KR20170107495A

KR20170107495A - 압전 스피커

Info

Publication number: KR20170107495A
Application number: KR1020177023054A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 아베; 카츠노리 쿠마사카; 코이치 슈타; 오사무 야마자키; 노리아키 이케자와; 마사후미 카츠노
Original assignee: 가부시키가이샤 토킨
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-09-25
Also published as: CN107431863B; JP2016149737A; TW201633802A; EP3258706A1; JP6195869B2; US20180041839A1; CN107431863A

Abstract

압전 스피커(100, 200, …, 500)는, 압전 소자(1)와, 압전 소자(1)를 접착부(3)를 통하여 접착한 금속 진동부(2, 22, …, 352)를 포함한다. 압전 소자(1)는, 대략 직사각형 판이다. 금속 진동부(2, 22, …, 352)는, 상기 압전 소자에 의해 진동되는 대략 직사각형 판 형상부(2, 12a, 32a, …, 132a 등)를 포함한다. 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수와, 금속 진동부(2, 12a, 32a, …, 132a 등)의 고유 진동 모드의 주파수가 상이하도록 설정된다.

Description

압전 스피커

본 발명은 압전 스피커에 관한 것이다.

전기 신호가 입력되어 진동하는 압전 소자와, 그 압전 소자가 접합재를 통하여 접합되는 진동체를 구비하는 압전 스피커가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 접합재는, 진동체를 평면으로 봤을 때에, 압전 소자의 외연으로부터 돌출된 돌출부를 가지는 압전 스피커가 개시되어 있다. 그 돌출부 중 적어도 일부가 웨이브 형상을 가진다. 이에 따라, 음압의 주파수 특성을 평탄화할 수 있다.

국제공개 제2014/045645호

그런데, 높은 주파수 영역에서 음을 재생하는 스피커가 요구되고 있다. 그러나, 특허문헌 1에서 개시되는 압전 스피커에서는, 높은 주파수 영역에 있어서 양호한 음압 특성을 유지하지 못하는 경우가 있었다.

본 발명은, 높은 주파수 영역에서, 양호한 음압의 주파수 특성을 가지는 압전 스피커를 제공한다.

본 발명에 따른 압전 스피커는,

압전 소자와, 상기 압전 소자를 접착부를 통하여 접착한 금속 진동부를 포함하고,

상기 압전 소자는, 대략 직사각형 판이고,

상기 금속 진동부는, 상기 압전 소자에 의해 진동되는 대략 직사각형 판 형상부를 포함하고,

상기 압전 소자의 고유 진동 모드의 주파수와, 상기 금속 진동부의 고유 진동 모드의 주파수가, 상이하도록 설정된다.

이러한 구성에 따르면, 높은 주파수 영역에서, 양호한 음압의 주파수 특성을 가진다.

또한, 상기 압전 소자의 면적 Ap 및 상기 금속 진동부의 상기 직사각형 판 형상부의 면적 Am과의 관계는, 1.1 ≤ Am/Ap ≤ 10을 만족하는 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 상기 접착부는, 탄성체인 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 상기 압전 소자 및 상기 접착부가 일체화된 진동체의 기계적 품질 계수 Qm은, Qm ≤ 5.0을 만족하는 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 상기 금속 진동부를 마련한 음방출 구멍을 가지는 케이스를 추가로 포함하고, 상기 음방출 구멍은, 나팔(horn) 형상을 가지는 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 상기 직사각형 판 형상부는, 주파수 조정 구멍을 가지는 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 케이스를 추가로 포함하고, 상기 금속 진동부는, 상기 케이스에 탄성체를 통하여 접착되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

복수의 상기 압전 소자가 상기 금속 진동부에 상기 접착부를 통하여 접착되어 있어도 된다.

상기 복수의 압전 소자의 고유 진동 모드의 주파수가 상이해도 된다.

상기 금속 진동부가 1매의 금속판을 가지고 있으며, 상기 금속판에 상기 복수의 압전 소자가 상기 접착부를 통하여 접착되어 있어도 된다.

상기 복수의 압전 소자가 상기 금속판의 동일면에 부착되어 있어도 된다.

케이스와, 상기 케이스의 내부에 배치된 전자 스피커를 추가로 포함하고 있어도 된다.

상기 압전 소자가, 상기 케이스의 내부에 배치되어 있어도 된다.

상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 케이스의 동일면이어도 된다.

상기 압전 소자가 상기 케이스의 외부에 배치되고, 상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 케이스의 대향면이어도 된다.

상기 금속 진동부가 상기 케이스의 측면판, 또는 배면판으로 되어 있어도 된다.

상기 케이스의 개구부를 덮는 커버를 추가로 포함하고, 상기 금속 진동부가, 탄성 부재를 통하여, 상기 케이스 또는 상기 커버에 고정되어 있어도 된다.

상기 금속 진동부가, 두께 10 ~ 300μm의 금속판을 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 다른 태양에 따른 압전 스피커는, 음방출 구멍을 가지는 전면판과, 상기 전면판과 대향하는 배면판과, 상기 전면판과 상기 배면판 사이의 측면판을 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 마련된 전자 스피커와, 상기 하우징에 부착된 압전 소자를 포함한 것이다.

상기 압전 소자가, 접착부를 통하여 상기 하우징에 고정되어 있으며, 상기 접착부가 탄성체여도 된다.

상기 압전 소자가, 상기 하우징의 내부에 배치되어 있어도 된다.

상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 하우징의 동일면이어도 된다.

상기 압전 소자가 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 하우징의 대향면이어도 된다.

상기 압전 소자의 실장면이 금속판으로 되어 있어도 된다.

상기 금속판이, 탄성 부재를 통하여, 상기 측면판, 상기 전면판, 또는 상기 배면판에 고정되어 있어도 된다.

상기 금속판의 두께 10 ~ 300μm이어도 된다.

상기 측면판, 상기 전면판, 또는 상기 배면판이, 상기 압전 소자의 실장면으로 되어 있으며, 금속 재료와 수지 재료를 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 따르면, 높은 주파수 영역에서, 양호한 음압의 주파수 특성을 가지는 압전 스피커를 제공할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 사시도이다.
도 2는 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 단면도이다.
도 3은 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 주요부의 하면도이다.
도 4는 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 5는 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 하면도이다.
도 7a는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 1의 단면도이다.
도 7b는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 1의 단면도이다.
도 7c는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 1의 단면도이다.
도 7d는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 1의 단면도이다.
도 8a는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 2의 단면도이다.
도 8b는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 2의 단면도이다.
도 8c는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 2의 단면도이다.
도 8d는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 2의 단면도이다.
도 9a는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 3의 단면도이다.
도 9b는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 3의 단면도이다.
도 9c는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 3의 단면도이다.
도 9d는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 3의 단면도이다.
도 10a는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 4의 단면도이다.
도 10b는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 4의 단면도이다.
도 10c는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 4의 단면도이다.
도 10d는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 4의 단면도이다.
도 11a는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 5의 단면도이다.
도 11b는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 5의 단면도이다.
도 12a는 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커의 분해 사시도이다.
도 12b는 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커의 변형예의 분해 사시도이다.
도 12c는 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커의 변형예의 분해 사시도이다.
도 13은 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 실시예의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 14는 관련된 스피커의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 15는 관련된 압전 스피커의 하면도이다.
도 16은 관련된 압전 스피커의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 17은 실시의 형태 4에 따른 압전 스피커의 단면도이다.
도 18은 실시의 형태 4에 따른 압전 스피커의 주요부의 하면도이다.
도 19는 실시의 형태 4에 따른 압전 스피커의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 20은 실시의 형태 5에 따른 압전 스피커의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 21은 실시의 형태 5에 따른 압전 스피커의 주요부의 단면도이다.
도 22는 실시의 형태 5에 따른 압전 스피커의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.
도 23은 실시의 형태 5의 변형예 6에 따른 압전 스피커의 주요부의 단면도이다.
도 24는 실시의 형태 5의 변형예 7에 따른 압전 스피커의 주요부의 단면도이다.
도 25는 실시의 형태 5의 변형예 8에 따른 압전 스피커의 주요부의 단면도이다.

실시의 형태 1.

도 1 ~ 도 5를 참조하여 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커에 대하여 설명한다. 도 1은, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 사시도이다. 도 2는, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 단면도이다. 도 3은, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 주요부의 하면도이다. 도 4 및 도 5는, 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.

도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 압전 스피커(100)는, 커버(5)와, 케이스(6)와, 압전 진동 유닛(7)을 포함한다.

커버(5)는, 그 중앙에 음방출 구멍(5a)을 가지는 판 형상체이다. 음방출 구멍(5a)은 커버(5)를 관통하고 있으며, 음방출 구멍(5a)의 단면형상은, 압전 스피커(100)의 외방을 향함에 따라 커진다. 음방출 구멍(5a)은, 예를 들어, 나팔(horn) 형상을 가진다. 케이스(6)는, 개구부(6a)를 일면에 구비하는 직육면체형상의 하우징이다. 한편, 케이스(6)는, 프레임 형상체여도 되고, 그 프레임 형상은 직사각형상, 예를 들어, 대략 사각형상, 대략 장방형상, 대략 정방형상, 대략 사다리형상이다. 개구부(6a)는, 커버(5)에 의해 막혀 있다. 커버(5)를 장착된 케이스(6)는, 폭 Lx, 깊이 Ly, 높이 Lz를 가진다. 폭 Lx는, 예를 들어, 10 ~ 20mm이고, 깊이 Ly는, 예를 들어 5 ~ 10mm이고, 높이 Lz는, 예를 들어, 2 ~ 10mm이다.

