TW201334575A - 振動裝置、音響產生裝置、揚聲器系統、電子機器 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種特定頻率中之振幅之急遽變化經降低之振動裝置、使用其之音響產生裝置、揚聲器系統、電子機器。本發明之振動裝置之特徵在於:至少包括振動體(10);激振器(1),其使振動體(10)振動;及負載構件(41),其係與激振器(1)非接觸地安裝於振動體(10)之一部分,減小安裝部分之振動體(10)之振幅。本發明可獲得特定頻率中之振幅之急遽變化經降低之振動裝置及特定頻率中之音壓之急遽變化經降低之振動裝置。
Description
本發明係關於一種振動裝置、音響產生裝置、揚聲器系統、電子機器。
先前,眾所周知有振動板上安裝有壓電元件之揚聲器(例如,參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2004-23436號公報
然而,上述先前之揚聲器存在於特定頻率中音壓急遽地變化而容易於音壓之頻率特性方面產生較大峰值低點之類的問題。
本發明係鑒於此種先前技術中之問題而提出者,其目的在於提供一種特定頻率中之振幅之急遽變化經降低之振動裝置及使用其之音響產生裝置、揚聲器系統、電子機器。
本發明之振動裝置之特徵在於至少包括:振動體;激振器,其使該振動體振動;及負載構件,其係與上述激振器非接觸地安裝於上述振動體之一部分,減小安裝部分之上述振動體之振幅。
本發明之音響產生裝置之特徵在於至少包括:至少1個
揚聲器、及安裝有該揚聲器之支持體,且上述揚聲器係使用上述振動裝置而構成。
本發明之揚聲器系統之特徵在於至少包括:至少1個低音用揚聲器、至少1個高音用揚聲器、及支持上述低音用揚聲器及上述高音用揚聲器之支持體,且上述低音用揚聲器及上述高音用揚聲器中之至少一者係使用上述振動裝置而構成。
本發明之電子機器之特徵在於至少包括:至少1個揚聲器、安裝有該揚聲器之支持體、及連接於上述揚聲器之電子電路,且上述揚聲器係使用上述振動裝置而構成,且具有自上述揚聲器產生音響之功能。
根據本發明之振動裝置,可獲得特定頻率中之振幅之急遽變化經降低之振動裝置。
根據本發明之音響產生裝置,可獲得能夠產生特定頻率中之音壓之急遽變化經降低之音響的音響產生裝置。
根據本發明之揚聲器系統,可獲得能夠產生特定頻率中之音壓之急遽變化經降低之音響的揚聲器系統。
根據本發明之電子機器,可獲得能夠產生特定頻率中之音壓之急遽變化經降低之音響的電子機器。
以下,一面參照隨附圖式,一面詳細說明作為本發明之實施形態之振動裝置、音響產生裝置、揚聲器系統、電子機器。
圖1係示意性表示本發明之實施形態之第1例之振動裝置的平面圖。圖2係圖1中之A-A'線剖面圖。再者,為容易理解結構,圖1中省略樹脂層20之圖示,且於圖2中,於振動裝置之厚度方向(圖之z軸方向)進行放大表示。
如圖1、圖2所示,本例之振動裝置係包括複數個激振器1、膜3、框架構件5a、5b、樹脂層20、及導線22a、22b、22c。而且,框架構件5a、5b之內側區域作為振動體10發揮功能。又,本例之振動裝置係於振動體10上具有負載構件41。
框架構件5a、5b係具有矩形之框狀之形狀。於框架構件5a、5b間夾入膜3之外周部,且於對膜3施加張力之狀態下固定。框架構件5a、5b例如可較佳地使用厚度100~1000 μm之不鏽鋼製者,但材質及厚度並無特別限定,只要為相較構成振動體10之膜3及樹脂層20難以變形者即可。例如可使用硬質樹脂、塑膠、工程塑膠、陶瓷等,形成框架構件5a、5b。又,框架構件5a、5b之形狀亦不限定於矩形狀,亦可為圓形或菱形。
膜3係於於面方向上受到張力之狀態下,由框架構件5a、5b整體地夾持著固定矩形狀之周緣部,且由框架構件5a、5b可振動地支持。膜3之厚度例如設為10~200 μm。膜3例如可包含聚乙烯、聚醯亞胺、聚丙烯、聚苯乙烯等樹脂,或者含有紙漿或纖維等之紙。可藉由使用該等材料,而抑制振動特性中之峰值低點。
激振器1係壓電元件,且藉由接收電氣信號而振動。又,複數個激振器1係每2個成對,且構成對之2個激振器1以夾隔膜3之方式配置於膜3之兩面。而且,於構成對之一激振器1收縮時,另一激振器1伸展。
