CN106575498A

CN106575498A - 发声装置

Info

Publication number: CN106575498A
Application number: CN201580044331.8A
Authority: CN
Inventors: 山内政和
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-04-19
Also published as: US20170132998A1; WO2016067707A1; US10438573B2

Abstract

本发明提供一种即使在顶板的前方存在障碍物也能够充分提高声压且能够减弱放出的声音的指向性的发声装置。发声装置(1)包括：壳体(2)；以及振动板(6)，经由支承构件而固定在壳体(2)的第一侧壁部(4a)～第四侧壁部(4d)的内表面。构成有由顶板(3)、振动板(6)、以及第一侧壁部(4a)～第四侧壁部(4d)的一部分围成的气室(7)。设置有连通气室(7)和外部的放声孔(12)，放声孔(12)的朝向外部的开口部(12a)设置为横跨壳体(2)的多个面。

Description

发声装置

技术领域

本发明涉及用于报知声音的发声装置。

背景技术

以往，各种各样的发声装置用于报知测定器的测定结束的用途、蜂鸣器等。例如，在下述的专利文献1所记载的发声装置中，在具有向上方开放的开口的壳体内保持有压电振动板。开口被盖板密封。此外，在压电振动板的下方设置有底板。在压电振动板的上下形成有声音空间。而且，在上述盖板形成有放声孔，或者在壳体侧壁形成有放声孔。

另一方面，在下述的专利文献2所记载的发声装置中，在壳体的侧壁设置有放声孔。此外，在壳体内形成有管道状的放声管。该放声管与壳体形成为一体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-199305号公报

专利文献2：日本特开2004-328189号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，搭载了发声装置的测定器等的小型化正在发展。因此，安装发声装置的空间不断变窄。在专利文献1所记载的发声装置中，多数情况下在盖板、顶板设置有放声孔。因此，当在盖板、顶板的附近存在测定器等的壳体的内壁时，由于空气阻力的增加等，存在声压下降的问题。

另一方面，在侧面设置有放声孔的情况下，即使顶板上的空间狭窄，也不易产生声压的下降。然而，因为放声孔在朝向壳体侧壁的方向上变长，所以仍然无法得到足够的声压。

如果设置专利文献2所记载的管道状的放声管，则能够提高声压。然而，构造会变得复杂，或者需要两个壳体部件。此外，在向壳体侧方放出声音的结构中，声音不易传递到壳体前方。即，还存在指向性增强的问题。

本发明的目的在于，提供一种即使顶板的前方存在障碍物也能够充分提高声压并且能够减弱放出的声音的指向性的发声装置。

用于解决课题的技术方案

本发明涉及的发声装置具备：壳体，具有顶板和从上述顶板的外缘延伸使得远离上述顶板的侧壁；支承构件，设置在上述壳体的侧壁内表面；以及振动板，经由上述支承构件而固定在上述侧壁内表面，构成有由上述顶板、上述振动板以及上述侧壁的一部分围成的气室，在上述壳体中，形成有连通上述气室和外部的放声孔，该放声孔的朝向外部的开口部设置为横跨上述壳体的多个面。

在本发明涉及的发声装置的某个特定的方面中，还具备设置在上述气室内的管道，该管道构成了上述放声孔。在该情况下，能够更进一步提高声压。

在本发明涉及的发声装置的另一个特定的方面中，上述管道在沿着上述壳体的上述侧壁的方向上延伸。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述管道的一部分从上述壳体的上述侧面向外侧突出。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述管道设置在沿着上述壳体的上述顶板的方向上。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述管道的一部分向上述壳体的上述顶板的外侧突出。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述放声孔的开口部设置为横跨上述顶板和上述侧壁。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述振动板是进行弯曲振动的压电振动板。在该情况下，通过设计压电振动板的构造，从而能够放出所希望的频率的声音。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述侧壁的与上述顶板相反的一侧的端部被开口，在上述侧壁的上述端部设置有缺口部。在该情况下，通过从侧壁的对置的端部侧固定到安装基板，从而能够在振动板与安装基板之间形成第二声音空间。因此，能够更进一步提高声压。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，在上述壳体中，在上述振动板的与上述顶板相反的一侧的位置设置有装配于上述侧壁的底板。

