JP2004221903A - Piezoelectric sounding element and its manufacturing method - Google Patents

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Hiroto Kawaguchi
裕人 川口
Tomio Ito
富夫 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the acoustic characteristic of a piezoelectric sounding element and to miniaturize the piezoelectric sounding element. <P>SOLUTION: The piezoelectric sounding element has a vibrator 36 having at least a piezoelectric diaphragm 34 consisting of piezoelectric elements 33 (3A, 33B) and a diaphragm 32 to which the piezoelectric elements 33 are stuck. The vibrator 36 is joined to a fixing part 26 through a member 37 deforming following the vibration of the vibrator 36. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に組み込まれる圧電発音素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の小型高性能化、通信技術の進歩により、発音素子自体も小型化・薄型化が進んでいる。圧電発音素子は原理的に構造が簡単で特に薄型化に適しており、各種電子機器に広く使われている。圧電発音素子の代表的な例としては圧電ブザーがある。図14A,Bは圧電ブザーの一例を示す。この圧電ブザー1は、円形の圧電素子2と金属薄板による振動板3とを接着して成る圧電振動板4が設けられ、この圧電振動板4の外周部が、機器の筐体5に形成された突起部6に接着され、圧電素子2の両面、即ち金属の振動板3と圧電素子2の表面の電極間、に信号電圧7を印加する事により音を出すというものである。
【0003】
従来、圧電発音素子は、周波数による発生音圧の変動が著しく大きく、高品位な音を発音することが難しく、電子音(ブザー音)等の用途に限定されていた。一方、圧電素子を用いた高音質な小型スピーカも検討されてきている。
特許文献1、特許文献2、特許文献3及び特許文献4には、圧電素子を用いた圧電型スピーカが記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−226999号公報
【特許文献2】
特開2002− 199493号公報
【特許文献3】
特許第2551813号
【特許文献4】
特願平11−164396号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
圧電発音素子は、薄型化には適する一方で、必要な音圧・音質を確保する為にはある程度の面積が必要となる。図13は、基本的な圧電発音素子の断面構造を示す。この圧電発音素子11は、金属の振動板12の一面に圧電素子13を貼り付けた圧電振動板14を有して構成される。この圧電発音素子11がその振動板12の周端を機器の開孔15を有する筐体16に形成された突起状の支持部17に接合される。
【0006】
圧電素子13の外形寸法Pと振動領域の外形寸法Sは、P<Sの関係になり、S,Pともに大きくする事が望ましい。一方、実際の圧電発音素子11の外形寸法Hは、圧電発音素子11を筐体14などに対して固定する為の固定幅K の2倍を足し合わせた寸法となる。すなわち、実際の圧電発音素子11の外形寸法Hは、H=S+2×K となる。圧電発音素子11の実効厚みは、圧電発音素子11と筐体14内側の面との隙間量tと、圧電発音素子11の厚みtを足した厚みT=t+tとなる。よって、圧電発音素子を小型薄型化するためには外形寸法Hと厚みTを小さくする事が重要という事になる。
【0007】
問題なのは、圧電発音素子11の外形寸法Hである。音圧を確保する為には振動領域の外形寸法Pを大きくする必要があり、一方小型化する為には、圧電発音素子11の外形寸法Hを小さくする必要がある。つまり、H−P=2×Kを小さくする事が望ましいが、固定幅Kを小さくする事は、固着力の低減につながるため限界がある。特に圧電発音素子11は振動体であり、固定幅Kを限りなく小さくする事は非常に難しい。
【0008】
このように、従来技術では圧電発音素子11に関して、小型化と高音圧・高音質を両立するような構造を得るのが難しい。また、圧電発音素子11を実際に電子機器内に実装する為には、前述の通り筐体14への接着を行う必要がある。また、圧電発音素子部に金属やプラスティックのフレームが合体しているような素子の場合でも、実装する為には、ネジ止めや両面接着テープなどの部品が必要になる。同時に、圧電発音素子11は、実装機器との取り付け状態が不完全だと発音素子の振動によりビビリ音が発生する事があり、薄型化に適する一方で、実装し難いという面を持っている。
【0009】
本発明は、上述の点に鑑み、小型で且つ音響特性が改善され、あるいは小型化が可能となる。圧電発音素子及びその製造方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電発音素子は、圧電素子と該圧電素子を貼り付けた振動板とからなる圧電振動板を少なくとも有する振動体を有し、振動体が該振動体の振動に追従して変形する部材を介して、固定部に接合される構成とする。
【0011】
本発明に係る圧電発音素子によれば、圧電振動板を少なくとも有する振動体が、振動体の振動に追従して変形する部材を介して固定部に接合されるので、振動の際に、振動体の変形に追従して上記部材も変形することになり、実際の振動領域が拡大する。これにより、振動領域を圧電発音素子外形に近づけることが可能になる。
【0012】
本発明に係る圧電発音素子の製造方法は、振動板に圧電素子を貼り付けた圧電振動板を少なくとも有する振動体を形成し、振動体の外周部に振動体の振動に追従して変形する部材を固着する工程を有する。
【0013】
本発明に係る圧電発音素子の製造方法によれば、圧電振動板を少なくとも有する振動体の外周部に、固定部へ接合される部材となる、振動体の振動に追従して変形する部材を固着する工程を有することにより、振動領域が拡大され、音響特性の改善された、あるいは小型化された圧電発音素子の製造が可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る圧電発音素子の原理を示す。本発明の圧電発音素子21の基本的な原理は、図1に示すように、振動板22に圧電素子23を貼り付けた圧電振動板による振動体24を有してなる圧電発音素子21の外周部に振動体24の振動に追従して変形するフレーム部材25を固着し、このフレーム部材24を固定部、例えば機器の開口27を有する筐体26に直接接合させるように構成する。このフレーム部材25は、所要の厚み及び所要の弾力性を有し、且つ粘着面を有した部材で形成される。
この圧電発音素子21によれば、振動体24の実際の振動領域は、両端の固定幅Kを除く従来の振動領域外形Sでは無く圧電発音素子の外形Hに近くなる。つまり、振動体24の変形により弾性力を有するフレーム部材25も変形することにより、実際の振動領域の拡大が可能になる。
【0015】
図2A,Bは従来の支持方式による図13の圧電発音素子11と本発明の支持方式による圧電発音素子21との圧電振動板の変形時の比較を示す。図13の従来構造では、振動体14の変形領域が、図2Aに示すように支持部17の内側間の距離Sとなる。一方、図1の本発明の構造の場合、図2Aに示すように、弾力性を有するフレーム部材25が容易に変形し易いために、振動体24の変形領域はS’となる。本発明によれば、振動領域S’を発音素子外形Hに近づける事が可能であり、従来構造に対して、同形状であれば、音圧の改善が可能となる。また、本発明では、同音圧を得る為には形状を小さくする事が可能である。また、フレーム部材25は他部材への固着の働きも有しており、接着剤やネジ止めなどの手段を用いなくても、容易に他部材に固着する事が可能である。フレーム部材25の粘着面は柔らかいので、取り付け面の凹凸にもなじみ易く、仮に僅かな隙間が生じてもビビリ音の発生が殆ど生じない。また、フレーム部材25は、衝撃吸収の機能もあり、圧電発音素子21の耐衝撃信頼性の改善も可能である。同時に熱変化などの歪みに対してもフレーム部材25が歪みを吸収する為に、熱衝撃などに対する信頼性の改善も可能となる。
