JP5541022B2 - Vibration device - Google Patents

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JP5541022B2 JP2010203251A JP2010203251A JP5541022B2 JP 5541022 B2 JP5541022 B2 JP 5541022B2 JP 2010203251 A JP2010203251 A JP 2010203251A JP 2010203251 A JP2010203251 A JP 2010203251A JP 5541022 B2 JP5541022 B2 JP 5541022B2
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Description

本発明は、例えば、圧電振動板からなる振動板が支持シートを介して枠状の支持体に取り付けられている構造を有する振動装置に関し、より詳細には、支持体の開口部の形状が多角形である振動装置に関する。   The present invention relates to a vibration device having a structure in which, for example, a diaphragm made of a piezoelectric diaphragm is attached to a frame-like support via a support sheet, and more specifically, the shape of the opening of the support is many. The present invention relates to a vibration device having a square shape.

従来、携帯電話機や各種電子機器において、音声や振動を発生させるために、圧電サウンダや圧電スピーカなどが用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, piezoelectric sounders, piezoelectric speakers, and the like are used in mobile phones and various electronic devices to generate sound and vibration.

例えば、下記の特許文献1には、図10に分解斜視図で示す圧電音響部品が開示されている。圧電音響部品101では、基板102上にキャップ状に絞り加工した金属板103が固定されている。   For example, Patent Literature 1 below discloses a piezoelectric acoustic component shown in an exploded perspective view in FIG. In the piezoelectric acoustic component 101, a metal plate 103 drawn into a cap shape is fixed on a substrate 102.

金属板103の上面には、複数のスリット103aが矩形枠状をなすように配置されている。この複数のスリット103aで囲まれた部分において、金属板103の上面に圧電振動板104が接合されている。隣り合うスリット103a,103aの間の部分、すなわちスリットが形成されていない部分は、矩形の圧電振動板104のコーナ部近傍に位置している。圧電振動板104の振動に伴って、複数のスリット103aで囲まれた金属板部分が大きく変位する。従って、大きな音響を得ることができる。   On the upper surface of the metal plate 103, a plurality of slits 103a are arranged in a rectangular frame shape. The piezoelectric diaphragm 104 is joined to the upper surface of the metal plate 103 at a portion surrounded by the plurality of slits 103a. A portion between adjacent slits 103 a and 103 a, that is, a portion where no slit is formed, is located in the vicinity of a corner portion of the rectangular piezoelectric diaphragm 104. Along with the vibration of the piezoelectric diaphragm 104, the metal plate portion surrounded by the plurality of slits 103a is greatly displaced. Therefore, a large sound can be obtained.

他方、下記の特許文献2には、図11(a)及び(b)に示す圧電スピーカが開示されている。圧電スピーカ111では、圧電素子112が金属からなる振動板113の上面に貼り合わされている。振動板113は、ダンパー部材としての樹脂板114上に貼り付けられている。樹脂板114の対向し合う一対の辺部分で、樹脂板114は、支持体115,116に固定されている。すなわち、圧電素子112及び振動板113の振動を妨げないように、ダンピング性を有する樹脂板114が支持体115,116により支持されている。   On the other hand, the following Patent Document 2 discloses a piezoelectric speaker shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). In the piezoelectric speaker 111, the piezoelectric element 112 is bonded to the upper surface of the diaphragm 113 made of metal. The diaphragm 113 is affixed on a resin plate 114 as a damper member. The resin plate 114 is fixed to the supports 115 and 116 at a pair of opposing side portions of the resin plate 114. That is, the resin plate 114 having a damping property is supported by the supports 115 and 116 so as not to hinder the vibration of the piezoelectric element 112 and the diaphragm 113.

特開平11−355892号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-355892 特開平9−271096号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-271096

特許文献1に記載の圧電音響部品101では、複数のスリット103aが金属板103に形成されているので、圧電効果による変位を大きくし、大きな音圧を得ることができる。しかしながら、絞り加工により、キャップ状の金属板103を用意しなければならなかった。また、気室を分離するために、スリット103aに封止材料を充填しなければならなかった。従って、加工工程が煩雑であり、かつ部品点数が増大するという問題があった。   In the piezoelectric acoustic component 101 described in Patent Document 1, since the plurality of slits 103a are formed in the metal plate 103, displacement due to the piezoelectric effect can be increased and a large sound pressure can be obtained. However, the cap-shaped metal plate 103 had to be prepared by drawing. In addition, the slit 103a must be filled with a sealing material in order to separate the air chambers. Accordingly, there are problems that the machining process is complicated and the number of parts increases.

他方、特許文献2に記載の圧電スピーカ111では、樹脂板114の一対の長辺部分が支持体115,116で支持されているが、樹脂板114は、その一対の短辺側では支持されていない。従って、樹脂板114の一対の短辺側において、封止材料を用いて支持強度を高める必要があった。そのため、やはり部品点数が増大し、加工工程が煩雑になるという問題があった。加えて、一対の長辺側において、樹脂板114が強固に支持されてい
るので、一対の長辺側において、変位が抑制されがちであった。そのため、圧電素子112及び振動板113からなる振動体の変位が小さくなるおそれがあった。
On the other hand, in the piezoelectric speaker 111 described in Patent Document 2, a pair of long side portions of the resin plate 114 are supported by the supports 115 and 116, but the resin plate 114 is supported on the pair of short sides. Absent. Therefore, on the pair of short sides of the resin plate 114, it is necessary to increase the support strength using a sealing material. As a result, the number of parts increases, and the machining process becomes complicated. In addition, since the resin plate 114 is firmly supported on the pair of long sides, the displacement tends to be suppressed on the pair of long sides. Therefore, there is a possibility that the displacement of the vibrating body including the piezoelectric element 112 and the diaphragm 113 may be reduced.

