CN104756520B - 产生音响的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种产生音响的装置。装置具备：主面构件、压电体板、第1支撑部、以及框体。所述主面构件被作为振动板来利用。所述压电体板按照电信号来进行振动。所述第1支撑部对所述压电体板进行支撑。所述框体具有对所述主面构件进行支撑并且在与所述主面构件相交叉的给定方向上延伸的第2支撑部。所述第1支撑部按照使所述第2支撑部随着所述压电体板的振动而在所述给定方向上进行振动的方式被固定于所述第2支撑部。所述压电体板的振动经由所述第1支撑部以及所述第2支撑部而被传递至所述主面构件，由此所述主面构件发生振动而产生音响。

Description

产生音响的装置
技术领域
本发明涉及产生音响的装置。
背景技术
专利文献1公开了将压电元件收纳于壳体(case)而成的激振器。在专利文献1中，例如，将激振器安装于自动两轮车的导流罩(cowl)，从激振器将振动传递至导流罩，使导流罩作为振动板进行振动，由此产生音响。专利文献2公开了内置有压电元件的压电振动单元。压电振动单元例如安装于便携式电话机的面板，使面板作为振动板进行振动来产生音响。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008-251669号公报
专利文献2：JP特开2007-208883号公报
发明要解决的课题
近年，存在想要使电子设备的一部分作为振动板进行振动来产生音响这样的要求。然而，即使在小型化且薄型化了的电子设备内组装入专利文献1的激振器或专利文献2的压电振动单元，也难以确保充分的声压。
发明内容
为此，本发明的目的在于，提供即使是在小型化且薄型化了的电子设备内也能确保充分的声压的构造。
用于解决课题的手段
本发明的一个侧面提供一种装置，该装置具备：主面构件、压电体板、第1支撑部、以及框体。所述主面构件被作为振动板来利用。所述压电体板按照电信号来进行振动。所述第1支撑部对所述压电体板进行支撑。所述框体具有第2支撑部，该第2支撑部对所述主面构件进行支撑并且在与所述主面构件相交叉的给定方向上延伸。所述第1支撑部按照使所述第2支撑部随着所述压电体板的振动而在所述给定方向上进行振动的方式被固定于所述第2支撑部。所述压电体板的振动经由所述第1支撑部以及所述第2支撑部而被传递至所述主面构件，由此所述主面构件发生振动而产生音响。
在此，装置例如是便携式电话机或平板电脑、PC这样的电子设备。主面构件例如是构成这些电子设备的画面的玻璃板。第2支撑部例如是电子设备的框体的侧壁部分，即，是支撑玻璃板的部分。
另外，本发明的另一侧面提供一种装置，该装置具备：主面构件、压电体板、第1支撑部、以及框体。所述主面构件被作为振动板来利用。所述压电体板按照电信号来进行振动。所述第1支撑部对所述压电体板进行支撑。所述框体与所述主面构件分体构成。所述框体具有第2支撑部，该第2支撑部对所述主面构件进行支撑并且在与所述主面构件相交叉的给定方向上延伸。所述第1支撑部被固定于所述第2支撑部。所述压电体板的振动经由所述第1支撑部以及所述第2支撑部而被传递至所述主面构件，由此所述主面构件发生振动而产生音响。
发明效果
第2支撑部是框体的一部分，且在给定方向上延伸。通过使该第2支撑部至少在给定方向上振动来使主面构件振动，从而产生音响。根据该方法，较之于在主面构件安装激振器或压电振动单元的情况，能够确保更充分的声压。
由于以第1支撑部来支撑压电体板，并且将第1支撑部直接固定于第2支撑部，因此无需在框体内另行设置用于收纳压电体板的壳体。换言之，无需在框体内为了压电体板而确保大的空间。故而，即使在装置整体小型化且薄型化了的情况下，也能将产生音响的构造组装入框体内。
通过参照附图来探讨下述的优选实施方式的说明，以便正确理解本发明的目的，且更全面地理解其构成。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的装置的立体图。
图2是沿A--A线来示出图1的装置的一部分的剖面图。
图3是表示图2的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的立体图。
