(57)【要約】【課題】圧電振動体及び振動板を筐体の外部に配設することで、水中でも水圧の影響を受けることなく陸上と同様の音色での音響発生を実現する。【解決手段】本発明は、筐体に配設される圧電スピーカ１であって、圧電振動体３と、圧電振動体３の振動を受ける振動板２と、圧電振動体３及び振動板２が配設される保持部材としてのホルダー７と、保持部材にその一部が挿通された通電部材としてのシャフト５ａ，５ｂとを有し、圧電振動体３が通電部材２と電気的に接続されており、圧電振動体３と振動板２と保持部材とが筐体の外部に配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に配設される水中用の圧電スピーカであって、
圧電振動体と、
上記圧電振動体の振動を受ける振動板と、
上記圧電素子及び上記振動板が配設される保持部材と、
上記保持部材にその一部が挿通された通電部材と、を有し、
上記圧電振動体は上記通電部材と電気的に接続され、上記圧電振動体と上記振動板と上記保持部材とが上記筐体の外部に配設された
圧電スピーカ。
【請求項２】
上記圧電振動体及び上記振動板を上記保持部材に配設した状態で耐水コーティングした
請求項１に記載の圧電スピーカ。
【請求項３】
水中で用いられる音響発生装置であって、
圧電振動体と、
上記圧電振動体の振動を受ける振動板と、
上記圧電振動体及び上記振動板が配設される保持部材と、
上記保持部材にその一部が挿通された通電部材と、
上記通電部材を介して上記圧電振動体に電圧を与える電源と、
上記電源からの通電を制御する制御基板と、
上記電源及び上記制御基板を少なくとも収容した筐体と、を有し、
上記圧電振動体は上記通電部材と電気的に接続され、上記圧電振動体と上記振動板と上記保持部材とが上記筐体の外部に配設された
音響発生装置。
【請求項４】
上記圧電振動体の前面に配設されるホーン部材を更に備えた
請求項３に記載の音響発生装置。
【請求項５】
上記ホーン部材の前面に配設される保護カバーを更に備えた
請求項４に記載の音響発生装置。
【請求項６】
光を照射する発光部を更に備えた
請求項４に記載の音響発生装置。
【請求項７】
上記筐体には、バンド部が配設されており、
上記筐体及び上記バンド部により腕時計型とした
請求項４に記載の音響発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中でも陸上と同じ音色での音響発生を実現する、圧電スピーカ、及びそれを用いた音響発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキューバダイビング等のマリンスポーツは、レジャーの１つとして定着しつつあるが、水中での行動をサポートするために種々の機器が提案されている。このような水中での行動の１つに、グループ内での意思疎通があるが、水中では水圧の影響により陸上と同じような音響発生が困難であることから、主にライトや水中ベル、ハンドサイン等により予め決めた合図を送り、該合図によりグループ内での行動の一体化を図っていた。このような合図を音響により送ることができれば、水中において、より多様な行動をサポートできることから、その実現が嘱望されている。
【０００３】
ここで、例えば、特許文献１では、ダイバー用水中通話装置が開示されている。より詳細には、この装置は、密封容器内に、音響振動板との間に密封空間を形成すると共に、電気信号−機械的振動信号変換部を支持する弾性変形可能な支持板を設け、水中で情報を表す信号音を伝えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係るダイバー用水中通話装置は、音響振動板や支持板等の音響発生部が密封容器の内部に収納されていたことから、音響発生部から発生する音声の一部が密封容器に吸収され、或は密封容器内で容器壁面により減衰されてしまい、十分な音声出力を得ることができなかった。
【０００６】
また、従来技術に係るスピーカは、水中では水圧の影響を受けてしまい、陸上と同じ音色で音響発生をすることができなかったが、この課題を解決することができるスピーカ及び音響発生装置は未だ実現されていない。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、圧電振動体及び振動板を筐体の外部に配設することで、水中でも水圧の影響を受けることなく陸上と同様の音色での音響発生を実現する、水中用の圧電スピーカ、及びそれを用いた音響発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る圧電スピーカは、筐体に配設される水中用の圧電スピーカであって、圧電振動体と、上記圧電振動体の振動を受ける振動板と、上記圧電素子及び上記振動板が配設される保持部材と、上記保持部材にその一部が挿通された通電部材と、を有し、上記圧電振動体は、上記通電部材と電気的に接続され、上記圧電振動体と上記振動板と上記保持部材とが上記筐体の外部に配設されている。