JP2008199266A - Electroacoustic transducer - Google Patents
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Description
本発明は、圧電ブザーや圧電サウンダなどの圧電音響部品を回路基板に表面実装してなる電気音響変換器に関するものである。 The present invention relates to an electroacoustic transducer formed by surface-mounting a piezoelectric acoustic component such as a piezoelectric buzzer or a piezoelectric sounder on a circuit board.
従来、ブザーやサウンダなどの圧電音響部品は、電子機器、家電製品、携帯電話機などにおいて、警報音や動作音を発生する発音部品として広く用いられている。この種の圧電音響部品は、ケースの内部に取り付けられた圧電振動板を備えており、この振動板で仕切られたケースの一方の部屋(前気室)に音を出す放音孔を形成し、他方の部屋(後気室)に周波数特性調整用の開放孔(または漏洩孔)を形成した構造となっている。 Conventionally, piezoelectric acoustic parts such as buzzers and sounders are widely used as sounding parts for generating alarm sounds and operation sounds in electronic devices, home appliances, mobile phones and the like. This type of piezoelectric acoustic component has a piezoelectric diaphragm attached to the inside of the case, and forms a sound emitting hole that emits sound into one room (front air chamber) of the case partitioned by the diaphragm. In the other chamber (rear air chamber), an open hole (or leak hole) for adjusting frequency characteristics is formed.
近年、機器の小型化、電子部品の高集積化に伴い、圧電音響部品を回路基板に表面実装することが一般的に行われている。圧電音響部品を回路基板に表面実装した場合、ケースの裏面側に設けられる開放孔が回路基板で閉じられないようにするため、開放孔をケースの側壁に形成したものがある。 In recent years, with the miniaturization of devices and the high integration of electronic components, surface mounting of piezoelectric acoustic components on a circuit board is generally performed. When a piezoelectric acoustic component is surface-mounted on a circuit board, an open hole is formed on the side wall of the case so that the open hole provided on the back side of the case is not closed by the circuit board.
図7,図8は特許文献1に示された表面実装型の圧電音響部品Aの一例である。圧電音響部品Aのケース1はケース本体1aとカバー1bとで構成され、ケース1の内部には圧電振動板2が収容され、この圧電振動板2によってケース1の内部が前気室3と後気室4とに仕切られている。カバー1bには前気室3に通じる放音孔5が形成され、ケース本体1aの底面近傍の側壁には後気室4に通じる開放孔6が形成されている。さらに、ケース本体1aの対向する2辺の側壁には、回路基板と接続するための外部接続用端子電極7,8が形成されている。このような圧電音響部品Aを回路基板Bに表面実装した場合、開放孔6が回路基板で閉じられないので、開放孔6による周波数特性の調整効果を発揮することができる。
7 and 8 show an example of the surface mount type piezoelectric acoustic component A disclosed in
図9は、上記圧電音響部品Aを回路基板Bに表面実装し、圧電音響部品Aから音を発生させた状態を示す。図9において、領域S1は放音孔5から放出される音波領域を示し、領域S2は開放孔6から放出される音波領域を示し、領域S3は両音波の干渉領域である。圧電振動板2をある周波数で振動させると、放音孔5から発生する音と開放孔6から発生する音とが互いに逆位相となるため、両者の音が同一時間で重なり合い、互いに打ち消しあって音を減衰させるという問題がある。この現象は、前気室3の共鳴周波数(例えば4kHz)より低周波領域、例えば1〜3kHz付近において顕著に現れる。
FIG. 9 shows a state in which the piezoelectric acoustic component A is surface-mounted on a circuit board B and sound is generated from the piezoelectric acoustic component A. In FIG. 9, a region S1 indicates a sound wave region emitted from the
圧電音響部品は、振動板を振動させ、前気室の共鳴(ヘルムホルツの共鳴)を利用して音を発生させる。前気室の共鳴周波数は、前気室の面積と高さ、放音孔の面積と長さ等によって決定されるが、一般にブザー等の単一の作動音を発生する圧電音響部品の場合、前気室の共鳴周波数を人間の耳に最も聞こえやすい4kHz付近に設定することが多い。しかし、製品によっては4kHzより低周波(例えば2〜3kHz付近)の音を発生させたい場合があり、その場合には前気室の共鳴周波数を低くしなければならない。前気室の共鳴周波数を低くするには、前気室の体積を大きくする必要があり、圧電音響部品が大型になるという問題がある。 The piezoelectric acoustic component vibrates the diaphragm and generates sound using the resonance of the front air chamber (Helmholtz resonance). The resonance frequency of the front air chamber is determined by the area and height of the front air chamber, the area and length of the sound emission hole, etc., but in the case of a piezoelectric acoustic component that generally generates a single operating sound such as a buzzer, In many cases, the resonance frequency of the front air chamber is set in the vicinity of 4 kHz that is most audible to the human ear. However, depending on the product, there is a case where it is desired to generate a sound having a frequency lower than 4 kHz (for example, around 2 to 3 kHz). In this case, the resonance frequency of the front air chamber must be lowered. In order to lower the resonance frequency of the front air chamber, it is necessary to increase the volume of the front air chamber, and there is a problem that the piezoelectric acoustic component becomes large.
