KR101507747B1 - 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자기기 - Google Patents

Abstract

양호한 음압의 주파수 특성을 얻는 것을 과제로 한다. 이 과제를 해결하기 위해서, 실시형태에 의한 음향 발생기는 여진기와, 진동체와, 프레임체와, 도선을 구비한다. 상기 여진기는 전기 신호가 입력되어서 진동한다. 상기 진동체는 상기 여진기가 부착되어 있고, 이러한 여진기의 진동에 의해 이 여진기와 함께 진동한다. 상기 프레임체는 상기 진동체의 외주부에 설치되어 이러한 진동체를 대략 편평하게 지지한다. 상기 도선은 상기 여진기에 접속되어 이러한 여진기에 전기 신호를 입력한다. 또한, 상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고 있다.

Description

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자기기{ACOUSTIC GENERATOR, ACOUSTIC GENERATION DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}

개시된 실시형태는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자기기에 관한 것이다.

종래, 압전 소자를 사용한 음향 발생기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이러한 음향 발생기는 진동판에 부착한 압전 소자에 전압을 인가해서 진동시킴으로써 진동판을 진동시키고, 이러한 진동의 공진을 적극적으로 이용함으로써 음향을 출력하는 것이다.

또한, 이러한 음향 발생기는 진동판에 수지 필름 등의 박막을 사용할 수 있기 때문에 일반적인 전자식 스피커 등과 비교해서 박형인 동시에 경량으로 구성하는 것이 가능하다.

또한, 진동판에 박막을 사용할 경우, 박막은 뛰어난 음향 변환 효율을 얻도록, 예를 들면 한 쌍의 프레임 부재에 의해 두께 방향으로부터 끼워지도록 균일하게 장력을 가한 상태에서 지지되는 것이 요구된다.

일본 특허공개 2004-023436호 공보

그렇지만, 상기한 종래의 음향 발생기는 균일하게 장력이 가해진 진동판의 공진을 적극적으로 이용하기 때문에 음압의 주파수 특성에 있어서 피크(주위보다 음압이 높은 부분) 및 딥(주위보다 음압이 낮은 부분)이 생기기 쉬워서 양질의 음질을 얻기 어렵다고 하는 문제가 있었다.

실시형태의 일 형태는 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태의 일 형태에 의한 음향 발생기는 여진기와, 진동체와, 프레임체와, 도선을 구비한다. 상기 여진기는 전기 신호가 입력되어서 진동한다. 상기 진동체는 상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동한다. 상기 프레임체는 상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 대략 편평하게 지지한다. 상기 도선은 상기 여진기에 접속되어 상기 여진기에 전기 신호를 입력한다. 또한, 상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고 있다.

실시형태의 일 형태에 의하면, 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

도 1a는 기본적인 음향 발생기의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A'선 단면도(그 1)이다.
도 1c는 도 1a의 A-A'선 단면도(그 2)이다.
도 2는 음압의 주파수 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3a는 실시형태에 의한 음향 발생기의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 평면도(그 1)이다.
도 3b는 실시형태에 의한 음향 발생기의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 평면도(그 2)이다.
도 3c는 도 3b의 B-B'선 단면도이다.
도 3d는 도 3a의 변형예를 나타내는 C-C'선 단면도이다.
도 3e는 도 3d에 나타내는 H부의 확대도이다.
도 4a는 프레임체의 각 부위를 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.
도 4b는 프레임체의 각 부위를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 5a는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 1)이다.
도 5b는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 2)이다.
도 5c는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 3)이다.
도 5d는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 4)이다.
도 5e는 단자판의 변형예의 하나를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 5f는 단자의 변형예의 하나를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5g은 도 3b의 변형예를 나타내는 B-B'선 단면도이다.
도 5h는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 5)이다.
도 5i는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 6)이다.
도 5j는 단자판 또는 단자의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 7)이다.
도 6a는 실시형태에 의한 음향 발생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6b는 실시형태에 의한 전자기기의 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원이 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자기기의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

우선, 실시형태에 의한 음향 발생기(1)의 설명에 앞서, 기본적인 음향 발생기(1')의 개략 구성에 대해서 도 1a∼도 1c를 사용해서 설명한다. 도 1a는 음향 발생기(1')의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A'선 단면도(그 1)이며, 도 1c는 도 1a의 A-A'선 단면도(그 2)이다.

또한, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 도 1a∼도 1c에는 연직 상향을 정방향으로 하고 연직 하향을 부방향으로 하는 Z축을 포함하는 3차원 직교 좌표계를 도시하고 있다. 이러한 직교 좌표계는 후술의 설명에 사용하는 다른 도면에서도 나타내는 경우가 있다.

또한, 도 1a에 있어서는 수지층(7)(후술)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 도 1b 및 도 1c는 음향 발생기(1')를 두께 방향(Z축 방향)으로 크게 과장해서 나타내고 있다.

도 1a에 나타낸 바와 같이, 음향 발생기(1')는 프레임체(2)와, 진동판(3)과, 압전 소자(5)와, 리드선(6a, 6b)을 구비한다. 또한, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 이하의 설명에서는 압전 소자(5)가 1개일 경우를 예시하지만, 압전 소자(5)의 개수를 한정하는 것은 아니다.

또한, 도 1b에 일례로서 나타내는 바와 같이, 프레임체(2)는 진동판(3)의 주변부에서 진동판(3)을 지지하는 지지체로서 기능한다. 진동판(3)은 판상이나 필름상의 형상을 갖고 있고, 그 주변부가 프레임체(2)에 고정되고, 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 균일하게 장력이 가해진 상태에서 대략 편평하게 지지된다.

또한, 도 1c에 나타내는 일례에서는 프레임체(2)는 직사각형의 프레임상이고 동일 형상을 갖는 2매의 프레임 부재에 의해 구성되어 있고, 진동판(3)의 주변부를 끼워서 진동판(3)을 지지하는 지지체로서 기능한다. 진동판(3)은 판상이나 필름상의 형상을 갖고 있고, 그 주변부가 프레임체(2)에 끼워져 고정되고, 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 균일하게 장력이 가해진 상태에서 대략 편평하게 지지된다.

이 경우, 2매의 프레임 부재로 진동판(3)을 끼움으로써 진동판(3)의 당김을 안정시킬 수 있으므로, 음향 발생기(1')의 주파수 특성을 장기간 변동시키지 않는 내구성이 있는 것으로 할 수 있기 때문에 더욱 좋다.