又,激振器1係於膜3之兩面分別2個地合計4個安裝於膜3。又,於膜3之兩面之各面上,在矩形狀之膜3之長度方向(圖之x軸方向)之中央部,於寬度方向(圖之y軸方向)上相互隔開間隔而安裝有2個激振器1。
激振器1具有上下之主面為矩形狀之板狀之形狀。又,激振器1包括:積層體,其係交替地積層包含陶瓷之4層之壓電體層7與3層之內部電極層9而成;表面電極層15a、15b,該等係形成於該積層體之上下表面(圖之z軸方向之兩端面);一對外部電極(未圖示),該等係分別設置於積層體之長度方向(圖之x軸方向)之兩端面(兩側面)。再者,於積層體之長度方向(圖之x軸方向)之兩端面,將內部電極層9交替地引出,並分別連接於未圖示之一對外部電極。
於激振器1中,將一外部電極(未圖示)連接於表面電極層15a、15b及中央之1層之內部電極層9,且將另一外部電極(未圖示)連接於上下2層之內部電極層9。壓電體層7係於壓電體層7之厚度方向(圖之z軸方向)上極化,且相鄰之壓電體層7之極化方向相反。而且,於配置於膜3上表面之激振器1之壓電體層7收縮之情形時,構成為以使配置於膜3下表面之激振器1之壓電體層7伸展之方式,對各激振器1之一對外部電極(未圖示)施加電壓。
另一外部電極(未圖示)之上下端部係延長至積層體之上下表面而分別形成延長部19a,且該等延長部19a與表面電極層15a、15b隔開特定間隔地配置,以避免與形成於積層體之表面之表面電極層15a、15b接觸。
2個激振器1中,於與膜3為相反側之表面上,延長部19a彼此藉由導線22a而連接,並且表面電極層15b彼此藉由導線22a而連接。又,於一激振器1中,在延長部19a連接有導線22b之一端部,並且於表面電極層15b連接有導線22c之一端部。而且,導線22b及導線22c另一端部被引出至外部。以此方式,使2個激振器1並列地連接,且經由導線22b、22c被施加同一電壓。
作為壓電體層7,可使用鋯酸鉛(PZ)、鋯鈦酸鉛(PZT)、Bi層狀化合物、鎢青銅結構化合物等非鉛系壓電體材料等先前即已使用之壓電陶瓷。基於低電壓驅動之觀點,壓電體層7之1層之厚度較理想為10~100 μm。為誘發較大之撓曲振動而提高音壓,較理想為壓電體層7之壓電d31常數為180 pm/V以上。
作為內部電極層9,較理想為含有包含銀及鈀之金屬成分與構成壓電體層7之材料成分。藉由內部電極層9中含有構成壓電體層7之陶瓷成分,可降低壓電體層7與內部電極層9之熱膨脹差所致之應力,從而可獲得無積層不良之壓電元件。內部電極層9並不特別限定於包含銀及鈀之金屬成分,又,作為陶瓷成分,並不限定於構成壓電體層7之材料成分,亦可為其他陶瓷成分。
表面電極層15a、15b及一對外部電極(未圖示)較理想為於包含銀之金屬成分中含有玻璃成分。藉由含有玻璃成分,故可於壓電體層7或內部電極層9與表面電極層15a、15b或一對外部電極(未圖示)之間獲得牢固之密接力。
激振器1之膜3側之主面與膜3係由接著劑層21接合。接著劑層21之厚度較理想為20 μm以下,更理想為10 μm以下。藉由使接著劑層21之厚度為20 μm以下,而容易使激振器1之振動傳遞至膜3。作為用以形成接著劑層21之接著劑,可使用環氧系樹脂、矽系樹脂、聚酯系樹脂等公知者。
樹脂層20係以嵌設激振器1之方式,遍及框架構件5a、5b之內側整體而填充。導線22a以及導線22b及導線22c之一部分亦嵌設於樹脂層20中。樹脂層20例如可使用丙烯酸系樹脂、矽系樹脂等樹脂或橡膠等,且較理想為楊氏模數處於1 MPa~1 GPa之範圍者,尤其理想為1 MPa~850 MPa者。又,就抑制亂真之觀點而言,樹脂層20之厚度較理想為完全覆蓋激振器1之程度之厚度。
而且,膜3及配置於其上之複數個激振器1、導線22a以及導線22b及導線22c之一部分係由樹脂層20被覆而一體化,且由該等整體而構成振動體10。即,振動體10為扁平狀(膜狀),且矩形狀之周圍(周緣部)整體地由框架構件5a、5b支持。而且,經由導線22a、22b、22c輸入電氣信號,使複數個激振器1振動,振動體10因該振動而振動,作為產生聲音之揚聲器發揮功能。即,激振器1輸入電氣
