CN116456252A - 振动器件 - Google Patents

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CN116456252A CN202211681152.3A CN202211681152A CN116456252A CN 116456252 A CN116456252 A CN 116456252A CN 202211681152 A CN202211681152 A CN 202211681152A CN 116456252 A CN116456252 A CN 116456252A
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Abstract

振动器件(1)具备：包含压电元件(5)的压电部(2)和保持压电部(2)的金属制的框体(3)，框体(3)具有固定有压电部(2)的底面部(11)、和在底面部(11)的边缘部上以包围压电部(2)的方式竖立设置的侧面部(12)，侧面部(12)与底面部(11)连续且相对于底面部(11)以向边缘部的外侧打开的方式倾斜。

Description

振动器件
技术领域
本发明涉及振动器件。
背景技术
作为现有的振动器件，例如有日本特开2015－133750号公报中记载的音响发生器。该现有的音响发生器具备：薄膜、设置于薄膜的外周部的框部件、设置于薄膜上的压电元件、以及以覆盖压电元件的方式填充在框部件的框内的树脂层。
上述那样的振动器件中，在框体的振动中获得所期望的音响特性成为特征。因此，研究框体的结构而实现音响特性的提高成为技术上的技术问题。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于，提供实现音响特性的提高的振动器件。
本发明的一方面所涉及的振动器件，具备：压电部，其包含压电元件；金属制的框体，其保持压电部，框体具有固定有压电部的底面部、和在底面部的边缘部以包围压电部的方式竖立设置的侧面部，侧面部与底面部连续且相对于底面部以向边缘部的外侧打开的方式倾斜。
在该振动器件中，保持压电部的框体为金属制。包围压电部的侧面部与底面部连续，且相对于底面部以向外侧打开的方式倾斜。通过这样的结构，从配置有压电部的底面部向侧面部有效地传递振动，能够将侧面部的振动与底面部的振动一起作为输出充分地取出。因此，实现音响特性的提高。
也可以是侧面部的内表面和外表面双方相对于底面部倾斜。在该情况下，能够整体上抑制侧面部的厚度，提高振动从底面部向侧面部的传递效率。因此，实现音响特性的进一步的提高。
也可以是压电元件的棱线部和底面部与侧面部的连接部分均形成为弯曲形状，连接部分的曲率半径大于压电元件的棱线部的曲率半径。由此，能够提高振动从底面部向侧面部的传递效率。另外，能够在确保振动所需的侧面部的面积的同时，抑制侧面部相对于底面部的高度。这有助于振动器件的薄型化。
也可以是压电部在俯视时形成为长方形，底面部在俯视时形成为将与压电部的长边对应的边设为上底及下底的梯形，底面部的上底比压电部的长边短，底面部的下底比压电部的长边长。通过这样的结构，特别是实现高频域下的音响特性的提高。
也可以是底面部的下底和沿着下底的压电部的长边之间的距离比压电部的短边短。通过这样的结构，特别是实现高频域下的音响特性的提高。
也可以是在底面部的下底侧形成有通过不设置侧面部而形成的第一开口部。该情况下，能够从第一开口部有效地取出振动。
也可以是在底面部的上底侧形成有通过将侧面部的顶部的一部分切口而形成的第二开口部。该情况下，能够将第二开口部用作配线部件的导出口。
也可以是第一开口部的开口面积大于第二开口部的开口面积。该情况下，相对于第二开口部，能够从第一开口部优先取出振动。因此，实现音响特性的提高和配线部件等的布局的简单化的兼顾。
也可以是在侧面部的顶部设置有向外的凸缘部。通过这样的凸缘部，能够提高将振动器件安装于外部装置时的安装容易性。
也可以是侧面部和凸缘部的连接部分的曲率半径比底面部和侧面部的连接部分的曲率半径小。由此，能够抑制振动从侧面部向凸缘部的传递。因此，能够防止侧面部的振动因凸缘部而减弱。另外，能够抑制因凸缘部的振动而使振动器件相对于外部装置的安装强度降低。
附图说明
图1是表示本发明的振动器件的一实施方式的立体图。
图2是图1所示的振动器件的俯视图。