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、振動体の変位が抑制され難く、大きな変位量を得ることができ、しかも部品点数及び加工工程数の増大を招くことなく提供することができる振動装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, to prevent displacement of the vibrating body from being suppressed, to obtain a large displacement amount, and to provide without increasing the number of parts and the number of processing steps. An object of the present invention is to provide a vibration device capable of performing

本発明に係る振動装置は、振動板と、前記振動板に貼り付けられており、該振動板に貼り付けられている振動板積層部と、振動板積層部の外側に張り出している延長部とを有する支持シートと、前記支持シートの延長部に貼り付けられており、かつ前記振動板の外周縁と間隔を隔てて設けられた枠状の支持体とを備える。前記支持シートは、合成樹脂フィルムからなる。本発明では、前記枠状の支持体が、複数の辺と、隣り合う辺が接続している部分がコーナ部である多角形の形状の開口部を有し、前記支持シートの前記支持体の開口部の辺の中央部に貼り付けられている合成樹脂フィルム部分の弾性率よりも、前記支持シートの前記支持体の開口部のコーナ部に貼り付けられている合成樹脂フィルム部分の弾性率が高くされている。 The vibration device according to the present invention includes a diaphragm, a diaphragm laminated on the diaphragm, a diaphragm laminated portion affixed to the diaphragm, and an extension projecting outside the diaphragm laminated portion. And a frame-like support body that is affixed to an extension of the support sheet and that is spaced from the outer peripheral edge of the diaphragm. The support sheet is made of a synthetic resin film. In the present invention, the frame-shaped support has a plurality of sides and a polygonal opening in which a portion where adjacent sides are connected is a corner, and the support of the support sheet than the elastic modulus of the synthetic resin film portion is attached to the central portion of the side of the opening, the said support elastic modulus of the synthetic resin film portion is attached to the corner portion of the opening portion of the support sheet It is high.

本発明に係る振動装置のある特定の局面では、前記支持シートの前記支持体の開口部の辺の中央部に貼り付けられている部分から、前記支持シートの前記支持体の開口部のコーナ部に貼り付けられている部分に向かうにつれて、支持シートの弾性率が高くされている。   In a specific aspect of the vibration device according to the present invention, from a portion of the support sheet that is affixed to a central portion of the side of the opening of the support, a corner portion of the opening of the support of the support sheet The elastic modulus of the support sheet is increased as it goes to the portion attached to the sheet.

本発明に係る振動装置の他の局面では、前記枠状の支持体の開口部が、矩形である。   In another aspect of the vibration device according to the present invention, the opening of the frame-shaped support is rectangular.

本発明において、振動板の平面形状は特に限定されないが、本発明のさらに他の特定の局面では、振動板は矩形板状である。   In the present invention, the planar shape of the diaphragm is not particularly limited, but in still another specific aspect of the present invention, the diaphragm is a rectangular plate.

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、前記振動板が圧電振動子である。   In still another specific aspect of the vibration device according to the present invention, the diaphragm is a piezoelectric vibrator.

本発明に係る振動装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電振動子が、金属板と、金属板の片面に貼り合わされた圧電素子とを備える。   In still another specific aspect of the vibration device according to the invention, the piezoelectric vibrator includes a metal plate and a piezoelectric element bonded to one surface of the metal plate.

本発明に係る振動装置では、支持シートが枠状の支持体に貼り付けられているが、支持体の開口部の辺の中央部に貼り付けられている支持シート部分の弾性率よりも、支持体の開口部のコーナ部に貼り付けられている支持シート部分の弾性率が高くされているので、振動板全体の変位量を大きくすることができる。従って、大きな音圧や大きな振動を得ることができる。また、本発明の振動装置は、上記枠状の支持体に前記支持シートを貼り付けた支持構造を有するだけであるため、部品点数の増大を招かない。また、加工工程の煩雑さも回避することができる。従って、変位量の大きな振動装置を、安価に提供することができる。   In the vibration device according to the present invention, the support sheet is affixed to the frame-shaped support, but the support sheet is supported more than the elastic modulus of the support sheet part that is affixed to the center of the side of the opening of the support. Since the elastic modulus of the support sheet portion attached to the corner portion of the opening of the body is increased, the amount of displacement of the entire diaphragm can be increased. Therefore, a large sound pressure and a large vibration can be obtained. Moreover, since the vibration device of the present invention only has a support structure in which the support sheet is attached to the frame-shaped support, the number of parts does not increase. Moreover, the complexity of the processing steps can be avoided. Therefore, a vibration device with a large displacement can be provided at low cost.