또한, 진동판(3) 중 프레임체(2)의 내주보다 내측 부분, 다시 말해 진동판(3) 중 프레임체(2)에 끼워지지 않고 자유롭게 진동할 수 있는 부분을 진동체(3a)라고 한다. 다시 말해, 진동체(3a)는 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 대략 직사각형 형상을 이루는 부분이다.

또한, 진동판(3)은 수지나 금속 등의 각종 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면, 두께 10∼200㎛의 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등의 수지 필름으로 진동판(3)을 구성할 수 있다. 수지 필름은 금속판 등과 비교해서 탄성율 및 기계적인 Q값이 낮은 재료이기 때문에 진동판(3)을 수지 필름에 의해 구성함으로써 진동판(3)을 큰 진폭으로 굴곡 진동시켜서 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크의 폭을 넓이고 높이를 낮게 해서 공진 피크와 딥의 차를 저감시킬 수 있다. 또한, 금속과 수지의 복합체를 진동판(3)으로서 사용해도 좋다.

또한, 프레임체(2)의 두께나 재질 등에 대해서도 특별히 한정하는 것은 아니고, 금속이나 수지 등 각종 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면, 기계적 강도 및 내식성이 뛰어나다고 하는 이유로부터 두께 100∼1000㎛의 스테인리스제의 것 등을 프레임체(2)로서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 도 1a에는 그 내측 영역의 형상이 대략 직사각형 형상인 프레임체(2)를 나타내고 있지만, 평행사변형, 사다리꼴 및 정n각형이라고 하는 다각형이어도 좋다. 본 실시형태에서는 도 1a에 나타낸 바와 같이 대략 직사각형 형상인 것으로 한다.

압전 소자(5)는 진동체(3a)의 표면에 접착되는 등 해서 설치되고 전압의 인가를 받아서 진동함으로써 진동체(3a)를 여진하는 여진기이다.

이러한 압전 소자(5)는 도 1b 또는 도 1c에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 4층의 세라믹스로 이루어진 압전체층(5a, 5b, 5c, 5d)과 3층의 내부 전극층(5e)이 교대로 적층된 적층체와, 이러한 적층체의 상면 및 하면에 형성된 표면 전극층(5f, 5g)과, 내부 전극층(5e)이 노출된 측면에 형성된 외부 전극(5h, 5j)을 구비한다. 또한, 외부 전극(5h, 5j)에는 리드선(6a, 6b)이 접속된다. 리드선(6a, 6b)은 외부로부터 전기 신호를 입력하는 도선이다.

또한, 압전 소자(5)는 판상이며, 상면측 및 하면측의 주면이 장방 형상 또는 정방 형상이라고 하는 다각형을 이루고 있다. 또한, 압전체층(5a, 5b, 5c, 5d)은 도 1b 또는 도 1c에 화살표로 나타내는 바와 같이 분극되어 있다. 다시 말해, 어떤 순간에 가해지는 전계의 방향에 대한 분극의 방향이 두께 방향(도면의 Z축 방향)에 있어서의 일방측과 타방측에서 역전하도록 분극되어 있다.

그리고, 리드선(6a, 6b)을 통해서 압전 소자(5)에 전압이 인가되면, 예를 들면 어떤 순간에 있어서 진동체(3a)에 접착된 측의 압전체층(5c, 5d)은 수축하고 압전 소자(5)의 상면측의 압전체층(5a, 5b)은 연장되도록 변형된다. 따라서, 압전 소자(5)에 교류 신호를 부여함으로써 압전 소자(5)가 굴곡 진동하여 진동체(3a)에 굴곡 진동을 부여할 수 있다.

이렇게, 압전 소자(5)의 상면측의 압전체층(5a, 5b)과 하면측의 압전체층(5c, 5d)이 상반하는 신축 거동을 나타내고, 그 결과 압전 소자(5)가 바이몰프형 굴곡 진동을 함으로써 진동체(3a)에 일정한 진동을 부여해서 음을 발생시킬 수 있다. 압전 소자(5)가 바이몰프형의 적층형 압전 진동 소자이며 압전 소자(5) 자체가 단독으로 굴곡 진동하기 때문에, 진동체(3a)의 재질에 의하지 않고, 예를 들면 유연한 진동체(3a)이어도 강한 진동을 발생시킬 수 있어서 소수의 압전 소자(5)에 의해 충분한 음압을 얻을 수 있다.

또한, 압전 소자(5)는 그 주면이 진동체(3a)의 주면과 에폭시계 수지 등의 접착제에 의해 접합되어 있다.

또한, 압전체층(5a, 5b, 5c 및 5d)을 구성하는 재료로는 티탄산 지르콘산납, Bi 층상 화합물, 텅스텐 브론즈 구조 화합물 등의 비납계 압전체 재료 등, 종래부터 사용되고 있는 압전 세라믹스를 사용할 수 있다.

또한, 내부 전극층(5e)의 재료로서는 각종 금속 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 은과 팔라듐으로 이루어진 금속 성분과 압전체층(5a, 5b, 5c, 5d)을 구성하는 세라믹 성분을 함유했을 경우, 압전체층(5a, 5b, 5c, 5d)과 내부 전극층(5e)의 열팽창차에 의한 응력을 저감할 수 있으므로 적층 불량이 없는 압전 소자(5)를 얻을 수 있다.

또한, 표면 전극층(5f, 5g)과 외부 전극(5h, 5j)은 금속, 예를 들면 은 등을 주성분으로 한다. 또한, 유리 성분을 함유해도 좋다. 유리 성분을 함유시킴으로써 압전체층(5a, 5b, 5c, 5d)이나 내부 전극층(5e)과 표면 전극층(5f, 5g) 또는 외부 전극(5h, 5j) 사이에 강고한 밀착력을 얻을 수 있다. 유리 성분의 함유량은, 예를 들면 20체적% 이하로 하면 좋다.

또한, 리드선(6a, 6b)은 도선의 일례이며, 일단부가 압전 소자(5)에 접속되어 압전 소자(5)에 전기 신호를 입력한다. 이러한 리드선(6a, 6b)은 각종 금속 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면, 구리 또는 알루미늄 등의 금속박을 수지 필름으로 끼운 플렉시블 배선을 사용해서 리드선(6a, 6b)을 구성하면 압전 소자(5)의 저배화를 도모할 수 있다.