在本发明涉及的发声装置的另一个特定的方面中，上述顶板在俯视下具有矩形的形状，上述侧壁具有与上述顶板相连的第一侧壁部～第四侧壁部。

在本发明涉及的发声装置的又一个特定的方面中，上述顶板在俯视下具有圆形的形状，上述侧壁为圆筒状侧壁。

发明效果

根据本发明涉及的发声装置，能够充分提高声压，能够谋求构造的简化，进而能够减弱放出的声音的指向性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的发声装置的正面剖视图。

图2是本发明的第一实施方式涉及的发声装置的从下方观察的分解立体图。

图3是本发明的第一实施方式涉及的发声装置的从下方观察的立体图。

图4是本发明的第一实施方式涉及的发声装置的立体图。

图5(a)以及图5(b)是本发明的第二实施方式涉及的发声装置的立体图以及用于说明该发声装置搭载于设备的构造的示意性部分切除正面剖视图。

图6(a)以及图6(b)是本发明的第三实施方式涉及的发声装置的立体图以及用于说明该发声装置搭载于设备的构造的示意性部分切除正面剖视图。

图7是示出在第二实施方式的发声装置中使放声孔开口部的阶梯的大小变化的情况下的频率与声压的关系的图。

图8是示出在第二实施方式的发声装置中在顶板的前方配置遮挡物并使放声孔开口部的阶梯的大小变化的情况下的频率与声压的关系的图。

图9是示出在第二实施方式的发声装置中在顶板的前方存在遮挡物的情况和不存在遮挡物的情况下的放声孔开口部的阶梯的大小与2kHz处的声压的关系的图。

图10是本发明的第四实施方式涉及的发声装置的简图式正面剖视图。

图11是本发明的第五实施方式涉及的发声装置的简图式正面剖视图。

图12是本发明的第六实施方式涉及的发声装置的立体图。

图13是本发明的第七实施方式涉及的发声装置的立体图。

图14是本发明的第八实施方式涉及的发声装置的仰视图。

图15是本发明的第九实施方式涉及的发声装置的仰视图。

图16是本发明的第十实施方式涉及的发声装置的仰视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。

另外，需要指出，本说明书所记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式之间进行结构的部分置换或组合。

图1是本发明的第一实施方式的发声装置的正面剖视图，图2是从其下方观察的分解立体图，图3是从其下方观察的立体图，图4是第一实施方式的发声装置的立体图。

发声装置1具有壳体2。壳体2由适宜的金属或合成树脂等构成。

壳体2具有顶板3和侧壁4，侧壁4由从顶板3的外缘延伸而使得远离顶板3的第一侧壁部4a～第四侧壁部4d构成。即，顶板3在俯视下具有矩形的平面形状。因此，第一侧壁部4a～第四侧壁部4d设置为从矩形的各边向下方延伸。在第一侧壁部4a～第四侧壁部4d的下方分别设置有阶梯部4x。在该阶梯部4x中，在第一侧壁部4a～第四侧壁部4d的内表面装配有支承构件5。此外，支承构件5在中央具有圆形的开口部，作为振动板的压电振动板6装配为封闭该开口部。

压电振动板6由众所周知的压电振动元件构成，在本实施方式中构成为以弯曲模式进行振动。支承构件5由合成树脂或金属等构成。

由与上述支承构件5一体化的压电振动板6、顶板3以及第一侧壁部4a～第四侧壁部4d围成的部分构成作为一个声音空间的气室7。

第一侧壁部4a～第四侧壁部4d在压电振动板6的下方进行开口。因此，发声装置1不具有底板。

设置有与气室7相连的管道13。管道13由筒状体构成，并与壳体2设置为一体。管道13设置为一部分从第二侧壁部4b向外侧突出。通过将管道13与放声孔12相连，从而能够提高声压。