图4是表示图2的压电体板以及第1支撑部的变形例的立体图。
图5是表示图2的压电体板以及第1支撑部的其他的变形例的立体图。
图6是表示本发明的第2实施方式的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的立体图。
图7是沿B--B线来示出将图6的第1支撑部的固定部固定于第2支撑部的状态的剖面图。
图8是表示本发明的第3实施方式的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的立体图。
图9是沿C--C线来示出将图8的第1支撑部的固定部固定于第2支撑部的状态的剖面图。
图10是表示本发明的第4实施方式的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的俯视图。
图11是沿D--D线来示出将图10的第1支撑部的固定部固定于第2支撑部的状态的剖面图。
图12是表示本发明的第5实施方式的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的立体图。
图13是沿E--E线来示出将图12的第1支撑部的固定部固定于第2支撑部的状态的剖面图。
图14是表示本发明的第6实施方式的装置中所包括的压电体板以及第1支撑部的俯视图。
图15是沿F--F线来示出将图14的第1支撑部的固定部固定于第2支撑部的状态的剖面图。
图16是表示在本发明的实施例的装置中产生的音响的声压的频率特性的图。
具体实施方式
本发明能以多种变形或各种方式来予以实现，但以下详细说明附图所示的特定的实施方式来作为其一例。附图以及实施方式不将本发明限定为这里公开的特定的方式，在附加的权利要求书所明示的范围内形成的全部变形例、等价物、代替例也包含在其对象中。
(第1实施方式)
参照图1以及图2，本发明的第1实施方式的装置10具备：被作为振动板来利用的主面构件30、压电体板40、对压电体板40进行支撑的第1支撑部50、以及框体20。例如，本实施方式的装置10是便携式电话机或平板电脑、PC这样的电子设备，主面构件30是构成这些电子设备的画面的玻璃板。在本实施方式中，主面构件30被配置成与水平面(XY平面)平行。
如图1以及图2所示，框体20具有对主面构件30进行支撑并且在与主面构件30相交叉的给定方向上延伸的第2支撑部24。在本实施方式中，给定方向是与主面构件30正交的垂直方向(Z方向)，第2支撑部24是电子设备的框体20的侧壁部分(即，对由玻璃板构成的主面构件30进行支撑的部分)。如此，本实施方式的框体20与主面构件30分体构成。
如图2所示，在压电体板40上形成有2个外部电极60、62。电信号(驱动电压)经由形成于FPC(FlexiblePrintedCircuit：柔性印刷电路板)64的导体66、68而被提供给外部电极60、62。压电体板40按照所提供的电信号进行振动。从图2以及图3可以理解，在本实施方式中，压电体板40在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。若被提供电信号，则按照压电体板40的长边方向的两端在垂直方向(Z方向)上移动的方式，压电体板40进行振动。换言之，本实施方式的压电体板40按照电信号，进行作为以长边方向为前进方向的驻波且振幅在长边方向的两端成为最大那样的弯曲运动。
如图2以及图3所示，第1支撑部50具有：对压电体板40进行支撑的板状的主支撑部52、和固定于第2支撑部24的固定部54。主支撑部52与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54在主支撑部52的长边方向的一端附近与主支撑部52连接。详细来说，固定部54位于主支撑部52的长边方向的一端附近，且从主支撑部52的短边方向的一端起沿垂直方向延伸。特别地，在本实施方式中，固定部54被设置成不对主支撑部52的振动进行制约。