압전 진동 유닛(7)은, 접착부(4)를 통하여 커버(5)의 내측 주면에 접착되어 있다. 구체적으로는, 압전 진동 유닛(7)은, 음방출 구멍(5a)을 막도록, 커버(5)의 내측 주면에 접착되어 있다.

접착부(4)는, 점탄성체, 점착체 또는 소정의 탄성 계수를 가지면서 양측 주면에 접착성을 가지는 판 형상체 또는 띠 형상체이면 된다. 접착부(4)는, 탄성체이면 된다. 접착부(4)로서, 예를 들어, 양면 테이프나, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 합성 수지를 이용하여 형성되는 판 형상체를 들 수 있다. 접착부(4)는, 압전 진동 유닛(7)의 진동이 압전 스피커로서의 필요한 크기를 유지하는 기계적 성질을 가지는 재료로 이루어지면 바람직하다. 압전 스피커(100)를 커버(5) 측에서 볼 때, 접착부(4)는, 음방출 구멍(5a)으로부터 노출되지 않는 프레임 형상체여도 된다. 접착부(4)는, 금속 진동판(2)의 외연부(2h)를 덮도록 배치된다. 압전 스피커(100)를 커버(5) 측에서 봤을 때, 외연부(2h)는, 커버(5)에 덮여 있다. 또한, 접착부(4)는, 소정의 탄성 계수를 가지면, 금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21(후술)을 줄일 수 있어 바람직하다.

압전 진동 유닛(7)은, 압전 소자(1)와, 금속 진동판(2)과, 접착부(3)를 포함한다. 압전 소자(1)는, 접착부(3)를 통하여 금속 진동판(2)에 접착된다. 압전 소자(1)는, 단일의 세라믹스판으로 이루어진 대략 직사각형 판을 포함하는 진동자이다. 한편, 압전 소자(1)는, 적층형, 바이몰프형, 유니몰프형이어도 된다. 압전 소자(1)는, 앰프(도시 생략) 등에 전기적으로 접속되어 있으며, 음을 재생하기 위한 전기 신호가 공급됨에 따라, 진동한다.

금속 진동판(2)은, 압전 소자(1)보다 큰 면적을 가지는 대략 직사각형 판(직사각형 판 형상부라고도 칭해도 된다)이다. 금속 진동판(2)은, 예를 들어, 철강, 구리 합금으로 이루어진다. 철강, 구리 합금으로는, 예를 들어, 스테인리스강, 황동, 인청동 등을 들 수 있다. 금속 진동판(2)은, 압전 소자(1)가 진동함에 따라, 진동한다.

접착부(3)는, 접착부(4)와 같은 종류의 재료로 이루어진다. 금속 진동판(2)은, 예를 들어, 0.5 ~ 1.5mm의 두께를 갖는다. 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드와 압전 소자(1)의 고유 진동 모드가, 상이한 주파수로 설정되도록, 금속 진동판(2)의 사이즈, 형상, 재료 등이 결정된다. 환언하면, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드의 주파수(공진 주파수)와, 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수 중 어느 일방이, 높다.

(면적비)

계속해서, 압전 소자(1)의 면적 및 금속 진동판(2)의 면적의 관계에 대하여 설명한다.

압전 소자(1)의 면적 Ap와, 금속 진동판(2)의 면적 Am과 관계식은, 하기의 수학식 1을 이용함으로써, 구해진다.

[수학식 1]

1.1 ≤ Am/Ap ≤ 10

이에 따라, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드와 압전 소자(1)의 고유 진동 모드가, 더 확실하게 상이한 주파수로 설정된다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드는, 10 ~ 20kHz가 되고, 압전 소자(1)의 고유 진동 모드가, 약 30kHz가 되어, 상이한 주파수로 설정된다.

여기서, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드의 주파수와 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수가 상이하므로, 압전 진동 유닛(7)이 금속 진동판(2)을 진동시킬 때의 진폭은, 금속 진동판(2)의 탄성 계수 및 압전 소자(1)의 탄성 계수에 각각 대응하는 진폭과 거의 같거나, 또는 금속 진동판(2)의 탄성 계수 및 압전 소자(1)의 탄성 계수에 각각 대응하는 진폭을 넘는 경우가 적다. 또한, 압전 진동 유닛(7)이 금속 진동판(2)을 금속 진동판(2) 및 압전 소자(1)의 탄성 한계 근처까지 진동시켜도, 전체 고조파 왜곡이 잘 커지지 않고, 귀에 거슬리는 음이 잘 발생하지 않는다.

SN비 SN1, 즉 음압 SP1과 전체 고조파 왜곡 THD1의 관계식은, 이하의 수학식 2를 이용하여 구해진다.

[수학식 2]

SN1 = SP1 - THD1

예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 40kHz에 있어서의 SN비 SN1은, 수학식 2를 이용하여 구해지며, 약 60dBsql이다.

금속 진동판(2)의 고유 진동 모드의 주파수와 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수가 상이하므로, 전체 고조파 왜곡의 증대를 억제하여, 목표 주파수에서 높은 SN비로 음을 재생할 수 있다.

나아가, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드의 주파수 대역을, 하이패스 필터 등의 필터 회로를 이용하여 커트함으로써, 높은 SN비의 재생 주파수역만을 사용할 수 있다. 한편, 하이패스 필터 등의 필터 회로를 이용하는 경우, 금속 진동판(2)의 강성 k2는 5 ~ 30이면 되고, 금속 진동판(2)의 두께 t2[mm]는 0.05 ~ 0.3이면 된다.

금속 진동판의 기계적 품질 계수 Qm.

계속해서, 금속 진동판의 기계적 품질 계수 Qm에 대하여 설명한다.

금속 진동판(2)은, 고유의 기계적 품질 계수 Qm20을 가지는데, 금속 진동판(2)은, 접착부(4)를 통하여 커버(5)에 접착되어 있으므로, 금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21은, 그 고유의 기계적 품질 계수 Qm20보다 낮다. 금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21은, 금속 진동판(2) 및 접착부(4)가 일체화된 진동체의 기계적 품질 계수 Qm21이라 칭해도 된다. 압전 소자(1), 금속 진동판(2) 및 접착부(3)의 재질, 형상은 금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21이 하기의 수학식 3을 만족하도록 설정되면 된다.

[수학식 3]

Qm21 ≤ 5.0

수학식 3이 만족되면, 음압 특성 곡선이 평탄화하므로, 바람직하다.

또한, 압전 소자(1), 금속 진동판(2) 및 접착부(3)의 재질, 형상은, 금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21이 수학식 3 및 하기의 수학식 4를 만족하도록 설정되면 된다.

[수학식 4]

Qm21 ≥ 0.5

또한, 압전 소자(1)는, 접착부(3)를 통하여 금속 진동판(2)에 접착되어 있으므로, 주파수의 대역이 넓어진다. 여기서, 금속 진동판(2)의 강성 k2는 5 ~ 20이면 바람직하고, 예를 들어, 황동 또는 인청동으로 이루어진 판이면 된다.

금속 진동판(2)의 겉보기 기계적 품질 계수 Qm21이 낮으면서 압전 소자(1)가 접착부(3)를 통하여 금속 진동판(2)에 접착되어 있으므로, 넓은 주파수 대역이면서 평탄한 음압 특성 곡선으로 음을 재생할 수 있다. 압전 스피커(100)의 일례의 음압 특성 곡선을 측정하고, 이 음압 특성 곡선을 도 5에 나타내었다.

(비교예 「전자형(電磁型) 스피커」)

그런데, 도 14에 나타내는 바와 같이, 전기 신호를 보이스 코일에 공급하여, 자기 모멘트를 발생시킴으로써, 진동판을 진동시키는 전자형 스피커의 일례를 이용하여, 주파수에 대한 음압 및 전체 고조파 왜곡을 측정하였다. 이 일례의 SN비 SN2는, 약 50kHz로, 압전 스피커(100)의 일례의 SN비 SN1과 비교할 때 작았다. 전자형 스피커는, 보이스 코일을 이용하여, 20kHz 이상의 고주파수를 가지는 음을 재생한다. 그러면, 고주파수에서의 임피던스 상승에 의해 부여된 전력이 오디오 신호보다도 열로 변환된다. 따라서, 전자형 스피커는, 압전 스피커(100)와 비교할 때, 고음압, 고SN비의 달성이 곤란한 것으로 보인다.