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明の原理は図1に示す通りであるが、以下の実施の形態においては、高音質圧電スピーカーを例に用いている。
【0018】
図3A,Bは、本発明に係る圧電発音素子31の実施の形態の基本的な構成を示す。本実施の形態に係る圧電発音素子31は、振動板32を挟んで両面に2枚の圧電素子33〔33A,33B〕を貼り合せて圧電振動板34を設け、この圧電振動板34の両面を柔軟な樹脂シート35〔35A,35B〕で被覆して振動体36を形成し、さらにこの振動体36の外周部の一面に弾力性を有するフレーム部材37を固着して構成される。柔軟な樹脂シート35は、圧電振動板34より大きな面積を有し、フレーム部材37の外形と略等しい大きさである。樹脂シート35は、フレーム部材37の一方の粘着面に貼り付けられる。また、圧電振動板34の外形は、フレーム部材37の内形寸法よりも小さくなっており、圧電振動板34の外周部には2枚の柔軟な樹脂シート35〔35A,35B〕のみの領域(いわゆる柔軟部)が形成されている。この圧電発音素子31は、図3Cに示すように、圧電素子33を含む振動体36が、樹脂シート35のみの柔軟部を経て弾力性を有したフレーム部材37により直接、固定部例えば機器の開口を有する筐体に支持される。
【0019】
本実施の形態の圧電発音素子31では、圧電素子33を含む振動発生部位と、両面が柔軟な樹脂シート35で被覆された部位、柔軟な樹脂シート35のみの部位、さらに弾力性を有したフレーム部材37の部位というように、振動発生部位から振動体36の筐体への支持部へと剛性が段階的に低くなるような構造となり、振動体の振動領域を柔軟に支持するように構成される。
【0020】
圧電素子33[ 33A,33B] は、一般的にはチタン酸ジルコン酸鉛材(通常PZT)等の圧電材料で形成され、その両面に、銀、ニッケル、金などのメタライズ膜、例えば導電ペーストによる導電膜からなる電極38を形成したものを用いる。振動板32を金属薄板で形成するときは、電極38は圧電素子33の片面に形成しても良い。圧電発音素子の場合、圧電素子33の厚さは薄い事が望まれ、シート成形などによって作られる。厚みは素子面積にもよるが、100μm以下のものを用いることが良い。圧電素子形状については、図4A,Bに示すような円形素子33 、正方形素子33、図5A,B及びCに示すような楕円形素子33、長方形素子33、円弧上の両端を直線で結んだ小判形素子33 等を用いることができる。円形、図5A,B及びCに示すような楕円形、長方形、形状についての詳細は後述する。
【0021】
振動板32は、圧電素子33[ 33A,33B] の保持と、圧電素子33の片側の電極を取り出す働きを持っており、通常金属材を用いることができる。例えばステンレス材、銅材、アルミ材、Ni合金材、チタン材 等である。厚みは通常100μm以下のものを用いることが多い。その他、振動板32は、プラスチィック材料を用いることもできる。なお、圧電素子33と振動板32の固着方法としては、エポキシ樹脂性接着剤や嫌気付加型UV接着剤、などを用いることができる。
【0022】
柔軟な樹脂シート35は、一般的なプラスティックフィルムである、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、その他熱可塑性樹脂フィルム等などが可能であるが、本例では、フィルムの材質や厚みにより特に音質が変化する為、選定には注意が必要である。例えば50μm厚のポリエステル樹脂シートを用いることができる。
【0023】
また、本例では、圧電振動板34の両面を被覆する樹脂シート35のうち、一方の樹脂シート35Aにポリプロピレン粘着シートを使用し、他方の樹脂シート35Bに熱可塑性樹脂シートを使用することもできる。この場合ポリプロピレン粘着シート35Aは、ポリプロピレン樹脂シートをベースとし、圧電素子33側の面に粘着層を有した粘着テープで形成される。厚みに関しては、ベースとなるポリプロピレン樹脂シートの厚さが例えば20〜40μm程度で、粘着層を含む総厚は例えば60〜80μm程度である。ポリプロピレンは汎用的なテープとしては、材料固有の機械的共振鋭度(Q値)が低く、音響材料に適している。このポリプロピレン粘着シート35Aを圧電振動板34の一方の面に貼り付け、音響特性の改善と、電極38の絶縁性及び圧電素子33の保護を確保している。
熱可塑性樹脂シート35Bは、厚みが50μm〜100μm程度であり、振動板12の他方の面に熱圧着により貼り付けられる。熱可塑性樹脂シート35B自体のヤング率が小さく、前述のポリプロピレン樹脂シート35Aとの組み合わせにより、樹脂シート部に適度な強度を持たせることが可能である。
【0024】
フレーム部材37としては、ある必要な厚みを有する事と弾力性を有する事が望ましく、かつ両面粘着性を持つ事が必要である。例えば、日東電工社製の特殊発泡ポリエチレン両面粘着テープ(No5713:厚み0.33mm)等がフレーム部材37として適している。その他、住友3M社製のポリエチレンフォーム材等も適している。フレーム部材37の選定は、必要厚み、耐熱性その他により選定する事が必要となる。
【0025】
上述した圧電発音素子31は、次のようにして製造することができる。
先ず、振動板32の両面に電極38を形成した圧電素子33A及び33Bを貼り付けて圧電振動板34を形成する。この圧電振動板34を樹脂シート35〔35A,35B〕で被覆して振動体36を形成する。一方、両面が粘着面となる弾力性を有したシート状体から枠状に打ち抜いたフレーム部材37を作成する。このフレーム部材37を振動体36の樹脂シート35のみの外周部に固着して、目的の圧電発音素子31を得る。
【0026】
次に、実際の高音質スピーカーを実現する為の具体的な形状を含め詳細に述べる。
圧電スピーカーは、圧電素子の面内の伸縮歪みを面に対して垂直な方向の曲げに変換し、この面の曲げ振動によって音波を発生させるものである。一般的な音響信号は20Hz〜20kHz程度の帯域であるが、圧電発音素子の振動モードは、この帯域内でいくつもの面共振モードが発生する。この面共振の影響により、信号周波数の違いによる音圧の著しい差が生じると、音質が著しく劣化する。よって、高音質を達成する為には、周波数による音圧の変化を出来るだけ少なくする必要が有る。
【0027】
圧電発音素子において、圧電素子33を例えば図4A及びBに示すように、円形や正方形のような形状の素子33,33にすると、周波数による音圧最大点と音圧最小点の差が大きくなる。これは縦横の寸法が等しい為に特定の周波数での共振が起き易くなっている為である。
これを防ぐ為に、圧電素子33を、図5A,B及びCに示すように楕円形、長方形、或いは小判形の形状の素子33,33,33にすると縦横の寸法の違いにより共振モードを分散する事が出来るため、音質が改善する。
【0028】
図8は、弾力性のあるフレーム部材37を有した本実施の形態に係る圧電発音素子31(図6参照)と、弾力性の無いフレーム部材47を有した比較例に係る圧電発音素子41(図7参照)とを比較した音響特性を示すグラフである。同図において、実線で示す曲線Iは本実施の形態の圧電発音素子31の特性、破線で示す曲線IIは比較例の圧電発音素子41の特性である。両者は、ほぼ同等の音響特性を有している。この図8と図6、図7とにより、本実施の形態の圧電発音素子31は、図7の比較例の圧電発音素子41と同等の音響特性を有する場合に、比較例の圧電発音素子41より大きさが小さく形成することが可能になることが認められる。
図6の本実施の形態における圧電発音素子31は、外形寸法のGX=32mm、GY=26m、振動板32の外形寸法のSSX=26、SSY=20mmとし、フレーム部材37として例えば日東電工社製の特殊発泡ポリエチレン両面粘着テープを用いて構成した。このときの音響特性は、図8の曲線Iである。一方、図7の比較例における圧電発音素子41は、外形寸法のGX=32mm、GY=26mm、振動板32の外形寸法のSSX=26mm、SSY=22mmとし、フレーム部材47としてアルミニウム材によるフレーム部材を用いて構成した。その他の構成は、両圧電発音素子31及び41とも同じであり、図3と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、圧電素子33は楕円形状とし、振動板32は厚さ30μm又は50μmの42アロイ材(FeーNi合金)を用い、長方形の各コーナ部のR=3mmとして形成され、樹脂シート35として日東電工社製の厚さd=50μmのポリエステルシートを用い、圧電振動板及び樹脂シートを含む振動体の厚さd2 は0.25mm〜0.3mmとした。
【0029】
