JP2002108346A - Piezoelectric sounding body - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子音響機器,通
信機器,電子機器などに使用される圧電発音体に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric sounding body used in electronic audio equipment, communication equipment, electronic equipment and the like.
【0002】[0002]
【背景技術】圧電発音体は、簡易な電気音響変換手段と
して広く利用されており、特に近年は携帯電話などの分
野で多用されている。一般的には、図8(A)に断面を
示すように、圧電駆動板900を金属振動板910に貼
り合わせた構成となっている。圧電材としては、例え
ば、圧電性セラミックス{ジルコン酸チタン酸鉛(略し
てPZT),チタン酸バリウム,ジルコン酸鉛,チタン
酸鉛などを主成分とするセラミックス}が用いられる。
このような圧電材を例えば円板状に成形するとともに、
焼成,分極を行って圧電駆動板900を得る。圧電駆動
板900の上面(もしくは表裏両面)には、駆動用の電
極902が設けられている。一方,金属振動板910を
形成する金属としては、例えばFe−Ni系ステンレス
材料が用いられる。前記圧電駆動板900を金属振動板
910上に接着剤を用いて貼り合わせることで、圧電発
音体(あるいは圧電スピーカ,圧電ブザー)920を得
る。2. Description of the Related Art Piezoelectric sounding bodies are widely used as simple electro-acoustic conversion means, and in recent years, in particular, have been widely used in fields such as mobile phones. In general, as shown in a cross section in FIG. 8A, the piezoelectric driving plate 900 is bonded to a metal vibration plate 910. As the piezoelectric material, for example, a piezoelectric ceramic {ceramics mainly containing lead zirconate titanate (abbreviated as PZT), barium titanate, lead zirconate, lead titanate, etc.} is used.
While such a piezoelectric material is formed into a disk shape, for example,
After firing and polarization, a piezoelectric driving plate 900 is obtained. Driving electrodes 902 are provided on the upper surface (or both front and back surfaces) of the piezoelectric driving plate 900. On the other hand, as a metal forming the metal diaphragm 910, for example, an Fe—Ni-based stainless material is used. The piezoelectric driving plate 900 is bonded to the metal vibration plate 910 using an adhesive, so that a piezoelectric sounding body (or a piezoelectric speaker or a piezoelectric buzzer) 920 is obtained.
【0003】このようにして得られた圧電発音体920
には、電極902と、金属振動板910との間に、別言
すれば圧電駆動板900の表裏面に駆動信号922が印
加される。金属振動板910側は、通常アースされる。
このようにして、圧電駆動板900に電気変位を与える
と、圧電駆動板900は、図8(B)に矢印FAで示す
ように、円周方向に伸縮する。ところが、金属振動板9
10があるために全体が湾曲するようになり、結果とし
て矢印FBで示すように上下方向に振動し、音が発生す
る。[0003] The piezoelectric sounding body 920 thus obtained is obtained.
, A drive signal 922 is applied between the electrode 902 and the metal vibration plate 910, in other words, on the front and back surfaces of the piezoelectric drive plate 900. The metal diaphragm 910 side is usually grounded.
When an electric displacement is applied to the piezoelectric driving plate 900 in this manner, the piezoelectric driving plate 900 expands and contracts in the circumferential direction as indicated by an arrow FA in FIG. However, the metal diaphragm 9
Due to the presence of 10, the whole becomes curved, and as a result, vibrates in the vertical direction as shown by the arrow FB, and a sound is generated.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な圧電発音体の等価回路を示すと、図8(C)に示すよ
うに、インダクタンスLr,キャパシタンスCr,抵抗R
oの直列回路にコンデンサCoを接続した回路となる。
このうち、インダクタンスLr,キャパシタンスCr,抵
抗Roの直列回路が機械的(あるいは物理的)変位に影
響する要素であり、それらに流れるモーショナル電流i
mが大きくなると、機械的変位も増大する。それらを機
械的な等価回路で表すと、インダクタンスLrは等価質
量m,キャパシタンスCrはスティフネスs(硬さ),
抵抗Roは機械抵抗Rmにそれぞれ対応する。なお、電
流ioは定常電流である。By the way, an equivalent circuit of the above-mentioned piezoelectric sounding body is shown, as shown in FIG. 8C, as an inductance Lr, a capacitance Cr, and a resistance R.
This is a circuit in which a capacitor Co is connected to the series circuit o.
Among them, the series circuit of the inductance Lr, the capacitance Cr, and the resistance Ro is an element that affects the mechanical (or physical) displacement, and the motional current i flowing through them is
As m increases, so does the mechanical displacement. If they are represented by a mechanical equivalent circuit, inductance Lr is equivalent mass m, capacitance Cr is stiffness s (hardness),
The resistances Ro respectively correspond to the mechanical resistances Rm. Note that the current io is a steady current.
