JP2012119882A - Vibration device - Google Patents

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Toshio Imanishi
敏雄 今西
Yoshihiro Sonoda
欣大 園田
Masakazu Yamauchi
政和 山内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration device in which the displacement of a vibrator is hardly restrained and which can obtain a large displacement amount without causing the increase in the number of components and the number of processing steps.SOLUTION: A vibration device 1 includes: a support sheet 3 stuck onto a diaphragm 2; and a frame body 4 stuck on an extension part 3B that is located outside of a diaphragm lamination part 3A, on which the diaphragm is stuck, of the support sheet 3 at an interval from the outer peripheral edge of the diaphragm 2. An opening of the frame body 4 has a polygonal shape, and the thickness of parts of the support sheet stuck onto the frame body 4 at center parts of sides 4a-4d of the opening is thicker than the thickness of parts of the support sheet stuck onto the frame body 4 at corner parts 4e-4h of the opening of the frame body 4.

Description

本発明は、例えば圧電振動板からなる振動板が支持シートを介して枠体に取り付けられている構造を有する振動装置に関し、より詳細には、枠体の開口部の形状が多角形である振動装置に関する。   The present invention relates to a vibration device having a structure in which a diaphragm made of, for example, a piezoelectric diaphragm is attached to a frame body via a support sheet, and more specifically, a vibration in which the shape of the opening of the frame body is a polygon. Relates to the device.

従来、携帯電話機や各種電子機器において、音声や振動を発生させるために、圧電サウンダや圧電スピーカなどが用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, piezoelectric sounders, piezoelectric speakers, and the like are used in mobile phones and various electronic devices to generate sound and vibration.

例えば、下記の特許文献1には、図10に分解斜視図で示す圧電音響部品が開示されている。圧電音響部品101では、基板102上にキャップ状に絞り加工した金属板103が固定されている。   For example, Patent Literature 1 below discloses a piezoelectric acoustic component shown in an exploded perspective view in FIG. In the piezoelectric acoustic component 101, a metal plate 103 drawn into a cap shape is fixed on a substrate 102.

金属板103の上面には、複数のスリット103aが矩形枠状をなすように配置されている。この複数のスリット103aで囲まれた部分において、金属板103の上面に圧電振動板104が接合されている。隣り合うスリット103a,103aの間の部分、すなわちスリットが形成されていない部分は、矩形の圧電振動板104のコーナー部近傍に位置している。圧電振動板104の振動に伴って、複数のスリット103aで囲まれた金属板部分が大きく変位する。従って、大きな音響を得ることができる。   On the upper surface of the metal plate 103, a plurality of slits 103a are arranged in a rectangular frame shape. The piezoelectric diaphragm 104 is joined to the upper surface of the metal plate 103 at a portion surrounded by the plurality of slits 103a. A portion between adjacent slits 103 a and 103 a, that is, a portion where no slit is formed is located in the vicinity of a corner portion of the rectangular piezoelectric diaphragm 104. Along with the vibration of the piezoelectric diaphragm 104, the metal plate portion surrounded by the plurality of slits 103a is greatly displaced. Therefore, a large sound can be obtained.

他方、下記の特許文献2には、図11(a)及び(b)に示す圧電スピーカが開示されている。圧電スピーカ111では、圧電素子112が金属からなる振動板113の上面に貼り合わされている。振動板113は、ダンパー部材としての樹脂板114上に貼り付けられている。樹脂板114の対向し合う一対の辺部分で、樹脂板114は、支持体115,116に固定されている。すなわち、圧電素子112及び振動板113の振動を妨げないように、ダンピング性を有する樹脂板114が支持体115,116により支持されている。   On the other hand, the following Patent Document 2 discloses a piezoelectric speaker shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). In the piezoelectric speaker 111, the piezoelectric element 112 is bonded to the upper surface of the diaphragm 113 made of metal. The diaphragm 113 is affixed on a resin plate 114 as a damper member. The resin plate 114 is fixed to the supports 115 and 116 at a pair of opposing side portions of the resin plate 114. That is, the resin plate 114 having a damping property is supported by the supports 115 and 116 so as not to hinder the vibration of the piezoelectric element 112 and the diaphragm 113.

特開平11−355892号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-355892 特開平9−271096号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-271096

特許文献1に記載の圧電音響部品101では、複数のスリット103aが金属板103に形成されているので、圧電効果による変位を大きくし、大きな音圧を得ることができる。しかしながら、絞り加工により、キャップ状の金属板103を用意しなければならなかった。また、気室を分離するために、スリット103aに封止材料を充填しなければならなかった。従って、加工工程が煩雑であり、かつ部品点数が増大するという問題があった。   In the piezoelectric acoustic component 101 described in Patent Document 1, since the plurality of slits 103a are formed in the metal plate 103, displacement due to the piezoelectric effect can be increased and a large sound pressure can be obtained. However, the cap-shaped metal plate 103 had to be prepared by drawing. In addition, the slit 103a must be filled with a sealing material in order to separate the air chambers. Accordingly, there are problems that the machining process is complicated and the number of parts increases.

