JP5440422B2 - Oscillator - Google Patents

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Description

本発明は、圧電振動子を用いた発振装置に関する。   The present invention relates to an oscillation device using a piezoelectric vibrator.

携帯機器などの電気音響変換器として、動電型電気音響変換器がある。動電型電気音響変換器は、磁気回路の作用を利用して振動振幅を発生させる。しかし、磁気回路は永久磁石やボイスコイル等の多数の部材によって構成されるため、動電型電気音響変換器では小型化に限界があった。   There is an electrodynamic electroacoustic transducer as an electroacoustic transducer for a portable device or the like. The electrodynamic electroacoustic transducer generates a vibration amplitude by using an action of a magnetic circuit. However, since the magnetic circuit is composed of a large number of members such as permanent magnets and voice coils, the electrodynamic electroacoustic transducer has a limit on miniaturization.

動電型電気音響変換器に代わる電気音響変換器として、圧電型電気音響変換器がある。圧電型電気音響変換器は、圧電振動子に電界を印加することにより発生する伸縮運動を利用して、振動振幅を発生させるものである。圧電型電気音響変換器は、振動振幅を発生させるために多数の部材を必要としないため、小型化に有利である。   As an electroacoustic transducer that replaces the electrodynamic electroacoustic transducer, there is a piezoelectric electroacoustic transducer. Piezoelectric electroacoustic transducers generate vibration amplitude by utilizing the expansion and contraction generated by applying an electric field to a piezoelectric vibrator. Piezoelectric electroacoustic transducers are advantageous for miniaturization because they do not require a large number of members to generate vibration amplitude.

圧電型電気音響変換器に関する技術として、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3に記載のものがある。特許文献3に記載の技術は、圧電振動板の片面、又は両面にダンピング手段としてバネ材を設けるというものである。特許文献1に記載の技術は、圧電振動板の外周部を、薄肉フランジを介して支持し、かつ圧電振動板の中央部を、弾性体を介して支持するというものである。これにより音圧レベルの改善とともに、ピークディップの少ない優れた周波数特性が実現されると記載されている。   As technologies related to piezoelectric electroacoustic transducers, there are those described in Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3. The technique described in Patent Document 3 is to provide a spring material as a damping means on one side or both sides of a piezoelectric diaphragm. The technique described in Patent Document 1 is to support the outer peripheral portion of the piezoelectric diaphragm via a thin flange and support the central portion of the piezoelectric diaphragm via an elastic body. According to this, it is described that an excellent frequency characteristic with less peak dip is realized along with improvement of the sound pressure level.

特許文献2に記載の技術は、圧電素子と振動膜を、弾性を有する振動伝達部材を介して接合するというものである。振動伝達部材の弾性復元作用を利用して、十分な振動振幅を得ることができると記載されている。   The technique described in Patent Document 2 is to join a piezoelectric element and a vibration film via an elastic vibration transmission member. It is described that sufficient vibration amplitude can be obtained by utilizing the elastic restoring action of the vibration transmitting member.

特開2002−135893号公報JP 2002-135893 A 再表WO2005/094121Table WO2005 / 094121 実開昭57−181198Shokai 57-181198

圧電振動子を用いることにより、電気音響変換器の小型化を図ることができる。一方で、電気音響変換器には、音響再生を可能とするための一定以上の音圧レベルを確保することが求められる。   By using the piezoelectric vibrator, the electroacoustic transducer can be reduced in size. On the other hand, an electroacoustic transducer is required to ensure a sound pressure level above a certain level to enable sound reproduction.

本発明の目的は、小型化を図りつつ、高い音圧レベルを実現することができる発振装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an oscillation device capable of realizing a high sound pressure level while achieving downsizing.

本発明によれば、圧電振動子と、
前記圧電振動子の一面を拘束する振動部材と、
前記圧電振動子の他面に取り付けられた金属部材と、
前記金属部材の前記圧電振動子と接する面とは反対側の面に取り付けられた第1の弾性部材と、
前記振動部材の縁を支持する第1の支持部材と、
前記金属部材と前記第1の弾性部材とを介して前記圧電素子を支持する第2の支持部材と、
を備える発振装置が提供される。
According to the present invention, a piezoelectric vibrator;
A vibrating member that restrains one surface of the piezoelectric vibrator;
A metal member attached to the other surface of the piezoelectric vibrator;
A first elastic member attached to the surface of the metal member opposite to the surface in contact with the piezoelectric vibrator;
A first support member for supporting an edge of the vibration member;
A second support member that supports the piezoelectric element via the metal member and the first elastic member;
An oscillation device is provided.

