JP2013090309A - Acoustic transducer, speaker, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気信号を音声に変換する音響トランスデューサ、スピーカ、電子機器に関するものである。 The present invention relates to an acoustic transducer, a speaker, and an electronic device that convert an electrical signal into sound.
携帯電話機等の電子機器では、小型の電磁式スピーカが用いられてきた。
また、矩形形状の圧電素子を用いたスピーカが特許文献1に開示されている。
In an electronic device such as a cellular phone, a small electromagnetic speaker has been used.
Further,
しかし、圧電素子が屈曲(撓み)振動するアクチュエータにおいては、駆動原理上、ストローク(変位量)はアクチュエータの長さ寸法に比例する。したがって、大きな屈曲変位ストロークを得るためにはアクチュエータの長さが長くなってしまい、小型化が難しかった。 However, in an actuator in which the piezoelectric element bends (deflects) and vibrates, the stroke (displacement amount) is proportional to the length of the actuator due to the driving principle. Therefore, in order to obtain a large bending displacement stroke, the length of the actuator becomes long, and it is difficult to reduce the size.
本発明の課題は、小型の圧電素子を用いても、大きな振幅を得ることができる音響トランスデューサ、スピーカ、電子機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide an acoustic transducer, a speaker, and an electronic device that can obtain a large amplitude even when a small piezoelectric element is used.
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The present invention proposes the following matters in order to solve the above problems. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
(1)本発明は、筐体(101,201,301)と、一端(102a,202a,302a)が前記筐体に支持された振動子(102,202,302)と、前記筐体によって支持された振動板(103,203,303)と、を備えた音響トランスデューサであって、前記振動子の振動振幅を拡大して前記振動板へ伝える振幅拡大機構(104,204,304A,304B,304C,304D)を前記振動子と前記振動板との間に備えること、を特徴とする音響トランスデューサ(100,200,300)を提案している。 (1) The present invention supports the casing (101, 201, 301), the vibrator (102, 202, 302) having one end (102a, 202a, 302a) supported by the casing, and the casing. And an amplitude expansion mechanism (104, 204, 304A, 304B, 304C) that expands the vibration amplitude of the vibrator and transmits the vibration amplitude to the diaphragm. , 304D) is provided between the vibrator and the diaphragm, and an acoustic transducer (100, 200, 300) is proposed.
この発明によれば、音響トランスデューサは、筐体と、一端が筐体に支持された振動子と、筐体によって支持された振動板と、を備える。さらに、音響トランスデューサは、振動子の振動振幅を拡大して振動板へ伝える振幅拡大機構を振動子と振動板との間に備える。したがって、音響トランスデューサは、小型の圧電素子を用いても、大きな振幅を得ることができる。また、圧電素子の小型化により製造コストを低減できる。 According to this invention, the acoustic transducer includes a housing, a vibrator having one end supported by the housing, and a diaphragm supported by the housing. Furthermore, the acoustic transducer includes an amplitude expanding mechanism between the vibrator and the diaphragm that enlarges the vibration amplitude of the vibrator and transmits the vibration amplitude to the diaphragm. Therefore, the acoustic transducer can obtain a large amplitude even if a small piezoelectric element is used. Further, the manufacturing cost can be reduced by downsizing the piezoelectric element.
(2)本発明は、(1)に記載の音響トランスデューサにおいて、前記振幅拡大機構は、前記筐体(101,201)に対して揺動可能に支持される支点(105,205)と、前記振動子(102,202)の他端(102b,202b)に接続された力点(104a,204a)と、前記振動板(103,203)に接続された作用点(104b,204b)と、を有し、前記作用点と前記支点との間の長さ(L2)よりも前記力点と前記支点との間の長さ(L1)が短い梃子(104,204)であること、を特徴とする音響トランスデューサ(100,200)を提案している。 (2) The present invention provides the acoustic transducer according to (1), wherein the amplitude enlarging mechanism includes a fulcrum (105, 205) that is swingably supported with respect to the housing (101, 201), and the It has a force point (104a, 204a) connected to the other end (102b, 202b) of the vibrator (102, 202) and an action point (104b, 204b) connected to the diaphragm (103, 203). And an insulator (104, 204) having a length (L1) between the force point and the fulcrum shorter than a length (L2) between the action point and the fulcrum. A transducer (100, 200) is proposed.
