(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形板状の振動子、および
前記振動子に接着されるホーンを含み、
前記振動子は、
長方形板状の振動板、および
前記振動板の主面に形成される長方形板状の圧電素子を含み、
前記ホーンは、中央部が前記圧電素子の幅方向における中央部に接着され、前記ホーンの中央部の両側の中間部がそれぞれ略半円筒状に形成され、前記ホーンの両側の端部が前記振動板の幅方向における両端部にそれぞれ接着され、
前記振動子はノード部分の近傍で支持される、圧電型ツイータ。
【請求項２】
前記振動子のノード部分の近傍において前記振動板にリブを介して支持板が形成され、前記支持板が支持される、請求項１に記載の圧電型ツイータ。
【請求項３】
前記支持板が緩衝材を介して支持される、請求項２に記載の圧電型ツイータ。
【請求項４】
前記振動子のノード部分の近傍が緩衝部材を介して支持される、請求項１に記載の圧電型ツイータ。
【請求項５】
前記ホーンは、金属層の両面に合成樹脂層を形成した材料で形成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電型ツイータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は圧電型ツイータに関し、特に、たとえばステレオ用スピーカに搭載され、圧電体を用いた圧電型ツイータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の背景となる従来の圧電型スピーカが、たとえば特開平７−２０３５９１号公報および特開平９−２１５０９３号公報にそれぞれ開示されている。
特開平７−２０３５９１号公報に開示されている圧電型スピーカは、平板状の圧電セラミック板を含み、圧電セラミック板には、振動板としての可撓圧電性フィルムが湾曲した状態で接着されている。この圧電セラミック板は、両側部が制動材を介して支持部材で支持されている。
また、特開平９−２１５０９３号公報に開示されている圧電型スピーカは、平板状のフレームを含み、フレームには、円板状の圧電素子が接着されるとともに振動板が湾曲した状態で接着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平７−２０３５９１号公報に開示されている圧電型スピーカでは、圧電セラミック板の両側部が支持部材で支持されているので、圧電セラミック板および振動板の振動が抑制され、音圧があまり大きくない。
また、特開平９−２１５０９３号公報に開示されている圧電型スピーカでは、円板状の圧電素子が用いられているので、共振周波数が狭い範囲でした得られず、再生帯域が広くない。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、音圧が大きくしかも再生帯域が広い圧電型ツイータを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる圧電型ツイータは、長方形板状の振動子と、振動子に接着されるホーンとを含み、振動子は、長方形板状の振動板と、振動板の主面に形成される長方形板状の圧電素子とを含み、ホーンは、中央部が圧電素子の幅方向における中央部に接着され、ホーンの中央部の両側の中間部がそれぞれ略半円筒状に形成され、ホーンの両側の端部が振動板の幅方向における両端部にそれぞれ接着され、振動子はノード部分の近傍で支持される、圧電型ツイータである。
この発明にかかる圧電型ツイータでは、たとえば、振動子のノード部分の近傍において振動板にリブを介して支持板が形成され、支持板が支持される。この場合、支持板はたとえば緩衝材を介して支持されてもよい。
また、この発明にかかる圧電型ツイータでは、たとえば、振動子のノード部分の近傍が緩衝部材を介して支持されてもよい。
さらに、この発明にかかる圧電型ツイータでは、ホーンは、たとえば、金属層の両面に合成樹脂層を形成した材料で形成されてもよい。
【０００６】
この発明にかかる圧電型ツイータでは、振動子のノード部分の近傍が支持されているので、振動子およびホーンの振動がほとんど抑制されず、音圧がほとんど小さくならない。