本発明によれば、小型化を図りつつ、高い音圧レベルを実現することができる発振装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the oscillation apparatus which can implement | achieve a high sound pressure level can be provided, aiming at size reduction.

第1の実施形態に係る発振装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oscillation apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す圧電振動子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric vibrator shown in FIG. 第2の実施形態に係る発振装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oscillation apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る発振装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oscillation apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る圧電振動子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piezoelectric vibrator which concerns on 4th Embodiment. 携帯通信端末の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a portable communication terminal.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

図1は、第1の実施形態に係る発振装置100を示す断面図である。発振装置100は、圧電振動子10と、振動部材20と、金属部材22と、弾性部材24と、支持部材30と、支持部材35とを備えている。発振装置100は、例えばスピーカ、又は音波センサの発振源として使用される。また圧電体の焦電効果を利用することで温度センサとして機能することもできる。発振装置100をスピーカとして使用する場合、例えば電子機器(携帯電話、ラップトップ型コンピュータ、小型ゲーム機器等)の音源として用いられる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an oscillation device 100 according to the first embodiment. The oscillation device 100 includes a piezoelectric vibrator 10, a vibration member 20, a metal member 22, an elastic member 24, a support member 30, and a support member 35. The oscillation device 100 is used as an oscillation source of a speaker or a sound wave sensor, for example. It can also function as a temperature sensor by utilizing the pyroelectric effect of the piezoelectric body. When the oscillation device 100 is used as a speaker, for example, it is used as a sound source of an electronic device (a mobile phone, a laptop computer, a small game device, etc.).

振動部材20は、圧電振動子10の一面を拘束している。金属部材22は、圧電振動子10の他面に取り付けられている。弾性部材24は、金属部材22の圧電振動子10と接する面とは反対側の面に取り付けられている。支持部材30は、振動部材20の縁を支持する。支持部材35は、金属部材22と弾性部材24を介して圧電振動子10を支持する。以下図1、及び図2を用いて、発振装置100の構成について詳細に説明する。   The vibration member 20 restrains one surface of the piezoelectric vibrator 10. The metal member 22 is attached to the other surface of the piezoelectric vibrator 10. The elastic member 24 is attached to the surface of the metal member 22 opposite to the surface in contact with the piezoelectric vibrator 10. The support member 30 supports the edge of the vibration member 20. The support member 35 supports the piezoelectric vibrator 10 via the metal member 22 and the elastic member 24. Hereinafter, the configuration of the oscillation device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

図1に示すように、発振装置100は、リード線26と、外部端子28をさらに備えている。外部端子28は、金属部材22に埋め込まれている。また外部端子28は、圧電振動子10と接続している。リード線26は、一端において外部端子28と接続しており、他端において発振装置100の外部に延伸している。   As shown in FIG. 1, the oscillation device 100 further includes a lead wire 26 and an external terminal 28. The external terminal 28 is embedded in the metal member 22. The external terminal 28 is connected to the piezoelectric vibrator 10. The lead wire 26 is connected to the external terminal 28 at one end, and extends to the outside of the oscillation device 100 at the other end.

図1に示すように、発振装置100は、制御部90と、信号生成部95をさらに備えている。信号生成部95は、圧電振動子10に入力する電気信号を生成する。制御部90は、外部から入力された情報に基づいて信号生成部95を制御する。発振装置100をスピーカとして使用する場合、制御部90に入力される情報は音声信号である。また発振装置100を音波センサとして使用する場合、制御部90に入力される信号は、音波を発振する旨の指令信号である。そして発振装置100を音波センサとして使用する場合、信号生成部95は圧電振動子10に圧電振動子10の共振周波数の音波を発生させる。   As shown in FIG. 1, the oscillation device 100 further includes a control unit 90 and a signal generation unit 95. The signal generator 95 generates an electrical signal that is input to the piezoelectric vibrator 10. The control unit 90 controls the signal generation unit 95 based on information input from the outside. When the oscillation device 100 is used as a speaker, information input to the control unit 90 is an audio signal. When the oscillation device 100 is used as a sound wave sensor, the signal input to the control unit 90 is a command signal for oscillating sound waves. When the oscillation device 100 is used as a sound wave sensor, the signal generation unit 95 causes the piezoelectric vibrator 10 to generate a sound wave having a resonance frequency of the piezoelectric vibrator 10.