本实施方式的第1支撑部50由作为具有针对弯曲的复原力的原材料的纤维增强塑料形成。更具体而言，第1支撑部50由玻璃纤维增强聚酰胺树脂形成。本发明不限于此，例如，第1支撑部50可以将金属进行弯曲而形成。但是，作为第1支撑部50的材料，考虑到能形成比金属板的情况更自由的形状，优选树脂。关于主支撑部52的厚度(Z方向的尺寸)，从传递压电体板40的振动的观点出发，较理想是0.2mm以上且2.0mm以下。另外，关于第1支撑部50，从传递压电体板40的振动的观点出发，较理想是由根据ISO178测得的弹性率为7.6GPa以上且12.4GPa以下的绝缘体构成。
如图2所示，第1支撑部50的固定部54固定于第2支撑部24。具体而言，第1支撑部50与第2支撑部24粘结或熔融接合。该固定的结果是，随着压电体板40的弯曲振动，第2支撑部24在垂直方向(给定方向：Z方向)和压电体板40的长边方向(X方向)上振动。即，第1支撑部50按照使第2支撑部24随着压电体板40的振动不仅在垂直方向上振动而且还在与主面构件30平行的方向(X方向)上振动的方式，被固定于第2支撑部24。第2支撑部24的振动被传递至主面构件30，主面构件30发生振动而产生音响。如此，在本实施方式中，通过将压电体板40的振动经由第1支撑部50以及第2支撑部24而传递至主面构件30，来使主面构件30振动而产生音响。尤其是，本实施方式的第2支撑部24在垂直方向和压电体板40的长边方向上振动，因此主面构件30按照被反复施加扭转的方式进行振动。其结果是，将产生多个共振点，从而能产生具有良好的频率特性的音响。
在本实施方式中，对压电体板40进行支撑的第1支撑部50被直接固定于框体20的第2支撑部24，在框体20内未使用用于收纳压电体板40的壳体等。故而，与专利文献1或专利文献2的情况不同，不会因用于收纳压电体板40的壳体等而发生声压的衰减，另外，框体20内所需的空间很少也没问题。即，本实施方式的装置10即使在小型化且薄型化了的情况下，也能确保充分的声压。
另外，根据本实施方式，第1支撑部50以接近于悬臂梁的状态被固定于第2支撑部24，因此在因落下等而对框体20施加了冲击的情况下，也能减轻传导至压电体板40的冲击。
在上述的实施方式中，可以如图4所示，还具备固定于压电体板40的锤70，也可以如图5所示，还具备固定于第1支撑部50的锤70a。若设置这样的锤70、70a，就能通过锤70、70a的固定位置来进行声压的频率特性的调整。图4以及图5所示的锤70、70a的数量分别为1个，但锤70、70a的数量也可以为2个以上。
(第2实施方式)
本发明的第2实施方式的装置是图1以及图2所示的第1实施方式的装置10的变形，在第1支撑部的构成和相对于第2支撑部的固定构造以外，具备同样的构成。因此，以下详细说明第1支撑部。
参照图6以及图7，本实施方式的第1支撑部50b具有：主支撑部52b和固定部54b。如图6所示，主支撑部52b具有板状的形状，对压电体板40进行支撑。主支撑部52b与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54b在主支撑部52b的长边方向的一端附近与主支撑部52b连接。详细来说，固定部54b位于主支撑部52b的长边方向的一端附近，且从主支撑部52b的短边方向的一端起沿垂直方向延伸。
如图6以及图7所示，在固定部54b形成有多个贯通孔56b。如图7所示，固定部54b使用粘结剂58b固定于第2支撑部24。通过该固定，与上述的第1实施方式的情况同样，能将压电体板40的振动传递至主面构件30(参照图1)。
进而，如本实施方式这样，若对固定部54b设置贯通孔56b，则如图7所示，在使用粘结剂58b将固定部54b粘结固定于第2支撑部24时，粘结剂58b还被填充至贯通孔56b内，能增大粘结剂58b与固定部54b的粘结面积，因此能增加固定部54b对第2支撑部24的固定强度。此外，为了得到同样的效果，例如还可以取代贯通孔56b而形成到达至固定部54b的上端(+Z侧端部)为止的槽或到达至固定部54b的侧端(+X侧端部或-X侧端部)为止的槽。
(第3实施方式)
本发明的第3实施方式的装置是图1以及图2所示的第1实施方式的装置10的变形，在第1支撑部的构成和相对于第2支撑部的固定构造以外，具备同样的构成。因此，以下，详细说明第1支撑部。
