JP2004104327A - Actuator for piezoelectric speaker - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は携帯電話機等の機器において、機器が具備するパネルを振動板として使用している圧電スピーカに関し、特にそのパネルを振動させるアクチュエータの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば携帯電話機や携帯情報端末機(PDA)等の機器においては、液晶表示素子等の表示素子の表示面を覆って機器の表面に位置する透明なパネル(フラットパネル)を圧電スピーカの振動板として使用し、パネルを振動させて音波を空間に放射するといった構成が採用されており、パネルを振動させるためのアクチュエータ(圧電アクチュエータ)はパネルの裏面に貼り付けられて取り付けられている。
図4はこのような構成とされた圧電スピーカにおいて、パネルに貼り付けられて従来使用されているアクチュエータの構造を示したものであり、この例ではアクチュエータ10は長さの異なる2枚の圧電振動板11,12を有し、それら圧電振動板11,12が互いに平行にホルダ21に保持された構造となっている。
【0003】
圧電振動板11,12は共に図5に示したような積層構造を有するものとされ、中央に位置する電極13を挟んで板状をなす一対の圧電体14が配置され、それら圧電体14の外側にそれぞれ電極15が配置されたものとなっている。
中央に位置する電極13は例えばステンレス板によって構成され、PZT(チタンジルコン酸鉛)などのセラミックよりなる圧電体14は電極13に貼り付けられて取り付けられている。外側の電極15はこの例では銀箔16と銅箔17との二層構造とされ、銀箔16は圧電体14上に銀ペーストを印刷塗布することによって形成され、また銅箔17はその上に貼り付けられたものとなっている。
【0004】
上記のような積層構造を有する圧電振動板11,12はバイモルフ型と称されているもので、短冊形状をなすものとされている。なお、電極13の長手方向中央一辺側にはリード線接続用の凸部13aが設けられている。また、電極13に対し、圧電体14及び電極15はその大きさ(面積)が順次少しずつ小さくされている。
ホルダ21は圧電振動板11,12を挟み込む2つのスリット22を具備するものとされ、圧電振動板11,12はこれらスリット22に挿入され、接着固定されて、その長手方向中央がそれぞれホルダ21に保持されている。
【0005】
ホルダ21の、圧電振動板11,12の積層方向一端側には幅広とされた基部23が設けられており、この基部23の圧電振動板11,12の板面と平行な端面(底面)がパネルへの貼り付け面とされる。
図6及び7は携帯電話機の表示面を覆うパネル31にアクチュエータ10が取り付けられた状態及びそのアクチュエータ10が取り付けられたパネル31が組み込まれた携帯電話機の概略構造をそれぞれ示したものであり、アクチュエータ10は図6に示したようにパネル31の一辺に沿って配置され、そのホルダ21の基部23がパネル31に貼り付けられて取り付けられている。パネル31はポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂板よりなるものとされる。
【0006】
アクチュエータ10が取り付けられたパネル31は図7に示したように携帯電話機の本体ケース32にその周縁が固定保持されて携帯電話機の表面に配置される。
本体ケース32内にはプリント配線基板33が収容されており、図には示していないがこのプリント配線基板33上に表示素子として例えば液晶表示素子が実装されている。
図7中、18はアクチュエータ10をプリント配線基板33に接続するためのリード線を示し、2本のリード線18は電極13と15から引き出されている。なお、アクチュエータ10の2枚の圧電振動板11,12の2つの電極13及び4つの電極15はそれぞれリード線(図示せず)により接続導通されている。
【0007】
上記のようなアクチュエータ10とパネル31とよりなる圧電スピーカを具備する携帯電話機においては、大面積のパネル31が振動体とされて音波を放射するため、良好な音声が得られるものとなる。また、アクチュエータ10は長さの異なる2枚の圧電振動板11,12を有しており、これにより周波数特性の調整・向上及び感度の向上が図られている。
なお、図7に示したようにパネル31と本体ケース32との間には緩衝材34が介在されており、これにより本体ケース32へのパネル31の振動の伝達が阻止されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構造を有するアクチュエータ10においては、圧電体14は薄板状をなし、かつその構成材料であるPZTなどのセラミックは極めてもろい材料であるため、以下のような問題が生じうるものとなっていた。
即ち、落下等によりアクチュエータ10に衝撃が加わると、圧電振動板11,12はホルダ21に保持されている中央部に対して両端がたわみ、そのたわみ(変形)により圧電体14にクラックが発生したり、さらには圧電振動板11,12が他の部材、例えば携帯電話機に搭載されている状態ではパネル31やプリント配線基板33等と接触したり、あるいは圧電振動板11,12どうしが接触することによって圧電体14の角が欠ける(割れる)といったことが起きうるものとなっていた。
【0009】
従って、従来のアクチュエータ10は衝撃に対して弱く、その点で信頼性が低いものとなっていた。
この発明の目的は上述した問題に鑑み、衝撃に対して強く、その点で信頼性に優れた圧電スピーカ用アクチュエータを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、アクチュエータをパネルに貼り付け、そのアクチュエータによりパネルを振動させて音波を空間に放射する構造とされた圧電スピーカにおけるアクチュエータであって、板状の圧電体と、その両面に配置された電極とよりなる圧電振動板の長手方向中央がホルダによって保持され、そのホルダの圧電振動板の板面と平行な一端面がパネルに貼り付けられる構造のアクチュエータにおいて、圧電振動板の両板面に衝撃吸収材が配設される。