この発明によれば、振幅拡大機構は、筐体に対して揺動可能に支持される支点と、振動子の他端に接続された力点と、振動板に接続された作用点と、を有し、作用点と支点との間の長さよりも力点と支点との間の長さが短い梃子である。したがって、音響トランスデューサは、簡単な構成で振動子の振動振幅を拡大して振動板へ伝えることができる。 According to this invention, the amplitude enlarging mechanism has a fulcrum supported to be swingable with respect to the housing, a force point connected to the other end of the vibrator, and an action point connected to the diaphragm. The length between the force point and the fulcrum is shorter than the length between the action point and the fulcrum. Therefore, the acoustic transducer can transmit the vibration amplitude of the vibrator to the diaphragm with a simple configuration.
(3)本発明は、(2)に記載の音響トランスデューサにおいて、前記梃子(104,204)の作用点(104b,204b)は、前記振動板(103,203)の中央に接続されていること、を特徴とする音響トランスデューサを提案している。 (3) In the acoustic transducer according to (2), in the present invention, the action point (104b, 204b) of the insulator (104, 204) is connected to the center of the diaphragm (103, 203). The acoustic transducer characterized by these is proposed.
この発明によれば、梃子の作用点は、振動板の中央に接続されている。したがって、音響トランスデューサは、作用点から振動板に伝わる振動により、振動板が振動しやすくなり、振動子の振動を効率よく音声に変換できる。 According to this invention, the action point of the insulator is connected to the center of the diaphragm. Therefore, the acoustic transducer is likely to vibrate due to the vibration transmitted from the action point to the diaphragm, and the vibration of the vibrator can be efficiently converted into sound.
(4)本発明は、(1)に記載の音響トランスデューサにおいて、前記振幅拡大機構は、パンタグラフ機構(304A,304B,304C,304D)であること、を特徴とする音響トランスデューサ(300)を提案している。 (4) The present invention proposes an acoustic transducer (300) characterized in that in the acoustic transducer according to (1), the amplitude enlarging mechanism is a pantograph mechanism (304A, 304B, 304C, 304D). ing.
この発明によれば、振幅拡大機構は、パンタグラフ機構である。したがって、音響トランスデューサは、より柔軟な形状の実装が可能となり、より多くの機器への採用が可能となる。 According to the present invention, the amplitude enlarging mechanism is a pantograph mechanism. Therefore, the acoustic transducer can be mounted in a more flexible shape, and can be used in more devices.
(5)本発明は、(1)から(4)までのいずれか1項に記載の音響トランスデューサにおいて、前記振動子(102,202,302)は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子により形成されていること、を特徴とする音響トランスデューサ(100,200,300)を提案している。 (5) The present invention provides the acoustic transducer according to any one of (1) to (4), wherein the vibrator (102, 202, 302) is formed of a strip-shaped multilayer ceramic piezoelectric element. Have proposed acoustic transducers (100, 200, 300).
この発明によれば、振動子は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子により形成されている。したがって、音響トランスデューサは、全体を小型化できる。 According to this invention, the vibrator is formed of a strip-shaped multilayer ceramic piezoelectric element. Therefore, the acoustic transducer can be reduced in size as a whole.
(6)本発明は、(1)から(5)までのいずれか1項に記載の音響トランスデューサを用いたスピーカ(100,200,300)を提案している。 (6) The present invention proposes a speaker (100, 200, 300) using the acoustic transducer described in any one of (1) to (5).
この発明によれば、スピーカは、(1)から(5)までのいずれか1項に記載の音響トランスデューサを用いている。したがって、スピーカは、小型の圧電素子を用いても、大きな振幅を得ることができる。また、圧電素子の小型化により製造コストを低減できる。 According to this invention, the speaker uses the acoustic transducer described in any one of (1) to (5). Therefore, the speaker can obtain a large amplitude even if a small piezoelectric element is used. Further, the manufacturing cost can be reduced by downsizing the piezoelectric element.
(7)本発明は、(1)から(5)までのいずれか1項に記載の音響トランスデューサを備える電子機器(1)を提案している。 (7) The present invention proposes an electronic device (1) including the acoustic transducer according to any one of (1) to (5).
この発明によれば、電子機器は、(1)から(5)までのいずれか1項に記載の音響トランスデューサを備える。したがって、電子機器は、小型の圧電素子を用いても、大きな振幅を得ることができる。また、圧電素子の小型化により製造コストを低減できる。 According to this invention, an electronic device includes the acoustic transducer according to any one of (1) to (5). Therefore, the electronic apparatus can obtain a large amplitude even if a small piezoelectric element is used. Further, the manufacturing cost can be reduced by downsizing the piezoelectric element.