또한, 도 1b 또는 도 1c에 나타낸 바와 같이, 음향 발생기(1')는 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 압전 소자(5) 및 진동체(3a)의 표면을 피복하도록 배치되고, 진동체(3a) 및 압전 소자(5)와 일체화된 수지층(7)을 더 구비한다.

수지층(7)은, 예를 들면 아크릴계 수지를 사용해서 영률이 1MPa∼1GPa인 범위 정도가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 수지층(7)에 압전 소자(5)를 매설함으로써 적당한 댐퍼 효과를 유발시킬 수 있으므로 공진 현상을 억제하고 음압의 주파수 특성에 있어서의 피크나 딥을 작게 억제할 수 있다.

또한, 도 1b 또는 도 1c에는 수지층(7)이 프레임체(2)와 동일한 높이가 되도록 형성된 상태를 나타내고 있지만, 수지층(7)이 프레임체(2)의 높이보다 높아지도록 형성되어도 좋다. 반대로, 수지층(7)은 반드시 압전 소자(5) 및 진동체(3a)의 표면을 피복되도록 배치되어 있지 않아도 좋고, 압전 소자(5)와 이 압전 소자(5)가 배치되어 있는 측의 진동체(3a)의 표면의 적어도 일부가 수지층(7)에 의해 피복되어 있으면 좋다.

이렇게, 진동체(3a), 압전 소자(5) 및 수지층(7)은 일체화되어 있어 일체적으로 진동하는 이른바 복합 진동체를 구성하고 있다.

또한, 도 1b 또는 도 1c에서는 압전 소자(5)로서 바이몰프형의 적층형 압전 소자를 예로 들었지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 신축하는 압전 소자(5)를 진동체(3a)에 접착한 유니몰프형이어도 상관없다.

그런데, 도 1a∼도 1c에 나타낸 바와 같이, 진동체(3a)는 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 균일하게 장력을 가해진 상태로 대략 편평하게 지지되어 있다. 이러한 경우, 압전 소자(5)의 진동에 유도된 공진에 기인하는 피크 딥이나 변형이 생기기 때문에, 특정 주파수에 있어서 음압이 급격하게 변화되어 음압의 주파수 특성이 평탄화되기 어렵다.

이러한 점을 도 2에 도시한다. 도 2는 음압의 주파수 특성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1a의 설명에서 이미 설명한 바와 같이, 진동체(3a)는 프레임체(2)의 프레임 내에 있어서 균일하게 장력이 가해진 상태에서 대략 편평하게 지지되어 있다.

그렇지만, 이러한 경우 진동체(3a)의 공진에 의해 특정 주파수에 피크가 집중되어 축퇴되기 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이 주파수 영역 전체에 걸쳐서 급준한 피크나 딥이 산재해서 발생하기 쉽다.

일례로서, 도 2에 있어서 파선의 폐곡선(PD)으로 둘러싸서 나타낸 부분에 착목한다. 이러한 피크가 발생할 경우, 주파수에 의해 음압에 불균일이 생기게 되기 때문에 양호한 음질을 얻기 어려워진다.

이러한 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이, 피크(P)의 높이를 내리고(도면 중의 화살표(201) 참조), 또한 피크 폭을 넓혀서(도면 중의 화살표(202) 참조), 피크(P)나 딥(도시 생략)을 작게 하는 방책을 취하는 것이 유효하다.

여기에서, 프레임체(2)에 착목한다. 프레임체(2)는 상술한 바와 같이 진동체(3a)에 균일하게 장력을 가하면서 지지하는 지지체이지만, 진동체(3a)가 진동할 때에는 그 진동체(3a)의 공진으로 유도되어서 결국 프레임체(2) 자체도 진동하고 있다. 또한, 프레임체(2)는 진동체(3a)에 대하여 반사파를 되돌리고 있다. 따라서, 프레임체(2)는 상술한 일체적으로 진동하는 복합 진동체의 구성 요소 중 하나로 간주할 수 있다.

여기에서, 본 실시형태에서는 우선 프레임체(2)의 주면에 대하여 외부로부터 리드선(6a, 6b)에의 접속점이 되는 「단자」를 설치함으로써 이러한 「단자」의 주위에서 진동파를 산란시킴으로써 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로 되돌아가는 반사파를 산란시키는 것으로 했다. 그리고, 이것에 의해 공진 주파수를 부분적으로 일치시킴으로써 공진 모드의 축퇴를 해체하여 분산시켜 피크(P)의 높이를 내림과 아울러 피크폭을 넓히는 것으로 했다.

또한, 본 실시형태에서는 이러한 「단자」를 프레임체(2)의 변의 중앙을 피한 부위에 설치함으로써 상술한 복합 진동체 전체의 형상에 비대칭성을 가지게 하여 반사파의 대칭성을 저하시키는 것으로 했다. 그리고, 이것에 의해 결국 공진 주파수를 부분적으로 일치시킴으로써 피크(P)의 높이를 내림과 아울러 피크폭을 넓히는 것으로 했다.

또한, 프레임체(2)의 대칭성을 붕괴시킴으로써 프레임체(2)의 축퇴한 진동 모드를 복수의 진동 모드로 분산시킬 수 있어 프레임체(2)의 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상을 완만하게 할 수 있다. 결과로서, 복합 진동체 전체의 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥의 차를 저감해서 음압의 주파수 변동을 가급적으로 억제할 수 있어 음질의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 「단자」에 전기 신호가 입력된 경우에는 「단자」의 근방에 있어서 프레임체(2)의 온도가 변화되어서 팽창 수축이 일어나 프레임체(2)에 변형이 발생하기 때문에 축퇴한 진동 모드가 더 분산될 수 있다.

이하, 실시형태에 의한 음향 발생기(1)에 대해서 구체적으로 도 3a∼도 5j를 사용해서 순차 설명한다. 우선, 도 3a는 실시형태에 의한 음향 발생기(1)의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 평면도(그 1)이다. 또한, 도 3b는 실시형태에 의한 음향 발생기(1)의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 평면도(그 2)이다. 또한, 도 3c는 도 3b의 B-B'선 단면도이다.

또한, 도 3a 및 도 3b의 모식적인 평면도를 포함하여 이하에 나타내는 각 도면에서는 설명의 편의상 도 1a와 마찬가지로 수지층(7)의 도시를 생략하는 경우가 있다.