他方、特許文献2に記載の圧電スピーカ111では、樹脂板114の一対の長辺部分が支持体115,116で支持されているが、樹脂板114は、その一対の短辺側では支持されていない。従って、樹脂板114の一対の短辺側において、封止材料を用いて支持強度を高める必要があった。そのため、やはり部品点数が増大し、加工工程が煩雑になるという問題があった。加えて、一対の長辺側において、樹脂板114が強固に支持されているので、一対の長辺側において、変位が抑制されがちであった。そのため、圧電素子112及び振動板113からなる振動体の変位が小さくなるおそれがあった。   On the other hand, in the piezoelectric speaker 111 described in Patent Document 2, a pair of long side portions of the resin plate 114 are supported by the supports 115 and 116, but the resin plate 114 is supported on the pair of short sides. Absent. Therefore, on the pair of short sides of the resin plate 114, it is necessary to increase the support strength using a sealing material. As a result, the number of parts increases, and the machining process becomes complicated. In addition, since the resin plate 114 is firmly supported on the pair of long sides, the displacement tends to be suppressed on the pair of long sides. Therefore, there is a possibility that the displacement of the vibrating body including the piezoelectric element 112 and the diaphragm 113 may be reduced.

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、振動体の変位が抑制され難く、大きな変位量を得ることができ、しかも部品点数及び加工工程数の増大を招くことなく提供することができる振動装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, to prevent displacement of the vibrating body from being suppressed, to obtain a large displacement amount, and to provide without increasing the number of parts and the number of processing steps. An object of the present invention is to provide a vibration device capable of performing

本発明に係る振動装置は、振動板と、前記振動板に貼り付けられており、該振動板に貼り付けられている振動板積層部と、該振動板積層部の外側に張り出している延長部とを有する支持シートと、前記支持シートの延長部に貼り付けられており、かつ前記振動板の外周縁と間隔を隔てて設けられた枠体とを備える。本発明では、前記枠体が、複数の辺と、隣り合う辺が接続している部分がコーナー部である多角形の形状の開口部を有し、前記支持シートの前記コーナー部における前記枠体による保持強度が、前記開口部の辺の中央部における支持シートの前記枠体による保持強度よりも高くなるように、前記支持シートの厚みが、前記枠体の開口部の辺の中央部から前記枠体のコーナー部側に向かって連続的にまたは階段的に厚くされている。   The vibration device according to the present invention includes a vibration plate, a vibration plate laminated portion that is attached to the vibration plate, a vibration plate lamination portion that is attached to the vibration plate, and an extension portion that protrudes outside the vibration plate lamination portion. And a frame that is affixed to an extension of the support sheet and that is spaced from the outer peripheral edge of the diaphragm. In the present invention, the frame has a plurality of sides and a polygonal opening in which a portion where adjacent sides are connected is a corner, and the frame in the corner of the support sheet The thickness of the support sheet is from the center of the side of the opening of the frame so that the holding strength by is higher than the holding strength of the support sheet by the frame at the center of the side of the opening. The thickness is increased continuously or stepwise toward the corner of the frame.

本発明に係る振動装置のある特定の局面では、前記振動板と前記枠体の開口部との間の間隔が、前記開口部の辺の中央において相対的に広く、前記枠体の前記コーナー部において相対的に狭くされている。   In a specific aspect of the vibration device according to the present invention, an interval between the diaphragm and the opening of the frame is relatively wide at the center of the side of the opening, and the corner portion of the frame Is relatively narrow.

本発明に係る振動装置の他の特定の局面では、上記枠体の開口部が矩形である。矩形の開口部を有する枠体は、簡単な加工により容易に得ることができる。   In another specific aspect of the vibration device according to the present invention, the opening of the frame is rectangular. A frame having a rectangular opening can be easily obtained by simple processing.

本発明において、振動板の平面形状は特に限定されないが、本発明のさらに他の特定の局面では、矩形板状である。従って、汎用されている矩形板状の圧電振動子などを用いることができる。   In the present invention, the planar shape of the diaphragm is not particularly limited, but in still another specific aspect of the present invention, it is a rectangular plate shape. Accordingly, it is possible to use a rectangular plate-shaped piezoelectric vibrator that is widely used.

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、上記振動板が圧電振動子である。   In still another specific aspect of the vibration device according to the present invention, the diaphragm is a piezoelectric vibrator.

本発明に係る振動装置のさらに他の特定の局面では、上記圧電振動子は、金属板と、金属板の片面に貼り合わされた圧電素子とを備える。   In still another specific aspect of the vibration device according to the invention, the piezoelectric vibrator includes a metal plate and a piezoelectric element bonded to one surface of the metal plate.

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、上記支持シートが合成樹脂フィルムからなる。合成樹脂フィルムからなる支持シートの場合、複数枚の合成樹脂フィルムを積層することにより支持シートの厚みを段階的にまたは連続的に厚くすることができる。   In still another specific aspect of the vibration device according to the present invention, the support sheet is made of a synthetic resin film. In the case of a support sheet made of a synthetic resin film, the thickness of the support sheet can be increased stepwise or continuously by laminating a plurality of synthetic resin films.

