JP6166038B2

JP6166038B2 - SOUND GENERATOR, SOUND GENERATOR, AND ELECTRONIC DEVICE

Info

Publication number: JP6166038B2
Application number: JP2012281188A
Authority: JP
Inventors: 実証秋枝; 修一福岡; 徳幸玖島; 武平山; 高橋　徹; 徹高橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: JP2014127749A

Description

開示の実施形態は、音響発生器、音響発生装置および電子機器に関する。 Embodiments of the disclosure relate to a sound generator, a sound generation device, and an electronic apparatus.

従来、アクチュエータを用いた音響発生器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる音響発生器は、振動板に取り付けたアクチュエータに電圧を印加して振動させることによって振動板を振動させて音響を出力するものである。 Conventionally, an acoustic generator using an actuator is known (see, for example, Patent Document 1). Such an acoustic generator outputs sound by vibrating a diaphragm by applying a voltage to an actuator attached to the diaphragm to vibrate.

特開２００９−１３０６６３号公報JP 2009-130663 A

しかしながら、上記した従来の音響発生器は、振動板の共振を積極的に利用するが故に、音圧の周波数特性においてピーク（周囲よりも音圧が高い部分）およびディップ（周囲よりも音圧が低い部分）が生じやすく、良質な音質を得にくいという問題があった。 However, since the above-described conventional sound generator actively uses the resonance of the diaphragm, the frequency characteristics of the sound pressure have a peak (a portion where the sound pressure is higher than the surroundings) and a dip (the sound pressure is higher than the surroundings). There is a problem that it is difficult to obtain a high-quality sound quality.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる音響発生器、音響発生装置および電子機器を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an acoustic generator, an acoustic generator, and an electronic apparatus that can obtain a favorable frequency characteristic of sound pressure.

実施形態の一態様に係る音響発生器は、電気信号が入力されて振動する励振器と、この励振器が取り付けられており、励振器の振動によって励振器とともに振動する扁平な振動体と、この振動体を張設するとともに励振器の振動によって励振器および振動体とともに振動する支持体とを少なくとも有する音響発生器であって、振動体の外周形状が楕円形状であり、前記支持体の外周形状が矩形状であり、前記振動体の外周形状の長軸方向および短軸方向と、前記支持体の外周形状の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが同一でないことを特徴とする。 An acoustic generator according to an aspect of an embodiment includes an exciter that receives an electric signal and vibrates, a flat vibrator that is attached to the exciter and vibrates with the exciter due to vibration of the exciter, a sound generator comprising at least a support which vibrates with exciter and the vibration member by the vibration exciter with which stretched the vibrator, Ri outer peripheral shape is elliptical der of the vibrating body, the outer periphery of the support The shape is rectangular, and the long axis direction and the short axis direction of the outer peripheral shape of the vibrating body are not the same as the diagonal direction, the long side direction, and the short side direction of the outer peripheral shape of the support body .

実施形態の一態様によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。 According to one aspect of the embodiment, a favorable sound pressure frequency characteristic can be obtained.

（Ａ）は基本的な音響発生器の概略構成を示す模式的な平面図であり、（Ｂ）は図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。(A) is a typical top view which shows schematic structure of a basic sound generator, (B) is the sectional view on the A-A 'line of FIG. 1A. 音圧の周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of a sound pressure. （Ａ）は実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図であり、（Ｂ）は図３ＡのＢ−Ｂ’線略断面図である。(A) is a typical top view which shows the structure of the acoustic generator which concerns on embodiment, (B) is a B-B 'line schematic sectional drawing of FIG. 3A. （Ａ）は振動体の具体的な配置例を示す模式的な平面図（その１）であり、（Ｂ）は振動体の具体的な配置例を示す模式的な平面図（その２）である。(A) is a schematic plan view (part 1) showing a specific arrangement example of the vibrating body, (B) is a schematic plan view (part 2) showing a specific arrangement example of the vibration body. is there. （Ａ）はダンピング材の具体的な配置例を示す模式的な平面図（その３）、（Ｂ）はダンピング材の具体的な配置例を示す模式的な平面図（その４）、（Ｃ）はダンピング材の具体的な配置例を示す模式的な平面図（その５）である。(A) is a schematic plan view (part 3) showing a specific arrangement example of the damping material, (B) is a schematic plan view (part 4) showing a specific arrangement example of the damping material (C) ) Is a schematic plan view (part 5) showing a specific arrangement example of the damping material. （Ａ）は実施形態に係る音響発生装置の構成を示す図であり、（Ｂ）は実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。(A) is a figure which shows the structure of the acoustic generator which concerns on embodiment, (B) is a figure which shows the structure of the electronic device which concerns on embodiment.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a sound generator, a sound generator, and an electronic device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

まず、実施形態に係る音響発生器１の説明に先立って、基本的な音響発生器１’の概略構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、音響発生器１’の概略構成を示す模式的な平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。 First, prior to the description of the sound generator 1 according to the embodiment, a schematic configuration of a basic sound generator 1 ′ will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A is a schematic plan view showing a schematic configuration of the acoustic generator 1 ′, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1A.