도 3a에 나타낸 바와 같이, 음향 발생기(1)는 도 1a∼도 1c에 나타낸 음향 발생기(1')에 추가하여 단자(2b)를 구비한다. 단자(2b)는 외부로부터의 접속점이 되는 소위 전극 터미널이며, 프레임체(2)에 적어도 1개 이상 설치된다. 또한, 도 3a에는 프레임체(2)에 복수 개(여기서는 2개)의 단자(2b)가 설치되어 있는 경우를 예시하고 있다. 이것에 의해, 축퇴한 진동 모드를 더 분산되게 할 수 있어 보다 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상을 완만하게 할 수 있다.

또한, 마찬가지로 복수 개의 단자(2b)가 설치되는 경우, 적어도 1개의 단자(2b)의 극성이 다른 단자(2b)의 극성과 다른 것이 보다 효과적이다. 다시 말해, 단자(2b)의 극성이 다르면 단자(2b) 각각에 다른 신호 성분이 있으므로 단자(2b) 각각의 주위의 온도 상승이 다르게 된다. 따라서, 전파하는 진동파를 더욱 산란시킬 수 있으므로 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다.

또한, 단자(2b)는 리드선(6a, 6b)에 의해 압전 소자(5)와 접속되므로 리드선(6a, 6b)을 통해서 압전 소자(5) 주위의 진동을 흡수할 수 있다. 이것에 의해, 단자(2b)의 주위에서 진동파를 효과적으로 더 산란시킬 수 있다.

여기에서, 단자(2b)는, 예를 들면 중간층(2d)을 개재해서 프레임체(2)에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 프레임체(2)가 금속 재료를 사용해서 형성되어 있을 경우에는 단자(2b)는, 예를 들면 접속점이 되는 부분이 금속 재료로, 프레임체(2)과 접하는 부분이 절연체로 각각 구성되고, 중간층(2d)을 개재해서 프레임체(2)에 설치된다.

이러한 점에 대해서 도 3d 및 도 3e를 참조해서 설명한다. 도 3d는 도 3a의 C-C'선 단면도이며, 도 3e는 도 3d에 나타내는 H부의 확대도이다.

도 3d에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)는 프레임체(2)의 주면에 대하여 중간층(2d)을 개재해서 고정되어 있다. 이러한 단자(2b)에는 리드선(6a, 6b)의 타단부가 접속된다.

중간층(2d)은, 예를 들면 접착제이며, 프레임체(2)보다 영률(E)이 낮은 부재이다. 이렇게, 제 1 실시형태에서는 단자(2b)가 프레임체(2)보다 영률(E)이 낮은 중간층(2d)을 개재해서 프레임체(2)에 고정된다. 영률(E)이 낮은 재료는 통상 기계적 Q값이 작은, 즉 기계적 손실이 크기 때문에 이러한 중간층(2d)을 설치함으로써 프레임체(2)의 진동이 중간층(2d)에 의해 흡수되고, 단자(2b)가 설치된 부분에 있어서 프레임체(2)의 진동을 보다 크게 산란시킬 수 있기 때문에 음압을 보다 평탄화할 수 있어 음질의 더욱 향상을 도모할 수 있다. 또한, 프레임체(2)의 진동이 단자(2b)에 전해질 때에 감쇠되므로 단자(2b)의 진동에 의한 열화가 저감하여 내구성이 향상된다고 하는 효과도 얻어진다.

여기에서, 프레임체(2) 및 단자(2b)가 동시에 금속으로 구성될 경우, 중간층(2d)은 절연성을 갖는 것이 바람직하다. 이렇게, 절연성을 갖는 중간층(2d)을 개재해서 단자(2b)를 프레임체(2)에 고정함으로써 프레임체(2)와 단자(2b)의 절연성을 확보하면서 프레임체(2)의 진동을 보다 크게 산란시킬 수 있다.

또한, 중간층(2d)은, 예를 들면 접착제, 절연층, 접착제의 3층 구조이어도 좋다. 또한, 단자(2b)의 프레임체(2)과 접하는 부분 또는 프레임체(2)가 수지 등의 절연체로 구성될 경우, 중간층(2d)은 반드시 절연성을 갖는 것을 요하지 않는다.

또한, 도 3e에 나타낸 바와 같이, 중간층(2d)은 내부에 기공(2da), 소위 보이드를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

이렇게, 중간층(2d)에 기공(2da)을 형성함으로써 중간층(2d) 내에 영률이 다른 영역이 점재하게 되기 때문에, 그 영역에 있어서 공진의 에너지가 흡수되어 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상이 완만해진다. 그 결과, 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥의 차가 저감되어 주파수 특성을 평탄화할 수 있다. 또한, 기공(2da)은 중간층(2d) 내의 모든 방향으로부터의 응력이나 공진의 에너지를 흡수하기 쉽게 하기 위해서 구상인 것이 바람직하다.

또한, 단자(2b)는 프레임체(2)의 외측면이나 진동체(3a)에 대하여 압전 소자(5)가 설치되는 측 및 그것과 반대측 프레임체(2)의 주면의 어디에 고정되어도 좋지만, 특히 압전 소자(5)가 설치되는 측의 프레임체(2)의 주면에 고정되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 압전 소자(5)로부터 발생해서 공중에 전파되는 진동에 기인해서 발생하는 프레임체(2)의 공진을 억제할 수 있어 음질이 향상된다.

또한, 진동체(3a)의 진동면에 대하여 단자(2b)를 압전 소자(5)나 수지층(7) 등의 다른 구성 요소와 같은 측에 배치함으로써 진동체(3a)의 진동면에 대한 복합 진동체 전체의 대칭성이 저하해서 복합 진동체 전체의 공진 주파수가 분산되어진다고 하는 효과도 얻어진다.

또한, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 리드선(6a, 6b)은 느슨하게 해서 단자(2b) 및 압전 소자(5) 사이에 접속되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 단자(2b)로부터 압전 소자(5)로 전해지는 진동을 감쇠시킬 수 있으므로, 진동원인 압전 소자(5)에 전해지는 노이즈를 저감하여 클리어한 음질의 높은 음향을 발생시킬 수 있다. 또한, 단자(2b) 및 압전 소자(5)로의 응력을 억제하므로 내구성을 향상시켜서 제품 수명을 연장할 수 있다.

또한, 노이즈의 발생을 억제한다고 하는 점으로부터, 단자(2b)는 프레임체(2)의 소재보다 유연하고, 즉 탄성율이 작은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 프레임체(2)에서 생성되는 진동을 감쇠시킬 수 있으므로 결국 압전 소자(5)에 전해지는 노이즈를 저감할 수 있다.

