JP2014039094A - Acoustic generator, acoustic generating device, and electric device - Google Patents

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武 平山
Shuichi Fukuoka
修一 福岡
Noriyuki Kushima
徳幸 玖島
Hiroshi Ninomiya
弘 二宮
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve sound pressure on a low frequency region.SOLUTION: An acoustic generator includes: a film 3; a frame member 5 provided in a peripheral part of the film 3; a piezoelectric element 1 provided in the film 3 within the frame member 5; and a resin layer 20 filled within the frame member 5 so that the piezoelectric element 1 is embedded. The resin layer 20 has an uneven pattern on a surface. Thereby, rigidity of the resin layer 20 is lowered compared with a case where the surface of the resin layer 20 is flat and smooth; a first resonance frequency that a vibration body, which is composed of the film 3 and the resin layer 20, united with the piezoelectric element 1, has is reduced.

Description

本発明は、音響発生器、音響発生装置及び電子機器に関する。   The present invention relates to a sound generator, a sound generator, and an electronic apparatus.

従来、圧電スピーカに代表される音響発生器は、圧電体を電気音響変換素子に用いた小型、低電流駆動の音響機器として知られており、例えば、モバイルコンピューティング機器等、小型の電子機器に組み込まれる音響発生装置として使用されている。   Conventionally, an acoustic generator typified by a piezoelectric speaker has been known as a small-sized, low-current driving acoustic device using a piezoelectric body as an electroacoustic transducer, for example, a small electronic device such as a mobile computing device. It is used as an integrated sound generator.

一般に、圧電体を電気音響変換素子に用いた音響発生器は、金属製の振動板に銀薄膜等による電極が形成された圧電素子を貼り付けた構造となっている。圧電体を電気音響変換素子に用いた音響発生器の発音機構は、圧電素子の両面に交流電圧を印加することで圧電素子に形状歪を発生させ、圧電素子の形状歪を金属製の振動板に伝えて振動させることにより音を発生させるというものである。   In general, an acoustic generator using a piezoelectric body as an electroacoustic transducer has a structure in which a piezoelectric element in which an electrode made of a silver thin film or the like is attached to a metal diaphragm. The sound generation mechanism of an acoustic generator using a piezoelectric body as an electroacoustic transducer generates a shape distortion in the piezoelectric element by applying an AC voltage to both sides of the piezoelectric element, and the shape distortion of the piezoelectric element is made of a metal diaphragm. The sound is generated by transmitting to and vibrating.

ところが、金属製の振動板に圧電素子を貼り付けた構造の音響発生器は、拡がり振動する圧電素子を面積の変化しない金属板で拘束することで面積屈曲振動を発生させるものであるので、音響変換効率が低く、しかも小型で共振周波数の低い音圧特性を持たせることは困難であった。   However, an acoustic generator having a structure in which a piezoelectric element is bonded to a metal diaphragm generates an area bending vibration by restraining a piezoelectric element that spreads and vibrates with a metal plate whose area does not change. It has been difficult to provide sound pressure characteristics with low conversion efficiency, small size, and low resonance frequency.

このような問題に対し、本出願人は、金属製の振動板の代わりに、樹脂フィルムを振動板として適用した音響発生器を提案している(例えば、特許文献1を参照)。   In response to such a problem, the present applicant has proposed an acoustic generator in which a resin film is used as a diaphragm instead of a metal diaphragm (see, for example, Patent Document 1).

この音響発生器は、バイモルフ型の積層型圧電素子を、その厚み方向から一対の樹脂フィルムによって挟持し、さらに、この樹脂フィルムを、張力をかけた状態で枠部材に固定したものである。これにより、音響変換効率を向上させ、高い音圧の発生を可能とする。   In this acoustic generator, a bimorph-type laminated piezoelectric element is sandwiched between a pair of resin films in the thickness direction, and this resin film is fixed to a frame member in a tensioned state. Thereby, acoustic conversion efficiency is improved, and generation | occurrence | production of a high sound pressure is enabled.