なお、説明を分かりやすくするために、図１Ａおよび図１Ｂには、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。また、図１Ａにおいては、樹脂層７の図示を省略している。 For ease of explanation, FIGS. 1A and 1B illustrate a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z-axis having a vertically upward direction as a positive direction and a vertically downward direction as a negative direction. Such an orthogonal coordinate system may also be shown in other drawings used in the following description. Moreover, in FIG. 1A, illustration of the resin layer 7 is omitted.

また、同じく説明を分かりやすくするために、図１Ｂは、音響発生器１’を厚み方向（Ｚ軸方向）に大きく誇張して示している。 Similarly, for easy understanding, FIG. 1B greatly exaggerates the sound generator 1 ′ in the thickness direction (Z-axis direction).

図１Ａに示すように、音響発生器１’は、枠体２と、振動板３と、圧電素子５とを備える。なお、図１Ａに示すように、以下の説明では、明記しない限り圧電素子５が１個である場合を例示するが、圧電素子５の個数を限定するものではない。 As shown in FIG. 1A, the sound generator 1 ′ includes a frame body 2, a diaphragm 3, and a piezoelectric element 5. As shown in FIG. 1A, in the following description, the case where there is one piezoelectric element 5 is illustrated unless otherwise specified, but the number of piezoelectric elements 5 is not limited.

枠体２は、矩形の枠状の同じ形状を有する２枚の枠部材によって構成されており、振動板３の周縁部を挟み込んで振動板３を支持する支持体として機能している。振動板３は、板状やフィルム状の形状を有しており、その周縁部が枠体２に挟まれて固定されている。すなわち、振動板３は、枠体２の枠内に張った状態で支持されている。なお、振動板３のうち枠体２よりも内側に位置する部分、すなわち、振動板３のうち枠体２に挟まれておらず自由に振動することができる部分を振動体３ａとする。したがって、振動体３ａは、枠体２の枠内において略矩形状をなす部分である。 The frame body 2 is configured by two frame members having the same shape of a rectangular frame shape, and functions as a support body that supports the diaphragm 3 with the peripheral edge portion of the diaphragm 3 interposed therebetween. The diaphragm 3 has a plate shape or a film shape, and a peripheral portion thereof is sandwiched and fixed by the frame body 2. That is, the diaphragm 3 is supported while being stretched in the frame of the frame body 2. In addition, the part located inside the frame 2 among the diaphragms 3, ie, the part which is not pinched by the frame 2 among the diaphragms 3, and can vibrate freely is made into the vibrating body 3a. Therefore, the vibrating body 3 a is a portion having a substantially rectangular shape in the frame of the frame body 2.

また、振動板３は、樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができる。例えば、厚さ１０〜２００μｍ程度のポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムで振動板３を構成することができる。 The diaphragm 3 can be formed using various materials such as resin and metal. For example, the diaphragm 3 can be made of a resin film such as polyethylene or polyimide having a thickness of about 10 to 200 μm.

枠体２の厚みや材質などは、特に限定されるものではない。金属や樹脂など種々の材料を用いて枠体２を形成することができる。例えば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ１００〜１０００μｍ程度のステンレス製のものなどを枠体２として好適に用いることができる。なお、図１Ａには、その内側の領域の形状が、従来良く見受けられる略矩形状である例を示している。 The thickness and material of the frame 2 are not particularly limited. The frame 2 can be formed using various materials such as metal and resin. For example, a stainless steel member having a thickness of about 100 to 1000 μm can be suitably used as the frame 2 because it has excellent mechanical strength and corrosion resistance. FIG. 1A shows an example in which the shape of the inner region is a substantially rectangular shape that is often found in the past.

圧電素子５は、振動体３ａの表面に貼り付けられるなどして設けられ、電圧の印加を受けて振動することによって振動体３ａを励振する励振器である。 The piezoelectric element 5 is an exciter that is provided by being affixed to the surface of the vibrating body 3a and that excites the vibrating body 3a by receiving a voltage to vibrate.

かかる圧電素子５は、図１Ｂに示すように、たとえば、４層のセラミックスからなる圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、３層の内部電極層５ｅが交互に積層された積層体と、かかる積層体の上面および下面に形成された表面電極層５ｆ、５ｇと、内部電極層５ｅが露出した側面に形成された外部電極５ｈ、５ｊとを備える。また、外部電極５ｈ、５ｊには、リード端子６ａ、６ｂが接続される。 As shown in FIG. 1B, the piezoelectric element 5 includes, for example, a laminate in which piezoelectric layers 5a, 5b, 5c, and 5d made of four ceramic layers and three internal electrode layers 5e are alternately laminated, Surface electrode layers 5f and 5g formed on the upper and lower surfaces of the laminate, and external electrodes 5h and 5j formed on the side surfaces where the internal electrode layer 5e is exposed. The lead terminals 6a and 6b are connected to the external electrodes 5h and 5j.

