JP2021027506A - Electroacoustic conversion device - Google Patents

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茂雄 石井
Shigeo Ishii
茂雄 石井
幸弘 松井
Yukihiro Matsui
幸弘 松井
浜田 浩
Hiroshi Hamada
浩 浜田
富田 隆
Takashi Tomita
隆 富田
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Abstract

To provide an electroacoustic conversion device capable of improving the sound pressure in a high frequency band.SOLUTION: An electroacoustic conversion device according to the present invention includes a housing, an electromagnetic sounding body, a piezoelectric sounding body, a mounting member, and an adhesive layer. The housing has a sound guide. The electromagnetic sounding body is housed in the housing. The piezoelectric sounding body is housed in the sound guide side of the electromagnetic sounding body in the housing and includes a piezoelectric element and a diaphragm vibrated by the piezoelectric element. The diaphragm has a first main surface on the sound guide side and a second main surface on an opposite side of the first main surface, and a protrusion protruding from the second main surface in a thickness direction of the diaphragm is provided on a peripheral edge of the second main surface. The mounting member mounts the electromagnetic sounding body and the piezoelectric sounding body on the housing. The adhesive layer is arranged between the piezoelectric sounding body and the mounting member, and adheres the second main surface and the protrusion to the mounting member.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、本発明は、電磁式発音体及び圧電式発音体を備える電気音響変換装置に関する。 The present invention relates to an electroacoustic converter including an electromagnetic sounding body and a piezoelectric sounding body.

圧電素子によって振動板を振動させる圧電式発音体は、簡易な電気音響変換手段として広く利用されており、例えば、イヤホンあるいはヘッドホンのような音響機器、さらには携帯情報端末のスピーカなどとして多用されている。圧電発音体は、典型的には、振動板の片面あるいは両面に圧電素子を貼り合わせた構成を有する(例えば特許文献1参照)。 Piezoelectric sounding bodies that vibrate the diaphragm with a piezoelectric element are widely used as a simple electroacoustic conversion means, and are often used, for example, as audio equipment such as earphones or headphones, and as speakers for personal digital assistants. There is. The piezoelectric sounding body typically has a structure in which a piezoelectric element is bonded to one side or both sides of a diaphragm (see, for example, Patent Document 1).

近年では、圧電式発音体を電磁式発音体(ダイナミック型スピーカ)と組み合わせた電気音響変換装置も開発されている。例えば、特許文献2には、ダイナミック型ドライバと圧電型ドライバとを備え、これら2つのドライバを並列駆動させることで帯域幅の広い再生を可能としたヘッドホンが記載されている。 In recent years, an electroacoustic conversion device that combines a piezoelectric sounding body with an electromagnetic sounding body (dynamic speaker) has also been developed. For example, Patent Document 2 describes headphones that include a dynamic type driver and a piezoelectric type driver, and enable reproduction with a wide bandwidth by driving these two drivers in parallel.

特開2013−150305号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-150305 実開昭62−68400号公報Jikkai Sho 62-68400

近年、例えばイヤホンやヘッドホン等の音響機器においては、音質の更なる向上が求められている。特に、電磁式発音体と圧電式発音体を組み合わせた電気音響変換装置では、電磁式発音体が主に低周波数帯域を発音し、圧電式発音体が主に高周波数帯域を発音するため、圧電式発音体の音圧を向上させることにより、高周波数帯域の音圧の向上が実現可能である。 In recent years, for example, in audio equipment such as earphones and headphones, further improvement in sound quality is required. In particular, in an electroacoustic converter that combines an electromagnetic sounding body and a piezoelectric sounding body, the electromagnetic sounding body mainly emits a low frequency band, and the piezoelectric sounding body mainly emits a high frequency band. By improving the sound pressure of the formula sounding body, it is possible to improve the sound pressure in the high frequency band.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高周波数帯域の音圧の向上を実現することが可能な電気音響変換装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an electroacoustic conversion device capable of improving the sound pressure in a high frequency band.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気音響変換装置は、筐体と、電磁式発音体と、圧電式発音体と、マウント部材と、接着層とを具備する。
上記筐体は、導音口を有する。
上記電磁式発音体は、上記筐体に収容されている。
上記圧電式発音体は、上記筐体において、上記電磁式発音体よりも上記導音口側に収容され、圧電素子と、上記圧電素子によって振動する振動板とを備える圧電式発音体であって、上記振動板は、上記導音口側の第1の主面と、上記第1の主面の反対側の第2の主面を有し、上記第2の主面の周縁に上記第2の主面から上記振動板の厚み方向に突出する突起が設けられている。
上記マウント部材は、上記電磁式発音体と上記圧電式発音体を上記筐体にマウントする。
上記接着層は、上記圧電式発音体と上記マウント部材の間に配置され、上記第2の主面及び上記突起と上記マウント部材を接着する。
In order to achieve the above object, the electroacoustic conversion device according to one embodiment of the present invention includes a housing, an electromagnetic sounding body, a piezoelectric sounding body, a mount member, and an adhesive layer.
The housing has a sound guide.
The electromagnetic sounding body is housed in the housing.
The piezoelectric sounding body is a piezoelectric sounding body which is housed closer to the sound guide port side than the electromagnetic sounding body in the housing and includes a piezoelectric element and a diaphragm vibrating by the piezoelectric element. The diaphragm has a first main surface on the sound guide side and a second main surface on the opposite side of the first main surface, and the second main surface is on the peripheral edge of the second main surface. A protrusion is provided so as to project from the main surface of the diaphragm in the thickness direction of the diaphragm.
The mounting member mounts the electromagnetic sounding body and the piezoelectric sounding body on the housing.
The adhesive layer is arranged between the piezoelectric sounding body and the mount member, and adheres the second main surface and the protrusion to the mount member.