特開2010−177867号公報JP 2010-177867 A

しかしながら、上記の音響発生器では、圧電素子と一体化されたフィルムからなる振動体を大型化することで振動体が持つ複数の共振周波数のうち最も周波数が低い第1次の共振周波数を引き下げることが可能となるものの、小型化が困難であるという問題がある。   However, in the above-described acoustic generator, the primary resonance frequency having the lowest frequency among the plurality of resonance frequencies of the vibration body is lowered by enlarging the vibration body made of a film integrated with the piezoelectric element. However, there is a problem that miniaturization is difficult.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低周波域における音圧を向上させることができる音響発生器、音響発生装置及び電子機器を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the sound generator, sound generator, and electronic device which can improve the sound pressure in a low frequency range.

本発明に係る音響発生器は、フィルムと、該フィルムの外周部に設けられた枠部材と、該枠部材の枠内の前記フィルムに設けられた圧電素子と、該圧電素子を埋設するように前記枠部材の枠内に充填された樹脂層とを有し、前記樹脂層は表面に凹凸模様を有する。   An acoustic generator according to the present invention includes a film, a frame member provided on an outer peripheral portion of the film, a piezoelectric element provided on the film in a frame of the frame member, and the piezoelectric element embedded therein. And a resin layer filled in the frame of the frame member, and the resin layer has an uneven pattern on the surface.

本発明に係る音響発生器の一つの態様によれば、大型化することなく低周波域における音圧を向上させることができるという効果を奏する。   According to one aspect of the sound generator according to the present invention, there is an effect that the sound pressure in the low frequency region can be improved without increasing the size.

図1Aは、第1形態の音響発生器を示す平面図である。FIG. 1A is a plan view showing a sound generator of a first form. 図1Bは、第1形態の音響発生器を示す断面図である。FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a sound generator according to the first embodiment. 図2は、樹脂層の粒子構造を模式化した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the particle structure of the resin layer. 図3は、樹脂層の粒子構造を模式化した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the particle structure of the resin layer.

以下に、本発明に係る音響発生器、音響発生装置及び電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態は本発明を限定するものではない。そして、実施形態として下記に例示する各形態は、音響発生器を構成する各部材の形状や寸法を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   Hereinafter, embodiments of a sound generator, a sound generator, and an electronic device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that this embodiment does not limit the present invention. And each form illustrated below as embodiment can be suitably combined in the range which does not contradict the shape and dimension of each member which comprise an acoustic generator.

(1)第1形態
[音響発生器の構成]
まず、音響発生器の第1形態を図1A及び図1Bに基づいて説明する。図1Aは、第1形態の音響発生器を示す平面図であり、また、図1Bは、第1形態の音響発生器を示す断面図である。なお、図1Bには、図1Aに示すA−A線に沿った断面図が示されている。また、図1Bでは、理解を容易にするために、積層型の圧電素子1の厚み方向(y方向)を拡大して示している。
(1) 1st form [structure of a sound generator]
First, the 1st form of an acoustic generator is demonstrated based on FIG. 1A and FIG. 1B. FIG. 1A is a plan view showing a sound generator of the first form, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the sound generator of the first form. 1B shows a cross-sectional view along the line AA shown in FIG. 1A. Moreover, in FIG. 1B, in order to facilitate understanding, the thickness direction (y direction) of the multilayer piezoelectric element 1 is shown enlarged.

図1A及び図1Bに示す第1形態の音響発生器は、一対の枠状の枠部材5によって挟持された、支持板となるフィルム3の上面に、積層型の圧電素子1を含んで構成されている。すなわち、第1形態の音響発生器は、図1Bに示すように、張力がかけられた状態でフィルム3を第1および第2の枠部材5a、5bで挟持することによってフィルム3が第1および第2の枠部材5a、5bに固定されており、このフィルム3の上面に積層型の圧電素子1が配置されている。   1A and 1B includes a laminated piezoelectric element 1 on the upper surface of a film 3 that serves as a support plate and is sandwiched between a pair of frame-shaped frame members 5. ing. In other words, as shown in FIG. 1B, the sound generator of the first form is configured such that the film 3 is held in the first and second frame members 5a and 5b by holding the film 3 in a tensioned state. The laminated piezoelectric element 1 is disposed on the upper surface of the film 3 and is fixed to the second frame members 5a and 5b.