図8に示すように、両圧電発音素子31及び41は、同等の音響特性を目指して小さく作製したが、これでも未だ600Hz以下の低周波数領域においては、本実施の形態の圧電発音素子31の音響特性の方が優れていることが認められる。
【0030】
一方、本実施の形態においては、振動板32の外周部とフレーム部材37の内周円との間にFX=FY=0.5mm程度の樹脂シートのみの領域を確保するようになされる。また、本実施の形態の柔軟なフレーム部材37で支持する構成の場合、音圧の周波数特性の平坦性を考慮した寸法設定が必要になり、SX>SY若しくはSSX>SSYにおけるSX/SY、若しくはSSX/SSYの比率が重要となる。この寸法の決定方法については、まず用いる圧電素子の長手方向の寸法によりSX値を求める。
【0031】
上述した本実施の形態に係る圧電発音素子31によれば、所要の弾力性を有するフレーム部材37を一体に有し、このフレーム部材37を直接に機器の固定部に接合する構成であるので、寸法などの最適化により、小型且つ高音質化することができる。このような圧電発音素子31では、例えば機器内への実装前の状態において、フレーム部材37の取付け面に剥離紙を被着して置く。この剥離紙によりフレーム部材の取付け面は保護された状態になる。圧電発音素子31を機器内に実装する場合は、この剥離紙を剥がして、所定の場所に貼り付け、僅かな加圧を加えることで実装することができる。フレーム部材37自体がビビリ音防止の機能を有しており、従来良く行われているようなビビリ音防止の為のクッション材を用いる必要もない。本実施の形態では、基本的に−40℃〜+85℃の熱衝撃に対して耐久性を有しいる。また、その他の落下衝撃等の試験についても、重量250gダミー機実装で、1m程度の落下試験で破壊することは無かった。なお、図6に示す実施の形態の圧電発音素子31の重量は、0.7g程度と軽量である。
【0032】
一方、上述した実施の形態に係る圧電発音素子31においては、圧電振動板34を樹脂シート35で被覆し、圧電発音素子を樹脂シート35の最外周部をフレーム部材37を介して機器の筐体に支持する構成とすることにより、次のような効果を奏する。
(1) 圧電振動板を構成する金属材料やプラスティック材料の持つ材料固有の減衰比に対して、樹脂シート35そのものの減衰比は大きく、この樹脂シート35の減衰効果によって、圧電振動板そのものの減衰効果を高めることが可能になる。この効果により、共振点近傍の山・谷の音圧差を抑制することができる。これにより、音圧周波数特性のより平坦性が得られる。
(2) 圧電振動板の全ての電極面が樹脂シート35で被覆することにより、端子部以外の全ての電極面が樹脂シート35で絶縁被覆され、電極面の絶縁性を確保できる。同時に外力による圧電素子部分の割れやひびの発生を抑制する効果も有る。
【0033】
本発明に係る圧電発音素子は、振動板の片面に圧電素子を接着した構造(通常モノモルフ型)、振動板の両面に圧電素子を接着した構造(通常バイモルフ型という)に適用することができる。
【0034】
図9〜図11は、本発明の圧電発音素子の他の実施の形態を示す。
図9に示す圧電発音素子42は、金属薄板による振動版32の片面に圧電素子33を接着し、圧電素子33の表面に電極38を設けた圧電振動板51を形成し、この圧電振動板51を樹脂シート35[ 35A,35B] で被覆し、樹脂シート35の外周部にフレーム部材37を固着し構成される。
【0035】
図10に示す圧電発音素子43は、金属薄板による振動板32の両面に圧電素子33A,33Bを接着し、圧電素子33A,33Bの表面に電極38を形成したバイモルフ型の圧電振動板34を用い、圧電振動板34の一方の面に圧電振動板34より一回り大きい樹脂シート35Aを被覆し、圧電振動板34の他方の面に圧電振動板34と同じ大きさの樹脂シート35Bを被覆し、樹脂シート35Aの外周部にフレーム部材37を固着して構成される。
【0036】
図11に示す圧電発音素子44は、金属薄板による振動板32の両面に圧電素子33A,33Bを接着し、圧電素子33A,33Bの表面に電極38を形成したバイモルフ型の圧電振動板34を用い、圧電振動板34の一方の面に圧電振動板34より一回り大きい樹脂シート35Aを被覆し、樹脂シート35Aの外周部にフレーム部材37を固着して構成される。その他に、図示せざるも圧電振動板を樹脂シートで被覆せず、直接振動板の外周部にフレーム部材37を固着した構成とすることもできる。
【0037】
なお、本発明の圧電発音素子は、スピーカー、レシーバー、その他の発音素子等に適用される。
【0038】
本発明の圧電発音素子は、複数の圧電発音素子を配列した集合シート形態とし、この集合シート形態で納入できるように構成することができる。図12は、集合シート形態を採る圧電発音素子及びその製造方法を示す。
先ず、図12Aに示すように、フレーム部材37となる帯状の原材料シート37′の両面に剥離紙51〔51A,51B〕を配置したフレーム部材用シート状体52を用意する。
次に、図12Bに示すように、剥離紙51が付いた状態でフレーム部材用シート状体52を、振動板に対応する部分に開口53が形成されるように打ち抜き加工する。この開53は、帯状のフレーム部材用シート状体52に沿って、所定間隔を置いて複数形成する。この打ち抜きは、連続打ち抜き機を用いて行う。そして、一方の剥離紙51Aを剥離する。
【0039】
一方、図12Cに示すように、各々リード線54が導出された複数の圧電振動板34を帯状に所定間隔を置いて配列し、各圧電振動板34の両面を共通の帯状の2枚の樹脂シート35〔35A,35B〕で被覆してなる圧電振動板用シート状体55を用意する。
【0040】
次に、図12Dに示すように、図12Bのフレーム部材用シート状体52の原材料シート37′の露出した面に、その各開口53に圧電振動板34が対応するように位置決めしながら、圧電振動板用シート状体55を重ね合わせて貼り合せる。次いで、各隣り合う圧電振動板34間の位置に、一部剥離紙51Bが残るように、剥離紙51Bと、圧電振動板34を被覆した樹脂シート35の全てにわたってカッター等により切り込み56を形成する。これによって、剥離紙51Bに付着するように複数の圧電発音素子31が配列されて成る集合シート形態57を得る。
【0041】
本実施の形態に係る集合シート形態57によれば、圧電発音素子31を集合状態で扱うことができるので、数量管理が容易にできること、剥離紙51Bからの圧電発音素子31の離脱が容易なこと、等の実用上の利点を有する。このように、本実施の形態では、フレーム部材37を設けることにより、その材料の標準納入形態を利用した効率的な圧電発音素子31の製造も可能になる。
【0042】
【発明の効果】
本発明の圧電発音素子によれば、振動体の振動領域が拡大することにより、同形状であれば音響特性を改善することができ、同じ音響特性を得るのであれば形状を小型化することができる。振動体に固着した振動に追従して変形する部材は、衝撃吸収の機能もあり、圧電発音素子の耐衝撃信頼性を改善することもできる。熱変化等の歪みに対しても上記変形する部材が歪みを吸収するため、熱衝撃等に対する信頼性を改善することができる。
上記変形する部材を両面接着テープで形成するときは、取付け面の凹凸にもなじみ易く、仮に僅かな隙間が生じてもビビリ音の発生が殆どない。圧電発音素子と固定部との取付けを、音響特性を損なうことなく容易に行える。
上記変形する部材のみが振動体と固定部間に介在するので、上記効果を達成することができる。
圧電振動板を、圧電振動板より大きい面積の樹脂シートで被覆して振動体を形成するときは、圧電振動板の外周部に樹脂シートのみの領域が形成され、共振点近傍の山・谷の音圧差を抑制し、音圧周波数特性を平坦化することができる。
【0043】
本発明の圧電発音素子の製造方法によれば、上述した音響特性の改善された、あるいは小型化された圧電発音素子を精度良く且つ容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧電発音素子の原理的構成を示す構成図である。
【図2】A 比較例の圧電発音素子の振動状態を示す説明図である。
B 本発明の圧電発音素子の振動状態を示す説明図である。
【図3】A 本発明に係る圧電発音素子の一実施の形態を示す断面図である。
B 図2Aの圧電発音素子の底面図である。
C 図2Aの圧電発音素子を機器の筐体に取り付けた状態を示す構成図である。
【図4】A、B 圧電素子の実施の形態を示す平面図である。
【図5】A〜C 圧電素子の実施の形態を示す平面図である。
【図6】A 音響特性の測定に用いた本実施の形態の圧電発音素子の構成図である。
B 図6Aの圧電発音素子を機器の筐体に取り付けた状態を示す構成図である。
【図7】A 音響特性の測定に用いた比較例の圧電発音素子の構成図である。
B 図7Aの圧電発音素子を機器の筐体に取り付けた状態を示す構成図である。
【図8】図6の圧電発音素子と図7の圧電発音素子の音響特性図である。
