JPH01140900A - 圧電型スピーカ駆動方式 - 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】 （産業上の利用公費） 本発明は圧電型スピーカ駆動方式に関するものである。

（従来技術およびその問題点） 圧電素子を含んだ振動子を振動発生手段として用いたス
ピーカ（圧電型スピーカ）は、マグネット、Ｂ−り、ボ
イスコイル等を備えた一般のダイナミック型スピーカに
比して、軽量、Ｈ４成簡易、製造容易、低コスト等の種
々の利点があるため、有望視されている。

しかしながら、従来の圧電型スピーカにあっては、音声
信号を圧電素子に直接印加するようにしており、一般に
圧電素子を用いた振動子の共振周波数は数十造と高く、
駆動する音声信号の周波数が共振周波数から離れるほど
振動が小さくなるため、低域の特性が悪い（低域が出な
い）という欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、圧電型スピーカにおける低域の特性
を改善して前記した種々の利点を生かすことのできる圧
電型スピーカ駆動方式を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明は、圧電素子を含んだ
振動子を振動発生手段として用いたスピーカを駆動する
に際し、前記振動子の共振周波数と略等しい周波数の微
送信号を音声信号により振幅変調して得た信号を前記圧
電素子に印加することを特徴とした圧電型スピーカ駆動
方式を要旨としている。

（作用） 本発明の圧電型スピーカ駆動方式にあっては、振動子の
共振周波数と略等しい周波数の微送信号を音声信号によ
り振幅変調して得な信号を圧電素子に印加するため、振
動子は共振状態となり、音声信号の変化に伴ってその振
幅が変化するものであるから、音声信号の周波数の高低
はあまり影響がなくなり、低域から高域までムラのない
フラットな特性を実現することができる。

また、圧電素子を効率良く駆動することができるため、
直接に音声信号を印加した場合に比べて非常に大きな振
動を取り出すことができる。

なお、微送信号に対しては振動板が追随できないため、
再生した音響に悪影響が出ることはない。

（実施例） 以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明の対象となる圧電型スピーカの構成の一
例であり、ランジュバン型の振動子を用いた例である。

第１図において、１は振動子であり、エクスポネンシャ
ル型の結合子７を介して振動板８に振動が伝えられるよ
うになっている。なお、結合子７としてはエクスポネン
シャル型に限らず段付型でもよい。

−最に、ランジュバン型の振動子とは圧電素子をアルミ
ニウムの如き金属円柱によってサンドイッチ状とし、ボ
ルト等により圧電素子と金属円柱とを締め付けるように
したものである。

なお、締め付けのためのボルト等により圧電素子の両側
が短絡されてしまうため、分極方向を逆にした２つの圧
電素子を重ねて用いろことが多く、第１図もそのタイプ
の例である。

第１図において、２Ａ、　２Ｂはドーナツ状の圧電素子
、３ｍ、　３ｂは同じくドーナツ状で耳部が設けられた
端子板、６Ａ、　６Ｂはアルミニウムの如き金属円柱で
あり、上から順に、金属円柱６人、端子板３ａ、圧電素
子２Ａ、端子板３ｂ、圧電素子２Ｂ、金属円柱６Ｂを積
層し、内部でボルト５により締め付けを行い、端子板３
ａ、　３ｂにリード線等を介して端子４ａ、　４ｂを接
続するようにしている。しかして、圧電素子２人の上面
と圧電素子２Ｂの下面はボルト５により短絡されると共
に端子板３＆に接続され、一方、圧電素子２人の下面と
圧電素子２Ｂの上面は端子板４ｂを介して接続されるこ
ととなり、圧電素子２人、　２Ｂは分極の方向が逆とな
っているため、端子４ａ、　４ｂに対して同方向に振動
する圧電素子２Ａ、　２Ｂが並列接続されたものとなる
。