参照图8以及图9，本实施方式的第1支撑部50c具有：主支撑部52c和固定部54c。主支撑部52c具有板状的形状，对压电体板40进行支撑。主支撑部52c与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54c具有块状形状，在主支撑部52c的长边方向的一端与主支撑部52c连接。详细来说，固定部54c位于主支撑部52c的长边方向的一端，且在主支撑部52c的长边方向上与主支撑部52c并置。
如图9所示，固定部54c在主支撑部52c的长边方向上，使用粘结剂58c与第2支撑部24粘结固定。若将固定部54c如此固定于第2支撑部24，则随着压电体板40的振动，第2支撑部24在垂直方向(给定方向)上振动，由此主面构件30(参照图1)能发生振动而产生音响。
(第4实施方式)
本发明的第4实施方式的装置是图1以及图2所示的第1实施方式的装置10的变形，在第1支撑部的构成和相对于第2支撑部的固定构造以外，具备同样的构成。因此，以下详细说明第1支撑部。
参照图10以及图11，本实施方式的第1支撑部50d具有主支撑部52d和固定部54d。如图10所示，主支撑部52d具有板状的形状，对压电体板40进行支撑。主支撑部52d与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54d在主支撑部52d的长边方向的一端附近与主支撑部52d连接。详细来说，固定部54d位于主支撑部52d的长边方向的一端附近，且从主支撑部52d的短边方向的一端起在与主支撑部52d相同的平面内(XY平面内)延伸。
如图11所示，固定部54d被嵌入至第2支撑部24进行固定。固定手段例如可以是粘结，也可以是超声波熔融接合。通过该固定，与上述的第1实施方式的情况同样，能将压电体板40的振动传递至主面构件30(参照图1)。
(第5实施方式)
本发明的第5实施方式的装置是图1以及图2所示的第1实施方式的装置10的变形，在第1支撑部的构成和相对于第2支撑部的固定构造以外，具备同样的构成。因此，以下详细说明第1支撑部。
参照图12以及图13，本实施方式的第1支撑部50e具有主支撑部52e和固定部54e。主支撑部52e具有板状的形状，对压电体板40进行支撑。主支撑部52e与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54e在主支撑部52e的长边方向的一端与主支撑部52e连接。详细来说，固定部54e从主支撑部52e的长边方向的一端起沿垂直方向(给定方向)延伸。
如图13所示，固定部54e在主支撑部52e的长边方向上使用粘结剂58e被粘结固定于第2支撑部24。若将固定部54e如此固定于第2支撑部24，则随着压电体板40的振动，第2支撑部24在垂直方向(给定方向)上振动，由此主面构件30(参照图1)能发生振动而产生音响。
(第6实施方式)
本发明的第6实施方式的装置是图1以及图2所示的第1实施方式的装置10的变形，在第1支撑部的构成和相对于第2支撑部的固定构造以外，具备同样的构成。因此，以下详细说明第1支撑部。
参照图14以及图15，本实施方式的第1支撑部50f具有主支撑部52f和固定部54f。主支撑部52f具有板状的形状，对压电体板40进行支撑。主支撑部52f与压电体板40同样，在X方向上具有长边方向，在Y方向上具有短边方向。固定部54f在主支撑部52f的长边方向的一端与主支撑部52f连接。详细来说，固定部54f从主支撑部52f的长边方向的一端起在与主支撑部52f相同的平面内(XY平面内)延伸。即，主支撑部52f与固定部54f在主支撑部52f的长边方向(X方向)上并置。
如图15所示，固定部54f被嵌入至第2支撑部24进行固定。固定手段例如可以是粘结，也可以是超声波熔融接合。通过该固定，随着压电体板40的振动，第2支撑部24在垂直方向(给定方向)上振动，由此主面构件30(参照图1)能发生振动而产生音响。
以上，列举多个实施方式来说明了本发明，但本发明不限于此。例如，第1支撑部50、50b、50c、50d、50e、50f图示为与框体20的第2支撑部24是分体构成，但本发明不限于此。例如，第1支撑部50、50b、50c、50d、50e、50f可以由与第2支撑部24相同的材料形成，且与第2支撑部24一体成型。在此情况下，固定部54、54b、54c、54、54e、54可以是第2支撑部24的一部分。
实施例