【図9】本発明に係る圧電発音素子の他の実施の形態を示す断面図である。
【図10】本発明に係る圧電発音素子の他の実施の形態を示す断面図である。
【図11】本発明に係る圧電発音素子の他の実施の形態を示す断面図である。
【図12】A〜D 本発明に係る圧電発音素子の集合シート形態及びその製造方法を示す製造工程図である。
【図13】従来の圧電発音素子の例を示す構成図である。
【図14】A,B 従来の圧電ブザーの構成図である。
【符号の説明】
21、31・・圧電発音素子、22、32・・振動板、23、33〔33A,33B〕、33、33、33、33、33・・圧電素子、24、34・・圧電振動板、25、37・・フレーム部材、26・・筐体、27・・開口、35〔35A,35B〕・・樹脂シート、36・・振動体、38・・電極
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric sounding element incorporated in various electronic devices and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
With the advancement of miniaturization and high performance of electronic devices and advancement of communication technology, the size and thickness of the sound generating element itself have been reduced. Piezoelectric sound elements have a simple structure in principle and are particularly suitable for thinning, and are widely used in various electronic devices. A typical example of the piezoelectric sounding element is a piezoelectric buzzer. 14A and 14B show an example of a piezoelectric buzzer. The piezoelectric buzzer 1 is provided with a piezoelectric vibrating plate 4 formed by bonding a circular piezoelectric element 2 and a vibrating plate 3 made of a thin metal plate, and an outer peripheral portion of the piezoelectric vibrating plate 4 is formed on a housing 5 of the device. The sound is generated by applying a signal voltage 7 to both surfaces of the piezoelectric element 2, that is, between the metal diaphragm 3 and the electrodes on the surface of the piezoelectric element 2.
[0003]
Conventionally, a piezoelectric sounding element has a remarkably large variation in generated sound pressure depending on the frequency, and it is difficult to produce high-quality sound, and is limited to applications such as electronic sound (buzzer sound). On the other hand, small speakers with high sound quality using piezoelectric elements have been studied.
Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, and Patent Literature 4 describe piezoelectric speakers using a piezoelectric element.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-226999
[Patent Document 2]
JP-A-2002-199493
[Patent Document 3]
Patent No. 2551813
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application No. 11-164396
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The piezoelectric sounding element is suitable for thinning, but requires a certain area in order to secure necessary sound pressure and sound quality. FIG. 13 shows a cross-sectional structure of a basic piezoelectric sounding element. The piezoelectric sounding element 11 includes a piezoelectric vibration plate 14 in which a piezoelectric element 13 is attached to one surface of a metal vibration plate 12. The peripheral end of the vibration plate 12 of the piezoelectric sounding element 11 is joined to a projecting support 17 formed on a housing 16 having an opening 15 of the device.
[0006]
The outer dimension P of the piezoelectric element 13 and the outer dimension S of the vibration region have a relationship of P <S, and it is desirable that both S and P be large. On the other hand, the actual outer dimension H of the piezoelectric sounding element 11 is a dimension obtained by adding twice the fixed width K 1 for fixing the piezoelectric sounding element 11 to the housing 14 or the like. That is, the actual outer dimension H of the piezoelectric sounding element 11 is H = S + 2 × K. The effective thickness of the piezoelectric sounding element 11 is the gap amount t between the piezoelectric sounding element 11 and the inner surface of the housing 14. 1 And the thickness t of the piezoelectric sounding element 11 2 Thickness T = t 1 + T 2 It becomes. Therefore, in order to reduce the size and thickness of the piezoelectric sounding element, it is important to reduce the outer dimensions H and the thickness T.