図2は、図1に示す圧電振動子10を示す断面図である。図2に示すように、圧電振動子10は、上部電極40、下部電極45、圧電体50からなる。また圧電振動子10は、例えば円形、楕円形、又は矩形を有する。圧電体50は、上部電極40と下部電極45に挟まれている。圧電体50は、圧電効果を有する材料により構成され、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、又はチタン酸バリウム(BaTiO)等により構成される。また圧電体50の厚みは、10um〜1mmであることが好ましい。厚みが10um未満である場合、圧電体50は脆性材料により構成されるため、破損等が生じやすい。一方、厚みが1mmを超える場合、圧電体50の電界強度が低減する。従ってエネルギー変換効率の低下を招く。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the piezoelectric vibrator 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrator 10 includes an upper electrode 40, a lower electrode 45, and a piezoelectric body 50. The piezoelectric vibrator 10 has, for example, a circle, an ellipse, or a rectangle. The piezoelectric body 50 is sandwiched between the upper electrode 40 and the lower electrode 45. The piezoelectric body 50 is made of a material having a piezoelectric effect, and is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO 3 ), or the like. The thickness of the piezoelectric body 50 is preferably 10 um to 1 mm. When the thickness is less than 10 μm, the piezoelectric body 50 is made of a brittle material, and thus is easily damaged. On the other hand, when the thickness exceeds 1 mm, the electric field strength of the piezoelectric body 50 is reduced. Therefore, the energy conversion efficiency is reduced.

上部電極40、及び下部電極45は、例えば銀、又は銀/パラジウム合金等によって構成される。上部電極40、及び下部電極45の厚みは、1〜50umであることが好ましい。厚みが1um未満の場合、均一に成形することが難しくなる。一方、50umを超える場合、上部電極40、又は下部電極45が圧電体50に対して拘束面となり、エネルギー変換効率の低下を招く。   The upper electrode 40 and the lower electrode 45 are made of, for example, silver or a silver / palladium alloy. The thicknesses of the upper electrode 40 and the lower electrode 45 are preferably 1 to 50 um. When the thickness is less than 1 μm, it becomes difficult to form the film uniformly. On the other hand, when it exceeds 50 um, the upper electrode 40 or the lower electrode 45 becomes a constraining surface with respect to the piezoelectric body 50 and causes a decrease in energy conversion efficiency.

振動部材20は、支持部材30により固定されている。よって圧電振動子10から発生した振動により、発振装置100に振動を発生させる機能を有する。また振動部材20は、発振装置100の機械的強度を向上させる機能を有する。振動部材20は、セラミック材料に対して高い弾性率を持つ材料によって構成され、例えばリン青銅、又はステンレス等によって構成される。振動部材20の厚みは、5〜500umであることが好ましい。また振動部材20の縦弾性係数は、1〜500GPaであることが好ましい。振動部材20の縦弾性係数が過度に低い、又は高い場合、機械振動子としての特性や信頼性を損なうおそれがある。支持部材30は、例えばステンレス等の金属膜により構成される。   The vibration member 20 is fixed by a support member 30. Therefore, it has a function of causing the oscillation device 100 to generate vibration by vibration generated from the piezoelectric vibrator 10. The vibration member 20 has a function of improving the mechanical strength of the oscillation device 100. The vibration member 20 is made of a material having a high elastic modulus with respect to the ceramic material, and is made of, for example, phosphor bronze or stainless steel. The thickness of the vibration member 20 is preferably 5 to 500 μm. The longitudinal elastic modulus of the vibrating member 20 is preferably 1 to 500 GPa. If the longitudinal elastic modulus of the vibration member 20 is excessively low or high, the characteristics and reliability as a mechanical vibrator may be impaired. The support member 30 is made of a metal film such as stainless steel.