さらに、この発明にかかる圧電型ツイータでは、長方形板状の振動子が用いられているので、多数の共振点が発生するとともに、振動子にホーンが接着されているので、振動子の共振のＱがホーンでダンピングされ、それによって、再生帯域が広くなる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる圧電型ツイータの一例を示す斜視図であり、図２はその圧電型ツイータの分解斜視図であり、図３はその圧電型ツイータの要部を示す正面図である。この圧電型ツイータ１０は、長方形板状の振動子１２を含む。振動子１２は、長方形板状の振動板１４を含む。振動板１４の長手方向における一端および他端には、それぞれ、細い２つのリブ１６を介して、矩形板状の支持板１８が形成される。この場合、リブ１６は、振動子１２のノード部分の近傍に形成される。振動子１２のノード部分は、振動板１４の幅をＷとし、振動板１４の長さをＬとすると、振動板１４の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分と、振動板１４の長手方向における両端から０．２２４Ｌ内側のそれぞれの部分とであるが、この圧電型ツイータ１０では振動板１４の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分の端面にリブ１６が形成される。また、各支持板１８には、それぞれ、２つの取付用の孔２０が形成される。これらのリブ１６、支持板１８および取付用の孔２０は、たとえば金属板をプレスすることによって、振動板１４とともに一体的に形成される。なお、振動板１４は、振動のＱをダンピングするために、その材料としてできるだけ軟質の金属板を使用することが好ましい。
【０００９】
振動板１４の幅方向における中間部の一方主面および他方主面には、長方形板状の圧電素子２２ａおよび２２ｂがそれぞれ接着される。圧電素子２２ａおよび２２ｂは、それぞれ、図３に示すように、長方形板状の圧電体層２４を含み、圧電体層２４の一方主面および他方主面には、電極２６および２８がそれぞれ形成される。また、圧電体層２４は、厚み方向に分極されている。そして、一方の圧電素子２２ａの一方の電極２６および他方の圧電素子２２ｂの他方の電極２８が、振動板１４に導電性接着剤で接着される。
【００１０】
上述の振動子１２の一方の圧電素子２２ａおよび振動板１４には、ホーン３０が接着される。ホーン３０は、金属箔３２を含み、金属箔３２の一方主面および他方主面には、合成樹脂層３４および３６がそれぞれ形成される。このホーン３０は、中央部３８が細長い短冊状に形成され、中央部３８の両側の中間部４０がそれぞれ略半円筒状に形成され、両側の端部４２がそれぞれ断面Ｌ字状に形成される。そして、ホーン３０の中央部３８が圧電素子２２ａの幅方向における中央部に接着剤で接着され、ホーン３０の両側の端部４２が振動板１４の幅方向における両端部において端面および他方主面にそれぞれ接着剤で接着される。
【００１１】
また、各支持板１８は、たとえばゴムなどの比較的柔らかいものからなる２枚の緩衝材４４で挟まれる。これらの緩衝材４４には、それぞれ、支持板１８の２つの取付用の孔２０に対応して、２つの取付用の孔４６が形成される。さらに、支持板１８および２枚の緩衝板４４は、たとえば金属や合成樹脂などの比較的硬いものからなる２枚の押さえ部材４８で挟まれる。これらの押さえ部材４８にも、それぞれ、２つの取付用の孔４６と同様に、２つの取付用の孔５０が形成される。これらの支持板１８、緩衝材４４および押さえ部材４８は、ねじ５２によって、たとえば金属からなるベース５４に固定される。ベース５４は、支持板１８に対応する２つの突出部５６を有し、それらの突出部５６には、それぞれ、２つの取付用の孔２０に対応して、２つの雌ねじ５８が形成される。そして、ねじ５２が、支持板１８、緩衝材４４および押さえ部材４８の取付用の孔２０、４６および５０に挿通され、ベース５４の雌ねじ５８に螺合される。それによって、支持板１８などがベース５４に固定される。
【００１２】
この圧電型ツイータ１０では、振動子１２の圧電素子２２ａおよび２２ｂの電極２６および２８間に電気信号を入力すれば、振動子１２が振動するとともにホーン３０が振動し、ホーン３０から外部に音が放出される。この場合、振動子１２の屈曲振動がホーン３０によって拡大される。
【００１３】
また、この圧電型ツイータ１０では、ホーン３０が振動子１２の長さいっぱいに接着されているため、効率がよい。
【００１４】
さらに、この圧電型ツイータ１０では、振動子１２のノード部分の近傍が支持されているので、振動子１２およびホーン３０の振動がほとんど抑制されず、音圧がほとんど小さくならない。