【0005】このような等価回路において、機械系の共
振周波数frは、よく知られているように、 fr=(1/2π)√(Cr/Lr)=(1/2π)√(s/m)…… で表され、機械系のQ(クオリティファクタ)は、 Q=(1/Rm)√(m×s) ……………… で表される。In such an equivalent circuit, the resonance frequency fr of the mechanical system is, as is well known, fr = (1 / 2π) √ (Cr / Lr) = (1 / 2π) √ (s / m )..., And Q (quality factor) of the mechanical system is represented by Q = (1 / Rm) √ (m × s).
【0006】このQの高低が変化すると、圧電発音体の
インピーダンスZは、図9に示すように変化する。すな
わち、QをGAのように高くすると共振点付近で大きく
インピーダンスが変化するようになる。発音体として
は、少なくとも可聴周波数域では、変動は小さいほうが
よい。上述した式によれば、等価質量mやスティフネ
スsが小さいほどQは低くなる。すなわち、等価質量m
が大きいほど、共振周波数が低くなる。圧電発音体の共
振周波数は振動体の直径に依存し、低音域を出すために
は直径の大きな振動体を作製する必要がある。ところ
が、等価質量を付加することで、直径の小さな小型の圧
電発音体でも低音域を出すことができるようになる。こ
のような関係からすると、特性の良好な小型の圧電発音
体を得るには、Qは小さいほどよく、mは大きいほどよ
いことになる。When the level of Q changes, the impedance Z of the piezoelectric sounding body changes as shown in FIG. That is, when Q is increased as in GA, the impedance greatly changes near the resonance point. As for the sounding body, it is better that the fluctuation is small at least in the audible frequency range. According to the above-described formula, Q decreases as the equivalent mass m and the stiffness s decrease. That is, the equivalent mass m
Is larger, the resonance frequency is lower. The resonance frequency of the piezoelectric sounding body depends on the diameter of the vibrating body, and it is necessary to produce a vibrating body with a large diameter in order to produce a bass range. However, by adding an equivalent mass, even a small-sized piezoelectric sounding body having a small diameter can produce a bass range. From such a relationship, to obtain a small-sized piezoelectric sounding body having good characteristics, the smaller the Q is, the better the m is.
【0007】本発明は、以上の点に着目したもので、平
坦化された良好な音圧周波数特性を得ることができる圧
電発音体を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding body which can obtain a flattened and good sound pressure frequency characteristic.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、筐体に支持された振動板と、電極が形成
された圧電体によって構成された駆動板を張り合わせた
圧電発音素子を筐体に支持した圧電発音体において、前
記圧電発音素子に、クオリティファクタの低減手段を設
けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric sounding element in which a vibration plate supported by a housing and a driving plate constituted by a piezoelectric body having electrodes are attached. In the piezoelectric sounding body supported by the housing, the piezoelectric sounding element is provided with means for reducing a quality factor.
【0009】主要な形態は、前記クオリティファクタの
低減手段を、前記圧電発音素子に対して、機械抵抗の
増大手段,スティフネスの低減手段,共振周波数を
複数設ける手段のいずれかを設けたことを特徴とする。
本発明の前記及び他の目的,特微,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。The main mode is characterized in that the means for reducing the quality factor is provided with any one of means for increasing the mechanical resistance, means for reducing the stiffness, and means for providing a plurality of resonance frequencies for the piezoelectric sounding element. And
The above and other objects, features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】<実施形態1>……図1には、実
施形態1の外観及び主要断面が示されている。同図にお
いて、圧電発音素子10は、全体が円板状に形成されて
おり、振動板12上に駆動板14を張り合わせた構成と
なっている。一方、圧電発音素子10の支持枠である筐
体20は、径方向断面が略L字状であって、全体が円環
状に形成されている。そして、この筐体20の段差22
に全周にわたって設けられた接着剤などによる支持体2
4を介して、前記圧電発音素子10が支持されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> FIG. 1 shows an appearance and a main cross section of a first embodiment. In FIG. 1, the piezoelectric sounding element 10 is entirely formed in a disk shape, and has a configuration in which a driving plate 14 is adhered to a vibration plate 12. On the other hand, the casing 20 which is a support frame of the piezoelectric sounding element 10 has a substantially L-shaped cross section in the radial direction, and is formed in an entire annular shape. The step 22 of the housing 20
2 made of an adhesive or the like provided over the entire circumference
4, the piezoelectric sounding element 10 is supported.