このうち、圧電素子1は、板状に形成されるとともに上下の主面が正方形状、長方形状あるいは多角形状に形成される。かかる圧電素子1は、4層のセラミックスからなる圧電体層7と3層の内部電極層9とを交互に積層してなる積層体13と、この積層体13の上下両面に形成された表面電極層15a、15bと、積層体13の長手方向xの両端部にそれぞれ設けられた一対の外部電極17、19とを含んでいる。   Among these, the piezoelectric element 1 is formed in a plate shape, and upper and lower main surfaces are formed in a square shape, a rectangular shape, or a polygonal shape. The piezoelectric element 1 includes a laminate 13 in which piezoelectric layers 7 made of four ceramic layers and three internal electrode layers 9 are alternately laminated, and surface electrodes formed on both upper and lower surfaces of the laminate 13. The layers 15a and 15b and a pair of external electrodes 17 and 19 provided at both ends in the longitudinal direction x of the laminate 13 are included.

外部電極17は、表面電極層15a、15bと、1層の内部電極層9bとに接続される。また、外部電極19は、2層の内部電極層9a、9cに接続される。圧電体層7は、図1Bに矢印で示すように分極されており、圧電体層7a、7bが縮む場合には圧電体層7c、7dが延びるように、あるいは圧電体層7a、7bが延びる場合には圧電体層7c、7dが縮むように、外部電極17、19に電圧が印加されるように構成されている。   The external electrode 17 is connected to the surface electrode layers 15a and 15b and one internal electrode layer 9b. The external electrode 19 is connected to the two internal electrode layers 9a and 9c. The piezoelectric layer 7 is polarized as shown by an arrow in FIG. 1B. When the piezoelectric layers 7a and 7b contract, the piezoelectric layers 7c and 7d extend, or the piezoelectric layers 7a and 7b extend. In this case, a voltage is applied to the external electrodes 17 and 19 so that the piezoelectric layers 7c and 7d contract.

外部電極19の上下端部は、積層体13の上下面まで延設されてそれぞれ折返外部電極19aが形成されており、これらの折返外部電極19aは、積層体13の表面に形成された表面電極層15a、15bに接触しないように、表面電極層15a、15bとの間で所定の距離を隔てて延設されている。   Upper and lower end portions of the external electrode 19 are extended to the upper and lower surfaces of the multilayer body 13 to form folded external electrodes 19a, respectively. These folded external electrodes 19a are surface electrodes formed on the surface of the multilayer body 13. A predetermined distance is extended between the surface electrode layers 15a and 15b so as not to contact the layers 15a and 15b.

上記の4層の圧電体層7と上記の3層の内部電極層9とは、積層された状態で同時に焼成されて構成されており、表面電極層15a、15bは、積層体13を作製した後、ペーストを塗布し焼き付けて形成されている。   The four piezoelectric layers 7 and the three internal electrode layers 9 are fired at the same time in a stacked state, and the surface electrode layers 15 a and 15 b are the stacked bodies 13. Thereafter, the paste is applied and baked.

また、圧電素子1は、フィルム3側の主面とフィルム3とが接着剤層21で接合されている。これら圧電素子1とフィルム3との間の接着剤層21の厚みは、20μm以下とされている。特には、接着剤層21の厚みは、10μm以外であることが望ましい。このように、接着剤層21の厚みが20μm以下である場合には、積層体13の振動をフィルム3に伝えやすくなる。   Further, in the piezoelectric element 1, the main surface on the film 3 side and the film 3 are joined by an adhesive layer 21. The thickness of the adhesive layer 21 between the piezoelectric element 1 and the film 3 is 20 μm or less. In particular, the thickness of the adhesive layer 21 is preferably other than 10 μm. Thus, when the thickness of the adhesive layer 21 is 20 μm or less, the vibration of the laminated body 13 is easily transmitted to the film 3.

接着剤層21を形成するための接着剤としては、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂などの公知のものを使用できる。接着剤に使用する樹脂の硬化方法としては、熱硬化、光硬化や嫌気性硬化等のいずれの方法を用いても振動体を作製できる。   As the adhesive for forming the adhesive layer 21, known ones such as an epoxy resin, a silicon resin, and a polyester resin can be used. As a method for curing the resin used for the adhesive, the vibrating body can be produced by using any method such as thermosetting, photocuring or anaerobic curing.

