JP2012217013A - Oscillation device and electronic apparatus - Google Patents

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Yasuharu Onishi
康晴 大西
Atsushi Kuroda
淳 黒田
Yuichiro Kishinami
雄一郎 岸波
Motoyoshi Komoda
元喜 菰田
Shigeo Sato
重夫 佐藤
Yukio Murata
行雄 村田
Nobuhiro Kawashima
信弘 川嶋
Tatsuya Uchikawa
達也 内川
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NEC Casio Mobile Communications Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a larger output in an oscillation device that has a piezoelectric element as an oscillation source.SOLUTION: A piezoelectric element 20 is arranged above a bottom portion of a support member 40. The piezoelectric element 20 has a first surface attached to a bottom surface of the support member 40, and a second surface, which is opposite to the first surface, attached to a vibrating member 10. Electrodes 22 and 24 apply voltage between the first surface and the second surface of the piezoelectric element 20. When a driving signal is input between the electrodes 22 and 24, thus, the piezoelectric element 20 expands and contracts vertically in the figure, and, as a result, the whole vibrating member 10 vibrates vertically. Accordingly, the oscillation device produces a large output.

Description

本発明は、発振装置及び電子機器に関する。   The present invention relates to an oscillation device and an electronic apparatus.

スピーカの一つに、圧電素子を振動部材上に固定した発振源として利用するものがある。このタイプのスピーカは、ボイスコイル及び磁石を用いた動電型のスピーカと比較して、小型化しやすい、という特徴がある。圧電素子を利用したスピーカは、圧電素子を振動板上に搭載することにより、振動板を屈曲振動させるものである(例えば特許文献1参照)。   One type of speaker is used as an oscillation source in which a piezoelectric element is fixed on a vibrating member. This type of speaker is characterized in that it is easy to miniaturize compared to an electrodynamic speaker using a voice coil and a magnet. A speaker using a piezoelectric element flexures and vibrates the diaphragm by mounting the piezoelectric element on the diaphragm (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−251271号公報JP 2007-251271 A

圧電素子を用いた発振装置は、出力を大きくしにくい。   An oscillation device using a piezoelectric element is difficult to increase the output.

本発明の目的は、圧電素子を発振源として使用しており、かつ出力を大きくすることができる発振装置及び電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an oscillation device and an electronic device that use a piezoelectric element as an oscillation source and can increase the output.

本発明によれば、支持部材と、
前記支持部材の上方に配置された振動部材と、
一面が前記支持部材に取り付けられており、前記一面とは反対側の面である反対面が前記振動部材に取り付けられた、圧電素子と、
前記圧電素子の前記一面と前記反対面の間に電圧を印加する電極と、
を備える発振装置が提供される。
According to the present invention, a support member;
A vibration member disposed above the support member;
A piezoelectric element, wherein one surface is attached to the support member, and an opposite surface that is a surface opposite to the one surface is attached to the vibration member;
An electrode for applying a voltage between the one surface and the opposite surface of the piezoelectric element;
An oscillation device is provided.

本発明によれば、底部及び側部を有する支持部材と、
前記支持部材の前記底部の上方に配置され、かつ縁が前記支持部材の前記側部に対向している第1振動部材と、
前記振動部材に取り付けられた圧電素子と、
前記第1振動部材の前記縁と前記支持部材の前記側部とを接続し、前記第1振動部材よりも柔軟な材料から形成されている第2振動部材と、
前記第2振動部材に一端が取り付けられており、他端が前記支持部材の前記底部に固定された第1固定部材と、
を備える発振装置が提供される。
According to the present invention, a support member having a bottom and a side,
A first vibration member disposed above the bottom of the support member and having an edge facing the side of the support member;
A piezoelectric element attached to the vibrating member;
A second vibrating member that connects the edge of the first vibrating member and the side of the support member, and is formed of a material that is more flexible than the first vibrating member;
A first fixing member having one end attached to the second vibrating member and the other end fixed to the bottom of the support member;
An oscillation device is provided.

本実施形態によれば、上記した発振装置を有する電子機器が提供される。   According to this embodiment, an electronic apparatus having the above-described oscillation device is provided.

本発明によれば、圧電素子を発振源として使用した発振装置において、出力を大きくすることができる。   According to the present invention, an output can be increased in an oscillation device using a piezoelectric element as an oscillation source.