【0011】前記振動板12の裏面側(図の下面側)に
は、振動抑制材16が設けられている。駆動板14は、
圧電体(圧電シート)の積層構造で内部に内部電極18
が平行に埋設されており、表面には電極32,34が形
成されている。内部電極18は、スルーホール導体36
によって交互に電極32,34に接続されている。そし
て、電極32は引出端子38に、電極34は引出端子4
0にそれぞれ接続されている。引出端子38,40とし
ては、金属端子やリード線など公知のものが用いられ
る。なお、振動板12や筐体20が金属であるときは、
それらから一方の端子を引き出すようにしてもよい。A vibration suppressing member 16 is provided on the back side (lower side in the figure) of the diaphragm 12. The drive plate 14
Internal electrode 18 inside with a laminated structure of piezoelectric body (piezoelectric sheet)
Are embedded in parallel, and electrodes 32 and 34 are formed on the surface. The internal electrode 18 has a through-hole conductor 36
Are alternately connected to the electrodes 32 and 34. The electrode 32 is connected to the extraction terminal 38, and the electrode 34 is connected to the extraction terminal 4.
0. As the lead terminals 38 and 40, known terminals such as metal terminals and lead wires are used. When the diaphragm 12 and the housing 20 are made of metal,
One terminal may be drawn from them.
【0012】次に、各構成要素について更に説明する。
圧電発音素子10の振動板12としては、公知のものを
用いることができる。例えば、10μm〜100μm程度
の厚みのステンレスなどの金属板を使用するとよい。振
動抑制材16は、例えばゴム系塗料などの弾性材によっ
て形成されている。具体例を挙げると、軟性の液状シリ
コンゴムを塗布して硬化させるなどの方法で形成され
る。Next, each component will be further described.
As the diaphragm 12 of the piezoelectric sounding element 10, a known one can be used. For example, a metal plate such as stainless steel having a thickness of about 10 μm to 100 μm may be used. The vibration suppressing member 16 is formed of an elastic material such as a rubber paint. As a specific example, it is formed by a method such as applying and curing a soft liquid silicone rubber.
【0013】圧電発音素子10の駆動板14は、例え
ば、PZT系などの公知の圧電セラミックス材料を用い
た圧電セラミック積層体によって構成される。上述した
ように、表面の電極32,34と内部電極18をスルー
ホール導体36によって交互に接続することで、隣接す
る電極間で交互の極性となる。なお、スルーホール導体
36は、スルーホールランドを設けるとともに、スルー
ホール内を導電ペーストで充填することで形成される。
振動板12の変位量は、駆動板14における圧電材シー
卜の積層枚数の増域によって調整することができ、積層
枚数を増やすことで容易に変位量の増大を図ることがで
きる。積層構造としては、図示のもの以外の各種の構造
が適用可能である。The driving plate 14 of the piezoelectric sounding element 10 is formed of a piezoelectric ceramic laminate using a known piezoelectric ceramic material such as PZT. As described above, the electrodes 32 and 34 on the surface and the internal electrodes 18 are alternately connected by the through-hole conductors 36, so that the adjacent electrodes have alternate polarities. The through-hole conductor 36 is formed by providing a through-hole land and filling the through-hole with a conductive paste.
The amount of displacement of the diaphragm 12 can be adjusted by increasing the number of laminated piezoelectric sheets on the driving plate 14, and the amount of displacement can be easily increased by increasing the number of laminated sheets. Various structures other than those shown in the figure can be applied as the laminated structure.
【0014】筐体20としては、金属が望ましい。金属
を用いることで、下側に開口26を設けても強度が強く
精度のよい筐体20を得ることができる。具体的には、
マグネシウム合金などの酸化されにくく熱膨張率の小さ
な金属や、アルミニウムのような軽量な金属が望まし
い。開口26の形状,大きさ,数(図示の例は1つ)に
よって音圧を調整することができる。筐体20の形状
は、環状が望ましく、図示のように段差22で振動板1
2を受けることができる寸法とする。このような筐体2
0は、平板の切削加工あるいは打ち抜き加工によって得
ることができる。The housing 20 is preferably made of metal. By using metal, the housing 20 with high strength and high accuracy can be obtained even if the opening 26 is provided on the lower side. In particular,
A metal that is not easily oxidized and has a small coefficient of thermal expansion, such as a magnesium alloy, or a lightweight metal such as aluminum is desirable. The sound pressure can be adjusted by the shape, size, and number of the openings 26 (one in the illustrated example). The shape of the housing 20 is preferably annular, and the diaphragm 1 has a step 22 as shown in the figure.
(2) The size shall be able to receive. Such a housing 2
0 can be obtained by cutting or punching a flat plate.
【0015】圧電発音素子10は、筐体20に対し、は
め込みなどによって機械的に固定してもよいが、生産性
を配慮すると、接着剤によって固定する方法が望まし
い。ここで、振動板12が金属である場合には、金属と
の接着性が良好であって、振動を阻害しないような材質
が好ましく、例えばシリコン系接着剤などの柔らかい材
質のものが好適である。具体的には、弾性シリコン接着
剤等を用いる。The piezoelectric sounding element 10 may be mechanically fixed to the housing 20 by fitting or the like. However, in consideration of productivity, a method of fixing the piezoelectric sounding element 10 with an adhesive is desirable. Here, when the diaphragm 12 is a metal, a material that has good adhesion to the metal and does not hinder vibration is preferable, and a soft material such as a silicon-based adhesive is preferable. . Specifically, an elastic silicone adhesive or the like is used.
