説明

圧電発音体及び電子機器

【課題】
薄型化に伴う音圧特性悪化を抑制することができる圧電発音体及び電子機器を提供する。
【解決手段】
携帯電話の筐体10には、複数の放音孔12が形成されている。該放音孔12が設けられている部位の内側は、圧電発音素子20を取り付けるための受部16が形成された気室14となっている。圧電発音素子20は、振動板22の両面に圧電素子24及び26を貼り合わせたバイモルフ構造となっており、前記振動板22を、前記受部16に接着剤18で貼り付けることによってスピーカとして作用する。このような圧電発音体の音圧特性は、筐体10側と圧電発音素子20とが重なった部分,すなわち、実装部の重なり幅Wに関係しており、前記重なり幅Wを2mm以下とすることにより、筐体振動による音圧特性の悪化を防止し、必要な音響特性を確保することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、携帯電話などの電子機器及びその音響部品として用いられる圧電発音体に関し、更に具体的には、薄型化に伴う音圧特性低下の改善に関するものである。
【背景技術】
【0002】
圧電発音体(圧電スピーカなど)は、簡易な電気音響変換手段として広く利用されており、特に近年では、携帯電話などの分野で多用されている。一般的な圧電発音体は、金属板などの振動板の表面に圧電素子を貼り合わせたユニモルフ型又はバイモルフ型の圧電発音素子をケースなどに支持し、更に、該ケースの周縁を各種機器の筐体などに固定することによりスピーカとして利用される。この際、圧電発音素子の振動が筐体に必要以上に伝達するのを防止するため、ケースの周辺は、例えば、リング状のポロン(高密度マイクロセルポリウレタンフォーム)を介して取り付けられる。このような従来技術としては、例えば、以下の特許文献1に記載された圧電音響変換装置がある。当該背景技術によれば、圧電要素が取り付けられたケースは、ゴムリング等のクッション材を介してハウジングに取り付けられることとなっている。
【特許文献1】特開平7−107594号公報(第3頁及び第1図参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、以上のような背景技術では、ポロンなどのクッション材を介して実装するための、実装高さが大きくなり、一層の小型化が求められる昨今の携帯機器においては不利となる。また、通常は、前記圧電発音素子を支持体(ケースなど)に支持させたものを筐体に取り付けることから、前記支持体の高さも薄型化を妨げる要因となる。従って、前記クッション材やケースを用いずに、圧電発音素子を直接筐体に支持させるようにすれば、薄型化自体は実現できることになる。しかしながら、上述したクッション材は、前記圧電発音素子の振動が必要以上に筐体に伝達するのを防止するものであるから、圧電発音素子を直接筐体に取り付けると、振動によって音圧特性が悪化してしまうことがある。
【0004】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、薄型化に伴う音圧特性の悪化を抑制することができる圧電発音体及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するため、本発明の圧電発音体は、振動板の少なくとも一方の面に圧電素子を貼り合わせた圧電発音素子の周辺を、放音孔を有する筐体に、該筐体の内面との間に気室を設けるように振動可能に支持した圧電発音体であって、前記圧電発音素子の周辺と前記筐体側との重なり幅を2mm以下としたことを特徴とする。
【0006】
他の発明の圧電発音体は、振動板の少なくとも一方の面に圧電素子を貼り合わせた圧電発音素子の周辺を、放音孔を有する筐体に、該筐体の内面との間に気室を設けるように振動可能に支持した圧電発音体であって、前記圧電発音素子を、緩衝体を介さずに前記筐体に固定するとともに、前記圧電発音素子の周辺と前記筐体側との重なり幅を2mm以下としたことを特徴とする。
【0007】
主要な形態の一つは、前記気室を、前記筐体の壁の厚み内部に設けたことを特徴とする。他の形態は、前記筐体に、前記圧電発音素子の振動板の周辺を直接支持するための受部を設けたことを特徴とする。本発明の電子機器は、前記いずれかの圧電発音体を筐体に備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、振動板の少なくとも一方の面に圧電素子を貼り合わせた圧電発音素子の周辺を、少なくとも一つ以上の放音孔を有する筐体に、該筐体の内面との間に気室を設けるように振動可能に支持した圧電発音体において、前記圧電発音素子を前記筐体に固定するとともに、前記圧電発音素子の周辺と前記筐体側との重なり幅を2mm以下とすることで、筐体振動による音圧特性の悪化を抑制し、必要な音響特性を確保できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0010】
最初に、図1〜図4を参照しながら本発明の実施例1を説明する。図1(A)は、本実施例の主要端面図,図1(B)及び(C)は変形例を示す図である。本実施例は、本発明の圧電発音体を、携帯電話のスピーカとして適用したものである。図1(A)に示すように、携帯電話の筐体10には、複数の放音孔12が設けられている。また、該放音孔12が設けられている部位の内側は、圧電発音素子20を取り付けるための受部16が形成された気室14となっている。このような筐体10の材質としては、例えば、厚さ1〜2mm程度のアルミニウムなどが用いられる。
【0011】
前記圧電発音素子20は、金属などの振動板22の両面に、圧電素子24及び26を貼り合わせたバイモルフ型であって、前記圧電素子24及び26は、圧電体と電極層を交互に重ね合わせた積層構造となっている。なお、図示の例では、バイモルフ型としたが、振動板22のいずれか一方の面に圧電素子24又は26を設けたユニモルフ型としてもよい。このような圧電発音素子20は、前記筐体10の受部16に、例えば、シリコン系の接着剤18などを用いて振動板22の周辺を気密に貼り合せることによって取り付けられる。このとき、受部16と振動板22との重なり幅が、後述するように約2mm以下となるようにする。また、振動板22の表面と気室14の上面との間隔Iは、圧電発音素子20の厚み方向の振幅に近くなるように、例えば、850μm以下,好ましくは、300μm以下となるように設定する。なお、上述した圧電体,電極層,接着剤としては、公知の各種のものが適用可能である。
【0012】
一方、圧電発音素子20と筐体10との接触程度によって、前記圧電発音素子20から筐体10への振動の伝達具合が変化することから、圧電発音体の音圧特性は、これらの重なり幅と関連があると考えることができる。図2には、圧電発音素子20の振動板22と、筐体10の受部16との重なり幅,すなわち、実装部の重なり幅Wを、0.4mm,0.8mm,1.6mm,3mm,5mm,8mmとした場合の周波数と振幅の関係が示されている。図2において、横軸は周波数(Hz)、縦軸は振幅(μ mp−p)を表している。また、図3は、前記図2と同様の重なり幅Wにおける周波数と音圧の関係を示す図であり、横軸は周波数(Hz)、縦軸は音圧(dB)を示している。図2及び図3ともに、横軸は対数目盛である。図2に示すように、実装部分の重なり幅Wが変わることにより、筐体10の振動の大きさが特徴的に変化する。この筐体振動の影響を示したものが図3であり、同図によれば、筐体振動が大きくなる周波数において、大きなディップが発生し、音圧特性の悪化を招いていることが確認される。
【0013】
図4には、重なり幅Wと音圧のディップ深さの関係が示されている。図4において、横軸は重なり幅W(mm)、縦軸は音圧のディップ深さ(dB)である。同図に示すように、重なり幅Wが大きくなるほど、ディップ深さも大きくなり、音圧特性の悪化度が増していることが分かる。音圧特性のばらつきとして、3dB程度までが許容範囲とされることを考慮すると、重なり幅W,すなわち、実装部分の幅を2mm以下とすることにより、音圧特性の悪化を抑制し、必要な音響特性の確保が可能になると考えることができる。更に、重なり幅Wを1.2mm以下とすると、ディップ深さを2dB以下とすることができる。
【0014】
このように、実施例1によれば、振動板22の両面に圧電素子24及び26を貼り合わせた圧電発音素子20を、緩衝体(クッション材)を介さずに筐体10に固定するとともに、前記圧電発音素子20の振動板22と、筐体10の受部16との重なり幅Wを2mm以下となるように設定することとしたので、筐体振動による音圧特性の悪化を抑制し、必要な音響特性を確保できるという効果がある。
【0015】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状・大きさ・材料は一例であり、重なり幅Wが上述した範囲内に設定されていれば、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)上述した実施例1では、圧電発音素子20の振動板22を受ける受部16が平面状であったが、例えば、図1(B)に示すように、受部16が斜面となっており、接着剤18によって隙間が埋められるようになっている場合であっても、振動板22と接触する部分の重なり幅が2mm以下であれば、前記図1(A)に示す例と同様の効果が得られる。また、前記実施例1では、気室14の段差状の受部16を設けることとしたが、これも一例であり、図1(C)に示す例のように、気室14の周縁に、直接接着剤18などを用いて振動板22の周辺を貼り付けるようにしてもよい。このような構成としても、振動板22との重なり幅Wが2mm以下であれば、前記実施例と同様の効果が得られる。
(3)放音孔12の数や配置も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(4)前記実施例の圧電発音素子20も一例であり、ユニモルフ型としてもよい。また、圧電素子24や26における圧電体と電極層の積層数も任意であり、必要に応じて適宜増減してよい。
【産業上の利用可能性】
【0016】
本発明によれば、圧電発音素子を筐体に取り付けるとともに、前記圧電発音素子と筐体側の重なり部分の幅を2mm以下に設定して、筐体振動による音圧特性の悪化を抑制し、必要な音響特性を確保することとしたので、圧電発音体の用途に適用できる。特に、実装時の薄型化が必要とされる各種携帯機器などの電子機器やその部品の用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施例1及びその変形例を示す主要端面図である。
【図2】前記実施例1の圧電発音体の周波数と振幅の関係を示す図である。
【図3】前記実施例1の圧電発音体の周波数と音圧の関係を示す図である。
【図4】前記実施例1の筐体と振動板の実装部の重なり幅と音圧のディップ深さの関係を示す図である。
【符号の説明】
【0018】
10:筐体
12:放音孔
14:気室
16:受部
18:接着剤
20:圧電発音体
22:振動板
24,26:圧電素子
W:実装部の重なり幅