なお、圧電素子５は板状であり、上面側および下面側の主面が長方形状または正方形状といった多角形をなしている。また、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、図１Ｂに矢印で示すように分極されている。すなわち、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極
の向きが厚み方向（図のＺ軸方向）における一方側と他方側とで逆転するように分極されている。 The piezoelectric element 5 has a plate shape, and the main surface on the upper surface side and the lower surface side has a polygonal shape such as a rectangular shape or a square shape. The piezoelectric layers 5a, 5b, 5c, and 5d are polarized as shown by arrows in FIG. 1B. In other words, polarization is performed such that the direction of polarization with respect to the direction of the electric field applied at a certain moment is reversed between one side and the other side in the thickness direction (Z-axis direction in the figure).

そして、リード端子６ａ、６ｂを介して圧電素子５に電圧が印加されると、たとえば、ある瞬間において、振動体３ａに接着された側の圧電体層５ｃ、５ｄは縮み、圧電素子５の上面側の圧電体層５ａ、５ｂは伸びるように変形する。よって、圧電素子に交流信号を与えることにより、圧電素子５が屈曲振動し、振動体３ａに屈曲振動を与えることができる。 When a voltage is applied to the piezoelectric element 5 via the lead terminals 6a and 6b, for example, at a certain moment, the piezoelectric layers 5c and 5d on the side bonded to the vibrating body 3a contract and the upper surface of the piezoelectric element 5 is compressed. The piezoelectric layers 5a and 5b on the side are deformed so as to extend. Accordingly, by applying an AC signal to the piezoelectric element, the piezoelectric element 5 can bend and vibrate, and the vibrating body 3a can be bent.

また、圧電素子５は、その主面が、振動体３ａの主面と、エポキシ系樹脂等の接着剤により接合されている。 In addition, the main surface of the piezoelectric element 5 is joined to the main surface of the vibrating body 3a by an adhesive such as an epoxy resin.

なお、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを構成する材料としては、ＰＺＴ（lead zirconate titanate）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系
圧電体材料等、従来から用いられている圧電セラミックスを用いることができる。 In addition, as a material constituting the piezoelectric layers 5a, 5b, 5c, and 5d, a lead-free piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate), Bi layered compound, tungsten bronze structure compound, or the like has been conventionally used. Piezoelectric ceramics can be used.

また、内部電極層５ｅの材料としては、種々の金属材料を用いることができる。例えば、銀とパラジウムとからなる金属成分と、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを構成するセラミック成分とを含有した場合、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと内部電極層５ｅとの熱膨張差による応力を低減することができるので、積層不良のない圧電素子５を得ることができる。また、リード端子６ａ、６ｂは、種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銅またはアルミニウムなどの金属箔を樹脂フィルムで挟んだフレキシブル配線を用いてリード端子６ａ、６ｂを構成すると、圧電素子５の低背化を図ることができる。 Various metal materials can be used as the material of the internal electrode layer 5e. For example, when a metal component composed of silver and palladium and a ceramic component constituting the piezoelectric layers 5a, 5b, 5c, and 5d are contained, the piezoelectric layers 5a, 5b, 5c, and 5d and the internal electrode layer 5e Since the stress due to the difference in thermal expansion can be reduced, the piezoelectric element 5 free from stacking faults can be obtained. The lead terminals 6a and 6b can be formed using various metal materials. For example, if the lead terminals 6a and 6b are configured using flexible wiring in which a metal foil such as copper or aluminum is sandwiched between resin films, the height of the piezoelectric element 5 can be reduced.

また、図１Ｂに示すように、音響発生器１’は、枠体２の枠内において圧電素子５および振動体３ａの表面に被せるように配置されて、振動体３ａおよび圧電素子５と一体化された樹脂層７をさらに備える。 Further, as shown in FIG. 1B, the sound generator 1 ′ is disposed so as to cover the surfaces of the piezoelectric element 5 and the vibrating body 3 a within the frame 2, and is integrated with the vibrating body 3 a and the piezoelectric element 5. The resin layer 7 is further provided.

樹脂層７は、たとえば、アクリル系樹脂を用いてヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲程度となるように形成されることが好ましい。なお、かかる樹脂層７によって圧電素子５を埋設することで、適度なダンピング効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑えることができる。 The resin layer 7 is preferably formed using, for example, an acrylic resin so that the Young's modulus is about 1 MPa to 1 GPa. In addition, since an appropriate damping effect can be induced by embedding the piezoelectric element 5 with the resin layer 7, the resonance phenomenon can be suppressed and the peak or dip in the frequency characteristic of the sound pressure can be suppressed to a small level. .

