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JP2003304594A - Treble speaker - Google Patents
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JP2003304594A - Treble speaker - Google Patents

Treble speaker

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JP2003304594A
JP2003304594A JP2002110167A JP2002110167A JP2003304594A JP 2003304594 A JP2003304594 A JP 2003304594A JP 2002110167 A JP2002110167 A JP 2002110167A JP 2002110167 A JP2002110167 A JP 2002110167A JP 2003304594 A JP2003304594 A JP 2003304594A
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JP
Japan
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diaphragm
piezoelectric element
flange
thin
attached
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002110167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Tamura
和明 田村
Shoji Tanaka
祥司 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002110167A priority Critical patent/JP2003304594A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tweeter capable of reproducing sound up to an ultrahigh frequency band with a high efficiency and having excellent sound pressure vs. frequency characteristics with less peak dips and excellent directivity. <P>SOLUTION: The tweeter is provided with: a piezoelectric element 1; a frame 2 with a thin flange 2a to fit the piezoelectric element 1 at an outer circumferential part; and a diaphragm 4. A relation of Ld≥Lp×0.4 holds, where Ld is the minor diameter of the diaphragm and Lp is the minor diameter of the moving part of the piezoelectric element. Since the fitting part of the diaphragm is not orthogonal in a vibration mode and the fitting part of the diaphragm exists around the peripheral part of the diaphragm, no vibration mode is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、100kHz付近
の超高音域まで再生する、高音用スピーカ(ツィータ、
スーパツィータ)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a treble speaker (a tweeter, which reproduces up to a super treble region near 100 kHz).
Super Tweeter).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、DVDオーディオやスーパオーデ
ィオCDのような高品位、超広帯域ソースに対応して、
100kHzに及ぶ超高音域までの再生がスピーカに求
められてきている。そして単品コンポーネントや小型ス
テレオを問わず、ローコストで超高域再生のできる高音
用スピーカの実現が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, high-definition, ultra-wideband sources such as DVD audio and super audio CD have been supported.
There has been a demand for a speaker to reproduce up to a super high frequency range up to 100 kHz. It is desired to realize a treble speaker capable of reproducing high frequency sound at low cost regardless of a single component or a small stereo.

【0003】ここで、高音用スピーカとしては振動板を
圧電素子で駆動するタイプのものが古くから考えられて
いる。ところが一般的に圧電素子を用いた高音用スピー
カは音圧周波数特性のピークディップが大きいばかりで
なく、超高音域まで十分な音圧レベルを得ることは容易
ではないことが知られている。
Here, as a high-frequency speaker, a type in which a diaphragm is driven by a piezoelectric element has been considered for a long time. However, it is generally known that a treble speaker using a piezoelectric element has not only a large peak dip in sound pressure frequency characteristics, but also it is not easy to obtain a sufficient sound pressure level up to an ultra-high range.

【0004】そこで、圧電素子を駆動源とする高音用ス
ピーカの周波数特性のピークディップを改善するために
提案された方法として、特開平9−215093号公報
に開示された技術がある。
Therefore, as a method proposed for improving the peak dip of the frequency characteristic of the high-pitched speaker using the piezoelectric element as a driving source, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-215093.

【0005】同公報の図3を用いて、上記技術について
説明する。2は円形の圧電素子であり、前記圧電素子2
はその全周辺部をフレーム3により支持されている。そ
して隣接して接合配置された2個の円筒状曲面からなる
振動板1は、その外辺部11bがフレーム3に取り付け
られるとともに、その取り付け部11aで圧電素子2の
中心線上に取り付けられている。振動板取り付け部11
aは、2個の曲面の接合辺である。
The above technique will be described with reference to FIG. 3 of the publication. 2 is a circular piezoelectric element, and the piezoelectric element 2
Is supported by the frame 3 on all its peripheral portions. The outer peripheral portion 11b of the diaphragm 1 composed of two cylindrical curved surfaces that are arranged adjacent to each other is attached to the frame 3 and is attached to the center line of the piezoelectric element 2 at the attaching portion 11a. . Vibration plate mounting part 11
a is a joining side of two curved surfaces.

【0006】このように構成することにより、振動板1
には圧電素子2の内周部から外周部までの振動が伝わる
ので、つまり圧電素子の特定の位置の振動だけが伝わる
ことがないので、音圧周波数特性のピークディップが低
減される。
With this structure, the diaphragm 1
Since the vibration from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the piezoelectric element 2 is transmitted to, that is, only the vibration of the piezoelectric element at a specific position is not transmitted, so that the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の構
成では、圧電素子2の中心線上に振動板1の取り付け部
11aがきているため、圧電素子2の振動モードが抑制
されてしまい、能率が低下してしまうという問題点があ
った。取り付け部11aは、2個の曲面の接合辺、つま
りくさび状断面の頂点の辺になっているので形状的に剛
性が高く、圧電素子2の振動モードの抑制がなおさら顕
著である。
However, in the above-mentioned conventional configuration, since the mounting portion 11a of the vibration plate 1 is located on the center line of the piezoelectric element 2, the vibration mode of the piezoelectric element 2 is suppressed and the efficiency is reduced. There was a problem that it did. Since the mounting portion 11a is the joint side of two curved surfaces, that is, the side of the apex of the wedge-shaped cross section, it has a high rigidity in terms of shape, and the suppression of the vibration mode of the piezoelectric element 2 is even more remarkable.

【0008】このため逆にある程度の能率を得ようとす
ると、上記理由から振動板1の材料に剛性の高いものを
用いることができないので、超高域までの振動伝達が困
難となり100kHz付近までの超高域再生ができない
という問題も生じる。
For this reason, if an attempt is made to obtain a certain degree of efficiency, it is not possible to use a material having a high rigidity as the material of the diaphragm 1 for the above reason, so that it is difficult to transmit the vibration to the ultrahigh frequency range and up to 100 kHz. There is also a problem that ultra high frequency reproduction is not possible.

【0009】また振動板1は複数個の曲面から構成され
ているため、各々の曲面から放射される音波どうしが干
渉を起こし、指向特性が劣化するといういう問題点もあ
った。
Further, since the diaphragm 1 is composed of a plurality of curved surfaces, there is a problem that the sound waves emitted from the curved surfaces interfere with each other and the directional characteristics deteriorate.

【0010】さらにまた振動板1は複数個の曲面から構
成されているため、製造や組立が煩雑でコストが高くな
るという問題点もあった。
Further, since the diaphragm 1 is composed of a plurality of curved surfaces, there is a problem that manufacturing and assembling are complicated and the cost is high.

【0011】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ローコストながら、高い能率で超高域まで再生がで
き、ピークディップの少ない優れた音圧周波数特性と優
れた指向特性をもつ、高音用スピーカを提供することを
目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. It is a low-cost, high-efficiency, highly efficient reproduction to the ultra-high range, and has high sound pressure frequency characteristics with few peak dips and excellent directional characteristics. The purpose is to provide a speaker for use.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の高音用スピーカは、圧電素子と、前記圧電素
子の外周部において前記圧電素子を取り付ける薄肉フラ
ンジをもつフレームと、正面形状が長径と短径を有し音
を放射する方向に凸状である振動板とを備え、前記圧電
素子の表面の非中心線上の位置、および、前記フレーム
の薄肉フランジに前記振動板の少なくとも長径方向の周
辺部両側を取り付けるとともに、Ld=前記振動板の短
径、Lp=前記圧電素子の可動部の短径とした時に、L
d≧Lp×0.4としたものである。
In order to achieve this object, a treble speaker according to the present invention has a piezoelectric element, a frame having a thin flange for mounting the piezoelectric element on an outer peripheral portion of the piezoelectric element, and a front shape. A vibrating plate having a major axis and a minor axis and having a convex shape in a sound radiating direction, a position on the non-centerline of the surface of the piezoelectric element, and a thin flange of the frame at least in the major axis direction of the vibrating plate When both sides of the peripheral part of are attached and Ld = short diameter of the vibration plate and Lp = short diameter of the movable portion of the piezoelectric element, L
d ≧ Lp × 0.4.

【0013】また、本発明の高音用スピーカは、フレー
ムの薄肉フランジ上に振動板固定部を備え、前記振動板
固定部に振動板を取り付けたものである。
The high frequency speaker of the present invention comprises a diaphragm fixing portion on a thin flange of the frame, and the diaphragm is attached to the diaphragm fixing portion.