另外，在进行组装时，如图2所示，在将壳体2上下颠倒的状态下，将与支承构件5一体化的压电振动板6载置在阶梯部4x上。然后，使用由橡胶等构成的弹性支承件8a、8b以及导电性粘接剂9a、9b将压电振动板6与未图示的外部端子电连接，并且将支承构件5固定在壳体2。

接着，将临时固定用粘合剂10a、10b涂敷在上述支承构件5上。然后，将框状的弹性密封件11固定在上述支承构件5的外周缘上，由此，与压电振动板6一体化的支承构件5被壳体2的阶梯部4x和弹性密封件11夹着，从而被固定。

当前述的压电振动板6进行弯曲振动时，通过气室7而空气振动，该振动经过放声孔12放出到外部，成为声音。此外，在气室7与放声孔12共振的频率，该声音增大。

本实施方式的特征在于，上述放声孔12的开口部12a设置为横跨壳体2的顶板3和第二侧壁部4b，即，设置为横跨多个面。

因为放声孔12的开口部12a设置为横跨顶板3和第二侧壁部4b，所以能够提高声压。参照图1对此进行更具体的说明。

放声孔12的开口部12a是指，放声孔12的与外部相接的边界部分。根据图1和图4可知，该开口部12a具有对顶板3的一部分进行切除而形成的部分和对第二侧壁部4b的一部分进行切除而形成的部分。因此，不仅如图1的箭头A所示那样声音朝向顶板3的上方放出，而且如箭头B所示那样声音还在与顶板3大致平行的方向上辐射。

因此，即使在顶板3的前方存在所装配的设备的壁面等的情况下，声音也会在箭头B所示的方向上扩展，因此即使前方存在障碍物，也能够充分提高放出的声音的声压。除此以外，如上所述，因为设置有管道13，所以能够更进一步提高声压。进而，因为如上述箭头A和B所示那样放出声音，所以在发声装置1中，能够减弱指向性。

此外，在发声装置1中，只要在具有上述放声孔12的壳体2呈一体形成管道13即可，因此能够在不增加部件件数的情况下以比较简单的构造来充分提高声压。

此外，如图2所示，在各第一侧壁部4a～第四侧壁部4d的下端中央设置有向下方开放的缺口部4a1～4d1。因此，与后面说明的第二实施方式的图5(b)的情况同样地，在安装于壳体基板、安装基板的情况下，缺口部4a1～4d1作为放声孔发挥功能。因此，在压电振动板6的与气室7相反的一侧也会形成第二气室，能够更进一步提高声压。

另外，作为构成上述壳体2的材料，可适当地使用树脂。在该情况下，能够通过嵌入成型等成型方法来容易地形成包含金属粒子的壳体2。作为这样的树脂，能够使用间规聚苯乙烯(SPS；syndiotactic polystyrene)、聚苯硫醚(PPS；polyphenylene sulfide)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT；polybutylene terephthalate)或液晶聚合物(LCP；liquid crystalpolymer)等。

作为上述弹性支承件8a、8b，能够使用具有适宜的弹性的粘接剂。作为这样的粘接剂，能够适当地使用聚氨酯类粘接剂等。

作为上述导电性粘接剂9a、9b，能够使用适宜的导电性粘接剂。

作为上述弹性密封件11，为了抑制阻尼，能够适当地使用硅酮类粘接剂等。

上述压电振动板6能够由以弯曲模式振动的适宜的压电振动板构成。例如，可以粘附在金属板的单面或两个主面形成有电极、或者在与金属板相反的一侧的面形成有电极的压电元件。作为这样的压电元件，能够使用由适宜的压电材料构成的压电元件，例如使用了压电陶瓷的压电元件等。

图5(a)以及图5(b)是本发明的第二实施方式涉及的发声装置的立体图以及示出发声装置搭载于设备的构造的示意性部分切除正面剖视图。

如图5(a)所示，发声装置21具有壳体22。壳体22具有顶板23和第一侧壁部24a～第四侧壁部24d。与在第一实施方式中使用的壳体2不同之处在于，在壳体22中，利用第二侧壁部24b来设置管道25，且设置为不向第二侧壁部24b的外侧突出。即，作为筒状体的管道25是方筒状，该方筒的一面由第二侧壁部24b构成。