金属部材22は、例えば圧電振動子10の他面のうち振動の変位量が最大となる位置に取り付けられている。弾性部材24は、例えば樹脂材料により構成されている。金属部材22のヤング率は、弾性部材24の20倍以上であることが好ましい。発振装置100に振動が発生した場合、弾性部材24には復元力による吸収・反発効果が生じる。この吸収・反発効果は金属部材22を介して、圧電振動子10及び振動部材20へ伝わる。これにより、発振装置100の振幅は増大する。支持部材30と支持部材35は、例えば一体として設けられる。   For example, the metal member 22 is attached to a position on the other surface of the piezoelectric vibrator 10 where the amount of vibration displacement is maximum. The elastic member 24 is made of, for example, a resin material. The Young's modulus of the metal member 22 is preferably 20 times or more that of the elastic member 24. When vibration is generated in the oscillation device 100, the elastic member 24 has an absorption / repulsion effect due to the restoring force. This absorption / repulsion effect is transmitted to the piezoelectric vibrator 10 and the vibration member 20 through the metal member 22. As a result, the amplitude of the oscillation device 100 increases. The support member 30 and the support member 35 are integrally provided, for example.

次に、本実施形態に係る発振装置100の製造方法について説明する。まず圧電体50を製造する。圧電体50の製造は、グリーンシート法により行い、大気中において1100℃で2時間焼成する。次いで圧電体50に、上部電極40、及び下部電極45を形成する。そして圧電体50に、厚み方向に分極処理を施す。これにより得られた圧電振動子10を、エポキシ系樹脂等を用いて振動部材20へ接着する。その後振動部材20の縁を、支持部材30により支持させる。また圧電振動子10を、金属部材22及び弾性部材24を介して、支持部材35により支持させる。これにより発振装置100が形成される。   Next, a method for manufacturing the oscillation device 100 according to this embodiment will be described. First, the piezoelectric body 50 is manufactured. The piezoelectric body 50 is manufactured by the green sheet method and baked at 1100 ° C. for 2 hours in the air. Next, the upper electrode 40 and the lower electrode 45 are formed on the piezoelectric body 50. The piezoelectric body 50 is subjected to polarization processing in the thickness direction. The piezoelectric vibrator 10 thus obtained is bonded to the vibration member 20 using an epoxy resin or the like. Thereafter, the edge of the vibration member 20 is supported by the support member 30. The piezoelectric vibrator 10 is supported by the support member 35 through the metal member 22 and the elastic member 24. Thereby, the oscillation device 100 is formed.

圧電体50は、外径=φ15mm、厚み=100umとすることができる。圧電体50は、ジルコン酸チタン酸鉛系セラミックを用いることができる。上部電極40、及び下部電極45は、厚み=8umとすることができる。上部電極40、及び下部電極45は、銀/パラジウム合金(重量比70%:30%)を用いることができる。振動部材20は、外径=φ17mm、厚み=300umとすることができる。振動部材20は、リン青銅を用いることができる。支持部材30、及び支持部材35により、外径=φ19mm、内径=φ18mmのバスタブ状のケースを構成することができる。支持部材30、及び支持部材35は、SUS304を用いることができる。金属部材22、及び弾性部材24は、外径=φ3mmとすることができる。金属部材22は、ステンレスを用いることができる。また弾性部材24は、PET材料を用いることができる。   The piezoelectric body 50 can have an outer diameter = φ15 mm and a thickness = 100 μm. For the piezoelectric body 50, a lead zirconate titanate ceramic can be used. The upper electrode 40 and the lower electrode 45 can have a thickness = 8 μm. For the upper electrode 40 and the lower electrode 45, a silver / palladium alloy (weight ratio 70%: 30%) can be used. The vibration member 20 can have an outer diameter = φ17 mm and a thickness = 300 μm. The vibrating member 20 can use phosphor bronze. The support member 30 and the support member 35 can constitute a bathtub-shaped case having an outer diameter = φ19 mm and an inner diameter = φ18 mm. As the support member 30 and the support member 35, SUS304 can be used. The metal member 22 and the elastic member 24 can have an outer diameter = φ3 mm. Stainless steel can be used for the metal member 22. The elastic member 24 can use a PET material.