【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動板の少なくとも一方の面に圧電素子を貼り合わせた圧電発音素子の周辺を、放音孔を有する筐体に、該筐体の内面との間に気室を設けるように振動可能に支持した圧電発音体であって、
前記圧電発音素子の周辺と前記筐体側との重なり幅を2mm以下としたことを特徴とする圧電発音体。
【請求項2】
振動板の少なくとも一方の面に圧電素子を貼り合わせた圧電発音素子の周辺を、放音孔を有する筐体に、該筐体の内面との間に気室を設けるように振動可能に支持した圧電発音体であって、
前記圧電発音素子を、緩衝体を介さずに前記筐体に固定するとともに、
前記圧電発音素子の周辺と前記筐体側との重なり幅を2mm以下としたことを特徴とする圧電発音体。
【請求項3】
前記気室を、前記筐体の壁の厚み内部に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の圧電発音体。
【請求項4】
前記筐体に、前記圧電発音素子の振動板の周辺を直接支持するための受部を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧電発音体。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の圧電発音体を筐体に備えたことを特徴とする電子機器。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2006−165702(P2006−165702A)
【公開日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−350468(P2004−350468)
【出願日】平成16年12月2日(2004.12.2)
【出願人】(000204284)太陽誘電株式会社 (964)
【Fターム(参考)】