JPH11197221A - スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部電極の酸化が防止され、汚染物質除去
機能を備えたスピーカを提供する。 【解決手段】 １０はスピーカであり、球殻状の発音体
１１を含む。発音体１１は、球殻状の振動体１２と、振
動体１２の外面に形成される外部電極１３と、振動体１
２の内面に形成される内部電極１４とから構成される。
そして、外部電極１３の外側には被膜１５が形成され
る。発音体１１は、円筒状のホーン１６上に載置され
る。振動体１２は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスから
なり厚み方向に分極されている。外部電極１３および内
部電極１４は、銀を主成分とする導電ペーストを焼き付
けることにより形成される。被膜１５は、酸化チタンの
微粒子にクロムイオンをイオン注入法でドーピングし、
ドープされた酸化チタン粒子を有機溶剤に分散させ、外
部電極１３の外側に塗布し、熱処理を行い形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカに関し、
詳しくは、球殻状や半球殻状の圧電セラミックスからな
り、汚染物質の除去機能を備えたスピーカに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の球殻状または半球殻状の圧電セラ
ミックスからなるスピーカとして、たとえば、特開平９
−１６３４９８号公報や、特開平９−１６８１９４号公
報に示されるものがある。ここでは、特開平９−１６８
１９４号公報に示されるスピーカを図面を用いて説明す
る。図３および図４に示すスピーカ１００は、発音体と
なる振動子１０２を含む。振動子１０２は、圧電セラミ
ックスからなる半球面状の振動体１０４を含み、その外
面および内面には、振動体１０４を振動するための駆動
手段としての外部電極１０６ａおよび内部電極１０６ｂ
がそれぞれ形成されている。この振動子１０２は、スペ
ーサ１０８を介してホーン１１０に固着される。そし
て、ホーン１１０は支柱１１２によって支持されて、ス
ピーカ１００が構成されるものである。

【０００３】スピーカ１００は、振動子１０２の外部電
極１０６ａと内部電極１０６ｂとの間に駆動信号が印加
されることにより、振動体１０４が振動し、振動子１０
２の外面から音波が放射されると共に、振動子１０２の
内面からホーン１１０を介して音波が放射されるもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスピーカは、外部電極が外気にさらされているため
酸化しやすく、外部電極が酸化することにより、印加さ
れる駆動信号に対して出力される音波の音圧などの諸特
性が低下し、スピーカとしての機能が低下してしまって
いた。特に、圧電セラミックスが振動するため、外部電
極が単位時間当たりに外気と接触する回数が多くなり、
外部電極は特に酸化しやすかった。

【０００５】また、外気中に含まれる汚染物質を除去す
る機能を備えるスピーカも存在しなかった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、上述の問題
点を解消するためになされたもので、外部電極の酸化が
防止され、汚染物質除去機能を備えたスピーカを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスピーカにおいては、球殻状又は半球殻状
の圧電セラミックスからなる振動体と、振動体の外面に
形成される外部電極と、振動体の内面に形成される内部
電極とを含む発音体を備えたスピーカであって、外部電
極は、酸化チタンを主原料とし、バナジウム，クロム，
マンガン，コバルト，ニッケルおよび銅からなる群より
選択される少なくとも１種類の材料を副原料とする材料
からなる被膜によりコーティングされたことを特徴とし
ている。

【０００８】これにより、スピーカは、その表面が酸化
チタンなどを主成分とする被膜により覆われているた
め、外部電極の酸化が防止され、発生する音波の諸特性
の劣化が防止される。また、発音体に汚染物質を除去す
るための被膜が形成されており、発音体を振動させるこ
とにより、被膜のエネルギーレベルが向上し、被膜周辺
の外気中の汚染物質と反応し、汚染物質の除去が可能と
なる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１および図２において、
１０はスピーカであり、半球殻状の発音体１１を含む。
発音体１１は、半球殻状の振動体１２と、振動体１２の
外面に形成される外部電極１３と、振動体１２の内面に
形成される内部電極１４とから構成される。そして、外
部電極１３の外側には被膜１５が形成される。この発音
体１１は、円筒状のホーン１６上に載置されてスピーカ
１０が構成される。

【００１０】振動体１２は、たとえばＰＺＴ（チタン酸
ジルコン酸鉛）などの圧電セラミックスからなり、厚み
方向に分極されている。

【００１１】外部電極１３および内部電極１４は、たと
えば、銀を主成分とする導電ペーストを焼き付けること
により形成される。

【００１２】被膜１５は、たとえば、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂ ）の微粒子にクロムイオン（Ｃｒ³⁺）をイオン注入
法などでドーピングし、ドープされた酸化チタン粒子を
有機溶剤に分散させ、外部電極１３の外側に塗布し、熱
処理を行い形成される。

【００１３】このスピーカ１０は、外部電極１３および
内部電極１４の間に駆動信号を印加することにより振動
体１２が振動し、発音体１１の内面および外面から音波
が発生するものである。

【００１４】このように構成されたスピーカ１０では、
外部電極１３が酸化チタンを主成分とする被膜１５によ
りコーティングされているため、外部電極１３と外気と
の接触が防止され、外部電極１３の酸化や腐食が防止さ
れる。