또한, 단자(2b)에는, 예를 들면 관통 구멍 등의 구멍부가 형성되어 있어도 좋다. 이렇게 단자(2b)에 구멍부를 형성했을 경우, 프레임체(2)의 축퇴한 진동 모드를 분산시킴과 아울러, 구멍부에 있어서 프레임체(2)의 진동을 더욱 산란시킬 수 있고, 진동체(3a)로의 반사파를 산란시킬 수 있으므로, 복합 진동체 전체의 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상을 완만하게 할 수 있다.

또한, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)는 단자판(2a)를 개재해서 프레임체(2)에 설치되어도 좋다. 단자판(2a)은 프레임체(2)에 설치되는 기판이며, 유리 에폭시 기판 등을 적합하게 사용할 수 있다.

단자(2b)는 이러한 단자판(2a) 상에 적어도 1개 이상 설치된다. 또한, 도 3에는 단자판(2a) 상에 2개의 단자(2b)가 설치되어 있을 경우를 예시하고 있지만, 단자판(2a)의 1개당 단자(2b)의 개수를 한정하는 것은 아니다.

여기에서, 이하의 설명을 이해하기 쉽게 하는 관점에서, 본 실시형태에 있어서의 프레임체(2)의 각 부위의 명칭에 대해서 도 4a 및 도 4b를 사용해서 설명해 둔다. 도 4a는 프레임체(2)의 각 부위를 설명하기 위한 모식적인 사시도이며, 도 4b는 프레임체(2)의 각 부위를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 또한, 도 4a에서는 프레임체(2)를 구성하는 2매의 프레임 부재 중 1매분만을 나타내고 있다.

도 4a에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 프레임체(2)가 갖는 단면 중 XY 평면에 평행한 단면을 「주면」이라고 표현한다. 또한, 마찬가지로 프레임체(2)가 갖는 단면 중 XZ 평면 또는 YZ 평면에 평행한 단면을 「측면」이라고 표현한다.

또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 길이방향 또는 폭방향의 골격을 「변」이라고 표현한다. 또한, 이러한 「변」과 「변」이 겹치는 부분을 「각부」라고 표현한다(도면 중의 사선으로 빈틈없이 칠한 사선 영역 참조).

또한, 프레임체(2)의 중심선(CL1)과 「변」이 교차하는 부분을 「중앙」이라고 표현한다. 또한, 도 4b에는 길이방향의 중심선(CL1)과 교차하는 「중앙」만 도시하고 있지만, 폭방향에 대해서도 이러한 표현은 마찬가지로 적용되는 것으로 한다.

또한, 도 4b는 프레임체(2)가 직선상의 「변」만으로 이루어진 약 직사각형 일 경우의 예시이지만, 양단을 갖는 골격이면 「변」은 곡선상이어도 좋다.

또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 프레임체(2)의 내측의 영역을 「프레임 내」로 또한 외측의 영역을 「프레임 외」로 각각 표현한다.

도 3a 및 도 3b의 설명으로 돌아가서 실시형태에 의한 음향 발생기(1)에 대해서 상세하게 설명한다. 그리고, 본 실시형태에서는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 상술산 단자(2b)를 프레임체(2)의 주면에 프레임체(2)의 중앙을 피해서 설치하는 것으로 했다. 또한, 이것에 관련하여 단자판(2a)에 대해서는 프레임체(2)의 변의 중앙으로부터 프레임체(2)의 각부쪽으로 어긋나게 설치하는 것으로 했다.

이러한 구성에 의해 얻어지는 효과에 대해서, 우선 단자(2b)로부터 설명한다. 진동체(3a)의 공진에 유도되어서 프레임체(2) 자체도 진동하는 점에 대해서는 이미 설명했지만, 이러한 프레임체(2)에 단자(2b)가 설치됨으로써 단자(2b)의 주위에서 프레임체(2)를 전파하는 진동파를 산란시킬 수 있다.

특히, 단자(2b)에 전기 신호가 입력되었을 경우, 단자(2b)의 주위는 부분적으로 온도 상승하기 때문에 열팽창을 일으켜서 진동파는 산란되기 쉽다. 이것에 의해, 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로 되돌아가는 반사파를 산란시킬 수 있다.

그리고, 그 결과, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있으므로, 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 해서 음압의 주파수 특성을 평탄화시킬 수 있다. 다시 말해, 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 단자(2b)는 음향 발생기(1)가 발생시키는 음성이 전파되는 측인 프레임체(2)의 주면측에 설치됨으로써 음성 신호로부터 유도된 진동파가 단자(2b)를 진동시키기 쉬워진다.

따라서, 단자(2b)의 주위에서는 전파되는 진동파가 산란되기 쉬워지고, 이것에 따라 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다. 다시 말해, 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 단자(2b)는 프레임체(2)의 중앙을 피해서 설치함으로써 상술한 복합 진동체 전체 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있으므로, 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파를 산란시켜 반사파의 대칭성을 저하시킬 수 있다.

이것에 의해, 결국 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있으므로, 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

이어서, 단자판(2a)에 의한 효과에 대해서 설명한다. 단자판(2a)은 우선 프레임체(2)에 설치됨으로써, 프레임체(2)의 표면을 전파하는 진동파를 이러한 단자판(2a)이 존재하는 부위에서 반사시킬 수 있다.

다시 말해, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있으므로 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

특히, 단자판(2a)으로 상술한 바와 같이 유리 에폭시 기판을 사용했을 경우, 영률이 다른 소재가 분산된 구조이기 때문에 단자판(2a) 주위의 진동파를 격렬하게 산란시킬 수 있다. 따라서, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하는 점에서 보다 효과적이다.

또한, 단자판(2a)은 프레임체(2)의 변의 중앙으로부터 프레임체(2)의 각부쪽으로 어긋나게 설치됨으로써 상술한 복합 진동체 전체 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있다. 이것에 의해, 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파를 산란시켜서 반사파의 대칭성을 저하시킬 수 있으므로, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다. 다시 말해, 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)은 프레임체(2)의 각부와 프레임체(2)의 변의 중앙 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 2개의 변이 교차함으로써 강성이 높은(즉, 진동하기 어려움) 각부를 피하면서 복합 진동체 전체 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있으므로 보다 효과적으로 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파를 산란시킬 수 있다.