本発明によれば、小型の圧電素子を用いても、大きな振幅を得ることができる。また、圧電素子の小型化により製造コストを低減できる。 According to the present invention, a large amplitude can be obtained even if a small piezoelectric element is used. Further, the manufacturing cost can be reduced by downsizing the piezoelectric element.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the constituent elements in the present embodiment can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims.
(第1実施形態)
図1は、本発明による携帯電話機1の第1実施形態を示す図である。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
第1実施形態の携帯電話機1は、マイク2と、スピーカ100とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
The
マイク2は、通話時の音声を集音する小型の集音器である。 The microphone 2 is a small sound collector that collects sound during a call.
図2は、スピーカ100を拡大して示した模式図である。
図3は、図2中の一点鎖線で示した円内をさらに拡大した図である。
スピーカ100は、通話時の音声信号を音声に変換する音響トランスデューサである。スピーカ100は、筐体101と、振動子102と、振動板103と、梃子部材104と、振動板接続部材106と、振動子接続部材107とを備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the
FIG. 3 is a further enlarged view of the inside of the circle indicated by the alternate long and short dash line in FIG.
The
筐体101は、スピーカ100の各部材を支持する構造体である。
The
振動子102は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子である。振動子102は、一端である固定端102aが筐体101に固定されており、他端の可動端102bが振動子接続部材107を介して梃子部材104に接続されている。したがって、振動子102が振動すると、固定端102aを屈曲振動の支点として、可動端102bが上下振動し、振動が梃子部材104へ伝わる。
The
振動板103は、外周が筐体101に支持されており、梃子部材104を介して振動子102から振動が伝わると、この支持されている部分を支点として湾曲振動を行い、音声を発生する。振動板103は、軽く、ある程度の硬さをもつ部材により形成されるのが望ましい。振動板103としては、糊付けされた加工不織紙、不織布、エラストマ板、プラスチック板、セラミック板、薄い金属板等、通常の電磁スピーカで使用されている材料から適宜選択して用いることができる。
The outer periphery of the
梃子部材104は、軸105を支点として筐体に対して揺動可能に支持されており、振動子102の振動振幅を拡大して振動板103へ伝える振幅拡大機構である。梃子部材104は、力点104aが振動子102に接続され、作用点104bが振動板103の中央に振動板接続部材106を介して接続されている。振動板103は、外周が筐体101に支持されているので、中央の方が周囲よりも撓むことができる。よって、振動板103の中央に作用点104bを接続することにより振動板103が振動しやすくなり、効率よく音声を発生できる。力点104aの部分は、振動子102の可動端102bを上下(図中における上下、以下、同様)から挟む形状に形成されている。梃子部材104は、支点となる軸105から力点104aまでの長さL1より、軸105から作用点104bまでの長さL2の方が長くなっている。
The
振動板接続部材106は、梃子部材104の作用点104bと振動板103との間に設けられており、梃子部材104と振動板103との接続を変位可能なようにする部材である。振動板接続部材106は、例えば、エラストマ等の弾性部材を用いるとよい。振動板接続部材106を設けることにより、梃子部材104と振動板103とがお互いを拘束せず、振動動作を行える。
The
振動子接続部材107は、梃子部材104の力点104aに上下を挟まれるように接着固定されて設けられている。また、振動子接続部材107は、振動子102の可動端102bを上下から挟むように設けられている。振動子接続部材107は、エラストマの薄い緩衝材により形成されている。この振動子接続部材107を振動子102と梃子部材104との間に設けることにより、振動子102と梃子部材104とが互いに滑りながらお互いを拘束することなく、振動動作を行うことが可能となる。また、振動子102が過度な変位によって破損することも防止できる。
The
上述したように、支点となる軸105から力点104aまでの長さL1より、軸105から作用点104bまでの長さL2の方が長くなっている。したがって、梃子の作用により、力点104aにおける上下振幅が、作用点104bでは拡大される。これにより、振動子102の振動振幅が比較的小さくても、振動板103には、大きな振幅の振動が伝わる。よって、振動子102を大きなものとしなくても、必要な振幅を振動板103へ伝えることができる。また、振動子102を小型にできるので、振動子102の価格を低く抑えることができ、梃子部材104を設けたとしても、携帯電話機1の価格を低く抑えることができる。
As described above, the length L2 from the
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態のスピーカ200を拡大して示した模式図である。
図5は、図4中の一点鎖線で示した円内をさらに拡大した図である。
図6は、第2実施形態のスピーカ200の梃子部材204まわりを示す斜視図である。
第2実施形態のスピーカ200は、梃子部材204の構成が異なる他は、第1実施形態のスピーカ100と同様である。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is an enlarged schematic view of the
