてもよい。

一方、内側電極３は、表面が矩形状の金属膜で形成され、圧電シート１の他方の表面の略全域に渡って形成される。これにより、シート状部材１１を円筒状に巻いてスピーカ１０を構成した場合には、スピーカ１０を内壁面の略全域が内側電極３により覆われた状態となる。なお、本実施形態では、内側電極３の構成（例えば、形状、寸法等）は、外側電極２と同様とする。

また、外側電極２及び内側電極３の形成材料としては、例えば銀（Ａｇ）等の金属材料を用いることができる。ただし、本発明はこれに限定されず、各電極の形成材料としては、任意の導電性材料を用いることができ、例えば用途及び使用環境等に応じて適宜選択される。また、本実施形態でのスピーカ１０は、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材１１を円筒状に巻いて構成するので、外側電極２及び内側電極３の形成材料としては、柔軟性を有する導電性材料を用いることが好ましい。

なお、外側電極２及び内側電極３の構成（例えば、形状、寸法、形成材料等）は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、外側電極２及び内側電極３の一方を複数の電極で構成し、その複数の電極により、圧電シート１の一方の表面の略全域を覆うようにしてもよい。

ここで、本実施形態のスピーカ１０の作製手順を簡単に説明する。まず、例えばＰＶＤＦ等の一軸延伸フィルムを用意し、そのフィルムの主たる変形モードがｄ３１モードとなるように、一軸延伸フィルムを分極処理して圧電シート１を作製する。

次いで、例えば、スパッタ法や蒸着法等の手法により、圧電シート１の一方及び他方の面上にそれぞれ外側電極２及び内側電極３を形成する。これにより、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材１１（図２）が作製される。

そして、作製されたシート状部材１１を円筒状に巻いて、シート状部材１１の対向する一対の短辺部同士を、例えば接着剤等を介して接続する。ただし、本実施形態では、この際、接続する短辺部の対向面全域が、互いに重なり合うように接続する。本実施形態では、このようにして、円筒状のスピーカ１０を作製する。

上述のように、本実施形態のスピーカ１０は、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材１１を円筒状に巻くことにより作製することができる。すなわち、本実施形態では、例えば特許文献１で提案されている無指向性スピーカのように、振動体を焼結等で円筒状に成型加工する必要がなく、内側電極３の形成も容易である。それゆえ、本実施形態によれば、より簡易に且つ低コストでスピーカ１０を作製することができる。

［スピーカの動作原理］
次に、本実施形態のスピーカ１０の動作原理を、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、スピーカ１０の上面図である。

外側電極２及び内側電極３に接続された駆動電源１００から電圧が印加されると、上述したように、圧電シート１は、その面内方向に収縮または伸張する。この際、圧電シート１は円筒状に巻かれているので、圧電シートは、スピーカ１０の貫通穴６の中心軸ＣＸに対して周回する方向に収縮または伸張する（図３中の太実線矢印Ａ１）。この結果、円筒状のスピーカ１０全体の径が、小さくまたは大きくなる。次いで、印加電圧をＯＦＦ（電圧を０Ｖに）すると、スピーカ１０の径が元の大きさに戻る。

このように、外側電極２及び内側電極３に印加する電圧のＯＮ及びＯＦＦを繰り返すと、それに応じて、円筒状のスピーカ１０の径が変動する。すなわち、スピーカ１０の外壁及び内壁がスピーカ１０の中心軸ＣＸに対して半径方向（放射方向）に振動する（図３中の破線矢印Ａ２）。

このスピーカ１０の半径方向の振動Ａ２により、周囲の空気が振動して音波が発生する。この際、本実施形態のスピーカ１０は、その中心軸ＣＸに対して３６０度全周（全方位）に渡って振動するので、発生した音波も全方位に伝播する。また、この際、スピーカ１０全体が、その中心軸ＣＸに対して全方位に同時に伸縮するので、発生する音波は、全方位に直線的に伝播する平面波となり減衰が少ない。それゆえ、本実施形態によれば、ユーザがスピーカ１０に対してどのような位置にいても音を聞くことができる。

なお、駆動電源１００として交流電源を用いた場合には、その周期に同期して、スピーカ１０の外壁及び内壁が、その中心軸ＣＸに対して全方位に同時に振動する。

上述のように、本実施形態では、全方位に音波を発生させることができ、且つ、低コストで容易に製造可能なスピーカ１０を提供することができる。さらに、本実施形態では、次のような効果も得られる。