또한, 이것을 감안하면서 단자판(2a)은 프레임체(2)의 길이방향의 변에 설치되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 폭방향의 변에 설치되는 경우보다 반사파의 대칭성을 저하시킬 수 있으므로 보다 효과적으로 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다.

그리고, 이러한 단자판(2a) 상에 단자(2b)를 설치함으로써 단자판(2a) 및 단자(2b)에 의한 효과를 상승적으로 얻을 수 있다. 다시 말해, 보다 효과적으로 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 3a에 나타낸 바와 같이 복수 개(여기서는 2개)의 단자(2b)가 설치될 경우, 단자(2b) 각각이 다른 공진 피크를 가질 수 있으므로 단자(2b) 주위의 진동파를 더욱 산란시킬 수 있다. 따라서, 이것에 의해서도 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다.

또한, 마찬가지로 복수 개의 단자(2b)가 설치될 경우, 적어도 1개의 단자(2b)의 극성이 기타 단자(2b)의 극성과 다른 것이 보다 효과적이다. 다시 말해, 단자(2b)의 극성이 다르면, 단자(2b) 각각에 다른 신호 성분이 있으므로 단자(2b) 각각의 주위의 온도 상승이 다르게 된다. 따라서, 단자판(2a)을 전파하는 진동파를 더욱 산란시킬 수 있으므로 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다.

또한, 단자(2b)는 리드선(6a, 6b)에 의해 압전 소자(5)와 접속되므로 리드선(6a, 6b)을 통해서 압전 소자(5)의 주위의 진동을 흡수할 수 있다. 이것에 의해, 단자(2b)의 주위에서 진동파를 효과적으로 더욱 산란시킬 수 있다.

또한, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 리드선(6a, 6b)은(6a는 도시 생략) 느슨하게 하여 단자(2b) 및 압전 소자(5) 사이에 접속되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 단자(2b)로부터 압전 소자(5)로의 진동을 감쇠시킬 수 있으므로 노이즈의 발생을 억제하여 클리어한 음질의 높은 음향을 발생시킬 수 있다. 또한, 단자(2b) 및 압전 소자(5)로의 응력을 억제하므로 내구성을 향상시켜 제품 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 노이즈의 발생을 억제하는 점에 대해서는 단자(2b)는 프레임체(2)의 소재보다 유연한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 프레임체(2)에서 발생하는 진동을 감쇠시킬 수 있으므로 결국 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)는 프레임체(2)의 프레임 외 또는 프레임 내로 돌출되지 않도록 설치함으로써 단자(2b) 자체의 진동 자유도를 규제한다. 이것에 의해, 단자(2b)로부터의 소리 울림을 억제할 수 있어 결국 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 반대로 단자(2b)는 프레임체(2)의 프레임 외 또는 프레임 내로 돌출되도록 설치해도 좋다. 이러한 점에 대해서는 도 5b를 사용해서 후술한다. 또한, 도 3c의 2점 쇄선으로 둘러싸여진 M1부는 도 5f를 사용한 설명에 있어서 확대도로 하여 재차 나타낸다.

다음에, 도 5a∼도 5j를 사용하여 단자판(2a) 또는 단자(2b)의 변형예에 대해서 순차 설명한다. 도 5a∼도 5d 및 도 5h∼도 5j는 순서대로 단자판(2a) 또는 단자(2b)의 변형예를 나타내는 모식적인 평면도(그 1)∼ (그 7)이다. 또한, 도 5e는 단자판(2a)의 변형예의 하나를 나타내는 모식적인 사시도이다. 또한, 도 5f는 단자(2b)의 변형예의 하나를 나타내는 모식적인 단면도, 도 5g는 도 3b의 변형예를 나타내는 B-B'선 단면도이다.

우선, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)은 프레임체(2)의 프레임 외 또는 프레임 내로 돌출되도록 설치해도 좋다. 이러한 경우, 진동체(3a)의 진동에 유발되어 프레임체(2)가 진동해도 단자판(2a)의 돌출된 부분은 공진 주파수가 어긋나기 때문에 단자(2b)의 주위를 전파하는 프레임체(2)의 진동파를 더욱 산란시킬 수 있다. 그 결과, 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파도 더욱 산란시킬 수 있다.

다시 말해, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하여 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 해서 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 5a에서는 단자(2b)가 프레임체(2)의 주면 내에 위치하도록 단자판(2a) 상에 설치되는 경우의 예를 나타냈지만, 도 5b에 나타낸 바와 같이 단자(2b)를 프레임체(2)의 프레임 외 또는 프레임 내로 돌출하는 위치에 설치해도 좋다. 이 경우도 결국 도 5a의 경우와 마찬가지의 이유에 의해 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하여 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 해서 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)은 프레임체(2)의 변과 평면시에서 비평행이 되도록 설치되어도 좋다. 구체적으로는 프레임체(2)의 변의 중심선(CL2)과 단자판(2a)의 중심선(CL3)이 평면시에서 비평행이 되는 경우이다.

이러한 경우, 진동체(3a)의 진동에 유발되어서 프레임체(2)가 진동해도 단자판(2a)이 프레임체(2)와 비평행한 점에서 단자판(2a)의 영역에서 더욱 공진 주파수가 어긋나게 된다. 따라서, 단자(2b)의 주위를 전파하는 프레임체(2)의 진동파를 더욱 산란시킬 수 있으므로 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파도 또한 산란시킬 수 있다.

다시 말해, 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하여 공진점의 음압의 피크(P)를 산란시킬 수 있어서 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 이렇게 비평행함으로써 복합 진동체로서의 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있다. 다시 말해, 반사파의 대칭성을 저하시켜 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 할 수 있다.

이것에 관련하여, 도 5d에 나타낸 바와 같이 단자(2b)가 프레임체(2)의 변과 평면시에서 비평행하게 되도록 설치해도 좋다. 구체적으로는 2개의 단자(2b)를 연결하는 선(CL4)과 프레임체(2)의 변의 중심선(CL2)이 평면시에서 비평행이 되는 경우이다.

이 경우도 또한 도 5c의 경우와 마찬가지의 이유에 의해 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하여 공진점의 음압의 피크(P)를 불균일하게 하여 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)에는 구멍부(2aa)를 형성해도 좋다. 예를 들면, 도 5e는 나사(SC)의 나사 구멍으로서 구멍부(2aa)를 단자판(2a)에 형성하고, 프레임체(2)에 형성한 나사 구멍(2c)에 나사 체결함으로써 단자판(2a)을 프레임체(2)에 부착할 경우를 나타내고 있다. 여기에서, 예를 들면 나사(SC)는 단자(2b)를 겸해도 좋다.