【００１５】
また、この圧電型ツイータ１０では、振動子１２に長方形板状の振動板１４および長方形板状の圧電素子２２ａ、２２ｂが用いられているので、多数の共振点が発生するとともに、振動子１２にホーン３０が接着されているので、振動子１２の共振のＱがホーン３０でダンピングされ、それによって、再生帯域が広くなるとともに安定した音圧になる。
【００１６】
さらに、この圧電型ツイータ１０では、ホーン３０が金属箔３２の両面に合成樹脂層３４、３６を形成した材料からなるので、金属の持っている音圧の平坦性と合成樹脂の持っている波形自体に細かい凹凸をなくす効果とを有する。なお、金属箔の両面にシリコーンを薄膜として塗り付けた材料で振動板を形成しても同様の効果を奏する。すなわち、金属箔を合成樹脂で挟むことにより、周波数特性の共振を抑えることすなわちＱをダンピングすることができ、平坦な帯域の広い特性を得ることができる。
なお、ホーン３０は、金属あるいは合成樹脂のみで形成されてもよいが、ホーン３０を金属で形成した場合、音圧自体は平坦であるが、波形自体に細かい凹凸が生じ、さらに、音的にも金属音であり好ましくないという欠点がある。一方、ホーン３０を合成樹脂で形成した場合、音圧の平坦性が取れないが、波形自体の細かい凹凸はない。
それに対して、この圧電型ツイータ１０のように金属箔の両面に合成樹脂層を形成した材料でホーンを形成した場合には、金属ホーンの長所および合成樹脂ホーンの長所をあわせ持つ。たとえば、ホーンの材質を金属箔の両面に樹脂フィルムをラミネートすることによって、金属ホーン、樹脂フィルムホーンそれぞれのよい点を取り込むことができる。
【００１７】
また、この圧電型ツイータ１０では、ホーン３０の中央部３８および両側の端部４２が振動子１２に接着されているので、ホーン３０を振動しても、ホーン３０は常に安定した張力が得られる。
【００１８】
さらに、この圧電型ツイータ１０では、緩衝材４４が設けられているので、支持点よりの振動もれを完全に防止することができる。
【００１９】
図４は図１に示す圧電型ツイータの変形例の要部を示す正面図である。図４に示す圧電型ツイータ１０では、図１に示す圧電型ツイータ１０と比べて、ホーン３０の中央部３８が２つに折り曲げられ、その中央部３８が圧電素子２２ａの表面に接着した２つの支持部材３９間に挿入されるとともに支持部材３９に接着剤で接着される。図４に示す圧電型ツイータ１０でも、図１に示す圧電型ツイータ１０と同様の構造を有するので、図１に示す圧電型ツイータ１０と同様の効果を奏する。
【００２０】
図５はこの発明にかかる圧電型ツイータの他の例の要部を示す斜視図である。図５に示す圧電型ツイータ１０では、図１に示す圧電型ツイータ１０と比べて、振動子１２の振動板１４にリブ１６や支持板１８が形成される代わりに、振動子１２のノード部分の近傍が、振動子１２のノード部分に対応して形成されたベース５４の突出部５６に、緩衝部材となるシリコーンなどの接着剤５７で接着される。この場合、振動子１２のノード部分は、振動子１２の幅をＷとすると、振動子１２の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分である。なお、図５に示す圧電型ツイータ１０では、ホーン（図示せず）が、図１に示す圧電型ツイータ１０と同様に設けられる。図５に示す圧電型ツイータ１０でも、図１に示す圧電型ツイータ１０と同様の効果を奏する。
【００２１】
図６はこの発明にかかる圧電型ツイータのさらに他の例を示す分解斜視図であり、図７はその圧電型ツイータの要部を示す斜視図であり、図８はその圧電型ツイータの要部を示す正面図である。図６に示す圧電型ツイータ１０は、図１に示す圧電型ツイータ１０と比べて、リブ１６が振動子１２の４辺において振動子１２のノード部分の近傍に形成される。すなわち、リブ１６は、振動子１２の振動板１４の幅をＷとし、振動板１４の長さをＬとすると、振動板１４の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分の端面と、振動板１４の長手方向における両端から０．２２４Ｌ内側のそれぞれの部分の端面とに形成される。また、支持板１８は、枠状に形成される。そのため、緩衝材４４および押さえ部材４８も、枠状に形成される。また、ホーン３０は、中央部３８が圧電素子２２ａの幅方向における中央部に接着剤で接着されるとともに、両側の端部４２が振動板１４の幅方向における両端部において一方主面にそれぞれ接着剤で接着される。なお、ベース５４には、突出部５６は形成されていない。図６に示す圧電型ツイータ１０でも、図１に示す圧電型ツイータ１０と同様の効果を奏する。