また、図１Ｂには、樹脂層７が、枠体２と同じ高さとなるように形成された状態を示しているが、圧電素子５が埋設されていればよく、たとえば、樹脂層７が枠体２の高さよりも高くなるように形成されてもよい。 FIG. 1B shows a state in which the resin layer 7 is formed so as to be the same height as the frame 2, but it is sufficient that the piezoelectric element 5 is embedded, for example, the resin layer 7 has a frame. It may be formed to be higher than the height of the body 2.

また、図１Ｂでは、圧電素子５として、バイモルフ型の積層型圧電素子を例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば、伸縮する圧電素子を振動体３ａに貼り付けたユニモルフ型であっても構わない。 Further, in FIG. 1B, as the piezoelectric element 5, a bimorph type stacked piezoelectric element is taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a unimorph type in which a piezoelectric element that expands and contracts is attached to the vibrating body 3a.

ところで、本例の音響発生器は、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、振動体３ａに圧電素子５が取り付けられるとともに樹脂層７で被覆されて、振動体３ａ，圧電素子５および樹脂層７が一体化されており、その振動体３ａ，圧電素子５および樹脂層７が一体的に振動する。 By the way, as shown in FIGS. 1A and 1B, the acoustic generator of this example has the piezoelectric element 5 attached to the vibrating body 3a and covered with the resin layer 7, so that the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5 and the resin layer are covered. 7 is integrated, and the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5 and the resin layer 7 vibrate integrally.

このような振動体３ａ，圧電素子５および樹脂層７によって構成される複合振動体が全体として対称性を有しているような場合、特定の周波数にピークが集中して、急峻なピークやディップが生じやすい。かかる点を、図２に図示する。 When such a composite vibrating body composed of the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5 and the resin layer 7 has symmetry as a whole, the peak concentrates on a specific frequency, and a steep peak or dip Is likely to occur. This point is illustrated in FIG.

一例として、図２において破線の閉曲線ＰＤで囲んで示した部分に着目する。このようなピークが生じる場合、周波数によって音圧にばらつきが生じるため、良好な音質を得にくくなる。 As an example, attention is paid to a portion surrounded by a broken closed curve PD in FIG. When such a peak occurs, the sound pressure varies depending on the frequency, making it difficult to obtain good sound quality.

かかる場合、ピークＰの高さを下げ（図中の矢印２０１参照）、かつ、ピーク幅を広げ（図中の矢印２０２参照）ピークやディップを小さくするような方策をとることが有効である。 In such a case, it is effective to take measures such as reducing the height of the peak P (see arrow 201 in the figure) and widening the peak width (see arrow 202 in the figure) to reduce the peak or dip.

そこで、本実施形態では、まず、振動体３ａの外周形状を楕円形状とすることとした。なお、楕円形状とは、数学的に定義される楕円形のみならず、外周が外側に凸の曲線からなる形状全般を意味する。 Therefore, in the present embodiment, first, the outer peripheral shape of the vibrating body 3a is an elliptical shape. The elliptical shape means not only a mathematically defined elliptical shape but also a general shape consisting of a curved line whose outer periphery is convex outward.

このように外周形状が楕円形状の振動体３ａとすることにより、外周形状が略矩形状の振動体３ａに比べて、共振周波数が様々な周波数に分散するため、特定の周波数に音圧のピークやディップが発生し難くなり、周波数−音圧特性の平坦性を良好なものとすることが可能となる。 In this way, by using the vibrating body 3a having an elliptical outer peripheral shape, the resonance frequency is dispersed in various frequencies as compared with the vibrating body 3a having a substantially rectangular outer peripheral shape. And dip are less likely to occur, and the flatness of the frequency-sound pressure characteristics can be improved.

また、本実施形態の音響発生器は、枠体２の外周形状が対称性を有する矩形状である場合は、特定の周波数に音圧のピークやディップが発生し易くなるので、振動体３ａの外周形状を楕円形状とすることによる効果が大きい。 Moreover, since the sound generator of this embodiment becomes easy to generate | occur | produce the peak and dip of a sound pressure in a specific frequency when the outer periphery shape of the frame 2 is a rectangular shape with symmetry, it is easy to generate | occur | produce the vibration body 3a. The effect by making an outer periphery shape into an elliptical shape is large.

さらに、振動体３ａの長軸方向および短軸方向と、枠体２の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが重ならないことが好ましい。振動体３ａの長軸方向および短軸方向と、支持体２の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが重ならないようにすることで、振動体３ａの共振・***振の周波数と枠体２の共振・***振の周波数を重ならないようにすることが可能となり、周波数―音圧特性の平坦性をより良好なものとすることが可能となる。 Furthermore, it is preferable that the major axis direction and the minor axis direction of the vibrating body 3 a do not overlap with the diagonal direction, the long side direction, and the short side direction of the frame body 2. By preventing the major axis direction and the minor axis direction of the vibrating body 3a from overlapping with the diagonal direction, the long side direction, and the short side direction of the support body 2, the resonance / antiresonance frequencies of the vibrating body 3a and the frame body It is possible to prevent the resonance and anti-resonance frequencies of 2 from overlapping, and it is possible to improve the flatness of the frequency-sound pressure characteristics.