さらに、第1形態の音響発生器は、圧電素子1を埋設するように、枠部材5aの内側に樹脂が充填されて樹脂層20が形成されている。なお、図1Aでは、理解を容易にするため、樹脂層20の図示を省略した。   Furthermore, in the acoustic generator of the first form, the resin layer 20 is formed by filling the inside of the frame member 5a with the resin so that the piezoelectric element 1 is embedded. In FIG. 1A, the resin layer 20 is not shown for easy understanding.

樹脂層20には、エポキシ系樹脂を始め、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂やゴムなどを採用できる。また、樹脂層20は、スプリアスを抑制する観点から、圧電素子1を完全に覆う状態で塗布されるのが好ましい。さらに、支持板となるフィルム3も圧電素子1と一体となって振動することから、圧電素子1で覆われないフィルム3の領域も同様に樹脂層20によって被覆されている。   The resin layer 20 can employ an epoxy resin, an acrylic resin, a silicon resin, rubber, or the like. The resin layer 20 is preferably applied in a state of completely covering the piezoelectric element 1 from the viewpoint of suppressing spurious. Further, since the film 3 serving as a support plate also vibrates integrally with the piezoelectric element 1, the region of the film 3 that is not covered with the piezoelectric element 1 is similarly covered with the resin layer 20.

このように、第1形態の音響発生器では、圧電素子1を樹脂層20で埋設することによって、圧電素子1の共振現象に伴うピークディップに対し、適度なダンピング効果を誘発させることができる。かかるダンピング効果によって、共振現象を抑制するとともにピークディップを小さく抑制することができる。この結果、音圧の周波数依存性を小さくすることが可能になる。   As described above, in the acoustic generator of the first embodiment, by embedding the piezoelectric element 1 with the resin layer 20, it is possible to induce an appropriate damping effect against the peak dip associated with the resonance phenomenon of the piezoelectric element 1. Such a damping effect can suppress the resonance phenomenon and suppress the peak dip. As a result, the frequency dependence of the sound pressure can be reduced.

圧電体層7としては、ジルコン酸鉛(PZ)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、Bi層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等、既存の圧電セラミックスを用いることができる。圧電体層7の厚みは、低電圧駆動という観点から、10〜100μmとされている。   As the piezoelectric layer 7, existing piezoelectric ceramics such as lead-free piezoelectric materials such as lead zirconate (PZ), lead zirconate titanate (PZT), Bi layered compounds, and tungsten bronze structure compounds can be used. . The thickness of the piezoelectric layer 7 is set to 10 to 100 μm from the viewpoint of low voltage driving.

内部電極層9としては、銀とパラジウムからなる金属成分と圧電体層7を構成する材料成分を包含することが望ましい。内部電極層9に圧電体層7を構成するセラミック成分を含有させることによって、圧電体層7と内部電極層9との熱膨張差による応力を低減でき、積層不良のない圧電素子1を得ることができる。内部電極層9は、特に、銀とパラジウムからなる金属成分に限定されるものではなく、他の金属成分であってよく、また、セラミック成分として、圧電体層7を構成する材料成分に限定されるものではなく、他のセラミック成分であってもよい。   The internal electrode layer 9 desirably includes a metal component composed of silver and palladium and a material component constituting the piezoelectric layer 7. By including the ceramic component constituting the piezoelectric layer 7 in the internal electrode layer 9, the stress due to the difference in thermal expansion between the piezoelectric layer 7 and the internal electrode layer 9 can be reduced, and the piezoelectric element 1 without stacking failure can be obtained. Can do. The internal electrode layer 9 is not particularly limited to a metal component composed of silver and palladium, but may be another metal component, and is limited to a material component constituting the piezoelectric layer 7 as a ceramic component. It may be other ceramic components.

表面電極層15a、15bと外部電極17、19は、銀からなる金属成分にガラス成分を含有することが望ましい。このようにガラス成分を含有させることによって、圧電体層7や内部電極層9と、表面電極層15または外部電極17、19との間に強固な密着力を得ることができる。   The surface electrode layers 15a and 15b and the external electrodes 17 and 19 preferably contain a glass component in a metal component made of silver. By containing the glass component in this way, a strong adhesion can be obtained between the piezoelectric layer 7 and the internal electrode layer 9 and the surface electrode layer 15 or the external electrodes 17 and 19.