請求項2の発明では請求項1の発明において、圧電振動板は電極を挟んで一対の圧電体を具備する構造とされる。
【0011】
請求項3の発明では請求項1又は2の発明において、ホルダは長さの異なる2枚の圧電振動板を互いに平行に保持しており、それら圧電振動板間に位置する衝撃吸収材は、それら圧電振動板の一方に一面が貼り付けられ、他方にその一面と反対面が密着されているものとされる。
請求項4の発明では請求項1乃至3のいずれかの発明において、衝撃吸収材はポリウレタン系もしくはポリエチレン系の発泡体よりなるものとされる。
請求項5の発明では請求項1乃至3のいずれかの発明において、衝撃吸収材はポリウレタン系もしくはポリエチレン系のゴムよりなるものとされる。
【0012】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1はこの発明による圧電スピーカ用アクチュエータの一実施例の構成を示したものであり、図2及び3は従来例における図6及び7と同様、そのアクチュエータがパネルに取り付けられた状態及び携帯電話機に組み込まれた状態をそれぞれ示したものである。なお、図4乃至7と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この例ではアクチュエータ40は図1に示したように、その圧電振動板11,12の両板面にそれぞれ衝撃吸収材41が配設されているものとされる。圧電振動板11,12はこの図では簡略化して示しているが、図4及び5と同様の構成を有している。
【0013】
圧電振動板11の外側に位置する衝撃吸収材41はホルダ21を挟んで2枚設けられ、これら2枚の衝撃吸収材41によって圧電振動板11の板面は覆われており、またそれら衝撃吸収材41の上面(外面)はホルダ21の上端面とほぼ一致されている。
圧電振動板12の外側に位置する衝撃吸収材41はホルダ21の基部23を挟んで2枚設けられ、これら2枚の衝撃吸収材41によって圧電振動板12の板面は覆われており、またそれら衝撃吸収材41の下面(外面)は基部23の端面(底面)とほぼ一致されている。
【0014】
圧電振動板11と12との間に位置する衝撃吸収材41はホルダ21を挟んで2枚設けられ、その大きさは長い方の圧電振動板11を覆う大きさとされて、圧電振動板11に貼り付けられており、その反対面は圧電振動板12に密着されている。
なお、圧電振動板11,12のそれぞれ外側に位置する衝撃吸収材41はそれら圧電振動板11,12にそれぞれ貼り付けられている。
衝撃吸収材41の貼り付けは圧電振動板11,12をホルダ21に取り付ける前に行われる。
【0015】
衝撃吸収材41の構成材料には圧電振動板11,12の振動を妨げない材料として、ポリウレタン系もしくはポリエチレン系の発泡体が使用される。また、ポリウレタン系もしくはポリエチレン系のゴムを使用してもよい。さらには、ゲル状の衝撃吸収材を使用することもできる。
上記のような構造とされたアクチュエータ40によれば、衝撃吸収材41によって衝撃を吸収することができ、つまり圧電振動板11,12の衝撃による変形を大幅に低減することができるため、圧電体14のクラック発生、圧電振動体11,12どうしの接触による圧電体14の欠け(割れ)の発生を防止することができる。
【0016】
さらに、図2に示したようにパネル31に貼り付けられた状態でパネル31と圧電振動板12との間に衝撃吸収材41が介在するため、衝撃による圧電振動板12とパネル31との接触を回避することができ、また図3に示したように携帯電話機に組み込まれた状態で、プリント配線基板33と対向する側に衝撃吸収材41が存在するため、例えばプリント配線基板33とアクチュエータ40とが極めて近接配置されたとしても衝撃によって圧電振動板11がプリント配線基板33と接触するといったことを回避することができ、よってこれら接触によって圧電体14にクラックや欠けが発生するといったことを防止することができる。
【0017】
なお、ホルダ21への圧電振動板11,12の取り付け時、従来においては接着剤が硬化し、圧電振動板11,12が固定されるまでの間、中央部のみでホルダ21に支持されている圧電振動板11,12が所定の状態(平行状態)からずれないように治具が必要であったのに対し、この例では衝撃吸収材41によってその所定の状態が維持されるため、治具は不要であり、その点で組み立て易いものとなる。
また、圧電振動板11,12が衝撃吸収材41によって覆われて保護されているため、パネル31への取り付け時や携帯電話機等の機器への組み込み時に、圧電振動板11,12に触れたり、あるいは他の部材にぶつけたりして圧電振動板11,12を変形させたり、圧電体14を損傷させるといったことを防止でき、その点で取り扱い易いものとなる。
【0018】
なお、上述した実施例では圧電振動板を2枚具備するアクチュエータについて説明したが、圧電振動板の枚数はこれに限るものではなく、例えば1枚のものであってもよい。
また、アクチュエータが貼り付けられるパネルはこの例のように機器の表面に位置するものに限らず、機器内に位置されるものであってもよい。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば落下等の衝撃が加わっても衝撃吸収材によって衝撃は吸収され、よって従来発生していた圧電体のクラックや欠けを防止することができるため、耐衝撃性に優れ、その点で高い信頼性を有する圧電スピーカ用アクチュエータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による圧電スピーカ用アクチュエータの一実施例を示す斜視図。
【図2】図1のアクチュエータが振動板をなすパネルに取り付けられた状態を示す図、Aは平面図、Bは側面図、Cは正面図。
【図3】図2のアクチュエータが取り付けられたパネルが携帯電話機に組み込まれた状態を示す概略断面図。
【図4】圧電スピーカ用アクチュエータの従来構成例を示す斜視図。
【図5】図4における圧電振動板の積層構造を示す斜視図。
【図6】図4のアクチュエータが振動板をなすパネルに取り付けられた状態を示す図、Aは平面図、Bは側面図、Cは正面図。