第1の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1の要部を拡大した図である。It is the figure which expanded the principal part of FIG. 第2の実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electronic device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る発振装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 6th Embodiment. 図7の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of FIG. 図7に示した発振装置の平面図である。FIG. 8 is a plan view of the oscillation device illustrated in FIG. 7. 図9の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of FIG. 図7〜図9に示した発振装置を電子機器の筐体の中に配置した例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the oscillation device illustrated in FIGS. 7 to 9 is arranged in a housing of an electronic device. 第7の実施形態に係る発振装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第8の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 8th Embodiment. 第9の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 9th Embodiment. 第10の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oscillation apparatus which concerns on 10th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。図2は、図1の要部を拡大した図である。この発振装置は、支持部材40、振動部材10、圧電素子20、及び電極22,24を備えている。本図に示す例において支持部材40は箱形状を有しており、底部、側部、及び上部を備えている。圧電素子20は、支持部材40の底部の上方に配置されている。圧電素子20は、一面が支持部材40の底面に取り付けられており、かつこの一面とは反対側の面である反対面が振動部材10に取り付けられている。そして電極22,24は、圧電素子20の一面と反対面の間に電圧を印加する。このため、電極22,24間に圧電素子20の駆動信号が入力されると、圧電素子20が図中上下方向に伸縮し、その結果、振動部材10の全体が上下に振動する。従って、発振装置の出力を大きくすることができる。以下、詳細に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the oscillation device according to the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. This oscillation device includes a support member 40, a vibration member 10, a piezoelectric element 20, and electrodes 22 and 24. In the example shown in the figure, the support member 40 has a box shape and includes a bottom portion, a side portion, and an upper portion. The piezoelectric element 20 is disposed above the bottom of the support member 40. One surface of the piezoelectric element 20 is attached to the bottom surface of the support member 40, and the opposite surface, which is the surface opposite to the one surface, is attached to the vibration member 10. The electrodes 22 and 24 apply a voltage between one surface and the opposite surface of the piezoelectric element 20. Therefore, when a drive signal for the piezoelectric element 20 is input between the electrodes 22 and 24, the piezoelectric element 20 expands and contracts in the vertical direction in the figure, and as a result, the entire vibration member 10 vibrates up and down. Therefore, the output of the oscillation device can be increased. Details will be described below.

振動部材10はシート状であり、端部は拘束されていない。また振動部材10は、圧電素子20の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材10の剛性を制御することで、圧電素子20の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材10の厚みは5μm以上500μm以下であることが好ましい。また、振動部材10は、剛性を示す指標である縦弾性係数が1GPa以上500GPa以下であることが好ましい。振動部材10の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子としての特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材10を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子20に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。   The vibration member 10 has a sheet shape, and the end portion is not constrained. The vibrating member 10 adjusts the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20. The fundamental resonance frequency of the mechanical vibrator depends on the load weight and compliance. Since the compliance is the mechanical rigidity of the vibrator, the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20 can be controlled by controlling the rigidity of the vibration member 10. The thickness of the vibration member 10 is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. Further, the vibration member 10 preferably has a longitudinal elastic modulus, which is an index indicating rigidity, of 1 GPa or more and 500 GPa or less. When the rigidity of the vibration member 10 is too low or too high, there is a possibility that characteristics and reliability as a mechanical vibrator are impaired. The material constituting the vibration member 10 is not particularly limited as long as it is a material having a high elastic modulus with respect to the piezoelectric element 20 that is a brittle material, such as metal or resin, but phosphor bronze or the like in terms of workability and cost. Stainless steel or the like is preferable.

圧電素子20は、PZTなどの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子20は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。   The piezoelectric element 20 is formed of piezoelectric ceramics such as PZT. However, the piezoelectric element 20 may be formed of a polymer material exhibiting piezoelectric characteristics, such as polyvinylidene fluoride.