本発明に係る振動装置では、支持シートが枠体に貼り付けられているが、枠体の開口部のコーナー部における支持シートの枠体により保持強度が、枠体の開口部の辺の中央部における支持シートの枠体による保持強度よりも高くなるように、支持シートの厚みが上記枠体の開口部の辺の中央部からコーナー部側に向かって連続的にまたは段階的に厚くされているので、振動板と支持シートとが積層されている振動部分の変位量を大きくすることができる。従って、大きな音圧や大きな振動を得ることができる。   In the vibration device according to the present invention, the support sheet is affixed to the frame body, but the holding strength at the corner portion of the opening portion of the frame body is maintained at the center of the side of the opening portion of the frame body. The thickness of the support sheet is increased continuously or stepwise from the center of the side of the opening of the frame toward the corner so as to be higher than the holding strength of the support sheet by the frame. Therefore, the displacement amount of the vibration part where the diaphragm and the support sheet are laminated can be increased. Therefore, a large sound pressure and a large vibration can be obtained.

また、本発明の振動装置は、枠体に支持シートを貼り付けた支持構造を有するだけであるため、部品点数の増大をまねかない。また、加工工程の煩雑さも回避することができる。よって、変位量の大きな振動装置を安価に提供することができる。   Moreover, since the vibration device of the present invention only has a support structure in which a support sheet is attached to a frame, it does not increase the number of parts. Moreover, the complexity of the processing steps can be avoided. Therefore, a vibration device having a large amount of displacement can be provided at low cost.

(a)及び(b)は、本発明の一実施形態に係る振動装置の平面図及び(a)中のB−B線に沿う部分の断面図であり、(c)は、用いられている圧電素子の正面断面図である。(A) And (b) is a top view of the vibration device which concerns on one Embodiment of this invention, and sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a), (c) is used. It is front sectional drawing of a piezoelectric element. (a)及び(b)は、本発明の一実施形態の振動装置における支持フィルムの厚み分布を説明するための各模式的平面図であり、(c)は、(b)中のC−C線に沿う部分の断面図である。(A) And (b) is each typical top view for demonstrating thickness distribution of the support film in the vibration apparatus of one Embodiment of this invention, (c) is CC in (b). It is sectional drawing of the part which follows a line. 比較のために用意した振動装置の変位分布を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the displacement distribution of the vibration apparatus prepared for the comparison. 本発明の一実施形態に係る振動装置の変位分布を説明するための模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating the displacement distribution of the vibration apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態及び比較例として用意した振動装置における支持シートの領域と厚みとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the area | region and thickness of a support sheet in the vibration apparatus prepared as one Embodiment and comparative example of this invention. 本発明の一実施形態の振動装置における厚み分布を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for explaining thickness distribution in a vibration device of one embodiment of the present invention. (a)及び(b)は、本発明の他の実施形態の振動装置における支持シートの厚みの分布を説明するための各模式的平面図である。(A) And (b) is each typical top view for demonstrating distribution of the thickness of the support sheet in the vibration apparatus of other embodiment of this invention. 本発明で用いられる支持シートの変形例を説明するための正面断面図である。It is front sectional drawing for demonstrating the modification of the support sheet used by this invention. 本発明の振動装置で用いられる振動板のさらに他の例を説明するための正面断面図である。It is front sectional drawing for demonstrating the further another example of the diaphragm used with the vibration apparatus of this invention. 従来の圧電型電気音響変換器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the conventional piezoelectric electroacoustic transducer. (a)及び(b)は、従来の圧電スピーカの一例を示す斜視図及び(a)中のB−B線に沿う部分の断面図である。(A) And (b) is a perspective view which shows an example of the conventional piezoelectric speaker, and sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a).

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の一実施形態に係る振動装置を示す平面図であり、(b)は、(a)中のB−B線に沿う部分の断面図である。   Fig.1 (a) is a top view which shows the vibration apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a).

本実施形態の振動装置1は、振動板2と、振動板2に貼り付けられる支持シート3と、支持シート3を囲むように配置された枠体4とを有する。   The vibration device 1 according to the present embodiment includes a vibration plate 2, a support sheet 3 attached to the vibration plate 2, and a frame body 4 disposed so as to surround the support sheet 3.

振動板2は、矩形板状の形状を有する。図1(b)では、振動板2の一部が略図的に示されているが、実際には、振動板2は、積層型圧電体2aと、積層型圧電体2aの両面に形成された電極2b,2cとを有する。積層型圧電体2aは、2以上のPZTからなる圧電体層を有する。   The diaphragm 2 has a rectangular plate shape. In FIG. 1B, a part of the diaphragm 2 is schematically shown, but in actuality, the diaphragm 2 is formed on both surfaces of the multilayer piezoelectric body 2a and the multilayer piezoelectric body 2a. It has electrodes 2b and 2c. The multilayer piezoelectric body 2a has a piezoelectric layer composed of two or more PZTs.