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る圧電スピーカは、第１の態様において、上記圧電振動体及び上記振動板を上記保持部材に配設した状態で耐水コーティングしている。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る音響発生装置は、水中で用いられる音響発生装置であって、圧電振動体と、上記圧電振動体の振動を受ける振動板と、上記圧電振動体及び上記振動板が配設される保持部材と、上記保持部材にその一部が挿通された通電部材と、上記通電部材を介して上記圧電振動体に電圧を与える電源と、上記電源からの通電を制御する制御基板と、上記電源及び上記制御基板を少なくとも収容した筐体とを有し、上記圧電振動体は、上記通電部材と電気的に接続され、上記圧電振動体と上記振動板と上記保持部材とが上記筐体の外部に配設されている。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る音響発生装置は、第３の態様において、上記圧電振動体の前面に配設されるホーン部材を更に備えている。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る音響発生装置は、第４の態様において、上記ホーン部材の前面に配設される保護カバーを更に備えている。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る音響発生装置は、第４の態様において、光を照射する発光部を更に備えている。
【００１４】
本発明の第７の態様に係る音響発生装置は、第４の態様において、上記筐体には、バンド部が配設されており、上記筐体及び上記バンド部により腕時計型となっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電振動体及び振動板を筐体の外部に配設することで、水中でも水圧の影響を受けることなく陸上と同様の音色での音響発生を実現する、圧電スピーカ、及びそれを用いた音響発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電スピーカの構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る音響発生装置の構成図である。
【図３】第１乃至第４実施形態で用いられる制御系の機能ブロック図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る音響発生装置の構成図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明の第４実施形態に係る音響発生装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
【００１９】
図１には本発明の第１実施形態に係る圧電スピーカの構成を示し説明する。より詳細には、図１（ａ）は圧電スピーカの平面図を示し、図１（ｂ）は圧電スピーカの側方断面図を示している。
【００２０】
同図に示されるように、圧電スピーカ１は、円形の振動板２と、該振動板２の中央部に配設された該振動板２の半径よりも小さい半径の円形の圧電振動体３とを備えている。振動板２と圧電振動体３とは、保持部材としてのホルダー７に配設されており、ホルダー７には、通電部材としてのシャフト５ａ，５ｂの一部が挿通されている。ホルダー７とシャフト５ａ，５ｂとの接続面には、弾性接着剤８が介在しており、両者の接続を強固なものとすると共に、防水の機能を高めている。圧電振動体３が電気的に接続される電極４ａ，４ｂは、振動板２上に設けられており、該振動板２は、通電部材としてのシャフト５ａ，５ｂと、リード線６ａ，６ｂを介して半田付け等により電気的に接続されている。この接続には、導電性接着剤を用いてもよい。この電気的接続がなされた後に、ホルダー５ａ，５ｂの全面にわたり耐水コーティングがなされる。なお、振動板２と圧電振動体３は円形に限らず、三角形、四角形、ひし形など、種々の形状とすることができる。
【００２１】
