JP2012217014A - Oscillation device and electronic apparatus - Google Patents

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JP2012217014A JP2011080972A JP2011080972A JP2012217014A JP 2012217014 A JP2012217014 A JP 2012217014A JP 2011080972 A JP2011080972 A JP 2011080972A JP 2011080972 A JP2011080972 A JP 2011080972A JP 2012217014 A JP2012217014 A JP 2012217014A
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Yasuharu Onishi
康晴 大西
Atsushi Kuroda
淳 黒田
Yuichiro Kishinami
雄一郎 岸波
Shigeo Sato
重夫 佐藤
Yukio Murata
行雄 村田
Nobuhiro Kawashima
信弘 川嶋
Tatsuya Uchikawa
達也 内川
Motoyoshi Komoda
元喜 菰田
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NEC Casio Mobile Communications Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation device, having a piezoelectric element as an oscillation source, that is prevented from growing in size and increases sound pressure.SOLUTION: An oscillation device includes a vibrating member 10, a piezoelectric element 20, a support frame 40, a first magnetic layer 22, and a magnetic film (second magnetic layer) 30. The piezoelectric element 20 is provided on the vibrating member 10. The support frame 40 holds an edge of the vibrating member 10. The first magnetic layer 22 is polarized, and is provided on a surface of the piezoelectric element 20 opposite to a surface thereof on which the vibrating member 10 is provided. The magnetic film 30 is polarized, and is arranged at a position facing the first magnetic layer 22 and in such an orientation as to repel the first magnetic layer 22.

Description

本発明は、発振装置及び電子機器に関する。   The present invention relates to an oscillation device and an electronic apparatus.

圧電素子を利用した発振装置は、例えばパラメトリックスピーカや、超音波センサの発振源として使用されている。この発振装置は、磁石を用いて振動板を振動させる動電型のスピーカと比較して、小型化しやすい、という利点がある。   An oscillating device using a piezoelectric element is used as an oscillation source of, for example, a parametric speaker or an ultrasonic sensor. This oscillation device has an advantage that it is easy to miniaturize compared to an electrodynamic speaker that vibrates a diaphragm using a magnet.

なお、特許文献１には、圧電体の外周にリング状のフェライトゴムからなるエッジを取り付け、このエッジを上下に稼動できるように枠に取り付けたイヤホンが記載されている。エッジの上方及び下方には、互いに逆極性の磁石が配置されている。そしてフェライトゴムの外周側には電磁石が配置されている。ここで、電磁石への通電を、圧電体への信号入力に同期させると、エッジは圧電体とともに上下に振動する。このため、低音再生時に大きな振幅を得ることができる、と記載されている。   Patent Document 1 describes an earphone in which an edge made of a ring-shaped ferrite rubber is attached to the outer periphery of a piezoelectric body, and the edge is attached to a frame so that the edge can be operated up and down. Magnets having opposite polarities are arranged above and below the edge. An electromagnet is disposed on the outer peripheral side of the ferrite rubber. Here, when the energization of the electromagnet is synchronized with the signal input to the piezoelectric body, the edge vibrates up and down together with the piezoelectric body. For this reason, it is described that a large amplitude can be obtained during bass reproduction.

実開平３−２３７５８号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-23758

圧電素子を利用した発振装置は、大きな音圧を得にくい。特許文献１に記載の技術では、音圧を高くすることはできるが、部品数が多いため、発振装置が大型化してしまう。   An oscillation device using a piezoelectric element is difficult to obtain a large sound pressure. With the technique described in Patent Document 1, the sound pressure can be increased, but the number of components is large, so that the oscillation device becomes large.

また、発振装置は、用途によっては機械品質係数が高いほうが好ましい場合がある。   In addition, the oscillator may preferably have a higher mechanical quality factor depending on the application.

本発明の目的は、圧電素子を発振源として利用しており、大型化を抑制でき、かつ音圧を高くすることができる発振装置及び電子機器を提供することにある。また本発明の他の目的は、圧電素子を用いた発振装置において、機械品質係数を高くすることにある。   An object of the present invention is to provide an oscillation device and an electronic device that use a piezoelectric element as an oscillation source, can suppress an increase in size, and can increase a sound pressure. Another object of the present invention is to increase the mechanical quality factor in an oscillation device using a piezoelectric element.

