(57)【要約】【課題】音色の明瞭度の向上及び歪感の減少等の音響の質を改善することができる圧電スピーカを提供する。【解決手段】圧電スピーカは、圧電振動体１８をインピーダンス変換トランス１４で駆動して出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を音響振動体１２から出力するよう構成される。音響振動体１２と圧電振動体１８とは金属製取付け部材２６によって取り付けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動体をインピーダンス変換トランスで駆動し、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を音響振動体から出力してなることを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項２】
ハウジングと、前記ハウジングの第１面に固着された音響振動体と、前記ハウジングの対向する第２面と所定間隔をもって配設され、かつ電極板と前記電極板の少なくとも１面に固着されたセラミック製圧電素子とを備えた圧電振動体と、前記ハウジングに外付けされて前記圧電振動体を駆動するインピーダンス変換トランスと備え、前記音響振動体と前記圧電振動体とを金属製取付け部材で取り付け、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を前記音響振動体から出力してなることを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項３】
金属製取付け部材は、前記音響振動体と前記圧電振動体とのほぼ中心位置に挿通された金属製ビス付きボルトと、前記圧電振動体を螺着するための金属製ナットと、前記所定間隔に配設された金属製ワッシャーとを備えることを特徴とする請求項２記載の圧電スピーカ。
【請求項４】
前記圧電振動体は、プラスチック、金属又は木材から選ばれた１つの材料からなるハウジング内に収納され、かつ前記圧電振動体は、２個、４個又は８個配置され、それぞれ直列に接続され、又は２等辺３角形の頂点にＥＴＴＡ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電スピーカ。
【請求項５】
前記インピーダンス変換トランスは、巻線比が一次側１０対二次側６でかつ、インピーダンスが一次側１０ｋオーム、二次側３．６ｋオーム、巻線数が一次側２５６０タウン、２次側は実負荷条件を加味した１６８０タウン、コア材質がパーマロイＰＢ、Ｎｉ含有率４５％、周波数特性が３０Ｈｚ〜１１ｋＨｚ−３ｄＢで構成されることを特徴とする請求項１又２記載の圧電スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防災用、防災業務放送用、及び一般音響用の圧電スピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧電振動板の振動を音響振動板に伝達して音響振動板から周囲の空気へ振動を伝達し、音を発生するようにしたスピーカは、知られている。このような圧電スピーカには、通常、圧電振動板が使用されており、この圧電振動板の中心部に貫通孔を形成して圧電振動板を樹脂材料から作られている中心支持部材に連結し、この中心支持部材を介して音響振動板に取り付けられている。しかし、このような構造では、圧電振動板の振動により圧電振動板と中心支持部材との間の結合が弱められ、圧電振動板が中心支持部から分離することになるため、音質や音色等の音響の質が均一でなく、バラツク等の問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚにおいて音色の明瞭度の向上及び歪感の減少等の音響の質を改善することができる圧電スピーカを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る圧電スピーカは、圧電振動体をインピーダンス変換トランスで駆動し、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を音響振動体から出力してなるものである。
【０００５】
請求項２に係る圧電スピーカは、ハウジングと、前記ハウジングの第１面に固着された音響振動体と、前記ハウジングの対向する第２面と所定間隔をもって配設され、かつ電極板と前記電極板の少なくとも１面に固着されたセラミック製圧電素子とを備えた圧電振動体と、前記ハウジングに外付けされて前記圧電振動体を駆動するインピーダンス変換トランスと備え、前記音響振動体と前記圧電振動体とを金属製取付け部材で取り付け、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を前記音響振動体から出力してなるものである。
【０００６】
請求項３に係る圧電スピーカは、前記金属製取付け部材が、前記音響振動体と前記圧電振動体とのほぼ中心位置に挿通された金属製ビス付きボルトと、前記圧電振動体を螺着するための金属製ナットと、前記所定間隔に配設された金属製ワッシャーとを備えるものである。
【０００７】
請求項４に係る圧電スピーカは、前記圧電振動体が、プラスチック、金属又は木材から選ばれた１つの材料からなるハウジング内に収納され、かつ前記圧電振動体は、２個、４個又は８個配置され、それぞれ直列に接続され、又は２等辺３角形の頂点にＥＴＴＡ配置されているものである。
【０００８】
請求項５に係る圧電スピーカは、前記インピーダンス変換トランスが、巻線比が一次側１０対二次側６でかつ、インピーダンスが一次側１０ｋオーム、二次側３．６ｋオーム、巻線数が一次側２５６０タウン、２次側は巻線比に実負荷条件を加味した１６８０タウン、コア材質がパーマロイＰＢ、Ｎｉ含有率４５％、周波数特性が３０Ｈｚ〜１１ｋＨｚ−３ｄＢで構成されているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る圧電スピーカの概略図、図２は、本発明に係る圧電振動体を示す断面図、図３は、本発明に係る圧電振動体を示す平面図である。
【００１０】