枠部材5は、図1Bに示すように、矩形状をなしており、2枚の矩形枠状の枠部材5a、5bを貼り合わせて構成されており、枠部材5a、5b間にはフィルム3の外周部が挟み込まれ、張力を印加した状態で固定されている。枠部材5a、5bは、例えば、厚み100〜1000μmのステンレス製とされている。なお、枠部材5a、5bの材質は、ステンレス製に限らず、樹脂層20よりも変形し難いものであればよく、例えば、硬質樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック、セラミックス等を用いることができ、本形態では、枠部材5a、5bの材質、厚み等は特に限定されるものではない。更に枠形状も矩形状に限定されるものではなく、内周部または外周部の一部または全部を円形、楕円形としてもよいし、内周部または外周部を菱形としてもよい。   As shown in FIG. 1B, the frame member 5 has a rectangular shape, and is formed by bonding two rectangular frame-shaped frame members 5a and 5b, and the film 3 is interposed between the frame members 5a and 5b. Are fixed in a state where a tension is applied. The frame members 5a and 5b are made of stainless steel having a thickness of 100 to 1000 μm, for example. The material of the frame members 5a and 5b is not limited to stainless steel and may be any material that is more difficult to deform than the resin layer 20. For example, hard resin, plastic, engineering plastic, ceramics, etc. can be used. In the form, the material and thickness of the frame members 5a and 5b are not particularly limited. Furthermore, the frame shape is not limited to a rectangular shape, and part or all of the inner peripheral portion or the outer peripheral portion may be circular or elliptical, or the inner peripheral portion or the outer peripheral portion may be rhombus.

フィルム3は、枠部材5a、5b間にフィルム3の外周部を挟み込むことによってフィルム3が面方向に張力をかけられた状態で、枠部材5a、5bに固定され、フィルム3が振動板の役割を果たしている。フィルム3の厚みは、例えば、10〜200μmとされ、フィルム3は、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、テン等の樹脂、あるいはパルプや繊維等からなる紙から構成されている。これらの材料を用いることでピークディップを抑えることができる。   The film 3 is fixed to the frame members 5a and 5b in a state where the film 3 is tensioned in the surface direction by sandwiching the outer peripheral portion of the film 3 between the frame members 5a and 5b, and the film 3 serves as a diaphragm. Plays. The thickness of the film 3 is, for example, 10 to 200 μm, and the film 3 is made of, for example, a resin such as polyethylene, polyimide, polypropylene, polystyrene, or tenn, or paper made of pulp, fiber, or the like. The peak dip can be suppressed by using these materials.

[樹脂層の表面構造]
続いて、本実施形態の第1形態の音響発生器が有する樹脂層の表面構造について説明する。なお、本形態では、表面に凹凸模様を有する樹脂層20と表面が平滑な樹脂層20との間で表面構造を比較する場合を例示するが、表面に凹凸模様を形成することが可能な樹脂であれば同様の結果が得られる。
[Surface structure of resin layer]
Then, the surface structure of the resin layer which the acoustic generator of the 1st form of this embodiment has is demonstrated. In this embodiment, the surface structure is compared between the resin layer 20 having a concavo-convex pattern on the surface and the resin layer 20 having a smooth surface, but the resin capable of forming a concavo-convex pattern on the surface. If so, the same result can be obtained.

ここで、第1形態の音響発生器は、例えば、不定形状の樹脂が連結する膜によって樹脂層20が形成される。すなわち、第1形態の音響発生器では、圧電素子1が一体化されたフィルム3及び樹脂層20からなる振動体を大型化させることによって振動体が持つ第1次の共振周波数f0を引き下げるのではなく、振動体を形成する樹脂層20に構造的に変形しやすい物性を持たせることによって第1次の共振周波数f0を引き下げるアプローチを採用する。なお、ここで言う「第1次の共振周波数」とは、振動体が持つ複数の共振周波数のうち最も周波数が低い共振周波数のことを指す。   Here, in the acoustic generator of the first form, for example, the resin layer 20 is formed by a film in which an indefinite shape resin is connected. That is, in the acoustic generator of the first embodiment, the first resonance frequency f0 of the vibrating body is lowered by enlarging the vibrating body made up of the film 3 and the resin layer 20 in which the piezoelectric element 1 is integrated. Instead, an approach is adopted in which the first resonance frequency f0 is lowered by giving the resin layer 20 forming the vibrating body physical properties that are easily deformable. The “first resonance frequency” mentioned here refers to the lowest resonance frequency among the plurality of resonance frequencies of the vibrating body.