FIG. 5 is an enlarged view of the inside of the circle indicated by the alternate long and short dash line in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing the periphery of the
The
スピーカ200は、通話時の音声信号を音声に変換する音響トランスデューサである。スピーカ200は、筐体201と、振動子202と、振動板203と、梃子部材204と、振動板接続部材206と、振動子接続部材207とを備えている。
The
筐体201は、スピーカ200の各部材を支持する構造体である。
The
振動子202は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子である。振動子202は、一端である固定端202aが筐体201に固定されており、他端の可動端202bが振動子接続部材207を介して梃子部材204に接続されている。したがって、振動子202が振動すると、固定端202aを屈曲振動の支点として、可動端202bが上下振動し、振動が梃子部材204へ伝わる。
The
振動板203は、外周が筐体201に支持されており、梃子部材204を介して振動子202から振動が伝わると、この支持されている部分を支点として湾曲振動を行い、音声を発生する。
The outer periphery of the
梃子部材204は、軸205を支点として筐体に対して揺動可能に支持されており、振動子202の振動振幅を拡大して振動板203へ伝える振幅拡大機構である。梃子部材204は、力点204aが振動子202に接続され、作用点204bが振動板203の中央に振動板接続部材206を介して接続されている。力点204aの部分は、振動子202の可動端202bを上下から挟む形状に形成されている。梃子部材204は、支点となる軸205から力点204aまでの長さL1より、軸205から作用点204bまでの長さL2の方が長くなっている。
The
ここで、先に説明した第1実施形態の梃子部材104では、支点(軸105)を挟むように力点104aと作用点104bが配置されていた。これに対して、第2実施形態の梃子部材204では、支点(軸205)を基準として同じ側に力点204aと作用点204bとが配置されている。このように配置することによって、第2実施形態の梃子部材204では、そのサイズが第1実施形態の梃子部材104と同等であっても、第1実施形態の梃子部材104よりも、振動子202の振動振幅を拡大する割合を高めることができる。また、振動子202の振動振幅を拡大する割合を第1実施形態の梃子部材104と同等とする場合には、梃子部材204のサイズを第1実施形態の梃子部材104よりも小型化できる。
Here, in the
振動板接続部材206は、梃子部材204の作用点204bと振動板203との間に設けられており、梃子部材204と振動板203との接続を変位可能なようにする部材である。
The
振動子接続部材207は、梃子部材204の力点204aに上下を挟まれるように接着固定されて設けられている。また、振動子接続部材207は、振動子202の可動端202bを上下から挟むように設けられている。
The
以上説明したように、第2実施形態によれば、スピーカ200は、第1実施形態よりも、全体を小型化したり、小型化しない場合には、振幅を拡大する割合を大きくしたりできる。
As described above, according to the second embodiment, the
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態のスピーカ300を拡大して示した模式図である。
第3実施形態のスピーカ300は、第1実施形態における梃子部材104に相当する部分の構成が異なる他は、第1実施形態のスピーカ100と同様である。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is an enlarged schematic view of the
The
スピーカ300は、通話時の音声信号を音声に変換する音響トランスデューサである。スピーカ300は、筐体301と、振動子302と、振動板303と、第1アーム304Aと、第2アーム304Bと、第3アーム304Cと、第4アーム304Dと、振動板接続部材306と、振動子接続部材307とを備えている。
The
筐体301は、スピーカ300の各部材を支持する構造体である。
The
振動子302は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子である。振動子302は、一端である固定端302aが筐体301に固定されており、他端の可動端302bが振動子接続部材307を介して第1アーム304Aに接続されている。したがって、振動子302が振動すると、固定端302aを屈曲振動の支点として、可動端302bが上下振動し、振動が第1アーム304Aへ伝わる。
The
振動板303は、外周が筐体301に支持されており、第1アーム304Aと、第2アーム304Bと、第3アーム304Cと、第4アーム304Dとを介して振動子302から振動が伝わると、この支持されている部分を支点として湾曲振動を行い、音声を発生する。
The outer periphery of the
第1アーム304Aは、第2アーム304Bとともに軸305を支点として揺動可能に支持されている。なお、軸305は、筐体301に固定されている。第1アーム304Aには、力点304Aaに振動子302が接続されている。
The
第2アーム304Bは、第1アーム304Aと交差するように配置されており、軸305を支点として第1アーム304Aとともに揺動可能に支持されている。
The
第3アーム304Cは、一端が第1アーム304Aの端部の軸308において回転移動可能に設けられており、他端が振動板接続部材306の軸310において回転移動可能に設けられている。
The third arm 304 </ b> C has one end rotatably provided on the
第4アーム304Dは、一端が第2アーム304Bの端部の軸309において回転移動可能に設けられており、他端が振動板接続部材306の軸310において回転移動可能に設けられている。
One end of the fourth arm 304 </ b> D is rotatably provided on the
以上の第1アーム304Aと、第2アーム304Bと、第3アーム304Cと、第4アーム304Dとにより、パンタグラフ機構が構成されている。このパンタグラフ機構は、振動子302の振動振幅を拡大して振動板303へ伝える振幅拡大機構として機能する。また、第1アーム304Aにおいて、軸305から力点304Aaまでの長さL1より、軸305から軸308までの長さL2の方が長くなっている。
The
振動板接続部材306は、軸310を有し、第3アーム304Cと、第4アーム304Dとが接続されている。また、振動板接続部材306は、振動板303に接続されている。
