(57)【要約】【課題】小型で、且つ大音量を発することが可能なスピーカ装置を提供する。【解決手段】電圧が印加されることで振動する圧電板１１と、前面側へ膨出して略ドーム状に形成される膨出部１２１、及び膨出部１２１の周縁に形成される鍔部１２２を有し、膨出部１２１の後面側に形成される凹部１２３に圧電板１１が覆設されて圧電板１１の振動が伝達することで振動して音を発生する振動板１２と、互いに嵌合することで振動板１２の鍔部１２２を固定する嵌合突部１４２、嵌合溝部１５２を有し、振動板１２の前面にフロントキャビティ１４３を介して対向するハウジング１３とを備え、ハウジング１３は、振動板１２の前面と対向する底面１４ａに開口部１４ｂが形成され、開口部１４ｂには、保護部材１６におけるメッシュ部１６１が覆設され、前記フロントキャビティ１４３及び前記開口部１４ｂからヘルムホルツ共鳴器１７が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されることで振動する圧電板と、
一面側へ膨出して略ドーム状に形成される膨出部、及び当該膨出部の周縁に形成される鍔部を有し、前記膨出部の他面側に形成される凹部に前記圧電板が覆設されて当該圧電板の振動が伝達することで振動して音を発生する振動板と、
前記振動板の鍔部を固定する固定手段を有し、前記振動板の一面に空間を介して対向するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記振動板の一面と対向する面に開口部が形成され、当該開口部には、メッシュ部材が覆設され、
前記空間及び前記開口部から共鳴部が形成されることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記圧電板は、圧電セラミックスから形成され、前記振動板は、アルミニウムから形成されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記開口は、前記ハウジングにおける前記振動板の一面と対向する面において、前記膨出部の周縁に対向して形成されることを特徴とする請求項１または２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、水抜き孔が形成されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記水抜き孔は、前記開口に連続して形成されることを特徴とする請求項４記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図７に示すように、音圧を高めるためのホーン１０３を備えたスピーカ装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記スピーカ装置は、電圧が印加されることで振動して音を発する平板状の振動板１０１と、振動板１０１を収納固定するハウジング１０２と、ハウジング１０２に組み付けられて振動板１０１から発せられる音の音圧を高めるホーン１０３とを備える。
【０００４】
上記スピーカ装置は、例えば、車両用盗難防止装置等の車載用スピーカ装置として用いられ、車輌に異常等が発生した場合に周囲に大音量の警報音を発報して異常を知らせる。
【０００５】
ここで、車載用のスピーカ装置の多くは、エンジンルームやタイヤハウス等、車輌内の限られたスペースに配設されることが多いことから小型化が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３０７９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、一般的にスピーカ装置のサイズが小さくなると、振動板のサイズも小さくなって当該スピーカ装置から発せられる音も小さくなるため、音量を保ちつつスピーカ装置を小型化することは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、音圧を保ちながらも小型化を図ることが可能なスピーカ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明のスピーカ装置は、電圧が印加されることで振動する圧電板と、一面側へ膨出して略ドーム状に形成される膨出部、及び当該膨出部の周縁に形成される鍔部を有し、前記膨出部の他面側に形成される凹部に前記圧電板が覆設されて当該圧電板の振動が伝達することで振動して音を発生する振動板と、前記振動板の鍔部を固定する固定手段を有し、前記振動板の一面に空間を介して対向するハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記振動板の一面と対向する面に開口部が形成され、当該開口部には、メッシュ部材が覆設され、前記空間及び前記開口部から共鳴部が形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、このスピーカ装置において、前記圧電板は、圧電セラミックスから形成され、前記振動板は、アルミニウムから形成されることが好ましい。
【００１１】
また、このスピーカ装置において、前記開口は、前記ハウジングにおける前記振動板の一面と対向する面において、前記膨出部の周縁に対向して形成されることが好ましい。