電極22,24を構成する材料は特に限定されないが、例えば、銀や銀/パラジウムを使用することができる。銀は低抵抗な汎用的な電極材料して使用されているため、製造プロセスやコストなどに利点がある。銀/パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、電極22,24の厚さhは特に限定されないが、その厚さhが1μm以上50μm以下であるのが好ましい。厚さhが1μm未満では、電極22,24を均一に成形することが難しくなり、その結果、電気機械変換効率が低下する可能性がある。また、電極22,24の膜厚が100μmを超える場合は、電極22,24が圧電素子20の圧電体に対して拘束面となり、エネルギー変換効率を低下させてしまう可能性が出てくる。 Although the material which comprises the electrodes 22 and 24 is not specifically limited, For example, silver and silver / palladium can be used. Since silver is used as a general-purpose electrode material with low resistance, it has advantages in manufacturing process and cost. Since silver / palladium is a low-resistance material excellent in oxidation resistance, there is an advantage from the viewpoint of reliability. The thickness h 2 of the electrodes 22 and 24 is not particularly limited, but the thickness h 2 is preferably 1 μm or more and 50 μm or less. The thickness h 2 is less than 1 [mu] m, it becomes difficult to mold the electrodes 22 and 24 uniformly, as a result, the electromechanical conversion efficiency may be lowered. Moreover, when the film thickness of the electrodes 22 and 24 exceeds 100 micrometers, the electrodes 22 and 24 become a restraint surface with respect to the piezoelectric body of the piezoelectric element 20, and there exists a possibility that energy conversion efficiency may fall.

本実施形態において、平面視で圧電素子20は振動部材10よりも小さい。また圧電素子20は柱状であり、互いに離間して複数設けられている。例えば圧電素子20は、平面視において、振動部材10の中心と同心の円周上に等間隔に設けられている。   In the present embodiment, the piezoelectric element 20 is smaller than the vibration member 10 in plan view. The piezoelectric elements 20 are columnar, and a plurality of the piezoelectric elements 20 are provided apart from each other. For example, the piezoelectric elements 20 are provided at equal intervals on a circumference concentric with the center of the vibration member 10 in plan view.

上記したように、支持部材40は箱形状であり、支持部材40の内側に振動部材10及び圧電素子20が配置されている。詳細には、支持部材40の底面上に圧電素子20が配置されており、さらに圧電素子20上に振動部材10が配置されている。そして支持部材40の上面には、音孔46が形成されている。音孔46は振動部材10に対向している。振動部材10が振動することにより生成した音波は、音孔46を介して外部に放射される。   As described above, the support member 40 has a box shape, and the vibration member 10 and the piezoelectric element 20 are disposed inside the support member 40. Specifically, the piezoelectric element 20 is disposed on the bottom surface of the support member 40, and the vibration member 10 is disposed on the piezoelectric element 20. A sound hole 46 is formed on the upper surface of the support member 40. The sound hole 46 faces the vibration member 10. Sound waves generated by the vibration of the vibration member 10 are radiated to the outside through the sound holes 46.

また、発振装置は制御部50を有している。制御部50は、外部から入力された音声信号に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各圧電素子20の電極22,24の間に同位相で入力する。発振装置を、可聴音を直接出力するスピーカとして機能させる場合、制御部50は音声信号を増幅することにより駆動信号を生成する。また発振装置をパラメトリックスピーカとして機能させる場合、制御部50は、外部から入力された音声データ(原信号)を変調してパラメトリックスピーカ用の変調データを生成し、このデータに基づいて駆動信号を生成する。この駆動信号の周波数は、圧電素子20のn次の共振周波数である。   Further, the oscillation device has a control unit 50. The control unit 50 generates a drive signal based on an audio signal input from the outside, and inputs the generated drive signal between the electrodes 22 and 24 of each piezoelectric element 20 in the same phase. When the oscillation device is caused to function as a speaker that directly outputs audible sound, the control unit 50 generates a drive signal by amplifying the audio signal. When the oscillation device functions as a parametric speaker, the control unit 50 modulates audio data (original signal) input from the outside to generate modulation data for the parametric speaker, and generates a drive signal based on this data. To do. The frequency of this drive signal is the nth-order resonance frequency of the piezoelectric element 20.

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。圧電素子20は、一面が支持部材40の底面に取り付けられており、かつこの一面とは反対側の面である反対面が振動部材10に取り付けられている。そして電極22,24は、圧電素子20の一面と反対面の間に電圧を印加する。また、振動部材10の端部は拘束されていない。このため、電極22,24間に圧電素子20の駆動信号が入力されると、振動部材10の全体が上下に振動する。従って、発振装置の出力を大きくすることができる。   Next, the operation and effect of this embodiment will be described. One surface of the piezoelectric element 20 is attached to the bottom surface of the support member 40, and the opposite surface, which is the surface opposite to the one surface, is attached to the vibration member 10. The electrodes 22 and 24 apply a voltage between one surface and the opposite surface of the piezoelectric element 20. Further, the end of the vibration member 10 is not constrained. For this reason, when the drive signal of the piezoelectric element 20 is input between the electrodes 22 and 24, the whole vibration member 10 vibrates up and down. Therefore, the output of the oscillation device can be increased.