この構成によれば、振動板の周縁から突出する突起によって振動板は点支持に近い状態でマウント部材に対して固定される。これにより、振動板の振動変位が大きくなり、圧電式発音体が生成する音圧レベルが大きくなるため、高周波数帯域の音圧を向上させることが可能となる。 According to this configuration, the diaphragm is fixed to the mount member in a state close to point support by the protrusions protruding from the peripheral edge of the diaphragm. As a result, the vibration displacement of the diaphragm becomes large, and the sound pressure level generated by the piezoelectric sounding body becomes large, so that the sound pressure in the high frequency band can be improved.

上記接着層は、上記第2の主面と上記マウント部材の間で第1の厚みを有し、上記突起と上記マウント部材の間で上記第1の厚みより小さい第2の厚みを有してもよい。 The adhesive layer has a first thickness between the second main surface and the mount member, and has a second thickness smaller than the first thickness between the protrusion and the mount member. May be good.

上記圧電素子は、上記第1の主面上に設けられていてもよい。 The piezoelectric element may be provided on the first main surface.

上記突起は、上記第2の主面からの高さが4μm以上7μm以下であってもよい。 The height of the protrusion from the second main surface may be 4 μm or more and 7 μm or less.

上記振動板は金属からなり、
上記接着層は両面テープであってもよい。
The diaphragm is made of metal
The adhesive layer may be a double-sided tape.

以上のように本発明によれば、高周波数帯域の音質の向上を実現することが可能な電気音響変換装置を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electroacoustic conversion device capable of improving sound quality in a high frequency band.

本発明の実施形態に係るイヤホンの断面図である。It is sectional drawing of the earphone which concerns on embodiment of this invention. 上記イヤホンの拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the said earphone. 上記イヤホンの各構成を分解した状態の断面図である。It is sectional drawing in the state which each structure of the said earphone was disassembled. 上記イヤホンが備える圧電式発音体の圧電素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric element of the piezoelectric sounding body included in the said earphone. 上記圧電式発音体の振動板を示す平面図である。It is a top view which shows the diaphragm of the said piezoelectric sounding body. 上記振動板の周縁部の断面図である。It is sectional drawing of the peripheral part of the said diaphragm. 上記圧電式発音体とマウント部材を接着する接着層を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the adhesive layer which adheres the said piezoelectric sounding body and a mount member. 上記接着層の厚みを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the thickness of the said adhesive layer. 上記振動板の他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the other structure of the said diaphragm. 上記振動板の他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the other structure of the said diaphragm. 実施例と比較例に係る圧電式発音体の音圧レベルを示すグラフである。It is a graph which shows the sound pressure level of the piezoelectric sounding body which concerns on Example and comparative example. 実施例と比較例に係るイヤホンの音圧レベルを示すグラフである。It is a graph which shows the sound pressure level of the earphone which concerns on Example and comparative example. 実施例と比較例に係る圧電式発音体の共振周波数を示すグラフである。It is a graph which shows the resonance frequency of the piezoelectric sounding body which concerns on Example and comparative example. 実施例と比較例に係る圧電式発音体の結合係数を示すグラフである。It is a graph which shows the coupling coefficient of the piezoelectric sounding body which concerns on Example and comparative example.

本発明の実施形態に係る電気音響変換装置としてのイヤホン100について説明する。 The earphone 100 as an electroacoustic conversion device according to an embodiment of the present invention will be described.

[イヤホンの全体構成]
図1は、イヤホン100の構成を示す断面図である。図2は図1の一部を拡大した断面図であり、図3は、イヤホン100の一部の構成を分解して示す断面図である。なお、以下の各図においてX方向、Y方向及びZ方向を相互に直交する3方向とする。
[Overall configuration of earphones]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the earphone 100. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the structure of the earphone 100 in an exploded manner. In each of the following figures, the X direction, the Y direction, and the Z direction are three directions orthogonal to each other.