The
振動子接続部材307は、第1アーム304Aの力点304Aaに上下を挟まれるように接着固定されて設けられている。また、振動子接続部材307は、振動子302の可動端302bを上下から挟むように設けられている。
The
以上説明した構成により、第3実施形態では、スピーカ300は、パンタグラフ機構によって振動子302の振動を拡大して振動板303へ伝える。スピーカ300は、パンタグラフ機構を用いることにより、より柔軟な形状の実装が可能となり、より多くの機器への採用が可能となる。
With the configuration described above, in the third embodiment, the
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
(変形形態)
例えば、各実施形態において、電子機器として携帯電話機のスピーカを例に挙げて説明した。これに限らず、例えば、電子機器としては、ゲーム機であってもよいし、音楽再生機やICレコーダ等、どのような機器であってもよい。
(Deformation)
For example, in each of the embodiments, the speaker of a mobile phone has been described as an example of the electronic device. For example, the electronic device may be a game machine, or may be any device such as a music player or an IC recorder.
なお、第1実施形態から第3実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。 The first embodiment to the third embodiment and modified embodiments can be used in appropriate combination, but detailed description thereof is omitted.
1 携帯電話機
2 マイク
100,200,300 スピーカ
101,201,301 筐体
102,202,302 振動子
102a,202a,302a 固定端
102b,202b,302b 可動端
103,203,303 振動板
104,204 梃子部材
104a,204a 力点
104b,204b 作用点
105,205 軸
106,206,306 振動板接続部材
107,207,307 振動子接続部材
304A 第1アーム
304Aa 力点
304B 第2アーム
304C 第3アーム
304D 第4アーム
305,308,309,310 軸
DESCRIPTION OF
Claims (7)
一端が前記筐体に支持された振動子と、
前記筐体によって支持された振動板と、
を備えた音響トランスデューサであって、
前記振動子の振動振幅を拡大して前記振動板へ伝える振幅拡大機構を前記振動子と前記振動板との間に備えること、
を特徴とする音響トランスデューサ。 A housing,
A vibrator having one end supported by the housing;
A diaphragm supported by the housing;
An acoustic transducer comprising:
An amplitude increasing mechanism for expanding the vibration amplitude of the vibrator and transmitting it to the diaphragm is provided between the vibrator and the diaphragm,
An acoustic transducer characterized by.
前記振幅拡大機構は、
前記筐体に対して揺動可能に支持される支点と、
前記振動子の他端に接続された力点と、
前記振動板に接続された作用点と、
を有し、
前記作用点と前記支点との間の長さよりも前記力点と前記支点との間の長さが短い梃子であること、
を特徴とする音響トランスデューサ。 The acoustic transducer of claim 1, wherein
The amplitude enlarging mechanism is
A fulcrum supported to be swingable with respect to the housing;
A force point connected to the other end of the vibrator;
An action point connected to the diaphragm;
Have
A length between the force point and the fulcrum is shorter than the length between the action point and the fulcrum;
An acoustic transducer characterized by.
前記梃子の作用点は、前記振動板の中央に接続されていること、
を特徴とする音響トランスデューサ。 The acoustic transducer according to claim 2,
The point of action of the insulator is connected to the center of the diaphragm;
An acoustic transducer characterized by.
前記振幅拡大機構は、パンタグラフ機構であること、
を特徴とする音響トランスデューサ。 The acoustic transducer of claim 1, wherein
The amplitude enlarging mechanism is a pantograph mechanism;
An acoustic transducer characterized by.
前記振動子は、短冊形状の積層型セラミック圧電素子により形成されていること、
を特徴とする音響トランスデューサ。 The acoustic transducer according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The vibrator is formed of a strip-shaped multilayer ceramic piezoelectric element;
An acoustic transducer characterized by.
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