(a)及び(b)は、本発明の一実施形態に係る振動装置の平面図及び(a)中のB−B線に沿う部分の断面図であり、(c)は、用いられている圧電素子の正面断面図である。(A) And (b) is a top view of the vibration device which concerns on one Embodiment of this invention, and sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a), (c) is used. It is front sectional drawing of a piezoelectric element. (a)及び(b)は、本発明の一実施形態の振動装置における支持フィルムの弾性率分布を説明するための模式的平面図及び模式的底面図であり、(c)は、(b)中のC−C線に沿う部分の断面図である。(A) And (b) is the typical top view and typical bottom view for demonstrating the elastic modulus distribution of the support film in the vibration apparatus of one Embodiment of this invention, (c) is (b) It is sectional drawing of the part which follows the CC line in it. 比較のために用意した振動装置の変位分布を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the displacement distribution of the vibration apparatus prepared for the comparison. 本発明の一実施形態に係る振動装置の変位分布を説明するための模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating the displacement distribution of the vibration apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態及び比較例として用意した振動装置における支持シートの領域と弾性率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the area | region of a support sheet and an elasticity modulus in the vibration apparatus prepared as one Embodiment and comparative example of this invention. 本発明の一実施形態の振動装置における弾性率分布を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for explaining elastic modulus distribution in a vibration device of one embodiment of the present invention. (a)及び(b)は、本発明の他の実施形態の振動装置における支持シートの弾性率の分布を説明するための模式的平面図及び模式的底面図である。(A) And (b) is the typical top view and typical bottom view for demonstrating distribution of the elasticity modulus of the support sheet in the vibration apparatus of other embodiment of this invention. (a)及び(b)は、本発明のさらに他の実施形態に係る振動装置の平面図及び底面図である。(A) And (b) is the top view and bottom view of the vibration apparatus which concern on other embodiment of this invention. 本発明の振動装置で用いられる振動板のさらに他の例を説明するための正面断面図である。It is front sectional drawing for demonstrating the further another example of the diaphragm used with the vibration apparatus of this invention. 従来の圧電型電気音響変換器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the conventional piezoelectric electroacoustic transducer. (a)及び(b)は、従来の圧電スピーカの一例を示す斜視図及び(a)中のB−B線に沿う部分の断面図である。(A) And (b) is a perspective view which shows an example of the conventional piezoelectric speaker, and sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a).

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の一実施形態に係る振動装置を示す平面図であり、(b)は、(a)中のB−B線に沿う部分の断面図である。   Fig.1 (a) is a top view which shows the vibration apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the part in alignment with the BB line in (a).

本実施形態の振動装置1は、振動板2と、振動板2に貼り付けられる支持シート3と、支持シート3を囲むように配置された枠状の支持体4とを有する。   The vibration device 1 according to the present embodiment includes a vibration plate 2, a support sheet 3 attached to the vibration plate 2, and a frame-like support body 4 disposed so as to surround the support sheet 3.

振動板2は、矩形板状の形状を有する。図1(b)では、振動板2の一部が略図的に示されているが、実際には、振動板2は、積層型圧電体2aと、積層型圧電体2aの両面に形成された電極2b,2cとを有する。積層型圧電体2aは、2以上の圧電体層を有するPZTからなる。   The diaphragm 2 has a rectangular plate shape. In FIG. 1B, a part of the diaphragm 2 is schematically shown, but in actuality, the diaphragm 2 is formed on both surfaces of the multilayer piezoelectric body 2a and the multilayer piezoelectric body 2a. It has electrodes 2b and 2c. The multilayer piezoelectric body 2a is made of PZT having two or more piezoelectric layers.

上側と下側の圧電体層が、電界印加時に逆に伸縮するように、厚み方向に分極処理されている。従って、電極2b,2cから交流電界を印加することにより、振動板2は屈曲振動モードで励振される。すなわち、振動板2は、本実施形態では、圧電振動子である。振動板は支持シートの両面に貼り付けられてもよい。   The upper and lower piezoelectric layers are polarized in the thickness direction so as to expand and contract in reverse when an electric field is applied. Therefore, the diaphragm 2 is excited in the bending vibration mode by applying an alternating electric field from the electrodes 2b and 2c. That is, the diaphragm 2 is a piezoelectric vibrator in the present embodiment. The diaphragm may be attached to both sides of the support sheet.

なお、圧電振動子の構造は、図1(c)に示す積層型圧電体2aを用いたものに限定されない。例えば、図9に示す振動板2Aのように、金属板2d上に、厚み方向に分極された圧電体層2e及び電極2fが積層されているユニモルフ型の圧電振動子であってもよい。さらには、本発明においては、振動板2は、圧電振動子以外の振動体であってもよい。   The structure of the piezoelectric vibrator is not limited to that using the multilayer piezoelectric body 2a shown in FIG. For example, a unimorph type piezoelectric vibrator in which a piezoelectric layer 2e and an electrode 2f polarized in the thickness direction are stacked on a metal plate 2d, such as a diaphragm 2A shown in FIG. Furthermore, in the present invention, the diaphragm 2 may be a vibrating body other than the piezoelectric vibrator.