図2及び図3は、樹脂層20の粒子構造を模式化した図である。図2には、表面が平滑な樹脂層20の微構造が模式化されたものが示されており、また、図3には、表面に凹凸模様を有する樹脂層20の微構造が模式化されたものが示されている。図2に示す樹脂層20は、例えば、ガラスの膜のように、表面が平滑な膜で形成されている。一方、図3に示す樹脂層20は、不定形の樹脂が互いに部分的に結合した構造のマトリックスにより形成されている。なお、樹脂層20の表面の形状は、樹脂に含まれる主剤、溶媒、反応開始剤の種類、あるいは硬化条件の違いにより変化させることができる。この場合、樹脂中に含まれる主剤など上記の成分が硬化する際の収縮挙動に影響を与え、樹脂層20の表面に凹凸模様を発生させる。この場合、樹脂層20の表面において単位面積あたりに凹凸数を多く形成できるという点で樹脂としてエポキシ樹脂が好ましい。   2 and 3 are diagrams schematically illustrating the particle structure of the resin layer 20. FIG. 2 schematically shows the microstructure of the resin layer 20 having a smooth surface, and FIG. 3 schematically shows the microstructure of the resin layer 20 having an uneven pattern on the surface. Is shown. The resin layer 20 shown in FIG. 2 is formed of a film having a smooth surface, such as a glass film. On the other hand, the resin layer 20 shown in FIG. 3 is formed of a matrix having a structure in which amorphous resins are partially bonded to each other. In addition, the shape of the surface of the resin layer 20 can be changed by the difference in the main agent, the solvent, the type of the reaction initiator, or the curing conditions contained in the resin. In this case, the shrinkage behavior when the above components such as the main component contained in the resin are cured is affected, and an uneven pattern is generated on the surface of the resin layer 20. In this case, an epoxy resin is preferable as the resin in that a large number of irregularities can be formed per unit area on the surface of the resin layer 20.

このように、樹脂層20の表面が凹凸模様となっている場合には、樹脂層20中に厚みの薄い部分が多く存在するので、樹脂層20の表面が平滑である場合に比べて樹脂層20の剛性を下げることができる。かかる剛性の低下によって、圧電素子1から発せられる振動を樹脂層20において緩和させることができる結果、振動体が持つ第1次の共振周波数を引き下げることができる。   Thus, when the surface of the resin layer 20 has an uneven pattern, since there are many thin portions in the resin layer 20, the resin layer 20 is compared with the case where the surface of the resin layer 20 is smooth. The rigidity of 20 can be lowered. Due to the reduction in rigidity, the vibration generated from the piezoelectric element 1 can be relaxed in the resin layer 20, and as a result, the primary resonance frequency of the vibrating body can be lowered.

したがって、第1形態の音響発生器によれば、低周波域における音圧を向上させることができる。   Therefore, according to the acoustic generator of the first embodiment, the sound pressure in the low frequency region can be improved.

[製法]
本発明の音響発生器の製法について説明する。
[Production method]
A method for producing the acoustic generator of the present invention will be described.

最初に、バイモルフ型の圧電素子1を準備する。かかる圧電素子1は、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑材、溶剤を混練し、スラリーを作製する。圧電材料としては、鉛系、非鉛系のうちいずれでも使用することができる。   First, the bimorph type piezoelectric element 1 is prepared. In the piezoelectric element 1, a binder, a dispersant, a plasticizer, and a solvent are kneaded with a piezoelectric material powder to produce a slurry. As the piezoelectric material, any of lead-based and non-lead-based materials can be used.

次に、上記のスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを得ることができ、このグリーンシートに内部電極ペーストを印刷して内部電極パターンを形成し、この電極パターンが形成されたグリーンシートを3枚積層し、最上層にはグリーンシートのみ積層して、積層成形体を作製する。   Next, the slurry can be formed into a sheet shape to obtain a green sheet, and an internal electrode paste is printed on the green sheet to form an internal electrode pattern, and the green sheet on which the electrode pattern is formed 3 Laminated sheets are laminated, and only a green sheet is laminated on the uppermost layer to produce a laminated molded body.