(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。本実施形態に係る電子機器は、筐体60の内部に発振装置を有している。発振装置の構成は、支持部材40の形状を除いて、第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the electronic device according to the second embodiment. The electronic device according to the present embodiment has an oscillation device inside the housing 60. The configuration of the oscillation device is the same as that of the first embodiment except for the shape of the support member 40.

本実施形態において支持部材40は箱形状を有していない。そして振動部材10は、筐体60に設けられた音孔62に対向している。このため、振動部材10が発振した音波は、音孔62を介して外部に放射される。   In the present embodiment, the support member 40 does not have a box shape. The vibrating member 10 faces a sound hole 62 provided in the housing 60. For this reason, the sound wave generated by the vibrating member 10 is radiated to the outside through the sound hole 62.

本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、圧電素子20が振動部材10の中心にも設けられている点を除いて、第1の実施形態に係る発振装置と同様である。なお第2の実施形態に係る電子機器において、振動部材10の中心にも圧電素子20を設けても良い。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the third embodiment. The oscillation device according to the present embodiment is the same as the oscillation device according to the first embodiment except that the piezoelectric element 20 is also provided at the center of the vibration member 10. In the electronic apparatus according to the second embodiment, the piezoelectric element 20 may be provided at the center of the vibration member 10.

本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、圧電素子20が振動部材10の中心にも設けられているため、振動部材10が振動中に撓むことを抑制できる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the piezoelectric element 20 is also provided at the center of the vibration member 10, it is possible to suppress the vibration member 10 from being bent during vibration.

(第4の実施形態)
図5は、第4の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、振動部材10がバネ部材12を有している点を除いて、第1の実施形態に係る発振装置と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the fourth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment is the same as the oscillation device according to the first embodiment except that the vibration member 10 includes a spring member 12.

本実施形態においてバネ部材12は振動部材10の縁の少なくとも一部を折り曲げて板バネとしたものである。バネ部材12は、複数の圧電素子20のそれぞれ上に設けられている。すなわち振動部材10は、バネ部材12を介して複数の圧電素子20に接合している。なお、バネ部材12の形状は上記した例に限られず、振動部材10とは別体のコイルバネであっても良い。バネ部材12の基本共振周波数は、圧電素子20の基本共振周波数と一致しているのが好ましい。   In this embodiment, the spring member 12 is a plate spring formed by bending at least a part of the edge of the vibration member 10. The spring member 12 is provided on each of the plurality of piezoelectric elements 20. That is, the vibration member 10 is bonded to the plurality of piezoelectric elements 20 via the spring member 12. The shape of the spring member 12 is not limited to the above example, and may be a coil spring that is separate from the vibration member 10. The basic resonance frequency of the spring member 12 preferably matches the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20.

本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、振動部材10と圧電素子20の間にバネ部材12が設けられているため、振動部材10の振動をさらに大きくすることができる。従って、発振装置の出力をさらに大きくすることができる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the spring member 12 is provided between the vibration member 10 and the piezoelectric element 20, the vibration of the vibration member 10 can be further increased. Therefore, the output of the oscillation device can be further increased.

(第5の実施形態)
図6は、第5の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、圧電素子20がバネ部材70を介して支持部材40の底面上に取りつけられている点を除いて、第1の実施形態に係る発振装置と同様である。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the oscillation device according to the fifth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment is the same as the oscillation device according to the first embodiment, except that the piezoelectric element 20 is mounted on the bottom surface of the support member 40 via the spring member 70.

本実施形態においてバネ部材70は、金属板の端部を折り曲げた板バネである。そしてこの折り曲げられた端部の上に、複数の圧電素子20それぞれが設けられている。またバネ部材70のうち板バネになっていないシート状の部分(すなわち金属板の中央部分)は、支持部材40の底面に固定されている。バネ部材70の基本共振周波数は、圧電素子20の基本共振周波数と一致しているのが好ましい。   In the present embodiment, the spring member 70 is a leaf spring in which an end portion of a metal plate is bent. Each of the plurality of piezoelectric elements 20 is provided on the bent end. In addition, a sheet-like portion of the spring member 70 that is not a plate spring (that is, a central portion of the metal plate) is fixed to the bottom surface of the support member 40. The basic resonance frequency of the spring member 70 preferably matches the basic resonance frequency of the piezoelectric element 20.