また、枠体２の重心と、振動体３ａの重心とが重ならないことが好ましい。枠体２の重心と、振動体３ａの重心とが重ならないことにより、周波数―音圧特性の平坦性をさらに良好なものとすることが可能となる。 Further, it is preferable that the center of gravity of the frame body 2 and the center of gravity of the vibrating body 3a do not overlap. Since the center of gravity of the frame 2 and the center of gravity of the vibrating body 3a do not overlap, the flatness of the frequency-sound pressure characteristics can be further improved.

以下、図３Ａ〜図４Ｂを用いて具体的に説明する。図３Ａは、実施形態に係る音響発生器１の構成を示す模式的な平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。また、図４Ａ〜図４Ｃは、振動板３を平面視した振動体３ａの配置説明図（その１）〜（その２）である。 Hereinafter, it demonstrates concretely using FIG. 3A-FIG. 4B. FIG. 3A is a schematic plan view showing the configuration of the sound generator 1 according to the embodiment, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line B-B ′ shown in FIG. 3A. 4A to 4C are layout explanatory views (No. 1) to (No. 2) of the vibrating body 3a when the diaphragm 3 is viewed in plan.

図３Ａに示すように、音響発生器１は、図１Ａおよび図１Ｂに示した音響発生器１’に対して、振動体３ａの外周形状が楕円形状となっている。振動体３ａの外周形状は、上述したように数学で定義される楕円形のみならず外周が外側に凸の曲線からなる形状全般を意味する。なお、長軸および短軸の長さは、音響発生器１に求められる周波数−音圧特性に応じて、枠体２の長辺および短辺の長さや圧電素子５の縦および横の長さなどとともに適宜決められる。また、枠体２は振動板３を保持するとともに、音響発生器１を後述する音響発生装置へ固定するという機能を有しており、このような観点から、枠体の幅の一番狭い箇所の幅は、１〜１０ｍｍ程度であり好ましくは２〜８ｍｍである。 As shown in FIG. 3A, in the sound generator 1, the outer peripheral shape of the vibrating body 3a is elliptical with respect to the sound generator 1 'shown in FIGS. 1A and 1B. The outer peripheral shape of the vibrating body 3a means not only the elliptical shape defined by mathematics as described above, but also the entire shape including a curved line whose outer periphery is convex outward. The lengths of the major axis and the minor axis are the lengths of the long side and the short side of the frame 2 and the vertical and horizontal lengths of the piezoelectric element 5 according to the frequency-sound pressure characteristics required of the sound generator 1. It is decided as appropriate together. In addition, the frame body 2 has a function of holding the diaphragm 3 and fixing the sound generator 1 to a sound generation device to be described later. From such a viewpoint, the narrowest part of the width of the frame body The width is about 1 to 10 mm, preferably 2 to 8 mm.

また、図４Ａに示すように、振動体３ａの長軸方向および短軸方向と、枠体２の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが重ならない構成とすることが好ましい。振動体３ａの長軸方向および短軸方向と、枠体２の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが重ならない構成とすることにより、周波数−音圧特性の平坦性をより良好なものとすることが可能
となる。 Moreover, as shown to FIG. 4A, it is preferable to set it as the structure which the major axis direction and short-axis direction of the vibrating body 3a do not overlap with the diagonal direction of the frame 2, the long-side direction, and the short-side direction. By adopting a configuration in which the major axis direction and the minor axis direction of the vibrating body 3a do not overlap with the diagonal direction, the long side direction, and the short side direction of the frame body 2, the flatness of the frequency-sound pressure characteristics is improved. It becomes possible.

さらに、図４Ｂに示すように、枠体２の重心と、振動体３ａの重心とが重ならない構成とすることが好ましい。枠体２の重心と、振動体３ａの重心とが重ならない構成とすることより、周波数−音圧特性の平坦性をさらに良好なものとすることが可能となる。 Furthermore, as shown in FIG. 4B, it is preferable that the center of gravity of the frame 2 and the center of gravity of the vibrating body 3a do not overlap. By adopting a configuration in which the center of gravity of the frame body 2 and the center of gravity of the vibrating body 3a do not overlap, it is possible to further improve the flatness of the frequency-sound pressure characteristics.

また、図５Ａ〜５Ｃに示すように、枠体２、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層７の少なくともいずれかの上部にダンピング材８を配置することが好ましい。枠体２、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層７の少なくともいずれかの上部にダンピング材８を配置する構成とすることにより、ダンピング材８により振動のピークを直接的にダンピングすることが可能となり、振動体３ａの外周形状を楕円形状とする構成と共に採用することにより、周波数−音圧特性の平坦性をより良好なものとすることが可能となる。 Further, as shown in FIGS. 5A to 5C, it is preferable to dispose a damping material 8 on at least one of the frame body 2, the vibrating body 3 a, the piezoelectric element 5, and the resin layer 7. By arranging the damping material 8 on at least one of the frame 2, the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5 and the resin layer 7, it is possible to directly dampen the vibration peak by the damping material 8. Thus, by adopting the configuration in which the outer peripheral shape of the vibrating body 3a is an elliptical shape, it is possible to improve the flatness of the frequency-sound pressure characteristics.