本発明によれば、振動部材と、
前記振動部材上に設けられた圧電素子と、
前記振動部材の縁を保持する支持枠と、
前記圧電素子のうち前記振動部材とは逆側の面に設けられ、着磁された第１磁性層と、
着磁されており、前記第１磁性層に対向する位置に、前記第１磁性層と反発しあう向きに配置された第２磁性層と、
を備える発振装置が提供される。 According to the present invention, a vibrating member;
A piezoelectric element provided on the vibrating member;
A support frame for holding an edge of the vibration member;
A first magnetic layer provided on a surface of the piezoelectric element opposite to the vibrating member and magnetized;
A second magnetic layer that is magnetized and disposed in a direction opposite to the first magnetic layer in a direction repelling the first magnetic layer;
An oscillation device is provided.

本発明によれば、振動部材と、
前記振動部材上に設けられた圧電素子と、
音孔を有する支持部材と、
前記支持部材に設けられ、前記音孔とつながっており、前記振動部材及び圧電素子が収容されている中空部と、
前記振動部材のうち前記圧電素子とは逆側の面に設けられた第１磁石と、
前記圧電素子のうち前記振動部材とは逆側の面に設けられた第２磁石と、
前記支持部材の前記中空部に設けられ、前記第１磁石と対向する位置に前記第１磁石と反発しあう向きに設けられた第３磁石と、
前記支持部材の前記中空部に設けられ、前記第２磁石と対向する位置に前記第２磁石と反発しあう向きに設けられた第４磁石と、
を備え、
前記圧電素子及び前記振動部材は、前記第１磁石と前記第３磁石の間の反発力、及び前記第２磁石と前記第４磁石の間の反発力によって、前記中空部内で支持されている発振装置が提供される。 According to the present invention, a vibrating member;
A piezoelectric element provided on the vibrating member;
A support member having a sound hole;
A hollow portion provided in the support member, connected to the sound hole, and containing the vibration member and the piezoelectric element;
A first magnet provided on a surface of the vibrating member opposite to the piezoelectric element;
A second magnet provided on a surface of the piezoelectric element opposite to the vibrating member;
A third magnet provided in the hollow portion of the support member and provided in a direction facing the first magnet at a position facing the first magnet;
A fourth magnet provided in the hollow portion of the support member and provided in a direction facing the second magnet at a position facing the second magnet;
With
The piezoelectric element and the vibration member are supported in the hollow portion by a repulsive force between the first magnet and the third magnet and a repulsive force between the second magnet and the fourth magnet. An apparatus is provided.

本発明によれば、上記した発振装置を有する電子機器が提供される。   According to the present invention, an electronic apparatus having the above-described oscillation device is provided.

本発明によれば、圧電素子を発振源とした発振装置において、大型化を抑制でき、かつ音圧を高くすることができる。また本発明によれば、圧電素子を用いた発振装置において、機械品質係数を高くすることができる。   According to the present invention, in an oscillation device using a piezoelectric element as an oscillation source, an increase in size can be suppressed and a sound pressure can be increased. Further, according to the present invention, the mechanical quality factor can be increased in the oscillation device using the piezoelectric element.

第１の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図１に示した発振装置を電子機器に取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the oscillation apparatus shown in FIG. 1 to the electronic device. 第２の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 樹脂部材の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a resin member. 第４の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 4th Embodiment. 図６に示した発振装置を有する電子機器の機械回路図である。FIG. 7 is a mechanical circuit diagram of an electronic apparatus having the oscillation device shown in FIG. 6. 第５の実施形態に係る発振装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 5th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。この発振装置は、振動部材１０、圧電素子２０、支持枠４０、第１磁性層２２、及び磁性膜（第２磁性層）３０を備えている。圧電素子２０は、振動部材１０上に設けられている。支持枠４０は振動部材１０の縁を保持している。第１磁性層２２は、圧電素子２０のうち振動部材１０とは逆側の面に設けられており、着磁されている。磁性膜３０は着磁されており、磁性層２２に対向する位置に、磁性層２２と反発しあう向きに配置されている。以下、詳細に説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the oscillation device according to the first embodiment. The oscillation device includes a vibration member 10, a piezoelectric element 20, a support frame 40, a first magnetic layer 22, and a magnetic film (second magnetic layer) 30. The piezoelectric element 20 is provided on the vibration member 10. The support frame 40 holds the edge of the vibration member 10. The first magnetic layer 22 is provided on the surface of the piezoelectric element 20 on the side opposite to the vibrating member 10 and is magnetized. The magnetic film 30 is magnetized and is disposed at a position facing the magnetic layer 22 so as to repel the magnetic layer 22. Details will be described below.