次に、上記の積層成形体を脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることによって積層体13を得ることができる。積層体13は、必要に応じて外周部を加工し、積層体13の圧電体層7の積層方向の主面に表面電極層15a、15bのペーストを印刷し、引き続き、積層体13の長手方向xの両端面に外部電極17、19を印刷し、所定の温度で電極の焼付けを行うことによって図1A及び図1Bに示すバイモルフ型の圧電素子1を得ることができる。   Next, the laminated body 13 can be obtained by degreasing and firing the laminated molded body and cutting it to a predetermined size. The laminated body 13 processes the outer peripheral part as necessary, prints the paste of the surface electrode layers 15a and 15b on the main surface in the lamination direction of the piezoelectric layer 7 of the laminated body 13, and then continues in the longitudinal direction of the laminated body 13 The bimorph piezoelectric element 1 shown in FIGS. 1A and 1B can be obtained by printing the external electrodes 17 and 19 on both end faces of x and baking the electrodes at a predetermined temperature.

次に、バイモルフ型の圧電素子1に圧電性を付与するために、表面電極層15a、15b又は外部電極17、19を通じて直流電圧を印加して、バイモルフ型の圧電素子1の圧電体層7の分極を行う。かかる分極は、図1Bに矢印で示す方向となるように、DC電圧を印加して行う。   Next, in order to impart piezoelectricity to the bimorph type piezoelectric element 1, a DC voltage is applied through the surface electrode layers 15 a and 15 b or the external electrodes 17 and 19, so that the piezoelectric layer 7 of the bimorph type piezoelectric element 1 Perform polarization. Such polarization is performed by applying a DC voltage so as to be in the direction indicated by the arrow in FIG. 1B.

次に、支持体となるフィルム3を準備し、このフィルム3の外周部を枠部材5a、5b間に挟み、フィルム3に張力をかけた状態で固定する。この後、フィルム3に接着剤を塗布して、そのフィルム3上にバイモルフ型の圧電素子1の表面電極層15a側を押し当て、この後、接着剤を熱や紫外線を照射することによって硬化させる。そして、特定の樹脂を枠部材5aの内側に流し込み、バイモルフ型の圧電素子1を完全に埋設させ、樹脂層20を所定の条件にて硬化させることによって第1形態の音響発生器を得ることができる。   Next, the film 3 which becomes a support is prepared, the outer peripheral portion of the film 3 is sandwiched between the frame members 5a and 5b, and the film 3 is fixed in a tensioned state. Thereafter, an adhesive is applied to the film 3, the surface electrode layer 15a side of the bimorph type piezoelectric element 1 is pressed onto the film 3, and then the adhesive is cured by irradiation with heat or ultraviolet rays. . Then, a specific resin is poured inside the frame member 5a, the bimorph type piezoelectric element 1 is completely embedded, and the resin layer 20 is cured under a predetermined condition to obtain the first form of the sound generator. it can.

以上のように構成された音響発生器では、表面に凹凸模様を有する樹脂層20が形成されることになる。このように、表面に凹凸模様を有する樹脂層20は、表面が平滑な樹脂層20に比べて樹脂層20の剛性を下げることができる。かかる剛性の低下によって、圧電素子1から発せられる振動を樹脂層20において緩和させることができる。この結果、振動体が持つ第1次の共振周波数を引き下げることができ、低周波域における音圧を向上させることができる。   In the acoustic generator configured as described above, the resin layer 20 having an uneven pattern on the surface is formed. Thus, the resin layer 20 having a concavo-convex pattern on the surface can reduce the rigidity of the resin layer 20 as compared with the resin layer 20 having a smooth surface. Due to such a reduction in rigidity, the vibration generated from the piezoelectric element 1 can be relaxed in the resin layer 20. As a result, the primary resonance frequency of the vibrating body can be lowered, and the sound pressure in the low frequency range can be improved.

(2)第2形態
さて、これまで実施形態の各形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本実施形態に含まれる他の形態を説明する。
(2) Second Embodiment The embodiments of the present invention have been described so far. However, the present embodiment may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments. Therefore, hereinafter, other modes included in the present embodiment will be described.