本発明者らが、本実施形態のスピーカ１０から発生する音の周波数特性を調べたところ、数ｋＨｚ以上の周波数の高音が発生することが確認された。その一例は後述する。また、本実施形態では、発生する音の下限周波数を、圧電シート１の材料、厚さ等により変化させることができる。それゆえ、本実施形態のスピーカ１０は様々な用途への適用が可能となる。

例えば、本実施形態のスピーカ１０において、例えば圧電シート１をＰＶＤＦで形成し、その厚さを約１００μｍ程度とした場合、スピーカ１０から発生される音の下限周波数は約１〜２ｋＨｚとなる。この場合、本実施形態のスピーカ１０を２ウェイのオーディオ用スピーカのツイータとして用いることができる。

本実施形態のスピーカ１０をツイータとして適用した場合、次のような効果が得られる。従来のボイスコイル型のツイータでは、ボイスコイルの振動面の周囲にコーンが設けられる。それゆえ、従来のツイータでボイスコイルにより音を発生させると、コーンも撓み、このコーンの撓みによる分割振動と呼ばれる振動が発生して、音質が劣化するという問題が生じる。しかしながら、本実施形態のスピーカ１０では、従来のように、音の発生源にコーンを設ける必要がないので、上述した分割振動による音質劣化は生じず、より高音質の音を提供することができる。

また、従来のボイスコイルを用いたツイータでは、音の上限周波数は約２０ｋＨｚ程度である。それに対して、本実施形態のスピーカ１０では、本発明者らの検証実験によると、約１００ｋＨｚ程度までの高音を発生させることができ、より高音質の音を提供することができる。さらに、本実施形態のスピーカ１０では、スピーカ１０に電流が流れないので、従来のボイスコイルを用いたツイータより低消費電力である。

［変形例１］
図４（ａ）及び（ｂ）に、変形例１のスピーカの概略構成を示す。なお、図４（ａ）は、変形例１のスピーカ２０の外観斜視図であり、図４（ｂ）は、スピーカ２０の中心軸ＣＸに沿う方向の概略断面図である。なお、図４（ａ）において、上記第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

変形例１のスピーカ２０は、主に、圧電シート１と、圧電シート１の一方の表面上に形成された外側電極２と、圧電シート１の他方の表面上に形成された内側電極３と、内側電極３により画成された円筒状の貫通穴に設けられた支持部材１５とで構成される。この例のスピーカ２０は、支持部材１５を設けたこと以外は、第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））と同様の構成である。それゆえ、ここでは、支持部材１５の構成についてのみ説明し、他の構成部の説明は省略する。

図５に、支持部材１５の外観斜視図を示す。支持部材１５は、円板状の第１支持板１５ａと、円板状の第２支持板１５ｂと、第１支持板１５ａ及び第２支持板１５ｂ間を繋ぐ円柱状の支持棒１５ｃとで構成される。なお、第１支持板１５ａ、第２支持板１５ｂ及び支持棒１５ｃの中心は、スピーカ２０の中心軸ＣＸ上に同軸に配置される。なお、支持部材１５は、例えばプラスチック等で形成することができる。

この例のスピーカ２０では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を円筒状に巻く際、シート状部材の内側電極３側の長辺端部付近を、第１支持板１５ａ及び第２支持板１５ｂの側面に巻き付ける。なお、この際、シート状部材の内側電極３側の長辺端部を、例えば接着材等の接着手段により第１支持板１５ａ及び第２支持板１５ｂの側面に接着固定し、シート状部材の対向する一対の短辺部同士を間接的に接続してもよい。

上述のように、この例のスピーカ２０では、第１の実施形態と同様に、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を円筒状に巻いた構成である。それゆえ、この例のスピーカ２０では、第１の実施形態と同様の原理で音波が全方位に発生し、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

また、この例のように、円筒状のシート状部材の内部に支持部材１５を設けることにより、スピーカ２０の外形を安定して維持することができ、スピーカ２０全体の強度も向上させることができる。さらに、この例のスピーカ２０を、一方の支持板を下にして例えば台上に載置した場合、台上でのスピーカ２０の安定性をより向上させることができる。

なお、支持部材１５の構成は図５に示す例に限定されず、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材の形状を安定して円筒状に維持できるような構成であれば、任意の構成にすることができる。

＜２．第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るスピーカの構成を説明するが、その前に、上記第１の実施形態のスピーカ１０で得られる音の周波数特性について、簡単に説明する。