振動部材１０はシート状であり、圧電素子２０から発生した振動によって振動する。また振動部材１０は、圧電素子２０の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材１０の剛性を制御することで、圧電素子２０の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材１０の厚みは５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、振動部材１０は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１Ｇｐａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。振動部材１０の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材１０を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子２０に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。   The vibration member 10 has a sheet shape and vibrates due to vibration generated from the piezoelectric element 20. The vibrating member 10 adjusts the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20. The fundamental resonance frequency of the mechanical vibrator depends on the load weight and compliance. Since the compliance is the mechanical rigidity of the vibrator, the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20 can be controlled by controlling the rigidity of the vibration member 10. The thickness of the vibration member 10 is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. In addition, the vibration member 10 preferably has a longitudinal elastic modulus, which is an index indicating rigidity, of 1 GPa or more and 500 GPa or less. When the rigidity of the vibration member 10 is too low or too high, there is a possibility that the characteristics and reliability of the mechanical vibrator are impaired. The material constituting the vibration member 10 is not particularly limited as long as it is a material having a high elastic modulus with respect to the piezoelectric element 20 that is a brittle material, such as metal or resin, but phosphor bronze or the like in terms of workability and cost. Stainless steel or the like is preferable.

圧電素子２０は、例えばＰＺＴなどの圧電セラミックスにより形成されている。圧電素子２０の平面形状は、振動部材１０の平面形状よりも小さい。なお、圧電素子２０は、圧電性を示す樹脂材料により形成されていても良い。   The piezoelectric element 20 is formed of piezoelectric ceramics such as PZT. The planar shape of the piezoelectric element 20 is smaller than the planar shape of the vibration member 10. The piezoelectric element 20 may be formed of a resin material that exhibits piezoelectricity.

磁性膜３０は、例えば硬磁性材料（永久磁石など）、または磁歪材料（ニッケル、フェライトなど）により形成されている。磁性膜３０の厚さは、例えば５０μｍ以上１ｍｍ以下である。本実施形態において、磁性膜３０は、支持枠４０によって支持されている。   The magnetic film 30 is made of, for example, a hard magnetic material (such as a permanent magnet) or a magnetostrictive material (such as nickel or ferrite). The thickness of the magnetic film 30 is, for example, not less than 50 μm and not more than 1 mm. In the present embodiment, the magnetic film 30 is supported by the support frame 40.

支持枠４０は、上記したように、振動部材１０の縁を支持している。支持枠４０は、樹脂により形成されていても良いし、剛性の高い金属により形成されていても良い。   As described above, the support frame 40 supports the edge of the vibration member 10. The support frame 40 may be formed of resin or may be formed of a highly rigid metal.

制御部５０は、圧電素子２０に発振信号を入力する。制御部５０は、例えば外部から入力された音声データを変調してパラメトリックスピーカ用の変調データを生成し、このデータに基づいて発振信号を生成して圧電素子２０に入力する。この発振信号の周波数は、振動部材１０及び圧電素子２０のｎ次の共振周波数であるが、基本共振周波数であるのが好ましい。   The control unit 50 inputs an oscillation signal to the piezoelectric element 20. For example, the control unit 50 modulates audio data input from the outside to generate modulation data for a parametric speaker, generates an oscillation signal based on the data, and inputs the oscillation signal to the piezoelectric element 20. The frequency of the oscillation signal is the n-th order resonance frequency of the vibration member 10 and the piezoelectric element 20, but is preferably the basic resonance frequency.