图3是图1所示的振动器件的正面图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细地说明本发明一方面的振动器件的优选的实施方式。
图1是表示本发明的振动器件的一实施方式的立体图。振动器件1是被用作例如扬声器、蜂鸣器等的音响器件。如图1所示，振动器件1被构成为具备压电部2、框体3以及配线部件4。
压电部2被构成为包含压电元件5。压电元件5具备压电素体及一对外部电极。压电元件5形成为在厚度方向上扁平的长方体形状。长方体形状还可以包括角部及棱线部被倒角的形状、角部及棱线部被弄圆的形状。压电素体由多个压电体层的层叠体构成。各压电体层由压电陶瓷等压电材料形成。作为压电陶瓷材料，可举出例如PZT[Pb(Zr、Ti)O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb、La)(Zr、Ti)O3]或钛酸钡(BaTiO3)等。
各压电体层例如由含有上述的压电陶瓷的陶瓷生片的烧结体构成。在实际的压电素体中，各压电体层被一体化为无法识别各压电体层之间的边界的程度。在压电素体内配置有多个内部电极(未图示)。各内部电极由导电性材料形成。作为导电性材料，可举出例如Ag、Pd、Ag－Pd合金等。
压电部2也可以是在压电元件5组合有振动板的元件。振动板例如是由金属材料构成的板状的部件。作为构成振动板的金属材料，可举出例如Ni－Fe合金、Ni、黄铜、不锈钢等。振动板例如形成为矩形。振动板配置于压电元件5的底面(框体3侧的面)侧，可使用例如粘接材料、双面胶带等固定于压电元件5及框体3。
框体3是保持压电部2的部件。框体3例如通过金属的冲压加工而成型。作为构成框体3的金属材料，可举出例如不锈钢、铝、42Ni合金等。框体3具备底面部11和多个侧面部12。底面部11是固定上述的压电部2的部分。侧面部12以在底面部11的边缘部包围压电部2的方式竖立设置。
在侧面部12的顶部12a设置有向外的凸缘部13。凸缘部13从侧面部12的顶部12a与底面部11平行地以规定的宽度伸出。凸缘部13作为用于将振动器件1安装于外部装置的安装部发挥功能。凸缘部13的一面(与底面部11相反侧的面)成为设置例如双面胶带等安装用部件的安装面。作为安装用部件，除双面胶带以外，也可以使用粘接剂。
配线部件4是将压电部2和外部装置电连接的部件。配线部件4例如是柔性印刷基板(FPC)。配线部件4的一端与压电元件5的一对外部电极分别电连接。配线部件4的一端和压电元件5的外部电极的连接例如可以使用各向异性导电性粘接材料。配线部件4的另一端(未图示)与外部装置电连接。
接着，对上述的框体3的结构及压电部2和框体3的配置关系进行说明。
图2是图1所示的振动器件的俯视图，图3是其正面图。在图2及图3中，为了便于说明，省略配线部件4的图示。在图3中，进一步省略压电部2。如图2及图3所示，在本实施方式中，压电部2在俯视时形成为长方形。压电部2的平面形状在压电部2仅由压电元件5构成的情况下为压电元件5的平面形状，在压电部由压电元件5和振动板构成的情况下为振动板的平面形状。
框体3的底面部11在俯视时形成为梯形。即，底面部11具有上底21、下底22、及一对斜边23、23。在此，如图2所示，底面部11的平面形状为等腰梯形。底面部11的下底22大于上底21。即，底面部11从上底21朝向下底22扩大。压电部2配置于底面部11的大致中心部分。底面部11是框体3的主要的振动部分，直接传递压电部2的振动。
底面部11的上底21及下底22在俯视时以沿着压电部2的长边24的方式延伸。底面部11的上底21比压电部2的长边24短，底面部11的下底22比压电部2的长边24长。在底面部11的下底22和压电部2的长边24之间设置有一定的距离D1。距离D1比压电部2的短边25短。同样，在底面部11的上底21和压电部2的长边24之间设置有一定的距离D2。距离D2比压电部2的短边25短。在本实施方式中，距离D1为距离D2以上。距离D1也可以小于距离D2。
侧面部12与底面部11的上底21及一对斜边23、23对应地设置。侧面部12的高度比压电部2的厚度大。由此，配置于底面部11的压电部2成为从除了下底22侧以外的三个方向被侧面部12包围的状态。侧面部12与底面部11平滑地连续，且相对于底面部11以向边缘部的外侧打开的方式倾斜。侧面部12是框体3的从属的振动部分，经由底面部11传递压电部2的振动。