또한, 도 5e에 나타내는 예에 관련하여 도 5f에 나타낸 바와 같이 단자(2b)에 대하여 구멍부(2ba)를 형성하는 것으로 해도 좋다. 이렇게, 단자판(2a) 또는 단자(2b)에 대하여 구멍부(2aa)나 구멍부(2ba)와 같은 구멍을 형성했을 경우, 진동에 따라서 구멍의 내부에서 진동파를 형성할 수 있으므로 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파를 더욱 산란시킬 수 있다.

이 때, 구멍과 타부재(예를 들면, 프레임체(2)) 사이에 이음매가 있으면, 이러한 이음매에서 진동파 및 그 반사파를 더욱 산란시킬 수 있다. 또한, 음압이 높을 경우에는 구멍의 주위를 변형시킬 수 있으므로 파를 산란시켜서 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하는 점에서는 보다 효과적이다.

또한, 도 5f에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)는 중간층(2d)(접착제와 같은 접합재)을 사용해서 단자판(2a)에 접합되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 단자(2b)와 중간층(2d)이 각각 프레임체(2)의 진동파를 산란시킴으로써 상승적으로 격렬하게 단자(2b) 주위의 진동파를 산란시킬 수 있다. 다시 말해, 이 경우도 공진 주파수를 부분적으로 일치하지 않게 하는 점에서 보다 효과적이다.

또한, 단자판(2a)이 절연성을 가질 경우, 중간층(2d)은 반드시 절연성을 갖는 것을 요하지 않는다. 다시 말해, 도전성을 갖는 중간층(2d)을 사용해도 상관없다. 또한, 중간층(2d)이 절연성을 가질 경우, 단자판(2a)은 반드시 절연성을 갖는 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 금속제의 단자판(2a)을 사용해도 상관없다. 즉, 중간층(2d) 및 단자판(2a) 중 적어도 한쪽이 절연성을 갖고 있으면 좋다. 따라서, 중간층(2d)으로서는 접착제뿐만 아니라 좌금 등의 부재이어도 좋다. 또한, 도 5g에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)뿐만 아니라 단자판(2a)이 중간층(2d)를 사용해서 프레임체(2)에 접합되어도 좋다.

그런데, 도 3b를 사용한 설명에서는 단자판(2a)은 프레임체(2)의 각부와 프레임체(2)의 변의 중앙 사이에 설치되는 것이 바람직한 것이라고 했지만, 이러한 경우에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 5h에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)은 중심선(CL1)에 관한 프레임체(2)의 중앙에 포개져 있어도 좋다. 구체적으로는 프레임체(2)의 중앙에 포개져 있어도 단자판(2a)의 중심선(CL5)이 각부(C1)쪽 또는 각부(C2)쪽으로 프레임체(2)의 중앙으로부터 어긋나 있으면 좋다.

이러한 경우에서도, 적어도 복합 진동체 전체의 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있으므로, 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파의 대칭성을 저하시켜 산란시킬 수 있다. 또한, 여기에서 도 5h에 나타낸 바와 같이, 적어도 단자(2b)도 또한 프레임체(2)의 중앙으로부터 피해서 설치되어 있으면 보다 효과적이다.

또한, 도 5i에 나타낸 바와 같이, 단자판(2a)은 프레임체(2)의 각부(여기서는 각부(C1)에 포개지도록 설치해도 좋다. 이 경우도, 도 5h의 경우와 마찬가지로, 적어도 복합 진동체 전체의 형상에 비대칭성을 가지게 할 수 있으므로 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파의 대칭성을 저하시켜 산란시킬 수 있다.

또한, 도 5j에 나타낸 바와 같이, 단자(2b)뿐만 아니라 단자판(2a)도 또한 복수 개 설치되어도 좋다. 이 경우, 단자판(2a)의 2개째 이후는 전기 신호의 도통을 행하지 않는 더미로서 설치해도 좋다.

이 더미로서 설치될 경우에 있어서도 프레임체(2)에 단자판(2a) 및 단자(2b)가 복수 개 존재하는 것만으로 프레임체(2)로부터 진동체(3a)로의 반사파를 산란하는 것은 가능하다.

다음에, 지금까지 설명해 온 실시형태에 의한 음향 발생기(1)를 탑재한 음향 발생 장치 및 전자기기에 대해서 도 6a 및 도 6b를 사용해서 설명한다. 도 6a는 실시형태에 의한 음향 발생 장치(20)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 6b는 실시형태에 의한 전자기기(50)의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 양 도면에는 설명에 필요가 되는 구성 요소만을 나타내고 있고, 일반적인 구성 요소에 관한 기재는 생략하고 있다.

음향 발생 장치(20)는 소위 스피커와 같은 발음 장치이며, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 음향 발생기(1)와 음향 발생기(1)를 수용하는 하우징(30)을 구비한다. 하우징(30)은 음향 발생기(1)가 발생하는 음향을 내부에서 공명시킴과 아울러, 하우징(30)에 형성된 도시하지 않은 개구로부터 음향을 외부로 방사한다. 이러한 하우징(30)을 가짐으로써, 예를 들면 저주파수 대역에 있어서의 음압을 높일 수 있다.

또한, 음향 발생기(1)는 각종 전자기기(50)에 탑재할 수 있다. 예를 들면, 다음에 나타내는 도 6b에서는 전자기기(50)가 휴대전화나 타블릿 단말과 같은 휴대 단말 장치인 것으로 한다.

도 6b에 나타낸 바와 같이, 전자기기(50)는 전자회로(60)를 구비한다. 전자회로(60)는, 예를 들면 콘트롤러(50a)와, 송수신부(50b)와, 키 입력부(50c)와, 마이크 입력부(50d)로 구성된다. 전자회로(60)는 음향 발생기(1)에 접속되어 있고, 음향 발생기(1)로 음성 신호를 출력하는 기능을 갖고 있다. 음향 발생기(1)는 전자회로(60)로부터 입력된 음성 신호에 근거해서 음향을 발생시킨다.

또한, 전자기기(50)는 표시부(50e)와, 안테나(50f)와, 음향 발생기(1)를 구비한다. 또한, 전자기기(50)는 이들 각 디바이스를 수용하는 하우징(40)을 구비한다.