信號,使振動體10振動。
負載構件41係具有矩形之外形之片狀,且安裝於振動體10之中央部。即,黏貼於振動體10之長度方向(圖之x軸方向)之中央部且振動體10之寬度方向(圖之y軸方向)之中央部。又,負載構件41係與激振器1非接觸地安裝於振動體10。即,負載構件41係以避免與激振器1直接接觸之方式安裝於振動體10。
負載構件41可使用合成樹脂、金屬、陶瓷等各種材料而形成,但就降低振動體10上之振幅分佈之無序之觀點而言,較理想為容易柔和地變形,例如可使用胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧橡膠、丙烯酸系橡膠等橡膠材料而形成。尤其可較佳地利用使用胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧橡膠、聚乙烯橡膠等橡膠材料而形成之多孔質橡膠(發泡橡膠)。又,尤其可較佳地使用胺基甲酸酯發泡體。
負載構件41之外形可結合需要抑制振動之區域,適當地設定為正方形狀、矩形狀、圓形狀、橢圓狀、帶狀等。負載構件41之厚度可結合構成負載構件41之材料之密度而適當設定,且於密度較小之情形時設定為較厚,於密度較大之情形時設定為較薄。負載構件41之長度及寬度尺寸例如設定為振動體10之長度及寬度尺寸之10%~70%左右,且負載構件41之厚度例如設定為振動體10之厚度之0.5倍~3倍左右。
本例之振動裝置係於振動體10之一部分中安裝有負載構件41,故可減小安裝有負載構件41之部分之振動體10之振
幅,因此,可降低特定頻率中之振幅之急遽變化。藉此,於由振動體10之振動而產生之聲音之頻率特性中,可防止特定頻率中之音壓之急遽變化。藉此,可獲得能夠產生失真較少之良質之聲音之振動裝置。
又,本例之振動裝置係負載構件41以避免與激振元件1接觸之方式安裝於振動體10,因此,負載構件41不直接阻礙產生振動之激振元件1之振動,因此可降低振動體10之振動整體地變弱。
又,於本例之振動裝置中,矩形狀之振動體10之周圍(周緣部)整體地由框架構件5a、5b支持,且於振動體10之中央部(長度方向及寬度方向之中央部)安裝有負載構件41。根據本發明者之研究,振動體10之中央部為振動體10進行振動之頻率區域之複數個頻率中振幅最大的位置,且於該處安裝有負載構件41。藉此,於振動體10進行振動之頻率區域之複數個頻率中,可降低振幅之急遽變化。再者,於振動體10中,可藉由於振動體10進行振動之頻率區域之至少一部分之頻率中振幅為最大之部分安裝負載構件41,而降低該頻率中之振幅之急遽變化。
進而,於本例之振動裝置中,負載構件41由相較振動體10柔和且容易變形之材料而形成。詳細而言,負載構件41係藉由相較構成構成振動體10之膜3、激振器1、導線22a、22b、22c及樹脂層20各者之材料柔和且容易變形之材料所形成。再者,所謂柔和且容易變形係指彈性或剛性較小,容易受力而變形。負載構件41係藉由相較振動體10
柔和且容易變形之材料而形成,藉此,可減少振動體10之安裝有負載構件41之部分之變形之阻礙,從而可使振動體10順利地變形。藉此,可降低因振動體10之振動而產生之聲音之失真。再者,負載構件41較理想為由相較振動體10柔和且容易變形之材料所形成,但亦可並非如上所述。
又,本例之振動裝置係藉由振動體10之振動而朝向振動體10之振動方向(與振動體10之表面垂直之方向,圖之z軸方向)之一側(圖之+z方向)輸出聲音者,負載構件41為多孔質,並且安裝於振動體10之一側(圖之+z方向側)之表面。藉此,與負載構件41安裝於振動體10之另一側(圖之-z方向側)之表面之情形相比,可更減小因安裝有負載構件41之部分之振動而產生之聲音之音壓。
本例之振動裝置例如可藉由如下之方式製造。
首先,對壓電材料之粉末中添加黏合劑、分散劑、塑化劑、溶劑進行攪拌,製作漿料。作為壓電材料,可使用鉛系、非鉛系中之任一者。其次,將所得之漿料成形為片狀,製作生胚片材。於該生胚片材上印刷導電膏,形成作為內部電極層9之導體圖案,並將形成有該導體圖案之生胚片材積層,製作積層成形體。
