JPS62247700A - 圧電スピ−カ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電効果を利用したスピーカーに関するもの
であり、特に圧電セラミックスを用いた圧電スピーカー
に係るものである。

従来の技術 従来、一般にスピーカーは、永久磁石とボイスコイルに
より音声にあった電気信号を振動に変え、それを振動板
その他の手段を用いて拡大することにより、音声の再生
が行われるものである。しかしながら、音声の再生にお
いて、周波数の領域を十分にとらえる為には、各領域に
あったスピーカーを用意する必要があり、１個のスピー
カーでは補えない状況である。

また、マグネット・スピーカーは、音圧を高めるために
は大きくなり、また、重量的にも重いものどなる。

近年、種々の商品は軽薄短小化に向かい、スピーカーも
この傾向にあり、極めて薄型かつ軽量の平板型スピーカ
ー等が求められている。かかる要求に答えるものとして
、例えば圧電効果を利用した発音体がある。

従来、圧電効果を利用した発音体としては、チタンジル
コン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックスの４根や右は圧電体
のシー１〜などが用いられている。

圧電セラミックスの４根からなる発音体としては、これ
を一枚の金属板に貼り合わせたユニモルフ構造のものや
、金属板の両サイドに貼り合せたバイモルフ構造のもの
がある。また、近年、ドクターブレード法の活用により
、圧電セラミックスの薄肉化がなされつつありスピーカ
ーへの用途開発も行われつつある。

一方、有機圧電体のシートは容易に大面積のものが得ら
れ、フレキシブルで取り扱い上の問題はないが、大ぎな
音響パワーを得ることができない欠点がある。

ざらには、有機物と圧電材粉末を混練した後、形を形成
する複合圧電体もある。

光用が解決しようとする問題点 しかしながら、従来より実用されている圧’ＭＡ　’ｔ
？ラミックス中板またはバイモルフ型は、比較的厚肉の
ものであり、弾性的性質に自由度がなく、しかもそれは
音饗的には硬い部類に入るため、高周波域には強いが、
低周波域には弱いものである。

これらを解決するために薄肉化も試みられてはいるが、
組立上のハンドリング、大面積化に問題が残る。

また、有機圧電体は大変やわらかいために、入力が有機
圧電体内部に吸収され出力が小さくなる問題がある。

さらには、圧電セラミックス粉末と有機物を混ぜて作ら
れる複合圧電セラミックスは、当然のことながらセラミ
ックスバルクに比して特性が数段落ちる欠点がある、。

本発明の目的は、大面積のものが比較的容易に得られ、
組立の過程ではフレキシブル性に富み、取り扱いに問題
なく、かつ大きな音響パワーを得ることができる圧電ス
ピーカーを促供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は柱状圧電体を有機物で接合することにより、有
機物の持つ弾力性と圧電セラミックスバルクの持つ特性
（特に電気機械結合係数）を兼ね備えるようにした、複
合圧電体シートにＮ極をつ（）て用いることを特徴と１
６圧電スピーカーである。

このような構造の複合圧電体の概念は、たとえばマデリ
アル・リサーチ・プルディン（Ｍ　ａｔｏｒｉａｌ　　
−Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　−ＢｕｌｌｅＮｎ　）誌第１３巻
、Ｐ５９９〜１）６０７（１９７８）に示されているが
、これをシート状にしてスピーカーに用いる着想はなか
った。

本発明者らは、柱状圧電体の接合に用いる有機物として
、他構成材料〈たとえば電極材や柱状圧電体）との親和
性も良くかつ弾力性のある材料（例えばウレタン樹脂）
を用い、この複合圧電体の両面に電極をつけたのち、比
較的硬い有機物により、薄くかつ均一にオーバ−７１−
トをすることに」；す、フレキシブル性を有しながら当
蕾パワーのとれる発音体が得られることを見出した。

本発明は、このような実験結果に基づきなされたちので
ある。

以下、本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。

実施例 実施例１ 厚み方向に一様に分極された径１００ｍｎ＋、厚さ０．
５ＩＩＩＩＩｌのＰＺＴ系セラミックスを、平面度の出
ている加工用治具プレートに固定し、厚さ、０．２１ｍ
のブレードを用いて、溝深さ０．２ｉｌＩＩｌで、０．
１５１１１１１ビツヂで、網の目状に溝入れ加工した。