【0016】以上のように構成された圧電発音体50
は、例えば、電子機器筐体52に対して圧電発音素子1
0の駆動板14側が機器側となるように、すなわち、振
動板12によって生成された振動が開口26,53を通
じて外部に出力されるように電子機器に対して取り付け
られる。例えば、図1の上側が携帯電話の内側であり、
図1の下側が携帯電話の外側という具合である。このよ
うに、電子機器筐体52に直接圧電発音体50を取り付
けるようにすれば、電子機器の高密度化,特に低背化を
実現することができる。なお、電子機器筐体52に対し
て直接取り付ける代わりに、開口を有する遮蔽板を駆動
板14側に単なるケースとしてかぶせるようにしてもよ
い。The piezoelectric sounding body 50 constructed as described above
Is, for example, the piezoelectric sounding element 1
It is attached to the electronic device so that the drive plate 14 side of the zero is the device side, that is, the vibration generated by the diaphragm 12 is output to the outside through the openings 26 and 53. For example, the upper side of FIG. 1 is the inside of the mobile phone,
The lower side of FIG. 1 is the outside of the mobile phone. As described above, if the piezoelectric sounding body 50 is directly attached to the electronic device housing 52, it is possible to realize a high-density electronic device, particularly, a low profile. Instead of being directly attached to the electronic device housing 52, a shield plate having an opening may be simply put on the drive plate 14 side as a case.
【0017】次に、引出端子38,40としては、公知
の各種の設計態様が適用可能である。まず、リード線を
駆動板14の電極32,34に直接電気的に接続するよ
うにしてよい。次に、図2(A)に示す例は、圧電発音
素子10の周囲適宜位置に、金属端子60,62をそれ
ぞれ取り付けたものである。この例は、振動板12が導
電性となっており、これが駆動板14の一方の電極に接
続した構成となっている。Next, as the lead terminals 38 and 40, various known design forms can be applied. First, the lead wires may be directly electrically connected to the electrodes 32 and 34 of the driving plate 14. Next, in the example shown in FIG. 2A, metal terminals 60 and 62 are attached at appropriate positions around the piezoelectric sounding element 10, respectively. In this example, the diaphragm 12 is conductive, and is connected to one electrode of the driving plate 14.
【0018】図2(A)において、一方の金属端子60
は、駆動板14の上面の電極32に電気的に接続されて
おり、端子61として外部に引き出されている。他方の
金属端子62は、導電性金属による振動板12に電気的
に接続しており、端子63として外部に引き出されてい
る。振動板12は、駆動板14の裏面側の電極34と導
電性接着剤により電気的に接続されている。金属端子6
0,62は、金属片をクランク状に折り曲げたもので、
筐体20の外周部位に露出している。なお、筐体20が
金属の場合は、上記金属端子60,62が筐体20と電
気的に接触しないように、それらの間に絶縁コート6
4,66を設けるようにする。In FIG. 2A, one metal terminal 60 is shown.
Are electrically connected to the electrodes 32 on the upper surface of the driving plate 14 and are led out as terminals 61 to the outside. The other metal terminal 62 is electrically connected to the diaphragm 12 made of a conductive metal, and is drawn out as a terminal 63 to the outside. The vibration plate 12 is electrically connected to the electrode 34 on the back surface of the driving plate 14 by a conductive adhesive. Metal terminal 6
0,62 is a metal piece bent into a crank shape,
It is exposed at the outer peripheral portion of the housing 20. When the housing 20 is made of metal, the insulating terminals 6 and 62 are provided between the metal terminals 60 and 62 so that the metal terminals 60 and 62 do not make electrical contact with the housing 20.
4, 66 are provided.
【0019】図2(B)は、振動板12及び筐体20が
導電性となっており、これが駆動板14の一方の電極に
接続した構成となっている。すなわち、駆動板14の裏
面側電極34に電気的に接続している振動板12を、筐
体20にリード線68で接続したものである。端子63
は、筐体20の適宜部位から取り出される。一方の金属
端子60側は、前記図2(A)の例と同様である。以上
の図2に示したように、筐体から金属片による端子を使
用して引き出すことで、面実装可能な圧電発音体を得る
ことができる。もちろん、金属片(もしくは導電パター
ン)を、筐体20の更に外周側まで引き出すようにして
もよい。FIG. 2B shows a configuration in which the diaphragm 12 and the housing 20 are conductive and connected to one electrode of the driving plate 14. That is, the vibration plate 12 electrically connected to the back electrode 34 of the driving plate 14 is connected to the housing 20 by the lead wire 68. Terminal 63
Is taken out from an appropriate part of the housing 20. The one metal terminal 60 side is the same as the example of FIG. 2A. As shown in FIG. 2 described above, a surface-mountable piezoelectric sounding body can be obtained by pulling out from the housing using a terminal made of a metal piece. Of course, the metal piece (or the conductive pattern) may be drawn further to the outer peripheral side of the housing 20.