(비교예 「원형 스피커」)

또한, 도 15에 나타내는 압전 진동 유닛(907)의 일례를 이용하여, 주파수에 대한 음압을 측정하였다. 압전 진동 유닛(907)은, 압전 소자(901)와, 금속 진동판(902)을 포함한다. 압전 소자(901)는, 원판 형상체인 것을 제외하고, 압전 소자(1)(도 2 참조)와 동일한 구성을 가진다. 금속 진동판(902)과, 원판 형상체인 것을 제외하고, 금속 진동판(2)(도 2 참조)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(907)을 커버(905)(도시 생략)와 케이스(6)(도 2 참조)의 내측에 배치함으로써, 압전 스피커(900)(도시 생략)를 형성한다. 한편, 커버(95)는, 단면 원형상의 음방출 구멍을 가지는 것을 제외하고, 커버(5)와 동일한 구성을 가진다. 압전 소자(901)로서, 직경 20mm, 두께 0.1mm의 압전 소자를 이용하고, 금속 진동판(902)으로서, 직경 25mm, 두께 0.1mm의 스테인리스강으로 이루어진 금속 진동판을 이용하였다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 공진 주파수의 기계적 품질 계수 Qm91은 10 이상이 되었다. 도 16에 나타내는 음압 특성 곡선은, 도 5에 나타내는 음압 곡선과 비교할 때, 평탄한 부분이 적은, 즉, 기복을 가지는 부분이 많다. 결국, 압전 스피커(900)는, 압전 스피커(100)와 비교할 때 평탄한 음압 특성 곡선을 얻기 곤란하다.

여기서, 직사각형상을 가지는 금속 진동부는, 원형상을 가지는 금속 진동부와 비교할 때, 그 주면의 방향에 따라 상이한 고유 진동 모드가 많다. 한편, 직사각형상을 가지는 금속 진동부의 주면의 방향은, 예를 들어, 도 3에 나타내는 바와 같이, Y 방향, X 방향이 있다. 그러므로, 기계적 품질 계수 Qm이 낮다. 또한, 금속 진동부 및 압전 소자의 사이즈를 조정함으로써, 주파수를 용이하게 조정할 수 있다.

이상, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커에 따르면, 높은 주파수 영역에서 양호한 음압 특성으로 음을 재생할 수 있다. 예를 들어, 높은 주파수역, 예를 들어, 20kHz ~ 70kHz에 있어서, 재생한 음은, 높은 음압 및 높은 S/N비를 가진다. 또한, 음압 특성 곡선은 평탄하고, 그 주파수 대역은 넓다.

실시의 형태 2.

도 6을 참조하여, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커에 대하여 설명한다. 도 6은, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 하면도이다. 이하의 설명에서는, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커와 동일한 구성의 설명에 대해서는 적당히 생략하고, 상이한 구성에 대하여 설명한다. 한편, 후술하는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 변형예 1 ~ 5, 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커 및 그의 변형예에 대해서도 동일하게 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 압전 스피커(200)(도시 생략)는, 압전 진동 유닛(7)을 제외하고, 압전 스피커(100)와 동일한 구성을 가진다. 압전 스피커(200)는, 압전 진동 유닛(207)을 포함한다. 압전 진동 유닛(207)은, 금속 진동판(2)을 제외하고, 압전 진동 유닛(7)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(207)은, 금속 진동판(22)을 포함한다. 금속 진동판(22)은, 네모퉁이 근방에 주파수 조정 구멍(22b)을 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(2)과 동일한 구성을 가진다. 주파수 조정 구멍(22b)의 수 및 크기를 변경함으로써, 금속 진동판(22)의 유효 길이 및 금속 진동판(22)의 폭을 조정할 수 있다. 이에 따라, 주파수를 용이하게 조정할 수 있다.

상기한 주파수 조정 구멍(22b)의 수 및 크기의 변경에 따른 주파수 조정 방법은, 금속 진동판에 부가 부재를 마련함으로써 주파수를 조정하는 주파수 조정 방법과 비교할 때, 금속 진동판을 진동시키기 쉽다. 또한, 상기한 주파수 조정 구멍(22b)의 수 및 크기의 변경에 따른 주파수 조정 방법에 의하면, 압전 스피커(200)를 전자 스피커, 특히, 그 진동판에 겹쳐도, 압전 스피커(200)는 전자 스피커에 의한 재생음을 거의 차단하지 않는다. 또한, 주파수 조정 구멍(22b)은 에칭 가공이나 프레스 가공을 이용함으로써 형성된다. 따라서, 상기한 주파수 조정 구멍(22b)의 수 및 크기에 따른 주파수 조정 방법은, 낮은 비용으로 실시할 수 있다.

이상, 상기한 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커에 따르면, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커와 마찬가지로, 높은 주파수 영역에서, 양호한 음압 특성으로 음을 재생할 수 있다. 또한, 주파수 조정 구멍을 가지는 금속 진동판을 이용하므로, 주파수를 용이하게 조정할 수 있다.

압전 진동 유닛의 변형예 1.

다음에, 도 6 및 도 7a ~ 도 7d를 참조하여 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커(200)의 압전 진동 유닛(207)의 변형예 1에 대하여 설명한다. 도 7a ~ 도 7d는, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 1의 단면도이다.

도 6 및 도 7a에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(217)이 있다. 압전 진동 유닛(217)은, 유지구(9)를 가지는 것을 제외하고, 압전 진동 유닛(207)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(217)은, 유지구(9)를 포함하고, 금속 진동판(22)의 단부(端部)는, 접착부(3)를 통하여 유지구(9)에 접착되어 있다. 또한, 금속 진동판(22)은, 유지구(9)에 의해 유지되어 있다. 유지구(9)는, 케이스(6)(도 2 참조)의 바닥으로부터 금속 진동판(22)을 향해 연장하는 벽체이다. 유지구(9)는, 압전 소자(1)에 물이나 이물이 부착되지 않도록, 압전 소자(1)의 주변을 덮도록 배치된다. 압전 진동 유닛(217)은, 유지구(9)를 가지므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 억제한다.

한편, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(227)이 있다. 압전 진동 유닛(227)은, 금속 진동판(22)과 유지구(9)를 일체화한 형상과 동일한 형상을 가지는 금속 진동판(32)을 가진다.

압전 진동 유닛(227)은, 본체(32a)(대략 직사각형 판 형상부라 칭해도 된다.)와 유지부(32b)가 일체화되어 있으므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(227)은, 본체(32a)와 유지부(32b)가 일체화되어 있으므로, 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(237)이 있다. 압전 진동 유닛(237)은, 금속 진동부(42)를 가진다. 금속 진동부(42)는, 바닥부(42c)를 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(32)(도 7b 참조)과 동일한 구성을 가진다. 금속 진동부(42)는, 본체(42a)와, 유지부(42b)와, 바닥부(42c)를 구비한다. 본체(42a)는 본체(32a)와 동일한 구성이고, 유지부(42b)는, 유지부(32b)와 동일한 구성이다. 바닥부(42c)는, 유지부(42b)와 일체화되어 있으며, 본체(42a)와 대향하는 판 형상체이다.

압전 진동 유닛(237)은, 본체(42a)와 유지부(42b)와 바닥부(42c)가 일체화되어 있으므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(237)은, 본체(42a)와 유지부(42b)와 바닥부(42c)가 일체화되어 있으므로, 높은 강성을 가진다.

또한, 도 7d에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(247)이 있다. 압전 진동 유닛(247)은, 바닥판(8)을 포함하는 것을 제외하고, 압전 진동 유닛(227)(도 7b 참조)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(247)은, 바닥판(8)을 포함한다. 바닥판(8)은, 유지부(32b)의 하단 밑에 마련되어 있으며, 본체(32a)와 대향하는 판 형상체이다. 바닥판(8)의 외연과 유지부(32b)의 하단이 서로 맞대어 설치되어 있으면 된다. 압전 진동 유닛(247)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(227)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(247)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(227)(도 7b 참조)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

압전 진동 유닛의 변형예 2.

다음에, 도 8a ~ 도 8d를 참조하여 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커(200)의 압전 진동 유닛(207)의 변형예 2에 대하여 설명한다. 도 8a ~ 도 8d는, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 2의 단면도이다.

도 8a에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(317)이 있다. 압전 진동 유닛(317)은, 금속 진동판(52)과 계단형 유지구(19)를 제외하고, 압전 진동 유닛(217)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(317)은, 금속 진동판(52)과 계단형 유지구(19)를 포함하고, 금속 진동판(52)은, 접착부(3)를 통하여 계단형 유지구(19)에 접착되어 있다. 또한, 금속 진동판(52)은, 계단형 유지구(19)에 의해 유지되어 있다. 계단형 유지구(19)는, 케이스(6)(도 2 참조)의 바닥으로부터 금속 진동판(52)을 향해 연장하여, 그 도중에 계단 형상으로 구부러진 단부를 가지는 벽체이다. 계단형 유지구(19)는, 압전 소자(1)에 물이나 이물이 부착되지 않도록, 압전 소자(1)의 주변을 덮도록 배치된다.

압전 진동 유닛(317)은, 계단형 유지구(19)를 가지므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(317)은, 계단형 유지구(19)를 가지므로, 압전 진동 유닛(217)과 비교할 때 높은 내압력을 가진다.

한편, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(327)이 있다. 압전 진동 유닛(327)은, 압전 진동 유닛(227)(도 7b 참조)과 마찬가지로, 금속 진동판(52)과 계단형 유지구(19)를 일체화한 형상과 동일한 형상을 가지는 금속 진동판(62)을 가진다.