其次,將該積層成形體進行脫脂、煅燒,並切割成特定尺寸,藉此,可獲得積層體。視需要對積層體之外周部進行加工。繼而,對積層體之積層方向之主面印刷導電膏,形成作為表面電極層15a、15b之導體圖案,且對積層體之長度方向(圖之x軸方向)之兩側面印刷導電膏,形成作為一
對外部電極(未圖示)之導體圖案。繼而,可藉由於特定之溫度下進行電極之烘培,而獲得成為激振器1之結構體。其後,為對激振器1賦予壓電性而通過表面電極層15a、15b或一對外部電極(未圖示)施加直流電壓,進行激振器1之壓電體層7之極化。此時,相鄰之壓電體層7之極化方向變為相反。如此,可獲得圖1、圖2所示之激振器1。
繼之,準備膜3,將該膜3之外周部夾隔於框架構件5a、5b間,以對膜3施加張力之狀態進行固定。其次,對膜3之兩面塗佈接著劑,且以夾持膜3之方式,將激振器1抵住膜3之兩面,藉由熱或紫外線照射而使接著劑硬化。繼而,於將導線20a、20b、20c連接後,使樹脂流入框架構件5a、5b之內側進行硬化,藉此,形成樹脂層20。可以此方式,獲得本例之振動裝置。
圖3係示意性表示本發明之實施形態之第2例之振動裝置的剖面圖。再者,本例中,僅對與圖1、圖2所示之實施形態之第1例之振動裝置不同之方面進行說明,而對同樣之構成要素標註相同之參照符號,且省略重複之說明。又,圖3中,為容易理解結構,而將振動裝置之厚度方向(圖之z軸方向)放大表示。
如圖3所示,本例之振動裝置係僅於膜3之一側之表面安裝有2個激振器1。而且,樹脂層20亦僅塗佈於安裝有激振器1之側。而且,各激振器1係設為雙壓電晶片型壓電元件,且於輸入電氣信號時,於任意瞬間,在厚度方向(圖
之z軸方向)上之一側與另一側,伸縮相反。即,當厚度方向之一側伸展時,另一側收縮。因此,若輸入電氣信號,則各激振器1進行屈曲振動。具備此種構成之本例之振動裝置亦與上述實施形態之第1例之振動裝置同樣地發揮功能。再者,本例之振動裝置中使用之激振器1例如亦可為將伸縮振動之壓電元件與金屬板貼合而構成之單層型振動元件。
圖4係示意性表示本發明之實施形態之第3例之振動裝置的平面圖。圖5係圖4中之A-A'線剖面圖。再者,為容易理解結構,圖4中省略樹脂層20之圖示,圖5中將振動裝置之厚度方向(圖之z軸方向)放大表示。再者,本例中,僅對與圖1、圖2所示之實施形態之第1例之振動裝置不同之方面進行說明,對同樣之構成要素標註相同之參照符號,且省略重複之說明。
如圖4、圖5所示,本例之振動裝置係於矩形狀之振動體10之長度方向(圖之x軸方向)之中央部,將負載構件41配置在振動體10之寬度方向(圖之y軸方向)之中央部及兩端部。即,於矩形狀之振動體10之長度方向之中央部,激振器1及負載構件41以排列於振動體10之寬度方向之方式配置,且以複數個負載構件41夾持各激振器1之方式,將激振器1與負載構件41相互不同地配置。
根據具備此種構成之本例之振動裝置,可藉由負載構件41而整體地抑制相對於其他部分之振幅容易變大之振動體
10之長度方向中央部之振動,並且可防止因激振器1與負載構件41重疊配置於振動體10之厚度方向而導致順利之振動受阻。
圖6係示意性表示本發明之實施形態之第4例之振動裝置的剖面圖。再者,本例中,僅對與圖4、圖5所示之實施形態之第3例之振動裝置不同之方面進行說明,對同樣之構成要素標註相同之參照符號,且省略重複之說明。又,圖6中,為容易理解結構,而將振動裝置之厚度方向(圖之z軸方向)放大表示。
如圖6所示,本例之振動裝置係僅於膜3之一側之表面安裝有2個激振器1。而且,樹脂層20亦僅塗佈於安裝有激振器1之側。而且,各激振器1係與上述實施形態之第2例之振動裝置同樣地設為雙壓電晶片型壓電元件。具備此種構成之本例之振動裝置亦與上述實施形態之第3例之振動裝置同樣地發揮功能。
圖7係示意性表示本發明之實施形態之第5例之振動裝置的平面圖。再者,為容易理解結構,而於圖7中省略樹脂層20之圖示。再者,本例中,僅對與圖6所示之實施形態之第4例之振動裝置不同之方面進行說明,而對同樣之構成要素標註相同之參照符號,且省略重複之說明。