図６に、上記第１の実施形態のスピーカ１０から発生する音の周波数特性の一例を示す。図６中の横軸は周波数であり、縦軸は音圧レベルである。図６から明らかなように、上記第１の実施形態のスピーカ１０によれば、数ｋＨｚ以上の高音を発生させることができることが分かる。

しかしながら、第１の実施形態のスピーカ１０の形状は円筒状となっているので、スピーカ１０全体の伸縮により発生した音波は、スピーカ１０の中心軸ＣＸから外側に向かって放射状に伝播するが、中心軸ＣＸに向かっても音波が伝播する。この場合、中心軸ＣＸに向かって伝播する音波は、対向する内壁面で反射されて戻ってくるので、スピーカ１０の貫通穴６内では、音波が干渉して音波の共振が生じる。スピーカ１０の貫通穴６内で音波の共振が生じると、その共振周波数に対応する音圧レベルが下がる。図６に示す例では、周波数特性中の例えば、丸印２５〜２７で囲まれた領域が、スピーカ１０内部での共振現象により音圧レベルが低下した領域である。

上述のようなスピーカ１０内部での共振現象により低下する音圧レベルの周波数及びその低下量は、スピーカ１０の径（構成）によって変化する。それゆえ、スピーカ１０の構成によっては、その共振現象の影響を無視できない場合がある。そこで、第２の実施形態では、上述したスピーカ１０内部での共振現象の影響を低減できるスピーカの構成について説明する。

［スピーカの構成］
図７に、本実施形態のスピーカの概略斜視図を示す。なお、図７において、上記第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））と同様の構成には、同じ符号を付して示す。本実施形態のスピーカ３０は、第１の実施形態と同様に、圧電シート１と、圧電シート１の一方の表面上に形成された外側電極２（電極膜）と、圧電シート１の他方の表面上に形成された内側電極３（電極膜）とで構成される。また、スピーカ３０の外側電極２は、外部の駆動電源１００の一方の出力端子に接続され、内側電極３は、駆動電源１００の他方の出力端子に接続される。

ただし、本実施形態では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を円筒状に巻いてスピーカ３０を作製する際、シート状部材の短辺部側の対向面の一部同士が重なるように、対向面同士を短辺の延在方向にずらして接続する。

この結果、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材の延在方向は、図７に示すように、スピーカ３０の中心軸ＣＸに対して螺旋方向となる。すなわち、この例のスピーカ３０は、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻いて作製される。

なお、シート状部材の短辺部側の対向面の一部同士を重ね合わせる際、重ね合わせる対向面の面積が短辺部側の対向面の全面積の約半分以下となるように、短辺部側の対向面の一部同士を接続することが好ましい。本発明者らの検証実験によれば、シート状部材の重ね合わせる短辺部側の対向面の面積が短辺部側の対向面の全面積の約半分以下であれば、上述した図６中の例えば丸印２５〜２７で囲まれた領域のディップを十分抑制できることが確認された。

［スピーカの動作原理］
本実施形態のスピーカ３０の形状もまた、円筒状を有しているので、上記第１の実施形態と同様の原理で音波が発生し、スピーカ３０の中心軸ＣＸに対して全方位に音波が伝播する。それゆえ、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態のスピーカ３０は、上述のように、中心軸ＣＸに対して、螺旋円筒状の形状を有する。この構成では、図７に示すように、中心軸ＣＸを挟んで対向するスピーカ３０の内壁面の領域を、上記第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））のそれより小さくすることができる。それゆえ、スピーカ３０の中心軸ＣＸに向かう音波のうち、対向内壁面で反射して戻ってくる音波が少なくなり、スピーカ３０内部での共振現象を抑制することができる。その結果、本実施形態では、共振現象により発生する周波数特性中のディップ（音圧レベルの低下）を抑制することができる。

図８に、本実施形態のスピーカ３０で得られる音の周波数特性の一例を示す。なお、図８に示す特性が得られたスピーカ３０では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻いて構成したこと以外は、図６に示す特性が得られたスピーカ１０と同様の構成とした。

図６及び８の周波数特性の比較から明らかなように、本実施形態でのスピーカ３０の周波数特性（図８）では、例えば特性中の四角で囲った領域に示すように、図６の特性中に現れていたディップが十分抑制されていることが分かる。このことからも、本実施形態のスピーカ３０では、その内部での音波の共振現象が十分抑制されていることが分かる。