図２は、図１に示した発振装置を電子機器に取り付けた状態を示す図である。発振装置は、支持枠４０の端面が、筐体６０の内壁に取り付けられる。本図に示す例において、振動部材１０が筐体６０の内壁に対向している。ただし磁性膜３０に音孔が形成されている場合、発振装置は、磁性膜３０が筐体６０に対向する向きに固定されてもよい。   FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the oscillation device illustrated in FIG. 1 is attached to an electronic device. In the oscillation device, the end surface of the support frame 40 is attached to the inner wall of the housing 60. In the example shown in this figure, the vibrating member 10 faces the inner wall of the housing 60. However, when a sound hole is formed in the magnetic film 30, the oscillation device may be fixed in a direction in which the magnetic film 30 faces the housing 60.

筐体６０には、音孔６２が設けられている。そして支持枠４０は、平面視で音孔６２を内側に含んでいる。このため、音孔６２は振動部材１０と対向し、振動部材１０が発振した音波は、音孔６２を介して筐体６０の外部に放射される。   A sound hole 62 is provided in the housing 60. And the support frame 40 contains the sound hole 62 inside by planar view. Therefore, the sound hole 62 faces the vibration member 10, and the sound wave generated by the vibration member 10 is radiated to the outside of the housing 60 through the sound hole 62.

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態では、第１磁性層２２は圧電素子２０のうち振動部材１０とは逆側の面に形成されている。そして第１磁性層２２は磁性膜３０に対向している。第１磁性層２２と磁性膜３０は、いずれも着磁されており、互いに反発しあう方向を向いている。このため、振動部材１０及び圧電素子２０が変位して第１磁性層２２が磁性膜３０に近づくと、第１磁性層２２は、磁性膜３０から、元に戻る方向の反発力を受ける。すなわち、振動部材１０及び圧電素子２０は、磁性膜３０から離れる方向については、磁性膜３０をもうけない場合と比較して振幅が大きくなる。従って、発振装置が出す音波の音圧を高くすることができる。また、第１磁性層２２及び磁性膜３０を設けるのみでよいため、発振装置が大型化することを抑制できる。   Next, the operation and effect of this embodiment will be described. In the present embodiment, the first magnetic layer 22 is formed on the surface of the piezoelectric element 20 opposite to the vibrating member 10. The first magnetic layer 22 faces the magnetic film 30. The first magnetic layer 22 and the magnetic film 30 are both magnetized and face in directions that repel each other. For this reason, when the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 are displaced and the first magnetic layer 22 approaches the magnetic film 30, the first magnetic layer 22 receives a repulsive force in the direction of returning from the magnetic film 30. That is, the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 have larger amplitudes in the direction away from the magnetic film 30 than in the case where the magnetic film 30 is not provided. Accordingly, it is possible to increase the sound pressure of the sound wave generated by the oscillation device. Moreover, since it is only necessary to provide the first magnetic layer 22 and the magnetic film 30, it is possible to suppress an increase in the size of the oscillation device.

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。この発振装置は、振動部材１０が樹脂膜７０を介して支持枠４０に取り付けられている点を除いて、第１の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the second embodiment. This oscillation device has the same configuration as that of the oscillation device according to the first embodiment, except that the vibration member 10 is attached to the support frame 40 via the resin film 70.

樹脂膜７０は、振動部材１０よりも弾性率の低い材料により形成されている。そして樹脂膜７０は平面視で中空部を有しており、この中空部を塞ぐように振動部材１０が配置されている。   The resin film 70 is formed of a material having a lower elastic modulus than that of the vibration member 10. The resin film 70 has a hollow portion in plan view, and the vibration member 10 is disposed so as to close the hollow portion.

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、振動部材１０は、樹脂膜７０を介して支持枠４０に固定されている。このため、振動部材１０は、樹脂膜７０を設けない場合と比較して上下に変位しやすくなる。従って、発振装置が出す音波の音圧をさらに高くすることができる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. The vibration member 10 is fixed to the support frame 40 via the resin film 70. For this reason, the vibration member 10 is easily displaced up and down as compared with the case where the resin film 70 is not provided. Accordingly, it is possible to further increase the sound pressure of the sound wave generated by the oscillation device.