しかして、端子４ａ、　４ｂに電気信号を印加すること
により圧電素子２Ａ、　２Ｂが歪を起こし、印加される
電気信号に応じた振動を発生する。なお、振動子１の共
振周波数ｆは主として振動子１の長さしと金属円柱６Ａ
、　６Ｂの材質とにより決定されろ。すなわち、共振条
件より長さしは半波長（λ／２）となり、音速Ｃと波長
λとの間にはλ　・　ｆ＝ｃ の関係があるので、 ｆ　＝ｃ／λ＝　ｃ　／　２　Ｌ となる。例えば、長さしを５０閾とすると、アルミニウ
ム中における音速Ｃは５０００＋＋＋／ｓであるため、
ｆ＝５０００÷（２Ｘ　５０Ｘ　１０−’　）　＝　５
０敗となる。

第２図は上記の圧電型スピーカの駆動回路の構成の一例
を示したものであり、９は振動子ｌの共振周波数ｆと略
等しい周波数の微送信号Ｓ。

を発生する発振回路、１０は発振口＄９で発生した微送
信号Ｓｃを音声信号ＳＩＮにより振幅変調する振幅変調
回路である。

第３図は第２図における信号の波形図であり、ＳＩＮは
音声信号、Ｓｏは微送信号、Ｓｏｕ工は圧電型スピーカ
゛の端子４ａ、　４ｂに与えられる被変調信号である。

しかして、第１図ないし第３図において、被変調信号Ｓ
。ＩＪＴを端子４ａ、　４ｂを介して圧電素子２Ａ。

２Ｂに印加すると、圧電素子２Ａ、　２Ｂは被変調信号
５ｏｕＴに応じて振動するが、被変調信号Ｓ。ＵＴの周
波数は振動子１の共振周波数と略等しいため、振動子１
は共振状態となり、音声信号５１Ｎの変化に伴ってその
振幅が変化する。なお、圧電素子２人、　２Ｂの振動は
金属円柱６人、　６Ｂによる共鳴増幅作用により増幅さ
れ、１０００倍近い大きさとなる。そして、振動子１の
振動は結合子７によって振幅が更に拡大されて振動板８
に与えられ、振幅の変化によって音声信号に対応した音
響に変換される。なお、振動板８に対しても周波数の高
い微送信号成分が印加されるが、微送信号Ｓｏに対して
振動板８は追随できないため、再生した音響に悪影響が
出ることはない。

一方、音声信号は振動子１の振幅を変えるのみで、音声
信号の周波数の高低は共振状態にあまり影響がないため
、低域から高域までムラのない特性を実現することがで
きる。

（発明の効果） 以上のように本発明の圧電型スピーカ駆動方式にあって
は、圧電素子を含んだ振動子を振動発生手段として用い
たスピーカを駆動するに際し、前記振動子の共振周波数
と略等しい周波数の微送信号を音声信号により振幅変調
して得た信号を前記圧電素子に印加するようにしたので
、（イ）振動子は共振状態となって音声信号の変化に伴
いその振幅が変化するため、音声信号の周波数の高低は
あまり影響がなくなり、低域から高域までムラのないフ
ラットな特性を実現することができろ。

（ロ）圧電素子を共振状態で駆動することができるため
効率が高まり、直接に音声信号を印加した場合に比べて
非常に大きな振動を取り出すことができる。

（ハ）上記の如く致命的な欠点が改善されるため、圧電
型スピーカ本来の軽量、構成簡易、製造容易°、低コス
ト等の種々の利点が発揮できる。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となる圧電型スピーカの一例を示
す構成図、第２図は駆動回路の一例を示す構成図、第３
図は第２図におけろ信号の波形図である。 １・・・・・・振動子、２Ａ、　２Ｂ・・・・・・圧電
素子、３ｍ、　３ｂ・・・・・端子板、４ｍ、　４ｂ・
・・・・・端子、５・・・・・・ボルト、６Ａ、　６Ｂ
・・・・・・金属円柱、７・・・・・・結合子、８・・
・・・・振動板、９・・・・・・発振回路、１ｏ・・・
・・・振幅変調回路はか１名 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電素子を含んだ振動子を振動発生手段として用いたス
   ピーカを駆動するに際し、前記振動子の共振周波数と略
   等しい周波数の微送信号を音声信号により振幅変調して
   得た信号を前記圧電素子に印加することを特徴とした圧
   電型スピーカ駆動方式。