イヤホン100は、イヤホン本体10と、イヤピース20とを有する。イヤピース20は、イヤホン本体10の導音路41に取り付けられ、ユーザの耳に装着可能に構成されている。 The earphone 100 has an earphone body 10 and an earpiece 20. The earpiece 20 is attached to the sound guide path 41 of the earphone main body 10 and is configured to be worn on the user's ear.

イヤホン本体10は、発音ユニット30と、発音ユニット30を収容する筐体40とを有する。発音ユニット30は、電磁式発音体31と、圧電式発音体32とを有する。 The earphone main body 10 has a sounding unit 30 and a housing 40 for accommodating the sounding unit 30. The sounding unit 30 has an electromagnetic sounding body 31 and a piezoelectric sounding body 32.

[筐体]
筐体40は、発音ユニット30を収容する内部空間を有し、Z軸方向に分離可能な2分割構造で構成される。
[Case]
The housing 40 has an internal space for accommodating the sounding unit 30, and is composed of a two-divided structure separable in the Z-axis direction.

図1に示すように、筐体40は、第1筐体部401と第2筐体部402との結合体で構成される。第1筐体部401は、発音ユニット30を内部に収容する収容空間を形成する。また、第1筐体部401は、発音ユニット30により生成される音波を外部へ導く導音路41を備える。 As shown in FIG. 1, the housing 40 is composed of a combination of the first housing portion 401 and the second housing portion 402. The first housing portion 401 forms an accommodation space for accommodating the sounding unit 30 inside. In addition, the first housing portion 401 includes a sound guide path 41 that guides the sound waves generated by the sounding unit 30 to the outside.

導音路41は、その基端部(イヤピース20が装着される先端部とは反対の端部)に導音口41aを有する。発音ユニット30により生成された音波は、導音口41aを介して導音路41を進行し、イヤピース20を通過して放出される。 The sound guide path 41 has a sound guide port 41a at its base end (end opposite to the tip on which the earpiece 20 is mounted). The sound wave generated by the sounding unit 30 travels through the sound guide path 41 through the sound guide port 41a, passes through the earpiece 20, and is emitted.

第2筐体部402には、管状のリード部42が設けられている。リード部42には、電磁式発音体31及び圧電式発音体32に音声信号を伝達するための図示しない配線が挿通される。 The second housing portion 402 is provided with a tubular lead portion 42. Wiring (not shown) for transmitting an audio signal to the electromagnetic sounding body 31 and the piezoelectric sounding body 32 is inserted into the lead portion 42.

[電磁式発音体]
電磁式発音体31は、低音域を再生するウーハ(Woofer)として機能するダイナミック型スピーカユニットで構成される。本実施形態では、例えば7kHz以下の音波を主として生成するダイナミックスピーカで構成され、図2及び図3に示すように、ボイスコイルモータ(電磁コイル)等の振動体を含む機構部311と、機構部311を振動可能に支持する台座部312とを有する。
[Electromagnetic sounding body]
The electromagnetic sounding body 31 is composed of a dynamic speaker unit that functions as a woofer that reproduces a low frequency range. In the present embodiment, for example, a mechanism unit 311 including a vibrating body such as a voice coil motor (electromagnetic coil) and a mechanism unit are composed of a dynamic speaker that mainly generates sound waves of 7 kHz or less, and as shown in FIGS. 2 and 3. It has a pedestal portion 312 that oscillateably supports the 311.

機構部311は振動板、永久磁石及びボイスコイル等から構成されている。ボイスコイルに電流(音声信号)を印加すると、ボイスコイルに電磁力が作用し、ボイスコイルは信号波形に合わせて振動する。この振動はボイスコイルに連結された振動板に伝達され、音波が発生する。 The mechanism unit 311 is composed of a diaphragm, a permanent magnet, a voice coil, and the like. When a current (voice signal) is applied to the voice coil, an electromagnetic force acts on the voice coil, and the voice coil vibrates according to the signal waveform. This vibration is transmitted to the diaphragm connected to the voice coil, and a sound wave is generated.

台座部312には、発音ユニット30の電気回路を構成する回路基板33が固定されている。回路基板33は、リード部42を介して導入された配線と電気的に接続され、図示しない配線を介して電磁式発音体31及び圧電式発音体32へそれぞれ音声信号を出力する。 A circuit board 33 constituting the electric circuit of the sounding unit 30 is fixed to the pedestal portion 312. The circuit board 33 is electrically connected to the wiring introduced via the lead portion 42, and outputs an audio signal to the electromagnetic sounding body 31 and the piezoelectric sounding body 32, respectively, via a wiring (not shown).