侧面部12具有与底面部11的连接部分12A、与凸缘部13的连接部分12B、以及位于连接部分12A、12B间的中间部分12C。在本实施方式中，如图3所示，连接部分12A和中间部分12C形成为朝向框体3的外侧鼓出的一体的截面圆弧状。在本实施方式中，连接部分12A及中间部分12C的厚度为与底面部11相同的厚度，是恒定的。因此，侧面部12的内表面12b及外表面12c双方成为相对于底面部11缓慢弯曲并倾斜的状态。
在将压电元件5的棱线部的曲率半径设为R1、将连接部分12A的曲率半径设为R2的情况下，连接部分12A的曲率半径R2大于压电元件5的棱线部的曲率半径R1。曲率半径R1和曲率半径R2之比例如为1：2以上。通过使曲率半径R2大于曲率半径R1，底面部11相对于压电元件5的振动的追随性提高，充分确保底面部11的位移。其结果，实现振动器件1的声压的提高。
另一方面，连接部分12B形成为朝向与连接部分12A及中间部分12C相反的截面圆弧状。在本实施方式中，连接部分12B的厚度为与底面部11、连接部分12A及中间部分12C相同的厚度，是恒定的。在将连接部分12B的曲率半径设为R3的情况下，连接部分12B的曲率半径R3比连接部分12A的曲率半径R2小。对连接部分12B的曲率半径R3和压电元件5的棱线部的曲率半径R1的关系没有特别限制。连接部分12B的曲率半径R3可以是压电元件5的棱线部的曲率半径R1以上，也可以小于压电元件5的棱线部的曲率半径R1。
在底面部11的下底22侧形成有通过不设置侧面部12而形成的第一开口部31。如图3所示，第一开口部31由底面部11、与底面部11的斜边23、23对应的侧面部12、12、以及将该侧面部12、12上的凸缘部13、13的一面(向外部装置的安装面)彼此连结的假想线划分。第一开口部31在将振动器件1安装于外部装置的状态下，作为将压电部2的振动向外部取出的取出口发挥功能。
在底面部11的上底21侧形成有通过将侧面部12的顶部12a的一部分切口而形成的第二开口部32。如图3所示，第二开口部32由形成于与底面部11的上底21对应的侧面部12的切口部33、和将隔着切口部33的侧面部12的顶部12a、12a彼此连结的假想线划分。切口部33的宽度比配线部件4的宽度稍大。自侧面部12的顶部12a起的切口部33的深度与配线部件4的厚度相同或比其稍大。第二开口部32在将振动器件1安装于外部装置的状态下，作为与压电部2电连接的配线部件4的导出口发挥功能。
切口部33的底面33a相对于底面部11的高度比压电部2相对于底面部11的高度(压电元件5的顶面的高度)高。配线部件4在压电部2和切口部33之间以朝向切口部33逐渐变高的方式倾斜配置，成为施加了一定的张力的状态。
在本实施方式中，第一开口部31的开口面积S1大于第二开口部32的开口面积S2大。由此，能够优先从第一开口部31取出压电部2的振动。通过开口面积S1和开口面积S2的组合来确定振动器件1的频率特性。利用第一开口部31的共振及第二开口部32的共振，调整振动器件1的整体的频率特性。此外，切口部33的角部及角落部也可以是被倒角的形状或被弄圆的形状。切口部33的内侧面也可以是倾斜面或弯曲面，以使切口部33的宽度朝向侧面部12的顶部12a变大。
如以上所说明的那样，在振动器件1中，保持压电部2的框体3为金属制。包围压电部2的侧面部12与底面部11连续，且相对于底面部11以向外侧打开的方式倾斜。通过这样的结构，振动从配置有压电部2的底面部11有效地传递到侧面部12，能够将侧面部12的振动与底面部11的振动一起作为输出充分地取出。因此，实现音响特性的提高。
在振动器件1中，侧面部12的内表面12b及外表面12c双方相对于底面部11倾斜。由此，能够整体抑制侧面部12的厚度，提高振动从底面部11向侧面部12的传递效率。因此，实现音响特性的进一步的提高。
在振动器件1中，压电部2的棱线部和底面部11与侧面部12的连接部分12A均形成为弯曲形状，连接部分12A的曲率半径R2大于压电元件5的棱线部的曲率半径R1。由此，能够提高振动从底面部11向侧面部12的传递效率。另外，能够在确保振动所需的侧面部12的面积的同时，抑制侧面部12相对于底面部11的高度。这有助于振动器件1的薄型化。