【００２２】
また、図１に示す圧電型ツイータ１０では、振動子１２が長辺に平行するノード部分の近傍で支持され短辺に平行するノード部分は開放されたままであるため、短辺に平行するノード部分のモードの振動のＱを抑えることができず、音圧特性にリップルが生じるおそれがある。
それに対して、図６に示す圧電型ツイータ１０では、振動子１２の短辺に平行するノード部分の近傍も支持することにより、インピーダンス特性のＱを下げるとともに、音圧のリップルを解消することができる。
【００２３】
なお、図６に示す圧電型ツイータ１０では、リブ１６が、振動板１４の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分の端面と振動板１４の長手方向における両端から０．２２４Ｌ内側のそれぞれの部分の端面とに形成されているが、リブ１６は、図９に示すように、振動板１４の短辺の両端部の端面と振動板１４の長辺の両端部の端面とに形成されてもよく、図１０に示すように、振動板１４の幅方向における両端から０．２２４Ｗ内側のそれぞれの部分の端面と振動板１４の長辺の両端部の端面とに形成されてもよく、図１１に示すように、振動板１４の短辺の両端部の端面と振動板１４の長手方向における両端から０．２２４Ｌ内側のそれぞれの部分の端面とに形成されてもよい。これらの場合も、図６に示す圧電型ツイータ１０と同様の効果を奏する。
【００２４】
なお、上述の各例ではホーン３０が３層構造に形成されているが、この発明では、ホーンはたとえばコーン紙など紙、合成樹脂または金属で１層に形成されてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、音圧が大きくしかも再生帯域が広い圧電型ツイータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる圧電型ツイータの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧電型ツイータの分解斜視図である。
【図３】図１に示す圧電型ツイータの要部を示す正面図である。
【図４】図１に示す圧電型ツイータの変形例の要部を示す正面図である。
【図５】この発明にかかる圧電型ツイータの他の例の要部を示す斜視図である。
【図６】この発明にかかる圧電型ツイータのさらに他の例を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示す圧電型ツイータの要部を示す斜視図である。
【図８】図６に示す圧電型ツイータの要部を示す正面図である。
【図９】図６に示す圧電型ツイータの振動板のリブの変形例を示す平面図である。
【図１０】図６に示す圧電型ツイータの振動板のリブの他の変形例を示す平面図である。
【図１１】図６に示す圧電型ツイータの振動板のリブのさらに他の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  圧電型ツイータ
１２  振動子
１４  振動板
１６  リブ
１８  支持板
２０  取付用の孔
２２ａ、２２ｂ  圧電素子
２４  圧電体層
２６、２８  電極
３０  ホーン
３２  金属箔
３４、３６  合成樹脂層
３８  中央部
４０  中間部
４２  端部
４４  緩衝材
４６  取付用の孔
４８  押さえ部材
５０  取付用の孔
５２  ねじ
５４  ベース
５６  突出部
５８  雌ねじ
【図１】
0004211155.tif 000002
【図２】
0004211155.tif 000003
【図３】
0004211155.tif 000004
【図４】
0004211155.tif 000005
【図５】
0004211155.tif 000006
【図６】
0004211155.tif 000007
【図７】
0004211155.tif 000008
【図８】
0004211155.tif 000009
【図９】
0004211155.tif 000010
【図１０】
0004211155.tif 000011
【図１１】
0004211155.tif 000012