[圧電式発音体]
圧電式発音体32は、高音域を再生するツイータ(Tweeter)として機能するスピーカユニットを構成する。本実施形態では、例えば7kHz以上の音波を主として生成するようにその発振周波数が設定される。図3に示すように圧電式発音体32は、振動板321と、圧電素子322とを有する。
[Piezoelectric sounding body]
The piezoelectric sounding body 32 constitutes a speaker unit that functions as a tweeter that reproduces a high frequency range. In the present embodiment, the oscillation frequency is set so as to mainly generate, for example, a sound wave of 7 kHz or higher. As shown in FIG. 3, the piezoelectric sounding body 32 has a diaphragm 321 and a piezoelectric element 322.

振動板321は、略円形の平面形状を有する板状部材である。「略円形」とは、円形だけでなく、実質的に円形のものも意味する。振動板321は金属(例えば42アロイ)からなるものが好適である。振動板321の外径や厚みは特に限定されず、筐体40の大きさ、再生音波の周波数帯域などに応じて適宜設定されるが、例えば、直径約8〜12mm、厚み約50〜175μmとすることができる。 The diaphragm 321 is a plate-shaped member having a substantially circular planar shape. By "substantially circular" is meant not only circular, but also substantially circular. The diaphragm 321 is preferably made of metal (for example, 42 alloy). The outer diameter and thickness of the diaphragm 321 are not particularly limited, and are appropriately set according to the size of the housing 40, the frequency band of the reproduced sound wave, and the like. For example, the diameter is about 8 to 12 mm and the thickness is about 50 to 175 μm. can do.

振動板321は、必要に応じ、その外周から内周側に向けてくぼむ凹状やスリット状などに形成された切欠き部を有していてもよい。なお、振動板321の平面形状は、概形が円形であれば、上記切欠き部が形成されることなどにより厳密には円形でない場合にも、実質的に円形として扱うものとする。また、振動板321には、電磁式発音体31が生成した音波が通過する孔が設けられてもよい。 If necessary, the diaphragm 321 may have a notch formed in a concave shape or a slit shape that is recessed from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. If the planar shape of the diaphragm 321 is circular, the diaphragm 321 is treated as substantially circular even if it is not strictly circular due to the formation of the notch. Further, the diaphragm 321 may be provided with a hole through which the sound wave generated by the electromagnetic sounding body 31 passes.

振動板321は、導音口41a側の第1主面321aと、第1主面321aとは反対側の第2主面321bとを有する。振動板321は、第2主面321bがマウント部材51に接着されることにより、マウント部材51に対して固定される。この詳細については後述する。 The diaphragm 321 has a first main surface 321a on the sound guide port 41a side and a second main surface 321b on the side opposite to the first main surface 321a. The diaphragm 321 is fixed to the mount member 51 by adhering the second main surface 321b to the mount member 51. The details will be described later.

圧電素子322は、第1主面321a上に設けられ、振動板321を振動させる。図4は、圧電素子322の内部構造を示す概略断面図である。圧電素子322は、素体328と、X−Y方向において対向する第1外部電極326a及び第2外部電極326bとを有する。また、圧電素子322は、相互に対向するZ方向に垂直な第1主面322a及び第2主面322bを有する。圧電素子322の第2主面322bは、振動板321の第1主面321aに対向する実装面として構成される。 The piezoelectric element 322 is provided on the first main surface 321a and vibrates the diaphragm 321. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the piezoelectric element 322. The piezoelectric element 322 has a body 328 and a first external electrode 326a and a second external electrode 326b that face each other in the XY directions. Further, the piezoelectric element 322 has a first main surface 322a and a second main surface 322b which are perpendicular to each other in the Z direction. The second main surface 322b of the piezoelectric element 322 is configured as a mounting surface facing the first main surface 321a of the diaphragm 321.

素体328は、セラミックシート323と、内部電極層324a,324bとがZ方向に積層された構造を有する。つまり、内部電極層324a,324bは、セラミックシート323を挟んで交互に積層されている。セラミックシート323は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、アルカリ金属含有ニオブ酸化物等の圧電材料によって形成されている。内部電極層324a,324bは各種金属材料などの導電性材料によって形成されている。 The element body 328 has a structure in which the ceramic sheet 323 and the internal electrode layers 324a and 324b are laminated in the Z direction. That is, the internal electrode layers 324a and 324b are alternately laminated with the ceramic sheet 323 interposed therebetween. The ceramic sheet 323 is formed of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) or an alkali metal-containing niobium oxide. The internal electrode layers 324a and 324b are formed of a conductive material such as various metal materials.

素体328の第1内部電極層324aは、第1外部電極326aに接続されるとともに、セラミックシート323のマージン部によって第2外部電極326bから絶縁されている。また、素体328の第2内部電極層324bは、第2外部電極326bに接続されるとともに、セラミックシート323のマージン部によって第1外部電極326aから絶縁されている。 The first internal electrode layer 324a of the element body 328 is connected to the first external electrode 326a and is insulated from the second external electrode 326b by a margin portion of the ceramic sheet 323. Further, the second internal electrode layer 324b of the element body 328 is connected to the second external electrode 326b and is insulated from the first external electrode 326a by the margin portion of the ceramic sheet 323.