압전 진동 유닛(327)은, 본체(62a)(대략 직사각형 판 형상부라 칭해도 된다.)와 유지부(62b)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(317)(도 8a 참조)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(327)은, 본체(62a)와 유지부(62b)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(317)과 비교할 때, 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(337)이 있다. 압전 진동 유닛(337)은, 금속 진동부(72)를 가진다. 금속 진동부(72)는, 바닥부(72c)를 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(62)(도 8b 참조)과 동일한 구성을 가진다. 금속 진동부(72)는, 본체(72a)와, 유지부(72b)와, 바닥부(72c)를 구비한다. 본체(72a)는 본체(62a)와 동일한 구성이고, 유지부(72b)는, 유지부(62b)와 동일한 구성이다. 바닥부(72c)는, 유지부(72b)와 일체화되어 있으며, 본체(72a)와 대향하는 판 형상체이다.

압전 진동 유닛(337)은, 본체(72a)와 유지부(72b)와 바닥부(72c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(317)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(337)은, 본체(72a)와 유지부(72b)와 바닥부(72c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(317)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

또한, 도 8d에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(347)이 있다. 압전 진동 유닛(347)은, 바닥판(8)을 압전 진동 유닛(327)(도 8b 참조)에 부가된 것과 동일한 구성을 가진다.

압전 진동 유닛(347)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(327)(도 8b 참조)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(247)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(327)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

압전 진동 유닛의 변형예 3.

다음에, 도 9a ~ 도 9d를 참조하여 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커(200)의 압전 진동 유닛(207)의 변형예 3에 대하여 설명한다. 도 9a ~ 도 9d는 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 3의 단면도이다.

도 9a에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(417)이 있다. 압전 진동 유닛(417)은, 금속 진동판(82)을 가지는 것을 제외하고, 압전 진동 유닛(217)(도 7a 참조)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(417)은, 금속 진동판(82)을 포함하고, 금속 진동판(82)은, 본체(82a)와, 본체(82a)의 단부로부터 연장하는 피파지부(82d)를 포함한다. 본체(82a)는, 금속 진동판(22)과 동일한 구성을 가지며, 본체(82a)의 단부는, 접착부(3)를 통하여 유지구(9)에 접착되어 있다. 피파지부(82d)는, 케이스(6)의 측벽을 향해 연장하여 있다. 그런데, 압전 진동 유닛(417)을 케이스(6)에 실장시킴으로써, 압전 스피커(200)를 조립할 수 있다. 여기서, 피파지부(82d)는, 본체(82a)의 단부로부터 연장하는 형상을 가지므로, 파지되기 쉽다. 또한, 피파지부(82d)의 형상은, 압전 진동 유닛(417)을 케이스(6)에 실장시키기 쉽도록, 필요에 따라 변경해도 된다.

압전 진동 유닛(417)은, 금속 진동판(82) 및 유지구(9)를 가지므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(417)은, 금속 진동판(82)을 가지므로, 압전 진동 유닛(217)(도 7a 참조)과 비교할 때, 용이하게 실장할 수 있다.

한편, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(427)이 있다. 압전 진동 유닛(427)은, 금속 진동판(82)과 유지구(9)를 일체화한 형상과 동일한 형상을 가지는 금속 진동판(92)을 가진다.

압전 진동 유닛(427)은, 본체(92a)와 유지부(92b)와 피파지부(92d)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(417)(도 9a 참조)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(427)은, 본체(92a)와 유지부(92b)와 피파지부(92d)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(417)(도 9a 참조)과 비교할 때 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(437)이 있다. 압전 진동 유닛(437)은, 금속 진동부(102)를 가진다. 금속 진동부(102)는, 바닥부(102c)를 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(92)(도 9b 참조)과 동일한 구성을 가진다. 금속 진동부(102)는, 본체(102a)와, 유지부(102b)와, 바닥부(102c)를 구비한다. 본체(102a)는 본체(92a)와 동일한 구성이고, 유지부(102b)는, 유지부(92b)와 동일한 구성이다. 바닥부(102c)는, 유지부(102b)와 일체화되어 있으며, 본체(102a)와 대향하는 판 형상체이다.

압전 진동 유닛(437)은, 본체(102a)와 유지부(102b)와 바닥부(102c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(417)과 비교할 때 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(437)은, 본체(102a)와 유지부(102b)와 바닥부(102c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(417)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

또한, 도 9d에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(447)이 있다. 압전 진동 유닛(447)은, 바닥판(8)을 압전 진동 유닛(427)(도 9b 참조)에 부가된 것과 동일한 구성을 가진다.

압전 진동 유닛(447)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(247)(도 7d 참조)과 마찬가지로, 압전 진동 유닛(427)(도 9d 참조)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(447)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(427)과 비교할 때 높은 강성을 가진다.

압전 진동 유닛의 변형예 4.

다음에, 도 10a ~ 도 10d를 참조하여 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커(200)의 압전 진동 유닛(207)의 변형예 4에 대하여 설명한다. 도 10a ~ 도 10d는, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 4의 단면도이다.

도 10a에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(517)이 있다. 압전 진동 유닛(517)은, 유지구(9) 대신에 테이퍼 형상 유지구(29)를 가지는 것을 제외하고, 압전 진동 유닛(217)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(517)은 테이퍼 형상 유지구(29)를 포함하고, 금속 진동판(22)의 단부는, 접착부(3)를 통하여 테이퍼 형상 유지구(29)에 접착되어 있다. 또한, 금속 진동판(22)은, 테이퍼 형상 유지구(29)에 의해 유지되어 있다. 테이퍼 형상 유지구(29)는, 케이스(6)(도 2 참조)의 바닥으로부터 금속 진동판(22)을 향해 연장하는 벽체이다. 테이퍼 형상 유지구(29)는, 테이퍼 형상을 가지며, 그 테이퍼 형상은, 케이스(6)의 바닥으로부터 금속 진동판(22)을 향함에 따라, 단면적이 커지는 형상이다. 보다 구체적으로는, 그 테이퍼 형상은, 압전 소자(1) 측으로 경사진다. 유지구(9)는, 압전 소자(1)에 물이나 이물이 부착되지 않도록, 압전 소자(1)의 주변을 덮도록 배치된다.

압전 진동 유닛(517)은, 테이퍼 형상 유지구(29)를 가지므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 억제한다.

한편, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(527)이 있다. 압전 진동 유닛(527)은, 압전 진동 유닛(227)(도 7b 참조)과 마찬가지로, 금속 진동판(22)과 테이퍼 형상 유지구(29)를 일체화한 형상과 동일한 형상을 가지는 금속 진동판(112)을 가진다.

압전 진동 유닛(527)은, 본체(112a)와 유지부(12b)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(517)(도 10a 참조)과 비교할 때 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(527)은, 본체(112a)와 유지부(12b)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(517)과 비교할 때 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(537)이 있다.

압전 진동 유닛(537)은, 금속 진동부(122)를 가진다. 금속 진동부(122)는, 바닥부(122c)를 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(112)(도 10b 참조)과 동일한 구성을 가진다. 금속 진동부(122)는, 본체(122a)와, 유지부(122b)와, 바닥부(122c)를 구비한다. 본체(122a)는 본체(112a)와 동일한 구성이고, 유지부(122b)는 유지부(112b)와 동일한 구성이다. 바닥부(122c)는, 유지부(122b)와 일체화되어 있으며, 본체(122a)와 대향하는 판 형상체이다.

압전 진동 유닛(537)은, 본체(12a)와 유지부(122b)와 바닥부(122c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(517)(도 10a 참조)과 비교할 때 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(537)은, 본체(102a)와 유지부(102b)와 바닥부(102c)가 일체화되어 있으므로, 압전 진동 유닛(517)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

또한, 도 10d에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(547)이 있다. 압전 진동 유닛(547)은, 바닥판(8)을 압전 진동 유닛(527)(도 10b 참조)에 부가된 것과 동일한 구성을 가진다.

압전 진동 유닛(547)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(247)(도 7d 참조)과 마찬가지로, 압전 진동 유닛(527)(도 10d 참조)과 비교할 때, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(547)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(527)과 비교할 때 높은 강성을 가진다.

압전 진동 유닛의 변형예 5.

다음에, 도 11a 및 도 11b를 참조하여 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커(200)의 압전 진동 유닛(207)의 변형예 5에 대하여 설명한다. 도 11a 및 도 11b는, 실시의 형태 2에 따른 압전 스피커의 주요부의 변형예 5의 단면도이다.

도 11a에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(637)이 있다. 압전 진동 유닛(637)은, 금속 진동부(142)를 제외하고, 압전 진동 유닛(237)(도 7c 참조)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(637)은 금속 진동부(142)를 포함하고, 금속 진동부(142)는, 통기 구멍(142e)을 가지는 것을 제외하고, 금속 진동부(42)(도 7c 참조)와 동일한 구성을 가진다. 통기 구멍(142e)은, 본체(142a)에 설치되어 있으며, 압력 조정 유닛(도시 생략)에 접속되어 있다. 압력 조정 유닛은, 예를 들어, 컴프레서이다. 금속 진동부(142)는, 압력 조정용 기체가 통기 구멍(142e)으로부터 공급되거나 또는 배출됨에 따라, 금속 진동부(142)의 내측 공간의 압력이 일정해지도록 유지된다.

압전 진동 유닛(637)은, 본체(142a)와 유지부(142b)와 바닥부(142c)가 일체화되어 있음과 함께 내측 공간의 압력이 일정하게 유지되므로, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(637)은, 본체(142a)와 유지부(142b)와 바닥부(142c)가 일체화되어 있으므로, 높은 강성을 가진다.

