CN103181194A - 电子设备 - Google Patents

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佐藤重夫
黑田淳
村田行雄
菰田元喜
川岛信弘
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Abstract

电子设备(100)包括：外壳(110)和振荡器(200)，振荡器设置在所述外壳(110)内部，其中振荡器(200)包括：压电元件(210)和第一弹性部件(220)，第一弹性部件约束所述压电元件(210)的一个表面，并且其中外壳(110)包括支撑部(111)，所述支撑部向内部突出并且支撑所述振荡器(200)。因为外壳(110)本身用作支撑体，所以可以减小电子设备(100)的尺寸和重量。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及一种使用振荡器的电子设备。
背景技术
已经积极地开发了轻薄时尚的移动电话。因此，需要提供一种在诸如移动电话之类的电子设备中安装的电声换能器，所述电声换能器厚度较薄并且提供较高声音质量。在相关技术中，已经使用了电动电声换能器作为在移动电话等中安装的电声换能器。在电动电声换能器中，将磁路用作驱动源。因此，电动电声换能器的厚度具有约3mm的限制。因此近年来，已经积极地开发薄型压电电声换能器来代替电动电声换能器。
近来，已经提出了多种技术作为上述的电声换能器(专利文献1)。
相关文献
专利文献
[专利文献1]日本未审实用新型登记公开No.S58-109397
发明内容
压电电声换能器使用压电陶瓷的膨胀和收缩作为驱动源。因此，可以减小驱动源的厚度。因此，可以将电声换能器的厚度设置为等于或小于1mm。
另一方面，在压电电声换能器中，有必要形成支撑体，所述支撑体支撑压电元件成为具有较高强度的形状。因此，有必要在外壳内部提供具有较大厚度的支撑体。在这种情况下，增加了电声换能器的厚度。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种小且轻的电子设备。
在一个实施例中，提出了一种电子设备，包括：外壳；以及振荡器，所述振荡器设置在所述外壳内部，其中所述振荡器包括：压电元件，以及第一弹性部件，所述第一弹性部件约束所述压电元件的一个表面，并且其中所述外壳包括支撑部，所述支撑部向内部突出并且支撑所述振荡器。
在本发明的电子设备中，外壳用作振荡器的支撑体。因为将外壳本身用作振荡器的支撑体，所以可以实现小且轻的电子设备。
附图说明
根据结合附图对某些实施例的以下描述，本发明的上述以及其他目的、优势和特征将更加清楚。
图1是示意性地说明了根据本发明实施例的电子设备的内部结构的纵向截面侧视图。
图2是示意性地说明了电子设备的振荡器的纵向截面侧视图。
图3是说明了振荡器的装配结构的分解透视图。
图4是示意性地说明了根据改进示例的电子设备的内部结构的纵向截面侧视图。
图5是示意性地说明了根据另一改进示例的电子设备的内部结构的纵向截面侧视图。
具体实施方式
将参考图1至图3描述本发明的实施例。本实施例的电子设备100包括外壳110和振荡器200，如图1所示。振荡器200包括压电元件210和第一弹性部件220，第一弹性部件220约束压电元件210的一个表面。外壳110包括支撑部111，支撑部111向内部突出并且支撑振荡器200。
更具体地，电子设备100通过振荡器200输出可听范围的声波，例如振荡器200包括上述压电元件210和第一弹性部件220。另外，电子设备100通过振荡器200输出频率等于或大于20kHz的超声波，振荡器200包括压电元件210和第一弹性部件220。例如，电子设备100是移动电话终端。
压电元件210具有平板形状。另外如图3所示，压电元件210具有圆形平面形状。压电元件210的平面形状不局限于圆形形状，并且例如可以是多边形形状等。
压电元件210被约束到第一弹性部件220的一个表面。这里，第一弹性部件220的该一个表面表示所述第一弹性部件220的表面之中与支撑振荡器200的外壳110表面面对的表面。