図4において、第1内部電極層324aの最上層は、素体328の表面(図4において上面)を部分的に被覆する第1引出電極層325aを構成し、第2内部電極層324bの最下層は、素体328の裏面(図4において下面)を部分的に被覆する第2引出電極層325bを構成する。 In FIG. 4, the uppermost layer of the first internal electrode layer 324a constitutes the first extraction electrode layer 325a that partially covers the surface (upper surface in FIG. 4) of the element body 328, and is the outermost layer of the second internal electrode layer 324b. The lower layer constitutes a second extraction electrode layer 325b that partially covers the back surface (lower surface in FIG. 4) of the element body 328.

第1引出電極層325aは、回路基板33(図1)と電気的に接続される一方の極の端子部327aを有し、第2引出電極層325bは、適宜の接合材を介して振動板321の第1主面321aに電気的かつ機械的に接続される。接合材には、導電性接着剤、はんだ等の導電性接合材を用いることができ、他方の極の端子部を振動板321に設けることができる。 The first extraction electrode layer 325a has a terminal portion 327a of one pole electrically connected to the circuit board 33 (FIG. 1), and the second extraction electrode layer 325b is a diaphragm via an appropriate bonding material. It is electrically and mechanically connected to the first main surface 321a of 321. As the joining material, a conductive joining material such as a conductive adhesive or solder can be used, and the terminal portion of the other pole can be provided on the diaphragm 321.

第1外部電極326a及び第2外部電極326bは、素体328のX方向の両端面の略中央部に各種金属材料などの導電性材料によって形成されている。第1外部電極326aは、第1内部電極層324a及び第1引出電極層325aと電気的に接続され、第2外部電極326bは、第2内部電極層324b及び第2引出電極層325bと電気的に接続される。 The first external electrode 326a and the second external electrode 326b are formed of a conductive material such as various metal materials at substantially the center of both end faces in the X direction of the element body 328. The first external electrode 326a is electrically connected to the first internal electrode layer 324a and the first extraction electrode layer 325a, and the second external electrode 326b is electrically connected to the second internal electrode layer 324b and the second extraction electrode layer 325b. Connected to.

このような構成により、第1外部電極326aと第2外部電極326bの間に交流電圧が印加されると、各内部電極層324a,324b間にある各セラミックシート323が所定周波数で伸縮する。これにより、圧電素子322は振動板321に付与する振動を発生させることができる。 With such a configuration, when an AC voltage is applied between the first external electrode 326a and the second external electrode 326b, each ceramic sheet 323 between the internal electrode layers 324a and 324b expands and contracts at a predetermined frequency. As a result, the piezoelectric element 322 can generate vibration applied to the diaphragm 321.

[支持構造]
イヤホン本体10は、電磁式発音体31及び圧電式発音体32に加え、図3に示すようにマウント部材51及び固定部材52を備える。
[Support structure]
The earphone main body 10 includes a mounting member 51 and a fixing member 52 as shown in FIG. 3, in addition to the electromagnetic sounding body 31 and the piezoelectric sounding body 32.

マウント部材51は、電磁式発音体31及び圧電式発音体32を筐体40にマウントする。マウント部材51は、当接部51aと支持部51bを備える環状の部材であり、金属又は樹脂等の材料からなる。 The mounting member 51 mounts the electromagnetic sounding body 31 and the piezoelectric sounding body 32 on the housing 40. The mount member 51 is an annular member including a contact portion 51a and a support portion 51b, and is made of a material such as metal or resin.

図2に示すように、当接部51aの導音口41a側の面には、振動板321の第2主面321bが接合される。当接部51aの導音口41aとは反対側の面には、機構部311が接合される。各部の接合は例えば、両面テープによる接着とすることができる。 As shown in FIG. 2, the second main surface 321b of the diaphragm 321 is joined to the surface of the contact portion 51a on the sound guide port 41a side. The mechanism portion 311 is joined to the surface of the contact portion 51a opposite to the sound guide port 41a. The joining of each part can be, for example, bonding with double-sided tape.

支持部51bは、当接部51aから突出し、第1筐体部401に接合される。支持部51bは例えば、第1筐体部401に設けられた溝に嵌合することによって第1筐体部401に接合される。 The support portion 51b protrudes from the contact portion 51a and is joined to the first housing portion 401. The support portion 51b is joined to the first housing portion 401, for example, by fitting into a groove provided in the first housing portion 401.