如圖7所示,本例之壓電振動裝置係於扁平狀之振動體10之長度方向(圖之x軸方向)之中央部安裝有激振器1,並
且亦於振動體10中之安裝有激振器1之部分與長度方向之端部之間的位置安裝有負載構件41。再者,負載構件41係分別逐一地安裝於安裝有激振器1之部分與長度方向之兩端之間之位置。又,負載構件41係安裝在相較於安裝有激振器1之部分與長度方向之端部之間之中央更為端部側。安裝有該負載構件41之位置係與振動體10之長度方向之3次共振之振幅較大之位置一致。
具有此種構成之本例之振動裝置因於振動體10之長度方向之3次共振之振幅較大位置安裝有負載構件41,因此可減小振動體10之長度方向之3次共振之頻率中之振幅之急遽增大。藉此,於因振動體10之振動而產生聲音之情形時,可減小振動體10之長度方向之3次共振之頻率中的音壓之急遽增大,因此,可進一步降低特定頻率中之音壓之急遽增大。再者,圖7中例示了扁平狀之振動體10之周緣遍及整體地受到支持之例,但並不限定於此。振動體10至少長度方向之兩端受到支持即可。
圖8係表示本發明之實施形態之第6例之音響產生裝置之立體圖。如圖8所示,本例之音響產生裝置包括揚聲器31及殼體32。
揚聲器31係輸入電氣信號而產生音響(亦包括可聴頻帶外之音響)者,且省略詳細之圖示,但包括如上述實施形態之第1~第5例之本發明之振動裝置。
殼體32係具有長方體箱狀之形狀。又,殼體32具有至少
1個開口,且於至少1個開口安裝有揚聲器31。殼體32係作為支持揚聲器31之支持體發揮功能。又,殼體32亦可具有降低自揚聲器31之背面產生之逆相之聲音之環繞的功能、或使自揚聲器31產生之音響於內部進行反射之功能。此種殼體32可使用具有可支撐揚聲器31之程度之剛性之各種材料而形成,例如可使用木材、合成樹脂、金屬等材料而形成。
本例之音響產生裝置係使用包含如上述實施形態之第1~第5例之本發明之振動裝置的揚聲器31而產生音響,因此,可產生特定頻率中之音壓之急遽變化經降低且音壓之頻率特性上之峰值低點經降低的音響。
又,本例之音響產生裝置係包含殼體32,故可支撐揚聲器31,並且亦可使產生之音響優於單獨揚聲器31時。
圖9係示意性表示本發明之實施形態之第7例之揚聲器系統的立體圖。如圖9所示,本例之揚聲器系統係包括至少1個高音用揚聲器33、至少1個低音用揚聲器34、及支持體35。
低音用揚聲器34係主要用以輸出低音之揚聲器。例如用以輸出20 KHz左右以下頻率之音響。高音用揚聲器33係主要用以輸出高音之揚聲器。例如用以輸出20 KHz左右以上頻率之音響。高音用揚聲器33就容易輸出高頻率之音響之觀點而言,使最長邊短於低音用揚聲器34,此外具有與低音用揚聲器34同樣之構成。而且,高音用揚聲器33及低音
用揚聲器34中之至少一者包含如上述實施形態之第1~第5例之本發明之振動裝置。
支持體35係將高音用揚聲器33及低音用揚聲器34分別收容於2個開口部中進行固定。即,支持體35係作為支撐高音用揚聲器33及低音用揚聲器34之支持體而發揮功能。此種支持體35可使用具有可支撐高音用揚聲器33及低音用揚聲器34之程度之剛性之各種材料而形成,例如可使用木材、合成樹脂、金屬等材料而形成。
具備此種構成之本例之揚聲器系統係高音用揚聲器33及低音用揚聲器34中之至少一者包含如上述實施形態之第1~第5例之本發明之振動裝置,故可輸出特定頻率中之音壓之急遽變化經降低且音壓之頻率特性上之峰值低點經降低的聲音。
圖10係表示本發明之實施形態之第8例之電子機器50之構成的圖。如圖10所示,本例之電子機器50係包括揚聲器30、殼體40、電子電路60、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e、及天線50f。
電子電路60係包括控制電路50a及通信電路50b。又,電子電路60係連接於揚聲器30,且具有對揚聲器輸出聲音信號之功能。控制電路50a係電子機器50之控制部。通信電路50b係基於控制電路50a之控制,經由天線50f進行資料之發送或接收等。
鍵盤輸入部50c為電子機器50之輸入裝置,接收操作者