図9の(a)は比較的大型の圧電音響部品Aの例を示したものであるが、図9の(b)のように製品サイズが小さくなると、放音孔5と開放孔6とが近接してくるため、互いの音が打ち消し合う領域S3が広くなり、肝心の放音孔5から発生する音が大きく減衰してしまう。このように放音孔と開放孔との距離と音圧減少との関係は、距離が短くなるほどその影響が顕著になる。また、圧電音響部品のサイズが小さくなると、振動板の面積も小さくなり、音圧も低下してしまう。このような理由から、ブザーとして一般的に要求される80dB以上の音圧を得るには、従来では圧電音響部品の小型化に限界があった。また、圧電音響部品の実際の音圧性能は、実装環境によって影響を受け、一般には公称性能より劣るという問題があった。すなわち、開放孔を圧電音響部品の底面近傍の側面に形成した場合には、回路基板に実装したとき、開放孔が回路基板の表面近くに開口しているため、圧電音響部品の近傍に別の表面実装部品が存在すると、開放孔からの空気の出入りが邪魔されるからである。
そこで、本発明の目的は、圧電音響部品のさらなる小型化を可能とし、前気室の共鳴周波数より低周波の音を減衰させることなく効果的に発生させることができる電気音響変換器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electroacoustic transducer that can further reduce the size of the piezoelectric acoustic component and can effectively generate sound having a frequency lower than the resonance frequency of the front air chamber without attenuation. There is.
上記目的を達成するため、本発明の第1実施形態は、電極間に交番信号を印加することにより屈曲振動する圧電振動板と、上記圧電振動板を収納し、上記圧電振動板によって内部空間が前気室と後気室とに区画されたケースと、上記ケースの前気室と外部とを連通する放音孔と、上記ケースの後気室と外部とを連通する開放孔と、を備えた圧電音響部品を回路基板に表面実装してなる電気音響変換器において、上記放音孔は上記回路基板と対面しないケースの面に形成され、上記開放孔は上記回路基板と対面するケースの面に形成され、上記開放孔と対応する回路基板の部位に貫通孔が形成され、上記圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、上記開放孔を設けたケースの面は回路基板に実質的に密着しており、上記圧電振動板の共振周波数f1 は上記前気室の共鳴周波数f0 より低く設定され、上記圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させることを特徴とする電気音響変換器を提供する。 In order to achieve the above object, the first embodiment of the present invention accommodates a piezoelectric diaphragm that bends and vibrates when an alternating signal is applied between the electrodes, and the piezoelectric diaphragm. A case partitioned into a front air chamber and a rear air chamber; a sound emitting hole that communicates the front air chamber of the case with the outside; and an open hole that communicates the rear air chamber of the case with the outside. In the electroacoustic transducer formed by surface mounting the piezoelectric acoustic component on the circuit board, the sound emitting hole is formed on the surface of the case that does not face the circuit board, and the open hole is the surface of the case that faces the circuit board. A through hole is formed in a portion of the circuit board corresponding to the open hole, and the surface of the case provided with the open hole is substantially in the circuit board in a state where the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on the circuit board. The piezoelectric diaphragm is in close contact with Wavenumber f 1 is set lower than the resonance frequency f 0 of the front air chamber, to provide an electroacoustic transducer, characterized in that actuating the piezoelectric vibrating plate at a resonance frequency f 1 near the frequency.
本発明の第2実施形態は、電極間に交番信号を印加することにより屈曲振動する圧電振動板と、上記圧電振動板を収納し、上記圧電振動板によって内部空間が前気室と後気室とに区画されたケースと、上記ケースの前気室と外部とを連通する放音孔と、上記ケースの後気室と外部とを連通する開放孔と、を備えた圧電音響部品を回路基板に表面実装してなる電気音響変換器において、上記放音孔は上記回路基板と対面するケースの面に形成され、上記開放孔は上記回路基板と対面しないケースの面に形成され、上記放音孔と対応する回路基板の部位に貫通孔が形成され、上記圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、上記放音孔を設けたケースの面は回路基板に実質的に密着しており、上記圧電振動板の共振周波数f1 は上記前気室の共鳴周波数f0 より低く設定され、上記圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させることを特徴とする電気音響変換器を提供する。 According to a second embodiment of the present invention, a piezoelectric diaphragm that bends and vibrates when an alternating signal is applied between the electrodes, and the piezoelectric diaphragm are housed. A circuit board comprising a piezoelectric acoustic component comprising: a case partitioned into a plurality of cases; a sound emitting hole that communicates the front air chamber of the case with the outside; and an open hole that communicates the rear air chamber of the case with the outside. In the electroacoustic transducer formed on the surface, the sound emitting hole is formed on the surface of the case facing the circuit board, and the open hole is formed on the surface of the case not facing the circuit board. A through hole is formed in a portion of the circuit board corresponding to the hole, and the surface of the case provided with the sound emitting hole is substantially in close contact with the circuit board in a state where the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on the circuit board. , the resonance frequency f 1 of the piezoelectric diaphragm of the front air chamber It is set lower than the frequency f 0 sounding, to provide an electroacoustic transducer, characterized in that actuating the piezoelectric vibrating plate at a resonance frequency f 1 near the frequency.