図1(a)及び(b)に示すように、支持シート3の上面に振動板2が貼り付けられている。この貼り付けは接着剤等の適宜の接合材を用いて行うことができる。支持シート3は、特に限定されるわけではないが、本実施形態では、合成樹脂フィルムからなる。支持シート3は、合成樹脂フィルムに限らず、金属板により形成されていてもよい。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the diaphragm 2 is attached to the upper surface of the support sheet 3. This affixing can be performed using an appropriate bonding material such as an adhesive. Although the support sheet 3 is not specifically limited, in this embodiment, it consists of a synthetic resin film. The support sheet 3 is not limited to a synthetic resin film, and may be formed of a metal plate.

支持シート3は、矩形板状の振動板2が貼り付けられている振動板積層部3Aと、振動
板積層部3Aに連ねられており、振動板積層部3Aの外側に至っている矩形枠状の延長部3Bとを有する。この矩形枠状の延長部3B内の外側部分が、枠状の支持体4により固定されている。
The support sheet 3 is connected to the diaphragm laminated portion 3A to which the rectangular plate-like diaphragm 2 is attached, and the diaphragm laminated portion 3A, and has a rectangular frame shape leading to the outside of the diaphragm laminated portion 3A. And an extension 3B. An outer portion of the rectangular frame-shaped extension 3B is fixed by a frame-shaped support body 4.

枠状の支持体4は、本実施形態では、矩形枠状の平面形状を有する。すなわち、枠状の支持体4は、矩形の開口部を有する。この矩形の開口部は、対向し合う一対の長辺4a,4bと、対向し合う一対の短辺4c,4dとを有する。隣り合う辺、すなわち、辺4aと4cとが接続されている部分を、第1のコーナ部4eとする。また、辺4bと辺4cとが接続されている部分を第2のコーナ部4f、辺4aと辺4dが接続している部分を第3のコーナ部4g、辺4dと辺4bが接続している部分を第4のコーナ部4hとする。   In this embodiment, the frame-shaped support body 4 has a rectangular frame-shaped planar shape. That is, the frame-shaped support body 4 has a rectangular opening. The rectangular opening has a pair of long sides 4a and 4b facing each other and a pair of short sides 4c and 4d facing each other. Adjacent sides, that is, a part where the sides 4a and 4c are connected is defined as a first corner portion 4e. Further, the portion where the side 4b and the side 4c are connected is connected to the second corner portion 4f, the portion where the side 4a and the side 4d are connected is connected to the third corner portion 4g, and the side 4d and the side 4b are connected. The portion that is present is the fourth corner portion 4h.

上記枠状の支持体4は、金属板4i,4jを有する。金属板4i,4jが、支持シート3を挟持するようにして貼り合わされている。この貼り合わせは、接着剤等の適宜の接合材を用いて行うことができる。   The frame-shaped support 4 has metal plates 4i and 4j. The metal plates 4i and 4j are bonded together so as to sandwich the support sheet 3. This bonding can be performed using an appropriate bonding material such as an adhesive.

なお、枠状の支持体4は、金属に限らず、セラミックスや合成樹脂等の他の剛性材料により形成することができる。   In addition, the frame-shaped support body 4 can be formed with other rigid materials, such as not only a metal but ceramics and a synthetic resin.

なお、本実施形態では、金属板4iと金属板4jは、同じ平面形状を有するが、異なる平面形状を有していてもよい。例えば、金属板4jを金属板4iよりも外側に張り出させてもよく、張り出された部分において電気的接続等を行ってもよい。   In the present embodiment, the metal plate 4i and the metal plate 4j have the same planar shape, but may have different planar shapes. For example, the metal plate 4j may protrude outward from the metal plate 4i, and electrical connection or the like may be performed at the protruding portion.

本実施形態の振動装置1では、上記圧電振動子からなる振動板2を屈曲モードで励振した場合、振動板2が、柔軟性を有する支持シート3により支持されているため、振動板2の変位がさほど妨げられない。特に、本実施形態の特徴は、上記支持シート3の弾性率が部分的に異ならされており、それによって、大きな変位量を得ることが可能とされている。これを、図2〜図6を参照してより具体的に説明する。   In the vibration device 1 according to the present embodiment, when the vibration plate 2 made of the piezoelectric vibrator is excited in the bending mode, the vibration plate 2 is supported by a flexible support sheet 3. Is not so hindered. In particular, the feature of the present embodiment is that the elastic modulus of the support sheet 3 is partially different, whereby a large amount of displacement can be obtained. This will be described more specifically with reference to FIGS.

本実施形態の振動装置1では、上記支持シート3が弾性率分布を有する。図2(a)は、上記支持シート3における弾性率分布を模式的に示した振動装置1の平面図である。図2(b)は、上記振動装置1の底面図であり、図2(b)中では、上記支持シート3の弾性率分布が模式的に示されている。すなわち、支持シート3は、前述した枠状の支持体4の第1〜第4のコーナ部4e〜4h近傍において、最も弾性率が高い領域3aを有し、該領域3aから遠ざかるにつれて、弾性率が順次低くなる領域3b,3c,3d及び3eを有する。   In the vibration device 1 of the present embodiment, the support sheet 3 has an elastic modulus distribution. FIG. 2A is a plan view of the vibration device 1 schematically showing the elastic modulus distribution in the support sheet 3. FIG. 2B is a bottom view of the vibration device 1, and in FIG. 2B, the elastic modulus distribution of the support sheet 3 is schematically shown. That is, the support sheet 3 has a region 3a having the highest elastic modulus in the vicinity of the first to fourth corner portions 4e to 4h of the frame-shaped support 4 described above, and the elastic modulus increases as the distance from the region 3a increases. Has regions 3b, 3c, 3d, and 3e that are sequentially lowered.