また、樹脂膜７０は振動部材１０よりも内部損失が高いため、樹脂膜７０を設けることにより、振動部材１０及び圧電素子２０からなる圧電振動子の機械品質係数Ｑを低くすることができる。また、振動部材１０を樹脂膜７０を介して支持枠４０に取り付けているため、発振装置の耐衝撃性を高くすることができる。   Further, since the resin film 70 has higher internal loss than the vibration member 10, the mechanical quality factor Q of the piezoelectric vibrator including the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 can be lowered by providing the resin film 70. Further, since the vibration member 10 is attached to the support frame 40 via the resin film 70, the shock resistance of the oscillation device can be increased.

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。この発振装置は、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。 (Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the third embodiment. This oscillator has the same configuration as that of the oscillator according to the second embodiment except for the following points.

まず、振動部材１０には、両面に圧電素子２０が設けられている。そしていずれの圧電素子２０にも、制御部５０から発振信号が入力される。すなわち本実施形態に係る発信装置は、バイモルフ型である。ただし、磁性膜３０に対向しない圧電素子２０には、第１磁性層２２が設けられていない。   First, the vibration member 10 is provided with piezoelectric elements 20 on both sides. An oscillation signal is input to the piezoelectric element 20 from the control unit 50. That is, the transmission device according to the present embodiment is a bimorph type. However, the piezoelectric element 20 that does not face the magnetic film 30 is not provided with the first magnetic layer 22.

また、磁性膜３０は、シート状の樹脂部材７２を介して支持枠４０に取り付けられている。樹脂部材７２は、弾性を有する材料、例えば樹脂膜７０と同様の材料により形成されている。そして樹脂部材７２は平面視で中空部を有しており、この中空部を塞ぐように磁性膜３０が配置されている。   The magnetic film 30 is attached to the support frame 40 through a sheet-like resin member 72. The resin member 72 is formed of an elastic material, for example, the same material as the resin film 70. The resin member 72 has a hollow portion in plan view, and the magnetic film 30 is disposed so as to close the hollow portion.

図５は、樹脂部材７２の構造を示す平面図である。樹脂部材７２は、開口７４を有している。開口７４は、振動部材１０及び圧電素子２０が出す音波を、外部に放出するために設けられている。本実施形態では樹脂部材７２は複数の梁を、支持枠４０の中心で交差する方向に延伸させた構成を有している。そして各梁の一端は支持枠４０に固定されており、他端は磁性膜３０に固定されている。   FIG. 5 is a plan view showing the structure of the resin member 72. The resin member 72 has an opening 74. The opening 74 is provided to emit sound waves emitted from the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 to the outside. In the present embodiment, the resin member 72 has a configuration in which a plurality of beams are extended in a direction intersecting at the center of the support frame 40. One end of each beam is fixed to the support frame 40, and the other end is fixed to the magnetic film 30.

本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、振動部材１０及び圧電素子２０をバイモルフ型にしたため、発振装置が出す音波の音圧をさらに高くすることができる。   According to this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. In addition, since the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 are bimorph type, the sound pressure of the sound wave emitted from the oscillation device can be further increased.

また、磁性膜３０は、樹脂部材７２を介して支持枠４０に取り付けられている。このため、振動部材１０及び圧電素子２０が磁性膜３０に近づく方向に変位すると、磁性膜３０は、第１磁性層２２から受ける反発力により、振動部材１０および圧電素子２０と同じ方向に変位する。その後、振動部材１０及び圧電素子２０が逆方向に変位すると、樹脂部材７２の復元力及び慣性力により、磁性膜３０は、振動部材１０および圧電素子２０と同じ方向に変位する。このため、磁性膜３０及び樹脂部材７２の基本共振周波数を調節することにより、振動部材１０及び圧電素子２０の振幅を大きくすることができる。この場合、発振装置が出す音波の音圧をさらに高くすることができる。   Further, the magnetic film 30 is attached to the support frame 40 via a resin member 72. For this reason, when the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 are displaced in a direction approaching the magnetic film 30, the magnetic film 30 is displaced in the same direction as the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 due to the repulsive force received from the first magnetic layer 22. . Thereafter, when the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 are displaced in the opposite directions, the magnetic film 30 is displaced in the same direction as the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 due to the restoring force and inertial force of the resin member 72. For this reason, the amplitudes of the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 can be increased by adjusting the fundamental resonance frequency of the magnetic film 30 and the resin member 72. In this case, the sound pressure of the sound wave produced by the oscillation device can be further increased.