通電部材としてのシャフト５ａ，５ｂは、筐体９にＯリング１０ａ，１０ｂを用いて固定されており、振動板２及び圧電振動体３の上下方向にずれが発生するのを防止するために、Ｅリング１１ａ，１１ｂにより筐体９の内面側より固定している。このＯリング１０ａ，１０ｂにより筐体９内への水の浸入が阻止される。なお、シャフト５ａ，５ｂは、電極４ａ，４ｂとの電気的接点と不図示の電源との電気的接点を持つ意味で通電部材として機能するものであるが、その外表面は絶縁コーティングされている。
【００２２】
このような構成において、第１実施形態に係る圧電スピーカ１は、保持部材としてのホルダー７に、振動板２及び圧電振動体３を配設し、それらを筐体９の外部に配設している点に特徴がある。出願人による実験により、このように振動板２及び圧電振動体３を筐体９の外部に設けた場合でも、筐体９の外部に露呈した部分全体を耐水コーティングすることで、通電関係も阻害されず、陸上と同じ音色での音響発生が実現されることが確認されている。実際の音響発生に際しては、不図示の電源より、通電部材としてのシャフト５ａ，５ｂ、電極４ａ，４ｂを介して圧電振動体３に加えられ、それにより圧電振動体３が振動し、その振動が振動板２に伝わり、所定の音色での音響発生がなされる。
【００２３】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る圧電スピーカによれば、水圧の影響を受けることなく、陸上と同じ音色での音響発生が実現される。
【００２４】
＜第２実施形態＞
【００２５】
図２（ａ）、図２（ｂ）には、本発明の第２実施形態に係る音響発生装置の構成を示し説明する。より詳細は、図２（ａ）は保護カバー側からみた平面図、図２（ｂ）は側方断面図である。これは、第１実施形態に係る圧電スピーカを用いたものである。
【００２６】
同図に示されるように、音響発生装置２１は、円形の振動板２２と、該振動板２２の中央部に配設された該振動板２２の半径よりも小さい半径の円形の圧電振動体２３とを備えている。振動板２２と圧電振動体２３とは、保持部材としてのホルダー２７に配設されており、ホルダー２７には、通電部材としてのシャフト２５ａ，２５ｂの一部が挿通されている。ホルダー２７とシャフト２５ａ，２５ｂとの接続面には、弾性接着剤２８が介在しており、両者の接続を強固なものとすると共に、防水の機能を高めている。
【００２７】
圧電振動体２３が電気的に接続される電極２４ａ，２４ｂは、振動板２２上に設けられており、該振動板２２は、通電部材としてのシャフト２５ａ，２５ｂと、不図示のリード線を介して半田付け等により電気的に接続されている。この接続には、導電性接着剤を用いてもよい。この電気的接続がなされた後に、ホルダー２５ａ，２５ｂの全面にわたり耐水コーティングがなされる。
【００２８】
通電部材としてのシャフト２５ａ，２５ｂは、筐体２９にＯリング３０ａ，３０ｂを用いて固定されており、振動板２２及び圧電振動体２３の上下方向にずれが発生するのを防止するために、Ｅリング３１ａ，３１ｂにより筐体２９の内面側より固定している。このＯリング３０ａ，３０ｂにより筐体２９内への水の浸入が阻止される。
【００２９】
なお、シャフト２５ａ，２５ｂは、電極２４ａ，２４ｂとの電気的接点と不図示の電源との電気的接点を持つ意味で通電部材として機能するものであるが、その外表面は絶縁コーティングされている。
【００３０】
通電部材としてのシャフト２５ａ，２５ｂの接点と電気的に接続するようにバッテリ２６が設けられており、更に筐体２９内にはバッテリ２６からの通電を制御する制御基板３２、操作ボタン３３，３４が設けられている。操作ボタン３３は、電源のオン／オフ制御のためのもので、操作ボタン３４は、音色を変更するためのものである。
【００３１】
振動板２２及び圧電振動子２３を有する圧電スピーカの前面にはホーン部材３５が設けられる。これにより指向性が確保される。また、筐体２９には、保護カバー３６がＯリング３７により嵌合され、装着される。この保護カバー３６は、圧電スピーカにホーン部材３５を装着した状態で被覆するものであり、その平面には音を発生するのに好適な孔３６ａが多数あけられている。
【００３２】
このような構成において、第２実施形態に係る音響発生装置２１は、保持部材としてのホルダー２７に、振動板２２及び圧電振動体２３を配設し、それらを筐体２９の外部に配設している点に特徴がある。出願人による実験により、このように振動板２２及び圧電振動体２３を筐体２９の外部に設けた場合でも、筐体２９の外部に露呈した部分全体を耐水コーティングすることで、通電関係も阻害されず、陸上と同じ音色での音響発生が実現されることが確認されたことは前述した通りである。実際の音響発生に際しては、電源としてのバッテリ２６より、通電部材としてのシャフト２５ａ，２５ｂ、電極２４ａ，２４ｂを介して圧電振動体２３に加えられ、それにより圧電振動体２３が振動し、その振動が振動板２２に伝わり、所定の音色での音響発生がなされる。このとき、圧電スピーカの前面に配設されたホーン部材３５により音の指向性が確保されている。