従って、支持シート3の枠状の支持体4に貼り付けられている部分においては、辺4a〜4dの中央部分に貼り付けられている支持シート部分の弾性率よりも、支持シート3の枠状の支持体4の開口部のコーナ部4e〜4hに貼り付けられている部分、すなわち領域3aの弾性率が高くされている。また、本実施形態では、辺4a〜4dの中央部に貼り付けられている支持シート部分から、コーナ部4e〜4hに貼り付けられている支持シート部分に向かうにつれて、支持シート3の弾性率が連続的に高くなっている。   Therefore, in the part affixed on the frame-shaped support body 4 of the support sheet 3, the frame shape of the support sheet 3 is more than the elastic modulus of the support sheet part affixed to the center part of edge | side 4a-4d. The elastic modulus of the part pasted on the corners 4e to 4h of the opening of the support body 4, that is, the region 3a is increased. Moreover, in this embodiment, the elasticity modulus of the support sheet 3 is as it goes to the support sheet part currently affixed on the corner parts 4e-4h from the support sheet part affixed on the center part of edge | side 4a-4d. It is continuously high.

また、図2(c)に示すように、支持シート3の中央部分から、支持シート3の対角線方向に第1のコーナ部4eに向かう部分においても、支持シート3の弾性率が、領域3eから、領域3d,領域3c,領域3b,領域3aと順に弾性率が高くされている。   Further, as shown in FIG. 2 (c), the elastic modulus of the support sheet 3 also extends from the region 3e in the portion from the center portion of the support sheet 3 toward the first corner portion 4e in the diagonal direction of the support sheet 3. The elastic modulus is increased in the order of the region 3d, the region 3c, the region 3b, and the region 3a.

本実施形態の振動装置1では、支持シート3が上記弾性率分布を有するため、大きな変位量を得ることができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。   In the vibration device 1 of the present embodiment, since the support sheet 3 has the above elastic modulus distribution, a large amount of displacement can be obtained. This will be described based on a specific experimental example.

本実験例では、振動板2は、PZTからなり、縦16mm×横波12mm×厚み100μmの6層の圧電体層を有する積層型圧電体を用いた。上下の電極2b,2cは、Ag/Pdからなり、厚みは1μmとした。   In this experimental example, the diaphragm 2 is made of PZT, and a stacked piezoelectric body having six piezoelectric layers of 16 mm length × 12 mm transverse wave × 100 μm thickness is used. The upper and lower electrodes 2b and 2c are made of Ag / Pd and have a thickness of 1 μm.

また、枠状の支持体4は、0.2mmの厚みの金属板4i,4jを積層することにより形成した。   The frame-like support 4 was formed by laminating metal plates 4i and 4j having a thickness of 0.2 mm.

上記枠状の支持体4の開口部は、辺4a,4bの長さが17mmの矩形の開口部とした。   The opening of the frame-shaped support 4 was a rectangular opening with sides 4a and 4b having a length of 17 mm.

支持シート3は、厚みが100μmのゴムやプラスチックなどからなる合成樹脂フィルムを用いた。もっとも、領域3a〜3eにおいて、弾性率が図5の実線で示すように変化している構造の合成樹脂フィルムを用いた。このような弾性率が部分的に異なる合成樹脂フィルムは、合成樹脂フィルム中の添加剤の含有量を領域3a〜3eで異ならせる方法、または合成樹脂フィルムの架橋度を領域3a〜3eで異ならせる方法などにより得ることができる。   As the support sheet 3, a synthetic resin film made of rubber or plastic having a thickness of 100 μm was used. However, a synthetic resin film having a structure in which the elastic modulus is changed as indicated by the solid line in FIG. Such a synthetic resin film having partially different elastic moduli is a method in which the content of the additive in the synthetic resin film is different in the regions 3a to 3e, or the cross-linking degree of the synthetic resin film is different in the regions 3a to 3e. It can be obtained by a method or the like.

比較のために、上記支持シート3に代えて、弾性率が図5の破線で示すように全領域において一定である支持シートを用いたことを除いては、上記実施形態と同様にして比較例の振動装置を用意した。   For comparison, in place of the support sheet 3, a comparative example was used in the same manner as in the above embodiment except that a support sheet having a constant elastic modulus in all regions as shown by the broken line in FIG. 5 was used. A vibration device was prepared.