なお、図５Ａ〜Ｃには、１個の矩形状のダンピング材８が、圧電素子５の上部に配置されている場合、圧電素子５および振動体３ａに跨って上部に配置されている場合、圧電素子５、振動体３ａおよび枠体２に跨って上部に配置されている場合を例示しているが、その形状や個数、配置の領域を限定するものではなく、ダンピング材８が枠体２、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層７の少なくともいずれかの上部に配置されていればよい。 5A to 5C, when one rectangular damping material 8 is disposed on the upper portion of the piezoelectric element 5, when disposed on the upper portion across the piezoelectric element 5 and the vibrating body 3a, The case where the piezoelectric element 5, the vibrating body 3 a, and the frame 2 are disposed at the upper part is illustrated, but the shape, the number, and the arrangement region are not limited, and the damping material 8 is the frame 2. It is only necessary to be disposed on at least one of the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5 and the resin layer 7.

ダンピング材８は、機械的損失を有するものであればよいが、機械的損失係数が高い、言い換えれば、機械的品質係数（いわゆる、メカニカルＱ）が低い部材であることが望ましい。 The damping material 8 may have any mechanical loss, but is preferably a member having a high mechanical loss factor, in other words, a low mechanical quality factor (so-called mechanical Q).

このようなダンピング材８は、たとえば、種々の弾性体を用いて形成することができるが、柔らかく変形しやすいことが望ましいため、ウレタンゴム等のゴム材料を用いて好適に形成することができる。 Such a damping material 8 can be formed using various elastic bodies, for example, but since it is desirable that it is soft and easily deformed, it can be suitably formed using a rubber material such as urethane rubber.

特に、ウレタンフォーム等の多孔質なゴム材料を好適に用いることができる。また、ダンピング材８は、図１Ｂに示した樹脂層７の表面に取り付けられて、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層７と一体化されている。 In particular, a porous rubber material such as urethane foam can be suitably used. The damping material 8 is attached to the surface of the resin layer 7 shown in FIG. 1B and is integrated with the vibrating body 3a, the piezoelectric element 5, and the resin layer 7.

そして、このようにダンピング材８を設けることによって、ダンピング材８が配置された領域は、樹脂層７を介してダンピング材８による振動損失を受け、これにより共振現象が抑制されることとなる。 By providing the damping material 8 in this way, the region where the damping material 8 is disposed receives vibration loss due to the damping material 8 via the resin layer 7, thereby suppressing the resonance phenomenon.

なお、ダンピング材８の外周形状は、楕円形状、四角形状、三角形状、半円形状、三日月形状、星型形状、五角形状や六角形状等の多角形状、円形状などの形状でも良い。 The outer peripheral shape of the damping material 8 may be an elliptical shape, a quadrangular shape, a triangular shape, a semicircular shape, a crescent shape, a star shape, a polygonal shape such as a pentagonal shape or a hexagonal shape, or a circular shape.

次に、これまで説明してきた実施形態に係る音響発生器１を搭載した音響発生装置および電子機器について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施形態に係る音響発生装置２０の構成を示す図であり、図６Ｂは、実施形態に係る電子機器５０の構成を示す図である。なお、両図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。 Next, a sound generation device and an electronic apparatus equipped with the sound generator 1 according to the embodiment described so far will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of the sound generation device 20 according to the embodiment, and FIG. 6B is a diagram illustrating a configuration of the electronic device 50 according to the embodiment. In addition, in both figures, only the component required for description is shown and description about a general component is abbreviate | omitted.

音響発生装置２０は、いわゆるスピーカのような発音装置であり、図６Ａに示すように、たとえば、音響発生器１と、音響発生器１を収容する筐体３０を備える。筐体３０は、音響発生器１の発する音響を内部で共鳴させるとともに、筐体３０に形成された図示せぬ開口から音響を外部へ放射する。このような筐体３０を有することにより、例えば低周波数帯域における音圧を高めることができる。 The sound generation device 20 is a sound generation device such as a so-called speaker, and includes, for example, a sound generator 1 and a housing 30 that houses the sound generator 1 as shown in FIG. 6A. The housing 30 resonates the sound generated by the sound generator 1 and radiates the sound to the outside through an opening (not shown) formed in the housing 30. By having such a housing 30, for example, the sound pressure in a low frequency band can be increased.

また、音響発生器１は、種々の電子機器５０に搭載することができる。たとえば、次に示す図６Ｂでは、電子機器５０が、携帯電話やタブレット端末のような携帯端末装置であるものとする。 The sound generator 1 can be mounted on various electronic devices 50. For example, in FIG. 6B shown below, it is assumed that the electronic device 50 is a mobile terminal device such as a mobile phone or a tablet terminal.