【００３３】
ここで、図３には音声出力に係る制御系の機能ブロック図を示し説明する。
【００３４】
同図に示されるように、音声出力回路は、音源１００と、音源切換部１０１と、増幅部（ＡＭＰ）１０２と、ＰＷＭ変換部１０３と、昇圧部１０４からなる。各部には電源としてのバッテリ２６から電源供給されている。
【００３５】
このような構成において、操作スイッチの操作に基づいて音源切換部１０１が所定の音色の音源１００に切り替えて、増幅部１０２により音源から得た音声信号を増幅し、ＰＷＭ変換部１０３により音声信号をＰＷＭ形式の信号に変換し、昇圧部１０４で、当該ＰＷＭ信号を圧電振動体２３の特性に適した電圧に昇圧し、圧電振動体２３へと出力することになる。このとき、ハイパスフィルタにより、低域周波数成分を除去した後に圧電振動体２３へと出力するようにしてもよい。
【００３６】
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る音響発生装置によれば、第１実施形態の効果に加えて、ホーン部材により音の指向性が確保されることになる。
【００３７】
＜第３実施形態＞
【００３８】
図４（ａ）、図４（ｂ）には、本発明の第３実施形態に係る音響発生装置の構成を示し説明する。より詳細は、図４（ａ）はライト部の保護カバー側からみた平面図であり、図４（ｂ）は側方断面図である。これは、第１実施形態係る圧電スピーカを用いたもので、第２実施形態に係る音響発生装置に照明機能を付加したものである。以下では、第２実施形態と同一構成には同一符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００３９】
同図に示されるように、音響発生装置４１は、圧電スピーカ部４２の構成は第２実施形態と同一である。この第３実施形態の音響発生装置４１では、ライト部４３を更に付加している。このライト部４３においては、ライトの発光制御を司る制御基板４４が配設されており、この制御基板４４は、バッテリ２６からの通電を受ける。そして、設置面４５には、発光手段としてのＬＥＤ４６と集光用のレンズ４７が配設されている。この例では３つのＬＥＤ４６と集光レンズ４７が設けられているが、数はこれに限定されない。
【００４０】
このＬＥＤ４６及び集光レンズ４７からの光の光路上には、前面ガラス４８が設けられており、前面ガラス４８も含めライト部４３全体を被覆するように保護カバー４９が筐体２９に装着されている。この保護カバー４９により、ライト部４３の防水が確保されることになる。このライト部４３の付加に伴い、操作スイッチ５０、５１が更に設けられている。操作スイッチ５０は、調光用のスイッチであり、操作スイッチ５１は、ライト部４３からの発光と圧電スピーカ部４２からの音響発生を切換えるものである。
【００４１】
なお、制御系の機能ブロック図については、第２実施形態と同様である。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、前述した第２実施形態の効果に加えて、更に調光された光を発光することが可能となる。
【００４３】
＜第４実施形態＞
【００４４】
図５（ａ）、図５（ｂ）には、本発明の第４実施形態に係る音響発生装置の構成を示し説明する。より詳細は、図５（ａ）は保護カバー側からみた平面図、図５（ｂ）は側方断面図である。これは、第１実施形態に係る圧電スピーカを用いたもので、筐体を腕時計型とした音響発生装置である。
【００４５】
同図に示されるように、音響発生装置６１は、円形の振動板６２と、該振動板６２の中央部に配設された該振動板６２の半径よりも小さい半径の円形の圧電振動体６３とを備えている。振動板６２と圧電振動体６３とは、保持部材としてのホルダー６７に配設されており、ホルダー６７には、通電部材としてのシャフト６５ａ，６５ｂの一部が挿通されている。ホルダー６７とシャフト６５ａ，６５ｂとの接続面には、弾性接着剤６８が介在しており、両者の接続を強固なものとすると共に、防水の機能を高めている。
【００４６】
圧電振動体６３が電気的に接続される電極６４ａ，６４ｂは、振動板６２上に設けられており、該振動板６２は、通電部材としてのシャフト６５ａ，６５ｂと、不図示のリード線を介して半田付け等により電気的に接続されている。この接続には、導電性接着剤を用いてもよい。この電気的接続がなされた後に、ホルダー６５ａ，６５ｂの全面にわたり耐水コーティングがなされる。
