JPS60186200A - 圧電振動板 - 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　一 本発明は圧電ブザー、圧電スピーカー、超音波セラミッ
クマイクロボン等各種の圧′小素子を用いた電気音響変
換器に用いられる圧電振動板に関する。

従来例の構成とその問題点 電気音響変換器に用いられる従来の圧電振動板は第１図
（Ａ〕（平面図）および（Ｂ〕（側６１１図）に示す如
く、金属板等の弾性体薄板１と、両側に電極２を設けた
圧電磁器板３とを接着剤等によって貼り合せたバイモル
フ構造のものか大部分であり、その形状も円形のものが
主流となっている。

かかる圧電振動板においては、圧′−は磁器板３の両側
に設けられた電極２に交流電圧を印加することによって
圧電磁器板３の広がり振動か撓み振動に変換され、電気
音響変換器として動作することは周知である。かかる円
形圧電振動板の支持固定方法としては圧電振動板の外周
を支持固定する方法、あるいは外周より内側を支持する
方法等がある。

かかる電気音響変換器に用いられる圧市振！］カ板にと
って最も重要な特性の一つは音１４５変換効率であり、
？ｌｉ極２に印加される電圧に対し音響出力は可能な限
り大きい方が望ましい。そのためには圧′・１χ振動板
の振！ｆＩＩ振幅（振動変位）ができる限り大きくなり
れはならない。

第１図に示す如き従来の圧電振動板における振動振幅は
その外形寸法と支持固定方法、弾性体薄板１の材料定数
、圧゛Ｃ；雇砿器仮３の圧電定数および材料定数等によ
って決定されるが、それらの組合せによる振幅の増大は
ほぼ限界に達しており、従って音響変換効率の改良も圧
電定数の大きな改良かない限り望めないのか現状である
。

なお弔に大なる撓み振幅を得るためたけであれは、両側
に１ｂ極を設けた方形の圧電磁器板と弾性体薄板とを貼
り合せた角板状のバイモルフ振動板の一辺を支持叩材に
よって固定した所謂片持梁構造の圧電振動板でその先端
部において大なる撓み振幅か得られる。しかしながら′
「（ｉ気片響叙助器に用いる圧電振動板はその振動を空
気の疎密波に変換しなけれはならないためかかる片持梁
構造の振動板だけでは１１■接７（ｉ気音泪シ変換器と
することはできない。

発明の目的 本発明は弔１図に示した如き従来の円形圧電振りＪ板の
如く、圧’＋−１ｉ敵勤仮自庫の撓み振幅によって直接
′市気音谷変換を行なう方式で・上述した１１き現状を
打破し、従来の材料を用いてかつ従来の圧電振動板の′
？ｑ　４！、４Ｈ′変便効率より商い変換効率を有する
圧電振動板を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、円形弾性体薄板または第一の円形圧電磁器板
の中央に円形の穴および上記穴より周辺部に回って放射
状に延ひた少数のスリットからなる開口を設け、上記円
形弾性体シ・シ板または第一の円形圧？ａ磁器板の−（
＋１１！に、第二の円形圧電磁器板を貼り合せ、上記第
二の円形圧１Ｇ（磁器板に上記円形の穴と一致した円形
の穴からなる開口を設けるか、あるいは上記円形の穴お
よびスリットと一致した円形の穴およびスリットからな
る開口を設け、上記第二の円形圧電磁器板の他側または
上記円形弾性体薄板または第一の円形圧′［）Ｎ４＋ｆ
器板の他側に上記開口を蜜月する軽１ｉ弾性：：、１１
板を貼り合せた電気音響変換器用圧電振−助イ反にある
。

」一連した円形弾性体薄板としては従来より使用されて
いる任意の薄板例えは金属板を使用でき、また第一およ
び第二の円形圧電磁器板も従来の材料を使用できる。な
おこれらの円形圧電磁器板の両側に電極か設けであるこ
とは勿論である。・ｌ・Ｆ　ｊ弾性薄板については後述
する。

実施例の説明 以下に本発明の一実施例を第２図および第３図を参照し
て説明する。

第２図は本発明による圧ν（〔振動板を構成する弾性体
薄板、圧電磁器板、軽）ｉ弾性薄板を示す分解１閾であ
り、第３図は不発［すＪによる圧電振動板の側面図であ
る。

第２図（Ａ）の４は金属薄板の如き１円形弾性体薄板で
あり、その中央に円形の穴５およびこの穴より周辺部に
向って放射状に姑ひる複数のスリット６からなる開口が
設けである。第３図に示す如く上記円形弾性体薄板４の
上には第２図（１３）に示す従来から使用されている材
料からなる円形圧電磁器板７を貼り合せる。この円形圧
電磁器板７には表裏両面に電極８および９が設けられて
いることは勿論である（第３図４照）。