한편, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 유닛(207)의 변형예인 압전 진동 유닛(647)이 있다. 압전 진동 유닛(647)은, 금속 진동판(132)을 제외하고, 압전 진동 유닛(247)(도 7d 참조)과 동일한 구성을 가진다. 압전 진동 유닛(647)은 금속 진동판(132)을 포함하고, 금속 진동판(132)은, 통기 구멍(132e)을 가지는 것을 제외하고, 금속 진동판(32)(도 7d 참조)과 동일한 구성을 가진다. 통기 구멍(132e)은, 본체(132a)에 설치되어 있으며, 압력 조정 유닛(도시 생략)에 접속되어 있다. 압력 조정 유닛은, 예를 들어, 컴프레서이다. 금속 진동판(132)은, 압력 조정용 기체가 통기 구멍(132e)으로부터 공급되거나 또는 배출됨에 따라, 금속 진동판(132)의 내측 공간의 압력이 일정해지도록 유지된다.

압전 진동 유닛(647)은, 금속 진동판(132)과 바닥판(8)을 가짐과 함께 내측 공간의 압력을 일정하게 유지하기 위해, 주파수 조정 구멍(22b) 등으로부터 침입한 물이나 이물이 압전 소자(1)와 접촉하는 것을 더욱 억제한다. 또한, 압전 진동 유닛(647)은, 바닥판(8)을 가지므로, 압전 진동 유닛(227)(도 7b 참조)과 비교할 때, 높은 강성을 가진다.

실시의 형태 3.

다음에, 도 12a를 참조하여 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커에 대하여 설명한다. 도 12a는, 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커의 변형예의 분해 사시도이다. 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커는, 금속 진동판(2)(도 2 참조)과 접착부(4)와 커버(5)를 제외하고, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커(100)와 동일한 구성을 가진다.

도 12a에 나타내는 바와 같이, 압전 스피커(300)는, 금속 진동판(152)과, 커버(15)와, 케이스(16)를 포함한다. 금속 진동판(152)은, 커버(15)와 일체화되어 있는 부분을 제외하고, 금속 진동판(2)(도 2 참조)과 동일한 구성을 가진다. 커버(15)는, 금속 진동판(152)과 일체화되어 있는 부분을 제외하고, 커버(5)(도 2 참조)와 동일한 구성을 가진다. 일체화된 커버(15) 및 금속 진동판(152)은, 예를 들어, 1매의 판재를 드로잉 가공하여, 얻을 수 있다. 따라서, 일체인 소재에 대하여 1개의 가공을 행함으로써, 커버(15) 및 금속 진동판(152)을 일체적으로 제조할 수 있으므로, 소재 비용이나 가공 비용을 저감할 수 있다. 한편, 압전 스피커(300)는, 압전 스피커(100)(도 2 참조)와 달리, 접착부(4)를 포함하지 않는다. 케이스(16)는, 장방형상의 프레임 형상체이다. 한편, 압전 스피커(300)는, 케이스(16)가 아닌, 케이스(6)(도 2 참조)를 포함해도 된다.

이상, 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커에 따르면, 커버와 금속 진동판을 일체화함으로써, 접착부를 생략하면서 소재 비용 및 가공 비용을 저감시켜, 저가로 제조할 수 있다.

변형예.

다음에, 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커(300)의 변형예에 대하여 설명한다. 도 12b 및 도 12c는, 실시의 형태 3에 따른 압전 스피커의 변형예의 분해 사시도이다.

도 12b에 나타내는 바와 같이, 압전 스피커(300)의 변형예인 압전 스피커(400)가 있다. 압전 스피커(400)는, 커버와 케이스를 제외하고, 압전 스피커(300)와 동일한 구성을 가진다. 커버(25)는, 계지편(25f)을 포함하는 것을 제외하고, 커버(15)와 동일한 구성을 가지고, 케이스(26)는, 계지 구멍(26g)을 포함하는 것을 제외하고, 케이스(16)와 동일한 구성을 가진다. 커버(25)는 계지편(25f)을 포함하고, 케이스(26)는 계지 구멍(26g)을 포함한다. 계지편(25f)은, 커버(25)의 외연 근방, 구체적으로는, 커버(25)의 형상, 즉, 직사각형의 각 변의 중앙 근방에 상당하는 개소에 설치되어 있다. 계지편(25f)은, 케이스(16) 측을 향해 연장한다. 계지편(25f)은, 예를 들어, 드로잉 가공을 이용하여 금속 진동판(252)을 형성한 후에, 프레스가공을 이용하여 형성한다. 계지 구멍(26g)은, 케이스(26)에 접촉하는 커버(25)의 접촉면에 있어서, 계지편(25f)과 대응하도록 마련된다. 계지편(25f)을 계지 구멍(26g)에 삽입함으로써, 계지편(25f)과 계지 구멍(26g)이 계합하여 멈추고, 커버(25)가 케이스(26)에 고정된다.

도 12c에 나타내는 바와 같이, 압전 스피커(300)의 변형예인 압전 스피커(500)가 있다. 압전 스피커(500)는, 금속 진동판을 제외하고, 압전 스피커(400)(도 12b 참조)와 동일한 구성을 가진다. 금속 진동판(352)은, 주파수 조정용 구멍(352e)을 포함하는 것을 제외하고 금속 진동판(252)과 동일한 구성을 가진다. 금속 진동판(352)은, 주파수 조정용 구멍(352e)을 포함한다. 주파수 조정용 구멍(352e)은, 계지편(35f)에 대응하는 개소에 설치되어 있다. 환언하면, 주파수 조정용 구멍(352e)은, 금속 진동판(325)의 외연 근방, 구체적으로는, 커버(35)의 형상, 즉, 직사각형의 각 변의 중앙 근방에 상당하는 개소에 설치되어 있다. 주파수 조정용 구멍(352e)의 수, 위치, 사이즈를 변경함으로써, 금속 진동판(352)의 유효 길이, 폭을 변화시켜, 주파수를 조정할 수 있다.

실시예.

다음에, 도 13을 이용하여, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 실시예 1 및 실시예 2에 대하여 설명한다. 도 13은, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커의 실시예의 주파수에 대한 음압을 나타내는 그래프이다.

실시예 1 및 실시예 2에서는, 실시의 형태 1에 따른 압전 스피커(100)와 동일한 구성을 가지는 압전 스피커를 이용하였다. 구체적으로는, 실시예 1 및 실시예 2에서는, 또한, 금속 진동판(2)(도 2 참조)으로서, 황동으로 이루어지며, 두께 1mm를 갖는 판을 이용하였다. 또한, 실시예 1에서는, 접착부(4)(도 2 참조)로서, 양면 테이프를 이용하고, 실시예 2에서는, 접착부(4)(도 2 참조)로서, 에폭시 수지제를 경화시켜 형성한 에폭시 수지체를 이용하였다. 실시예 1에서 이용한 양면 테이프는, 소정의 탄성률을 가지는 띠 형상의 기재이며, 이 기재의 양측 주면은, 접착제가 도포되어 있어, 접착성을 가진다. 또한, 이 기재는, 에폭시 수지와 비교할 때 낮은 탄성 계수를 가진다.

2Vpp(peak to peak)로 음을 재생하고, 실시예 1 및 실시예 2에 대하여 주파수에 대한 음압을 측정하였다. 그 결과를 도 13에 나타내었다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는, 주파수 영역 20kHz로부터 30kHz까지에 있어서, 음압이 최대치에 도달한다. 실시예 1의 음압 특성 곡선은, 주파수 영역 20kHz로부터 100kHz까지에 있어서, 약 79dB sql ~ 약 93dB sql로 소정의 범위 내에 있다. 결국, 실시예 1에서는, 주파수 영역 20kHz로부터 100kHz까지에 있어서, 안정된 음압으로 음을 재생할 수 있다.

또한, 실시예 2에서는, 주파수 영역 약 30kHz에 있어서, 음압이 최대치에 도달한다. 실시예 1은, 실시예 2와 비교할 때, 음압의 상승이 빠른 경향에 있다. 그 원인 중 하나로는, 실시예 1에서 접착부로서 이용한 양면 테이프가, 에폭시 수지를 경화시켜 형성되는 에폭시 수지체와 비교할 때, 단단하기 때문이라 생각된다.

실시예 2의 음압 특성 곡선은, 주파수 영역 약 25kHz로부터 100kHz까지에 있어서, 약 79dB sql ~ 약 93dB sql로 소정의 범위 내에 있다. 결국, 실시예 2에서도, 주파수 영역 20kHz로부터 100kHz까지에 있어서, 안정된 음압으로 음을 재생할 수 있다.

한편, 접착부(4)(도 2 참조)로서, 실리콘 접착제를 경화시켜 형성한 실리콘 수지체를 이용한 실시예도 생각할 수 있다. 이 실시예에서는, 실시예 1과 실시예 2와 동일한 음압 특성 곡선이 얻어질 것으로 예상된다.

그런데, 인간은, 20kHZ보다 높은 주파수의 음을 들을 수 없다고 여겨졌다. 그러므로, 이러한 높은 주파수의 음의 재생은, 언뜻 보기에, 스피커에 의해 출력하는 음의 고품질화에 기여하지 않는 것으로 보인다. 그러나, 높은 주파수의 음을 재생함으로써, 미소 신호의 음도 재생할 수 있다. 이에 따라, 이러한 높은 주파수의 음의 재생은, 스피커에 의해 출력하는 음의 고품질화에 기여할 수 있다.