（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。 (Fourth embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the oscillation device according to the fourth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment has the same configuration as the oscillation device according to the first embodiment except for the following points.

まず、支持枠４０は、筒の両端を塞いだ形状を有している。すなわち支持枠４０は、内側に中空部４４を有している。振動部材１０及び圧電素子２０は、中空部４４内に配置されている。支持枠４０の一方の端面には音孔４６が形成されているが、中空部４４は音孔４６に繋がっている。そして振動部材１０及び圧電素子２０は、音孔４６に面している。なお中空部４４のうち振動部材１０及び圧電素子２０の端面に面している面は、振動部材１０のガイド面として機能する。なお、支持枠４０の他方の端面にも、開口４２が形成されている。なお、支持枠４０は一体型である必要はなく、振動部材１０及び圧電素子２０を内部に挿入しやすくするために、複数の部品に分割されていても良い。   First, the support frame 40 has a shape in which both ends of the cylinder are closed. That is, the support frame 40 has a hollow portion 44 inside. The vibration member 10 and the piezoelectric element 20 are disposed in the hollow portion 44. A sound hole 46 is formed on one end surface of the support frame 40, but the hollow portion 44 is connected to the sound hole 46. The vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 face the sound hole 46. Note that the surface of the hollow portion 44 facing the end surfaces of the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 functions as a guide surface of the vibration member 10. An opening 42 is also formed on the other end surface of the support frame 40. Note that the support frame 40 does not need to be an integral type, and may be divided into a plurality of parts in order to facilitate insertion of the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 into the inside.

そして圧電素子２０のうち振動部材１０とは逆側の面には磁石９４が設けられており、中空部４４の内面のうち磁石９４と対向する位置には、磁石９２が設けられている。磁石９２は、磁石９４と反発しあう向きに設けられている。   A magnet 94 is provided on the surface of the piezoelectric element 20 opposite to the vibrating member 10, and a magnet 92 is provided at a position facing the magnet 94 on the inner surface of the hollow portion 44. The magnet 92 is provided in a direction that repels the magnet 94.

また、振動部材１０のうち圧電素子２０とは逆側の面には磁石９６が設けられており、中空部４４の内面のうち磁石９６と対向する位置には、磁石９８が設けられている。磁石９８は、磁石９６と反発しあう向きに設けられている。   A magnet 96 is provided on the surface of the vibration member 10 opposite to the piezoelectric element 20, and a magnet 98 is provided on the inner surface of the hollow portion 44 at a position facing the magnet 96. The magnet 98 is provided in a direction repelling the magnet 96.

そして、振動部材１０及び圧電素子２０は、磁石９２と磁石９４の間の反発力、及び磁石９６と磁石９８の間の反発力によって、中空部４４内で支持されている。磁石９２と磁石９４は複数組設けられているのが好ましく、また、磁石９６と磁石９８も複数組設けられているのが好ましい。磁石９２，９４，９６，９８の配置及び数は、振動部材１０及び圧電素子２０を安定に支持できるように、適宜選択される。   The vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 are supported in the hollow portion 44 by a repulsive force between the magnet 92 and the magnet 94 and a repulsive force between the magnet 96 and the magnet 98. A plurality of sets of magnets 92 and 94 are preferably provided, and a plurality of sets of magnets 96 and 98 are also preferably provided. The arrangement and number of the magnets 92, 94, 96, 98 are appropriately selected so that the vibrating member 10 and the piezoelectric element 20 can be stably supported.

磁石９２，９４，９６，９８は、永久磁石であるのが好ましい。磁石９２，９４，９６，９８は、これら磁石内に生じる渦電流によるエネルギー損失を抑制するために、高抵抗材料、例えばフェライトにより形成されているのが好ましい。   The magnets 92, 94, 96, 98 are preferably permanent magnets. The magnets 92, 94, 96, and 98 are preferably made of a high resistance material, for example, ferrite, in order to suppress energy loss due to eddy currents generated in these magnets.