【００４７】
通電部材としてのシャフト６５ａ，６５ｂは、筐体６９にＯリング７０ａ，７０ｂを用いて固定されており、振動板６２及び圧電振動体６３の上下方向にずれが発生するのを防止するために、Ｅリング７１ａ，７１ｂにより筐体６９の内面側より固定している。このＯリング７０ａ，７０ｂにより筐体２９内への水の浸入が阻止される。この例では、ホルダー６７に保護カバー７７が装着される。保護カバー７７には、多数の長穴が設けられているが、形状はこれには限定されない。筐体６９には、ベルト部７８ａ，７８ｂが設けられ、これにより腕時計型の形状が実現されている。
【００４８】
なお、シャフト６５ａ，６５ｂは、電極６４ａ，６４ｂとの電気的接点と不図示の電源との電気的接点を持つ意味で通電部材として機能するものであるが、その外表面は絶縁コーティングされている。
【００４９】
通電部材としてのシャフト６５ａ，６５ｂの接点と電気的に接続するようにバッテリ６６が設けられており、更に筐体６９内にはバッテリ６６からの通電を制御する制御基板７２、操作ボタン７３〜７６が設けられている。操作ボタン７３は、電源のオン／オフ制御のためのもので、操作ボタン７４は、音色を変更するためのものである。操作ボタン７５は不図示のライト部による発光の調光のためのものであり、操作ボタン７６は不図示のライト部による発光と音響発生とを切換えるものである。
【００５０】
このような構成において、第２実施形態に係る音響発生装置６１は、保持部材としてのホルダー６７に、振動板６２及び圧電振動体６３を配設し、それらを筐体６９の外部に配設している点に特徴がある。出願人による実験により、このように振動板６２及び圧電振動体６３を筐体６９の外部に設けた場合でも、筐体６９の外部に露呈した部分全体を耐水コーティングすることで、通電関係も阻害されず、陸上と同じ音色での音響発生が実現されることが確認されたことは前述した通りである。実際の音響発生に際しては、電源としてのバッテリ６６より、通電部材としてのシャフト６５ａ，６５ｂ、電極６４ａ，６４ｂを介して圧電振動体６３に加えられ、それにより圧電振動体６３が振動し、その振動が振動板６２に伝わり、所定の音色での音響発生がなされる。
【００５１】
なお、制御系の機能ブロック図は第２実施形態と同様である。
【００５２】
以上説明したように、本発明の第４実施形態によれば、第２実施形態に比べて、小型化且つ軽量化を図ることで、ユーザの携帯性、操作性を更に向上させることができる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
【００５４】
例えば、耐水コーティングには、弾性素材を用いた各種コーティング剤を用いることができるが、これに限らず、圧電振動体から振動板への振動の伝達を阻害するものでなければ種々のものを用いることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、圧電振動体を振動板の中央部に配設する例を挙げて説明したが、これに限定されることなく、例えば、中央部が開口されたドーナツ型の圧電振動体を振動板の外周を覆うように設けるようにしてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１…圧電スピーカ、２…振動板、３…圧電振動体、４ａ，４ｂ…電極、５ａ，５ｂ…シャフト、６ａ，６ｂ…リード線、７…ホルダー、８…弾性接着剤、９…筐体、１０ａ，１０ｂ…Ｏリング、１１ａ，１１ｂ…Ｅリング、２１…音響発生装置、２２…振動板、２３…圧電振動体、２４ａ，２４ｂ…電極、２５ａ，２５ｂ…シャフト、２６…バッテリ、２７…ホルダー、２８…弾性接着剤、２９…筐体、３０ａ，３０ｂ…Ｏリング、３１ａ，３１ｂ…Ｅリング、３２…制御基板、３３…操作ボタン、３４…操作ボタン、３５…ホーン部材、３６…保護カバー、３６ａ…孔、４１…音響発生装置、４２…圧電スピーカ部、４３…ライト部、４４…制御基板、４５…設置面、４６…ＬＥＤ、４７…集光用のレンズ、４８…前面ガラス、４９…保護カバー、５０…操作スイッチ、５１…操作スイッチ、６１…音響発生装置、６２…振動板、６３…圧電振動体、６４ａ，６４ｂ…電極、６５ａ，６５ｂ…シャフト、６６…バッテリ、６７…ホルダー、６８…弾性接着剤、６９…筐体、７０ａ，７０ｂ…Ｏリング、７１ａ，７１ｂ…Ｅリング、７２…制御基板、７３〜７６…操作ボタン、７７…保護カバー、７８ａ，７８ｂ…ベルト部。
【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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