上述のように、本実施形態のスピーカ３０では、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、より優れた音質の音を提供することができる。

［変形例２］
上記第２の実施形態のスピーカ３０では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻いて構成するので、そのままでは、例えば台等上に安定して載置することが難しい。そこで、変形例２では、上記第２の実施形態のスピーカ３０をより安定して保持することが可能なスピーカの構成例を説明する。

図９に、変形例２のスピーカの外観斜視図を示す。なお、図９において、上記第２の実施形態（図７）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

変形例２のスピーカ４０は、主に、圧電シート１と、圧電シート１の一方の表面上に形成された外側電極２と、圧電シート１の他方の表面上に形成された内側電極３と、内側電極３で画成された円筒状の貫通穴に設けられた支持部材４５とで構成される。この例のスピーカ４０では、支持部材４５を設けたこと以外は、第２の実施形態のスピーカ３０（図７）と同様の構成である。それゆえ、ここでは、支持部材４５の構成についてのみ説明し、他の構成部の説明は省略する。

図１０に、支持部材４５の外観斜視図を示す。支持部材４５は、３つの円板状の第１支持板４５ａ〜第３支持板４５ｃと、第１支持板４５ａ及び第２支持板４５ｂ間を繋ぐ円柱状の第１支持棒４５ｄと、第２支持板４５ｂ及び第３支持板４５ｃ間を繋ぐ円柱状の第２支持棒４５ｅとで構成される。なお、第１支持板４５ａ〜第３支持板４５ｃ、第１支持棒４５ｄ及び第２支持棒４５ｅの中心は、スピーカ３０の中心軸ＣＸ上に同軸に配置される。

この例のスピーカ３０では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻く際、シート状部材の内側電極３を、第１支持板４５ａ及び第２支持板４５ｂの側面に巻き付ける。なお、この際、シート状部材の内側電極３を、例えば接着材等の接着手段により第１支持板４５ａ及び第２支持板４５ｂの側面に接着固定し、シート状部材の対向する一対の短辺部同士を間接的に接続してもよい。

上述のように、この例のスピーカ４０では、第２の実施形態と同様に、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻いた構成であるので、第２の実施形態と同様の効果が得られる。

また、この例のように、螺旋円筒状のシート状部材の内部に支持部材４５を設けることにより、スピーカ４０の外形を安定して維持することができ、スピーカ４０全体の強度も向上させることができる。さらに、例えば台上に、スピーカ４０を、第３支持板４５ｃを介して載置した場合、台上でのスピーカ４０の安定性をより向上させることができる。

なお、支持部材４５の構成は図１０に示す例に限定されず、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材の形状を安定して螺旋円筒状に維持できるような構成であれば、任意に構成することができる。

［変形例３］
上記第２の実施形態及び変形例２では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻く際、シート状部材の短辺部同士を接続する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シート状部材の長辺部同士を接続してもよい。図１１に、その一例（変形例３）を示す。

図１１は、変形例３のスピーカ５０の概略斜視図である。なお、図１１において、上記第２の実施形態のスピーカ３０（図７）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

この例では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻いてスピーカ５０を作製する際、シート状部材の長辺部側の対向面の一部同士が重なるように対向面同士を長辺の延在方向にずらして接続する。このような構成にしても、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材の延在方向は、図１１に示すように、スピーカ５０の中心軸ＣＸに対して螺旋方向となる。

この例の構成においても、中心軸ＣＸを挟んで対向するスピーカ５０の内壁面の領域が、上記第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））のそれより小さくなる。それゆえ、この例においても、スピーカ５０内部の共振現象を抑制することができ、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。

［変形例４］
上記第２の実施形態、並びに、変形例２及び３では、スピーカ３０内部が空洞である例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えばスピーカ３０内の貫通穴に吸音部材を設けてもよい。

すなわち、円柱状の吸音部材を用意し、その吸音部材の側面上に、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を螺旋円筒状に巻き付けてもよい。なお、この際、シート状部材の内側電極３を、例えば接着材等の接着手段により吸音部材の側面に接着固定し、シート状部材の対向する一対の短辺部同士を間接的に接続してもよい。

なお、吸音部材の形成材料としては、例えば、スポンジ、グラスウール、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム等を用いることができる。