本発明では、放音孔と開放孔とを回路基板の同一面側に開口させるのではなく、異なる面に開口させ、しかも前気室の共鳴周波数より低い周波数で圧電振動板を駆動している。従来の場合には、圧電振動板を前気室の共鳴周波数以下の周波数で駆動すると、放音孔から発生する音と開放孔から発生する音とが互いに逆位相となるため、両者の音が打ち消しあって音を減衰させるという問題がある。これに対し、本発明では、放音孔と開放孔とが回路基板の異なる面に開口しているため、回路基板が遮音壁の役割を果たし、干渉現象を防止できる。その結果、放音孔単体の音圧特性を得ることができる。放音孔単体の音圧特性は、振動板の共振周波数付近で最大の音圧を得ることができる。この音圧は放音孔と開放孔とを回路基板の同一面側に開口させた場合の総合音圧よりも優れており、しかも前気室の共鳴周波数より低周波であるため、電子機器の動作音などとして好適な音を発生できる。さらに、前気室の共鳴周波数より低周波でかつ大きな音圧を発生させることができるので、圧電音響部品のさらなる小型化が可能になる。開放孔は対向する回路基板の貫通孔を介して開放されているので、圧電音響部品の近傍に別の部品が表面実装されていても、その部品によって開放孔の性能が影響を受けない。そのため、圧電音響部品の実際の音圧性能として公称性能に近い性能を得ることができる。 In the present invention, the sound emitting hole and the opening hole are not opened on the same surface side of the circuit board, but are opened on different surfaces, and the piezoelectric diaphragm is driven at a frequency lower than the resonance frequency of the front air chamber. . In the conventional case, when the piezoelectric diaphragm is driven at a frequency equal to or lower than the resonance frequency of the front air chamber, the sound generated from the sound emitting hole and the sound generated from the open hole are in opposite phases to each other. There is a problem that the sound is attenuated by canceling each other. On the other hand, in the present invention, since the sound emitting hole and the opening hole are opened on different surfaces of the circuit board, the circuit board serves as a sound insulating wall and can prevent an interference phenomenon. As a result, the sound pressure characteristic of the sound emitting hole alone can be obtained. As for the sound pressure characteristic of the sound emitting hole alone, the maximum sound pressure can be obtained near the resonance frequency of the diaphragm. This sound pressure is superior to the total sound pressure when the sound emission hole and the opening hole are opened on the same surface side of the circuit board, and because it is lower than the resonance frequency of the front air chamber, Sound suitable for operation sound can be generated. Furthermore, since a large sound pressure can be generated at a frequency lower than the resonance frequency of the front air chamber, the piezoelectric acoustic component can be further reduced in size. Since the open hole is opened through the through hole of the opposing circuit board, even if another component is surface-mounted in the vicinity of the piezoelectric acoustic component, the performance of the open hole is not affected by the component. Therefore, the performance close to the nominal performance can be obtained as the actual sound pressure performance of the piezoelectric acoustic component.
本発明では、圧電振動板の共振周波数f1 が前気室の共鳴周波数より低く設定され、圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させる。前気室の共鳴周波数は、上述のように前気室の面積と高さ、放音孔の面積と長さによって設定される。前気室の共鳴周波数は、一般に人間の耳に聞こえやすい4kHz付近に設定されるが、これより低い共鳴周波数とするには、前気室の容積つまりケースを大きくする必要が生じ、圧電音響部品の小型化を損なう。これに対し、圧電振動板の共振周波数f1 はその大きさと厚みなどによって設定されるが、共鳴周波数より低くすること(例えば2〜3kHz付近)は、小型化を損なわずに実現できる。したがって、圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させれば、本発明の作用効果を達成することができる。 In the present invention, the resonance frequency f 1 of the piezoelectric diaphragm is set lower than the resonance frequency of the front air chamber, and the piezoelectric diaphragm is operated at a frequency near the resonance frequency f 1 . The resonance frequency of the front air chamber is set by the area and height of the front air chamber and the area and length of the sound emission hole as described above. The resonance frequency of the front air chamber is generally set in the vicinity of 4 kHz that can be easily heard by the human ear. However, in order to make the resonance frequency lower than this, it is necessary to increase the volume of the front air chamber, that is, the case. The downsizing of the product is impaired. On the other hand, the resonance frequency f 1 of the piezoelectric diaphragm is set depending on the size and thickness thereof, but lowering the resonance frequency (for example, around 2 to 3 kHz) can be realized without impairing downsizing. Therefore, if the piezoelectric diaphragm is operated at a frequency in the vicinity of the resonance frequency f 1 , the operational effects of the present invention can be achieved.