次に、本実施形態の作用及び効果について、図７を用いて説明する。図７は、図６に示した発振装置を有する電子機器の機械回路図である。この図において、発振装置の支持枠４０は、例えば第１の実施形態において図２に示したように、電子機器の筐体６０の内面に取り付けられている。筐体６０、支持枠４０、並びに振動部材１０及び圧電素子２０は、それぞれ質量ｍｎ、バネ定数ｋｎ、及び機械損失係数Ｃｎ有しており、また損失を起こしつつ振動を伝達する。一方、磁石９２，９４，９６，９８で生じるエネルギーの損失としては、渦電流が発生することによる損失が考えられるが、渦電流の量はわずかであるため、実質的に無視することができる。この傾向は、磁石９２，９４，９６，９８が高抵抗な磁性材料により形成されている場合、特に顕著になる。 Next, the operation and effect of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a mechanical circuit diagram of an electronic apparatus having the oscillation device shown in FIG. In this figure, the support frame 40 of the oscillation device is attached to the inner surface of the housing 60 of the electronic device, for example, as shown in FIG. 2 in the first embodiment. The housing 60, the support frame 40, the vibration member 10, and the piezoelectric element 20 have a mass m n , a spring constant k n , and a mechanical loss coefficient C n , respectively, and transmit vibration while causing a loss. On the other hand, the energy loss caused by the magnets 92, 94, 96, and 98 may be a loss due to the generation of eddy current. However, since the amount of eddy current is small, it can be substantially ignored. This tendency is particularly remarkable when the magnets 92, 94, 96, and 98 are made of a high-resistance magnetic material.

一方、振動部材１０を機械的に支持枠４０に取り付けた場合、この取り付け部分によって損失が発生する。   On the other hand, when the vibration member 10 is mechanically attached to the support frame 40, a loss occurs due to this attachment portion.

従って、本実施形態によれば、振動による損失を低くすることができるため、発振装置の機械品質係数Ｑを高くすることができる。従って、発振装置をパラメトリックスピーカの発振源として使用する場合、その出力を大きくすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the loss due to vibration can be reduced, so that the mechanical quality factor Q of the oscillation device can be increased. Therefore, when the oscillation device is used as an oscillation source of a parametric speaker, the output can be increased.

（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態に係る発振装置の構成を示す断面図である。この発振装置は、以下の点を除いて、第４の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。 (Fifth embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the oscillation device according to the fifth embodiment. This oscillator has the same configuration as that of the oscillator according to the fourth embodiment except for the following points.

まず、中空部４４の内部には、支持板１００が設けられている。支持板１００は、端部が支持枠４０に埋め込まれており、かつ振動部材１０に対向している。そして磁石９８は、支持板１００のうち振動部材１０に対向している面の上に形成されている。支持板１００は、例えばステンレスや真鍮などの金属により形成されている。   First, a support plate 100 is provided inside the hollow portion 44. The end of the support plate 100 is embedded in the support frame 40 and faces the vibration member 10. The magnet 98 is formed on the surface of the support plate 100 that faces the vibration member 10. The support plate 100 is made of a metal such as stainless steel or brass.

また、支持枠４０は、筒の一方の端面のみを塞いだ形状を有しており、この底面には開口４２が形成されている。また支持枠４０の他方の端面には、ガイド部材１１０がはめ込まれている。ガイド部材１１０は、筒の一面を塞ぎ、かつこの面に音孔４６を設けた形状である。すなわち本実施形態では、ガイド部材１１０及び支持枠４０によって、第４の実施形態における支持枠４０と同様の形状が形成されている。   The support frame 40 has a shape in which only one end surface of the cylinder is closed, and an opening 42 is formed on the bottom surface. A guide member 110 is fitted into the other end surface of the support frame 40. The guide member 110 has a shape in which one surface of the cylinder is closed and a sound hole 46 is provided on this surface. That is, in the present embodiment, the guide member 110 and the support frame 40 form the same shape as the support frame 40 in the fourth embodiment.

振動部材１０及び圧電素子２０は、ガイド部材１１０の内側に配置されている。ガイド部材１１０の内側面は、振動部材１０のガイド面として機能する。そして磁石９２は、ガイド部材１１０に設けられている。   The vibration member 10 and the piezoelectric element 20 are disposed inside the guide member 110. The inner surface of the guide member 110 functions as a guide surface of the vibration member 10. The magnet 92 is provided on the guide member 110.