【００１２】
また、このスピーカ装置において、前記ハウジングは、水抜き孔が形成されることが好ましい。
【００１３】
また、このスピーカ装置において、前記水抜き孔は、前記開口に連続して形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、音圧を保ちながらも小型化を図ることが可能なスピーカ装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるスピーカ装置の断面図を示す。
【図２】同上におけるスピーカ装置の斜視図を示す。
【図３】同上におけるスピーカ装置の四面図を示す。
【図４】同上におけるスピーカ装置の断面図を示す。
【図５】同上におけるスピーカ装置が備える保護部材の正面図を示す。
【図６】同上における保護部材の要部拡大図を示す。
【図７】従来例におけるスピーカ装置の断面図を示す。る音圧の関係図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施形態）
本実施形態におけるスピーカ装置について図１〜６を用いて説明を行う。なお、以下、図１における上下方向を前後方向として説明を行う。
【００１８】
本実施形態におけるスピーカ装置は、図１に示すように、圧電板１１を具備した発音ユニット１と、圧電板１１に電圧信号を与えて当該圧電板１１を振動させる回路ブロック２と、回路ブロック２を収納するハウジングカバー３とから構成される。
【００１９】
発音ユニット１は、圧電板１１と、当該圧電板に接着される振動板１２と、圧電板１１及び振動板１２を収納するハウジング１３と、ハウジング１３に固定される保護部材１６とから構成される。
【００２０】
圧電板１１は、圧電セラミックスにより略円板状に形成され、その両面には図示しない電極が設けられている。また、圧電板１１は、圧電セラミックスにより形成されることから温度依存性が低く、スピーカ装置が例えばエンジンルーム等の高温と成る箇所に配置された場合にも、安定して振動する。そのため、スピーカ装置が安定して発音を行うことができる。
【００２１】
振動板１２は、例えば、アルミニウム等の比剛性が大きな材料により、前面側へ膨出して略ドーム状に形成された膨出部１２１及び当該膨出部１２１の周縁に形成される円環状の鍔部１２２から構成される。ここで、振動板１２が、比剛性の大きな材料であるアルミニウムにより形成されることで、振動板１２を振動させた際により大きな音圧を得ることができると共に、振動板１２の加工を容易に行うことができる
そして、振動板１２は、膨出部１２１の後面側にできる凹部１２３の開口に圧電板１１が覆設され、圧電板１１の周縁部が凹部１２３の開口周縁に接着される。
【００２２】
また、鍔部１２２の径方向（幅方向）略中央には、鍔部１２２の全周に亘って後方側へ湾曲する略円環状の湾曲部１２２ａが形成されている。
【００２３】
ハウジング１３は、振動板１２の前面側に設けられるケース本体部１４と、振動板１２（圧電板１１）の後面側に設けられる蓋部材１５とから構成される。
【００２４】
ケース本体部１４は、後面が開口した略円筒状に形成され、その内周面には、軸方向（前後方向）における略中央に段部１４１が全周に亘って形成され、後方側が前方側に比べて拡径されている。また、段部１４１の径方向における略中央からは、後方へ向けて突出する嵌合突部１４２が形成されている。
【００２５】
蓋部材１５は、略円板状に形成され、その周縁部からは、前方へ向けて突出する円環状の突部１５１が形成されている。また、突部１５１には、径方向における略中央に嵌合突部１４２が嵌まり込む嵌合溝部１５２が形成されている。そして、ハウジング１３の嵌合突部１４２と蓋部材１５の嵌合溝部１５２とが嵌合する際、段部１４１と突部１５１との間に、鍔部１２２の先端部が挟み込まれることで、振動板１２が固定される。つまり、段部１４１と突部１５１とが振動板１２の固定手段となっている。そして、振動板１２の前面が、ケース本体部１４内の空間１４３を介して当該ケース本体部１４の底面１４ａに対向する。ここで、上記空間１４３が、フロントキャビティを構成している。以下、上記空間１４３をフロントキャビティ１４３と称する。
【００２６】
また、図２に示すように、ケース本体部１４の底面１４ａには、当該底面１４ａの周縁近傍に当該周縁に沿った略円弧状の開口部１４ｂが円周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では４つ）形成されている。ここで、開口部１４ｂは、振動板１２における膨出部１２２の周縁に対向して形成されている。
【００２７】
また、ケース本体部１４の底面１４ａにおいて、スピーカ装置を車輌等に組み付けた際に下端となる箇所には、略三角形状の水抜き孔１４ｃが形成されている。ここで、水抜き孔１４ｃは、開口１４ｂに連続して形成されており、当該開口１４ｂの外縁から底面１４ａの周縁にかけて形成されている。なお、本実施形態では、水抜き孔１４ｃを略三角形状としているが当該水抜き孔１４ｃの形状はこれに限定されず、例えば半円状等の他の形状であってもよい。加えて、底面１４ａには、保護部材１６を固定するための円板状のかしめ突部１４ｄが形成されている。