실시의 형태 4.

본 실시의 형태에 따른 스피커 유닛(700)에 대하여, 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한다. 도 17은 스피커 유닛(700)의 구성을 나타내는 XZ 단면도이다. 도 18은 스피커 유닛(700)의 주요부의 구성을 나타내는 하면도이다. 본 실시형태에서는, 케이스(6)에 2개의 압전 진동 유닛(7a, 7b)이 배치되어 있다. 한편, 2개의 압전 진동 유닛(7a, 7b) 이외의 기본적 구성에 대해서는, 상기한 실시의 형태의 스피커 유닛(100, 200, 300, 400, 500)과 동일하므로, 적절히 설명을 생략한다. 예를 들어, 케이스(6), 접착부(3), 금속 진동판(2) 등에 대해서는, 도 1이나 도 3에 나타낸 구성과 동일한 것을 이용할 수 있다.

케이스(6) 내에는, 압전 진동 유닛(7a, 7b)이 수용되어 있다. 압전 진동 유닛(7a)은, 압전 소자(1a), 접착부(3a) 및 금속 진동판(2)을 가지고 있다. 실시의 형태 1과 마찬가지로, 압전 소자(1a)가 접착부(3a)를 통하여, 금속 진동판(2)에 접착되어 있다. 압전 진동 유닛(7b)은, 압전 소자(1b), 접착부(3b) 및 금속 진동판(2)을 가지고 있다. 실시의 형태 1과 마찬가지로, 압전 소자(1b)가 접착부(3b)를 통하여, 금속 진동판(2)에 접착되어 있다.

2개의 압전 진동 유닛(7a, 7b)에 있어서, 금속 진동판(2)이 공통으로 되어 있다. 즉, 금속 진동판(2)은, 1매의 금속판을 가지고 있으며, 1매의 금속판에 압전 소자(1a, 1b)가 부착되어 있다. 압전 소자(1a, 1b)는 금속 진동판(2)의 동일면에 부착되어 있다. 구체적으로는, 압전 소자(1a, 1b)는 금속 진동판(2)의 음방출 구멍(5a) 측과 반대측의 면에 부착되어 있다. 압전 소자(1a, 1b)에 전압이 공급되면, 압전 소자(1a, 1b)가 비틀린다. 이에 따라, 금속 진동판(2)이 진동하여, 음방출 구멍(5a)으로부터 음이 발생한다.

2개의 압전 소자(1a, 1b)는, X 방향으로 나란히 배치되어 있다. 즉, 압전 소자(1a)는, 압전 소자(1b)의 +X 측에 배치되어 있다. XY 평면으로 보아, 압전 소자(1a, 1b)는 음방출 구멍(5a)과 겹쳐 있다. 또한, 압전 소자(1a, 1b)의 일부는 음방출 구멍(5a)으로부터 돌출되어 있다. XY 평면으로 보아, 압전 소자(1a, 1b)는 대략 직사각형상으로 되어 있다.

XY 평면으로 보아, 2개의 압전 소자(1a, 1b)는 상이한 크기로 되어 있다. 구체적으로는, 2개의 압전 소자(1a, 1b)는, X 방향에 있어서 상이한 폭으로 되어 있다. 한편, 2개의 압전 소자(1a, 1b)는, Y 방향에 있어서 같은 폭으로 되어 있다. 2개의 압전 소자(1a, 1b)에서는, 고유 진동 모드의 주파수가 상이하다. 즉, 압전 소자(1a)의 공진 주파수는, 압전 소자(1b)의 공진 주파수와 상이하다. 또한, 압전 소자(1a, 1b)의 고유 진동 모드의 주파수는, 금속 진동판(2)의 고유 진동 모드의 주파수와 상이하다.

본 실시의 형태에서는, 접착부(3a, 3b)를 통하여, 공진 주파수가 상이한 2개의 압전 소자(1a, 1b)를 금속 진동판(2)에 접속하고 있다. 이렇게 함으로써, 50kHz ~ 50kHz의 높은 주파수 영역에 있어서도, 고음압, 고SN비를 얻을 수 있다. 따라서, 고성능의 스피커 유닛을 간단한 구조로 실현할 수 있다. 높은 주파수 영역에 있어서, 일반적인 전자 스피커에서의 SN비는 45dB인데 반해, 압전 스피커 유닛(700)에서는, SN비 60dB를 달성할 수 있다.

압전 스피커 유닛(700)의 음압의 주파수 특성을 도 19에 나타낸다. 도 19에서는, 압전 스피커 유닛(700)의 음압의 주파수 특성을 실시예로서 나타내고 있다. 또한, 도 19에서는, 다이나믹 스피커(전자 스피커)와 LPF(Low Pass Filter)를 이용한 경우의 주파수 특성을 비교예 1로서 나타내고, 1개의 압전 소자를 가지는 압전 스피커 유닛의 주파수 특성을 비교예 2로서 나타낸다. 비교예 1, 2와 비교할 때, 압전 스피커 유닛(700)은, 5kHz 이상의 높은 주파수 영역에 있어서도 고음압을 얻을 수 있다.

서로 치수가 상이한 압전 소자(1a, 1b)에서는, 공진 주파수가 상이하다. 그리고, 직사각형의 압전 소자(1a, 1b)와 금속 진동판(2) 각각의 형상의 조합에 의해, 음압 주파수 특성의 평탄성을 최적화할 수 있다. 한편, 상기의 설명에서는, 2개의 압전 소자(1a, 1b)를 마련하였으나, 3개 이상의 압전 소자를 마련할 수 있다. 즉, 접착부(3)를 통하여, 금속 진동판(2)에 복수의 압전 소자(1)가 접착되어 있으면 된다.

금속 진동판(2)의 모드가 상승하지 않는 주파수 영역을 압전 소자(1a, 1b)의 공진 주파수에 맞추는 것이 바람직하다. 나아가, 접착부(3)에 탄성체를 이용함으로써, 압전 소자의 공진 주파수의 Qm을 1.0 ~ 5.0의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 넓은 주파수 대역이면서, 평탄한 음압 특성 곡선으로 음을 재생할 수 있다.

실시의 형태 5.

본 실시의 형태에 따른 압전 스피커 유닛(800)에 대하여, 도 20, 도 21을 이용하여 설명한다. 도 20은 압전 스피커 유닛(800)의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 21은 압전 스피커 유닛(800)의 하우징(820)의 내부 공간에 있어서의 구성을 나타내는 XY 평면도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 21의 케이스(6)의 내부에, 전자 스피커(810)가 마련되어 있다. 또한, 케이스(6)의 외부에 압전 소자(1)가 마련되어 있다. 한편, 상기의 실시의 형태 1 ~ 4와 동일한 구성에 대해서는, 적절히 설명을 생략한다.

하우징(820)은 박스 형상으로 되어 있다. 예를 들어, 하우징(820)은, 케이스(6)와 커버(5)를 가지고 있다. 케이스(6)는, 측면판(6d)과 배면판(6e)을 구비하고 있다. 배면판(6e)은, 커버(5)와 대향하고 있다. 커버(5)와 배면판(6e)은, 서로 평행한 평판으로 되어 있다. 커버(5), 측면판(6d), 배면판(6e)은 각각 직사각형상의 금속판인 것이 바람직하다. 또한, 커버(5)는, 음방출 구멍(5a)을 가지고 있다. 음방출 구멍(5a)의 단면 형상은, 도 2에서 나타낸 구성과 마찬가지로 외방을 향함에 따라 커지는 테이퍼 형상으로 되어 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 음방출 구멍(5a)이 마련되어 있는 측을 전측이라 하여 설명한다. 배면판(6e)은, 커버(5)와 대향 배치되어 있다. 측면판(6d)은, 커버(5)와 배면판(6e) 사이에 배치되어 있다. 즉, 측면판(6d)은, 커버(5)와 배면판(6e)을 접속하고 있다. 여기서는, XY 평면으로 보아, 커버(5)와 배면판(6e)의 외형이 대략 직사각형상으로 되어 있으므로, 케이스(6)는, 4매의 측면판(6d)을 가지고 있다. 즉, 대략 직사각형상의 커버(5)와 배면판(6e)의 각 단변에 측면판(6d)이 각각 배치된다. 대향하는 2개의 측면판(6d)은 평행하게 되어 있다. 인접하는 2개의 측면판(6d)은 직교하고 있다.

하우징(820)의 내부 공간을 기실(氣室)(6f)로 한다. 즉, 커버(5)와 배면판(6e)과 측면판(6d)으로 규정된 공간이 기실(6f)이 된다. 구체적으로는, 커버(5)와 배면판(6e)과 4개의 측면판(6d)으로 둘러싸인 직육면체 형상의 공간이 기실(6f)이 된다. 기실(6f)은 음방출 구멍(5)을 통하여, 외부 공간과 연결되어 있다. 커버(5)와 배면판(6e)은 기실(6f)을 통하여 대향 배치되어 있다. 따라서, 커버(5)는 기실(6f)을 규정하기 위한 전면판이 된다.

한편, 커버(5), 배면판(6e) 및 측면판(6d)의 일부 또는 전부가 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 실시의 형태 1에 나타내는 케이스(6)와 마찬가지로, 배면판(6e)과 측면판(6d)이 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 그리고, 커버(5)가 실시형태 1의 커버(5)와 같이 분리 가능하게 되어 있어도 된다. 물론, 커버(5) 이외가 분리 가능하게 되어 있어도 된다.