【0020】図3に示す例は、音圧調整用の開口71,
73をそれぞれ有する平板70,72を、圧電発音体5
0の筐体20の裏側もしくは表面に設けるようしたもの
である。このように、音圧調整用の平板70もしくは7
2を設けることで、圧電発音体50が同じ構造であって
も、異なる音圧特性を得ることができ、金型コストなど
の製造コストを低減できる。FIG. 3 shows an opening 71 for adjusting the sound pressure.
The flat plates 70 and 72 each having a corresponding one of the
0 is provided on the back side or the front surface of the housing 20. Thus, the flat plate 70 or 7 for adjusting the sound pressure is used.
By providing 2, even if the piezoelectric sounding bodies 50 have the same structure, different sound pressure characteristics can be obtained, and manufacturing costs such as mold costs can be reduced.
【0021】次に、図4を参照しながら、上述した圧電
発音体50の主要製造工程を説明する。まず、駆動板1
4となる積層体から説明すると、PZT系組成を有する
セラミック粉末にバインダを添加したスラリを作成し、
これからドクターブレード等の方法でグリーンシートを
得る。Next, the main manufacturing steps of the above-described piezoelectric sounding body 50 will be described with reference to FIG. First, drive plate 1
Explaining from the laminate to be No. 4, a slurry is prepared by adding a binder to a ceramic powder having a PZT-based composition,
From this, a green sheet is obtained by a method such as a doctor blade.
【0022】このようにして得られたグリーンシートを
裁断するとともに、Ag,Ag/Pdなどの導電ペース
トをスクリーン印刷などの方法で印刷し、図4(A)に
示す積層シート14A〜14Cを形成する。なお、該当
個所には、スルーホール14D〜14Fをそれぞれ形成
する。その後、同図(B)に示すように、各積層シート
14A〜14Cを積層するとともに圧着する。そして、
同図(C)に示すように、スルーホール内部に導電性ペ
ーストを充填する。その後、所定形状に切断するととも
に、約1100度から1300度位の温度で焼成し、例
えば外径15mm,厚さ60μm(20μm×3層)の積層
体を得る。The green sheet thus obtained is cut, and a conductive paste such as Ag or Ag / Pd is printed by a method such as screen printing to form laminated sheets 14A to 14C shown in FIG. I do. It should be noted that through holes 14D to 14F are formed at the corresponding locations. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the respective laminated sheets 14A to 14C are laminated and pressed. And
As shown in FIG. 3C, the inside of the through hole is filled with a conductive paste. Thereafter, the laminate is cut into a predetermined shape and fired at a temperature of about 1100 to 1300 degrees to obtain a laminate having an outer diameter of 15 mm and a thickness of 60 μm (20 μm × 3 layers).
【0023】この積層体は、両面に電極端子を接続して
直流電圧を印加することで分極が行なわれ、圧電駆動板
となる。このような積層構造とすることで、単層構造の
場合よりも高い電界を圧電材の内部に形成することがで
きる。このようにして得た駆動板14は、図4(C)に
示すように、振動抑制材16が形成された振動板12に
接着される。振動板12と駆動板14の接着は、例えば
振動板12の主面にスクリーン印刷等の方法で均一に接
着剤12Aを印刷し、これに駆動板14を貼り付けるこ
とで行う。このとき、接着剤12Aとして導電性接着剤
を用いるようにしてもよい。このようにして圧電発音素
子10を得る。The laminate is polarized by applying a DC voltage with electrode terminals connected to both sides, and becomes a piezoelectric driving plate. With such a laminated structure, a higher electric field can be formed inside the piezoelectric material than in the case of a single-layer structure. The driving plate 14 thus obtained is bonded to the vibration plate 12 on which the vibration suppressing member 16 is formed, as shown in FIG. The bonding between the vibration plate 12 and the driving plate 14 is performed by, for example, uniformly printing the adhesive 12A on the main surface of the vibration plate 12 by a method such as screen printing and affixing the driving plate 14 thereto. At this time, a conductive adhesive may be used as the adhesive 12A. Thus, the piezoelectric sounding element 10 is obtained.