本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、圧電素子20と支持部材40の間にバネ部材70を設けているため、振動部材10の振動をさらに大きくすることができる。従って、発振装置の出力をさらに大きくすることができる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the spring member 70 is provided between the piezoelectric element 20 and the support member 40, the vibration of the vibration member 10 can be further increased. Therefore, the output of the oscillation device can be further increased.

(第6の実施形態)
図7は、第6の実施形態に係る発振装置の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発振装置は、支持部材40、振動部材10(第1振動部材)、圧電素子20、第2振動部材30、及び第1固定部材32を有している。本実施形態において支持部材40は、底部42及び側部44を有している。振動部材10は、底部42の上方に配置され、かつ縁が側部44に対向している。第2振動部材30は、振動部材10の縁と側部44とを接続し、振動部材10よりも柔軟な材料から形成されている。本図に示す例では、第2振動部材30は側部44の上端に固定されている。そして第1固定部材32は、第2振動部材30に一端が取り付けられており、他端が底部42に固定されている。第1固定部材32から側部44までの距離は、第1固定部材32から振動部材10の端部までの距離よりも大きい。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the oscillation device according to the sixth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment includes a support member 40, a vibration member 10 (first vibration member), a piezoelectric element 20, a second vibration member 30, and a first fixing member 32. In the present embodiment, the support member 40 has a bottom portion 42 and side portions 44. The vibration member 10 is disposed above the bottom portion 42 and has an edge facing the side portion 44. The second vibration member 30 connects the edge of the vibration member 10 and the side portion 44 and is formed of a material that is more flexible than the vibration member 10. In the example shown in the drawing, the second vibrating member 30 is fixed to the upper end of the side portion 44. The first fixing member 32 has one end attached to the second vibrating member 30 and the other end fixed to the bottom 42. The distance from the first fixing member 32 to the side portion 44 is greater than the distance from the first fixing member 32 to the end of the vibration member 10.

振動部材10の構成は、第1の実施形態と同様である。また圧電素子20の材料は、第1の実施形態と同様である。第2振動部材30は、例えばポリエチレン、ウレタン、又はポリエチレンテレフタラートなどの樹脂により形成されている。また第1固定部材32は、ポリエチレン、ウレタン、又はポリエチレンテレフタラートなどの樹脂により形成されている。   The configuration of the vibration member 10 is the same as that of the first embodiment. The material of the piezoelectric element 20 is the same as that in the first embodiment. The second vibrating member 30 is formed of a resin such as polyethylene, urethane, or polyethylene terephthalate. The first fixing member 32 is made of a resin such as polyethylene, urethane, or polyethylene terephthalate.

なお、図7に示す例では、第2振動部材30は、側部44から振動部材10の外周部までの間にのみ形成されており、振動部材10の中心部までは延伸していない。ただし、図8に示すように、第2振動部材30は、振動部材10の中心部まで延伸していても良い。   In the example illustrated in FIG. 7, the second vibrating member 30 is formed only between the side portion 44 and the outer peripheral portion of the vibrating member 10, and does not extend to the central portion of the vibrating member 10. However, as shown in FIG. 8, the second vibrating member 30 may extend to the center of the vibrating member 10.

図9は、図7に示した発振装置の平面図である。本図に示すように、圧電素子20及び振動部材10の平面形状は円形であり、互いに同心となるように配置されている。振動部材10は圧電素子20よりも大きい。また支持部材40の側部44も円周に沿った形状を有しており、振動部材10及び圧電素子20と同心となるように配置されている。また第2振動部材30は、複数の梁により形成されている。これらの梁は、振動部材10の中心から放射状に延びた直線上に位置しており、円周方向において等間隔に配置されている。本図に示す例では、第2振動部材30を構成する梁は4本であり、90°間隔で配置されている。   FIG. 9 is a plan view of the oscillation device shown in FIG. As shown in the figure, the planar shapes of the piezoelectric element 20 and the vibration member 10 are circular and are arranged so as to be concentric with each other. The vibrating member 10 is larger than the piezoelectric element 20. Further, the side portion 44 of the support member 40 also has a shape along the circumference, and is disposed so as to be concentric with the vibration member 10 and the piezoelectric element 20. The second vibrating member 30 is formed by a plurality of beams. These beams are located on a straight line extending radially from the center of the vibration member 10 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the example shown in this figure, the number of beams constituting the second vibrating member 30 is four, and they are arranged at intervals of 90 °.

なお、側部44の平面形状は円形である必要はない。例えば図10に示すように、側部44は、矩形、例えば正方形の4辺に沿った形状を有していてもよい。   In addition, the planar shape of the side part 44 does not need to be circular. For example, as shown in FIG. 10, the side part 44 may have a shape along four sides of a rectangle, for example, a square.