【００１５】また、このスピーカ１０は、汚染物質除去
機能を備えるものである。これを以下に説明する。発音
体１１の表面に形成された被膜１５は、酸化チタンを主
原料としクロムを副原料とした膜体である。酸化チタン
はＮ型半導体で、禁制帯のエネルギーバンドギャップは
３．２ｅＶである。したがって、酸化チタンが、３．２
ｅＶよりも高いエネルギーを吸収すると、酸化チタンの
価電子帯の電子は励起されて禁制帯を越えて伝導帯に移
り、自由に移動することができるようになる。一方、電
子の抜けた価電子帯にはホールが形成され、このホール
も自由に移動ができるようになる。このようにして形成
された電子は、酸素と結合して活性酸素を形成し、ま
た、ホールは水酸基と結合して水酸基ラジカルとなる。
水酸基ラジカルは有機物を酸化して炭酸ガスと水に分解
する。このようにして、汚染物質を分解する。

【００１６】ここで、禁制帯のエネルギーバンドギャッ
プである３．２ｅＶを越えるエネルギーは、波長が３８
０ｎｍ以下の領域である紫外線が該当する。しかしなが
ら、本発明に係るスピーカ１０が使用される一般家庭で
は、紫外線を利用することは困難である。そこで、一般
家庭で使用が可能な太陽光や蛍光灯の光などの可視光領
域で光活性を得るために、禁制帯の中に新しいエネルギ
ーバンドギャップを作り出す必要がある。そのため、酸
化チタンにクロムを注入してエネルギーバンドギャップ
を低下させることにより、酸化チタンが可視光を吸収で
きるようになり、波長の長い可視光領域全体において光
活性が得られるようになる。これにより、可視光が被膜
１５に照射されることにより、被膜１５の周辺の汚染物
質が被膜１５により分解される。

【００１７】また、酸化チタンの光活性は被膜１５の表
面状態の影響が大きく、発音体１１を駆動することによ
り、被膜１５が伸縮運動を行うため、被膜１５の主成分
である酸化チタンもエネルギーレベルが向上して活性と
なり、被膜１５の周辺の汚染物質との反応性が向上す
る。特に、夜間は、被膜１５に照射される可視光が蛍光
灯などの室内照明の光だけとなるため、光量が減少し、
被膜１５の酸化チタンと被膜１５の周辺の汚染物質との
反応性が低下することが考えられるが、被膜１５の振動
により被膜１５と周辺の汚染物質との接触回数が多いた
め、酸化チタンと汚染物質との反応性が十分良好とな
り、夜間でも汚染物質が確実に除去される。

【００１８】なお、上記の実施の形態において、発音体
１１は半球殻状に形成されているが、球殻状に形成され
てもよい。

【００１９】また、被膜１５は、酸化チタンを主原料と
しクロムを副原料としたものを例示したが、特にこれに
限定されるものではなく、副原料としては、バナジウ
ム，クロム，マンガン，コバルト，ニッケルおよび銅か
らなる群より選択される少なくとも１種類の材料を含む
ものであればよい。

【００２０】また、外部電極１３や内部電極１４を振動
体１２の外面および内面に形成する方法は、導電ペース
トを焼き付ける方法に限定されるものではなく、スパッ
タリングやメッキなどの方法で形成されてもよい。

【００２１】また、被膜１５を外部電極１３の表面に形
成する方法も、酸化チタンを主原料とする微粒子を塗布
する方法に限定されるものではなく、真空蒸着法やスパ
ッタリング法、ＣＶＤ法などの各種薄膜形成技術を用い
て形成されてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によるスピーカで
は、外部電極の表面が酸化チタンなどを主成分とする被
膜により覆われているため、外部電極の酸化が防止さ
れ、発生する音波の諸特性の劣化が防止される。

【００２３】また、本発明のスピーカは汚染物質除去機
能を備えるもので、スピーカの発音体を振動させること
により、発音体の表面に形成された被膜のエネルギーレ
ベルが向上し、被膜周辺の外気中の汚染物質との反応性
が向上し、汚染物質の除去が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るスピーカの構造を示
す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るスピーカの構造を示
す部分断面図である。

【図３】従来のスピーカの構造を示す斜視図である。

【図４】従来のスピーカの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ スピーカ １１ 発音体 １２ 振動体 １３ 外部電極 １４ 内部電極 １５ 被膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球殻状又は半球殻状の圧電セラミックス
   からなる振動体と、該振動体の外面に形成される外部電
   極と、前記振動体の内面に形成される内部電極と、を含
   む発音体を備えたスピーカであって、前記外部電極は、
   被膜によりコーティングされたことを特徴とするスピー
   カ。
2. 【請求項２】 前記被膜は、酸化チタンを主原料とし、
   バナジウム，クロム，マンガン，コバルト，ニッケルお
   よび銅からなる群より選択される少なくとも１種類の材
   料を副原料とする材料からなることを特徴とする、請求
   項１記載のスピーカ。