기실(6f) 내에는, 전자 스피커(810)가 배치되어 있다. 도 21에서는, 1개의 측면판(6d)에 전자 스피커(801)가 부착되어 있다. 구체적으로는, -Y 측의 측면판(6d)의 기실(6f) 측의 면(이하, 내면이라 함)에 전자 스피커(810)가 설치되어 있다. 전자 스피커(810)는, 진동판, 보이스 코일 및 영구 자석 등을 가지고 있다. 보이스 코일에 전류를 공급함으로써, 보이스 코일 및 진동판이 진동한다. 이에 따라, 전자 스피커(810)가 음을 발생한다. 여기서는, 전자 스피커(810)는 음방출 구멍(5a)을 향해 음을 발생한다.

케이스(6)의 외측에는, 압전 소자(1)가 마련되어 있다. 압전 소자(1)는, 접착부(3)를 통하여, 케이스(6)의 측면판(6d)에 접착되어 있다. 접착부(3)는, 상기와 마찬가지로 탄성체로 되어 있다. 여기서는, 측면판(6d)의 기실(6f) 측과는 반대 측의 면(이하, 외면이라 함)에 압전 소자(1)가 부착되어 있다. 1개의 측면판(6d)의 내면이 전자 스피커(810)의 실장면이 되고, 외면이 압전 소자(1)의 실장면이 된다. 이와 같이, 측면판(6d)의 대향하는 2면 중 일방의 면(외면)에 압전 소자(1)가 배치되고, 타방의 면(내면)에 전자 스피커(810)가 배치되어 있다. 환언하면, 압전 소자(1)의 실장면과 전자 스피커(801)의 실장면이 케이스(6)의 대향면으로 되어 있다.

본 실시의 형태에 따른 압전 스피커 유닛(800)에서는, 케이스(6)에 전자 스피커(810)가 고정되어 있다. 케이스(6)에 실장된 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)의 양방이 진동한다. 전자 스피커(810)의 고유 진동 모드의 주파수와, 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수는 상이하다. 따라서, 고주파 영역에 있어서도, 고음압 및 고SN비를 실현할 수 있다. 본 실시의 형태의 구성에 의해, 100Hz ~ 100kHz까지의 광대역에서의 음향 재생이 가능해진다.

압전 소자(1)를 실장하는 실장면이 되는 측면판(6d)은, 금속판에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 측면판(6d), 접착부(3), 압전 소자(1)가 압전 진동 유닛(7)을 구성한다. 이렇게 함으로써, 측면판(6d)이 실시의 형태 1 등의 금속 진동부(2)로서 기능한다. 따라서, 실시의 형태 1과 마찬가지로 고주파 영역에 있어서, 고음압, 고SN비를 실현할 수 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 압전 진동 유닛(7)이 음방출 구멍(5a)을 막고 있지 않다.

한편, 압전 소자(1)를 실장하는 실장면이 되는 측면판(6d)은, 두께 10 ~ 300μm의 금속판에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 고주파 영역에 있어서, 보다 높은 음압 및 보다 높은 SN비를 실현할 수 있다.

도 22는 본 실시의 형태에 따른 압전 스피커 유닛(800)의 음압의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다. 도 22에 있어서, 전자 스피커(810)만을 실장한 구성에 있어서의 음압 주파수 특성을 「전자」로서 나타낸다. 압전 소자(1)만을 실장한 구성에 있어서의 음압 주파수 특성을 「압전」으로서 나타낸다. 압전 소자(1)와 전자 스피커(810)의 양방을 실장한 전자 스피커(810)의 음압 주파수 특성을 「전자+압전」로 나타낸다. 도 22에 나타나는 바와 같이, 압전 소자(1)와 전자 스피커(810)의 양방을 실장한 경우, 20kHz 이상에 있어서도 높은 음압에서의 재생이 가능해진다. 본 실시의 형태의 구성에 의해, 고주파 영역에 있어서도, 고음압 및 고SN비를 실현할 수 있다.

변형예 6.

실시의 형태 5의 변형예 6에 대하여, 도 23을 이용하여 설명한다. 도 23은, 변형예 6에 따른 압전 스피커 유닛(800)의 주요부를 나타내는 XY단면도이다. 변형예 6에서는, 압전 소자(1)의 위치가 실시의 형태 5의 구성과 상이하다. 구체적으로는, 하우징(820) 내에 압전 소자(1)가 배치되어 있다. 한편, 압전 스피커 유닛(800)의 기본적인 구성에 대해서는, 상술한 바와 동일하므로, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시의 형태에서는, 압전 소자(1)가 기실(6f) 내에 배치되어 있다. 즉, 측면판(6d)의 내면에, 압전 소자(1)가, 접착부(3)를 통하여 부착되어 있다. 본 실시의 형태에서는, -Y측의 측면판(6d)의 내면이, 압전 소자(1)의 실장면이 된다. 따라서, 측면판(6d)의 동일면(내면)에, 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)가 설치되어 있다. 압전 소자(1)의 실장면과 전자 스피커(801)의 실장면이 케이스(6)의 동일면으로 되어 있다.

변형예 6에 있어서도, 케이스(6)에 실장된 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)의 양방이 진동한다. 전자 스피커(810)의 고유 진동 모드의 주파수와, 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수는 상이하다. 또한, 변형예 6은, 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)의 진동이 기실(6f) 내에서 섞인 후, 음방출 구멍(5a)으로부터 방출된다. 따라서, 고주파 영역에 있어서도, 고음압 및 고SN비를 실현할 수 있다. 본 실시의 형태의 구성에 의해, 100Hz ~ 100kHz까지의 광대역에서의 음향 재생이 가능해진다.

압전 소자(1)를 실장하는 실장면이 되는 측면판(6d)은, 금속판에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 측면판(6d), 접착부(3), 압전 소자(1)가 압전 진동 유닛(7)을 구성한다. 이렇게 함으로써, 실시의 형태 1과 마찬가지로 고주파 영역에 있어서, 고음압, 고SN비를 실현할 수 있다.

변형예 7.

실시의 형태 5의 변형예 7에 대하여, 도 24를 이용하여 설명한다. 도 24는 변형예 7에 따른 압전 스피커 유닛(800)의 주요부를 나타내는 YZ 단면도이다. 변형예 7에서는, 압전 소자(1) 및 전자 스피커(810)의 위치가 실시의 형태 5의 구성과 상이하다. 한편, 압전 스피커 유닛(800)의 기본적인 구성에 대해서는, 상술한 바와 동일하므로, 적절히 설명을 생략한다.

도 23에 나타내는 바와 같이, 전자 스피커(810)가 배면판(6e)에 부착되어 있다. 구체적으로는, 배면판(6e)의 내면에 전자 스피커(810)가 고정되어 있다. 따라서, 전자 스피커(810)는, 기실(6f) 내에 배치되어 있다. 전자 스피커(810)는, 음방출 구멍(5a)을 향해 음을 발생한다.

압전 소자(1)는, 배면판(6e) 및 커버(5)에 접착되어 있다. 구체적으로는, 압전 소자(1)의 양면에 탄성체로 이루어진 접착부(3)가 마련되어 있다. 압전 소자(1)의 배면은, 접착부(3)를 통하여, 배면판(6e)에 접착되어 있다. 압전 소자(1)의 실장면이 되는 배면판(6e)은, 두께 10 ~ 300μm의 금속판인 것이 바람직하다. 압전 소자(1)의 전면은 접착부(3)를 통하여, 금속 진동판(2)에 접착되어 있다.

금속 진동판(2)의 전면에는 접착부(4)가 마련되어 있다. 그리고, 접착부(4)를 통하여, 금속 진동판(2)이 커버(5)에 접착되어 있다. 접착부(4)는, 금속 진동판(2)의 외연부(2h)에 부착되어 있다. 따라서, 압전 스피커(100)를 커버(5) 측에서 봤을 때, 외연부(2h)는, 커버(5)에 덮여 있다. 또한, 접착부(4)는 커버(5)의 음방출 구멍(5a)에 대응하는 부분을 제외하고 마련되어 있다. 따라서, 압전 스피커(100)를 커버(5) 측에서 봤을 때 음방출 구멍(5a)으로부터 금속 진동판(2)이 보인다. 압전 소자(1)의 실장면이 되는 금속 진동판(2)은, 두께 10 ~ 300μm의 금속판인 것이 바람직하다.

이와 같이 변형예 7에서는, 압전 소자(1)의 전면 및 배면에 접착부(3)가 마련되어 있다. 즉, 압전 소자(1)가 2개의 접착부(3)에 협지되어 있다. 그리고, 압전 소자(1)의 양면이 접착부(3)를 통하여 하우징(820)에 고정되어 있다. 배면판(6e), 접착부(3), 압전 소자(1), 접착부(3) 및 금속 진동판(2)이 압전 진동 유닛(7)을 구성한다.

변형예 7에 있어서도, 케이스(6)에 실장된 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)의 양방이 진동한다. 전자 스피커(810)의 고유 진동 모드의 주파수와, 압전 소자(1)의 고유 진동 모드의 주파수는 상이하다. 나아가, 변형예는, 전자 스피커(810)와 압전 소자(1)의 진동이 기실(6f) 내에서 섞인 후, 음방출 구멍(5a)으로부터 방출된다. 본 실시의 형태의 구성에 의해, 100Hz ~ 100kHz까지의 광대역에서의 음향 재생이 가능해진다.