本発明では、圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させるが、好ましくは次式で規定される周波数fd で作動させるのがよい。
0.9f1 ≦fd ≦1.1f1
圧電振動板はその共振周波数f1 の近傍では大きな音圧を得ることができるが、それから外れると、音圧が大きく低下する。共振周波数f1 の0.9倍〜1.1倍の範囲であれば、最大音圧付近の音圧を得ることができる。
In the present invention, the piezoelectric diaphragm is operated at a frequency in the vicinity of the resonance frequency f 1, but is preferably operated at a frequency f d defined by the following equation.
0.9f 1 ≦ f d ≦ 1.1f 1
The piezoelectric diaphragm can obtain a large sound pressure in the vicinity of the resonance frequency f 1 , but if it deviates from this, the sound pressure greatly decreases. If the resonance frequency f 1 is in the range of 0.9 to 1.1 times, a sound pressure near the maximum sound pressure can be obtained.
本発明の第1実施形態では、開放孔を回路基板と対面するケースの面に形成し、開放孔と対応する回路基板の部位に貫通孔を形成し、圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、放音孔を設けたケースの面を回路基板に実質的に密着させたが、第2実施形態では、放音孔を回路基板と対面するケースの面に形成し、放音孔と対応する回路基板の部位に貫通孔を形成し、圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、放音孔を設けたケースの面を回路基板に実質的に密着させてある。この場合も、第1実施形態と同様に、放音孔から放出される音と開放孔から放出される音とが回路基板によって遮蔽されるので、両者の音の干渉現象を防止でき、放音孔単体の音圧特性を得ることができる。 In the first embodiment of the present invention, the opening hole is formed in the surface of the case facing the circuit board, the through hole is formed in the portion of the circuit board corresponding to the opening hole, and the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on the circuit board. In this state, the surface of the case provided with the sound emission hole is substantially adhered to the circuit board. However, in the second embodiment, the sound emission hole is formed on the surface of the case facing the circuit board, A through hole is formed in a corresponding circuit board portion, and the surface of the case provided with the sound emission hole is substantially adhered to the circuit board in a state where the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on the circuit board. Also in this case, as in the first embodiment, the sound emitted from the sound emitting hole and the sound emitted from the open hole are shielded by the circuit board. Sound pressure characteristics of a single hole can be obtained.
本発明の第1実施形態によれば、圧電音響部品を回路基板に表面実装した電気音響変換器において、放音孔を回路基板と対面しないケースの面に形成し、開放孔を回路基板と対面するケースの面に形成し、開放孔と回路基板の貫通孔とを対応させたので、放音孔から発生する音と開放孔から発生する音との干渉現象を確実に防止できる。そのため、放音孔単体の音圧特性を得ることができる。圧電振動板を前気室の共鳴周波数より低い圧電振動板の共振周波数付近で作動させると、その放音孔単体の音圧特性は放音孔と開放孔とを同一面に開口させた場合の総合音圧よりも優れており、低周波で音圧特性の優れた電気音響変換器を得ることができる。また、圧電音響部品を小型化しても、放音孔から発生する音が開放孔から発生する音により減衰せず、しかも圧電振動板から大きな音圧が得られるので、圧電音響部品のさらなる小型化が可能となる。 According to the first embodiment of the present invention, in the electroacoustic transducer in which the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on the circuit board, the sound emitting hole is formed on the surface of the case that does not face the circuit board, and the open hole faces the circuit board. Since the opening hole is made to correspond to the through hole of the circuit board, the interference phenomenon between the sound generated from the sound emitting hole and the sound generated from the opening hole can be reliably prevented. Therefore, the sound pressure characteristic of the sound emitting hole alone can be obtained. When the piezoelectric diaphragm is operated near the resonance frequency of the piezoelectric diaphragm lower than the resonance frequency of the front chamber, the sound pressure characteristics of the sound emitting hole itself are the same as when the sound emitting hole and the open hole are opened on the same plane. An electroacoustic transducer that is superior to the total sound pressure and has excellent sound pressure characteristics at a low frequency can be obtained. In addition, even if the piezoelectric acoustic component is downsized, the sound generated from the sound emitting hole is not attenuated by the sound generated from the open hole, and a large sound pressure can be obtained from the piezoelectric diaphragm. Is possible.