図11は、図7〜図9に示した発振装置を電子機器の筐体60の中に配置した例を示す図である。本図に示す例において、振動部材10は、筐体60に設けられた音孔62に対向している。このため、振動部材10が発振した音波は、音孔62を介して外部に放射される。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the oscillation device illustrated in FIGS. 7 to 9 is arranged in a housing 60 of an electronic device. In the example shown in this figure, the vibrating member 10 faces a sound hole 62 provided in the housing 60. For this reason, the sound wave generated by the vibrating member 10 is radiated to the outside through the sound hole 62.

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態において、発振部材は振動部材10及び第2振動部材30によって構成されている。そして圧電素子20に工藤信号が入力されると、振動部材10及び第2振動部材30が振動した音波を発振する。ここで第2振動部材30は、振動部材10よりも柔らかい材料により形成されている。また第2振動部材30と底部42とは、第1固定部材32によって接続されている。従って、第2振動部材30に生じた振動は、第1固定部材32に起因した梃子の効果によって大きくなる。従って、発振装置の出力は大きくなる。   Next, the operation and effect of this embodiment will be described. In the present embodiment, the oscillation member includes the vibration member 10 and the second vibration member 30. When the Kudo signal is input to the piezoelectric element 20, the vibrating member 10 and the second vibrating member 30 oscillate the sonic wave. Here, the second vibrating member 30 is formed of a material softer than the vibrating member 10. The second vibrating member 30 and the bottom 42 are connected by the first fixing member 32. Therefore, the vibration generated in the second vibrating member 30 is increased by the effect of the insulator caused by the first fixing member 32. Accordingly, the output of the oscillation device is increased.

また第1固定部材32は樹脂で形成されている。すなわち第1固定部材32はバネ部材としても機能する。すなわち第1固定部材32のバネとしての機能により、第2振動部材30に生じた振動は大きくなる。従って、発振装置の出力は大きくなる。また、第2振動部材30及び第1固定部材32が樹脂で形成されている場合、発振装置を有する電子機器が落下した場合でも、落下による衝撃は第2振動部材30及び第1固定部材32によって吸収される。従って、電子機器の耐衝撃性が向上する。この効果を得るためには、第1固定部材32はコイルバネや板バネなど、他のバネ部材であっても良い。   The first fixing member 32 is made of resin. That is, the first fixing member 32 also functions as a spring member. That is, the vibration generated in the second vibrating member 30 is increased by the function of the first fixing member 32 as a spring. Accordingly, the output of the oscillation device is increased. Further, when the second vibrating member 30 and the first fixing member 32 are made of resin, even when an electronic device having an oscillation device falls, the impact caused by the dropping is caused by the second vibrating member 30 and the first fixing member 32. Absorbed. Therefore, the impact resistance of the electronic device is improved. In order to obtain this effect, the first fixing member 32 may be another spring member such as a coil spring or a leaf spring.

また、発信装置を、可聴音をそのまま出力するスピーカとして機能させる場合、振動部材の機械品質係数Qが低いほうが、音圧の周波数依存性が低くなるため好ましい。これに対して第2振動部材30が振動部材10よりも内部損失の大きい材料、例えば樹脂により形成されている場合、振動部材10及び第2振動部材30からなる振動部材の機械品質係数Qを低くすることができる。   Further, when the transmitting device functions as a speaker that outputs an audible sound as it is, it is preferable that the mechanical quality factor Q of the vibrating member is low because the frequency dependence of the sound pressure is low. On the other hand, when the second vibrating member 30 is made of a material having a larger internal loss than the vibrating member 10, for example, a resin, the mechanical quality factor Q of the vibrating member including the vibrating member 10 and the second vibrating member 30 is lowered. can do.

(第7の実施形態)
図12は、第7の実施形態に係る発振装置の構成を示す平面図であり、第6の実施形態における図9に対応している。本実施形態に係る発振装置は、以下の点を除いて、第6の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the oscillation device according to the seventh embodiment, and corresponds to FIG. 9 in the sixth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment has the same configuration as that of the oscillation device according to the sixth embodiment except for the following points.