[0007]
What matters is the outer dimension H of the piezoelectric sounding element 11. In order to ensure sound pressure, it is necessary to increase the outer dimension P of the vibration area, while to reduce the size, it is necessary to reduce the outer dimension H of the piezoelectric sounding element 11. That is, it is desirable to reduce HP = 2 × K, but reducing the fixed width K has a limit because it leads to a reduction in the fixing force. In particular, the piezoelectric sounding element 11 is a vibrating body, and it is very difficult to reduce the fixed width K as much as possible.
[0008]
As described above, in the related art, it is difficult to obtain a structure that achieves both the miniaturization and high sound pressure and high sound quality of the piezoelectric sounding element 11. Further, in order to actually mount the piezoelectric sounding element 11 in the electronic device, it is necessary to bond the piezoelectric sounding element 11 to the housing 14 as described above. Further, even in the case of an element in which a metal or plastic frame is united with the piezoelectric sounding element portion, components such as screwing and double-sided adhesive tape are required for mounting. At the same time, if the mounting state of the piezoelectric sounding element 11 with the mounting device is incomplete, chattering sound may be generated due to vibration of the sounding element, and the piezoelectric sounding element 11 is suitable for thinning, but has a surface that it is difficult to mount.
[0009]
In view of the above, the present invention is compact and has improved acoustic characteristics or can be downsized. An object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding element and a method for manufacturing the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The piezoelectric sounding element according to the present invention has a vibrating body having at least a piezoelectric vibrating plate including a piezoelectric element and a vibrating plate to which the piezoelectric element is attached, and the vibrating body deforms following the vibration of the vibrating body. It is configured to be joined to the fixed part via a member.
[0011]
According to the piezoelectric sounding element of the present invention, the vibrating body having at least the piezoelectric vibrating plate is joined to the fixed portion via the member that deforms following the vibration of the vibrating body. Following the above deformation, the above member also deforms, and the actual vibration region expands. This makes it possible to bring the vibration region closer to the outer shape of the piezoelectric sounding element.
[0012]
A method of manufacturing a piezoelectric sounding element according to the present invention is a member that forms a vibrating body having at least a piezoelectric vibrating plate in which a piezoelectric element is attached to a vibrating plate, and deforms the outer peripheral portion of the vibrating body by following the vibration of the vibrating body. Is fixed.
[0013]
According to the method for manufacturing a piezoelectric sounding element according to the present invention, a member which is to be joined to the fixed portion and which deforms following the vibration of the vibrating body is fixed to the outer peripheral portion of the vibrating body having at least the piezoelectric vibrating plate. By virtue of this step, the vibration region is enlarged, and it is possible to manufacture a piezoelectric sounding element with improved acoustic characteristics or reduced size.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows the principle of the piezoelectric sounding element according to the present invention. As shown in FIG. 1, the basic principle of the piezoelectric sounding element 21 of the present invention is that an outer periphery of the piezoelectric sounding element 21 having a vibrating body 24 made of a piezoelectric vibrating plate in which a piezoelectric element 23 is attached to a vibrating plate 22. A frame member 25 that deforms following the vibration of the vibrating body 24 is fixed to the portion, and the frame member 24 is directly joined to a fixed portion, for example, a housing 26 having an opening 27 of the device. The frame member 25 has a required thickness and a required elasticity, and is formed of a member having an adhesive surface.
According to the piezoelectric sounding element 21, the actual vibration area of the vibrating body 24 is closer to the outer shape H of the piezoelectric sounding element, not the conventional vibration area outer shape S excluding the fixed width K at both ends. That is, the deformation of the vibrating body 24 also deforms the frame member 25 having an elastic force, so that the actual vibration area can be expanded.
[0015]
FIGS. 2A and 2B show a comparison between the piezoelectric sounding element 11 of FIG. 13 using the conventional support method and the piezoelectric sounding element 21 of the present invention when the piezoelectric diaphragm is deformed. In the conventional structure of FIG. 13, the deformation area of the vibrating body 14 is the distance S between the insides of the support portions 17 as shown in FIG. 2A. On the other hand, in the case of the structure of the present invention shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2A, since the elastic frame member 25 is easily deformed, the deformation area of the vibrating body 24 is S ′. According to the present invention, it is possible to make the vibration region S 'closer to the sound-generating element outer shape H, and if the shape is the same as that of the conventional structure, the sound pressure can be improved. Further, according to the present invention, it is possible to reduce the shape to obtain the same sound pressure. Further, the frame member 25 also has a function of fixing to other members, and can be easily fixed to other members without using a means such as an adhesive or a screw. Since the adhesive surface of the frame member 25 is soft, it easily conforms to the unevenness of the mounting surface, and even if a slight gap is generated, almost no chattering noise is generated. Further, the frame member 25 also has a function of absorbing shock, and can improve the shock resistance reliability of the piezoelectric sounding element 21. At the same time, since the frame member 25 absorbs the distortion due to the thermal change, the reliability against the thermal shock and the like can be improved.
[0016]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the principle of the present invention is as shown in FIG. 1, in the following embodiments, a high-quality piezoelectric speaker is used as an example.
[0018]
3A and 3B show a basic configuration of an embodiment of the piezoelectric sounding element 31 according to the present invention. The piezoelectric sounding element 31 according to the present embodiment is provided with a piezoelectric vibrating plate 34 by bonding two piezoelectric elements 33 [33A, 33B] on both sides of the vibrating plate 32. A vibrating body 36 is formed by covering with a flexible resin sheet 35 [35A, 35B], and a frame member 37 having elasticity is fixed to one surface of an outer peripheral portion of the vibrating body 36. The flexible resin sheet 35 has a larger area than the piezoelectric vibrating plate 34 and has a size substantially equal to the outer shape of the frame member 37. The resin sheet 35 is attached to one of the adhesive surfaces of the frame member 37. Further, the outer shape of the piezoelectric vibrating plate 34 is smaller than the inner size of the frame member 37, and the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrating plate 34 has only two flexible resin sheets 35 [35 A, 35 B] ( A so-called flexible part) is formed. As shown in FIG. 3C, the piezoelectric sounding element 31 is configured such that a vibrating body 36 including a piezoelectric element 33 is directly fixed to a fixed portion such as an opening of a device by a frame member 37 having elasticity through a flexible portion including only a resin sheet 35. Is supported by a housing having
[0019]
In the piezoelectric sounding element 31 according to the present embodiment, a vibration generating portion including the piezoelectric element 33, a portion covered on both sides with the flexible resin sheet 35, a portion including only the flexible resin sheet 35, and a frame having elasticity. The structure is such that the rigidity gradually decreases from the vibration generating portion to the support portion of the vibration body 36 to the housing, such as the portion of the member 37, and is configured to flexibly support the vibration region of the vibration body. You.