本発明の第2実施形態によれば、放音孔を回路基板と対面するケースの面に形成し、放音孔と対応する回路基板の部位に貫通孔を形成し、圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、放音孔を設けたケースの面を回路基板に実質的に密着させたので、第1実施形態と同様に、放音孔から放出される音と開放孔から放出される音との干渉現象を回路基板によって防止でき、放音孔単体の音圧特性を得ることができる。 According to the second embodiment of the present invention, the sound emitting hole is formed on the surface of the case facing the circuit board, the through hole is formed in the portion of the circuit board corresponding to the sound emitting hole, and the piezoelectric acoustic component is attached to the circuit board. Since the surface of the case provided with the sound emitting hole is substantially in close contact with the circuit board in the surface mounted state, the sound emitted from the sound emitting hole and the open hole are emitted as in the first embodiment. The circuit board can prevent an interference phenomenon with the sound to be heard, and the sound pressure characteristics of the sound emitting hole alone can be obtained.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on examples.
図1,図2は本発明の第1の実施形態である電気音響変換器を示す。この電気音響変換器は、回路基板10と、その上に表面実装された圧電音響部品20とで構成されている。この圧電音響部品20は、ブザーやサウンダなどのように単一周波数の音を発生させる用途に適したものであり、その構造は公知の圧電音響部品とほぼ同様である。すなわち、直方体形状のケース21と、このケース21の内部に収容された圧電振動板30とを含み、ケース21は凹型のケース本体22と平板状のカバー23とで構成されている。圧電振動板30としては、金属板に圧電体を貼り付けた構造でもよいし、圧電体のみで構成したものでもよく、交番電圧(交流電圧または矩形波電圧)を印加することにより屈曲振動し、音波を発生するものであればよい。ケース本体22の対向する2辺の底部には外部接続端子24,25が設けられ、ケース本体22の内部に設けられた段部上には圧電振動板30が載置され、図示しない封止材によって封止固定されている。圧電振動板30の各電極はそれぞれ公知の方法で外部接続端子24,25と接続されている。圧電振動板30によってケース21の内部は前気室26と後気室27とに仕切られ、ケース21の側壁上縁部には前気室26と外部とを連通する放音孔28が形成され、ケース21の底面(実装面)には後気室27と外部とを連通する開放孔29が形成されている。この実施例では放音孔28をケース本体22とカバー23との境界部、つまりケース21の側壁に形成したが、カバー23(ケース21の天面)に形成してもよいことは勿論である。
1 and 2 show an electroacoustic transducer according to a first embodiment of the present invention. This electroacoustic transducer is composed of a
回路基板10には、圧電音響部品20の外部接続端子24,25と対応したパッド電極11,12が設けられており、これらパッド電極11,12の間の領域には、開放孔29と対応した貫通孔13が設けられている。この貫通孔13は開放孔29の口径より大きな口径を有し、圧電音響部品20を表面実装する際に多少の位置ずれがあっても、開放孔29が貫通孔13の範囲内に入るように設計されている。パッド電極11,12と外部接続端子24,25とがそれぞれはんだ14によって接続され、圧電音響部品20は回路基板10に表面実装されている。その結果、圧電音響部品20の底面は回路基板10の上面に実質的に密着し、開放孔29から放出された音が回路基板10の上面側に漏れるのを防止している。
The
上記のように放音孔28からの音は回路基板10の上面側に放出され、開放孔29からの音は貫通孔13を介して回路基板10の下面側に放出されるので、両者の音は互いに干渉せず、個別の音圧特性を得ることができる。特に、圧電振動板30をその共振周波数(基本周波数)で駆動した場合、後述するように放音孔単体の音圧特性は、放音孔と開放孔とを合わせた総合特性より音圧が高くなるので、音圧性能が向上するという利点がある。しかも、圧電振動板30の共振周波数は前気室の共鳴周波数より低くできるので、従来のような前気室の共鳴周波数を用いた電気音響変換器より低周波化できる。また、音圧性能が実装環境の影響を受けにくいので、実装状態で公称性能に近い性能を得ることが可能になる。
As described above, the sound from the
圧電音響部品20の小型化が進むと、回路基板10に逆向きで実装してしまうトラブルが発生することがある。上記実施例では、放音孔28を直方体形状のケース21の一辺の側壁上端部に形成し、開放孔29を放音孔28を設けた側壁と対向する側壁寄りで、かつ底壁の中心部から一方に偏った位置に形成してある。そして、外部接続端子24,25を放音孔28を設けた側壁と直交する側壁の中央位置に形成してある。そのため、回路基板10に逆向きに実装した場合には、貫通孔13と開放孔29とが対応しないので、実装ミスを簡単に判別できる。このように圧電音響部品20に方向性を持たせることで、放音孔28を回路基板10の一定方向に開口させることができ、所望の音圧性能を常に得ることができる。また、放音孔28がケース21の側壁部に形成されている、換言すればケース21の天面に放音孔28が形成されていないので、圧電音響部品20をピックアップして実装する際、吸着パッドがケース21の天面を確実に吸着でき、吸引負圧が振動板に作用して振動板を破損するという不具合を防止できる。
When miniaturization of the piezoelectric
ここで、本発明の効果を確認するために、図3に示すような圧電音響部品20’を用いて音圧特性を測定した。この圧電音響部品20’は、開放孔29’の位置および形状が図1,図2に示す圧電音響部品20と異なるだけで、その他の構造は同一であるため、重複説明を省略する。開放孔29’は、放音孔28を設けた側壁と対向する側壁の底辺に沿って、底面側と側面側との2方向に開口した矩形状の孔である。