【0024】一方、開口26が設けられた筐体20内の
段差22に環状に支持体24としてシリコン系接着剤を
塗布した後、上述した圧電発音素子10を図4(C)に
示すように接着する。接着剤24が硬化することで振動
板12が固定支持される構造となる。逆に、振動板12
側に環状にシリコン系接着剤24を塗布した後に筐体2
0の段差22に接着してもよいが、作業性を考慮する
と、筐体20側に接着剤24を塗布した方がよい。この
場合、接着剤24の硬さによって圧電発音素子10の振
動環境が変化するので、接着剤24の硬さなどの塗布条
件に応じて前記積層体の質量及び/又は厚さを調整す
る。例えば、接着剤24が硬い場合には、積層体を重
く、厚くするという具合である。On the other hand, after a silicon-based adhesive is applied as a support 24 to the step 22 in the housing 20 provided with the opening 26 in a ring shape, the above-described piezoelectric sounding element 10 is removed as shown in FIG. Glue. When the adhesive 24 cures, the diaphragm 12 is fixedly supported. Conversely, diaphragm 12
After applying silicone adhesive 24 in a ring shape on the side,
Although it may be bonded to the step 22 of 0, it is better to apply the adhesive 24 to the housing 20 side in consideration of workability. In this case, since the vibration environment of the piezoelectric sounding element 10 changes according to the hardness of the adhesive 24, the mass and / or the thickness of the laminate are adjusted according to the application conditions such as the hardness of the adhesive 24. For example, when the adhesive 24 is hard, the laminate is made heavy and thick.
【0025】次に、本形態の作用を説明する。まず、基
本的な動作は、従来の圧電発音体と同様である。すなわ
ち、駆動板14に音声信号電圧を印加すると駆動板14
が伸縮する。すると、その伸縮に基づいて振動板12が
湾曲し、音声信号に対応して振動するようになる。これ
によって、音声信号に対応する音声が出力されることと
なる。Next, the operation of the present embodiment will be described. First, the basic operation is the same as that of a conventional piezoelectric sounding body. That is, when an audio signal voltage is applied to the driving plate 14,
Expands and contracts. Then, the diaphragm 12 bends based on the expansion and contraction, and vibrates according to the audio signal. As a result, a sound corresponding to the sound signal is output.
【0026】ところで、本実施形態1では、振動板12
に振動抑制材16が設けられている。このようにする
と、振動板12の振動が抑制されるようになり、機械抵
抗Rmが増大する。すると、上述した式からクオリテ
ィファクタQが減少するようになる。クオリティファク
タQが低下すると、図9のGBに示したように、圧電発
音体インピーダンス特性が広い周波数帯域で平坦化され
るようになる。すなわち、広い周波数帯域で音圧振動が
平坦化される。なお、前記式から明らかなように、共
振周波数frは、機械抵抗Rmに依存しない。従って、振
動抑制材16を設けることによって共振周波数frが変
動する恐れはない。In the first embodiment, the diaphragm 12
Is provided with a vibration suppressing member 16. By doing so, the vibration of the diaphragm 12 is suppressed, and the mechanical resistance Rm increases. Then, the quality factor Q decreases from the above equation. When the quality factor Q decreases, the impedance characteristics of the piezoelectric sounding body are flattened in a wide frequency band, as shown by GB in FIG. That is, the sound pressure vibration is flattened in a wide frequency band. As is clear from the above equation, the resonance frequency fr does not depend on the mechanical resistance Rm. Therefore, there is no possibility that the resonance frequency fr fluctuates by providing the vibration suppressing member 16.
【0027】<実施形態2>……次に、図5を参照しな
がら、本発明の実施形態2について説明する。この実施
形態は、スティフネスsを低減するようにしたものであ
る。同図に示すように、本実施形態では、上述した振動
材16の代りに低剛性材100が設けられている。すな
わち、低剛性材100は、筐体20の段差22内に納ま
るリング形状となっており、その中心部分に圧電発音素
子10が支持されている。また、振動板12に対する当
接部分と段差22に対する当接部分の間には、蛇腹状の
伸縮部102が設けられている。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the stiffness s is reduced. As shown in the figure, in the present embodiment, a low-rigidity material 100 is provided instead of the vibration material 16 described above. That is, the low-rigidity material 100 has a ring shape that fits inside the step 22 of the housing 20, and the piezoelectric sounding element 10 is supported at the center thereof. A bellows-like elastic portion 102 is provided between the contact portion with the diaphragm 12 and the contact portion with the step 22.
【0028】このような低剛性材100は、振動板1
2,駆動板14,筐体20のいずれよりも剛性が低い材
料によって形成されている。例えば、発泡性ゴムなどの
材料が使用される。このような低剛性の材料に、例えば
射出成形などの方法で伸縮部102を形成する。なお、
低剛性材100と振動板12及び筐体20の段差22
は、例えばシリコン接着剤などによって接合される。The low-rigidity material 100 is made of the diaphragm 1
2, formed of a material having lower rigidity than any of the drive plate 14 and the housing 20. For example, a material such as foamable rubber is used. The stretchable portion 102 is formed on such a low-rigidity material by, for example, a method such as injection molding. In addition,
Low rigidity material 100 and step 22 between diaphragm 12 and housing 20
Are joined by, for example, a silicone adhesive.