次に、本実施形態に係る発振装置100を用いた圧電型電気音響変換器による音響再生方法について説明する。本実施形態では、例えばパラメトリックスピーカの動作原理を利用して音響再生をすることができる。この場合制御部90は、圧電振動子10に信号生成部95を介してパラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する。パラメトリックスピーカとして用いる場合、圧電振動子10は、20kHz以上、例えば100kHzの音波を信号の輸送波として用いる。   Next, a sound reproduction method using a piezoelectric electroacoustic transducer using the oscillation device 100 according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, for example, sound reproduction can be performed using the operating principle of a parametric speaker. In this case, the control unit 90 inputs a modulation signal as a parametric speaker to the piezoelectric vibrator 10 via the signal generation unit 95. When used as a parametric speaker, the piezoelectric vibrator 10 uses a sound wave of 20 kHz or more, for example, 100 kHz, as a signal transport wave.

ここでパラメトリックスピーカの動作原理を説明する。パラメトリックスピーカの動作原理は、AM変調やDSB変調、SSB変調、FM変調をかけた超音波を空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音が出現する原理で音響再生を行うというものである。ここでいう非線形とは、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移することをいう。すなわち、音波は流体内で微少にじょう乱しているため、音波は非線形で伝播している。特に超音波を空気中に放射した場合に、非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。また音波は、空気中の分子集団が濃淡に混在する疎密状態である。空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突し、衝撃波が生じて可聴音が発生する。   Here, the operation principle of the parametric speaker will be described. The principle of operation of a parametric speaker is the principle that audible sound appears due to the non-linear characteristics when ultrasonic waves that have been subjected to AM modulation, DSB modulation, SSB modulation, and FM modulation are emitted into the air and the ultrasonic waves propagate into the air. The sound reproduction is performed with Non-linear here means transition from laminar flow to turbulent flow when the Reynolds number indicated by the ratio of the inertial action and viscous action of the flow increases. That is, since the sound wave is slightly disturbed in the fluid, the sound wave propagates nonlinearly. In particular, when ultrasonic waves are radiated into the air, harmonics accompanying non-linearity are prominently generated. The sound wave is a dense state in which molecular groups in the air are mixed. When it takes time for air molecules to recover from compression, air that cannot be recovered after compression collides with continuously propagating air molecules, generating shock waves and producing audible sound.

次に、本実施形態の効果について説明する。発明者は、本実施形態における構成を有する発振装置100において、振幅が著しく増大することを見いだした。これは発振装置100に振動が発生した際に弾性部材24が生じる復元力による吸収・反発効果が、金属部材22を介することによって圧電振動子10及び振動部材20へ伝わりやすくなるためであると想定される。このため本実施形態によれば、小型化を図りつつ、高い音圧レベルを実現することができる。   Next, the effect of this embodiment will be described. The inventor has found that the amplitude significantly increases in the oscillation device 100 having the configuration in the present embodiment. This is because the absorption / repulsion effect due to the restoring force generated by the elastic member 24 when vibration is generated in the oscillation device 100 is easily transmitted to the piezoelectric vibrator 10 and the vibration member 20 through the metal member 22. Is done. For this reason, according to the present embodiment, a high sound pressure level can be realized while downsizing.

また発明者は、金属材料22のヤング率が弾性部材24のヤング率の20倍以上である場合、発振装置の振幅がより増大することを見いだした。よって音圧レベルをより向上させることができる。さらに圧電振動子10は、弾性部材24を介して支持部材35により支持されている。このため落下時等において、弾性部材24により衝撃エネルギーが吸収される。従って発振装置の機械的強度を向上させることができる。   The inventor has also found that the amplitude of the oscillation device increases when the Young's modulus of the metal material 22 is 20 times or more the Young's modulus of the elastic member 24. Therefore, the sound pressure level can be further improved. Further, the piezoelectric vibrator 10 is supported by a support member 35 via an elastic member 24. For this reason, impact energy is absorbed by the elastic member 24 at the time of dropping or the like. Therefore, the mechanical strength of the oscillation device can be improved.