【図7】図6のアクチュエータが取り付けられたパネルが携帯電話機に組み込まれた状態を示す概略断面図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric speaker using a panel included in a device as a diaphragm in a device such as a mobile phone, and particularly to a structure of an actuator that vibrates the panel.
[0002]
[Prior art]
For example, in a device such as a mobile phone or a personal digital assistant (PDA), a transparent panel (flat panel) located on the surface of the device covering the display surface of a display device such as a liquid crystal display device is used as a diaphragm of a piezoelectric speaker. A configuration is used in which the panel is used to vibrate the panel to emit a sound wave into space, and an actuator (piezoelectric actuator) for vibrating the panel is attached to the back surface of the panel.
FIG. 4 shows the structure of an actuator that is conventionally used by being attached to a panel in a piezoelectric speaker having such a configuration. In this example, the
[0003]
Each of the
The
[0004]
The
The
[0005]
A
6 and 7 show a state in which the
[0006]
As shown in FIG. 7, the
A printed
In FIG. 7,
[0007]
In a portable telephone equipped with the above-described piezoelectric speaker including the
As shown in FIG. 7, a
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the
That is, when an impact is applied to the
[0009]
Therefore, the
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker actuator that is resistant to impacts and has excellent reliability in view of the above-described problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an actuator in a piezoelectric speaker having a structure in which an actuator is attached to a panel and the panel is vibrated by the actuator to radiate a sound wave to a space. In an actuator having a structure in which a longitudinal center of a piezoelectric vibrating plate composed of electrodes arranged on both surfaces is held by a holder, and one end surface of the holder parallel to the plate surface of the piezoelectric vibrating plate is attached to a panel. Shock absorbers are provided on both plate surfaces.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the piezoelectric vibrating plate has a structure including a pair of piezoelectric bodies with an electrode interposed therebetween.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the holder holds two piezoelectric vibrating plates having different lengths in parallel with each other, and the shock absorbing material located between the piezoelectric vibrating plates is One surface is attached to one side of the piezoelectric vibrating plate, and the other side is closely attached to the other side.
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the shock absorbing material is made of a polyurethane-based or polyethylene-based foam.