またこの円形圧電磁器板７および電極８および９（第２
図（Ｂ）には示してない）には第２図（Ａ）の円形弾性
体薄板４に設けた穴５およびスリット６からなる開口と
同一形状の穴１０およびスリット１１からなる開口を設
けておく。円形弾性体薄板４および円形圧電イｉＧ器板
７を貼り合せるに当ってはそれぞれの開口が一致するよ
うにする。次に本発明のこの実施例によれは、第２図（
Ｃ）に示す如き円形の軽着弾性薄板１２を第３図に示す
如く、円形弾性体薄板４の他側即ち円形圧電磁器板７と
は反対の側に貼り合せる。軽ｊｌ）弾性薄板１２は円形
弾性体薄板４および円形圧電磁器板７によって構成され
ているバイモルフ振動板の負荷となることな（開口部を
密封できるようにできる限り軽くかつ振動板の振動形態
に自在に追従できるような弾力性に富む材料から作るの
が好ましく、ゴムまたは発泡ポリエチレン等を使用する
とよい。

本発明の別の実施例として、本発明で使用する円形圧電
磁器板７の中央開口部は円形の穴１０のみでスリット１
１を設けなくてもよい。ただしこの場合変換効率がスリ
ット１１を設けた場合よりも少し低下する、しかし製造
上、即ち量産上スリット形成をしなくてすむために有利
である。

上記実施例では第３図に示す如く、軽量弾性薄板１２は
円形弾性体薄板４に貼付したか、別の例では円形圧電磁
器板７上に貼り合せてもよい。また別の実施例では円形
弾性体薄板４の代りに、円形圧電磁器板７と同じ円形圧
電磁器板を用い、円形圧電磁器板７を２枚重ねてバイモ
ルフ構造にしてもよい。

円形弾性体薄板４および円形圧電磁器板７の開口（円形
の穴または円形の穴およびスリット）はそれぞれ予め穴
開は加工した後貼り合せてもよいが、穴開は加工せずに
貼り合せ、積層状態にした後にレーザー加工等によって
穴開は加工してもよい。

発明の効果 本発明による圧電振動板はその外周部を支持固定するこ
とにより、片持梁構造のバイモルフ振動板が放射状に多
数個配置された構造になっていると共に軽量弾性薄板１
２によって気密に結合された構造としたことにより、第
１図に示した如き従来のバイモルフ構造の圧電振動板よ
り大なる振幅を得ることができると共に、全体が平面と
なっていることから撓み振動となるため音響変換効率も
非常に高くなる。本発明による圧電振動板は同一の外径
寸法を有する従来の圧電振動板と比較して約１．３〜１
．５倍の振動振幅を得ることができる。従って本発明に
よる圧電振動板は電気音響変換器に用いたとき音響変換
効率を非常に向上させる非常に実用性の高Ｑものである
０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧電振動板の平面図（Ａ）およＯ側面図
（Ｂ）であり、第２図は本発明による圧電振動板を構成
する弾性体薄板、圧電磁器板、軽量弾性薄板を示す分解
図であり、第３図は本発明による圧電振動板の一例の側
聞ヌ１である０４は円形弾性体薄板、５は穴、６はスリ
ット、７は円形圧電磁器板、８および９は電極、１０は
穴、１１はスリット、１２は軽量弾性薄板。 特許出願人　松下電器産業株式会社 〜　め５゛よ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　円形弾性体薄板または第一の円形圧電磁器板の中央
   に円形の穴および上記穴より周辺部に向って放射状に延
   びたＪｊ数のスリットからなる開口を設け、上記円形弾
   性体薄板または第一の円形圧電磁器板の一側に、第二の
   円形圧電磁器板を貼り合せ、上記第二の円形圧電磁器板
   に上記円形の穴と一致した円形の穴からなる開口を設け
   るか、あるいは上記円形の穴およびスリットと一致した
   円形の穴およびスリットからなる開口を設け、上記第、
   二の円形圧゛屯磁器板の他側または上記円形弾性体薄板
   または第一の円形圧電磁器板の他側に上記開口を密封す
   る軽１ドー弾性薄板を貼り合せたことを特徴とする電気
   音響変換器用圧ｆｊｉ振ｄｖＪ板。