之鍵盤輸入操作。麥克風輸入部50d同樣為電子機器50之輸入裝置,接收操作者之聲音輸入操作等。顯示部50e係電子機器50之顯示輸出裝置,基於控制電路50a之控制而進行顯示資訊之輸出。
揚聲器30係與上述揚聲器31、高音用揚聲器33、低音用揚聲器34同樣地包含如上述實施形態之第1~第5例之本發明之振動裝置。而且,揚聲器30係作為電子機器50中之音響輸出器件發揮功能,且基於自電子電路60輸入之聲音信號,產生音響(亦包括可聴頻帶外之音響)。再者,揚聲器30係連接於電子電路60之控制電路50a,受到由控制電路50a控制之電壓之施加,產生音響。
殼體40係具有將電子電路60等收容進行保護之功能。又,揚聲器30、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e、天線50f係安裝於殼體40而固定,且殼體40係作為支撐揚聲器30、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e、天線50f之支持構件而發揮功能。再者,圖10成為揚聲器30、電子電路60、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e收容於殼體40內之圖,但並不限定於此。揚聲器30、電子電路60、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e等亦可露出於電子機器50之表面。此種殼體40可使用具有可支撐揚聲器30等之程度之剛性之各種材料而形成,例如可使用木材、合成樹脂、金屬等材料而形成。
本例之電子機器50係使用包含如上述實施形態之第1~第
5例之本發明之振動裝置的揚聲器30,產生音響,故可產生特定頻率中之音壓之急遽變化經降低且音壓之頻率特性上之峰值低點經降低的音響。
再者,電子機器50至少包含揚聲器30、支撐揚聲器30之支持體、及電子電路60即可。電子機器50無需全部包含揚聲器30、殼體40、電子電路60、鍵盤輸入部50c、麥克風輸入部50d、顯示部50e及天線50f,又,亦可包含其他構成要素。電子電路60亦不限定於上述構成之電子電路60,亦可為包含其他構成之電子電路。
又,裝載有揚聲器30之電子機器並不限定於如行動電話或平板終端之類的便攜式終端。可於具有產生音響之功能之各種電子機器中,將使用有如上述實施形態之第1~第5例之振動裝置的揚聲器30用作音響產生裝置。例如,薄型電視或汽車音響機器自不必言,更可於具有產生音響或聲音之功能之吸塵器、洗衣機、冰箱、電子爐等電子機器中,將包含如上述實施形態之第1~第5例之振動裝置的揚聲器30用作音響產生裝置。
本發明並不限定於上述實施形態之例,可於不脫離本發明之精神之範圍內進行各種變更、改良。
例如,於上述實施形態之例中,為便於圖示,而例示了於膜3之1個表面安裝有2個激振器1之例,但並不限定於此。例如,亦可於膜3上安裝更多個激振器1。
又,於上述實施形態之例中,例示了負載構件41之個數
為1個、3個、5個之情形,但並不限定於此。例如,亦可安裝更多個負載構件41。安裝負載構件41之部位亦不限定於上述實施形態中例示之部位。例如,亦可於膜3中之與安裝有激振器1之側為相反側之表面安裝負載構件41。
進而,於上述實施形態之例中,例示了使用膜3作為振動板之例,但並不限定於此。例如,亦可使用由金屬或樹脂形成之板狀之振動板。
又,進而,於上述實施形態之例中,例示了形成被覆膜3及激振器1之表面之樹脂層20之例,但並不限定於此。亦可不形成樹脂層20。
進而,又,於上述實施形態之例中,例示了使用壓電元件作為激振器1之例,但並不限定於此。激振器1具有將電氣信號轉換為機械性振動之功能即可,亦可使用具有將電氣信號轉換為機械振動之功能之其他者作為激振器1。例如,亦可使用作為使揚聲器振動之激振器而周知之動電型激振器、靜電型激振器或電磁型激振器作為激振器1。再者,動電型激振器係使電流流入至配置於永久磁鐵之磁極間之線圈,使線圈振動者,靜電型激振器係使偏壓及電氣信號流入至對向之2個金屬板,使金屬板振動者,電磁型激振器係使電氣信號流入至線圈,使較薄之鐵板振動者。