【0029】次に、本実施形態の作用を説明すると、圧
電発音素子10は、低剛性材100を介して筐体20に
支持されている。また、この低剛性材100には、伸縮
部102が設けられている。このため、発音体全体とし
てスティフネスsが低下するようになる。すると、上述
した式からクオリティファクタQも低下するようにな
り、音圧振動が広い周波数領域で平坦化されるようにな
る。Next, the operation of the present embodiment will be described. The piezoelectric sounding element 10 is supported by the housing 20 via the low-rigidity material 100. The low-rigid material 100 is provided with a telescopic part 102. Therefore, the stiffness s of the whole sounding body is reduced. Then, the quality factor Q also decreases from the above equation, and the sound pressure vibration is flattened in a wide frequency range.
【0030】<実施形態3>……次に、図6及び図7を
参照しながら本発明の実施形態3を説明する。この実施
形態3は、共振点を複数個設けることによって音圧周波
数特性の平坦化を図ったものである。まず、図6に示す
例は、振動板12に錘200を取り付けたものである。
ただし、錘200は、図7(A)に平面を示すように、
圧電発音素子10の中心からずれた位置に設けられてい
る。Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, sound pressure frequency characteristics are flattened by providing a plurality of resonance points. First, in the example shown in FIG. 6, a weight 200 is attached to the diaphragm 12.
However, as shown in FIG. 7A, the weight 200
It is provided at a position shifted from the center of the piezoelectric sounding element 10.
【0031】この例によれば、まず錘200を設けるこ
とで前記式の機械抵抗Rmが増大する。するとクオリ
ティファクタQが小さくなり、上述した実施形態1,2
と同様に音圧の周波数特性が平坦化されるようになる。
更に、圧電発音素子10の質量中心と錘200の質量中
心がずれているため、全体として共振点が複数表れるよ
うになり、これによっても音圧の周波数特性は平坦化さ
れるようになる。According to this example, the provision of the weight 200 first increases the mechanical resistance Rm of the above equation. Then, the quality factor Q decreases, and the first and second embodiments described above.
Similarly, the frequency characteristics of the sound pressure are flattened.
Furthermore, since the center of mass of the piezoelectric sounding element 10 and the center of mass of the weight 200 are shifted, a plurality of resonance points appear as a whole, and the frequency characteristics of the sound pressure are also flattened.
【0032】次に、図7(B)に示す例は、圧電発音素
子300自体を楕円状に形成したものである。この例で
も、同様に共振点が複数表れるようになり、同様に音圧
の周波数特性が平坦化される。Next, in the example shown in FIG. 7B, the piezoelectric sounding element 300 itself is formed in an elliptical shape. Also in this example, a plurality of resonance points similarly appear, and the frequency characteristics of the sound pressure are similarly flattened.
【0033】<他の実施形態>……本発明には数多くの
実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変する
ことが可能である。例えば、前記形態に示した材料や形
状・寸法は一例であり、同様の作用を奏するように設計
変更可能である。シートの積層数,内部電極のパタ一ン
なども同様である。また、前記実施形態を組み合わせる
ようにしてもよい。<Other Embodiments> The present invention has many embodiments, and various modifications can be made based on the above disclosure. For example, the materials, shapes, and dimensions described in the above embodiments are merely examples, and the design can be changed so as to achieve the same operation. The same applies to the number of stacked sheets and the pattern of the internal electrodes. Further, the above embodiments may be combined.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電発音素子の機械抵抗を増加する,スティフネス
を下げる,共振点を複数設ける,こととしたので、ク
オリティファクタが低減され、音圧の周波数特性が平坦
化されて特性の良好な圧電発音体を得ることができると
いう効果が得られる。As described above, according to the present invention,
Since the mechanical resistance of the piezoelectric sounding element is increased, the stiffness is reduced, and a plurality of resonance points are provided, the quality factor is reduced, the frequency characteristics of sound pressure are flattened, and a piezoelectric sounding body having good characteristics is obtained. The effect that it can be obtained is obtained.
【図1】本発明の実施形態1の外観及び主要断面を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing an appearance and a main cross section of a first embodiment of the present invention.
【図2】前記実施形態1の電極構造の例を示す主要断面
図である。FIG. 2 is a main cross-sectional view illustrating an example of an electrode structure according to the first embodiment.
【図3】前記実施形態1の変形例を示す主要断面図であ
る。FIG. 3 is a main cross-sectional view showing a modification of the first embodiment.
【図4】前記実施形態1の主要製造工程を示す図であ
る。FIG. 4 is a view showing main manufacturing steps of the first embodiment.
【図5】本発明の実施形態2の外観及び主要断面を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing an appearance and a main cross section of a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施形態3の外観及び主要断面を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an appearance and a main cross section of a third embodiment of the present invention.