Here, in order to confirm the effect of the present invention, the sound pressure characteristics were measured using a piezoelectric acoustic component 20 'as shown in FIG. The piezoelectric
図4は上記圧電音響部品20’を回路基板10に表面実装し、その音圧特性をマイクロホン40を用いて測定した幾つかの例を示す。ここで、圧電音響部品20’の大きさは12mm×12mm×3mmであり、回路基板10の大きさは100mm×100mmであり、圧電音響部品20’を回路基板10の中央部に表面実装した。マイクロホン40は回路基板10から100mm離れた位置に配置した。
FIG. 4 shows some examples in which the piezoelectric
図4の(a)は放音孔28および開放孔29’の両方からの音(総合特性)を回路基板10の表面側に配置されたマイクロホン40で測定したものであり、回路基板10には貫通孔が設けられていない。図4の(b)は開放孔29’と対向する回路基板10の位置に貫通孔13を設け、放音孔28からの音(放音孔特性)だけを回路基板10の表面側に配置されたマイクロホン40で測定したものである。なお、開放孔29’の側面は封止物41で封止されており、開放孔29’らの音は回路基板10の裏面側にのみ放出される。図4の(c)は、図4の(b)とは逆に、マイクロホン40を回路基板10の裏面側に配置し、開放孔29’からの音(開放孔特性)だけをマイクロホン40で測定したものである。
4A shows the sound (total characteristics) from both the
図5は、図4の(a)〜(c)における測定結果を周波数−音圧特性図に表したものである。図5の太実線は総合特性、図5の細線は放音孔特性、図5の一点鎖線は開放孔特性を示す。図5から明らかなように、前気室の共鳴周波数f0 (約4.4kHz)では、3つの音圧特性が共に比較的高い音圧レベル(約79dB)を得ることができるが、ブザーとして一般に要求される80dBには達していない。一方、前気室の共鳴周波数f0 より低周波側では、開放孔特性が大きく低下しており、総合特性も干渉現象によって低下しているのに対し、放音孔特性は総合特性より高い音圧レベルを維持している。特に振動板の共振周波数f1 (約2.7kHz)付近では、放音孔特性は前気室の共鳴周波数f0 での音圧レベルより高い最大音圧レベル(約83dB)が得られている。なお、印加電圧の周波数fd が0.9f1 ≦fd ≦1.1f1 (但し、f1 は振動板の共振周波数)の範囲であれば、放音孔特性は80dB以上の大きな音圧が得られており、ブザーとして望ましい音圧レベルである。このように放音孔特性を用い、かつ振動板をその共振周波数f1 近傍で駆動すると、前気室の共鳴周波数f0 より低周波で、高い音圧が得られることが実証された。 FIG. 5 is a frequency-sound pressure characteristic diagram showing the measurement results in FIGS. The thick solid line in FIG. 5 indicates overall characteristics, the thin line in FIG. 5 indicates sound emission hole characteristics, and the alternate long and short dash line in FIG. 5 indicates open hole characteristics. As apparent from FIG. 5, at the resonance frequency f 0 (about 4.4 kHz) of the front air chamber, both of the three sound pressure characteristics can obtain a relatively high sound pressure level (about 79 dB). The generally required 80 dB is not reached. On the other hand, on the lower frequency side than the resonance frequency f 0 of the front air chamber, the open hole characteristic is greatly reduced and the overall characteristic is also deteriorated due to the interference phenomenon, whereas the sound emission hole characteristic is higher than the overall characteristic. The pressure level is maintained. Particularly in the vicinity of the resonance frequency f 1 (about 2.7 kHz) of the diaphragm, the sound emission hole characteristic has a maximum sound pressure level (about 83 dB) higher than the sound pressure level at the resonance frequency f 0 of the front air chamber. . If the frequency f d of the applied voltage is in the range of 0.9 f 1 ≦ f d ≦ 1.1 f 1 (where f 1 is the resonance frequency of the diaphragm), the sound emitting hole characteristic is a large sound pressure of 80 dB or more. Is obtained, which is a desirable sound pressure level as a buzzer. Thus, it was demonstrated that when the sound emitting hole characteristics are used and the diaphragm is driven in the vicinity of the resonance frequency f 1 , a high sound pressure can be obtained at a frequency lower than the resonance frequency f 0 of the front air chamber.