其次,對本發明之振動裝置之具體例進行說明。製作圖3所示之本發明之實施形態之第2例之振動裝置、及圖6所示之實施形態之第4例之振動裝置,並測定其特性。
首先,藉由球磨機混合,而將含有以Sb取代Zr之一部分之鋯鈦酸鉛(PZT)之壓電粉末、黏合劑、分散劑、塑化劑、及溶劑混練24小時,製作漿料。繼而,使用所得之漿料,藉由刮刀法而製作生胚片材。藉由絲網印刷法而將含有Ag及Pd之導電膏以特定形狀塗佈於該生胚片材上,形成作為內部電極層9之導體圖案。繼而,將形成有導體圖案之生胚片材及其他生胚片材積層後進行加壓,製作積層成形體。繼而,將該積層成形體於500℃下在大氣中脫脂1小時,其後,於1100℃下在大氣中煅燒3小時,從而獲得積層體。
其次,藉由切晶加工而切割所得之積層體之長度方向之兩端面部,使內部電極層9之前端露出於積層體之側面。繼而,藉由絲網印刷法而於積層體之兩側主面塗佈含有Ag及玻璃之導電膏,形成表面電極層15a、15b及電極層19a。其後,藉由浸漬法而對積層體之長度方向之兩側面塗佈含有Ag及玻璃之導電膏,且於700℃下在大氣中烘培10分鐘,形成一對外部電極。藉此,製作積層體。製作之積層體之主面之尺寸係寬度設為18 mm,長度設為46 mm。積層體之厚度係設為100 μm。繼而,通過一對外部電極施加2分鐘100 V之電壓,進行極化,獲得雙壓電晶片型之積層型壓電元件即激振器1。
其次,準備含有厚度25 μm之聚醯亞胺樹脂之膜3,且於賦予張力之狀態下固定於框架構件5a、5b。框架構件5a、5b係分別使用厚度0.5 mm之不鏽鋼製者。框架構件5a、5b
內之膜3之尺寸係長度設為100 mm,寬度設為70 mm。繼而,利用包含丙烯酸系樹脂之接著劑,將激振器1黏接於經固定之膜3之一主面。將相鄰之激振器1之間隔設為10 mm。其後,將導線2a、2b、2c接合於激振器1,進行配線。繼而,於框架構件5a之內側,以成為與框架構件5a相同高度之方式,填充固化後之楊氏模數為17 MPa之丙烯酸系樹脂且使其固化,形成樹脂層20。
繼而,利用含有丙烯酸系樹脂之接著劑,將負載構件41黏貼於樹脂層20之表面。負載構件41係使用厚度1 mm之胺基甲酸酯發泡體。安裝負載構件41之位置係對於實施形態之第2例之振動裝置,示於圖1及圖3中之位置,且對於實施形態之第4例之振動裝置,示於圖4及圖6之位置。
繼而,依據JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association,電子資訊技術產業協會規格)EIJA RC-8124A測定自製作之振動裝置產生之音響中之音壓之頻率特性。於測定中,於振動裝置之導線22b、22c間輸入有效值5 V之正弦波信號,於振動裝置之基準軸上0.1 m之點設置麥克風,測定音壓。將自本發明之實施形態之第2例之振動裝置產生之音響之測定結果示於圖11,將自實施形態之第4例之振動裝置產生之音響之測定結果示於圖12。又,將自未安裝負載構件41之比較例之振動裝置產生之音響之測定結果示於圖13。再者,於圖11~圖13之圖表中,橫軸表示頻率,縱軸表示音壓。
若與自圖13所示之比較例之振動裝置產生之音響之音壓
之頻率特性進行比較,則自圖11所示之實施形態之第2例之振動裝置產生之音響之音壓之頻率特性為峰值低點經降低之平滑之音壓特性。進而,可知自圖12所示之實施形態之第4例之振動裝置產生之音響之音壓之頻率特性為峰值低點進一步經降低之更平滑之音壓特性。藉此,可確認本發明之有效性。
1‧‧‧激振器
3‧‧‧膜
5a‧‧‧框架構件
5b‧‧‧框架構件
7‧‧‧壓電體層
9‧‧‧內部電極層
10‧‧‧振動體
15a‧‧‧表面電極層
15b‧‧‧表面電極層
19a‧‧‧延長部
20‧‧‧樹脂層
21‧‧‧接著劑層
22a‧‧‧導線
22b‧‧‧導線
22c‧‧‧導線
30‧‧‧揚聲器
31‧‧‧揚聲器
32‧‧‧殼體
33‧‧‧高音用揚聲器
34‧‧‧低音用揚聲器
35‧‧‧支持體
40‧‧‧殼體
41‧‧‧負載構件
50‧‧‧電子機器
50a‧‧‧控制電路
50b‧‧‧通信電路
50c‧‧‧鍵盤輸入部
50d‧‧‧麥克風輸入部
50e‧‧‧顯示部