固定部材52は、電磁式発音体31の台座部312と第1筐体部401の間に配置され、電磁式発音体31を筐体40に固定する。固定部材52は環状の部材であり、金属または樹脂等の材料からなる。 The fixing member 52 is arranged between the pedestal portion 312 of the electromagnetic sounding body 31 and the first housing portion 401, and fixes the electromagnetic sounding body 31 to the housing 40. The fixing member 52 is an annular member and is made of a material such as metal or resin.

[振動板の突起について]
振動板321の第2主面321bには、突起が設けられている。図5は、第2主面321bの平面図であり、図6は、振動板321の周縁部の断面図である。
[About the protrusion of the diaphragm]
A protrusion is provided on the second main surface 321b of the diaphragm 321. FIG. 5 is a plan view of the second main surface 321b, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a peripheral portion of the diaphragm 321.

図5及び図6に示すように、第2主面321bの周縁には、第2主面321bから振動板321の厚み方向(Z方向)に突出する突起330が設けられている。突起330は、第2主面321bの周縁の全体に渡って、所定間隔を空けて設けられるものが好適である。また、突起330の第2主面321bからの高さHは4μm以上7μm以下が好適である。 As shown in FIGS. 5 and 6, protrusions 330 projecting from the second main surface 321b in the thickness direction (Z direction) of the diaphragm 321 are provided on the peripheral edge of the second main surface 321b. It is preferable that the protrusions 330 are provided at predetermined intervals over the entire peripheral edge of the second main surface 321b. Further, the height H of the protrusion 330 from the second main surface 321b is preferably 4 μm or more and 7 μm or less.

上述のように振動板321は、マウント部材51に接着される。図7は、振動板321及びマウント部材51を示す断面図である。同図に示すように振動板321の第2主面321bは接着層340によってマウント部材51の当接部51aに接着されている。接着層340は例えば両面テープとすることができる。 As described above, the diaphragm 321 is adhered to the mount member 51. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the diaphragm 321 and the mount member 51. As shown in the figure, the second main surface 321b of the diaphragm 321 is adhered to the contact portion 51a of the mount member 51 by the adhesive layer 340. The adhesive layer 340 can be, for example, a double-sided tape.

図8は、振動板321の周縁近傍を示す拡大図である。同図に示すように、突起330は第2主面321bと共に接着層340によってマウント部材51に接着される。この際、接着層340は突起330によって圧縮され、部分的に厚みが減少する。 FIG. 8 is an enlarged view showing the vicinity of the peripheral edge of the diaphragm 321. As shown in the figure, the protrusion 330 is adhered to the mount member 51 by the adhesive layer 340 together with the second main surface 321b. At this time, the adhesive layer 340 is compressed by the protrusions 330, and the thickness is partially reduced.

図8において、第2主面321bとマウント部材51の間の接着層340の厚みを厚みD1とし、突起330とマウント部材51の間の接着層340の厚みを厚みD2とする。厚みD2は突起330によって圧縮され、厚みD1より小さい厚みとなる。 In FIG. 8, the thickness of the adhesive layer 340 between the second main surface 321b and the mount member 51 is defined as the thickness D1, and the thickness of the adhesive layer 340 between the protrusion 330 and the mount member 51 is defined as the thickness D2. The thickness D2 is compressed by the protrusions 330 to a thickness smaller than the thickness D1.

これにより、振動板321は突起330による点支持に近い状態となり、振動変位が向上する(実施例参照)。上記のように圧電式発音体32は主に高周波帯域を発音するため、イヤホン100では高周波数帯域の音圧レベルが向上し、高周波数帯域の音圧の向上を実現することが可能である。 As a result, the diaphragm 321 is in a state close to point support by the protrusion 330, and the vibration displacement is improved (see Examples). Since the piezoelectric sounding body 32 mainly emits a high frequency band as described above, the earphone 100 can improve the sound pressure level in the high frequency band and can realize the improvement in the sound pressure in the high frequency band.

また、突起330を設けない場合に対して突起330を設けた場合の圧電式発音体32の電気機械結合係数(電気的エネルギーの機械的エネルギーへの変換効率を示す係数)は同等であり、圧電式発音体32の特性への影響は小さい(実施例参照)。 Further, the electromechanical coupling coefficient (the coefficient indicating the conversion efficiency of electrical energy into mechanical energy) of the piezoelectric sounding body 32 when the protrusion 330 is provided is the same as that when the protrusion 330 is not provided, and the piezoelectric sound is piezoelectric. The effect on the characteristics of the formula sounding body 32 is small (see Examples).

なお、突起330の第2主面321bからの高さH(図6参照)が4μm未満であると点支持による効果が小さく、音圧レベルの向上はわずかである。また、高さHが7μmを超えると音圧のロスが生じる。したがって、高さHは4μm以上7μm以下が好適である。 If the height H (see FIG. 6) of the protrusion 330 from the second main surface 321b is less than 4 μm, the effect of point support is small, and the improvement in sound pressure level is slight. Further, when the height H exceeds 7 μm, a loss of sound pressure occurs. Therefore, the height H is preferably 4 μm or more and 7 μm or less.