在振动器件1中，压电部2在俯视时形成为长方形。另外，底面部11在俯视时形成为将与压电部2的长边24对应的边设为上底21及下底22的梯形。再有，底面部11的上底比压电部2的长边24短，底面部11的下底22比压电部2的长边24长。另外，在振动器件1中，底面部11的下底22和沿着下底22的压电部2的长边24之间的距离D比压电部2的短边25短。根据这样的结构，特别实现高频域下的音响特性的提高。
在振动器件1中，通过不设置侧面部12而形成的第一开口部31形成于底面部11的下底22侧。由此，能够有效地从第一开口部31取出振动。另外，在振动器件1中，通过将侧面部12的顶部12a的一部分切口而形成的第二开口部32形成于底面部11的上底21侧。由此，能够将第二开口部32用作配线部件4的导出口。
在振动器件1中，第一开口部31的开口面积S1大于第二开口部32的开口面积S2。由此，相对于第二开口部32，能够从第一开口部31优先取出振动。因此，实现音响特性的提高和配线部件4等的布局的简单化的兼顾。
在振动器件1中，在侧面部12的顶部12a设置有向外的凸缘部13。通过这样的凸缘部13，能够提高将振动器件1安装于外部装置时的安装容易性。
在振动器件1中，侧面部12和凸缘部13的连接部分12B的曲率半径R3比底面部11和侧面部12的连接部分12A的曲率半径R2小。由此，能够抑制振动从侧面部12向凸缘部13的传递。因此，能够防止侧面部12的振动因凸缘部13而减弱。另外，能够抑制因凸缘部13的振动而使振动器件1相对于外部装置的安装强度降低。
本发明不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，框体3的底面部11的平面形状为梯形，但底面部11的平面形状不限于此，也可以是长方形、正方形、圆形、椭圆形等其他形状。
另外，在上述实施方式中，连接部分12A和中间部分12C成为一体的截面圆弧状，但也可以仅将连接部分12A设为截面圆弧状，将中间部分12C设为平坦的倾斜面。该情况下的中间部分12C相对于底面部11的倾斜角度例如可以设为30°～90°。在这样的结构中，通过使侧面部12与底面部11连续且相对于底面部11以向外侧打开的方式倾斜，实现与上述结构相同的作用效果。

Claims (10)

1.一种振动器件，其中，
具备：
压电部，其包含压电元件；和
金属制的框体，其保持所述压电部，
所述框体具有固定有所述压电部的底面部、和在所述底面部的边缘部上以包围所述压电部的方式竖立设置的侧面部，
所述侧面部与所述底面部连续且相对于所述底面部以向所述边缘部的外侧打开的方式倾斜。
2.根据权利要求1所述的振动器件，其中，
所述侧面部中的内表面和外表面的双方相对于所述底面部倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的振动器件，其中，
所述压电元件的棱线部和所述底面部与所述侧面部的连接部分均形成为弯曲形状，
所述连接部分的曲率半径大于所述压电元件的棱线部的曲率半径。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的振动器件，其中，
所述压电部在俯视时形成为长方形，
所述底面部在俯视时形成为将与所述压电部的长边对应的边设为上底及下底的梯形，
所述底面部的所述上底比所述压电部的长边短，
所述底面部的所述下底比所述压电部的长边长。
5.根据权利要求4所述的振动器件，其中，
所述底面部的所述下底和沿着所述下底的所述压电部的长边之间的距离比所述压电部的短边短。
6.根据权利要求4或5所述的振动器件，其中，
在所述底面部的所述下底侧，形成有通过不设置所述侧面部而形成的第一开口部。
7.根据权利要求6所述的振动器件，其中，
在所述底面部的所述上底侧，形成有通过将所述侧面部的顶部的一部分切口而形成的第二开口部。
8.根据权利要求7所述的振动器件，其中，
所述第一开口部的开口面积大于所述第二开口部的开口面积。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的振动器件，其中，
在所述侧面部的顶部，设置有向外的凸缘部。
10.根据权利要求9所述的振动器件，其中，
所述侧面部和所述凸缘部的连接部分的曲率半径比所述底面部和所述侧面部的连接部分的曲率半径小。
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