50f‧‧‧天線
60‧‧‧電子電路
圖1係示意性表示本發明之實施形態之第1例之振動裝置的平面圖。
圖2係圖1中之A-A'線剖面圖。
圖3係示意性表示本發明之實施形態之第2例之振動裝置的剖面圖。
圖4係示意性表示本發明之實施形態之第3例之振動裝置的平面圖。
圖5係圖4中之B-B'線剖面圖。
圖6係示意性表示本發明之實施形態之第4例之振動裝置的剖面圖。
圖7係示意性表示本發明之實施形態之第5例之振動裝置的剖面圖。
圖8係表示本發明之實施形態之第6例之音響產生裝置的立體圖。
圖9係表示本發明之實施形態之第7例之揚聲器系統的立體圖。
圖10係表示本發明之實施形態之第8例之電子機器之構
成的圖。
圖11係表示本發明之實施形態之第2例之振動裝置之音壓之頻率特性的圖表。
圖12係表示本發明之實施形態之第4例之振動裝置之音壓之頻率特性的圖表。
圖13係表示比較例之振動裝置之音壓之頻率特性的圖表。
1‧‧‧激振器
3‧‧‧膜
5a‧‧‧框架構件
10‧‧‧振動體
15b‧‧‧表面電極層
19a‧‧‧延長部
22a‧‧‧導線
22b‧‧‧導線
22c‧‧‧導線
41‧‧‧負載構件
Claims (14)
- 一種振動裝置,其特徵在於至少包括:振動體;激振器,其係使該振動體振動;及負載構件,其係與上述激振器非接觸地安裝於上述振動體之一部分,且減小安裝部分之上述振動體之振幅。
- 如請求項1之振動裝置,其中上述負載構件係於上述振動體中,安裝於該振動體進行振動之頻率區域之至少一部分中振幅達到最大之部分。
- 如請求項1之振動裝置,其中上述振動體係於一方向上較長,並且至少長度方向之兩端受到支持,於上述振動體之長度方向之中央部之至少一部分安裝有上述負載構件。
- 如請求項2之振動裝置,其中上述振動體係於一方向上較長,並且至少長度方向之兩端受到支持,於上述振動體之長度方向之中央部之至少一部分安裝有上述負載構件。
- 如請求項1至4中任一項之振動裝置,其中上述振動體係於一方向上較長,並且至少長度方向之兩端受到支持,於上述振動體之長度方向之中央部安裝有上述激振器,並且於上述振動體中之安裝有上述激振器之部分與長度方向之端部之間之位置安裝有上述負載構件。
- 如請求項1至4中任一項之振動裝置,其中上述振動體為板狀或膜狀,且周圍整體地受到支持,於上述振動體之 中央部安裝有上述負載構件。
- 如請求項5之振動裝置,其中上述振動體為板狀或膜狀,且周圍整體地受到支持,於上述振動體之中央部安裝有上述負載構件。
- 如請求項1至4中任一項之振動裝置,其中上述振動裝置係藉由上述振動體之振動而朝向該振動體之振動方向之一側輸出聲音者,且上述負載構件係多孔質,並且安裝於上述振動體之上述一側之表面。
- 如請求項5之振動裝置,其中上述振動裝置係藉由上述振動體之振動而朝向該振動體之振動方向之一側輸出聲音者,且上述負載構件為多孔質,並且安裝於上述振動體之上述一側之表面。
- 如請求項6之振動裝置,其中上述振動裝置係藉由上述振動體之振動而朝向該振動體之振動方向之一側輸出聲音者,且上述負載構件為多孔質,並且安裝於上述振動體之上述一側之表面。
- 如請求項7之振動裝置,其中上述振動裝置係藉由上述振動體之振動而朝向該振動體之振動方向之一側輸出聲音者,且上述負載構件為多孔質,並且安裝於上述振動體之上述一側之表面。
- 一種音響產生裝置,其特徵在於至少包括:至少1個揚聲器、及安裝有該揚聲器之支持體,且上述揚聲器使用如請求項1至11中任一項之振動裝置而構成。
- 一種揚聲器系統,其特徵在於至少包括:至少1個低音 用揚聲器、至少1個高音用揚聲器、及支持上述低音用揚聲器及上述高音用揚聲器之支持體,且上述低音用揚聲器及上述高音用揚聲器之至少一者使用如請求項1至11中任一項之振動裝置而構成。
- 一種電子機器,其特徵在於至少包括:至少1個揚聲器、安裝有該揚聲器之支持體、及連接於上述揚聲器之電子電路,且上述揚聲器使用如請求項1至11中任一項之振動裝置而構成,且具有自上述揚聲器產生音響之功能。
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