압전 소자(1)의 실장면이 되는 금속 진동판(2)이 탄성체인 접착부(4)를 통하여, 다른 부재(커버(5))에 고정되어 있다. 따라서, 상기한 실시형태와 같이, 양호한 특성을 얻을 수 있다. 또한, 금속 진동판(2)을 실장하는 면은 커버(5)로 한정되지 않는다. 금속판(금속 진동부(2))이, 탄성체인 접착부(3)를 통하여, 측면판(6d), 또는 배면판(6e)에 고정되어 있어도 된다.

변형예 8.

실시의 형태 5의 변형예 8에 대하여, 도 25를 이용하여 설명한다. 도 25는, 변형예 8에 따른 압전 스피커 유닛(800)의 주요부를 나타내는 YZ 단면도이다. 변형예 8에서는, 변형예 7의 구성에 대하여, 배면판(6e)의 구성이 상이하다. 한편, 압전 스피커 유닛(800)의 기본적인 구성에 대해서는, 상술한 바와 동일하므로, 적절히 설명을 생략한다.

변형예 7에 있어서, 배면판(6e)은 금속판이었으나, 변형예 8에서는, 배면판(6e)의 일부가 수지(6g)로 되어 있다. 즉, 배면판(6e)이 금속 재료 및 수지 재료에 의해 구성되어 있다. 즉, 배면판(6e)의 일부가 수지 재료에 의해 형성되고, 나머지가 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 따라서, 이와 같이, 실장면이 되는 배면판(6e)의 일부가 수지(6g)에 의해 형성되어 있으므로, 배면판(6e)이 부분적인 금속판으로 되어 있다. 측면판(6d), 커버(5), 또는 배면판(6e)이, 압전 소자(1)의 실장면으로 되어 있으며, 금속 재료와 수지 재료를 포함하고 있어, 이렇게 함으로써, 양호한 특성을 얻을 수 있다.

한편, 실시의 형태 5 및 그의 변형예 6 ~ 8에 있어서, 압전 소자(1)는, 탄성체인 접착부(3)를 통하여 케이스(6)에 고정되어 있었으나, 탄성체를 통하지 않고서, 압전 소자(1)가 케이스(6)에 고정되어 있어도 된다.

실시의 형태 5 및 변형예 6에서는, 압전 소자(1)의 실장면을 측면판(6d)으로 하고, 변형예 7, 8에서는, 배면판(6e)으로 했었으나, 압전 소자(1)의 실장면은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 압전 소자(1)는, 하우징(820)의 외측의 면에 부착되어 있어도 된다.

또한, 실시의 형태 4의 구성과 실시의 형태 5의 구성을 조합하여도 된다. 이 경우, 케이스(6)의 내부에 전자 스피커(810)가 배치됨과 함께, 2 이상의 압전 소자(1)가 케이스(6)에 실장된다.

상기한 실시의 형태 1 ~ 5에 따른 압전 스피커는, 다양한 장치에 장착되어 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기한 압전 스피커는, PC(퍼스널 컴퓨터), 태블릿 PC, 차세대 4K TV, 차세대 8K TV, 자동차 탑재형 및 가정형 고해상도 오디오에 장착되는 고주파용의 스피커로서 이용할 수 있다.

특히, 디지털 신호, 음악 재생에 있어서의 음원 샘플링 주파수 정보, 비트수 확대에 의해, 20kHz ~ 70kHz의 고주파수에서 고음압, 고SN비로 재생 가능한 스피커의 요구가 높아지고 있다. 20kHz 이상의 고주파수는 인간에게는 들리지 않는다고 여겨졌었지만, 실제로는, 고주파수까지 재생 가능한 것이, 미소 신호까지 재생 가능한 것으로 이어진다. 음원의 고품질화에 따라, 스피커 출력의 고품질화에 기여할 수 있게 된다. 한편, 상기의 설명에서는, 압전 소자나 전자 스피커에 접속되는 배선 등을 생략하여 설명하고 있다.

이상, 본 발명을 상기 실시의 형태 및 실시예에 입각하여 설명하였으나, 상기 실시의 형태 및 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라, 본원 특허청구의 범위의 청구항의 발명의 범위 내에서 당업자이면 이룰 수 있는 각종 변형, 수정, 조합을 포함함은 물론이다.

이 출원은, 2015년 2월 10일에 출원된 일본 출원 특원2015-24041 및 2015년 5월 26일에 출원된 일본 출원 특원2015-106550을 기초로 하는 우선권을 주장하며, 그 개시의 전부를 여기에 편입한다.

100, 200, 300, 400, 500 압전 스피커
7, 207, 217, 227, 237, 247, 317, 327, 337, 347, 417, 427, 437, 447, 517, 527, 537, 547, 637, 647 압전 진동 유닛
1 압전 소자
2, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 102, 112, 132, 142, 152, 252, 352 금속 진동판(금속 진동부)
12a, 32a, 42a, 72a, 82a, 102a, 132a 본체
3 접착부

Claims

압전 소자와, 상기 압전 소자를 접착부를 통하여 접착한 금속 진동부를 포함하고,
상기 압전 소자는, 대략 직사각형 판이고,
상기 금속 진동부는, 상기 압전 소자에 의해 진동되는 대략 직사각형 판 형상부를 포함하고,
상기 압전 소자의 고유 진동 모드의 주파수와, 상기 금속 진동부의 고유 진동 모드의 주파수가, 상이하도록 설정되는,
압전 스피커.
제1항에 있어서,
상기 압전 소자의 면적 Ap 및 상기 금속 진동부의 상기 직사각형 판 형상부의 면적 Am과의 관계는,
1.1 ≤ Am/Ap ≤ 10
을 만족시키는 것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착부는, 탄성체인 것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제3항에 있어서,
상기 압전 소자 및 상기 접착부가 일체화된 진동체의 기계적 품질 계수 Qm은,
Qm ≤ 5.0
을 만족시키는 것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 진동부를 마련한 음방출 구멍을 가지는 케이스를 더 포함하고,
상기 음방출 구멍은, 나팔(horn) 형상을 가지는
것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 직사각형 판 형상부는, 주파수 조정 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
케이스를 더 포함하고,
상기 금속 진동부는, 상기 케이스에 탄성체를 통하여 접착되는 것을 특징으로 하는,
압전 스피커.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 압전 소자가 상기 금속 진동부에 상기 접착부를 통하여 접착되어 있는,
압전 스피커.
제8항에 있어서,
상기 복수의 압전 소자의 고유 진동 모드의 주파수가 상이한,
압전 스피커.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 금속 진동부가 1매의 금속판을 가지고 있으며, 상기 금속판에 상기 복수의 압전 소자가 상기 접착부를 통하여 접착되어 있는,
압전 스피커.
제10항에 있어서,
상기 복수의 압전 소자가 상기 금속판의 동일면에 부착되어 있는 압전 스피커.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
케이스와,
상기 케이스의 내부에 배치된 전자(電磁)스피커를 더 포함하는,
압전 스피커.
제12항에 있어서,
상기 압전 소자가, 상기 케이스의 내부에 배치되어 있는,
압전 스피커.
제13항에 있어서,
상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 케이스의 동일면인,
압전 스피커.
제12항에 있어서,
상기 압전 소자가 상기 케이스의 외부에 배치되고,
상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 케이스의 대향면인,
압전 스피커.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 진동부가 상기 케이스의 측면판 또는 배면판으로 되어 있는,
압전 스피커.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스의 개구부를 덮는 커버를 더 포함하고,
상기 금속 진동부가, 탄성 부재를 통하여, 상기 케이스 또는 상기 커버에 고정되어 있는,
압전 스피커.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 진동부가, 두께 10 ~ 300μm의 금속판을 포함하고 있는,
압전 스피커.
음방출 구멍을 가지는 전면판과, 상기 전면판과 대향하는 배면판과, 상기 전면판과 상기 배면판 사이의 측면판을 가지는 하우징과,
상기 하우징의 내부에 마련된 전자(電磁) 스피커와,
상기 하우징에 부착된 압전 소자
를 포함하는,
압전 스피커.
제19항에 있어서,
상기 압전 소자가, 접착부를 통하여 상기 하우징에 고정되어 있으며,
상기 접착부가 탄성체인,
압전 스피커.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 압전 소자가, 상기 하우징의 내부에 배치되어 있는,
압전 스피커.
제21항에 있어서,
상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 하우징의 동일면인,
압전 스피커.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 압전 소자가 상기 하우징의 외부에 배치되고,
상기 전자 스피커의 실장면과 상기 압전 소자의 실장면이, 상기 하우징의 대향면인,
압전 스피커.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 소자의 실장면이 금속판으로 되어 있는,
압전 스피커.
제24항에 있어서,
상기 금속판이, 탄성 부재를 통하여, 상기 측면판, 상기 전면판 또는 상기 배면판에 고정되어 있는,
압전 스피커.
제24항 또는 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속판의 두께 10 ~ 300μm인,
압전 스피커.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측면판, 상기 전면판 또는 상기 배면판이, 상기 압전 소자의 실장면으로 되어 있으며, 금속 재료와 수지 재료를 포함하고 있는,
압전 스피커