隣接し合う圧電体層が、厚み方向において逆方向に分極処理されている。従って、電極2b,2cから交番電界を印加することにより、振動板2は屈曲振動モードで励振される。すなわち、振動板2は、本実施形態では、圧電振動子である。   Adjacent piezoelectric layers are polarized in the opposite direction in the thickness direction. Therefore, by applying an alternating electric field from the electrodes 2b and 2c, the diaphragm 2 is excited in the bending vibration mode. That is, the diaphragm 2 is a piezoelectric vibrator in the present embodiment.

なお、圧電振動子の構造は、図1(c)に示す積層型圧電体2aを用いたものに限定されない。例えば、図9に示す振動板2Aのように、金属板2d上に、厚み方向に分極された圧電体層2e及び電極2fが積層されているユニモルフ型の圧電振動子であってもよい。さらには、本発明においては、振動板2は、圧電振動子以外の振動体であってもよい。   The structure of the piezoelectric vibrator is not limited to that using the multilayer piezoelectric body 2a shown in FIG. For example, a unimorph type piezoelectric vibrator in which a piezoelectric layer 2e and an electrode 2f polarized in the thickness direction are stacked on a metal plate 2d, such as a diaphragm 2A shown in FIG. Furthermore, in the present invention, the diaphragm 2 may be a vibrating body other than the piezoelectric vibrator.

図1(a)及び(b)に示すように、支持シート3の上面に振動板2が貼り付けられている。この貼り付けは接着剤等の適宜の接合材を用いて行うことができる。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the diaphragm 2 is attached to the upper surface of the support sheet 3. This affixing can be performed using an appropriate bonding material such as an adhesive.

支持シート3は、矩形板状の振動板2が貼り付けられている振動板積層部3Aと、振動板積層部3Aに連ねられており、振動板積層部3Aの外側に至っている矩形枠状の延長部3Bとを有する。この矩形枠状の延長部3B内の外側部分が、枠体4により固定されている。   The support sheet 3 is connected to the diaphragm laminated portion 3A to which the rectangular plate-like diaphragm 2 is attached, and the diaphragm laminated portion 3A, and has a rectangular frame shape leading to the outside of the diaphragm laminated portion 3A. And an extension 3B. The outer portion of the rectangular frame-shaped extension 3 </ b> B is fixed by the frame body 4.

枠体4は、本実施形態では、矩形枠状の平面形状を有する。すなわち、枠体4は、矩形の開口部を有する。この矩形の開口部は、対向し合う一対の長辺4a,4bと、対向し合う一対の短辺4c,4dとを有する。隣り合う辺、すなわち、辺4aと4cとが接続されている部分を、第1のコーナー部4eとする。また、辺4bと辺4cとが接続されている部分を第2のコーナー部4f、辺4aと辺4dが接続している部分を第3のコーナー部4g、辺4dと辺4bが接続している部分を第4のコーナー部4hとする。   In this embodiment, the frame body 4 has a rectangular frame-like planar shape. That is, the frame 4 has a rectangular opening. The rectangular opening has a pair of long sides 4a and 4b facing each other and a pair of short sides 4c and 4d facing each other. Adjacent sides, that is, a part where the sides 4a and 4c are connected is defined as a first corner portion 4e. Further, the portion where the side 4b and the side 4c are connected is connected to the second corner portion 4f, and the portion where the side 4a and the side 4d are connected is connected to the third corner portion 4g and the side 4d and the side 4b are connected. Let the part which exists be the 4th corner part 4h.

上記枠体4は、金属板4i,4jを有する。金属板4i,4jが、支持シート3を挟持するようにして貼り合わされている。この貼り合わせは、接着剤等の適宜の接合材を用いて行うことができる。   The frame 4 has metal plates 4i and 4j. The metal plates 4i and 4j are bonded together so as to sandwich the support sheet 3. This bonding can be performed using an appropriate bonding material such as an adhesive.

なお、枠体4は、金属に限らず、セラミックス等の他の剛性材料により形成することができる。   Note that the frame body 4 is not limited to metal, and can be formed of other rigid materials such as ceramics.

なお、本実施形態では、金属板4iと金属板4jは、同じ平面形状を有するが、異なる平面形状を有していてもよい。例えば、金属板4jを金属板4iよりも外側に張り出させてもよく、張り出された部分において電気的接続等を行ってもよい。   In the present embodiment, the metal plate 4i and the metal plate 4j have the same planar shape, but may have different planar shapes. For example, the metal plate 4j may protrude outward from the metal plate 4i, and electrical connection or the like may be performed at the protruding portion.

上記支持シート3は、合成樹脂フィルムからなる。より詳細には、後述するように支持シート3は、複数枚の合成樹脂フィルムを積層することにより形成されている。もっとも、支持シート3は、合成樹脂フィルムに限らず、金属板により形成されていてもよい。   The support sheet 3 is made of a synthetic resin film. More specifically, as will be described later, the support sheet 3 is formed by laminating a plurality of synthetic resin films. But the support sheet 3 may be formed with not only a synthetic resin film but a metal plate.