まず、第2振動部材30は梁状の部材のほかに、リング状の部分も有している。このリング状の部分は、側部44上に位置している。第2振動部材30のリング部分は、側部44の幅よりも幅が広く、平面視で側部44の内周側に食み出している。そしてこの食み出した部分には、リング状の第1固定部材32が接合されている。   First, the second vibrating member 30 has a ring-shaped portion in addition to the beam-shaped member. This ring-shaped part is located on the side part 44. The ring portion of the second vibrating member 30 is wider than the side portion 44 and protrudes toward the inner peripheral side of the side portion 44 in plan view. A ring-shaped first fixing member 32 is joined to the protruding portion.

本実施形態によっても、第6の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also in this embodiment, the same effect as that in the sixth embodiment can be obtained.

(第8の実施形態)
図13は、第8の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、圧電素子20が振動部材10の両面に設けられている点を除いて、第6の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。いずれの圧電素子20にも、制御部50から駆動信号が入力される。制御部50は、2つの圧電素子20に入力される信号を制御することにより、図12に示す発振装置をバイモルフ型の発振装置として機能させる。
(Eighth embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the oscillation device according to the eighth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment has the same configuration as that of the oscillation device according to the sixth embodiment, except that the piezoelectric elements 20 are provided on both surfaces of the vibration member 10. A driving signal is input to the piezoelectric element 20 from the control unit 50. The control unit 50 controls the signals input to the two piezoelectric elements 20 to cause the oscillation device shown in FIG. 12 to function as a bimorph type oscillation device.

本実施形態によっても、第6の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also in this embodiment, the same effect as that in the sixth embodiment can be obtained.

(第9の実施形態)
図14は、第9の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、以下の点を除いて、第6の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。
(Ninth embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the ninth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment has the same configuration as that of the oscillation device according to the sixth embodiment except for the following points.

まず、振動部材10と第2振動部材30は、支持部材40の側部44に沿う方向で互いに離れている。また振動部材10及び第2振動部材30は、振動部材10の外周部分で重なっている。そして振動部材10及び第2振動部材30が互いに重なる部分には、第2固定部材34が設けられている。第2固定部材34は、振動部材10及び第2振動部材30を互いに接続している。第2固定部材34は、リング形状を有しており、振動部材10と同心となるように配置されている。第2固定部材34は、ポリエチレン、ウレタン、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂材料により形成されている。   First, the vibration member 10 and the second vibration member 30 are separated from each other in the direction along the side portion 44 of the support member 40. In addition, the vibration member 10 and the second vibration member 30 overlap each other at the outer peripheral portion of the vibration member 10. A second fixing member 34 is provided at a portion where the vibration member 10 and the second vibration member 30 overlap each other. The second fixing member 34 connects the vibration member 10 and the second vibration member 30 to each other. The second fixing member 34 has a ring shape and is disposed so as to be concentric with the vibration member 10. The second fixing member 34 is formed of a resin material such as polyethylene, urethane, or polyethylene terephthalate.

本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また第2固定部材34が樹脂材料により形成されているため、第2固定部材34がバネとして機能し、これによって振動部材10の振動は増幅する。従って、発振装置の出力はさらに大きくなる。   Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the 2nd fixing member 34 is formed with the resin material, the 2nd fixing member 34 functions as a spring, and thereby the vibration of the vibration member 10 is amplified. Therefore, the output of the oscillation device is further increased.

(第10の実施形態)
図15は、第10の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。本実施形態に係る発振装置は、側部44が底部42よりも柔軟性の高い材料(バネとして機能しやすい材料)により形成されている点を除いて、第9の実施形態に係る発振装置と同様の構成である。側部44がステンレス、真鍮、又はポリプロピレンにより形成されている場合、底部42は、ポリエチレン、ウレタン、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂材料により形成されている。
(Tenth embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the oscillation device according to the tenth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment is the same as the oscillation device according to the ninth embodiment except that the side portion 44 is formed of a material having higher flexibility than the bottom portion 42 (a material that easily functions as a spring). It is the same composition. When the side portion 44 is formed of stainless steel, brass, or polypropylene, the bottom portion 42 is formed of a resin material such as polyethylene, urethane, or polyethylene terephthalate.