【００２８】
保護部材１６は、ステンレスにより略円環状に形成され、外周に沿って円弧状のメッシュ部（メッシュ部材）１６１が複数（本実施形態では４つ）略等間隔に形成されている。ここで、メッシュ部１６１は、エッチング等により、図６（ａ）に示すように、複数の矩形状の貫通孔１６ａが格子状に形成されることで構成されている。なお、貫通孔１６ａの形状は、図６（ｂ）に示すように正方形状であってもよい。
【００２９】
また、保護部材１６には、かしめ孔１６ｂが形成されており、当該かしめ孔１６ｂにケース本体部１４のかしめ突部１４ｃが挿通してかしめられることで、保護部材１６がケース本体部１４に固定される。また、その際、保護部材１６の各メッシュ部１６ａが、ケース本体部１４の各開口部１４ｂに対向して当該開口部１４ｂに覆設される。これにより、開口部１４ｂを介してフロントキャビティ１４３内に異物が侵入することを防止でき、振動板１２が破損する等の不具合を防止することができる。
【００３０】
回路ブロック２は、トランス２１ａを具備した駆動回路が実装された回路基板２１と、トランス２１ａに並設される２次電池２２とから構成され、発音ユニット１の後方に配置される。
【００３１】
回路基板２１は、図１に示すように、蓋部材１５の後方に当該蓋部材１５と略平行に配設され、図示しない配線を介して圧電板１１の電極に接続される。ここで、上記配線は、蓋部材１５に形成される挿通孔１５ａを挿通する（図４参照）。
【００３２】
そして、回路基板２１に実装された駆動回路は、トランス２１ａを用いて２次電池２２から供給される直流電力を所望の駆動電力に変換し、当該駆動電力を上記配線を介して圧電板１１に出力する。
【００３３】
ハウジングカバー３は、前面が開口した略有底円筒状に形成され、図４に示すように、径方向における一方側（図４における右側）の深さ寸法が、他方側（図４における左側）の深さ寸法に比べて大きく形成されている。以下、ハウジングカバー３の径方向の一方側を部品収納部３ａと称し、径方向の他方側をコネクタ形成部３ｂと称する。そして、ハウジングカバー３は、コネクタ形成部３ｂの外面（後面）に略筒状のコネクタ部３１が立設されている。
【００３４】
また、コネクタ部３１内には、ハウジングカバー３を挿通して一端が回路基板２１のスルーホール２１ｂに半田接続されるコネクタ端子２３が設けられる。コネクタ端子２３の他端は、コネクタ部３１内に突出し、コネクタ部３１に挿入接続される図示しないプラグコネクタのプラグ端子に導通接続する。
【００３５】
また、ハウジングカバー３における部品収納部３ａ側の底面からは、３つの支持突部３２が前方へ向けて突設されている。ここで、３つの支持突部３２は、先端部に内側へ突出する係止部３２ａが形成されている、そして、３つの支持部材３２の内、２つは互いに対向して形成されて回路基板２１の側縁部に当接して当該回路基板２１を挟み込むと共に、各支持部材３２の係止部３２ａが回路基板２１の前面に当接して回路基板２１を支持する。また、残り１つの支持部材３２は、上記互いに対向する一対の支持部材３２の対向方向に直交する方向における一方側において、回路基板２１の側縁に当接して当該回路基板２１を支持している。つまり、回路ブロック２は、３つの支持部材３２によって支持されてハウジングカバー３内に収納されている。
【００３６】
そして、ハウジングカバー３の開口周縁部が、ハウジング１３の開口周縁部に嵌合接続することで、発音ユニット１と回路ブロック２とハウジングカバー３とが一体に設けられる。
【００３７】
また、ハウジング１３の外周面には、図２、３に示すように、先端に切り欠き１３１ａが形成された断面略Ｌ字状のブラケット接続部１３１が、複数（本実施形態では４つ）外周面に沿って略等間隔に形成されている。一方、スピーカ装置の取り付けられる車体には、図示しない略Ｌ字状のブラケットが取り付けられており、当該ブラケットとブラケット接続部１３１とが図示しないねじによって共締めされることで、スピーカ装置が車体に固定される。
【００３８】
そして、図示しないプラグコネクタが、コネクタ部３１に挿入接続され、外部機器等からプラグコネクタを介して入力される報知信号が、コネクタ端子２３を介して回路基板２１に入力される。そして、回路基板２１は、報知信号が入力されると、圧電板１１に駆動電力（電圧信号）を出力し、当該駆動電力が入力された圧電板１１は振動する。続いて、圧電板１１の振動が振動板１２に伝達して振動板１２も振動して振動板１２から音が発せられる。
【００３９】
上記構成からなる本実施形態のスピーカ装置が備える振動板１２は、略ドーム状の膨出部１２２が振動することから、図７で示した従来のスピーカ装置が備える平板状の振動板１０１に比べて振幅が大きい。更には、振動板１２（膨出部１２２）の振動によって発せられた音は、フロントキャビティ１４３を通り開口部１４ｂを介して外部へ出射される。ここで、フロントキャビティ１４３と開口部１４ｂとによってヘルムホルツ共鳴器（共鳴部）１７が形成されており、振動板１１から発せられた音は、上記ヘルムホルツ共鳴器１７によって基本周波数の音圧が効率よく高められて外部へ出射される。従って、本実施形態のスピーカ装置は、略ドーム状の膨出部１２２を備える振動板１２及びヘルムホルツ共鳴器１７によって効率よく音圧が高められることから、ホーンを設けることなく十分な音圧を確保することができる。