制作出具备上述的第1实施方式的构成(参照图1至图3)的实施例1、2。实施例1的第1支撑部50是不锈钢制，具有：长度13.0mm、宽度4.5mm、厚度1.0mm的主支撑部52；以及宽度6.0mm、高度3.0mm、厚度1.0mm的固定部54。实施例2的第1支撑部50由玻璃纤维增强聚酰胺树脂形成，具有与实施例1相同的尺寸。
图16示出在具备上述的实施例1和实施例2的第1支撑部50的装置10中产生的音响的声压的频率特性。
参照图16，通过实施例1产生的音响即使超过可听频段的上限3.3kHz，也能得到充分的声压。进而，通过实施例2产生的音响在1kHz至3kHz的区域超过了实施例1的声压。
本发明基于分别在2013年10月28日以及2014年8月7日向日本专利局提出的日本专利申请第2013-223431号以及第2014-161510号，将其内容进行参照而形成本说明书的一部分。
以上说明了本发明的最佳实施方式，但本领域技术人员应该明白，在不脱离本发明的精神的范围内能对实施方式进行变形，这样的实施方式也属于本发明的范围。
符号说明
10装置
20框体
24第2支撑部
30主面构件(玻璃板：振动板)
40压电体板
50、50b、50c、50d、50e、50f第1支撑部
52、52b、52c、52d、52e、52f主支撑部
54、54b、54c、54d、54e、54f固定部
56b贯通孔
58b、58c、58e粘结剂
60、62外部电极
64FPC
66、68导体
70、70a锤

Claims (11)

1.一种装置，具备：主面构件，其被作为振动板来利用；压电体板，其按照电信号来进行振动；第1支撑部，其对所述压电体板进行支撑；以及框体，
该装置的特征在于，
所述框体具有第2支撑部，该第2支撑部对所述主面构件进行支撑并且在与所述主面构件相交叉的给定方向上延伸，
所述第1支撑部按照使所述第2支撑部随着所述压电体板的振动而在所述给定方向上进行振动的方式被固定于所述第2支撑部，
通过将所述压电体板的振动经由所述第1支撑部以及所述第2支撑部传递至所述主面构件，来使所述主面构件发生振动而产生音响。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部按照使所述第2支撑部随着所述压电体板的振动还在与所述主面构件平行的方向上进行振动的方式被固定于所述第2支撑部。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部具有：
板状的主支撑部，其对所述压电体板进行支撑；以及
固定部，其被固定于所述第2支撑部，
所述主支撑部在与所述给定方向相交叉的方向上具有长边方向，
所述固定部在所述主支撑部的所述长边方向的一端与所述主支撑部连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述主支撑部的厚度为0.2mm以上且2.0mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部与所述第2支撑部粘结或熔融接合。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部由与所述第2支撑部相同的材料形成，且与所述第2支撑部一体成型。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部由根据ISO178测得的弹性率为7.6GPa以上且12.4GPa以下的绝缘体构成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述第1支撑部由纤维增强塑料形成。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述纤维增强塑料是玻璃纤维增强聚酰胺树脂。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备配置于所述压电体板或所述第1支撑部的锤。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，
所述框体与所述主面构件分体构成。
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