図3は、上記比較例の振動装置に8Vの電圧を印加した際の有限要素法による変位形状
を模式的に示す斜視図である。図4は、上記実施形態の実験例として用意した振動装置の
有限要素シミュレーションによる変位形状を示す模式的斜視図である。なお、図3及び図
4は変位形状を示す。すなわち、支持シート3は、振動板2と共に振動するが、枠状の支
持体4により拘束されている。従って、図3及び図4に示す変位形状は、枠状の支持体4
の開口部内における振動板2及び支持シート3からなる構造の変位形状を示す。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a displacement shape by a finite element method when a voltage of 8 V is applied to the vibration device of the comparative example. FIG. 4 is a schematic perspective view showing a displacement shape by a finite element simulation of a vibration device prepared as an experimental example of the embodiment. 3 and 4 show the displacement shape. That is, the support sheet 3 vibrates together with the diaphragm 2 but is restrained by the frame-shaped support body 4. Therefore, the displacement shape shown in FIGS. 3 and 4 is the frame-like support 4.
The displacement shape of the structure which consists of the diaphragm 2 and the support sheet 3 in the opening part of this is shown.

図3及び図4におけるz方向の数値は、上記支持シート3が枠状の支持体4の開口部の辺4a,4dに貼り付けられている部分における規格化された変位量を示す。x、y方向の数値は位置座標を示す。   The numerical values in the z direction in FIGS. 3 and 4 indicate the standardized displacement amount at the portion where the support sheet 3 is attached to the sides 4 a and 4 d of the opening of the frame-like support 4. Numerical values in the x and y directions indicate position coordinates.

図3と図4とを対比すれば明らかなように、上記比較例に比べて、上記実施形態によれば、大きな変位量の得られることがわかる。すなわち、図3の破線で示す円Xで囲まれるコーナ部では、コーナ部がマイナス方向に比較的大きく変位していることがわかる。これに対して、図4に示すように、上記実施形態では、破線で示す円Yで囲まれた部分すなわちコーナ部におけるマイナス方向の変位が非常に小さいことがわかる。   As is clear from the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that a larger displacement amount can be obtained according to the embodiment than in the comparative example. That is, it can be seen that the corner portion surrounded by the circle X shown by the broken line in FIG. 3 is relatively greatly displaced in the minus direction. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the above embodiment, it can be seen that the displacement in the minus direction in the portion surrounded by the circle Y indicated by the broken line, that is, the corner portion, is very small.

図6におけるコーナ部4e〜4hすなわち破線で示す円Yで囲まれた部分において、変位が非常に小さくされており、特にマイナス方向の変位が小さくなっている。それに対して、円Zで囲まれた辺4a〜4dの中央部において変位量が大きくなっている。これは、上記弾性率分布を有する支持シート3を用いていることによる。従って、本実施形態の振動装置1では、支持シート3に振動板2が接合されている構造の変位量を飛躍的に大きくでき、大きな音圧を得ることができる。   In the corner portions 4e to 4h in FIG. 6, that is, the portion surrounded by a circle Y indicated by a broken line, the displacement is very small, and the displacement in the minus direction is particularly small. On the other hand, the amount of displacement is large at the center of the sides 4a to 4d surrounded by the circle Z. This is because the support sheet 3 having the elastic modulus distribution is used. Therefore, in the vibration device 1 of the present embodiment, the displacement amount of the structure in which the diaphragm 2 is joined to the support sheet 3 can be greatly increased, and a large sound pressure can be obtained.

上記のように、支持シート3に弾性率分布を与えるだけで、本実施形態では大きな変位量を得ることができる。従って、部品点数の増大や組み立て工程の煩雑さを招くことなく、大きな音圧を得ることができる振動装置を提供することができる。   As described above, a large amount of displacement can be obtained in this embodiment simply by giving the elastic modulus distribution to the support sheet 3. Therefore, it is possible to provide a vibration device that can obtain a large sound pressure without causing an increase in the number of parts and a complicated assembly process.

図7(a)及び(b)は、本発明の第2の実施形態の振動装置を説明するための模式的
平面図及び模式的底面図である。
FIGS. 7A and 7B are a schematic plan view and a schematic bottom view for explaining the vibration device according to the second embodiment of the present invention.

図7(a)及び(b)においても、図2(a)及び(b)と同様に、支持シート3の弾性率分布を模式的に示すこととする。すなわち、領域3a〜3eは、第1の実施形態と同様に弾性率が異ならされている。第2の実施形態が第1の実施形態と異なるところは、枠状の支持体4Bの平面形状が異なることにあり、その他の点は、第1の実施形態と同様である。   7A and 7B, the elastic modulus distribution of the support sheet 3 is schematically shown as in FIGS. 2A and 2B. That is, the elastic moduli of the regions 3a to 3e are different as in the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the planar shape of the frame-like support 4B is different, and the other points are the same as in the first embodiment.

枠状の支持体4Bの開口部は、略矩形形状を有する。すなわち、辺4a〜4dの中央部において、開口部が外側に膨らんでいる。従って、振動板2と枠状の支持体4との間の間隔が辺4a〜4dの中央においてコーナ部4e〜4hに比べて相対的に大きくされている。言い換えれば、辺4a〜4dの中央部からコーナ部4e〜4hに向かうにつれて、振動板2と枠状の支持体4との間の間隔が小さくなっている。   The opening of the frame-shaped support body 4B has a substantially rectangular shape. That is, the opening swells outward at the center of the sides 4a to 4d. Therefore, the distance between the diaphragm 2 and the frame-like support 4 is relatively larger than the corner portions 4e to 4h at the centers of the sides 4a to 4d. In other words, the distance between the diaphragm 2 and the frame-shaped support body 4 is reduced from the center of the sides 4a to 4d toward the corners 4e to 4h.