在本实施方式中，放声孔26的开口部26a也设置为横跨壳体22的顶板23和第二侧壁部24b。如图5(a)以及图5(b)所示，开口部26a通过切除顶板23的一部分且切除第二侧壁部24b的上端部分而形成。

因此，在图5(b)中，在搭载于具有安装基板33和壳体壁32的设备31的情况下，声音在箭头A所示的方向和箭头B所示的方向上放出。如箭头B所示，声音还从壳体22的切除了第二侧壁部24b而形成的部分向侧方辐射。因此，即使在顶板23的前方作为障碍物而存在壳体壁32，也能够与第一实施方式同样地得到大的声压。

发声装置21的其他构造与发声装置1相同，因此关于其他部分将引用第一实施方式，从而省略其说明。

如图5(a)所示，在第二侧壁部24b和第三侧壁部24c的下端中央设置有缺口部24b1、24c1。如图5(b)所示，在第一侧壁部24a和第四侧壁部24d也设置有同样的缺口部24a1、24d1。

另一方面，第一侧壁部24a～第四侧壁部24d抵接在安装基板33上，从而发声装置21固定在安装基板33。因此，在图5(b)所示的构造中，不仅气室7构成第一声音空间，在压电振动板6的下方还形成有由压电振动板6、安装基板33以及第一侧壁部24a～第四侧壁部24d的下方部分围成的第二气室7A。因此，在本实施方式中，不仅能够从放声孔26导出声音，而且能够从上述缺口部24a1、24b1、24c1、24d1导出在第二气室7A中共振的声压。因此，根据该图5(b)所示的安装构造，能够利用第二气室来提高所希望的频率的声压，或者能够提高音质。

图6(a)以及图6(b)是本发明的第三实施方式涉及的发声装置的立体图以及示出将该发声装置搭载于设备的状态的示意性部分切除正面剖视图。

在发声装置41中，与第一实施方式的发声装置同样地构成气室7。不过，在发声装置41中，未设置管道，气室7直接与放声孔45相连。在本实施方式中，放声孔45的开口部45a也设置为横跨顶板43和第二侧壁部44b。更具体地，在顶板43中，通过切除与第二侧壁部44b的壁厚相应的量，从而放声孔45的开口部45a到达顶板43侧，且通过从上端切除第二侧壁部44b的一部分，从而还到达第二侧壁部44b侧。

除了上述方面以外，发声装置41与发声装置1、21同样地构成。因此，通过引用第一实施方式和第二实施方式的说明，从而省略其他部分的说明。

在发声装置41中，如图6(b)所示，即使在前方作为障碍物而存在设备31的壳体壁32的情况下，也能够如箭头B所示那样向侧方放出声音。因此，即使前方存在障碍物，也能够产生足够的声压。

在图6(b)所示的构造中，也在压电振动板6与安装基板33之间设置有第二气室7A。因此，能够从缺口部44a1～44d1导出在第二气室7A中产生的声压。因此，在发声装置41中，也能够得到更大的声压。

图7是示出在第二实施方式的发声装置21中使放声孔26的开口部26a中的阶梯X变化的情况下的频率与声压的关系的图。在此，在发声装置21的前方未配置遮挡物，并使阶梯X为0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm或者2.0mm。阶梯X为0mm的构造是指，不对应于实施方式，放声孔26的开口部26a仅在顶板23进行开口的构造。

根据图7可知，在任一情况下，均在2kHz附近以及2.47kHz附近出现声压峰。

另一方面，图8是示出如图5(b)所示那样在顶板23的前方隔开0.5mm的距离配置了比顶板23大的板状的遮挡物的情况下的频率与声压的关系的图。在图8中，也示出了使阶梯X为0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm或2.0mm的情况下的结果。

根据图8可知，在前方存在遮挡物的情况下，当阶梯X为0mm时，声压的峰不仅减小，而且两个声压峰的频率位置还向低频率侧移动。相对于此，可知在阶梯为0.5mm以上的情况下，该声压不易产生下降，声压峰的位置也不怎么偏移。