図6は本発明の第2実施例を示す。第1実施例と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施例では、圧電音響部品20をその放音孔28を設けたケース21の面を回路基板10に向けて表面実装したものである。具体的には、放音孔28を回路基板10と対面するケース21の面に形成し、開放孔29を回路基板10と対面しないケース21の面に形成してある。放音孔28と対応する回路基板10の部位に貫通孔13が形成され、圧電音響部品20を回路基板10に表面実装した状態で、放音孔28を設けたケース21の面は回路基板10に実質的に密着している。なお、貫通孔13は放音孔28より開口面積の大きな孔とするのがよい。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In this embodiment, the piezoelectric
この実施例の場合も、第1実施例と同様に、圧電振動板の共振周波数f1 を前気室の共鳴周波数f0 より低く設定し、圧電振動板をその共振周波数f1 近傍の周波数で作動させる。放音孔28と開放孔29とが回路基板10の異なる面に開口しているため、回路基板10が遮音壁の役割を果たし、両孔28,29からの音の干渉現象を防止できる。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, the resonance frequency f 1 of the piezoelectric diaphragm is set lower than the resonance frequency f 0 of the front air chamber, and the piezoelectric diaphragm is set at a frequency near the resonance frequency f 1. Operate. Since the
本発明は上記実施例に限定されるものではない。上記実施例では、圧電音響部品のケースを直方体形状としたが、円筒形状としてもよい。また、第1実施例では放音孔をケースの側壁に開口させたが、回路基板と対面しないケースの面であればよく、例えば天面(カバー)に設けてもよい。第2実施例では、開放孔をケースのコーナ部に設けたが、回路基板と対面しないケースの面であれば、どの面に形成してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments. In the above embodiment, the case of the piezoelectric acoustic component has a rectangular parallelepiped shape, but may have a cylindrical shape. In the first embodiment, the sound emitting hole is opened on the side wall of the case. However, it may be a surface of the case that does not face the circuit board, and may be provided on the top surface (cover), for example. In the second embodiment, the opening hole is provided in the corner portion of the case. However, it may be formed on any surface as long as the surface of the case does not face the circuit board.
10 回路基板
11,12 電極パッド
13 貫通孔
20 圧電音響部品
21 ケース
24,25 外部接続端子
26 前気室
27 後気室
28 放音孔
29 開放孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記放音孔は上記回路基板と対面しないケースの面に形成され、
上記開放孔は上記回路基板と対面するケースの面に形成され、
上記開放孔と対応する回路基板の部位に貫通孔が形成され、
上記圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、上記開放孔を設けたケースの面は回路基板に実質的に密着しており、
上記圧電振動板の共振周波数f1 は上記前気室の共鳴周波数f0 より低く設定され、上記圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させることを特徴とする電気音響変換器。 A piezoelectric vibration plate that bends and vibrates by applying an alternating signal between the electrodes; a case in which the piezoelectric vibration plate is housed; and an internal space is partitioned into a front air chamber and a rear air chamber by the piezoelectric vibration plate; An electroacoustic conversion formed by surface-mounting a piezoelectric acoustic component having a sound emitting hole communicating the front air chamber of the case with the outside and an open hole communicating the rear air chamber of the case with the outside on the circuit board. In the vessel
The sound emitting hole is formed on the surface of the case that does not face the circuit board,
The open hole is formed on the surface of the case facing the circuit board,
A through hole is formed in a portion of the circuit board corresponding to the open hole,
In a state where the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on a circuit board, the surface of the case provided with the open hole is substantially in close contact with the circuit board,
The resonance frequency f 1 of the piezoelectric vibrating plate is set lower than the resonance frequency f 0 of the front air chamber, the electro-acoustic transducer, characterized in that actuating the piezoelectric vibrating plate at a resonance frequency f 1 near the frequency.