図６Ｂに示すように、電子機器５０は、電子回路６０を備える。電子回路６０は、たとえば、コントローラ５０ａと、送受信部５０ｂと、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄとから構成される。電子回路６０は、音響発生器１に接続されており、音響発生器へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器は電子回路から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。 As shown in FIG. 6B, the electronic device 50 includes an electronic circuit 60. The electronic circuit 60 includes, for example, a controller 50a, a transmission / reception unit 50b, a key input unit 50c, and a microphone input unit 50d. The electronic circuit 60 is connected to the sound generator 1 and has a function of outputting an audio signal to the sound generator. The sound generator generates sound based on the sound signal input from the electronic circuit.

また、電子機器５０は、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆと、音響発生器１とを備える。また、電子機器５０は、これら各デバイスを収容する筐体４０を備える。 The electronic device 50 includes a display unit 50e, an antenna 50f, and the sound generator 1. Further, the electronic device 50 includes a housing 40 that accommodates these devices.

なお、図６Ｂでは、１つの筐体４０にコントローラ５０ａをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路６０と音響発生器１とが、１つの筐体４０に収容されていればよい。 6B shows a state in which each device including the controller 50a is accommodated in one housing 40, but the accommodation form of each device is not limited. In the present embodiment, it is sufficient that at least the electronic circuit 60 and the sound generator 1 are accommodated in one housing 40.

コントローラ５０ａは、電子機器５０の制御部である。送受信部５０ｂは、コントローラ５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送受信などを行う。 The controller 50 a is a control unit of the electronic device 50. The transmission / reception unit 50b transmits / receives data via the antenna 50f based on the control of the controller 50a.

キー入力部５０ｃは、電子機器５０の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部５０ｄは、同じく電子機器５０の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。 The key input unit 50c is an input device of the electronic device 50 and accepts a key input operation by an operator. The microphone input unit 50d is also an input device of the electronic device 50, and accepts a voice input operation by an operator.

表示部５０ｅは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、コントローラ５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。 The display unit 50e is a display output device of the electronic device 50, and outputs display information based on the control of the controller 50a.

そして、音響発生器１は、電子機器５０における音響出力デバイスとして動作する。なお、音響発生器１は、電子回路６０のコントローラ５０ａに接続されており、コントローラ５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。 The sound generator 1 operates as a sound output device in the electronic device 50. The sound generator 1 is connected to the controller 50a of the electronic circuit 60, and emits sound upon application of a voltage controlled by the controller 50a.

ところで、図６Ｂでは、電子機器５０が携帯用端末装置であるものとして説明を行ったが、電子機器５０の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、「話す」といった音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。 In FIG. 6B, the electronic device 50 is described as a portable terminal device. However, the electronic device 50 is not limited to the type of the electronic device 50, and may be applied to various consumer devices having a function of emitting sound. . For example, flat-screen TVs and car audio devices can of course be used for products having a function of emitting sound such as "speak", for example, various products such as vacuum cleaners, washing machines, refrigerators, microwave ovens, etc. .

なお、上述した実施形態では、振動体３ａの一方の主面に圧電素子５を設けた場合を主に例示して説明を行ったが、これに限られるものではなく、振動体３ａの両面に圧電素子５が設けられてもよい。 In the embodiment described above, the case where the piezoelectric element 5 is provided on one main surface of the vibrating body 3a has been mainly described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the both surfaces of the vibrating body 3a are provided. A piezoelectric element 5 may be provided.

また、上述した実施形態では、枠体２の枠内において圧電素子５および振動体３ａを覆ってしまうように樹脂層７を形成する場合を例に挙げたが、かかる樹脂層を必ずしも形成しなくともよい。 In the above-described embodiment, the case where the resin layer 7 is formed so as to cover the piezoelectric element 5 and the vibrating body 3a in the frame of the frame body 2 is taken as an example. However, such a resin layer is not necessarily formed. Also good.

また、上述した実施形態では、樹脂フィルムなどの薄膜で振動板を構成する場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、板状の部材で構成することとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the diaphragm is configured by a thin film such as a resin film has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and may be configured by a plate-like member, for example.

また、上述した実施形態では、励振器が圧電素子５である場合を例に挙げて説明したが、励振器としては、圧電素子に限定されるものではなく、電気信号が入力されて振動する機能を有しているものであれば良い。例えば、スピーカを振動させる励振器としてよく知られた、動電型の励振器や、静電型の励振器や、電磁型の励振器であっても構わない。なお、動電型の励振器は、永久磁石の磁極の間に配置されたコイルに電流を流してコイルを振動させるようなものであり、静電型の励振器は、向き合わせた２つの金属板にバイアスと電気信号とを流して金属板を振動させるようなものであり、電磁型の励振器は、電気信号をコイルに流して薄い鉄板を振動させるようなものである。 In the above-described embodiment, the case where the exciter is the piezoelectric element 5 has been described as an example. However, the exciter is not limited to the piezoelectric element, and a function that vibrates when an electric signal is input thereto. As long as it has. For example, an electrodynamic exciter, an electrostatic exciter, or an electromagnetic exciter well known as an exciter for vibrating a speaker may be used. The electrodynamic exciter is such that an electric current is passed through a coil disposed between the magnetic poles of a permanent magnet to vibrate the coil. The electrostatic exciter is composed of two metals facing each other. A bias and an electric signal are passed through the plate to vibrate the metal plate, and an electromagnetic exciter is an electric signal that is passed through the coil to vibrate a thin iron plate.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