本実施形態の振動装置1では、上記圧電振動子からなる振動板2を屈曲モードで励振した場合、振動板2が、柔軟性を有する支持シート3により支持されているため、振動板2の変位がさほど妨げられない。特に、本実施形態の特徴は、上記支持シート3の厚みが部分的に異ならされており、それによって、大きな変位量を得ることが可能とされている。これを、図2〜図6を参照してより具体的に説明する。   In the vibration device 1 according to the present embodiment, when the vibration plate 2 made of the piezoelectric vibrator is excited in the bending mode, the vibration plate 2 is supported by a flexible support sheet 3. Is not so hindered. In particular, the feature of the present embodiment is that the thickness of the support sheet 3 is partially different, whereby a large amount of displacement can be obtained. This will be described more specifically with reference to FIGS.

本実施形態の振動装置1では、上記支持シート3が厚み分布を有する。図2(a)は、上記支持シート3における厚み分布を模式的に示した振動装置1の平面図である。図2(b)は、上記振動装置1の底面図であり、図2(b)中では、上記支持シート3の厚み分布が模式的に示されている。すなわち、支持シート3は、前述した枠体4の第1〜第4のコーナー部4e〜4h近傍において、最も厚い領域3aを有し、該領域3aから遠ざかるにつれて、厚みが順次小さくなる領域3b,3c,3d及び3eを有する。   In the vibration device 1 of the present embodiment, the support sheet 3 has a thickness distribution. FIG. 2A is a plan view of the vibration device 1 schematically showing the thickness distribution in the support sheet 3. FIG. 2B is a bottom view of the vibration device 1. In FIG. 2B, the thickness distribution of the support sheet 3 is schematically shown. That is, the support sheet 3 has the thickest region 3a in the vicinity of the first to fourth corner portions 4e to 4h of the frame body 4 described above, and the regions 3b, the thickness of which gradually decreases as the distance from the region 3a increases. 3c, 3d and 3e.

このような領域3a〜3eを形成するために、本実施形態では、図2(c)に示すように、領域3aでは、合成樹脂フィルム31〜35が積層されている。そして、領域3bでは、合成樹脂フィルム層32〜35、すなわち4層の合成樹脂フィルムが積層されている。領域3cでは、3層の合成樹脂フィルム層33〜35が積層されており、領域3dでは、合成樹脂フィルム層34,35が積層されている。   In order to form such regions 3a to 3e, in this embodiment, as shown in FIG. 2C, synthetic resin films 31 to 35 are laminated in the region 3a. And in the area | region 3b, the synthetic resin film layers 32-35, ie, the synthetic resin film of 4 layers, are laminated | stacked. In the region 3c, the three synthetic resin film layers 33 to 35 are laminated, and in the region 3d, the synthetic resin film layers 34 and 35 are laminated.

領域3eでは、単一の合成樹脂フィルム層35のみが存在する。このように、合成樹脂フィルムの積層数を領域3a〜3eで異ならせることにより、領域3a〜3eにおける支持シート3の厚みが異ならされている。   In the region 3e, only a single synthetic resin film layer 35 exists. Thus, the thickness of the support sheet 3 in the regions 3a to 3e is made different by changing the number of laminated synthetic resin films in the regions 3a to 3e.

従って、支持シート3の枠体4に貼り付けられている部分においては、辺4a〜4dの中央部分に貼り付けられている支持シート部分の厚みよりも、支持シート3の枠体4の開口部のコーナー部4e〜4hに貼り付けられている部分、すなわち領域3aの厚みが大きくされている。また、上記のように複数枚の合成樹脂フィルム31〜35を用いているため、本実施形態では、辺4a〜4dの中央部に貼り付けられている支持シート部分から、コーナー部4e〜4hに貼り付けられている支持シート部分に向かうにつれて、支持シート3の厚みが段階的に厚くなっている。   Therefore, in the part affixed to the frame 4 of the support sheet 3, the opening part of the frame 4 of the support sheet 3 is larger than the thickness of the support sheet part affixed to the center part of edge | side 4a-4d. The thickness of the portion pasted on the corner portions 4e to 4h, that is, the region 3a is increased. In addition, since a plurality of synthetic resin films 31 to 35 are used as described above, in this embodiment, from the support sheet portion attached to the central portion of the sides 4a to 4d to the corner portions 4e to 4h. The thickness of the support sheet 3 is gradually increased toward the pasted support sheet portion.

また、図2(c)に示すように、支持シート3の中央部分から、支持シート3の対角線方向に第1のコーナー部4eに向かう部分においても、支持シート3の厚みが、領域3eから、領域3d,領域3c,領域3b,領域3aに向かうにつれて厚くされている。   Further, as shown in FIG. 2 (c), the thickness of the support sheet 3 from the center portion of the support sheet 3 toward the first corner portion 4e in the diagonal direction of the support sheet 3 is also increased from the region 3e. The thickness increases toward the region 3d, the region 3c, the region 3b, and the region 3a.

本実施形態では、支持シート3の厚みが、上記のように設定されているので、枠体4のコーナー部における枠体4による支持シート3の保持強度が枠体4の開口部の辺の中央部における枠体4による支持シート3の保持強度よりも高くされている。   In this embodiment, since the thickness of the support sheet 3 is set as described above, the holding strength of the support sheet 3 by the frame body 4 at the corner portion of the frame body 4 is the center of the side of the opening of the frame body 4. The holding strength of the support sheet 3 by the frame 4 in the part is set higher.