上記放音孔は上記回路基板と対面するケースの面に形成され、
上記開放孔は上記回路基板と対面しないケースの面に形成され、
上記放音孔と対応する回路基板の部位に貫通孔が形成され、
上記圧電音響部品を回路基板に表面実装した状態で、上記放音孔を設けたケースの面は回路基板に実質的に密着しており、
上記圧電振動板の共振周波数f1 は上記前気室の共鳴周波数f0 より低く設定され、上記圧電振動板を共振周波数f1 近傍の周波数で作動させることを特徴とする電気音響変換器。 A piezoelectric vibration plate that bends and vibrates by applying an alternating signal between the electrodes; a case in which the piezoelectric vibration plate is housed; and an internal space is partitioned into a front air chamber and a rear air chamber by the piezoelectric vibration plate; An electroacoustic conversion formed by surface-mounting a piezoelectric acoustic component having a sound emitting hole communicating the front air chamber of the case with the outside and an open hole communicating the rear air chamber of the case with the outside on the circuit board. In the vessel
The sound emitting hole is formed on the surface of the case facing the circuit board,
The open hole is formed on the surface of the case that does not face the circuit board,
A through hole is formed in a portion of the circuit board corresponding to the sound emitting hole,
In a state where the piezoelectric acoustic component is surface-mounted on a circuit board, the surface of the case provided with the sound emitting hole is substantially in close contact with the circuit board,
The resonance frequency f 1 of the piezoelectric vibrating plate is set lower than the resonance frequency f 0 of the front air chamber, the electro-acoustic transducer, characterized in that actuating the piezoelectric vibrating plate at a resonance frequency f 1 near the frequency.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014083902A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | 京セラ株式会社 | Acoustic generator and electronic apparatus using same |
CN103959818A (en) * | 2011-11-29 | 2014-07-30 | 高通Mems科技公司 | Microspeaker with piezoelectric, conductive and dielectric membrane |
CN104424940A (en) * | 2013-08-19 | 2015-03-18 | 安电株式会社 | Piezoelectric buzzer |
CN106575498A (en) * | 2014-10-31 | 2017-04-19 | 株式会社村田制作所 | Sound generation device |
US9865326B2 (en) | 2012-06-30 | 2018-01-09 | Intel Corporation | Row hammer refresh command |
JP2019216310A (en) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本特殊陶業株式会社 | Piezoelectric electro-acoustic transducer and manufacturing method thereof |
JP2022018381A (en) * | 2020-07-15 | 2022-01-27 | Tdk株式会社 | Piezoelectric and tactile feedback device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0273899A (en) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | Detergent for ink |
JPH03231600A (en) * | 1990-02-06 | 1991-10-15 | Nec Corp | Piezoelectric sounder |
JPH06141398A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric electroacoustic transducer |
JPH07162994A (en) * | 1993-12-06 | 1995-06-23 | Hokuriku Electric Ind Co Ltd | Piezoelectric receiver |
JPH10187160A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Citizen Electron Co Ltd | Surface mounted electromagnetic sounding body |
JP2000310990A (en) * | 1999-02-22 | 2000-11-07 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric sound component |
-
2007
- 2007-02-13 JP JP2007031786A patent/JP2008199266A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0273899A (en) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | Detergent for ink |
JPH03231600A (en) * | 1990-02-06 | 1991-10-15 | Nec Corp | Piezoelectric sounder |
JPH06141398A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric electroacoustic transducer |
JPH07162994A (en) * | 1993-12-06 | 1995-06-23 | Hokuriku Electric Ind Co Ltd | Piezoelectric receiver |
JPH10187160A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Citizen Electron Co Ltd | Surface mounted electromagnetic sounding body |
JP2000310990A (en) * | 1999-02-22 | 2000-11-07 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric sound component |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10003888B2 (en) | 2011-11-29 | 2018-06-19 | Snaptrack, Inc | Transducer with piezoelectric, conductive and dielectric membrane |
CN103959818A (en) * | 2011-11-29 | 2014-07-30 | 高通Mems科技公司 | Microspeaker with piezoelectric, conductive and dielectric membrane |
JP2015507388A (en) * | 2011-11-29 | 2015-03-05 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Microspeaker with piezoelectric conductive dielectric film |
US10735865B2 (en) | 2011-11-29 | 2020-08-04 | Snaptrack, Inc. | Transducer with piezoelectric, conductive and dielectric membrane |
US10210925B2 (en) | 2012-06-30 | 2019-02-19 | Intel Corporation | Row hammer refresh command |
US9865326B2 (en) | 2012-06-30 | 2018-01-09 | Intel Corporation | Row hammer refresh command |
WO2014083902A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | 京セラ株式会社 | Acoustic generator and electronic apparatus using same |
KR101838335B1 (en) * | 2013-08-19 | 2018-03-13 | 안덴 가부시키가이샤 | Piezoelectric buzzer |
CN104424940A (en) * | 2013-08-19 | 2015-03-18 | 安电株式会社 | Piezoelectric buzzer |
CN106575498A (en) * | 2014-10-31 | 2017-04-19 | 株式会社村田制作所 | Sound generation device |
JP2019216310A (en) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本特殊陶業株式会社 | Piezoelectric electro-acoustic transducer and manufacturing method thereof |
JP7181011B2 (en) | 2018-06-11 | 2022-11-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Piezoelectric electroacoustic transducer and manufacturing method thereof |
JP2022018381A (en) * | 2020-07-15 | 2022-01-27 | Tdk株式会社 | Piezoelectric and tactile feedback device |
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