【0014】また、本発明の高音用スピーカは、前面パ
ネルと、制振材を備え、フレームの振動板側に前記前面
パネルが取り付けられると共に、前記前面パネルとフレ
ームの薄肉フランジとの間に前記制振材が挟み込まれる
ように配置したものである。
Further, the high-frequency speaker of the present invention comprises a front panel and a damping material, the front panel is attached to the diaphragm side of the frame, and the front panel and the thin flange of the frame are provided between the front panel and the frame. It is arranged so that the damping material is sandwiched.

【0015】また、フレームの薄肉フランジの振動板の
取り付け部分より内側に、薄肉フランジの厚みより厚い
厚肉部を備え、前記厚肉部に振動板を取り付けたもので
ある。
Further, a thick portion thicker than the thickness of the thin flange is provided inside a portion of the thin flange of the frame where the diaphragm is attached, and the diaphragm is attached to the thick portion.

【0016】本発明によれば、ローコストながら、高い
能率で超高域まで再生ができ、ピークディップの少ない
優れた音圧周波数特性と優れた指向特性をもつ、高音用
スピーカを実現できる。
According to the present invention, it is possible to realize a high-frequency speaker capable of reproducing in a very high frequency range with high efficiency at low cost and having excellent sound pressure frequency characteristics with few peak dips and excellent directional characteristics.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のスピーカは、金属基板に
結合した圧電体からなる圧電素子と、前記圧電素子の外
周部において前記圧電素子を取り付ける薄肉フランジを
もつフレームと、正面形状が長径と短径を有し音を放射
する方向に凸状である振動板とを備え、前記圧電素子の
表面の非中心線上の位置、および、前記フレームの薄肉
フランジに前記振動板の少なくとも長径方向の周辺部両
側を取り付けるとともに、Ld=前記振動板の短径、L
p=前記圧電素子の可動部の短径とした時に、Ld≧L
p×0.4とするように構成したものであり、ローコス
トながら、高い能率で超高域まで再生ができ、ピークデ
ィップの少ない優れた音圧周波数特性と優れた指向特性
をもつ高音用スピーカを実現できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A speaker according to the present invention comprises a piezoelectric element composed of a piezoelectric material bonded to a metal substrate, a frame having a thin flange for mounting the piezoelectric element on an outer peripheral portion of the piezoelectric element, and a front shape having a long diameter. A vibrating plate having a short diameter and being convex in the direction of radiating sound; a position on the non-center line of the surface of the piezoelectric element; With both sides attached, Ld = short diameter of the diaphragm, L
p = Ld ≧ L where p is the short diameter of the movable portion of the piezoelectric element
It has a structure of p × 0.4, and it is a low-cost, high-efficiency speaker capable of reproducing up to the ultra-high range, with excellent sound pressure frequency characteristics with few peak dips and excellent directional characteristics. realizable.

【0018】また、本発明のスピーカは、薄肉フランジ
上の振動板取り付け部側に突出した振動板固定部を少な
くとも1つ以上備え、前記振動板固定部に振動板を取り
付けて構成されたものであり、一層ピークディップの少
ない優れた音圧周波数特性を実現できると共に、製造工
程における振動板取り付けの際の作業性を向上させるこ
とができる。
Further, the speaker of the present invention comprises at least one diaphragm fixing portion projecting to the diaphragm mounting portion side on the thin flange, and the diaphragm is attached to the diaphragm fixing portion. Thus, excellent sound pressure frequency characteristics with less peak dip can be realized, and workability at the time of attaching the diaphragm in the manufacturing process can be improved.

【0019】また、本発明のスピーカは、前面パネル
と、制振材を備え、フレームの振動板側に前記前面パネ
ルが取り付けられると共に、前記前面パネルとフレーム
の薄肉フランジとの間に前記制振材が挟み込まれるよう
に構成されたものであり、一層ピークディップの少ない
優れた音圧周波数特性を実現できると共に、前面パネル
が振動板の保護ガイドになり、振動板前面から振動板に
触れることが困難になり、その結果振動板の破壊を防止
することができる。
Further, the speaker of the present invention comprises a front panel and a damping material, the front panel is attached to the diaphragm side of the frame, and the damping material is provided between the front panel and the thin flange of the frame. Since the material is sandwiched, excellent sound pressure frequency characteristics with less peak dip can be realized, and the front panel serves as a vibration guide guide for the diaphragm so that the diaphragm can be touched from the front. This makes it difficult to prevent the diaphragm from being broken.

【0020】また、本発明のスピーカは、フレームの薄
肉フランジの振動板の取り付け部分より内側に、薄肉フ
ランジの厚みより厚い厚肉部を備え、前記厚肉部に振動
板が取り付けられて構成されたものであり、一層ピーク
ディップの少ない優れた音圧周波数特性を実現できると
共に、厚肉部が振動板取り付けの際のガイドになり、そ
の結果、製造工程における振動板取り付けの際の作業性
を向上させることができる。
Further, the speaker of the present invention is configured such that a thick portion thicker than the thickness of the thin flange is provided inside a portion of the thin flange of the frame where the diaphragm is attached, and the diaphragm is attached to the thick portion. It is possible to realize excellent sound pressure frequency characteristics with even less peak dip, and the thick part serves as a guide when mounting the diaphragm, resulting in workability when mounting the diaphragm in the manufacturing process. Can be improved.

【0021】以下、本発明の高音用スピーカを具体的な
実施の形態に基づいて説明する。
The high frequency speaker of the present invention will be described below based on specific embodiments.

【0022】(実施の形態1)本発明の実施の形態1の
高音用スピーカの構成を図1に示す。図1において、1
は圧電素子であり、円形の金属製の基板1bの片面に薄
い円盤状の圧電体1aが結合されている。つまり圧電素
子1はモノモルフ型である。2はその内側に薄肉フラン
ジ2aをもつ一体成形されたフレームであり、圧電素子
1の外周部が薄肉フランジ2aに取り付けられている。
ここで、圧電素子1の表面と薄肉フランジ2aの表面に
は段差はなく、同一高さ(面一)である。4は略半円筒形
の振動板であり、その長径方向の周辺部両側が、圧電素
子1及び、薄肉フランジ2a表面に取り付けられてい
る。3は前面パネルであり、フレーム2の振動板が固定
されている側に取り付けられている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of a treble speaker according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1
Is a piezoelectric element, and a thin disk-shaped piezoelectric body 1a is bonded to one surface of a circular metal substrate 1b. That is, the piezoelectric element 1 is a monomorph type. Reference numeral 2 denotes an integrally molded frame having a thin flange 2a inside thereof, and the outer peripheral portion of the piezoelectric element 1 is attached to the thin flange 2a.
Here, there is no step on the surface of the piezoelectric element 1 and the surface of the thin flange 2a, and they have the same height (flush). Reference numeral 4 is a substantially semi-cylindrical diaphragm, and both sides of the peripheral portion in the major axis direction are attached to the piezoelectric element 1 and the surface of the thin flange 2a. Reference numeral 3 denotes a front panel, which is attached to the side of the frame 2 to which the diaphragm is fixed.

【0023】次に、この高音用スピーカの構成部品の材
質や寸法などについて具体的に説明する。圧電素子1の
外径は22.5mmである。基板1bの材質は錫メッキ
された鉄であり、直径は22.5mm、厚みは0.2m
mである。圧電体1aの材質はセラミックであり、直径
は15mm、厚みは0.2mmである。これが薄肉フラ
ンジの長辺方向に対して縦方向に2個配列されている。
お互いの圧電素子の中心部の距離は24mmである。こ
のような構成とすることで、横幅を狭くしながら振動面
積を確保している。各々の圧電素子2は電気的に並列接
続されている。
Next, the materials and dimensions of the components of this high-pitched speaker will be specifically described. The outer diameter of the piezoelectric element 1 is 22.5 mm. The substrate 1b is made of tin-plated iron, has a diameter of 22.5 mm and a thickness of 0.2 m.
m. The material of the piezoelectric body 1a is ceramic, and the diameter is 15 mm and the thickness is 0.2 mm. Two of these are arranged in the longitudinal direction with respect to the long side direction of the thin flange.
The distance between the centers of the piezoelectric elements is 24 mm. With such a configuration, the vibration area is secured while narrowing the lateral width. Each piezoelectric element 2 is electrically connected in parallel.