[0020]
The piezoelectric element 33 [33A, 33B] is generally formed of a piezoelectric material such as a lead zirconate titanate material (usually PZT), and a metallized film of silver, nickel, gold or the like, for example, a conductive paste is formed on both surfaces thereof. An electrode 38 formed of a conductive film is used. When the vibration plate 32 is formed of a thin metal plate, the electrode 38 may be formed on one side of the piezoelectric element 33. In the case of a piezoelectric sounding element, it is desired that the thickness of the piezoelectric element 33 is small, and the piezoelectric element 33 is formed by sheet molding or the like. Although the thickness depends on the element area, a thickness of 100 μm or less is preferably used. Regarding the shape of the piezoelectric element, a circular element 33 as shown in FIGS. 1 , Square element 33 2 , An elliptical element 33 as shown in FIGS. 5A, B and C 3 , Rectangular element 33 4 , An oval element 33 having both ends on an arc connected by a straight line 5 Etc. can be used. The details of the circle, the ellipse, the rectangle, and the shape as shown in FIGS. 5A, 5B and 5C will be described later.
[0021]
The vibration plate 32 has a function of holding the piezoelectric element 33 [33A, 33B] and taking out an electrode on one side of the piezoelectric element 33, and can be generally made of a metal material. For example, stainless steel, copper, aluminum, Ni alloy, titanium, and the like. Usually, the thickness is usually 100 μm or less. In addition, the diaphragm 32 may be made of a plastic material. In addition, as a method of fixing the piezoelectric element 33 and the vibration plate 32, an epoxy resin adhesive, an anaerobic addition type UV adhesive, or the like can be used.
[0022]
The flexible resin sheet 35 can be a general plastic film, such as a polypropylene film, a polyethylene film, a polyester film, a polyimide film, and other thermoplastic resin films. In this example, depending on the material and thickness of the film, Careful selection is necessary, especially as the sound quality changes. For example, a polyester resin sheet having a thickness of 50 μm can be used.
[0023]
Further, in this example, among the resin sheets 35 covering both surfaces of the piezoelectric vibration plate 34, a polypropylene adhesive sheet can be used for one resin sheet 35A and a thermoplastic resin sheet can be used for the other resin sheet 35B. . In this case, the polypropylene pressure-sensitive adhesive sheet 35A is formed of a pressure-sensitive adhesive tape having a pressure-sensitive adhesive layer on the surface on the piezoelectric element 33 side, based on a polypropylene resin sheet. Regarding the thickness, the thickness of the base polypropylene resin sheet is, for example, about 20 to 40 μm, and the total thickness including the adhesive layer is, for example, about 60 to 80 μm. As a general-purpose tape, polypropylene has a low mechanical resonance sharpness (Q value) inherent to the material and is suitable for an acoustic material. This polypropylene adhesive sheet 35A is attached to one surface of the piezoelectric vibrating plate 34, thereby improving the acoustic characteristics, insulating the electrode 38, and protecting the piezoelectric element 33.
The thermoplastic resin sheet 35 </ b> B has a thickness of about 50 μm to 100 μm, and is attached to the other surface of the diaphragm 12 by thermocompression. The Young's modulus of the thermoplastic resin sheet 35B itself is small, and it is possible to provide the resin sheet portion with appropriate strength by combining with the above-mentioned polypropylene resin sheet 35A.
[0024]
The frame member 37 desirably has a certain required thickness and elasticity, and needs to have double-sided adhesiveness. For example, a special foamed polyethylene double-sided adhesive tape (No. 5713: thickness 0.33 mm) manufactured by Nitto Denko Corporation is suitable as the frame member 37. In addition, a polyethylene foam material manufactured by Sumitomo 3M is also suitable. When selecting the frame member 37, it is necessary to select the frame member 37 based on the required thickness, heat resistance, and the like.
[0025]
The above-described piezoelectric sounding element 31 can be manufactured as follows.
First, the piezoelectric elements 33A and 33B having the electrodes 38 formed on both surfaces of the vibration plate 32 are attached to form the piezoelectric vibration plate 34. The piezoelectric vibrating plate 34 is covered with a resin sheet 35 [35A, 35B] to form a vibrating body 36. On the other hand, a frame member 37 is punched into a frame shape from a sheet-like body having elasticity with both surfaces being adhesive surfaces. The frame member 37 is fixed to the outer peripheral portion of only the resin sheet 35 of the vibrating body 36 to obtain the target piezoelectric sounding element 31.
[0026]
Next, a detailed description will be given including a specific shape for realizing an actual high sound quality speaker.
The piezoelectric speaker converts the in-plane expansion / contraction strain of the piezoelectric element into bending in a direction perpendicular to the surface, and generates a sound wave by bending vibration of the surface. A general acoustic signal has a band of about 20 Hz to 20 kHz, and a number of surface resonance modes occur in the vibration mode of the piezoelectric sounding element within this band. When a significant difference in sound pressure due to a difference in signal frequency occurs due to the influence of the surface resonance, the sound quality is significantly deteriorated. Therefore, in order to achieve high sound quality, it is necessary to minimize the change in sound pressure due to frequency.
[0027]
In the piezoelectric sounding element, for example, as shown in FIGS. 1 , 33 2 Then, the difference between the sound pressure maximum point and the sound pressure minimum point due to the frequency increases. This is because resonance at a specific frequency is likely to occur because the vertical and horizontal dimensions are equal.
In order to prevent this, as shown in FIGS. 5A, 5B and 5C, the piezoelectric element 33 has an elliptical, rectangular, or oval shaped element 33. 3 , 33 4 , 33 5 In this case, the resonance mode can be dispersed due to the difference in the vertical and horizontal dimensions, so that the sound quality is improved.
[0028]
FIG. 8 shows a piezoelectric sounding element 31 according to the present embodiment having an elastic frame member 37 (see FIG. 6) and a piezoelectric sounding element 41 according to a comparative example having a non-elastic frame member 47 (see FIG. 6). 8 is a graph showing acoustic characteristics in comparison with FIG. 7). In the figure, a curve I indicated by a solid line is a characteristic of the piezoelectric sounding element 31 of the present embodiment, and a curve II indicated by a broken line is a characteristic of the piezoelectric sounding element 41 of the comparative example. Both have almost the same acoustic characteristics. According to FIGS. 8, 6 and 7, when the piezoelectric sounding element 31 of the present embodiment has the same acoustic characteristics as the piezoelectric sounding element 41 of the comparative example of FIG. It is recognized that smaller sizes can be formed.
The piezoelectric sounding element 31 in the present embodiment of FIG. 6 has external dimensions GX = 32 mm, GY = 26 m, external dimensions of the diaphragm 32 SSX = 26, SSY = 20 mm, and the frame member 37 is, for example, manufactured by Nitto Denko Corporation. Using a special foamed polyethylene double-sided adhesive tape. The acoustic characteristic at this time is a curve I in FIG. On the other hand, the piezoelectric sounding element 41 in the comparative example of FIG. 7 has outer dimensions of GX = 32 mm, GY = 26 mm, outer dimensions of the diaphragm 32 of SSX = 26 mm, and SSY = 22 mm. It constituted using. Other configurations are the same for both piezoelectric sounding elements 31 and 41, and are the same as those in FIG. 3. Therefore, corresponding portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. The piezoelectric element 33 is formed in an elliptical shape, the diaphragm 32 is formed of a 42 alloy material (Fe-Ni alloy) having a thickness of 30 μm or 50 μm, and each of the rectangular corners is formed with R = 3 mm. Thickness d manufactured by Denko 1 = 50 μm, and the thickness d2 of the vibrating body including the piezoelectric vibrating plate and the resin sheet was set to 0.25 mm to 0.3 mm.