【図7】実施形態3の平面構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a plan configuration of a third embodiment.
【図8】圧電発音体の基本構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of a piezoelectric sounding body.
【図9】圧電発音体の基本的な特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing basic characteristics of a piezoelectric sounding body.
10…圧電発音素子 12…振動板 12A…接着剤 14…駆動板 14A〜14C…積層シート 14D〜14F…スルーホール 16…振動抑制材 18…内部電極 20…筐体 22…段差 24…支持体 26…開口 32,34…電極 36…スルーホール導体 38,40…引出端子 50…圧電発音体 52…電子機器筐体 53…開口 60,62…金属端子 61,63…端子 64,66…絶縁コート 68…リード線 70,72…平板 71,73…開口 100…低剛性材 102…伸縮部 200…錘 300…圧電発音素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piezoelectric sound-generating element 12 ... Vibration plate 12A ... Adhesive 14 ... Driving plate 14A-14C ... Laminated sheet 14D-14F ... Through hole 16 ... Vibration suppressor 18 ... Internal electrode 20 ... Housing 22 ... Step 24 ... Support 26 ... Openings 32, 34 ... Electrodes 36 ... Through-hole conductors 38, 40 ... Lead-out terminals 50 ... Piezoelectric sound generators 52 ... Electronic equipment housings 53 ... Openings 60, 62 ... Metallic terminals 61, 63 ... Terminals 64, 66 ... Insulating coat 68 ... Lead wires 70 and 72 .. Flat plates 71 and 73.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪又 康之 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 岸 弘志 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Inomata 6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Induction Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kishi 6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Induction Co., Ltd.
Claims (11)
された圧電体によって構成された駆動板を張り合わせた
圧電発音素子を筐体に支持した圧電発音体において、 前記圧電発音素子に、クオリティファクタの低減手段を
設けたことを特徴とする圧電発音体。1. A piezoelectric sounding element in which a piezoelectric sounding element in which a vibration plate supported by a housing and a driving plate formed of a piezoelectric body having electrodes are bonded is supported by the housing. And a quality factor reducing means.
前記圧電発音素子の機械抵抗の増大手段であることを特
徴とする請求項1記載の圧電発音体。2. The quality factor reducing means includes:
2. The piezoelectric sounding body according to claim 1, wherein the piezoelectric sounding element is means for increasing the mechanical resistance of the piezoelectric sounding element.
に形成された振動抑制手段であることを特徴とする請求
項2記載の圧電発音体。3. The piezoelectric sounding body according to claim 2, wherein the means for increasing the mechanical resistance is a vibration suppressing means formed on the diaphragm.
ングであることを特徴とする請求項2記載の発電発音
体。4. The power generating sounding body according to claim 2, wherein said vibration suppressing means is a coating of an elastic body.
前記圧電発音素子のスティフネスの低減手段であること
を特徴とする請求項1記載の圧電発音体。5. The quality factor reducing means includes:
2. The piezoelectric sounding body according to claim 1, wherein the piezoelectric sounding element is means for reducing the stiffness of the piezoelectric sounding element.
電発音体と前記筐体との間に形成した低剛性支持手段で
あることを特徴とする請求項5記載の圧電発音体。6. The piezoelectric sounding body according to claim 5, wherein said stiffness reducing means is low rigidity supporting means formed between said piezoelectric sounding body and said housing.
したことを特徴とする請求項6記載の圧電発音体。7. The piezoelectric sounding body according to claim 6, wherein said low-rigidity support means is formed of a foamed rubber material.
ことを特徴とする請求項7記載の圧電発音体。8. The piezoelectric sounding body according to claim 7, wherein a stretchable portion is formed in said low-rigidity support means.
前記圧電発音素子の共振周波数を複数設ける手段である
ことを特徴とする請求項1記載の圧電発音体。9. The quality factor reducing means includes:
2. The piezoelectric sounding body according to claim 1, wherein the means for providing a plurality of resonance frequencies of the piezoelectric sounding element.
前記振動板の中心からずれた位置に設けた錘であること
を特徴とする請求項9記載の圧電発音体。10. The means for providing a plurality of resonance frequencies,
The piezoelectric sounding body according to claim 9, wherein the weight is provided at a position shifted from a center of the diaphragm.
楕円の振動板形状であることを特徴とする請求項9記載
の圧電発音体。11. The means for providing a plurality of resonance frequencies,
10. The piezoelectric sounding body according to claim 9, wherein the piezoelectric sounding body has an elliptical diaphragm shape.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000298573A JP2002108346A (en) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Piezoelectric sounding body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000298573A JP2002108346A (en) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Piezoelectric sounding body |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002108346A true JP2002108346A (en) | 2002-04-10 |
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002108346A (en) |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298573A patent/JP2002108346A/en active Pending
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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