突起330の作成方法は特に限定されないが、突起330に対応するクリアランスを設けた金型を用いたプレス成型によって作成することが可能である。 The method for producing the protrusion 330 is not particularly limited, but it can be produced by press molding using a mold having a clearance corresponding to the protrusion 330.

[振動板の他の構成]
図9及び図10は振動板321の他の構成を示す平面図である。図9に示すように突起330は、第2主面321bの周縁により広い間隔を空けて設けられてもよい。また、図10に示すように突起330は、第2主面321bの周縁にわたって連続する一つの突起であってもよい。
[Other configurations of diaphragm]
9 and 10 are plan views showing another configuration of the diaphragm 321. As shown in FIG. 9, the protrusions 330 may be provided at a wider distance from the peripheral edge of the second main surface 321b. Further, as shown in FIG. 10, the protrusion 330 may be one protrusion continuous over the peripheral edge of the second main surface 321b.

実施例に係る圧電式発音体と、比較例に係る圧電式発音体を作成し、音圧レベルを測定した。実施例に係る圧電式発音体は、上記実施形態に示したように振動板の周縁に突起を設けた圧電式発音体であり、比較例に係る圧電式発音体は、振動板の周縁に突起が設けられていない圧電式発音体である。なお、振動板の厚みは共に175μmとした。 A piezoelectric sounding body according to an example and a piezoelectric sounding body according to a comparative example were prepared, and the sound pressure level was measured. The piezoelectric sounding body according to the embodiment is a piezoelectric sounding body having protrusions on the peripheral edge of the vibrating plate as shown in the above embodiment, and the piezoelectric sounding body according to the comparative example has protrusions on the peripheral edge of the vibrating plate. It is a piezoelectric sounding body that is not provided with. The thickness of the diaphragm was 175 μm.

図11は、実施例に係る圧電式発音体と比較例に係る圧電式発音体の音圧レベル(SPL)の測定結果を示すグラフである。同図において矢印で示すように、実施例に係る圧電式発音体では高周波数帯域において音圧レベルが向上するという結果が得られた。 FIG. 11 is a graph showing the measurement results of the sound pressure level (SPL) of the piezoelectric sounding body according to the embodiment and the piezoelectric sounding body according to the comparative example. As shown by the arrows in the figure, the result was obtained that the sound pressure level was improved in the high frequency band in the piezoelectric sounding body according to the embodiment.

また、実施例に係るイヤホンと、比較例に係るイヤホンを作成し、音圧レベルを測定した。実施例に係る圧電式発音体は、上記実施形態に示したように振動板の周縁に突起を設けた圧電式発音体と電磁式発音体を備えるイヤホンである。比較例に係るイヤホンは振動板の周縁に突起が設けられていない圧電式発音体と電磁式発音体を備えるイヤホンである。なお、圧電式発音体の振動板の厚みは共に175μmとした。 In addition, the earphones according to the examples and the earphones according to the comparative example were prepared, and the sound pressure level was measured. The piezoelectric sounding body according to the embodiment is an earphone including a piezoelectric sounding body having protrusions on the peripheral edge of the diaphragm and an electromagnetic sounding body as shown in the above embodiment. The earphone according to the comparative example is an earphone provided with a piezoelectric sounding body and an electromagnetic sounding body having no protrusions on the periphery of the diaphragm. The thickness of the diaphragm of the piezoelectric sounding body was 175 μm.

図12は、実施例に係るイヤホンと比較例に係るイヤホンの音圧レベル(SPL)の測定結果を示すグラフである。同図において矢印で示すように、実施例に係るイヤホンでは高周波数帯域において音圧レベルが向上するという結果が得られた。 FIG. 12 is a graph showing the measurement results of the sound pressure level (SPL) of the earphones according to the embodiment and the earphones according to the comparative example. As shown by the arrows in the figure, the results showed that the sound pressure level of the earphones according to the examples was improved in the high frequency band.

さらに、実施例に係る圧電式発音体と、比較例に係る圧電式発音体を作成し、共振周波数及び結合係数を測定した。図13及び図14は、共振周波数及び結合係数の測定結果を示すグラフである。 Further, the piezoelectric sounding body according to the example and the piezoelectric sounding body according to the comparative example were prepared, and the resonance frequency and the coupling coefficient were measured. 13 and 14 are graphs showing the measurement results of the resonance frequency and the coupling coefficient.