【0024】フレーム2、及び、薄肉フランジ2aの材
質はABS樹脂であり、薄肉フランジ部分最外周部、つ
まり、フレームとの接合部の長辺の長さは52mm、短
辺の長さは28mmである。また、厚みは、0.7mm
である。フレーム部分の外周の長辺は70mm、短辺は
50mmで、厚みは5mmである。この薄肉フランジ2
a部分に圧電素子1を直径20mmより外側全周を取り
付け、ゴム系接着剤で固定支持している。また、圧電素
子1の表面と薄肉フランジ2aの表面には段差はなく、
同一高さ(面一)である。
The material of the frame 2 and the thin-walled flange 2a is ABS resin, and the outermost peripheral portion of the thin-walled flange portion, that is, the joint with the frame has a long side length of 52 mm and a short side length of 28 mm. is there. The thickness is 0.7 mm
Is. The outer periphery of the frame portion has a long side of 70 mm, a short side of 50 mm, and a thickness of 5 mm. This thin flange 2
The piezoelectric element 1 is attached to the portion a over the entire circumference outside the diameter of 20 mm, and is fixedly supported by a rubber adhesive. Further, there is no step between the surface of the piezoelectric element 1 and the surface of the thin flange 2a,
It is the same height (flush).

【0025】振動板4の正面形状は、長径が42mm、
短径が18mm、中央部の高さが5mmの略半円筒形状
である。 振動板4の材質は厚み0.05mmのポリイ
ミドフィルムを2500゜C前後の高温熱処理して得ら
れるグラファイトフィルムである。そして振動板4は両
方の圧電素子1、及び、薄肉フランジ2aの表面に、エ
ポキシ系接着剤で取り付けられている。
The front shape of the diaphragm 4 has a major axis of 42 mm,
The semi-cylindrical shape has a short diameter of 18 mm and a central height of 5 mm. The material of the vibrating plate 4 is a graphite film obtained by subjecting a polyimide film having a thickness of 0.05 mm to a high temperature heat treatment at about 2500 ° C. The diaphragm 4 is attached to the surfaces of both the piezoelectric elements 1 and the thin flange 2a with an epoxy adhesive.

【0026】前面パネル3の材質はABS樹脂であり、
外周の長辺は70mm、短辺の長さは50mmで、厚み
は2mmである。前面パネルの内周は振動板に接するこ
となく、フレーム2にゴム系接着剤で取り付けられてい
る。
The material of the front panel 3 is ABS resin,
The long side of the outer circumference is 70 mm, the short side has a length of 50 mm, and the thickness is 2 mm. The inner periphery of the front panel is attached to the frame 2 with a rubber adhesive without contacting the diaphragm.

【0027】以下、このように構成された本発明の実施
の形態1の高音用スピーカの作用について説明する。
The operation of the high-pitched loudspeaker according to the first embodiment of the present invention thus configured will be described below.

【0028】まず図2に、周辺固定された円板、言い換
えれば圧電素子の可動部の振動モードを示す。これは音
響振動学ではよく知られているが、図2において(a)
は第1モード(基本周波数モード)、(b)は第2次節
円モード、(c)は第3次節円モード、(d)は第4次
節円モードである。各々上側の図は板を正面から見たも
ので、ハッチングをした部分はそうでない部分と逆方向
に変位していることを表している。また各々下側の図は
板の断面の変位の様子を表している。
First, FIG. 2 shows a vibration mode of a circularly fixed disk, in other words, a movable portion of a piezoelectric element. This is well known in acoustic vibrations, but in Fig. 2 (a)
Is a first mode (fundamental frequency mode), (b) is a second-order nodal circle mode, (c) is a third-order nodal circle mode, and (d) is a fourth-order nodal circle mode. Each of the figures on the upper side shows the plate viewed from the front, and shows that the hatched portion is displaced in the opposite direction to the other portion. In addition, each of the figures on the lower side shows how the cross section of the plate is displaced.

【0029】図3は、これに対し、従来の技術、つま
り、前述の特開平9−215093号公報記載の高音用
スピーカにおける圧電素子の可動部の振動モードと、圧
電素子の表面上の振動板の取り付け部11aとの位置関
係を示したものである。図3に示すようにすべての振動
モードで、取り付け部11aは振動モード節円と直交し
ているので、節円振動モードが抑制されている。つま
り、円板の中心に梁を付けたために円板が拘束され、振
動しにくくなっている。
On the other hand, FIG. 3 shows a conventional technique, that is, the vibration mode of the movable portion of the piezoelectric element in the high-tone speaker disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-215093 and the vibration plate on the surface of the piezoelectric element. 3 shows the positional relationship between the mounting portion 11a and the mounting portion 11a. As shown in FIG. 3, in all vibration modes, since the mounting portion 11a is orthogonal to the vibration mode node circle, the node circle vibration mode is suppressed. That is, since the beam is attached to the center of the disc, the disc is constrained and is less likely to vibrate.

【0030】図4は本実施の形態の高音用スピーカの作
用を示した振動モード図である。4aは振動板の取り付
け部である。この図から明らかなように振動板取り付け
部4aは、振動モード節円に対して直交することがな
く、節円に沿うような位置関係となっている。このため
振動モードが抑制されることがない。また振動板取り付
け部4aは振動板4の周辺部であり、従来の技術で説明
した場合のような剛性の高い辺ではないので、なおさら
振動モードが抑制されることがない。従って圧電素子1
への振動板4の取り付けによって振動モードの抑制が生
じることがないので、高い能率が得られる。
FIG. 4 is a vibration mode diagram showing the operation of the high-pitched speaker of this embodiment. Reference numeral 4a is a diaphragm mounting portion. As is apparent from this figure, the diaphragm mounting portion 4a is not orthogonal to the vibration mode node circle, but has a positional relationship along the node circle. Therefore, the vibration mode is not suppressed. Further, since the diaphragm mounting portion 4a is a peripheral portion of the diaphragm 4 and is not a side having high rigidity as described in the conventional technique, the vibration mode is not further suppressed. Therefore, the piezoelectric element 1
Since the vibration mode is not suppressed by attaching the diaphragm 4 to the, high efficiency can be obtained.

【0031】また以上の理由で振動板4の材質には剛性
の高いものを使用することができるので、および振動伝
達される部位がネック部に集中しているコーン型などの
振動板と違って、周辺部の広い部分から振動伝達がされ
るので、超高域まで再生ができる。
For the above reasons, since the diaphragm 4 can be made of a material having a high rigidity, and unlike a diaphragm of a cone type or the like in which the portion for transmitting the vibration is concentrated in the neck portion. Since the vibration is transmitted from the wide part of the peripheral part, it is possible to reproduce up to the super high range.

【0032】また振動板取り付け部4aは、圧電素子1
の中心点からの半径距離が一定とならないような形で圧
電素子1の広い範囲に渡っており、取り付け位置が特定
の点や中心軸対称の円などとならないので、振動板4に
は圧電素子1の各種振動モードが均一に伝達され、ピー
クディップの少ない優れた音圧周波数特性が得られる。
Further, the vibrating plate mounting portion 4a is the piezoelectric element 1
Since the radial distance from the center point of the piezoelectric element 1 does not become constant over a wide range of the piezoelectric element 1 and the mounting position does not become a specific point or a circle symmetric about the central axis, the vibration plate 4 has a piezoelectric element. Various vibration modes No. 1 are uniformly transmitted, and excellent sound pressure frequency characteristics with less peak dip can be obtained.

【0033】特に圧電素子の形状が本実施の形態のよう
に円形の場合には、振動板取り付け部が節円モードの節
と腹の両方を包含するように位置関係になるため、圧電
素子の固有振動モード、つまり共振周波数においても音
圧周波数特性のピークディップが一層軽減される。また
円形の圧電素子には汎用品が多いので、コスト的にも有
利である。
Particularly when the shape of the piezoelectric element is circular as in the present embodiment, the vibrating plate mounting portion has a positional relationship so as to include both the node and the antinode of the node mode, so that the piezoelectric element is unique. Even in the vibration mode, that is, the resonance frequency, the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is further reduced. In addition, since many circular piezoelectric elements are general-purpose products, it is advantageous in terms of cost.