このように、振動板2と枠状の支持体4との間の間隔、辺4a〜4dの中央部に比べコーナ部4e〜4h側において小さくすることにより、コーナ部において支持シート3の変位をより小さくすることができる。また、辺4a〜4dの中央側における変位をより大きくし、それによって、支持シート3に振動板2が接合されている構造の変位量を効果的に大きくすることができる。このように、支持シート3に弾性率分布をもたせるだけでなく、枠状の支持体4と振動板2との間隔を調整することによっても、変位量をさらに拡大することができる。   As described above, the distance between the diaphragm 2 and the frame-like support 4 is made smaller on the corners 4e to 4h side than the center of the sides 4a to 4d, so that the support sheet 3 is displaced at the corners. It can be made smaller. Moreover, the displacement at the center side of the sides 4a to 4d can be further increased, and thereby the displacement amount of the structure in which the diaphragm 2 is joined to the support sheet 3 can be effectively increased. Thus, not only the elastic modulus distribution is given to the support sheet 3 but also the displacement amount can be further increased by adjusting the distance between the frame-like support 4 and the diaphragm 2.

図8(a)及び(b)は、本発明の第3の実施形態に係る振動装置を説明するための模式的平面図及び模式的底面図である。本実施形態では、支持シート13が用いられている。支持シート3に代えて支持シート13を用いたことを除いては、第3の実施形態は第1の実施形態と同様に構成されている。   FIGS. 8A and 8B are a schematic plan view and a schematic bottom view for explaining a vibration device according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, a support sheet 13 is used. Except for using the support sheet 13 instead of the support sheet 3, the third embodiment is configured in the same manner as the first embodiment.

支持シート13は、シート本体13aを有する。例えばゴムやプラスチックなどからなるシート本体13aは、弾性率が全領域にわたり均一な通常の合成樹脂フィルムである。支持シート13では、上記シート本体13aの両面に高弾性率層13bが部分的に積層されている。高弾性率層13bは、前述した枠状の支持体4のコーナ部4e〜4h近傍において、積層されている。   The support sheet 13 has a sheet body 13a. For example, the sheet body 13a made of rubber or plastic is a normal synthetic resin film having a uniform elastic modulus over the entire region. In the support sheet 13, high elastic modulus layers 13b are partially laminated on both surfaces of the sheet body 13a. The high elastic modulus layer 13b is laminated in the vicinity of the corner portions 4e to 4h of the frame-like support 4 described above.

高弾性率層13bは、シート本体13aよりも弾性率が高い材料からなる。このような材料としては、シート本体13aより弾性率が高ければ特に限定されない。例えば、シート本体13aを構成する合成樹脂に、さらに弾性率を高める添加剤を添加してなる組成物により高弾性率層13bを形成してもよい。あるいはシート本体13aと異なる樹脂材料により高弾性率層13bを形成してもよい。   The high elastic modulus layer 13b is made of a material having a higher elastic modulus than the sheet main body 13a. Such a material is not particularly limited as long as the elastic modulus is higher than that of the sheet main body 13a. For example, the high elastic modulus layer 13b may be formed of a composition obtained by adding an additive that further increases the elastic modulus to the synthetic resin constituting the sheet main body 13a. Or you may form the high elastic modulus layer 13b with the resin material different from the sheet | seat main body 13a.

また、高弾性率層13bは樹脂以外の材料により構成してもよい。   The high elastic modulus layer 13b may be made of a material other than resin.

第3の実施形態では、コーナ部4e〜4hにおいて、高弾性率層13bが存在するため、第1の実施形態と同様に、辺4a〜4dの中央に貼り付けられている支持シート部分の弾性率に比べ、コーナ部4e〜4hにおいて枠状の支持体4に貼り付けられている支持シート部分の弾性率が相対的に高くされている。従って、第1の実施形態と同様に、大きな変位量を得ることができる。   In the third embodiment, since the high elastic modulus layer 13b exists in the corner portions 4e to 4h, the elasticity of the support sheet portion attached to the center of the sides 4a to 4d is the same as in the first embodiment. Compared with the rate, the elastic modulus of the portion of the support sheet attached to the frame-like support 4 in the corner portions 4e to 4h is relatively high. Therefore, a large amount of displacement can be obtained as in the first embodiment.

上述してきた第1〜第3の実施形態では、枠状の支持体4の開口部は矩形の平面形状を有していたが、矩形以外の五角形、六角形などの他の多角形形状を有していてもよい。いずれにしても、多角形における複数の辺の中央部に貼り付けられている部分の支持シート
の弾性率よりも上記多角形におけるコーナ部に貼り付けられている支持シート部分の弾性率を高くすれば、上記実施形態と同様に大きな変位量を得ることができる。
In the first to third embodiments described above, the opening portion of the frame-shaped support body 4 has a rectangular planar shape, but has other polygonal shapes such as a pentagon and a hexagon other than a rectangle. You may do it. In any case, the elastic modulus of the support sheet portion attached to the corner portion of the polygon is set higher than the elastic modulus of the support sheet portion attached to the center of the plurality of sides in the polygon. For example, a large displacement amount can be obtained as in the above embodiment.