图9是用阶梯的大小与2kHz处的声压的关系示出了图7和图8的结果的图。图9的实线表示有遮挡物的情况下的结果，虚线表示没有遮挡物的情况下的结果。根据图9可知，在前方存在遮挡物的情况下，当阶梯为0mm时，与不存在遮挡物的情况相比，声压大幅下降。可知在阶梯为0.5mm以上的情况下，可抑制声压的下降，更优选为，如果阶梯为1.0mm以上，则能够更有效地抑制声压的下降。此外，可知即使阶梯X超过1.0mm，抑制声压的下降的效果也已经饱和。

因此，上述阶梯X的尺寸优选为1.0mm以上。因此可知，通过将开口部26a的阶梯X形成为足够的大小，即，通过将开口部26a形成为横跨顶板23和第二侧壁部24b，从而即使在前方存在遮挡物的情况下，也可得到足够的声压。

图10和图11是本发明的第四实施方式和第五实施方式涉及的发声装置的简图式正面剖视图。在第一实施方式和第二实施方式的发声装置1、21中，管道13、25设置为在与顶板3、23正交的上下方向上延伸，并设置为沿着第二侧壁部4b、24b。然而，也可以如图10和图11所示的第四实施方式和第五实施方式所示的发声装置51、52那样，将筒状的管道53设置为沿着壳体2的顶板3。在发声装置51中，筒状的管道53不向顶板3的上方突出，顶板3的一部分构成管道53的一部分。另一方面，在图11所示的发声装置52中，管道53设置为其一部分向顶板3的上方突出。

即，沿着顶板3的管道53也可以从顶板3的一部分突出。发声装置51、52的其他结构能够与前述的第一实施方式和第二实施方式同样地构成。

在本发明中，也可以如发声装置51、52那样，与气室7相连的管道53在沿着顶板3的方向上延伸，即，在与压电振动板6的主面平行的方向上延伸。在该情况下，形成于管道53内的放声孔54的开口部54a也形成为横跨顶板3和第二侧壁部4b。因此，可实现与第一实施方式的发声装置1、第二实施方式的发声装置21同样的作用效果。

在图12所示的第六实施方式涉及的发声装置61中，放声孔62由管道63形成。而且，放声孔62的开口部62a形成为横跨顶板3、第二侧壁部4b以及第三侧壁部4c。即，根据图12可知，开口部62a形成为切除顶板3的一部分并切除第二侧壁部4b和第三侧壁部4c的一部分。因此，在顶板3的角落部分形成有横跨3个面的开口部62a。像这样，本发明中的放声孔的开口部也可以设置为横跨3个以上的面。

发声装置61的其他结构与发声装置21相同，因此可实现与发声装置21同样的作用效果。在本实施方式中，因为开口部62a横跨3个面，所以能够向更宽的范围放出声音，且即使前方存在遮挡物也能够导出更大的声压。

图13是第七实施方式涉及的发声装置的立体图。在发声装置71中，壳体72具有在俯视下具有圆形的形状的圆板型的顶板73。侧壁74设置为从顶板73的外缘远离。侧壁74具有圆筒状的形状。像这样，在本发明中，壳体72也可以具有用顶板73封闭了一方开口的圆筒状的形状。

在发声装置71中，放声孔75的开口部75a设置为从顶板73横跨侧壁74。因此，可实现与第一实施方式以及第二实施方式的发声装置同样的作用效果。

另外，与前述的缺口部4a1～4d1、缺口部24a1、24b1同样地，图13所示的多个缺口部74a、74a形成压电振动板6的下方的第二气室的放声孔。

图14～图16是本发明的第八实施方式～第十实施方式涉及的发声装置的仰视图。在如图14所示的发声装置81那样壳体2的第一侧壁部4a～第四侧壁部4d的下方的开口部的平面形状为矩形的情况下，也可以是通过外周缘的形状为矩形的支承构件82对圆形的压电振动板6进行支承的构造。此外，在如图15所示的发声装置83那样将第一侧壁部4a～第四侧壁部4d设置为具有矩形的开口的构造中，也可以通过支承构件84将矩形的压电振动板6A固定在壳体2。