【0034】さらに、本実施の形態では、圧電素子1の
外周部は厚みが薄いため剛性が低い薄肉フランジ2aに
取り付けられている。従って、圧電素子をフレーム2に
直接取り付けた場合よりも、圧電素子の周辺拘束インピ
ーダンスが低く、周辺拘束インピーダンスが高くなると
発生し難くなる非軸対称モードなどの振動モードの発生
し易い状態になっている。その結果、非常に多くの振動
モードが発生し、特定周波数での共振集中がなお一層緩
和され、さらに音圧周波数特性のピークディップが軽減
される。
Further, in the present embodiment, the outer peripheral portion of the piezoelectric element 1 is attached to the thin flange 2a having low rigidity because the outer peripheral portion is thin. Therefore, as compared with the case where the piezoelectric element is directly attached to the frame 2, the peripheral constraint impedance of the piezoelectric element is low, and when the peripheral constraint impedance is high, a vibration mode such as a non-axisymmetric mode that is less likely to occur is more likely to occur. There is. As a result, a large number of vibration modes are generated, the resonance concentration at the specific frequency is further alleviated, and the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is further alleviated.

【0035】図5は本実施の形態による高音用スピーカ
と、その振動板を従来の技術による振動板に置き換え、
さらに、薄肉フランジをなくし、圧電素子をフレームに
直接取り付けた比較例の音圧周波数特性を示す。
FIG. 5 shows a loudspeaker according to the present embodiment and its diaphragm replaced with a diaphragm according to a conventional technique.
Furthermore, a sound pressure frequency characteristic of a comparative example in which the thin flange is eliminated and the piezoelectric element is directly attached to the frame is shown.

【0036】図5において、実線Aは本実施の形態1に
よる高音用スピーカの音圧周波数特性を示し、点線Bは
比較例の音圧周波数特性を示す。この比較例の高音用ス
ピーカでは、従来の技術で示した隣接して並置接合され
た2個の半円筒状曲面の振動板を用い、その外辺部をフ
レームに取り付けると共に、2個の半円筒状曲面の間の
接合部を圧電素子の中心線上に取り付けている。比較例
の振動板の材質はアルミニウムであり、外形は長辺が4
2mm、短辺が22.5mmであり、また、厚さ0.0
2mmである。
In FIG. 5, the solid line A shows the sound pressure frequency characteristics of the high frequency speaker according to the first embodiment, and the dotted line B shows the sound pressure frequency characteristics of the comparative example. In the treble loudspeaker of this comparative example, two semi-cylindrical curved surface diaphragms that are adjacent and juxtaposed to each other as shown in the prior art are used. The joint between the curved surfaces is attached on the center line of the piezoelectric element. The material of the diaphragm of the comparative example is aluminum, and the outer shape has 4 long sides.
2 mm, the short side is 22.5 mm, and the thickness is 0.0
It is 2 mm.

【0037】図5から明らかなように、本実施の形態に
よる高音用スピーカは、比較例のものに比べ100kH
zを越える超高域まで、遙かに高い音圧レベルが得ら
れ、高い能率で再生できることが分かる。さらに、低域
の再生帯域も広くなっている。
As is apparent from FIG. 5, the treble speaker according to the present embodiment has a frequency of 100 kHz compared to the comparative example.
It can be seen that a much higher sound pressure level can be obtained up to a super high range exceeding z, and that reproduction can be performed with high efficiency. In addition, the low frequency band is widened.

【0038】また、比較例のものは、振動板が複数個の
曲面から構成されているため、各々の曲面から放射され
る音波どうしが干渉を起こし、指向特性が劣化するが、
本実施の形態による高音用スピーカでは、振動板の曲面
は1つであり、良好な指向特性が得られる。
Further, in the comparative example, since the vibrating plate is composed of a plurality of curved surfaces, sound waves emitted from the curved surfaces interfere with each other and the directional characteristic deteriorates.
In the treble speaker according to the present embodiment, the diaphragm has one curved surface, and good directional characteristics can be obtained.

【0039】ここで、図5の音圧周波数特性は、2.4
5Vを印加した時のスピーカから測定距離1m離れた点
での特性に相当するものを示しているが、圧電素子1の
インピーダンスは非常に高いので、実用上はさらに能率
を高くすることができる。例えば、本実施の形態の高音
用スピーカを、一般的な動電型スピーカと同様に最低イ
ンピーダンスを数Ωに揃えるようにしながら、昇圧トラ
ンスを用いて駆動した場合、約88dBの出力音圧レベ
ルを得ることができた。つまり、能率の高いスピーカシ
ステムにもマッチするスーパーツィータを実現すること
ができる。
Here, the sound pressure frequency characteristic of FIG. 5 is 2.4.
A characteristic corresponding to the characteristic at a distance of 1 m from the speaker when 5 V is applied is shown, but since the impedance of the piezoelectric element 1 is very high, the efficiency can be further increased in practical use. For example, when the high-frequency speaker of the present embodiment is driven by using a step-up transformer while adjusting the minimum impedance to several Ω as in a general electrodynamic speaker, an output sound pressure level of about 88 dB is obtained. I was able to get it. That is, it is possible to realize a super tweeter that matches a highly efficient speaker system.

【0040】従って、以上説明したように本実施の形態
によれば、ローコストながら、高い能率で超高域まで再
生ができ、ピークディップの少ない優れた音圧周波数特
性と優れた指向特性をもつ、高音用スピーカを実現でき
る。
Therefore, as described above, according to the present embodiment, it is possible to reproduce up to an ultra high frequency band with high efficiency at a low cost and to have an excellent sound pressure frequency characteristic with few peak dips and an excellent directional characteristic. A treble speaker can be realized.

【0041】ところで本実施の形態では、振動板4の短
径つまり取り付け部幅を18mm、圧電素子1の外径を
22.5mmとしたが、取り付け部幅に当たる振動板の
短径をもっと小さくしても構わない。しかし振動板の短
径が小さくなりすぎると圧電素子の中心付近が拘束され
る傾向があるので、圧電素子の可動部の径に対する振動
板の短径の比率をあまり小さくするのは好ましくない。
By the way, in the present embodiment, the short diameter of the vibrating plate 4, that is, the mounting portion width is 18 mm and the outer diameter of the piezoelectric element 1 is 22.5 mm, but the shorter diameter of the vibrating plate corresponding to the mounting portion width is made smaller. It doesn't matter. However, if the minor axis of the diaphragm becomes too small, the vicinity of the center of the piezoelectric element tends to be constrained, so it is not preferable to make the ratio of the minor axis of the diaphragm to the diameter of the movable portion of the piezoelectric element too small.

【0042】振動板の正面投影面積を揃えながら振動板
の短径を小さくしていくと、Ld=振動板の短径、Lp
=圧電素子の可動部の径とした時、LdがLpの0.4
倍未満になると、本実施の形態の場合と比較して能率が
3dB程度低くなった。本発明の特長の一つである高い
能率を確保するためには、LdがLpの0.4倍以上で
あることが望ましい。この関係は、圧電素子や振動板が
その他の形状であっても同様であった。
When the minor axis of the diaphragm is reduced while the front projected area of the diaphragm is made uniform, Ld = minor axis of the diaphragm, Lp
= Ld is 0.4 of Lp when the diameter of the movable portion of the piezoelectric element is set.
When it is less than twice, the efficiency is lowered by about 3 dB as compared with the case of the present embodiment. In order to secure high efficiency, which is one of the features of the present invention, Ld is preferably 0.4 times or more of Lp. This relationship was the same even if the piezoelectric element and the diaphragm had other shapes.

【0043】なお本実施の形態では圧電素子1を2個使
用しているが、1個使用場合においても類似の効果が得
られることは言うまでもないことである。
Although two piezoelectric elements 1 are used in the present embodiment, it goes without saying that similar effects can be obtained even when one piezoelectric element is used.

【0044】また本実施の形態では薄肉フランジ2a
が、圧電素子1の外周部を接着剤で支持固定したが、弾
性体を挟んで支持する、また全周固定ではなく一部分は
自由にする、支持固定する部分つまり貼りしろを非軸対
称形にするなど、様々な支持方法が可能である。これら
のような支持を行うと、節円振動モードの共振のQが下
がったり、節円振動モードが非軸対称形になるなどし
て、音圧周波数特性のピークディップが軽減される。
Further, in this embodiment, the thin flange 2a
However, the outer peripheral portion of the piezoelectric element 1 was supported and fixed by an adhesive, but the piezoelectric element 1 was supported by sandwiching the elastic body, and the whole portion was not fixed, but the part was free. Various support methods are possible, such as When such support is performed, the Q of resonance of the nodal circle vibration mode is lowered, the nodal circle vibration mode becomes non-axisymmetrical, and the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is reduced.