実施例1〜4に係る圧電式発音体は、上記実施形態に示したように振動板の周縁に突起を設けた圧電式発音体であり、比較例1〜4に係る圧電式発音体は、振動板の周縁に突起が設けられていない圧電式発音体である。なお、振動板の厚みは共に175μmとした。 The piezoelectric sounding bodies according to Examples 1 to 4 are piezoelectric sounding bodies having protrusions on the periphery of the vibrating plate as shown in the above embodiment, and the piezoelectric sounding bodies according to Comparative Examples 1 to 4 are It is a piezoelectric sounding body without protrusions on the periphery of the vibrating plate. The thickness of the diaphragm was 175 μm.

図13及び図14に示すように、比較例と実施例の間で共振周波数及び結合係数は同等であり、圧電式発音体において振動板の周縁に突起を設けても、圧電式発音体の特性に変動は生じないという結果が得られた。 As shown in FIGS. 13 and 14, the resonance frequency and the coupling coefficient are the same between the comparative example and the embodiment, and even if a protrusion is provided on the peripheral edge of the diaphragm in the piezoelectric sounding body, the characteristics of the piezoelectric sounding body are obtained. The result was that there was no change in the frequency.

以上から、周縁に突起が設けられた振動板では、圧電式発音体の音圧レベルを向上させることが可能であり、かつ圧電式発音体の特性に変動を生じさせないという結果が得られた。 From the above, it was obtained that the sound pressure level of the piezoelectric sounding body can be improved and the characteristics of the piezoelectric sounding body are not changed by the diaphragm provided with the protrusion on the peripheral edge.

10…イヤホン本体
20…イヤピース
30…発音ユニット
31…電磁式発音体
32…圧電式発音体
321…振動板
321a…第1主面
321b…第2主面
322…圧電素子
330…突起
340…接着層
40…筐体
41…導音路
41a…導音口
51…マウント部材
100…イヤホン
10 ... Earphone body 20 ... Earpiece 30 ... Sounding unit 31 ... Electromagnetic sounding body 32 ... Piezoelectric sounding body 321 ... Diaphragm 321a ... First main surface 321b ... Second main surface 322 ... Piezoelectric element 330 ... Protrusion 340 ... Adhesive layer 40 ... Housing 41 ... Sound guide path 41a ... Sound guide port 51 ... Mount member 100 ... Earphone

Claims (5)

導音口を有する筐体と、
前記筐体に収容された電磁式発音体と、
前記筐体において、前記電磁式発音体よりも前記導音口側に収容され、圧電素子と、前記圧電素子によって振動する振動板とを備える圧電式発音体であって、前記振動板は、前記導音口側の第1の主面と、前記第1の主面の反対側の第2の主面を有し、前記第2の主面の周縁に前記第2の主面から前記振動板の厚み方向に突出する突起が設けられている圧電式発音体と、
前記電磁式発音体と前記圧電式発音体を前記筐体にマウントするマウント部材と、
前記圧電式発音体と前記マウント部材の間に配置され、前記第2の主面及び前記突起と前記マウント部材を接着する接着層と
を具備する電気音響変換装置。
A housing with a sound guide and
The electromagnetic sounding body housed in the housing and
In the housing, the piezoelectric sounding body is housed closer to the sound guide port side than the electromagnetic sounding body and includes a piezoelectric element and a diaphragm vibrating by the piezoelectric element. It has a first main surface on the sound guide side and a second main surface on the opposite side of the first main surface, and the diaphragm from the second main surface to the peripheral edge of the second main surface. Piezoelectric sounding body with protrusions protruding in the thickness direction of
A mounting member for mounting the electromagnetic sounding body and the piezoelectric sounding body on the housing,
An electroacoustic conversion device that is arranged between the piezoelectric sounding body and the mount member, and includes a second main surface and an adhesive layer for adhering the protrusion to the mount member.
請求項1に記載の電気音響変換装置であって、
前記接着層は、前記第2の主面と前記マウント部材の間で第1の厚みを有し、前記突起と前記マウント部材の間で前記第1の厚みより小さい第2の厚みを有する
電気音響変換装置。
The electroacoustic converter according to claim 1.
The adhesive layer has a first thickness between the second main surface and the mount member, and an electroacoustic having a second thickness smaller than the first thickness between the protrusion and the mount member. Conversion device.
請求項1に記載の電気音響変換装置であって、
前記圧電素子は、前記第1の主面上に設けられている
電気音響変換装置。
The electroacoustic converter according to claim 1.
The piezoelectric element is an electroacoustic conversion device provided on the first main surface.
請求項1に記載の電気音響変換装置であって、
前記突起は、前記第2の主面からの高さが4μm以上7μm以下である
電気音響変換装置。
The electroacoustic converter according to claim 1.
The protrusion is an electroacoustic converter having a height of 4 μm or more and 7 μm or less from the second main surface.
請求項1に記載の電気音響変換装置であって、
前記振動板は金属からなり、
前記接着層は両面テープである
電気音響変換装置。
The electroacoustic converter according to claim 1.
The diaphragm is made of metal
The adhesive layer is an electroacoustic conversion device that is a double-sided tape.
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