如图2所示，在外壳110的面对压电元件210的部分中形成音孔120。例如，可以设置多个音孔120。外壳110包括向内部突出的支撑部111。例如，支撑部111设置为与外壳110的本体成一体。另外，可以将支撑部111设置为与外壳110的本体分离。
另外如图1所示，外壳110形成为盒状。在外壳110中，盒状部分的板厚度以及支撑部111的板厚度可以彼此相同或者彼此不同。
振荡器200包括第二弹性部件230。第二弹性部件230支撑第一弹性部件220的外周部分。另外，由支撑部111支撑所述第二弹性部件230。
在本实施例中，第一弹性部件220具有盘形状。另外，第一弹性部件220的形状不局限于盘形状，并且例如可以是多边形形状等。
另外在本实施例中，第二弹性部件230具有复曲面形状，其中在包括中心在内的区域中形成开口。第二弹性部件230的形状不局限于复曲面形状，并且例如可以是多边形形状等。
例如，第一弹性部件220由磷青铜等构成。另外例如，第二弹性部件230由PET膜等构成。
例如，支撑部111具有管状形状，所述管状形状从外壳110的本体向内部延伸。在本实施例的电子设备100中，如图1所示，复曲面状第二弹性部件230的外周部分安装在管状支撑部111的下表面(图中)上。如图3所示，复曲面状第一弹性部件220的外周部分支撑在第二弹性部件230的内周部分的上表面上。第一弹性部件220支撑在第二弹性部件230上以覆盖在第二弹性部件230中设置的开口。盘形状的压电元件210安装在第一弹性部件220的上表面上。
在本实施例的电子设备100中，由第一弹性部件220约束压电元件210的上主表面和下主表面中的任一个。另外如图3所示，第一弹性部件220包括约束压电元件210的支座部221和由支座部221的外周部分形成并且没有约束压电元件210的非约束部222。非约束部222通过第二弹性部件230与外壳110相连。按照这种方式，形成了作为电声换能器的振荡器200。
第二弹性部件230由相对于外壳110具有低刚性的材料构成。在第二弹性部件230中使用的材料的纵向弹性(杨氏模量)等于或小于外壳110材料的1/10。
另外在图2中，第二弹性部件230沿振荡器200的振动方向的厚度设置为D2，并且支撑部111沿与所述振动方向垂直的平面方向的厚度设置为D1。这里，优选地，D2等于或小于D1的1/5。
如上所述，第二弹性部件230的刚性小于作为支撑体的外壳110的刚性。因此，可以由第二弹性部件230吸收除转换为声波的沿厚度方向的振动之外的其他不必要的振动。这里例如，不必要的振动表示沿与厚度方向垂直的平面方向的振动等。
另外，可以整体地形成第一弹性部件220和第二弹性部件230。因此，可以容易地制造根据本实施例的振荡器200。
在本发明中，如上所述，电子设备100的外壳110用作振荡器200的支撑体。也就是说，电子设备100具有这样的配置，其中压电元件210、第一弹性部件220和第二弹性部件230与外壳110直接相连。这里，振荡器200包括压电元件210、第一弹性部件220、第二弹性部件230和外壳110。
由第一弹性部件220约束压电元件210的上主表面和下主表面的任一个。第一弹性部件220包括约束压电元件210的支座部221和由所述支座部221的外周部分形成并且不约束压电元件210的非约束部222。非约束部222通过第二弹性部件230与外壳110相连。按照这种方式，形成了振荡器200。
在相关技术的压电振荡器中，除了外壳之外，还提供了支撑压电元件的支撑体。
另外，压电振荡器包括在谐振频率上的高振动能量。因此，在来自压电元件的振动通过支撑压电元件的支撑体传播至电子设备的外壳的情况下，存在这样的问题：电子设备的外壳异常振动，从而引起异常噪声。因此，在相关技术的压电振荡器中，为了抑制从压电元件产生的不必要振动传播至外壳，要增加支撑体的厚度。
因此，难以实现小且轻的电子设备。另外，需要根据振荡器的尺寸设计电子设备，导致对于电子设备设计的限制。
另一方面，在根据本实施例的电子设备100中，将外壳110本身用作支撑压电元件210的支撑体。也就是说，压电元件210通过第一弹性部件220和第二弹性部件230与外壳110相连。因此，除了外壳110之外，没有必要提供支撑压电元件210的支撑体。因此，可以实现小且轻的电子设备。另外，可以提高电子设备的设计自由度。