【0045】また薄肉フランジ2aが圧電素子1の中心
部を支持し、圧電素子1の周辺部は自由であるような支
持方法も考えられる。この場合には図2で説明した振動
モードと逆のモード、つまり中心部が振動の節になり周
辺部の振幅が大きくなるような振動モードになる。しか
しこのような場合においても、従来の技術で説明した高
音用スピーカでは振動モードが抑制されてしまうのに対
して、本実施の形態では振動モードの抑制が起こらない
という作用は同様である。
A supporting method in which the thin flange 2a supports the central portion of the piezoelectric element 1 and the peripheral portion of the piezoelectric element 1 is free is also conceivable. In this case, the vibration mode is the opposite of the vibration mode described with reference to FIG. 2, that is, the vibration mode is such that the central portion serves as a vibration node and the peripheral portion has a large amplitude. However, even in such a case, the vibration mode is suppressed in the high-tone speaker described in the related art, whereas the vibration mode is not suppressed in the present embodiment.

【0046】また圧電素子1の中央部に弾性体を貼り付
けたり、中央部を弾性体を介して薄肉フランジ2aで支
持することも考えられる。このようにすると振動モード
の共振のQが下がったり、中心が節となる振動モードが
励起されたりして、音圧周波数特性のピークディップが
軽減される。
It is also conceivable to attach an elastic body to the central portion of the piezoelectric element 1 or to support the central portion with the thin flange 2a via the elastic body. By doing so, the Q of the resonance of the vibration mode is lowered, or the vibration mode having the node at the center is excited, so that the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is reduced.

【0047】また本実施の形態では振動板4を圧電素子
1の金属基板1bの側に取り付けたが、取り付け面を圧
電体1aの側にすることも可能である。また本実施の形
態では圧電素子1はモノモルフ型であったが、バイモル
フ型としてもよい。
Further, although the vibrating plate 4 is attached to the side of the metal substrate 1b of the piezoelectric element 1 in this embodiment, the attaching surface may be on the side of the piezoelectric body 1a. Further, although the piezoelectric element 1 is a monomorph type in the present embodiment, it may be a bimorph type.

【0048】さらに本実施の形態では振動板4の材質を
グラファイトフィルムとしたが、言うまでもなく様々な
材質が可能である。例えばその他金属、樹脂、紙、グラ
ファイト鱗片と樹脂とのコンポジット、樹脂含浸した布
などである。
Further, although the vibrating plate 4 is made of a graphite film in the present embodiment, it goes without saying that various materials can be used. For example, other materials such as metal, resin, paper, composite of graphite scale and resin, cloth impregnated with resin, and the like.

【0049】その他、本発明は上記説明した例に限定さ
れるものでないことは言うまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the examples described above.

【0050】(実施の形態2)次に本発明の実施の形態
2の高音用スピーカの構成について、図6により説明を
する。図6は圧電素子1が2個固定された薄肉フランジ
2aを持つフレーム2の前面図及び長辺方向のセンター
位置での断面図である。基本構成は実施の形態1と同様
であるが、本実施の形態では薄肉フランジ上に断面がア
ーチ形状である振動板固定部2bを備えている点が実施
の形態1と異なる。
(Embodiment 2) Next, the configuration of a high-pitched speaker according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a front view of a frame 2 having a thin flange 2a to which two piezoelectric elements 1 are fixed and a cross-sectional view at a center position in the long side direction. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, but this embodiment differs from the first embodiment in that the diaphragm fixing portion 2b having an arch-shaped cross section is provided on the thin flange.

【0051】次に、この高音用スピーカの構成部品の材
質や寸法などについて具体的に説明する。振動板固定部
2bの材質はABS樹脂で、幅2mm、肉厚1mmであ
り、薄肉フランジ表面からの高さ5mmである。アーチ
断面曲率は振動板の断面曲率と同じである。また、薄肉
フランジ長辺方向のセンター位置に1個と、このセンタ
ー位置から長辺方向にそれぞれ21mm位置に2個配置
されている。また、薄肉フランジ2aと振動板固定部2
bとは一体成形である。
Next, the materials and dimensions of the components of this high-pitched speaker will be specifically described. The material of the diaphragm fixing portion 2b is ABS resin, the width is 2 mm, the wall thickness is 1 mm, and the height from the surface of the thin flange is 5 mm. The arch section curvature is the same as the section curvature of the diaphragm. Further, one thin flange is arranged at the center position in the long side direction, and two thin flanges are arranged at 21 mm positions from the center position in the long side direction. Also, the thin flange 2a and the diaphragm fixing portion 2
b is integral molding.

【0052】この振動板固定部には実施の形態1で説明
したものと同様の振動板がゴム系接着剤により取り付け
られている。また、フレーム2の前面には、同じく実施
の形態1で説明したものと同様の前面パネルが配置され
ている。
A diaphragm similar to that described in the first embodiment is attached to the diaphragm fixing portion with a rubber adhesive. Further, on the front surface of the frame 2, a front panel similar to that described in the first embodiment is arranged.

【0053】このように構成された本実施の形態の高音
用スピーカの基本的な作用、効果は、実施の形態1で説
明したものと同様である。
The basic operation and effect of the high-pitched sound speaker of the present embodiment configured as described above are similar to those described in the first embodiment.

【0054】そして本実施の形態では実施の形態1の効
果に加えて、振動板を部分的に拘束することにより、振
動板の特定周波数の振動モードをさらに細分化させ、音
圧周波数特性のピークディップを更に低減することがで
きる。
In addition to the effect of the first embodiment, in this embodiment, the vibration mode of a specific frequency of the diaphragm is further subdivided by partially constraining the diaphragm, and the peak of the sound pressure frequency characteristic is obtained. The dip can be further reduced.

【0055】図7は本実施の形態による高音用スピーカ
と、実施の形態1の説明で用いた比較例の高音用スピー
カの音圧周波数特性を示す。図7において、実線Cは本
実施の形態による高音用スピーカの音圧周波数特性を示
し、点線Bは比較例の音圧周波数特性を示す。
FIG. 7 shows the sound pressure frequency characteristics of the high frequency speaker according to the present embodiment and the high frequency speaker of the comparative example used in the description of the first embodiment. In FIG. 7, a solid line C shows the sound pressure frequency characteristics of the high-pitched speaker according to the present embodiment, and a dotted line B shows the sound pressure frequency characteristics of the comparative example.

【0056】図7から明らかなように、本実施の形態に
よる高音用スピーカは、比較例のものに比べ100kH
zを越える超高域まで、遙かに高い音圧レベルが得ら
れ、高い能率で再生できることが分かる。さらに、実施
の形態1に比べて、20kHz付近のピークディップが
低減されていることが分かる。これは、振動板固定部に
よって、振動板の振動モードが更に細分化され、振動モ
ードの数が増えた効果によるものである。
As is apparent from FIG. 7, the treble speaker according to the present embodiment is 100 kHz higher than that of the comparative example.
It can be seen that a much higher sound pressure level can be obtained up to a super high range exceeding z, and that reproduction can be performed with high efficiency. Further, it can be seen that the peak dip near 20 kHz is reduced as compared with the first embodiment. This is due to the effect that the vibration mode of the diaphragm is further subdivided by the diaphragm fixing portion and the number of vibration modes is increased.

【0057】また、製造工程において、振動板固定部が
振動板を薄肉フランジに固定する際のガイドになり、作
業性が大幅に向上するという効果も得られる。
Further, in the manufacturing process, the diaphragm fixing portion serves as a guide for fixing the diaphragm to the thin flange, and the workability is greatly improved.

【0058】なお本実施の形態では、振動板固定部の断
面はアーチ形状であるが、振動板固定部上の振動板取り
付け部と薄肉フランジとの間に空間がない略半円形状で
あっても同様の効果が得られることは言うまでもないこ
とである。さらに、振動板固定部は薄肉フランジと一体
成形でなく、かつ、その材質はABS樹脂に限らず、金
属など他の材料でも同様の効果が得られることは言うま
でもないことである。例えば、ゴムなどの高い制振効果
をもつ材質にすることで、さらにピークディップを低減
することが可能になると考えられる。
In the present embodiment, the cross section of the diaphragm fixing portion has an arch shape, but it has a substantially semicircular shape in which there is no space between the diaphragm mounting portion on the diaphragm fixing portion and the thin flange. It goes without saying that the same effect can be obtained. Further, it goes without saying that the diaphragm fixing portion is not integrally formed with the thin flange, and the material is not limited to ABS resin, and the same effect can be obtained by using other material such as metal. For example, it is considered that it is possible to further reduce the peak dip by using a material having a high vibration damping effect such as rubber.