本実施形態の振動装置1では、支持シート3が上記厚み分布を有するため、大きな変位量を得ることができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。   In the vibration device 1 of the present embodiment, since the support sheet 3 has the thickness distribution, a large amount of displacement can be obtained. This will be described based on a specific experimental example.

本実験例では、振動板2は、PZTからなり、縦15.6mm×横波12mm×厚み110μmの8層の圧電体層を有する積層型圧電体を用いた。   In this experimental example, the diaphragm 2 is made of PZT, and a laminated piezoelectric body having eight piezoelectric layers of 15.6 mm in length × 12 mm in transverse wave × 110 μm in thickness is used.

また、枠体4は、0.2mmの厚みの金属板4i,4jを積層することにより形成した。   The frame 4 was formed by laminating metal plates 4i and 4j having a thickness of 0.2 mm.

上記枠体4の開口部は、辺4a,4bの長さが16.6mm,4c,4dの長さが13mmの矩形の開口部とした。   The opening of the frame 4 was a rectangular opening with sides 4a and 4b having a length of 16.6 mm, 4c and 4d having a length of 13 mm.

上記支持シート3としては、以下の第1〜第5の合成樹脂フィルム31〜35を積層体により構成した。   As the said support sheet 3, the following 1st-5th synthetic resin films 31-35 were comprised with the laminated body.

第1の合成樹脂フィルム31:厚み20μm
第2の合成樹脂フィルム32:厚み10μm
第3の合成樹脂フィルム33:厚み10μm
第4の合成樹脂フィルム34:厚み20μm
第5の合成樹脂フィルム35:厚み140μm
First synthetic resin film 31: thickness 20 μm
Second synthetic resin film 32: thickness 10 μm
Third synthetic resin film 33: thickness 10 μm
Fourth synthetic resin film 34: thickness 20 μm
Fifth synthetic resin film 35: thickness 140 μm

なお、第1〜第5の合成樹脂フィルム31〜35は、いずれもエチレンプロピレンゴム系樹脂からなる。また、第1〜第5の合成樹脂フィルム31〜35は、厚みを実質的に無視し得るシリコン系接着剤層を介して貼り合わせた。   In addition, all the 1st-5th synthetic resin films 31-35 consist of ethylene propylene rubber-type resin. Moreover, the 1st-5th synthetic resin films 31-35 were bonded together through the silicon-type adhesive layer which can disregard thickness substantially.

比較のために、上記支持シート3に代えて、厚みが図5の破線で示すように全領域において一定である支持シートを用いたことを除いては、上記実施形態と同様にして比較例の振動装置を用意した。   For comparison, in place of the support sheet 3, a comparative example was used in the same manner as in the above embodiment except that a support sheet having a constant thickness in all regions as shown by the broken line in FIG. 5 was used. A vibration device was prepared.

図3は、上記比較例の振動装置に10Vの電圧を印加した際の有限要素法による変位形状を模式的に示す斜視図である。図4は、上記実施形態の実験例として用意した振動装置の有限要素シミュレーションによる変位形状を示す模式的斜視図である。なお、図3及び図4は、枠体4で囲まれた開口部の変位形状を示す。すなわち、支持シート3は、振動板2と共に振動するが、枠体4により拘束されている。従って、図3及び図4に示す変位形状は、枠体4の開口部内における振動板2及び支持シート3からなる構造の変位形状を示す。   FIG. 3 is a perspective view schematically showing a displacement shape by a finite element method when a voltage of 10 V is applied to the vibration device of the comparative example. FIG. 4 is a schematic perspective view showing a displacement shape by a finite element simulation of a vibration device prepared as an experimental example of the embodiment. 3 and 4 show the displacement shape of the opening surrounded by the frame 4. That is, the support sheet 3 vibrates together with the diaphragm 2 but is restrained by the frame body 4. Therefore, the displacement shape shown in FIGS. 3 and 4 shows the displacement shape of the structure including the diaphragm 2 and the support sheet 3 in the opening of the frame body 4.

図3及び図4における数値は、上記支持シート3が枠体4の開口部の辺4a,4dに貼り付けられている部分における規格化された変位量を示す。   The numerical values in FIG. 3 and FIG. 4 indicate the standardized displacement amount at the portion where the support sheet 3 is attached to the sides 4 a and 4 d of the opening of the frame body 4.

図3と図4とを対比すれば明らかなように、上記比較例に比べて、上記実施形態によれば、大きな変位量の得られることがわかる。すなわち、図3の破線で示す円Xで囲まれるコーナー部では、コーナー部がマイナス方向に比較的大きく変位していることがわかる。これに対して、図4に示すように、上記実施形態では、破線で示す円Yで囲まれた部分すなわちコーナー部におけるマイナス方向の変位が非常に小さいことがわかる。   As is clear from the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that a larger displacement amount can be obtained according to the embodiment than in the comparative example. That is, it can be seen that the corner portion surrounded by the circle X shown by the broken line in FIG. 3 is relatively greatly displaced in the minus direction. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the above-described embodiment, it is understood that the displacement in the minus direction in the portion surrounded by the circle Y indicated by the broken line, that is, the corner portion is very small.