また、圧電振動子10は、外部端子28が埋め込まれた金属部材22と接している。このため圧電振動子10に直接外部端子を設けずとも、金属部材22に埋め込んだ外部端子28を介して、圧電振動子10を外部と接続することができる。よって発振装置の製造が容易となる。   The piezoelectric vibrator 10 is in contact with the metal member 22 in which the external terminal 28 is embedded. Therefore, the piezoelectric vibrator 10 can be connected to the outside through the external terminal 28 embedded in the metal member 22 without providing the piezoelectric vibrator 10 with an external terminal directly. Therefore, the manufacture of the oscillation device is facilitated.

図3は、第2の実施形態に係る発振装置102を示す断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応している。本実施形態に係る発振装置102は、リード線26が金属部材22を介して圧電振動子10と接続している点を除いて、第1の実施形態に係る発振装置100と同様である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the oscillation device 102 according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 1 according to the first embodiment. The oscillation device 102 according to the present embodiment is the same as the oscillation device 100 according to the first embodiment except that the lead wire 26 is connected to the piezoelectric vibrator 10 via the metal member 22.

リード線26は、金属部材22を介して圧電振動子10と接続している。圧電振動子10には、金属部材22及びリード線26を介して電圧が印加される。このため圧電振動子10に直接外部端子を設けることを要しない。よって本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。   The lead wire 26 is connected to the piezoelectric vibrator 10 via the metal member 22. A voltage is applied to the piezoelectric vibrator 10 via the metal member 22 and the lead wire 26. For this reason, it is not necessary to provide an external terminal directly on the piezoelectric vibrator 10. Therefore, also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

図4は、第3の実施形態に係る発振装置104を示す断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応している。本実施形態に係る発振装置104は、弾性部材32を備えている点を除いて、第1の実施形態に係る発振装置100と同様である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the oscillation device 104 according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 1 according to the first embodiment. The oscillation device 104 according to the present embodiment is the same as the oscillation device 100 according to the first embodiment except that an elastic member 32 is provided.

弾性部材32は、振動部材20の外周部に設けられている。振動部材20は、弾性部材32を介して支持部材30に支持されている。弾性部材32は、例えばウレタン、PET、又はポリエチレン等の樹脂材料により構成されており、振動部材20よりも低い剛性を有する。弾性部材32の厚さは、特に限定されないが、振動部材20の端部の動きやすさが確保でき、かつ耐久性が基準を満たすように、その値が決定される。   The elastic member 32 is provided on the outer peripheral portion of the vibration member 20. The vibration member 20 is supported by the support member 30 via the elastic member 32. The elastic member 32 is made of a resin material such as urethane, PET, or polyethylene, and has rigidity lower than that of the vibration member 20. The thickness of the elastic member 32 is not particularly limited, but the value is determined so that the ease of movement of the end of the vibration member 20 can be secured and the durability satisfies the standard.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また振動部材20は、外周部の縁に設けられた弾性部材32を介して支持部材30に支持されている。このため振動部材20の端部を自由端に近づけることができる。よって振動部材20による振動の掃引体積が増大し、発振装置の音圧レベルをさらに向上させることができる。また落下時等において、弾性部材32により衝撃エネルギーが吸収される。従って発振装置の機械的強度をさらに向上させることができる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. The vibration member 20 is supported by the support member 30 via an elastic member 32 provided on the edge of the outer peripheral portion. For this reason, the edge part of the vibration member 20 can be brought close to a free end. Therefore, the vibration sweep volume by the vibration member 20 is increased, and the sound pressure level of the oscillation device can be further improved. In addition, the impact energy is absorbed by the elastic member 32 when dropped. Therefore, the mechanical strength of the oscillation device can be further improved.

図5は、第4の実施形態に係る圧電振動子110を示す斜視図である。本実施形態に係る発振装置は、圧電振動子の構成を除いて第1の実施形態に係る発振装置100と同様である。また本実施形態に係る圧電振動子110は、積層構造を有する点を除いて、第1の実施形態に係る圧電振動子10と同様である。   FIG. 5 is a perspective view showing a piezoelectric vibrator 110 according to the fourth embodiment. The oscillation device according to the present embodiment is the same as the oscillation device 100 according to the first embodiment except for the configuration of the piezoelectric vibrator. The piezoelectric vibrator 110 according to the present embodiment is the same as the piezoelectric vibrator 10 according to the first embodiment except that it has a laminated structure.