【0059】その他、本発明は上記説明した例に限定さ
れるものでないことは、言うまでもない。
In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the examples described above.

【0060】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3の高音用スピーカの構成について、図8により説明を
する。図8は実施の形態による高音用スピーカの外観及
び断面を示した図である。基本構成は実施の形態1に示
した高音用スピーカと同様であるが、前面パネル31形
状、及び、制振材5が配置されている点が異なる。つま
り、前面パネル31はその中央の開口部にガイド部31
aをもち、かつ、前面パネルと薄肉フランジの対向部分
のうち長辺部分には制振材が挟みこまれている点が異な
る。
(Third Embodiment) Next, the configuration of a high frequency speaker according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing an appearance and a cross section of the high-pitched sound speaker according to the embodiment. The basic configuration is similar to that of the high-pitched speaker shown in the first embodiment, except that the shape of the front panel 31 and the damping material 5 are arranged. That is, the front panel 31 has the guide portion 31 in the central opening.
It is different in that it has a, and a damping material is sandwiched between the long side portions of the facing portions of the front panel and the thin flange.

【0061】次に、この高音用スピーカの前面パネル、
制振材の材質や寸法などについて具体的に説明する。前
面パネルの開口部の長辺の長さは44mmであり、短辺
の長さは14mmである。さらに、その開口部の短辺方
向のセンター位に、振動板に接することなく前面パネル
ガイド部31aが配置されている。このガイド部31a
の材質はABS樹脂であり、前面パネル31と一体成形
されている。ガイド部31aは略三角柱形状であり、最
厚部分の厚みは1mmで、また、最大幅は2mmであ
る。
Next, the front panel of this treble speaker,
The material and dimensions of the damping material will be specifically described. The length of the long side of the opening of the front panel is 44 mm and the length of the short side is 14 mm. Further, the front panel guide portion 31a is arranged at the center of the opening in the short side direction without contacting the diaphragm. This guide portion 31a
Is made of ABS resin and is integrally molded with the front panel 31. The guide portion 31a has a substantially triangular prism shape, the thickest portion has a thickness of 1 mm, and the maximum width is 2 mm.

【0062】さらに、薄肉フランジと前面パネルの対向
部分の間隔は1mmであり、この部分に制振材が挟みこ
まれている。ここで、制振材は発泡ウレタンシートであ
り、挟み込む前、つまり、材料に状態ではは厚み2mm
であるが、薄肉フランジ2aと前面パネル31により挟
み込まれて、1mmに圧縮されている。
Further, the interval between the thin flange and the facing portion of the front panel is 1 mm, and the damping material is sandwiched in this portion. Here, the damping material is a urethane foam sheet, and the thickness is 2 mm before being sandwiched, that is, in the state of the material.
However, it is sandwiched between the thin flange 2a and the front panel 31 and compressed to 1 mm.

【0063】このように構成された本実施の形態の高音
用スピーカの基本的な作用、効果は、実施の形態1で説
明したものと同様である。
The basic operation and effect of the high-pitched sound speaker of the present embodiment having such a configuration are the same as those described in the first embodiment.

【0064】そして本実施の形態では実施の形態1の効
果に加えて、薄肉フランジを前面パネルが制振材を介し
て押さえ込んでいるので、薄肉フランジの振動が制振さ
れ、ピークディップがダンプされ、音圧周波数特性のピ
ークディップを更に低減することができる。
In addition to the effect of the first embodiment, in this embodiment, since the front panel presses the thin flange through the damping material, the vibration of the thin flange is damped and the peak dip is dumped. The peak dip in the sound pressure frequency characteristic can be further reduced.

【0065】図9は本実施の形態による高音用スピーカ
と、実施の形態1の説明で用いた比較例の高音用スピー
カの音圧周波数特性を示す。図9において、実線Dは本
実施の形態による高音用スピーカの音圧周波数特性を示
し、点線Bは比較例の音圧周波数特性を示す。
FIG. 9 shows the sound pressure frequency characteristics of the high-pitched loudspeaker according to the present embodiment and the high-pitched loudspeaker of the comparative example used in the description of the first embodiment. In FIG. 9, a solid line D shows the sound pressure frequency characteristics of the high-pitched speaker according to the present embodiment, and a dotted line B shows the sound pressure frequency characteristics of the comparative example.

【0066】ここで、図9から明らかなように、本実施
の形態による高音用スピーカは、比較例のものに比べ1
00kHzを越える超高域まで、遙かに高い音圧レベル
が得られ、高い能率で再生できることが分かる。さら
に、実施の形態1に比べて、5〜20kHz付近、及
び、50kHz付近のピークディップが低減されている
ことが分かる。これは、薄肉フランジを前面パネルが制
振材を介して押さえ込んでいるので、薄肉フランジの振
動が制振され、ピークディップがダンプされたためであ
る。
Here, as is clear from FIG. 9, the high frequency speaker according to the present embodiment has a higher level than that of the comparative example.
It can be seen that a much higher sound pressure level can be obtained up to an ultra-high frequency range exceeding 00 kHz, and reproduction can be performed with high efficiency. Further, it can be seen that the peak dips near 5 to 20 kHz and around 50 kHz are reduced as compared with the first embodiment. This is because the front panel presses the thin flange through the damping material, so that the vibration of the thin flange is damped and the peak dip is dumped.

【0067】また、前面パネルのガイド部により、振動
板に直接触れることが困難になり、振動板の破壊を防止
することができるという効果も得られる。
Further, the guide portion of the front panel makes it difficult to directly touch the diaphragm, and it is possible to prevent the diaphragm from being broken.

【0068】なお本実施の形態では、前面パネルのガイ
ド部はABS樹脂で、かつ、前面パネルと一体成形とし
たが、一体成形ではなく、また、金属など他の材料でも
同様の効果が得られることは言うまでもないことであ
る。
In the present embodiment, the guide portion of the front panel is made of ABS resin and is integrally molded with the front panel. However, the same effect can be obtained by other materials such as metal. Needless to say.

【0069】また、制振材の取り付け位置に関して、本
実施の形態では、前面パネルと薄肉フランジの対向部分
のうち長辺部分には制振材が挟みこまれているが、短辺
部分、また、長辺、短辺の両方であっても、同様もしく
は、それ以上の効果が得られることは言うまでもないこ
とである。
Regarding the mounting position of the damping material, in the present embodiment, the damping material is sandwiched between the long sides of the facing portion of the front panel and the thin flange, but the short sides, Needless to say, similar effects or higher effects can be obtained on both the long side and the short side.

【0070】その他、本発明は上記説明した例に限定さ
れるものでないことは言うまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the examples described above.

【0071】(実施の形態4)次に本発明の実施の形態
4の高音用スピーカの構成について、図10により説明
をする。図10は圧電素子1が2個固定された薄肉フラ
ンジ2aを持つフレーム2の前面図及び長辺方向のセン
ター位置での断面図である。基本構成は実施の形態1と
同様であるが、本実施の形態では薄肉フランジ上の振動
板取り付け部分より内側に厚肉部2cを備えている点が
実施の形態1と異なる。
(Fourth Embodiment) Next, the configuration of a high-pitched speaker according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a front view of a frame 2 having a thin flange 2a to which two piezoelectric elements 1 are fixed and a cross-sectional view at a center position in the long side direction. Although the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the present embodiment is different from the first embodiment in that a thick portion 2c is provided inside the diaphragm mounting portion on the thin flange.

【0072】次に、この高音用スピーカの構成部品の材
質や寸法などについて具体的に説明する。厚肉部2cの
材質はABS樹脂で、薄肉フランジ表面部分の短辺幅は
18mm、肉厚1.7mmである。なお、長辺方向につ
いては、薄肉フランジの長辺幅52mmと同様である。
Next, the materials and dimensions of the components of this high-pitched speaker will be specifically described. The material of the thick portion 2c is ABS resin, and the short side width of the thin flange surface portion is 18 mm and the wall thickness is 1.7 mm. The long side direction is the same as the long side width 52 mm of the thin flange.

【0073】また、図10(b)に示す厚肉部の断面形
状は、振動板の断面形状と同じである。つまり、この厚
肉部に振動板を変形させることなく、取り付けられるよ
うに形成されている。
The sectional shape of the thick portion shown in FIG. 10B is the same as the sectional shape of the diaphragm. That is, the diaphragm is formed so as to be attached to the thick portion without deforming the diaphragm.