[適用範囲]
例えば、上記の第1形態では、バイモルフ型の圧電素子を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、圧電素子がバイモルフ型である場合に限定されず、ユニモルフ型であっても上記の第1形態と同様に表面に凹凸模様を有する樹脂層を採用することによって同様の効果を得ることができる。
[Scope of application]
For example, in the first embodiment, the bimorph type piezoelectric element is exemplified, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention is not limited to the case where the piezoelectric element is a bimorph type. Even if the piezoelectric element is a unimorph type, the same effect can be obtained by adopting a resin layer having a concavo-convex pattern on the surface as in the first embodiment. Can be obtained.

[スピーカ装置]
また、上記の第1形態で説明した音響発生器は、当該音響発生器を収納する筐体、いわゆる共鳴ボックスへ収納することによって音響発生装置、いわゆる「スピーカ装置」として構成することもできる。例えば、テレビやパーソナルコンピュータ等に用いられる大型のスピーカ装置として構成することもできれば、スマートフォン、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Digital Assistants)などのモバイル端末に搭載される中型または小型のスピーカ装置として構成することもできる。なお、スピーカ装置は、上記の用途に限定されず、掃除機、洗濯機や冷蔵庫などの任意の電子機器に搭載するスピーカ装置として構成することができる。
[Speaker device]
Further, the sound generator described in the first embodiment can be configured as a sound generator, so-called “speaker device”, by being housed in a housing that houses the sound generator, a so-called resonance box. For example, if it can be configured as a large-sized speaker device used for televisions, personal computers, etc., it can be a medium-sized or small-sized device mounted on mobile terminals such as smartphones, mobile phones, PHS (Personal Handyphone System), and PDA (Personal Digital Assistants). It can also be configured as a speaker device. In addition, a speaker apparatus is not limited to said use, It can comprise as a speaker apparatus mounted in arbitrary electronic devices, such as a vacuum cleaner, a washing machine, and a refrigerator.

[電子機器]
さらに、上記の第1形態で説明した音響発生器は、当該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および音響発生器を収容する筐体とを少なくとも有しており、音響発生器から音響を発生させる機能を有する電子機器として構成することもできる。かかる電子機器の一例としては、テレビやパーソナルコンピュータを始め、各種のモバイル端末などが挙げられる。
[Electronics]
Furthermore, the sound generator described in the first embodiment includes at least an electronic circuit connected to the sound generator, and a housing that houses the electronic circuit and the sound generator. It can also be configured as an electronic device having a function of generating sound from the sound. Examples of such electronic devices include televisions and personal computers, and various mobile terminals.

1 圧電素子
3 フィルム
5、5a、5b 枠部材
7、7a、7b、7c、7d 圧電体層
9、9a、9b、9c 内部電極層
13 積層体
15a、15b 表面電極層
17、19 外部電極
20 樹脂層
x 積層体の長手方向
y 圧電素子の厚み方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 3 Film 5, 5a, 5b Frame member 7, 7a, 7b, 7c, 7d Piezoelectric layer 9, 9a, 9b, 9c Internal electrode layer 13 Laminated body 15a, 15b Surface electrode layer 17, 19 External electrode 20 Resin Layer x Longitudinal direction of laminate y Thickness direction of piezoelectric element

Claims (4)

フィルムと、
該フィルムの外周部に設けられた枠部材と、
該枠部材の枠内の前記フィルムに設けられた圧電素子と、
該圧電素子を埋設するように前記枠部材の枠内に充填された樹脂層とを有し、
前記樹脂層は表面に凹凸模様を有することを特徴とする音響発生器。
With film,
A frame member provided on the outer periphery of the film;
A piezoelectric element provided on the film in the frame of the frame member;
A resin layer filled in the frame of the frame member so as to embed the piezoelectric element;
The acoustic generator according to claim 1, wherein the resin layer has an uneven pattern on a surface.
前記樹脂層がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の音響発生器。   The acoustic generator according to claim 1, wherein the resin layer is an epoxy resin. 請求項1又は請求項2に記載の音響発生器と、
該音響発生器を収容する筐体と
を少なくとも有することを特徴とする音響発生装置。
The sound generator according to claim 1 or 2,
And a housing for housing the sound generator.
請求項1又は請求項2に記載の音響発生器と、
該音響発生器に接続された電子回路と、
該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体と
を少なくとも有しており、
前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする電子機器。
The sound generator according to claim 1 or 2,
An electronic circuit connected to the acoustic generator;
A housing for housing the electronic circuit and the acoustic generator,
An electronic apparatus having a function of generating sound from the sound generator.
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