또한, 도 6b에서는 1개의 하우징(40)에 콘트롤러(50a)를 비롯한 각 디바이스가 모두 수용되어 있는 상태를 나타내고 있지만, 각 디바이스의 수용 형태를 한정하는 것은 아니다. 본 실시형태에서는 적어도 전자회로(60)와 음향 발생기(1)가 1개의 하우징(40)에 수용되어 있으면 좋다.

콘트롤러(50a)는 전자기기(50)의 제어부이다. 송수신부(50b)는 콘트롤러(50a)의 제어에 근거하여 안테나(50f)를 통해서 데이터의 송수신 등을 행한다.

키 입력부(50c)는 전자기기(50)의 입력 디바이스이며, 조작자에 의한 키 입력 조작을 접수한다. 마이크 입력부(50d)는 마찬가지로 전자기기(50)의 입력 디바이스이며, 조작자에 의한 음성 입력 조작 등을 접수한다.

표시부(50e)는 전자기기(50)의 표시 출력 디바이스이며, 콘트롤러(50a)의 제어에 근거하여 표시 정보의 출력을 행한다.

그리고, 음향 발생기(1)는 전자기기(50)에 있어서의 음향 출력 디바이스로서 동작한다. 또한, 음향 발생기(1)는 전자회로(60)의 콘트롤러(50a)에 접속되어 있고, 콘트롤러(50a)에 의해 제어된 전압의 인가를 받아서 음향을 발생하는 것이 된다.

그런데, 도 6b에서는 전자기기(50)가 휴대용 단말장치인 것으로서 설명을 행했지만, 전자기기(50)의 종별을 묻는 것이 아니라 음향을 발생하는 기능을 갖는 각종 민생 기기에 적용되어도 좋다. 예를 들면, 박형 텔레비전이나 카오디오 기기는 물론이고, 「말하다」라고 하는 음향을 발생하는 기능을 갖는 제품, 예를 들면 청소기나 세탁기, 냉장고, 전자레인지 등이라고 하는 각종 제품에 사용되어도 좋다.

상술해 온 바와 같이, 실시형태에 의한 음향 발생기는 여진기(압전 소자)와, 진동체와, 프레임체와, 도선(리드선)을 구비한다. 상기 여진기는 전기 신호가 입력되어서 진동한다. 상기 진동체는 상기 여진기가 부착되어 있고, 이러한 여진기의 진동에 의해 이 여진기와 함께 진동한다. 상기 프레임체는 상기 진동체의 외주부에 설치되고, 이러한 진동체를 대략 편평하게 지지한다. 상기 도선은 상기 여진기에 접속되어 이러한 여진기에 전기 신호를 입력한다. 또한, 상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고 있다.

따라서, 실시형태에 의한 음향 발생기에 의하면, 양호한 음압의 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는 프레임체의 프레임 내에 있어서 압전 소자 및 진동체를 덮어버리도록 수지층을 형성할 경우를 예로 들었지만, 이러한 수지층을 반드시 형성하지 않아도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에서는 수지 필름 등의 박막으로 진동판을 구성할 경우를 예로 들었지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 판상의 부재로 구성하는 것으로 해도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에서는 여진기가 압전 소자일 경우를 예로 들어서 설명했지만, 여진기로서는 압전 소자에 한정되는 것이 아니고, 전기 신호가 입력되어서 진동하는 기능을 갖고 있는 것이면 좋다.

예를 들면, 스피커를 진동시키는 여진기로서 잘 알려진 동전형 여진기나, 정전형 여진기나, 전자형 여진기이어도 상관없다.

또한, 동전형 여진기는 영구자석의 자극 사이에 배치된 코일에 전류를 흘려서 코일을 진동시키는 것이며, 정전형 여진기는 마주 향하는 2개의 금속판에 바이어스와 전기 신호를 흘려서 금속판을 진동시키는 것이며, 전자형 여진기는 전기 신호를 코일에 흘려서 얇은 철판을 진동시키는 것이다.

새로운 효과나 변형예는 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범한 형태는 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부한 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위에서 일탈하지 않고 각종 변경이 가능하다.

1, 1': 음향 발생기 2: 프레임체
2a: 단자판 2aa: 구멍부
2b: 단자 2ba: 구멍부
2c: 나사 구멍 2d: 중간층
3: 진동판 3a: 진동체
5: 압전 소자 5a, 5b, 5c, 5d: 압전체층
5e: 내부 전극층 5f, 5g: 표면 전극층
5h, 5j: 외부 전극 6a, 6b: 리드선
7: 수지층 20: 음향 발생 장치
30, 40: 하우징 50: 전자기기
50a: 콘트롤러 50b: 송수신부
50c: 키 입력부 50d: 마이크 입력부
50e: 표시부 50f: 안테나
60: 전자회로 C1, C2: 각부
P: 피크 SC: 나사

Claims (15)

1. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 복수 개의 단자를 갖고 있고, 상기 복수 개의 단자는 상기 복수개의 단자의 적어도 2개를 연결하는 선이 평면시에서 상기 프레임체의 변과 비평행이 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
2. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고 있고, 상기 단자는 상기 프레임체의 변의 중앙을 피해서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 단자는 상기 프레임체의 소재보다 유연한 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
4. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는, 상기 프레임체에 설치된 기판과, 상기 기판 상에 설치되고, 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고, 상기 기판이 상기 프레임체의 변의 중앙으로부터 상기 프레임체의 각부 쪽으로 어긋나게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
5. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는, 상기 프레임체에 설치된 기판과, 상기 기판 상에 설치되고, 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고, 상기 기판은 상기 프레임체의 변과 평면시에서 비평행이 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
6. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는, 상기 프레임체에 설치된 기판과, 상기 기판 상에 설치되고, 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고, 상기 기판은 상기 프레임체의 프레임 외 또는 프레임 내로 돌출되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
7. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 여진기가 부착되어 있고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체와,
   상기 진동체의 외주부에 설치되고, 상기 진동체를 편평하게 지지하는 프레임체와,
   상기 여진기에 접속되고, 상기 여진기에 전기 신호를 입력하는 도선을 구비하고,
   상기 프레임체는 상기 도선에의 접속점이 되는 단자를 갖고 있고, 상기 단자는 중간층을 개재해서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 중간층은 기공을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 진동체는 수지 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
10. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 여진기는 바이몰프형의 적층형 압전 소자인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
11. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 장치.
12. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기에 접속된 전자회로와,
    상기 전자회로 및 상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 구비하고,
    상기 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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