本実施形態によっても、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to this embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

１０ 振動部材
２０ 圧電素子
２２ 磁性層
３０ 磁性膜
４０ 支持枠
４２ 開口
４４ 中空部
４６ 音孔
５０ 制御部
６０ 筐体
６２ 音孔
７０ 樹脂膜
７２ 樹脂部材
７４ 開口
９２ 磁石
９４ 磁石
９６ 磁石
９８ 磁石
１００ 支持板
１１０ ガイド部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration member 20 Piezoelectric element 22 Magnetic layer 30 Magnetic film 40 Support frame 42 Opening 44 Hollow part 46 Sound hole 50 Control part 60 Case 62 Sound hole 70 Resin film 72 Resin member 74 Opening 92 Magnet 94 Magnet 96 Magnet 98 Magnet 100 Support Plate 110 Guide member

Claims (6)

振動部材と、
前記振動部材上に設けられた圧電素子と、
前記振動部材の縁を保持する支持枠と、
前記圧電素子のうち前記振動部材とは逆側の面に設けられ、着磁された第１磁性層と、
着磁されており、前記第１磁性層に対向する位置に、前記第１磁性層と反発しあう向きに配置された第２磁性層と、
を備える発振装置。 A vibrating member;
A piezoelectric element provided on the vibrating member;
A support frame for holding an edge of the vibration member;
A first magnetic layer provided on a surface of the piezoelectric element opposite to the vibrating member and magnetized;
A second magnetic layer that is magnetized and disposed in a direction opposite to the first magnetic layer in a direction repelling the first magnetic layer;
An oscillation device comprising: 請求項１に記載の発振装置において、
前記第２磁性層は、前記支持枠によって支持されている発振装置。 The oscillation device according to claim 1,
The oscillation device in which the second magnetic layer is supported by the support frame. 請求項２に記載の発振装置において、
前記第２磁性層は、弾性を有する保持部材を介して前記支持枠に取り付けられている発振装置。 The oscillation device according to claim 2,
The oscillation device in which the second magnetic layer is attached to the support frame through an elastic holding member. 請求項３に記載の発振装置において、
前記保持部材は樹脂部材である発振装置。 The oscillation device according to claim 3.
The oscillation device in which the holding member is a resin member. 振動部材と、
前記振動部材上に設けられた圧電素子と、
音孔を有する支持部材と、
前記支持部材に設けられ、前記音孔とつながっており、前記振動部材及び圧電素子が収容されている中空部と、
前記振動部材のうち前記圧電素子とは逆側の面に設けられた第１磁石と、
前記圧電素子のうち前記振動部材とは逆側の面に設けられた第２磁石と、
前記支持部材の前記中空部に設けられ、前記第１磁石と対向する位置に前記第１磁石と反発しあう向きに設けられた第３磁石と、
前記支持部材の前記中空部に設けられ、前記第２磁石と対向する位置に前記第２磁石と反発しあう向きに設けられた第４磁石と、
を備え、
前記圧電素子及び前記振動部材は、前記第１磁石と前記第３磁石の間の反発力、及び前記第２磁石と前記第４磁石の間の反発力によって、前記中空部内で支持されている発振装置。 A vibrating member;
A piezoelectric element provided on the vibrating member;
A support member having a sound hole;
A hollow portion provided in the support member, connected to the sound hole, and containing the vibration member and the piezoelectric element;
A first magnet provided on a surface of the vibrating member opposite to the piezoelectric element;
A second magnet provided on a surface of the piezoelectric element opposite to the vibrating member;
A third magnet provided in the hollow portion of the support member and provided in a direction facing the first magnet at a position facing the first magnet;
A fourth magnet provided in the hollow portion of the support member and provided in a direction facing the second magnet at a position facing the second magnet;
With
The piezoelectric element and the vibration member are supported in the hollow portion by a repulsive force between the first magnet and the third magnet and a repulsive force between the second magnet and the fourth magnet. apparatus. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の発振装置を有する電子機器。   The electronic device which has an oscillation apparatus as described in any one of Claims 1-5.
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