図１乃至３において、符号１０は、プラスチック、金属又は木材から選ばれた１つの材料から作られる直方体形状のハウジングを示す。ハウジング１０の表面は平坦性を有し、その上面には、音響振動体１２が、そしてハウジング１０の下面には、インピーダンス変換トランス１４がそれぞれ設置されている。ハウジング１０の内部には、金属製取付け部材により音響振動体１２に一体的に取り付けられた圧電振動体１８が配設されている。圧電振動体１８は、２個、４個又は８個が同列に配置され、それぞれ直列に接続されている。また、圧電振動体１８は、２等辺３角形の頂点に配置されたＥＴＴＡ配置方式を採ることもできる。かくして、圧電スピーカは、ハウジング１０の外側に固着された音響振動体１２と、ハウジング１０の対向する内面と所定間隔をもって配設された圧電振動体１８と、ハウジングに外付けされて圧電振動体１８を駆動するインピーダンス変換トランス１４とを備え、圧電振動体１８をインピーダンス変換トランス１４で駆動して出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚの音を音響振動体１２から出力する。
【００１１】
音響振動体１２は、圧電振動体１８から伝達される振動により効率的に空気を加振して音響を発生するのに適した材料である、プラスチック製板材、合成樹脂をバインダとしたアラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維を強化繊維とした複合材料からなる板材、プラスターボード、発泡スチロールからなる板材等により形成することができる。音響振動体１２のハウジング１０と対向する面は、例えば両面接着テープによりＡＢＳ、ポリカーボネート、硬質ポリエチレン、ＦＲＰ材等の合成樹脂部材、ガラス板、ベニア板、石膏ボード、木材、又はＭＤＦから選ばれた１つの被取付部材１６に取り付けられる。
【００１２】
圧電振動体１８は、アルミニウム、ステンレス鋼、黄銅等の金属製薄板からなる円盤状の金属板２０と、この金属板２０の少なくとも１面で接着剤により貼り付けられたセラミック製圧電素子２２とからなる。圧電素子２２のセラミック層の直径は、５０ｍｍ、その厚さは、０．２５ｍｍである。図２，３では、セラミック層が、金属板２０の両面に貼り合わされている。セラミック層は、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性セラミック材料等で形成される。そして、金属板２０の外縁から所定の幅が、表面に露出するようにセラミック層を貼り合わせている。金属板２０の外周で、かつハウジング１０の内面と対向する側に、ダンパー用ゴム２４が貼り付けられている。このゴム２４は、セラミックス素子２２周辺のダンピングにより音圧、音色、周波数応答に影響を与え、かつその質量により最低共振周波数が変化する。ここでは、厚さ；３ｍｍ、外形６０ｍｍ×４２ｍｍのオーバル型ニトリルゴムを使用した。
【００１３】
音響振動体１２と圧電振動体１８とは、金属製取付け部材２６により一体的に取り付けられている。音響振動体１２と圧電振動体１８の中央部には貫通穴２８が形成され、金属製取付部材２６は、金属製ビス付きボルト３０とナット３２とから構成されている。金属製ビス付きボルト３０が、音響振動体１２と圧電振動体１８とのほぼ中心位置で貫通孔２８を通して挿通され、かつ圧電振動体１８は平ワッシャー３４と金属製ナット３２との間にスプリング金属ワッシャー３６を介してナット３２でボルト３０に螺着される。ハウジング１０の内面と圧電振動体１８の上面とは、所定間隔をもって配設されている。圧電振動体１８の穴には、ナイロン樹脂製のワッシャー３８が挿設され、さらに、この所定間隔；約１０ｍｍから約１５ｍｍには、金属製のワッシャー４０が配設されている。このように金属製のビス付きボルト３０、ワッシャー３６及びナット３２及び、以下に記載の適切な巻線比をもったインピーダンス変換トランス１４を使用することにより、ピエゾ効果を効率的に発揮させ、音色の明瞭度の向上及び歪感の減少等の音響の質を改善している。よって、スピーカとしての基本的特性を改善することができる。
【００１４】
上述した圧電振動体１８を２個直列に配線して、定格入力電圧を６０Ｖｒｍｓとするには、巻線比；一次側１０対  二次側６でかつインピーダンス比率１０ｋオーム対３．６ｋオームのマッチングトランスを必要とする。マッチングトランスはインピーダンス変換トランス１４を使用して、二次側巻線数の微調整により音質及び音色を評価して圧電振動体１８の特性に合うトランスの構造を決定した。すなわち、インピーダンス変換トランス１４は、巻線比；１０：６でかつ、インピーダンス；一次側１０ｋオーム、２次側３．６ｋオームを中心に巻線数；一次側２５６０タウン、二次側１６８０タウン、コア材質；パーマロイＰＢ、Ｎｉ含有率４５％、周波数特性；３０Ｈｚ〜１１ｋＨｚ−３ｄＢで構成される。
この圧電スピーカは、防災用のみならず、防災業務放送用兼一般用、または一般用として使用可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る圧電スピーカによれば、出力帯域が３００Ｈｚ乃至８ｋＨｚにおいて音色の明瞭度の向上及び歪感の減少等の音響の質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る圧電スピーカを示す概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る圧電振動体を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る圧電振動体を示す平面図である。
【符号の説明】
１０；ハウジング
１２；音響振動体
１４；インピーダンス変換トランス
１６；被取付部材
１８；圧電振動体
２０；金属板
２２；圧電素子
２４；ダンパー
２６；金属製取付部材
２８；貫通孔
３０；金属製ビス付きボルト
３２；ナット
３４；平ワッシャー
３６；スプリング金属ワッシャー
４０；金属ワッシャー
【図１】
2004328408.tif 000003
【図２】
2004328408.tif 000004
【図３】
2004328408.tif 000005