図5に示すように圧電振動子110は、複数の圧電体と複数の電極を交互に積層して構成されている。圧電体60、61、62、63、64の間には、電極70、71、72、73が1層ずつ形成されている。電極70と電極72、及び電極71と電極73は、それぞれ互いに接続している。各圧電体の分極方向は、1層ごとに逆向きとなっている。また各電極間に生じる電界の向きも、交互に逆向きとなっている。   As shown in FIG. 5, the piezoelectric vibrator 110 is configured by alternately laminating a plurality of piezoelectric bodies and a plurality of electrodes. Between the piezoelectric bodies 60, 61, 62, 63 and 64, electrodes 70, 71, 72 and 73 are formed one by one. The electrode 70 and the electrode 72, and the electrode 71 and the electrode 73 are connected to each other. The polarization direction of each piezoelectric body is reverse for each layer. In addition, the direction of the electric field generated between the electrodes is alternately reversed.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また圧電振動子110は積層構造を有しているため、電極層間に生じる電界強度が高い。これにより圧電振動子110の駆動力を向上させることができる。なお、圧電振動子110の積層数は任意に増減できる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, since the piezoelectric vibrator 110 has a laminated structure, the electric field strength generated between the electrode layers is high. Thereby, the driving force of the piezoelectric vibrator 110 can be improved. Note that the number of stacked piezoelectric vibrators 110 can be arbitrarily increased or decreased.

(実施例)
図1、図4、及び図5に示した発振装置を作成し、各発振装置の特性を調べた(実施例1〜3)。本実施例では、発振装置をパラメトリックスピーカとして機能させた。また比較例1として、実施例1〜3と同一の平面積を有する動電型の発振装置を作成し、特性を調べた。その結果を表1に示す。なお音圧レベル周波数特性の測定では、交流電圧1V入力時の音圧レベルを、圧電振動子から10cm離れた位置に配置したマイクロホンにより測定した。周波数の測定範囲は10Hz〜10kHzとした。また落下衝撃安定性の測定では、発振装置を備える電気音響変換器を搭載した携帯通信端末を50cmの高さから、5回自然落下させた。その後、携帯通信端末の破損等を目視で確認した。さらに、音圧特性を測定し、試験前後において音圧レベル差が3dB以内の場合、○とした。
(Example)
The oscillators shown in FIGS. 1, 4 and 5 were prepared, and the characteristics of the oscillators were examined (Examples 1 to 3). In this embodiment, the oscillation device functions as a parametric speaker. Further, as Comparative Example 1, an electrodynamic oscillation device having the same plane area as that of Examples 1 to 3 was prepared, and the characteristics were examined. The results are shown in Table 1. In the measurement of the sound pressure level frequency characteristics, the sound pressure level when an AC voltage of 1 V was input was measured with a microphone placed at a position 10 cm away from the piezoelectric vibrator. The frequency measurement range was 10 Hz to 10 kHz. In the measurement of drop impact stability, a mobile communication terminal equipped with an electroacoustic transducer equipped with an oscillation device was naturally dropped five times from a height of 50 cm. Thereafter, the damage of the mobile communication terminal was visually confirmed. Furthermore, the sound pressure characteristic was measured, and when the sound pressure level difference before and after the test was within 3 dB, it was rated as “good”.

Figure 0005440422
Figure 0005440422

この表から、各実施例に係る発振装置は、比較例と比べて、音圧レベルが高く、周波数特性が平坦であることが示された。また比較例と比べて、落下衝撃安定性が高いことも示された。   From this table, it was shown that the oscillation device according to each example had a higher sound pressure level and a flat frequency characteristic than the comparative example. It was also shown that the drop impact stability was higher than that of the comparative example.

また、図6に示すように、携帯通信端末120のスピーカ122として、実施例1〜3に係る発振装置を使用した。スピーカ122は、携帯通信端末120の筐体の内面に取り付けた。各実施例を用いた場合のスピーカ122の特性を表2に示す。なお、測定条件は、表1と同様である。   As shown in FIG. 6, the oscillation devices according to Examples 1 to 3 were used as the speaker 122 of the mobile communication terminal 120. The speaker 122 was attached to the inner surface of the casing of the mobile communication terminal 120. Table 2 shows the characteristics of the speaker 122 when each embodiment is used. Measurement conditions are the same as in Table 1.