１、１’ 音響発生器
２枠体
３振動板
３ａ振動体
５圧電素子
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ圧電体層
５ｅ内部電極層
５ｆ、５ｇ表面電極層
５ｈ、５ｊ外部電極
６ａ、６ｂリード端子
７樹脂層
８ダンピング材
２０音響発生装置
３０、４０筐体
５０電子機器
５０ａコントローラ
５０ｂ送受信部
５０ｃキー入力部
５０ｄマイク入力部
５０ｅ表示部
５０ｆアンテナ
６０電子回路
Ｐピーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Sound generator 2 Frame body 3 Diaphragm 3a Vibration body 5 Piezoelectric element 5a, 5b, 5c, 5d Piezoelectric layer 5e Internal electrode layer 5f, 5g Surface electrode layer 5h, 5j External electrode 6a, 6b Lead terminal 7 Resin layer 8 Damping material 20 Sound generator 30, 40 Housing 50 Electronic device 50a Controller 50b Transmitter / receiver 50c Key input unit 50d Microphone input unit 50e Display unit 50f Antenna 60 Electronic circuit P Peak

Claims

電気信号が入力されて振動する励振器と、
該励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する扁平な振動体と、
該振動体を張設するとともに前記励振器の振動によって該励振器および前記振動体とともに振動する支持体と、
を少なくとも有する音響発生器であって、
前記振動体の外周形状が楕円形状であり、
前記支持体の外周形状が矩形状であり、
前記振動体の外周形状の長軸方向および短軸方向と、前記支持体の外周形状の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが同一でないこと
を特徴とする音響発生器。 An exciter that vibrates upon receipt of an electrical signal;
A flat vibrator that is mounted with the exciter and vibrates with the exciter by vibration of the exciter;
A support that stretches the vibrator and vibrates with the exciter and the vibrator by the vibration of the exciter;
An acoustic generator having at least
The outer peripheral shape of the vibrating body is an elliptical shape,
The outer peripheral shape of the support is rectangular,
A sound generator, wherein a major axis direction and a minor axis direction of the outer peripheral shape of the vibrating body are not the same as a diagonal direction, a longer side direction, and a shorter side direction of the outer peripheral shape of the support body.

前記励振器の外周形状が矩形状であり、
前記振動体の外周形状の長軸方向および短軸方向と、前記励振器の外周形状の対角線方向、長辺方向および短辺方向とが同一でないこと
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。 The outer shape of the exciter is rectangular,
The sound generation according to claim 1, wherein a major axis direction and a minor axis direction of the outer peripheral shape of the vibrating body and a diagonal direction, a longer side direction, and a shorter side direction of the outer peripheral shape of the exciter are not the same. vessel.

前記支持体の重心と、前記振動体の重心とが重ならないこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。 The sound generator according to claim 1 or 2, wherein the center of gravity of the support and the center of gravity of the vibrating body do not overlap.

前記支持体、前記振動体および前記励振器の少なくともいずれかの上部にダンピング材を配置したこと A damping material is disposed above at least one of the support, the vibrator, and the exciter.
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音響発生器。The sound generator according to any one of claims 1 to 3.

前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面に被せるように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化された樹脂層をさらに備えること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音響発生器。 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a resin layer disposed so as to cover the exciter and the surface of the vibrator to which the exciter is attached, and integrated with the vibrator and the exciter. 4. The sound generator according to any one of 3.

前記支持体、前記振動体、前記励振器および前記樹脂層の少なくともいずれかの上部にダンピング材を配置したこと
を特徴とする請求項５に記載の音響発生器。 6. The sound generator according to claim 5, wherein a damping material is disposed on at least one of the support, the vibrator, the exciter, and the resin layer.

請求項１〜６のいずれかに記載の音響発生器と、
該音響発生器を収容する筐体と、を備えること
を特徴とする音響発生装置。 The sound generator according to any one of claims 1 to 6 ,
And a housing for housing the sound generator.

請求項１〜６のいずれかに記載の音響発生器と、
該音響発生器に接続された電子回路と、
該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体と、を備え、
前記音響発生器から音響を発生させる機能を有すること
を特徴とする電子機器。 The sound generator according to any one of claims 1 to 6 ,
An electronic circuit connected to the acoustic generator;
A housing for housing the electronic circuit and the acoustic generator,
An electronic apparatus having a function of generating sound from the sound generator.