【0074】この厚肉部に実施の形態1で説明したもの
と同様の振動板がゴム系接着剤により取り付けられてい
る。また、フレーム2の前面には、同じく実施の形態1
で説明したものと同様の前面パネルが配置されている。
A vibration plate similar to that described in the first embodiment is attached to the thick portion with a rubber adhesive. In addition, on the front surface of the frame 2, similarly to the first embodiment.
A front panel similar to that described in 1. is located.

【0075】このように構成された本実施の形態の高音
用スピーカの基本的な作用、効果は、第1の実施の形態
で説明したのと同様である。
The basic operation and effect of the high-pitched sound speaker of the present embodiment configured as described above are the same as those described in the first embodiment.

【0076】そして本実施の形態では実施の形態1の効
果に加えて、薄肉フランジが厚みの異なる部分を有する
ので、薄肉フランジ部分の振動モードが細分化し、音圧
周波数特性のピークディップを更に低減することができ
る。
In addition to the effect of the first embodiment, in the present embodiment, since the thin flange has portions having different thicknesses, the vibration mode of the thin flange portion is subdivided, and the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is further reduced. can do.

【0077】図11は本実施の形態による高音用スピー
カと、実施の形態1の説明で用いた比較例の高音用スピ
ーカの音圧周波数特性を示す。図11において、実線E
は本実施の形態による高音用スピーカの音圧周波数特性
を示し、点線Bは比較例の音圧周波数特性を示す。
FIG. 11 shows the sound pressure frequency characteristics of the high frequency speaker according to the present embodiment and the high frequency speaker of the comparative example used in the description of the first embodiment. In FIG. 11, the solid line E
Shows the sound pressure frequency characteristics of the high-pitched speaker according to the present embodiment, and the dotted line B shows the sound pressure frequency characteristics of the comparative example.

【0078】図11から明らかなように、本実施の形態
による高音用スピーカは、比較例のものに比べ100k
Hzを越える超高域まで、遙かに高い音圧レベルが得ら
れ、高い能率で再生できることが分かる。さらに、実施
の形態1に比べて、5〜15kHz付近のピークディッ
プは幾分大きくなるものの、40〜100kHz付近の
ピークディップが低減されていることが分かる。これ
は、薄肉フランジが厚みの異なる部分を有するので、薄
肉フランジ部分の振動モードが更に細分化され、振動モ
ードの数が増えた効果によるものである。
As is apparent from FIG. 11, the high frequency speaker according to the present embodiment is 100 k compared to the comparative example.
It can be seen that a much higher sound pressure level can be obtained up to an ultra-high range exceeding Hz, and that the sound can be reproduced with high efficiency. Further, it can be seen that the peak dip around 5 to 15 kHz is somewhat larger than that of the first embodiment, but the peak dip around 40 to 100 kHz is reduced. This is because the thin-walled flange has portions with different thicknesses, so that the vibration modes of the thin-walled flange portion are further subdivided and the number of vibration modes is increased.

【0079】また、製造工程において、厚肉部が振動板
を薄肉フランジに固定する際のガイドになり、作業性が
大幅に向上するという効果も得られる。
Further, in the manufacturing process, the thick portion serves as a guide for fixing the diaphragm to the thin flange, and the workability is greatly improved.

【0080】なお本実施の形態では、厚肉部分の長辺の
長さは薄肉フランジの長辺の長さと同じであるが、必ず
しも同じでなくても同様の効果が得られることは言うま
でもないことである。
In the present embodiment, the length of the long side of the thick portion is the same as the length of the long side of the thin flange, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if it is not necessarily the same. Is.

【0081】また、厚肉部が分割された形状、例えば、
薄肉フランジの長辺方向における2個の圧電素子の間の
部分は薄肉になっていても類似の効果が得られることは
言うまでもないことである。
Further, a shape in which the thick portion is divided, for example,
It goes without saying that a similar effect can be obtained even if the portion between the two piezoelectric elements in the long side direction of the thin flange is thin.

【0082】その他、本発明は上記説明した例に限定さ
れるものでないことは、言うまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the examples described above.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように本発明の高音用スピ
ーカによれば、金属基板に結合した圧電体からなる圧電
素子と、前記圧電素子の外周部において前記圧電素子を
取り付ける薄肉フランジをもつフレームと、正面形状が
長径と短径を有し音を放射する方向に凸状である振動板
とを備え、前記圧電素子の表面の非中心線上の位置、お
よび、前記フレームの薄肉フランジに前記振動板の少な
くとも長径方向の周辺部両側を取り付けるとともに、L
d=前記振動板の短径、Lp=前記圧電素子の可動部の
短径とした時に、Ld≧Lp×0.4したことにより、
振動板取り付け部が振動モードに対して直交することが
ないので、また振動板取り付け部は振動板の周辺部であ
るので、振動モードが抑制されることがないので、高い
能率が得られる。
As described above, according to the high-frequency speaker of the present invention, the frame having the piezoelectric element made of the piezoelectric material bonded to the metal substrate and the thin flange for mounting the piezoelectric element on the outer peripheral portion of the piezoelectric element. And a vibration plate whose front shape has a major axis and a minor axis and is convex in the direction of radiating sound, a position on the non-center line of the surface of the piezoelectric element, and the vibration on the thin flange of the frame. At least both sides of the plate in the major axis direction are attached, and L
When d = short diameter of the vibrating plate and Lp = short diameter of the movable portion of the piezoelectric element, Ld ≧ Lp × 0.4.
Since the diaphragm mounting portion is not orthogonal to the vibration mode, and since the diaphragm mounting portion is the peripheral portion of the diaphragm, the vibration mode is not suppressed, and high efficiency is obtained.

【0084】また上記のことから振動板の材質には剛性
の高いものを使用することができるので、および周辺部
の広い範囲から振動伝達がされるので、超高域まで再生
ができる。また振動板取り付け部が圧電素子の広い範囲
に渡り、取り付け位置が特定の点とはならないので、振
動板には圧電素子の各種振動モードが均一に伝達され
る。さらに、圧電素子の外周部は厚みが薄いため剛性が
低い薄肉フランジに取り付けられており、圧電素子をフ
レームに直接取り付けた場合よりも、圧電素子の周辺拘
束インピーダンスが低く、周辺拘束インピーダンスが高
くなると発生し難くなる非軸対称モードなどの振動モー
ドの発生し易い状態になっている。その結果、非常に多
くの振動モードが発生し、特定周波数での共振集中がな
お一層緩和され、さらに音圧周波数特性のピークディッ
プが軽減される。
From the above, the material of the diaphragm can be made of a material having high rigidity, and the vibration is transmitted from a wide range of the peripheral portion, so that the reproduction can be performed up to the ultra high range. Further, since the vibration plate mounting portion covers a wide range of the piezoelectric element and the mounting position does not become a specific point, various vibration modes of the piezoelectric element are uniformly transmitted to the vibration plate. Further, since the outer peripheral portion of the piezoelectric element is attached to a thin flange with low rigidity due to its thin thickness, the peripheral constraint impedance of the piezoelectric element is lower and the peripheral constraint impedance becomes higher than when the piezoelectric element is directly attached to the frame. It is in a state where vibration modes such as non-axisymmetric mode, which is difficult to occur, are likely to occur. As a result, a large number of vibration modes are generated, the resonance concentration at a specific frequency is further alleviated, and the peak dip of the sound pressure frequency characteristic is further reduced.

【0085】また振動板は正面横方向に幅を狭くできる
ので、水平方向の優れた指向特性が得られる。また振動
板は単一曲面の1個の振動板であるので、振動板の成型
が容易であるとともに、圧電素子に対する取り付けも容
易である。
Further, since the width of the diaphragm can be narrowed in the horizontal direction on the front side, excellent directional characteristics in the horizontal direction can be obtained. Further, since the diaphragm is one diaphragm having a single curved surface, the diaphragm can be easily molded and attached to the piezoelectric element.

【0086】従ってローコストながら、高い能率で超高
域まで再生ができ、ピークディップの少ない優れた音圧
周波数特性と優れた指向特性をもつ高音用スピーカを実
現できる。
Therefore, it is possible to realize a high-pitched speaker having excellent sound pressure frequency characteristics with few peak dips and excellent directional characteristics, which can be reproduced with high efficiency up to an ultra-high frequency range at low cost.