図6におけるコーナー部4e〜4hすなわち破線で示す円Yで囲まれた部分において、変位が非常に小さくされており、特にマイナス方向の変位が小さくなっている。それに対して、円Zで囲まれた辺4a〜4dの中央部において変位量が大きくなっている。これは、上記厚み分布を有する支持シート3を用いていることによる。従って、本実施形態の振動装置1では、支持シート3に振動板2が接合されている構造の変位量を飛躍的に大きくでき、大きな音圧を得ることができる。   In the corner portions 4e to 4h in FIG. 6, that is, the portion surrounded by the circle Y indicated by the broken line, the displacement is very small, and the displacement in the minus direction is particularly small. On the other hand, the amount of displacement is large at the center of the sides 4a to 4d surrounded by the circle Z. This is because the support sheet 3 having the thickness distribution is used. Therefore, in the vibration device 1 of the present embodiment, the displacement amount of the structure in which the diaphragm 2 is joined to the support sheet 3 can be greatly increased, and a large sound pressure can be obtained.

上記のように、支持シート3に厚み分布を与えるだけで、本実施形態では大きな変位量を得ることができる。従って、部品点数の増大や組み立て工程の煩雑さをまねくことなく、大きな音圧を得ることができる振動装置を提供することができる。   As described above, a large amount of displacement can be obtained in the present embodiment simply by giving the support sheet 3 a thickness distribution. Therefore, it is possible to provide a vibration device that can obtain a large sound pressure without increasing the number of parts and the complexity of the assembly process.

図7(a)及び(b)は、本発明の第2の実施形態の振動装置を説明するための模式的平面図及び模式的底面図である。   FIGS. 7A and 7B are a schematic plan view and a schematic bottom view for explaining the vibration device according to the second embodiment of the present invention.

図7(a)及び(b)においても、図2(a)及び(b)と同様に、支持シート3の厚み分布を模式的に示すこととする。すなわち、領域3a〜3eは、第1の実施形態と同様に厚みが異ならされている。第2の実施形態が第1の実施形態と異なるところは、枠体4Bの平面形状が異なることにあり、その他の点は、第1の実施形態と同様である。   7A and 7B, the thickness distribution of the support sheet 3 is schematically shown as in FIGS. 2A and 2B. That is, the thicknesses of the regions 3a to 3e are different as in the first embodiment. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the planar shape of the frame 4B is different, and the other points are the same as in the first embodiment.

枠体4Bの開口部は、略矩形形状を有する。すなわち、辺4a〜4dの中央部において、開口部が外側に膨らんでいる。従って、振動板2と枠体4との間の間隔が辺4a〜4dの中央においてコーナー部4e〜4hに比べて相対的に大きくされている。言い換えれば、辺4a〜4dの中央部からコーナー部4e〜4hに向かうにつれて、振動板2と枠体4との間の間隔が小さくなっている。   The opening of the frame 4B has a substantially rectangular shape. That is, the opening swells outward at the center of the sides 4a to 4d. Therefore, the distance between the diaphragm 2 and the frame 4 is relatively larger than the corner portions 4e to 4h at the center of the sides 4a to 4d. In other words, the distance between the diaphragm 2 and the frame body 4 becomes smaller from the center of the sides 4a to 4d toward the corners 4e to 4h.

このように、振動板2と枠体4との間の間隔、辺4a〜4dの中央部に比べコーナー部4e〜4h側において小さくすることにより、コーナー部において支持シート3の変位をより小さくすることができる。また、辺4a〜4dの中央側における変位をより大きくし、それによって、支持シート3に振動板2が接合されている構造の変位量を効果的に大きくすることができる。このように、支持シート3に厚み分布をもたせるだけでなく、枠体4と振動板2との間隔を調整することによっても、変位量をさらに拡大することができる。   As described above, the distance between the diaphragm 2 and the frame 4 is reduced on the side of the corners 4e to 4h as compared with the central part of the sides 4a to 4d, thereby reducing the displacement of the support sheet 3 at the corner. be able to. Moreover, the displacement at the center side of the sides 4a to 4d can be further increased, and thereby the displacement amount of the structure in which the diaphragm 2 is joined to the support sheet 3 can be effectively increased. Thus, not only the support sheet 3 has a thickness distribution but also the displacement amount can be further increased by adjusting the distance between the frame 4 and the diaphragm 2.

第1,第2の実施形態では、支持シート3の厚みが段階的に変化されていたが、図8に示すように、支持シート3の厚みは領域3aから領域3eに向かって連続的に変化されていてもよい。もっとも、このような厚みが連続的に変化する支持シート3を得ることは困難である。従って、第1,第2の実施形態のように、積層体からなる支持シート3において、積層体の積層数を領域3a〜3eで異ならせた構造が望ましい。   In the first and second embodiments, the thickness of the support sheet 3 is changed stepwise, but as shown in FIG. 8, the thickness of the support sheet 3 continuously changes from the region 3a toward the region 3e. May be. But it is difficult to obtain the support sheet 3 in which such thickness changes continuously. Therefore, as in the first and second embodiments, in the support sheet 3 made of a laminated body, a structure in which the number of laminated layers is different in the regions 3a to 3e is desirable.