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the shock absorbing material is made of polyurethane rubber or polyethylene rubber.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a piezoelectric speaker actuator according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show a state in which the actuator is attached to a panel and a cellular phone, similarly to FIGS. In each case are shown. Parts corresponding to those in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In this example, as shown in FIG. 1, the
[0013]
Two
Two
[0014]
Two
The
The attachment of the
[0015]
As a constituent material of the
According to the
[0016]
Further, as shown in FIG. 2, since the
[0017]
When the piezoelectric vibrating
Further, since the piezoelectric vibrating
[0018]
In the above-described embodiment, an actuator having two piezoelectric vibrating plates has been described. However, the number of piezoelectric vibrating plates is not limited to this, and may be, for example, one.
Further, the panel to which the actuator is attached is not limited to a panel located on the surface of the device as in this example, and may be a panel located in the device.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when a shock such as a drop is applied, the shock is absorbed by the shock absorbing material, and thus cracks and chipping of the piezoelectric body, which have conventionally occurred, can be prevented. Thus, it is possible to obtain a piezoelectric speaker actuator having excellent reliability and high reliability in that respect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a piezoelectric speaker actuator according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which the actuator of FIG. 1 is attached to a panel forming a diaphragm, A is a plan view, B is a side view, and C is a front view.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a panel to which the actuator of FIG. 2 is attached is incorporated in a mobile phone.
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional configuration example of a piezoelectric speaker actuator.
FIG. 5 is a perspective view showing a laminated structure of the piezoelectric vibration plate in FIG. 4;
6 is a view showing a state in which the actuator of FIG. 4 is attached to a panel forming a diaphragm, A is a plan view, B is a side view, and C is a front view.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the panel to which the actuator of FIG. 6 is attached is incorporated in a mobile phone.
Claims (5)
板状の圧電体と、その両面に配置された電極とよりなる圧電振動板の長手方向中央がホルダによって保持され、そのホルダの上記圧電振動板の板面と平行な一端面が上記パネルに貼り付けられる構造のアクチュエータにおいて、
上記圧電振動板の両板面に衝撃吸収材が配設されていることを特徴とする圧電スピーカ用アクチュエータ。The actuator in a piezoelectric speaker having a structure in which an actuator is attached to a panel and the panel is vibrated by the actuator to emit a sound wave into space,
A longitudinal center of a piezoelectric vibrating plate composed of a plate-shaped piezoelectric body and electrodes arranged on both surfaces thereof is held by a holder, and one end surface of the holder parallel to the plate surface of the piezoelectric vibrating plate is attached to the panel. In the actuator of the attached structure,
An actuator for a piezoelectric speaker, wherein shock absorbing members are provided on both surfaces of the piezoelectric vibrating plate.
上記圧電振動板は電極を挟んで一対の上記圧電体を具備する構造とされていることを特徴とする圧電スピーカ用アクチュエータ。The actuator for a piezoelectric speaker according to claim 1,
An actuator for a piezoelectric speaker, wherein the piezoelectric vibrating plate has a structure including a pair of the piezoelectric bodies with an electrode interposed therebetween.
上記ホルダは長さの異なる2枚の上記圧電振動板を互いに平行に保持しており、
それら圧電振動板間に位置する上記衝撃吸収材は、それら圧電振動板の一方に一面が貼り付けられ、他方にその一面と反対面が密着されていることを特徴とする圧電スピーカ用アクチュエータ。The actuator for a piezoelectric speaker according to claim 1 or 2,
The holder holds the two piezoelectric vibrating plates having different lengths in parallel with each other,
An actuator for a piezoelectric speaker, wherein one surface of the shock absorbing material located between the piezoelectric vibration plates is attached to one of the piezoelectric vibration plates, and the other surface is closely attached to the other surface.
上記衝撃吸収材はポリウレタン系もしくはポリエチレン系の発泡体よりなることを特徴とする圧電スピーカ用アクチュエータ。The piezoelectric speaker actuator according to any one of claims 1 to 3,
The actuator for a piezoelectric speaker, wherein the shock absorbing material is made of a polyurethane or polyethylene foam.
上記衝撃吸収材はポリウレタン系もしくはポリエチレン系のゴムよりなることを特徴とする圧電スピーカ用アクチュエータ。The piezoelectric speaker actuator according to any one of claims 1 to 3,
The actuator for a piezoelectric speaker, wherein the shock absorbing material is made of polyurethane or polyethylene rubber.
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