図１２に、上記第２の実施形態のスピーカ３０の貫通穴に吸音部材を設けたスピーカ（変形例４）で得られた音の周波数特性の一例を示す。図８及び１２の周波数特性の比較から明らかなように、この例のスピーカでは、周波数特性中のディップ（音圧レベルの低下）がより一層抑制されていることが分かる。

［変形例５］
上記第２の実施形態並びに変形例２及び３では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなる矩形状のシート状部材を螺旋円筒状に巻くことにより、スピーカ内部の共振現象を抑制する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。スピーカの中心軸ＣＸを挟んで対向する内壁面の領域を小さくすることができる構成であれば、任意の構成にすることができる。

変形例５では、スピーカの中心軸ＣＸを挟んで対向する内壁面の領域を小さくすることができる、別の構成例を説明する。図１３に、変形例５のスピーカの概略構成を示す。なお、図１３において、上記第１の実施形態のスピーカ１０（図１（ａ））と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

この例では、まず、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を、第１の実施形態と同様に、円筒状に巻く。そして、円筒状部材の両方の開口端部を中心軸ＣＸに対して斜め方向に切断する。図１３に示す例では、両方の開口端部の切断面６０ａ及び６０ｂが互いに平行となるように、円筒状部材の両方の開口端部を切断する。

このような構成にすることにより、スピーカ６０の中心軸ＣＸを挟んで対向する内壁面の領域を小さくすることができる。それゆえ、この例のスピーカ６０においても、上記第２の実施形態並びに変形例２及び３と同様に、スピーカ６０内部の共振現象を抑制することができ、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、図１３に示す例では、円筒状部材の両方の開口端部の切断面６０ａ及び６０ｂが平行である構成を示すが、本発明はこれに限定されない。スピーカの中心軸ＣＸを挟んで対向する内壁面の領域を小さくすることができる構成であれば、円筒状部材の開口端部の切断面の形状は任意に設定することができる。例えば、円筒状部材の両方の開口端部を互いに異なる角度で切断してもよいし、円筒状部材の一方の開口端部のみを切断してもよい。さらに、この例のスピーカ６０に対して、上記変形例２で説明した支持部材及び／又は上記変形例４で説明した吸音部材を適用してもよい。

上記第１及び第２の実施形態、並びに、変形例３及び５では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材の対向端部（短辺部または長辺部）の端面を直接接続する例を説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、シート状部材の対向端部に接合部材を設け、その接合部材を介してシート状部材の対向端部同士を間接的に接続してもよい。この場合、シート状部材の対向端部同士が接して接続されるようにしてもよいし、シート状部材の対向端部間に、若干隙間を設けてもよい。

また、第１及び第２の実施形態、並びに、変形例１〜５では、圧電シート１、外側電極２及び内側電極３からなるシート状部材を平坦なシートで構成する例（図２参照）を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シート状部材として、その延在方向に沿って蛇行し、且つ、その蛇行の変動方向が厚さ方向であるシート状部材を用いてもよい。このようなシート状部材を円筒状に巻いてスピーカを構成すると、その外壁表面は凹凸面となる。

１…圧電シート、２…外側電極、３…内側電極、１０，３０…スピーカ、１１…圧電部材、１５…支持部材、１００…起動電源

Claims (6)

1. スピーカであって、
   電界が印加されると、主に該電界の印加方向に直交する面内方向に伸張または収縮する圧電シートと、
   前記圧電シートの上下面に形成され、前記圧電シートに前記電界を印加するための一対の電極膜とを備え、
   前記一対の電極膜が形成された前記圧電シートが円筒状に巻かれ、前記圧電シートの一方の端部と、該一方の端部に対向する他方の端部とが直接的に又は間接的に接続されている
   スピーカ。
2. 前記一対の電極膜が形成された前記圧電シートが、螺旋円筒状に巻かれている
   請求項１に記載のスピーカ。
3. さらに、円柱状の吸音部材を備え、
   前記一対の電極膜が形成された前記圧電シートが、前記吸音部材の側面上に螺旋円筒状に巻き付けられている
   請求項２に記載のスピーカ。
4. さらに、前記円筒状に巻かれた、前記一対の電極膜が形成された前記圧電シートを支持する支持部材を備える
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカ。
5. 円筒状に巻かれた前記一対の電極膜が形成された前記圧電シートの少なくとも一方の開口端部が、前記円筒状の前記圧電シートの中心軸に対して斜めに切断されている
   請求項１に記載のスピーカ。
6. 前記圧電シートが、フッ化ビニリデン樹脂で形成されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピーカ。

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