[0029]
As shown in FIG. 8, both piezoelectric sounding elements 31 and 41 were made small for the same acoustic characteristics, but still in a low frequency region of 600 Hz or less, the piezoelectric sounding elements 31 and 41 of the present embodiment are still smaller. It is recognized that the acoustic characteristics are better.
[0030]
On the other hand, in the present embodiment, a region of only the resin sheet of FX = FY = about 0.5 mm is secured between the outer peripheral portion of the diaphragm 32 and the inner peripheral circle of the frame member 37. Further, in the case of the configuration supported by the flexible frame member 37 of the present embodiment, it is necessary to set dimensions in consideration of the flatness of the frequency characteristics of sound pressure, and SX / SY in SX> SY or SSX> SSY, or The SSX / SSY ratio is important. As for the method of determining the dimensions, first, the SX value is obtained based on the longitudinal dimension of the piezoelectric element to be used.
[0031]
According to the above-described piezoelectric sounding element 31 according to the present embodiment, since the frame member 37 having a required elasticity is integrally provided and the frame member 37 is directly joined to the fixing portion of the device, By optimizing the dimensions and the like, a small size and high sound quality can be achieved. In such a piezoelectric sounding element 31, for example, in a state before being mounted in the device, a release paper is attached to the mounting surface of the frame member 37 and placed. The mounting surface of the frame member is protected by the release paper. When mounting the piezoelectric sounding element 31 in a device, the release paper can be peeled off, attached to a predetermined location, and mounted by applying a slight pressure. The frame member 37 itself has a function of preventing chattering noise, and there is no need to use a cushion material for preventing chattering noise, which is conventionally performed well. In the present embodiment, it basically has durability against a thermal shock of −40 ° C. to + 85 ° C. Also, in other tests such as a drop impact, there was no breakage by a drop test of about 1 m with a dummy machine mounted with a weight of 250 g. The weight of the piezoelectric sounding element 31 of the embodiment shown in FIG. 6 is as light as about 0.7 g.
[0032]
On the other hand, in the piezoelectric sounding element 31 according to the above-described embodiment, the piezoelectric vibrating plate 34 is covered with the resin sheet 35, and the outermost peripheral portion of the resin sheet 35 is provided on the housing of the device via the frame member 37. The following effects can be achieved by adopting a configuration in which the support is made.
(1) The damping ratio of the resin sheet 35 itself is larger than the material-specific damping ratio of the metal material or the plastic material constituting the piezoelectric diaphragm, and the damping effect of the resin sheet 35 causes the damping of the piezoelectric diaphragm itself. The effect can be enhanced. By this effect, the sound pressure difference between the peak and the valley near the resonance point can be suppressed. Thereby, flatness of the sound pressure frequency characteristic can be obtained.
(2) By covering all the electrode surfaces of the piezoelectric vibrating plate with the resin sheet 35, all the electrode surfaces other than the terminal portions are insulated and covered with the resin sheet 35, and the insulation of the electrode surfaces can be secured. At the same time, there is also an effect of suppressing generation of cracks and cracks in the piezoelectric element portion due to external force.
[0033]
The piezoelectric sounding element according to the present invention can be applied to a structure in which a piezoelectric element is bonded to one surface of a vibration plate (usually a monomorph type) and a structure in which a piezoelectric element is bonded to both surfaces of a vibration plate (usually a bimorph type).
[0034]
9 to 11 show another embodiment of the piezoelectric sounding element of the present invention.
The piezoelectric sounding element 42 shown in FIG. 9 is formed by bonding a piezoelectric element 33 to one surface of a vibrating plate 32 made of a thin metal plate and forming a piezoelectric vibrating plate 51 provided with an electrode 38 on the surface of the piezoelectric element 33. Is covered with a resin sheet 35 [35 A, 35 B], and a frame member 37 is fixed to an outer peripheral portion of the resin sheet 35.
[0035]
The piezoelectric sounding element 43 shown in FIG. 10 uses a bimorph type piezoelectric vibrating plate 34 in which piezoelectric elements 33A and 33B are adhered to both surfaces of a vibrating plate 32 made of a thin metal plate, and electrodes 38 are formed on the surfaces of the piezoelectric elements 33A and 33B. One surface of the piezoelectric vibrating plate 34 is covered with a resin sheet 35A which is slightly larger than the piezoelectric vibrating plate 34, and the other surface of the piezoelectric vibrating plate 34 is covered with a resin sheet 35B having the same size as the piezoelectric vibrating plate 34; The frame member 37 is fixed to the outer peripheral portion of the resin sheet 35A.
[0036]
The piezoelectric sounding element 44 shown in FIG. 11 uses a bimorph type piezoelectric vibrating plate 34 in which piezoelectric elements 33A and 33B are adhered to both surfaces of a vibrating plate 32 made of a thin metal plate, and electrodes 38 are formed on the surfaces of the piezoelectric elements 33A and 33B. One surface of the piezoelectric vibrating plate 34 is covered with a resin sheet 35A which is slightly larger than the piezoelectric vibrating plate 34, and the frame member 37 is fixed to the outer peripheral portion of the resin sheet 35A. In addition, although not shown, a configuration in which the frame member 37 is directly fixed to the outer peripheral portion of the vibration plate without covering the piezoelectric vibration plate with the resin sheet may be adopted.
[0037]
The piezoelectric sounding element of the present invention is applied to a speaker, a receiver, other sounding elements, and the like.
[0038]
The piezoelectric sound generating element of the present invention can be configured to be delivered in the form of an aggregate sheet in which a plurality of piezoelectric sound elements are arranged. FIG. 12 shows a piezoelectric sounding element having a collective sheet form and a method of manufacturing the same.
First, as shown in FIG. 12A, a sheet member 52 for a frame member is prepared in which release papers 51 [51A, 51B] are arranged on both sides of a strip-shaped raw material sheet 37 'to be the frame member 37.
Next, as shown in FIG. 12B, the sheet member 52 for a frame member is punched with the release paper 51 attached so that an opening 53 is formed in a portion corresponding to the diaphragm. A plurality of the openings 53 are formed at predetermined intervals along the belt-shaped sheet member 52 for a frame member. This punching is performed using a continuous punching machine. Then, one release paper 51A is peeled off.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 12C, a plurality of piezoelectric vibrating plates 34 from which the lead wires 54 are respectively led are arranged at predetermined intervals in a band shape, and both sides of each piezoelectric vibrating plate 34 are formed of two common band-shaped resin sheets. A sheet member 55 for a piezoelectric vibrating plate covered with the sheet 35 [35A, 35B] is prepared.
[0040]
Next, as shown in FIG. 12D, the piezoelectric vibrating plate 34 is positioned on the exposed surface of the raw material sheet 37 ′ of the sheet member 52 for the frame member in FIG. The sheet-like members 55 for a diaphragm are overlapped and bonded. Next, a cut 56 is formed by a cutter or the like over the entirety of the release paper 51B and the resin sheet 35 covering the piezoelectric vibration plate 34 so that a part of the release paper 51B remains at a position between the adjacent piezoelectric vibration plates 34. . Thus, a collective sheet form 57 in which the plurality of piezoelectric sounding elements 31 are arranged so as to adhere to the release paper 51B is obtained.