另外，在根据本实施例的电子设备100中，与外壳110相连的第二弹性部件230的纵向弹性模量(杨氏模量)等于或小于外壳110的杨氏模量的1/10。另外，第二弹性部件230的厚度D2等于或小于支撑部111的厚度D1的1/5。因此，从机械阻抗角度来看，由于振动导致的能量(应力)集中于第二弹性部件230上。因此，可以抑制从压电元件产生的不必要振动传播至外壳。
本发明不局限于本实施例，并且在不脱离本发明精神的范围内允许各种改进。例如在以上实施例中，将移动电话终端用作电子设备100。然而，可以实现声纳(未示出)等作为所述电子设备100，所述声纳等包括：振荡驱动单元，所述振荡驱动单元使得包括压电元件210、第一弹性部件220和第二弹性部件230在内的振荡器200输出超声波；超声波检测单元，所述超声波检测单元检测从所述振荡器200振荡并且被测量对象反射的超声波；以及距离测量单元，所述距离测量单元根据检测到的超声波计算与测量对象的距离。
另外在上述实施例中，已经描述了单压电振荡器200的示例，其中一个压电元件210安装在第一弹性部件220的一个表面上。然而如图4所示，可以实现双压电振荡器300，其中两个压电元件210约束第一弹性部件220的两个主表面。
另外在以上实施例中，如图1所示，盘状第一弹性部件220的外周部分支撑在第二弹性部件230的内周部分的上表面上。另外，盘状压电元件210安装在第一弹性部件220的上表面上。
然而如图5所示，可以将盘状第一弹性部件220的外周部分支撑在第二弹性部件230的内周部分的下表面上。另外，将盘状压电元件210安装在第一弹性部件220的下表面(未示出)上。
另外在以上实施例中，压电元件210的主表面的平面形状是圆形的，但是压电元件210的主表面的平面形状可以是矩形的(未示出)。
在内容彼此不冲突的情况下，可以对上述实施例和多个改进示例彼此进行组合。另外在上述实施例和改进示例中，已经具体地描述了各个部分的结构等，但是可以在满足本发明的范围内改变所述结构等。
本申请基于2010年11月1日递交的日本专利申请NO.2010-245673，其内容合并在此作为参考。

Claims (9)

1.一种电子设备，包括：
外壳；以及
振荡器，所述振荡器设置在所述外壳内部，
其中所述振荡器包括：
压电元件，以及
第一弹性部件，所述第一弹性部件约束所述压电元件的一个表面，并且
其中所述外壳包括支撑部，所述支撑部向内部突出并且支撑所述振荡器。
2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
第二弹性部件，所述第二弹性部件支撑所述第一弹性部件的外周部分，并且由所述支撑部支撑。
3.根据权利要求2所述的电子设备，
其中所述第二弹性部件的杨氏模量等于或小于所述外壳的杨氏模量的1/10。
4.根据权利要求2或3所述的电子设备，
其中所述第二弹性部件沿所述振荡器的振动方向的厚度等于或小于所述支撑部沿与所述振动方向垂直的平面方向的厚度的1/5。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，
其中所述支撑部设置为与所述外壳的本体成一体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子设备，还包括：
振荡器驱动单元，所述振荡器驱动单元使所述振荡器输出可听范围的声波。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电子设备，还包括：
振荡器驱动单元，所述振荡器驱动单元使得所述振荡器输出超声波；
超声波检测单元，所述超声波检测单元检测从所述压电元件振荡并被测量对象反射的超声波；以及
距离测量单元，所述距离测量单元根据检测到的所述超声波计算与所述测量对象的距离。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的电子设备，
其中两个压电元件约束所述第一弹性部件的两个主表面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子设备，
其中所述振荡器输出具有等于或大于20kHz的频率的超声波。
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