本実施形態によっても、第9の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、側部44が底部42よりもバネとして機能しやすい材料により形成されているため、側部44はバネ部材として機能する。このため、振動部材10及び第2振動部材30の振幅をさらに大きくすることができる。従って、発振装置の出力はさらに大きくなる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the ninth embodiment can be obtained. Further, since the side portion 44 is formed of a material that functions more easily as a spring than the bottom portion 42, the side portion 44 functions as a spring member. For this reason, the amplitude of the vibration member 10 and the second vibration member 30 can be further increased. Therefore, the output of the oscillation device is further increased.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

10 振動部材
12 バネ部材
20 圧電素子
22 電極
24 電極
30 第2振動部材
32 第1固定部材
34 第2固定部材
40 支持部材
42 底部
44 側部
46 音孔
50 制御部
60 筐体
62 音孔
70 バネ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration member 12 Spring member 20 Piezoelectric element 22 Electrode 24 Electrode 30 2nd vibration member 32 1st fixing member 34 2nd fixing member 40 Support member 42 Bottom part 44 Side part 46 Sound hole 50 Control part 60 Case 62 Sound hole 70 Spring Element

Claims (9)

支持部材と、
前記支持部材の上方に配置された振動部材と、
一面が前記支持部材に取り付けられており、前記一面とは反対側の面である反対面が前記振動部材に取り付けられた、圧電素子と、
前記圧電素子の前記一面と前記反対面の間に電圧を印加する電極と、
を備える発振装置。
A support member;
A vibration member disposed above the support member;
A piezoelectric element, wherein one surface is attached to the support member, and an opposite surface that is a surface opposite to the one surface is attached to the vibration member;
An electrode for applying a voltage between the one surface and the opposite surface of the piezoelectric element;
An oscillation device comprising:
請求項1に記載の発振装置において、
平面視において、前記圧電素子は前記振動部材より小さく、
複数の前記圧電素子が、平面視で互いに離間して設けられている発振装置。
The oscillation device according to claim 1,
In plan view, the piezoelectric element is smaller than the vibrating member,
An oscillation device in which a plurality of the piezoelectric elements are provided apart from each other in plan view.
請求項1又は2に記載の発振装置において、
前記振動部材と前記圧電素子の間に配置されたバネ部材をさらに備える発振装置。
The oscillation device according to claim 1 or 2,
An oscillation device further comprising a spring member disposed between the vibration member and the piezoelectric element.
請求項1又は2に記載の発振装置において、
前記支持部材と前記圧電素子の間に配置されたバネ部材をさらに備える発振装置。
The oscillation device according to claim 1 or 2,
An oscillation device further comprising a spring member disposed between the support member and the piezoelectric element.
底部及び側部を有する支持部材と、
前記支持部材の前記底部の上方に配置され、かつ縁が前記支持部材の前記側部に対向している第1振動部材と、
前記第1振動部材に取り付けられた圧電素子と、
前記第1振動部材の前記縁と前記支持部材の前記側部とを接続し、前記第1振動部材よりも柔軟な材料から形成されている第2振動部材と、
前記第2振動部材に一端が取り付けられており、他端が前記支持部材の前記底部に固定された第1固定部材と、
を備える発振装置。
A support member having a bottom and sides,
A first vibration member disposed above the bottom of the support member and having an edge facing the side of the support member;
A piezoelectric element attached to the first vibrating member;
A second vibrating member that connects the edge of the first vibrating member and the side of the support member, and is formed of a material that is more flexible than the first vibrating member;
A first fixing member having one end attached to the second vibrating member and the other end fixed to the bottom of the support member;
An oscillation device comprising:
請求項5に記載の発振装置において、
前記第1固定部材は樹脂材料で形成されている発振装置。
The oscillation device according to claim 5,
The oscillation device in which the first fixing member is formed of a resin material.
請求項5又は6に記載の発振装置において、
前記第1振動部材と前記第2振動部材は、前記支持部材の前記側部に沿う方向で互いに離れており、
前記第1振動部材及び前記第2振動部材は、前記第1振動部材の縁で重なっており、
前記第1振動部材及び前記第2振動部材が互いに重なる部分に設けられ、前記第1振動部材と前記第2振動部材とを接続する第2固定部材をさらに備える発振装置。
The oscillation device according to claim 5 or 6,
The first vibration member and the second vibration member are separated from each other in a direction along the side portion of the support member;
The first vibrating member and the second vibrating member overlap at an edge of the first vibrating member,
An oscillation device further comprising a second fixing member provided in a portion where the first vibration member and the second vibration member overlap each other, and connecting the first vibration member and the second vibration member.
請求項5〜7のいずれか一項に記載の発振装置において、
前記支持部材の前記側部は、バネとして機能する発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 5 to 7,
An oscillation device in which the side portion of the support member functions as a spring.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の発振装置を有する電子機器。
The electronic device which has an oscillation apparatus as described in any one of Claims 1-8.
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