[0041]
According to the collective sheet form 57 according to the present embodiment, since the piezoelectric sounding elements 31 can be handled in an assembled state, quantity control can be easily performed, and the piezoelectric sounding elements 31 can be easily detached from the release paper 51B. , Etc. have practical advantages. As described above, in the present embodiment, by providing the frame member 37, it is possible to efficiently manufacture the piezoelectric sounding element 31 using the standard delivery form of the material.
[0042]
【The invention's effect】
According to the piezoelectric sounding element of the present invention, by expanding the vibration region of the vibrating body, it is possible to improve the acoustic characteristics if the same shape is obtained, and to reduce the size if the same acoustic characteristics are obtained. it can. The member that deforms following the vibration fixed to the vibrator also has a function of absorbing shock, and can also improve the shock resistance reliability of the piezoelectric sounding element. Since the deformable member absorbs the distortion even when the distortion is caused by a thermal change or the like, the reliability against a thermal shock or the like can be improved.
When the deformable member is formed of a double-sided adhesive tape, the member is easily adapted to the unevenness of the mounting surface, and even if a slight gap is formed, almost no chattering noise is generated. The attachment of the piezoelectric sounding element and the fixed portion can be easily performed without impairing the acoustic characteristics.
Since only the deformable member is interposed between the vibrating body and the fixed portion, the above-described effect can be achieved.
When the piezoelectric vibrating plate is covered with a resin sheet having an area larger than that of the piezoelectric vibrating plate to form a vibrating body, a region including only the resin sheet is formed on the outer peripheral portion of the piezoelectric vibrating plate, and peaks and valleys near the resonance point are formed. The sound pressure difference can be suppressed, and the sound pressure frequency characteristics can be flattened.
[0043]
According to the method of manufacturing a piezoelectric sounding element of the present invention, it is possible to accurately and easily manufacture a piezoelectric sounding element with improved acoustic characteristics or a reduced size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a principle configuration of a piezoelectric sounding element according to the present invention.
FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating a vibration state of a piezoelectric sounding element of a comparative example.
B is an explanatory view showing a vibration state of the piezoelectric sounding element of the present invention.
FIG. 3A is a sectional view showing one embodiment of a piezoelectric sounding element according to the present invention.
B is a bottom view of the piezoelectric sounding element of FIG. 2A.
FIG. 2C is a configuration diagram showing a state where the piezoelectric sounding element of FIG. 2A is attached to a housing of the device.
FIG. 4 is a plan view showing an embodiment of A and B piezoelectric elements.
FIG. 5 is a plan view showing an embodiment of an A to C piezoelectric element.
FIG. 6 is a configuration diagram of a piezoelectric sounding element according to the present embodiment used for measuring acoustic characteristics.
FIG. 6B is a configuration diagram showing a state in which the piezoelectric sound generating element of FIG. 6A is attached to a housing of the device.
FIG. 7 is a configuration diagram of a piezoelectric sounding element of a comparative example used for measurement of acoustic characteristics A.
FIG. 7B is a configuration diagram showing a state in which the piezoelectric sounding element of FIG. 7A is attached to a housing of the device.
8 is an acoustic characteristic diagram of the piezoelectric sounding element of FIG. 6 and the piezoelectric sounding element of FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sounding element according to the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sounding element according to the present invention.
FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sounding element according to the present invention.
12A to 12D are manufacturing process charts showing a form of a collective sheet of the piezoelectric sounding element according to the present invention and a manufacturing method thereof.
FIG. 13 is a configuration diagram showing an example of a conventional piezoelectric sounding element.
14A and 14B are configuration diagrams of a conventional piezoelectric buzzer.
[Explanation of symbols]
21, 31,... Piezoelectric sounding element, 22, 32,... Diaphragm, 23, 33 [33A, 33B], 33 1 , 33 2 , 33 3 , 33 4 , 33 5 ..Piezoelectric elements, 24, 34..Piezoelectric vibration plates, 25, 37..Frame members, 26..Cases, 27..Openings, 35 [35A, 35B] .. Resin sheets, 36..Vibrators, 38..Electrode

Claims (7)

圧電素子と該圧電素子を貼り付けた振動板とからなる圧電振動板を少なくとも有する振動体を有し、
前記振動体が、振動体の振動に追従して変形する部材を介して固定部に接合されるようにして成る
ことを特徴とする圧電発音素子。
Having a vibrating body having at least a piezoelectric vibration plate composed of a piezoelectric element and a vibration plate to which the piezoelectric element is attached,
A piezoelectric sounding element characterized in that the vibrating body is joined to a fixed part via a member that deforms following the vibration of the vibrating body.
前記圧電発音素子が両面粘着テープで形成されて成る
ことを特徴とする請求項1記載の圧電発音素子。
2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein said piezoelectric sounding element is formed of a double-sided adhesive tape.
前記変形する部材のみが、前記振動体と前記固定部の間に介在されて成る
ことを特徴とする請求項1記載の圧電発音素子。
2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein only the deformable member is interposed between the vibrating body and the fixed portion.
前記圧電振動板の少なくとも一方の面の全面が、該圧電振動板より大きい面積の樹脂シートで被覆されて、前記振動体が構成され、
前記樹脂シートに振動体の振動に追従して変形する部材が固着されて成る
ことを特徴とする請求項1記載の圧電発音素子。
The entire surface of at least one surface of the piezoelectric vibrating plate is covered with a resin sheet having an area larger than the piezoelectric vibrating plate to form the vibrating body,
2. The piezoelectric sound generating element according to claim 1, wherein a member that deforms following the vibration of the vibrator is fixed to the resin sheet.
振動板に圧電素子を貼り付けた圧電振動板を少なくとも有する振動体を形成し、前記振動体の外周部に該振動体の振動に追従して変形する部材を固着する工程を有する
ことを特徴とする圧電発音素子の製造方法。
Forming a vibrating body having at least a piezoelectric vibrating plate having a piezoelectric element attached to the vibrating plate, and fixing a member that deforms following the vibration of the vibrating body to an outer peripheral portion of the vibrating body. Of manufacturing a piezoelectric sounding element.
前記変形する部材を両面粘着テープで形成する
ことを特徴とする請求項5記載の圧電発音素子の製造方法。
The method according to claim 5, wherein the deformable member is formed of a double-sided adhesive tape.
前記圧電振動板の少なくとも一方の面の全面を、該圧電振動板より大きい面積の樹脂シートで被覆して前記振動体を形成し、
前記樹脂シートに振動体の振動に追従して変形する部材を固着する
ことを特徴とする請求項5記載の圧電発音素子の製造方法。
Forming the vibrating body by covering the entire surface of at least one surface of the piezoelectric vibration plate with a resin sheet having an area larger than the piezoelectric vibration plate,
6. The method according to claim 5, wherein a member that deforms following the vibration of the vibrator is fixed to the resin sheet.
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