【００４０】
また、ハウジング１３の前面側にホーンを設ける必要がないことから、部品点数の削減を図ることができると共に、高さ寸法（前後方向における寸法）を抑えることができて小型化を図ることができる。
【００４１】
また、ホーンを有さないことから、ホーン設計（ホーンにおけるカットオフ周波数の設定）が必要なくなる。
【００４２】
更に、振動板１２から発せられた音は、ホーンを介することなく、ヘルムホルツ共鳴器１７を介して直接外部へ出射されることから、指向特性をフラットにすることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、開口１４ｂが、振動板１２における膨出部１２２の周縁に対向して形成されていることから、当該開口１４ｂが底面１４ａの中央に形成される場合に比べて音圧を高めることができる。
【００４４】
また、振動板１２は、その鍔部１２２の先端部がハウジング１３に固定されるが、当該先端部と膨出部１２１との間に湾曲部１２２ａが形成されていることから、膨出部１２１の振動が狭持部分（上記先端部）で減衰されることを防止できる。つまり、湾曲部１２２ａが形成されていることで、音圧の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、湾曲部１２２ａが形成されていることで、スピーカ装置が例えば車輌等に設けられた場合に発生する振動によって振動板１２に横揺れが発生することを抑制でき、振動板１２を安定して振動させることができて音圧を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施形態のスピーカ装置では、水抜き孔１４ｃが、底面１４ａの周縁に形成された開口１４ｂに連続して形成されていることから、水抜きを容易に行うことができる。また、開口部１４ｂに水抜き孔１４ｃが連続して形成されていることから、開口部１４ｂも水抜き孔１４ｃの一部として用いることができ、水抜きをより効率的に行うことができる。
【００４７】
更に、従来のスピーカ装置では、水抜き孔が設けられていなかったことから、ハウジング１０２内に水が浸入することを防止するためのパッキンが必要であった。しかしながら、本実施形態のスピーカ装置は、水抜き穴１４ｃが形成されていることから、上記パッキンが必要なくなり、部品点数を削減することができる。
【００４８】
また、本実施形態のスピーカ装置が備える保護部材１６は、ステンレス板からなり、そのメッシュ部１６１は、エッチング等によって形成されている。そのため、例えば金属のワイヤーを編み込んでメッシュ部１６１を形成する場合に比べて、メッシュ部１６１の強度を高くすることができる。ここで、ＩＰ規格適合に関する検査を行う際には、メッシュ部１６１に所定の太さ（径）を有した針金を挿し込むことで検査が行われる。そして、従来は、メッシュ部１６１を例えば金属のワイヤーを編み込んで形成していたため、針金を挿し込んだ際に当該メッシュ部１６１がほぐれてしまう等の不具合があった。しかしながら、本実施形態のスピーカ装置が備えるメッシュ部１６１は、金属のワイヤーを編み込んで形成される場合に比べて強度が高いため、針金を挿し込んだ際、メッシュ部１６１がほぐれる等の不具合を防止でき、振動板１２を確実に保護することができる。
【００４９】
また、金属のワイヤーを編み込んでメッシュ部１６１を形成した場合、メッシュ部１６１の周縁部ではワイヤーがほぐれ易く成るため、メッシュ部１６１の形状が制限される。しかしながら、本実施形態のメッシュ部１６１では、ステンレス板にエッチング等によってメッシュ部１６１を形成するため、当該メッシュ部１６１の形状が制限されない。従って、メッシュ部１６１の形状を、所望の音響特性を得るために必要な形となる形にすることができる。
【００５０】
また、メッシュ部１６１における貫通孔１６ａが、矩形状であることから、例えば、貫通孔１６ａを円形とした場合に比べてメッシュ部１６１の開口率を大きくすることができ、フロントキャビティ１４３内から外部へ効率よく発音を行うことができる。
【００５１】
更に、メッシュ部１６１の貫通孔１６ａをエッチングにより形成することから、金属ワイヤーを編み込んでメッシュ部１６１を形成する場合に比べて、貫通孔１６ａの孔ピッチを狭めることができる。従って、メッシュ部１６１の開口率を更に高めることができ、より効率よく発音を行うことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１１  圧電板
１２  振動板
１３  ハウジング
１４  ケース本体部
１４ｂ  開口部
１４ｃ  水抜き孔
１５  蓋部材
１６  保護部材
１２１  膨出部
１２２  鍔部
１４３  フロントキャビティ（空間）
１６１  メッシュ部（メッシュ部材）
１７  ヘルムホルツ共鳴器（共鳴部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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