上述してきた各実施形態では、枠体4の開口部は矩形の平面形状を有していたが、矩形以外の五角形、六角形などの他の多角形形状を有していてもよい。いずれにしても、多角形における複数の辺の中央部に貼り付けられている部分の支持シートの厚みよりも上記多角形におけるコーナー部に貼り付けられている支持シート部分の厚みを高くすれば、上記実施形態と同様に大きな変位量を得ることができる。   In each embodiment mentioned above, although the opening part of the frame 4 had a rectangular planar shape, you may have other polygonal shapes, such as pentagons and hexagons other than a rectangle. In any case, if the thickness of the support sheet portion attached to the corner portion in the polygon is higher than the thickness of the support sheet portion attached to the central portion of the plurality of sides in the polygon, A large amount of displacement can be obtained as in the above embodiment.

また、第1〜第3の実施形態では、振動板2は矩形板状であったが、矩形板状以外の平面形状、例えば円形等であってもよい。   In the first to third embodiments, the diaphragm 2 has a rectangular plate shape, but may have a planar shape other than the rectangular plate shape, for example, a circular shape.

1…振動装置
2…振動板
2A…振動板
2a…積層型圧電体
2b,2c…電極
2d…金属板
2e…圧電体層
2f…電極
3…支持シート
3A…振動板積層部
3B…延長部
3a〜3e…領域
4…枠体
4B…枠体
4a〜4d…辺
4e…第1のコーナー部
4f…第2のコーナー部
4g…第3のコーナー部
4h…第4のコーナー部
4i,4j…金属板
31…第1の合成樹脂フィルム
32…第2の合成樹脂フィルム
33…第3の合成樹脂フィルム
34…第4の合成樹脂フィルム
35…第5の合成樹脂フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration apparatus 2 ... Vibration plate 2A ... Vibration plate 2a ... Laminated piezoelectric body 2b, 2c ... Electrode 2d ... Metal plate 2e ... Piezoelectric layer 2f ... Electrode 3 ... Support sheet 3A ... Vibration plate laminated part 3B ... Extension part 3a -3e ... area 4 ... frame 4B ... frame 4a-4d ... side 4e ... first corner 4f ... second corner 4g ... third corner 4h ... fourth corner 4i, 4j ... metal Plate 31 ... 1st synthetic resin film 32 ... 2nd synthetic resin film 33 ... 3rd synthetic resin film 34 ... 4th synthetic resin film 35 ... 5th synthetic resin film

Claims (6)

振動板と、
前記振動板に貼り付けられており、該振動板に貼り付けられている振動板積層部と、該振動板積層部の外側に張り出している延長部とを有する支持シートと、
前記支持シートの延長部に貼り付けられており、かつ前記振動板の外周縁と間隔を隔てて設けられた枠体とを備え、
前記枠体が、複数の辺と、隣り合う辺が接続している部分がコーナー部である多角形の形状の開口部を有し、前記支持シートの前記コーナー部における前記枠体による保持強度が、前記開口部の辺の中央部における支持シートの前記枠体による保持強度よりも高くなるように、前記支持シートの厚みが、前記枠体の開口部の辺の中央部から前記枠体のコーナー部側に向かって連続的にまたは階段的に厚くされている、振動装置。
A diaphragm,
A support sheet that is affixed to the diaphragm, and that has a diaphragm laminate that is affixed to the diaphragm, and an extension that projects to the outside of the diaphragm laminate;
A frame that is affixed to the extension of the support sheet and that is provided at an interval from the outer periphery of the diaphragm;
The frame has a plurality of sides and a polygonal opening in which a portion where adjacent sides are connected is a corner, and the holding strength by the frame in the corner of the support sheet is The thickness of the support sheet is from the center of the side of the opening of the frame to the corner of the frame so that the holding strength of the support sheet by the frame at the center of the side of the opening is higher. A vibration device that is thickened continuously or stepwise toward the part side.
前記振動板と前記枠体の開口部との間の間隔が、前記開口部の辺の中央において相対的に広く、前記枠体の前記コーナー部において相対的に狭くされている、請求項1に記載の振動装置。   The distance between the diaphragm and the opening of the frame is relatively wide at the center of the side of the opening and relatively narrow at the corner of the frame. The vibration device described. 前記枠体の開口部が矩形である、請求項1または2に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1, wherein the opening of the frame is rectangular. 前記振動板が矩形板状である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1, wherein the vibration plate has a rectangular plate shape. 前記振動板が圧電振動子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1, wherein the vibration plate is a piezoelectric vibrator. 前記支持シートが合成樹脂フィルムからなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の振動装置。
The vibration device according to claim 1, wherein the support sheet is made of a synthetic resin film.
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