Figure 0005440422
Figure 0005440422

この表から、各実施例に係る携帯通信端末120は、周波数特性が平坦であることが示された。また落下衝撃安定性が高いことが示された。   From this table, it was shown that the frequency characteristics of the mobile communication terminal 120 according to each example are flat. It was also shown that the drop impact stability is high.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

10 圧電振動子
20 振動部材
22 金属部材
24 弾性部材
26 リード線
28 外部端子
30 支持部材
32 弾性部材
35 支持部材
40 上部電極
45 下部電極
50 圧電体
60〜64 圧電体
70〜73 電極
90 制御部
95 信号生成部
100 発振装置
102 発振装置
104 発振装置
110 圧電振動子
120 携帯通信端末
122 スピーカ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric vibrator 20 Vibrating member 22 Metal member 24 Elastic member 26 Lead wire 28 External terminal 30 Support member 32 Elastic member 35 Support member 40 Upper electrode 45 Lower electrode 50 Piezoelectric body 60-64 Piezoelectric body 70-73 Electrode 90 Control part 95 Signal generator 100 Oscillator 102 Oscillator 104 Oscillator 110 Piezoelectric vibrator 120 Mobile communication terminal 122 Speaker

Claims (8)

圧電振動子と、
前記圧電振動子の一面を拘束する振動部材と、
前記圧電振動子の他面に取り付けられた金属部材と、
前記金属部材の前記圧電振動子と接する面とは反対側の面に取り付けられた第1の弾性部材と、
前記振動部材の縁を支持する第1の支持部材と、
前記金属部材と前記第1の弾性部材とを介して前記圧電素子を支持する第2の支持部材と、
を備える発振装置。
A piezoelectric vibrator;
A vibrating member that restrains one surface of the piezoelectric vibrator;
A metal member attached to the other surface of the piezoelectric vibrator;
A first elastic member attached to the surface of the metal member opposite to the surface in contact with the piezoelectric vibrator;
A first support member for supporting an edge of the vibration member;
A second support member that supports the piezoelectric element via the metal member and the first elastic member;
An oscillation device comprising:
請求項1に記載の発振装置において、
前記金属部材のヤング率は、前記第1の弾性部材のヤング率の20倍以上である発振装置。
The oscillation device according to claim 1,
An oscillation device in which the Young's modulus of the metal member is 20 times or more that of the first elastic member.
請求項1または2に記載の発振装置において、
前記第1の弾性部材は、樹脂により構成されている発振装置。
The oscillation device according to claim 1 or 2,
The first elastic member is an oscillation device made of resin.
請求項1ないし3いずれか1項に記載の発振装置において、
前記第1の支持部材と前記第2の支持部材は、一体として設けられている発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 1 to 3,
The oscillation device in which the first support member and the second support member are integrally provided.
請求項1ないし4いずれか1項に記載の発振装置において、
前記圧電振動子は、前記金属部材を介して電圧が印加されている発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 1 to 4,
The piezoelectric vibrator is an oscillation device to which a voltage is applied via the metal member.
請求項1ないし5いずれか1項に記載の発振装置において、
前記振動部材の外周部に設けられた第2の弾性部材をさらに備え、
前記第2の弾性部材の剛性は、前記振動部材の剛性よりも低く、
前記振動部材は、前記第2の弾性部材を介して前記第1の支持部材に支持される発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 1 to 5,
A second elastic member provided on an outer periphery of the vibration member;
The rigidity of the second elastic member is lower than the rigidity of the vibration member,
The oscillation device is supported by the first support member via the second elastic member.
請求項1ないし6いずれか1項に記載の発振装置において、
前記発振装置は、音波センサの発信源である発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 1 to 6,
The oscillation device is an oscillation device that is a transmission source of a sound wave sensor.
請求項1ないし6いずれか1項に記載の発振装置において、
前記発振装置は、スピーカである発振装置。
The oscillation device according to any one of claims 1 to 6,
The oscillation device is an oscillation device which is a speaker.
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