加工により生じた溝にウレタン系樹脂を充填し、固化さ
せたのち、溝部分を加工用治具プレート而に当てて加工
し、網の目状が表われるまで切断除去した。このように
して（！Ｉられた複合圧電体シートを第１図に示す。図
において、１は柱状圧電体であり、２は弾性を有する有
機物である。この複合圧電体シート３を第２図に示ず如
く、金属あるいはフェノール樹脂のような固い材料から
なるリング４に軽く引張り応力がかかるようにして固着
する。本実施例ではスプリング・リング５を用いること
により複合圧電体に引張り応力がかかるようにして固定
した。

しかる後に、複合圧電体シート３の両面に電極６及び６
′を形成Ｊる。この際、リング４が金属でできている場
合には、どららか−面につく電極６または６′が、リン
グ４及びスプリング・リング５を介して、複合圧電体シ
ート３の他の而に設【プられる゛電極６または６′　と
ショートしないように、たとえば、マスキングを行い、
第２図Ａ部のような被電極部分を設けるなどして電極６
，６′をつける。本実施例ではＣｒ−八〇をつけて打つ
Ｉこ　。

次に、アース側及びプラス側に電極取出し口を設けるた
め、導電性＃８着剤７を電極面端部近傍の数個所に数ミ
リの大きざで高さ０．５ｎ＋ｍ程度塗り、この接湾剤７
が屹いた後、複合圧電体シート３の両面にエポキシ樹脂
８を薄くコートＪる。エポキシ樹脂８が固化後、導電性
接着剤７上部についたエポキシ樹脂８をエメリー紙等の
ｆσ１磨剤でこすり取り電極口を形成する。

この取出し口にリード線９を取り付け、交流電圧を印加
したところ第５図に実線で示ザように広い周波数帯域に
亙り、効率よく音が発生した。

なお、第５図の点線で示したものは、比較のために作製
したＰＺＴｍ体板による再生周波数特性図である。

本発明によれば、音圧レベル８０ｄＢ以上にとると３０
０８２以上で安定になっていることがわかる。

実施例２ 実施例１で用いたものと同様の複合圧電体３をリング４
に固定する方法として、第３図に示すように、予め複合
圧電体３を、テンションをかけてプレー１−１０に貼り
つけ、ついで、第４図に示すように弾力性あるゴム系接
着剤１１（本例ではシリコンゴム系を用いた）により固
定し、ゴム系接着剤１１が固化後、プレート１０を複合
圧電体３より取り外し、アース側とプラス側のＭ極付、
リード線取出し口、オーバーコートを行い、リード線を
取り付け、交流電圧を印加したところ、実施例１で示し
た第５図よりも低周波側に周波数帯域がずれた１゜ 実施例３ 複合Ｆ［電体３のリング４への固定法として、実施例１
で試みたスプリング・リング５と、ゴム系接着剤１１を
併用して行ったところ、低周波側の出る音域となり、か
つ音響パワーも実施例２より＾いものが得られた。

以上、実施例に基づき説明したが、柱状圧電体の大きさ
、柱状圧電体を整列接合させる有機物の厚さ調整により
周波数特性は調整可能である。また、複合圧電体の電極
付後、エポキシ樹脂等の比較的硬い樹脂のコートに際し
て、コート厚みによって周波数特性は調整可能である。

発明の効果 以、１−説明したように、柱状圧電体を有機物により、
整列接合されＩＣ構造の複合圧電体を用いてスピーカー
を作成する際、組立てに支障のないフレキシブル性を有
し、かつ、複合圧電体をリングに固定し、電極付後、オ
ーバーコートにより大きな音響パワーが取れるスピーカ
ーが得られる。さらに、整列接合される有機物の種類や
オーバーコートに使用する有機物の種類、厚みによって
も異なる音質を選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる複合圧電体シートの構造図、第
２図は実施例１を示す高面立体図、第３図及び第４図は
実施例２を示す図、第５図は実施例１による周波数に対
する音圧の測定値をブロツトシた図である。 １・・・柱状圧電体、２・・・有機物（接合剤）、３・
・・複合圧電体、４・・・リング、６．６′・・・電極
、８・・・エポキシ樹脂。 特許出願人　日立金属　株式会社 （ほか１名） 第１図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の柱状圧電体を有機物で接合し、シート状
   に形成した複合圧電体の両面に電極を設けて構成された
   ことを特徴とする圧電スピーカー。
2. （２）上記複合圧電体はそのエッヂ部分が枠に固定され
   ている特許請求の範囲第１項記載の圧電スピーカー。
3. （３）上記電極はその上に、さらに保護膜を形成された
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の圧電スピーカ
   ー。
4. （４）上記電極はその上に、有機物または金属からなる
   音質調整用薄膜が形成された特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の圧電スピーカー。