【0087】また、本発明の高音用スピーカによれば、
薄肉フランジ上の振動板取り付け部側に突出した振動板
固定部を少なくとも1つ以上備え、前記振動板固定部に
振動板を取り付けたことにより、振動板固定部によっ
て、振動板の振動モードが更に細分化され、振動モード
の数が増え一層ピークディップの少ない優れた音圧周波
数特性を実現できると共に、製造工程において、振動板
固定部が振動板を薄肉フランジに固定する際のガイドに
なり、作業性が大幅に向上するという効果も得られる。
According to the treble speaker of the present invention,
At least one diaphragm fixing portion protruding toward the diaphragm mounting portion on the thin flange is provided, and by mounting the diaphragm on the diaphragm fixing portion, the diaphragm fixing portion further increases the vibration mode of the diaphragm. It is subdivided, the number of vibration modes increases, and excellent sound pressure frequency characteristics with less peak dip can be realized, and the diaphragm fixing part serves as a guide when fixing the diaphragm to the thin flange in the manufacturing process, It is also possible to obtain the effect of significantly improving the property.

【0088】また、本発明の高音用スピーカによれば、
前面パネルと、制振材を備え、フレームの振動板側に前
記前面パネルが取り付けられると共に、前記前面パネル
とフレームの薄肉フランジとの間に前記制振材を挟み込
むことにより、薄肉フランジを前面パネルが制振材を介
して押さえ込むことになり、薄肉フランジの振動がダン
プされ、一層ピークディップの少ない優れた音圧周波数
特性を実現できると共に、前面パネルが振動板の保護ガ
イドになり、振動板前面から振動板に触れることが困難
になり、その結果振動板の破壊を防止するという効果も
得られる。
According to the treble speaker of the present invention,
A front panel and a damping material are provided, and the front panel is attached to the diaphragm side of the frame, and the damping material is sandwiched between the front panel and the thin flange of the frame, whereby the thin flange is attached to the front panel. The vibration of the thin flange is dumped, and excellent sound pressure frequency characteristics with less peak dip can be realized, and the front panel serves as a vibration guide for the diaphragm. Therefore, it becomes difficult to touch the diaphragm, and as a result, the effect of preventing the diaphragm from being broken can be obtained.

【0089】また、本発明の高音用スピーカによれば、
フレームの薄肉フランジの振動板の取り付け部分より内
側に、薄肉フランジの厚みより厚い厚肉部を備え、前記
厚肉部に振動板が取り付けることにより、薄肉フランジ
が厚みの異なる部分を有するので、薄肉フランジ部分の
振動モードが更に細分化され、振動モードの数が増え、
一層ピークディップの少ない優れた音圧周波数特性を実
現できると共に、厚肉部が振動板取り付けの際のガイド
になり、その結果、製造工程における振動板取り付けの
際の作業性を向上させるという効果も得られる。
According to the treble speaker of the present invention,
The thin-walled flange of the frame has a thicker portion thicker than the thickness of the thin-walled flange inside the mounting portion of the diaphragm, and by attaching the diaphragm to the thick-walled portion, the thin-walled flange has a portion with a different thickness. The vibration modes of the flange are further subdivided, and the number of vibration modes increases,
It is possible to realize excellent sound pressure frequency characteristics with even less peak dip, and the thick part serves as a guide when attaching the diaphragm, resulting in an improvement in workability when attaching the diaphragm in the manufacturing process. can get.

【0090】以上のように、本発明は極めて大きな実用
的価値をもつものである。
As described above, the present invention has extremely great practical value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の高音用スピーカの構成
を示した図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a high frequency speaker according to a first embodiment of the present invention.

【図2】円板の振動モード図[Fig.2] Vibration mode diagram of disk

【図3】圧電素子の振動モード図FIG. 3 is a vibration mode diagram of the piezoelectric element.

【図4】圧電素子の振動モード図FIG. 4 is a vibration mode diagram of the piezoelectric element.

【図5】実施の形態1による高音用スピーカの効果を示
す音圧周波数特性図
FIG. 5 is a sound pressure frequency characteristic diagram showing the effect of the high frequency speaker according to the first embodiment.

【図6】実施の形態2の高音用スピーカの構成の一部を
示した図
FIG. 6 is a diagram showing a part of a configuration of a high frequency speaker according to a second embodiment.

【図7】実施の形態2による高音用スピーカの効果を示
す音圧周波数特性図
FIG. 7 is a sound pressure frequency characteristic diagram showing the effect of the treble speaker according to the second embodiment.

【図8】実施の形態3の高音用スピーカの構成を示した
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a high frequency speaker according to a third embodiment.

【図9】実施の形態3による高音用スピーカの効果を示
す音圧周波数特性図
FIG. 9 is a sound pressure frequency characteristic diagram showing the effect of the treble speaker according to the third embodiment.

【図10】実施の形態4の高音用スピーカの構成の一部
を示した図
FIG. 10 is a diagram showing a part of the configuration of a high frequency speaker according to a fourth embodiment.

【図11】実施の形態4による高音用スピーカの効果を
示す音圧周波数特性図
FIG. 11 is a sound pressure frequency characteristic diagram showing the effect of the high frequency speaker according to the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・ 圧電素子 1a ・・・ 圧電体 1b ・・・ 金属基板 11a ・・・ 接合部 2 ・・・ フレーム 2a ・・・ 薄肉フランジ 2b ・・・ 振動板固定部 2c ・・・ 厚肉部 3,31 ・・・ 前面パネル 31a ・・・ ガイド部 4 ・・・ 振動板 4a ・・・ 振動板取り付け部 1 ... Piezoelectric element 1a ... Piezoelectric body 1b ... Metal substrate 11a ... Joining portion 2 ... Frame 2a: Thin flange 2b: Vibration plate fixing part 2c ... Thick wall 3,31 ・ ・ ・ Front panel 31a ... Guide part 4 ... Vibration plate 4a ... Vibration plate mounting part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属基板に結合した圧電体からなる圧電
素子と、前記圧電素子の外周部において前記圧電素子を
取り付ける薄肉フランジをもつフレームと、正面形状が
長径と短径を有し音を放射する方向に凸状である振動板
とを備え、前記圧電素子の表面の非中心線上の位置、お
よび、前記フレームの薄肉フランジに前記振動板の少な
くとも長径方向の周辺部両側を取り付けるとともに、L
d=前記振動板の短径、Lp=前記圧電素子の可動部の
短径とした時に、Ld≧Lp×0.4としたことを特徴
とする、高音用スピーカ。
1. A piezoelectric element composed of a piezoelectric body bonded to a metal substrate, a frame having a thin flange for mounting the piezoelectric element on an outer peripheral portion of the piezoelectric element, and a front shape having major and minor diameters and radiating sound. And a vibration plate having a convex shape in the direction of the horizontal axis, and a position on the non-center line of the surface of the piezoelectric element and at least both sides of the peripheral part of the vibration plate in the long-axis direction are attached to the thin flange of the frame, and L
A speaker for high sound, wherein Ld ≧ Lp × 0.4, where d = short diameter of the diaphragm and Lp = short diameter of the movable portion of the piezoelectric element.
【請求項2】 薄肉フランジ上に、振動板取り付け部側
に突出した振動板固定部を少なくとも1つ以上備え、前
記振動板固定部に振動板が取り付けられていることを特
徴とする、請求項1に記載の高音用スピーカ。
2. The thin flange is provided with at least one diaphragm fixing portion protruding toward the diaphragm mounting portion, and the diaphragm is attached to the diaphragm fixing portion. The high-frequency speaker according to 1.
【請求項3】 前面パネルと、制振材を備え、フレーム
の振動板側に前記前面パネルが取り付けられると共に、
前記前面パネルとフレームの薄肉フランジとの間に前記
制振材が挟み込まれるように配置されていることを特徴
とする、請求項1又は2に記載の高音用スピーカ。
3. A front panel and a damping material are provided, and the front panel is attached to the diaphragm side of the frame, and
The high frequency speaker according to claim 1 or 2, wherein the damping material is arranged so as to be sandwiched between the front panel and the thin flange of the frame.
【請求項4】 薄肉フランジの振動板の取り付け部分よ
り内側に、薄肉フランジの肉厚より厚い厚肉部を備え、
前記厚肉部に振動板が取り付けられていることを特徴と
する、請求項1、2又は3に記載の高音用スピーカ。
4. A thick-walled portion thicker than the thin-walled flange is provided inside a portion of the thin-flange flange where the diaphragm is attached,
The treble speaker according to claim 1, 2 or 3, wherein a diaphragm is attached to the thick portion.
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