进而，也可以如图16所示的发声装置85那样，在侧壁为圆筒状的壳体2A内，通过外周缘为圆形的支承构件86对圆盘状的压电振动板6进行支承、固定。

即，如图14～图16所示，在本发明中，侧壁的平面形状、被侧壁支承的压电振动板的平面形状以及支承构件的平面形状能够进行各种变形。

另外，虽然在上述的实施方式中作为振动板示出了压电振动板，但是在本发明中振动板不限定于压电振动板。例如，也可以使用通过电磁线圈进行驱动的振动板。

附图标记说明

1：发声装置；

2，2A：壳体；

3：顶板；

4：侧壁；

4a～4d：第一侧壁部～第四侧壁部；

4a1～4d1：缺口部；

4x：阶梯部；

5：支承构件；

6、6A：压电振动板；

7：气室；

7A：第二气室；

8a、8b：弹性支承件；

9a、9b：导电性粘接剂；

10a、10b：临时固定用粘合剂；

11：弹性密封件；

12：放声孔；

12a：开口部；

13：管道；

21：发声装置；

22：壳体；

23：顶板；

24a～24d：第一侧壁部～第四侧壁部；

24a1、24b1、24c1、24d1：缺口部；

25：管道；

26：放声孔；

26a：开口部；

31：设备；

32：壳体壁；

33：安装基板；

41：发声装置；

43：顶板；

44a1～44d1：缺口部；

44a～44d：第一侧壁部～第四侧壁部；

45：放声孔；

45a：开口部；

51、52：发声装置；

53：管道；

54：放声孔；

54a：开口部；

61、71：发声装置；

62、75：放声孔；

62a、75a：开口部；

63：管道；

72：壳体；

73：顶板；

74：侧壁；

74a：缺口部；

81、83、85：发声装置；

82、84、86：支承构件。

Claims

1.一种发声装置，具备：

壳体，具有顶板和从所述顶板的外缘延伸使得远离所述顶板的侧壁；

支承构件，设置在所述壳体的侧壁内表面；以及

振动板，经由所述支承构件而固定在所述侧壁内表面，

构成有由所述顶板、所述振动板以及所述侧壁的一部分围成的气室，

在所述壳体中，形成有连通所述气室和外部的放声孔，该放声孔的朝向外部的开口部设置为横跨所述壳体的多个面。

2.根据权利要求1所述的发声装置，其中，

所述发声装置还具备设置在所述气室内的管道，该管道构成了所述放声孔。

3.根据权利要求2所述的发声装置，其中，

所述管道在沿着所述壳体的所述侧壁的方向上延伸。

4.根据权利要求3所述的发声装置，其中，

所述管道的一部分从所述壳体的所述侧面向外侧突出。

5.根据权利要求2所述的发声装置，其中，

所述管道设置在沿着所述壳体的所述顶板的方向上。

6.根据权利要求5所述的发声装置，其中，

所述管道的一部分向所述壳体的所述顶板的外侧突出。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的发声装置，其中，

所述放声孔的开口部设置为横跨所述顶板和所述侧壁。

8.根据权利要求1～6中的任一项所述的发声装置，其中，

所述振动板是进行弯曲振动的压电振动板。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的发声装置，其中，

所述侧壁的与所述顶板相反的一侧的端部被开口，在所述侧壁的所述端部设置有缺口部。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的发声装置，其中，

在所述壳体中，在所述振动板的与所述顶板相反的一侧的位置设置有装配于所述侧壁的底板。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的发声装置，其中，

所述顶板在俯视下具有矩形的形状，所述侧壁具有与所述顶板相连的第一侧壁部～第四侧壁部。

12.根据权利要求1～10中的任一项所述的发声装置，其中，

所述顶板在俯视下具有圆形的形状，所述侧壁为圆筒状侧壁。