また、第1の実施形態では、枠状の支持体4の辺4a〜4dの中央部に貼り付けられている部分から、コーナ部4e〜4hに貼り付けられている支持シート部分に向かうにつれて、支持シート3の弾性率が連続的に高められていたが、第3の実施形態のように、上記弾性率を変化は階段状であってもよい。   Moreover, in 1st Embodiment, as it goes to the support sheet part currently affixed on the corner parts 4e-4h from the part affixed on the center part of edge | side 4a-4d of the frame-shaped support body 4, Although the elastic modulus of the support sheet 3 was continuously increased, the change in the elastic modulus may be stepped as in the third embodiment.

また、第1〜第3の実施形態では、振動板2は矩形板状であったが、矩形板状以外の平面形状、例えば円形等であってもよい。   In the first to third embodiments, the diaphragm 2 has a rectangular plate shape, but may have a planar shape other than the rectangular plate shape, for example, a circular shape.

1…振動装置
2…振動板
2A…振動板
2a…積層型圧電体
2b,2c…電極
2d…金属板
2e…圧電体層
2f…電極
3…支持シート
3A…振動板積層部
3B…延長部
3a〜3e…領域
4…支持体
4B…支持体
4a〜4d…辺
4e…第1のコーナ部
4f…第2のコーナ部
4g…第3のコーナ部
4h…第4のコーナ部
4i,4j…金属板
13…支持シート
13a…シート本体
13b…高弾性率層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration apparatus 2 ... Vibration plate 2A ... Vibration plate 2a ... Laminated piezoelectric body 2b, 2c ... Electrode 2d ... Metal plate 2e ... Piezoelectric layer 2f ... Electrode 3 ... Support sheet 3A ... Vibration plate laminated part 3B ... Extension part 3a -3e ... region 4 ... support 4B ... support 4a-4d ... side 4e ... first corner 4f ... second corner 4g ... third corner 4h ... fourth corner 4i, 4j ... metal Plate 13 ... Support sheet 13a ... Sheet body 13b ... High elastic modulus layer

Claims (6)

振動板と、
前記振動板に貼り付けられており、該振動板に貼り付けられている振動板積層部と、振動板積層部の外側に張り出している延長部とを有する支持シートと、
前記支持シートの延長部に貼り付けられており、かつ前記振動板の外周縁と間隔を隔てて設けられた枠状の支持体とを備え、
前記支持シートが合成樹脂フィルムからなり、
前記枠状の支持体が、複数の辺と、隣り合う辺が接続している部分がコーナ部である多角形の形状の開口部を有し、前記支持シートの前記支持体の開口部の辺の中央部に貼り付けられている合成樹脂フィルム部分の弾性率よりも、前記支持シートの前記支持体の開口部のコーナ部に貼り付けられている合成樹脂フィルム部分の弾性率が高くされている、振動装置。
A diaphragm,
A support sheet that is affixed to the diaphragm, and that has a diaphragm laminated part that is affixed to the diaphragm, and an extension that projects to the outside of the diaphragm laminated part,
A frame-like support body that is affixed to the extension portion of the support sheet and that is provided at an interval from the outer periphery of the diaphragm;
The support sheet is made of a synthetic resin film,
The frame-shaped support has a plurality of sides and a polygonal opening in which a portion where adjacent sides are connected is a corner, and the sides of the opening of the support of the support sheet than the elastic modulus of the synthetic resin film portion is attached to the central portion of the elastic modulus of the support adhered to the corner portion with its dependent synthetic resin film portion of the opening portion of the support sheet is high , Vibration device.
前記支持シートの前記支持体の開口部の辺の中央部に貼り付けられている部分から、前記支持シートの前記支持体の開口部のコーナ部に貼り付けられている部分に向かうにつれて、支持シートの弾性率が高くされている、請求項1に記載の振動装置。   The support sheet as it goes from the portion of the support sheet attached to the center of the side of the opening of the support to the portion of the support sheet attached to the corner of the opening of the support. The vibration device according to claim 1, wherein the elastic modulus of the vibration device is high. 前記枠状の支持体の開口部が、矩形である、請求項1または2に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1 or 2, wherein the opening of the frame-shaped support is rectangular. 前記振動板が矩形板状である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1, wherein the vibration plate has a rectangular plate shape. 前記振動板が圧電振動子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 1, wherein the vibration plate is a piezoelectric vibrator. 前記圧電振動子が、金属板と、金属板の片面に貼り合わされた圧電素子とを備える、請求項5に記載の振動装置。   The vibration device according to claim 5, wherein the piezoelectric vibrator includes a metal plate and a piezoelectric element bonded to one surface of the metal plate.
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JP3925414B2 (en) * 2002-04-26 2007-06-06 株式会社村田製作所 Piezoelectric electroacoustic transducer
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JP2007049473A (en) * 2005-08-10 2007-02-22 Murata Mfg Co Ltd Piezoelectric vibration device

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