TW201633802A - 壓電揚聲器 - Google Patents

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TW201633802A
TW201633802A TW105103132A TW105103132A TW201633802A TW 201633802 A TW201633802 A TW 201633802A TW 105103132 A TW105103132 A TW 105103132A TW 105103132 A TW105103132 A TW 105103132A TW 201633802 A TW201633802 A TW 201633802A
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TW
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piezoelectric
piezoelectric element
metal
speaker
vibration unit
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TW105103132A
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阿部善幸
熊坂克典
習田浩一
山崎修
池澤紀研
勝野超史
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Nec東金股份有限公司
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Abstract

本發明之壓電揚聲器(100、200、…、500)係包含：壓電元件(1)；以及將壓電元件(1)藉由接著部(3)而接著的金屬振動部(2、22、…、352)。壓電元件(1)係大致矩形狀板。金屬振動部(2、22、…、352)係包含藉由前記壓電元件而被振動的大致矩形狀板狀部(2、12a、32a、…、132a等)。壓電元件(1)之固有振動模式的頻率與金屬振動部(2、12a、32a、…、132a等)之固有振動模式的頻率係被設定為不同。

Description

壓電揚聲器
本發明係有關於一種壓電揚聲器。
已知有一種壓電揚聲器，具有：壓電元件，被輸入電子訊號且振動；以及振動體，與該壓電元件經由接合材而接合。
例如，於專利文獻1揭露有一種壓電揚聲器，接合材具有俯視振動體時從壓電元件的外緣超出的超出部。該超出部之中的至少一部分具有波浪形狀。藉此，可將音壓的頻率特性平坦化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2014/045645號
近來，出現了對於在高頻率領域播放聲音之揚聲器的需求。然而，在專利文獻1所揭示的壓電揚聲器中，存有無法在高頻率領域維持良好的音壓特性的情形。
本發明係供給一種在高頻率領域具有良好的音壓之頻率特性的壓電揚聲器。
本發明之壓電揚聲器係包含：壓電元件；以及將前述壓電元件藉由接著部而接著的金屬振動部；前述壓電元件係大致矩形狀板；前記金屬振動部係含有藉由前述壓電元件而振動的大致矩形狀板狀部；前述壓電元件之固有振動模式的頻率與金屬振動部的固有振動模式的頻率係被設定為不同。
依據上述構成，可在高頻領域具有良好音壓的頻率特性。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：前述壓電元件的面積Ap及前述金屬振動部的前述矩形狀板狀部的面積Am間的關係係滿足1.1≦Am/Ap≦10。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：前述接著部係彈性體。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：前述壓電 元件及前述接著部一體化而成的振動體之機械品質係數Qm係滿足Qm≦5.0。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：更包含：殼(case)，具有設置前述金屬振動部的放音孔；前述放音孔係具有錐形狀。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：前述矩形狀板狀部係具有頻率調整孔。
另外，本發明之一態樣亦可具有以下特徵：更包含殼；前述金屬振動部係經由彈性體而接著於前述殼。
複數個前述壓電元件亦可經由前述接著部而接著於前述金屬振動部。
前述複數個壓電元件的固有振動模式的頻率亦可不同。
前述金屬振動部亦可具有一片金屬板，前述複數個壓電元件亦可經由前述接著部而接著於前述金屬板。
前述複數個壓電元件亦可安裝於前述金屬板的同一面。
本發明之一態樣亦可更具有：殼；以及配置於前述殼之內部的電磁揚聲器。
前述壓電元件亦可配置於前述殼之內部。
前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件的安裝面亦可為前述殼的同一面
前述壓電元件係配置於前述殼之外部；前述電磁揚聲 器之安裝面與前述壓電元件的安裝面亦可為前述殼的對向面。
前述金屬振動部亦可成為前述殼的側面板或背面板。
本發明之一態樣亦可更具有覆蓋前述殼的開口部的蓋；前述金屬振動部亦可經由彈性構件而被固定於前述殼或前述蓋。
前述金屬振動部亦可包含厚度10至300μm的金屬板。
本發明之另一態樣的壓電揚聲器係具有：框體，具有：前面板，具有放音孔；背面板，與前述前面板對向；以及前述前面板與前述背面板之間的側面板；電磁揚聲器，設置於前述框體之內部；以及壓電元件，被裝設於前述框體。
前述壓電元件亦可藉由接著部而被固定於前述框體；前述接著部亦可為彈性體。
前述壓電元件亦可配置於前述框體的內部。
前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件之安裝面亦可為前述框體的同一面。
前述壓電元件亦可配置於前述框體的外部；前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件之安裝面亦可為前述框體的對向面。
前述壓電元件的安裝面亦可為金屬板。
前述金屬板亦可經由彈性構件而被固定於前述側面板、前述前面板、或前述背面板。
前述金屬板的厚度亦可為10至300μm。
前述側面板、前述前面板、或前述背面板亦可成為前述壓電元件的安裝面，且亦可含有金屬材料與樹脂材料。
依據本發明，可供給在高頻率領域具有良好的音壓頻率特性的壓電揚聲器。
1‧‧‧壓電元件
2‧‧‧金屬振動板
3‧‧‧接著部
4‧‧‧接著部
5‧‧‧蓋
6‧‧‧殼
7‧‧‧壓電振動單元
8‧‧‧底板
9‧‧‧保持具
15‧‧‧蓋
15a‧‧‧放音孔
16‧‧‧殼
19‧‧‧附段差保持具
22‧‧‧金屬振動板
25‧‧‧蓋
26‧‧‧殼
29‧‧‧錐狀保持具
32‧‧‧金屬振動板
35‧‧‧蓋
42‧‧‧金屬振動部
52‧‧‧金屬振動板
62‧‧‧金屬振動板
72‧‧‧金屬振動部
82‧‧‧金屬振動板
92‧‧‧金屬振動板
100‧‧‧壓電揚聲器
102‧‧‧金屬振動部
112‧‧‧金屬振動板
122‧‧‧金屬振動部
132‧‧‧金屬振動板
142‧‧‧金屬振動部
152‧‧‧金屬振動板
200‧‧‧壓電揚聲器
207‧‧‧壓電振動單元
217‧‧‧壓電振動單元
227‧‧‧壓電振動單元
237‧‧‧壓電振動單元
247‧‧‧壓電振動單元
252‧‧‧金屬振動板
300‧‧‧壓電揚聲器
317‧‧‧壓電振動單元
327‧‧‧壓電振動單元
337‧‧‧壓電振動單元
347‧‧‧壓電振動單元
352‧‧‧金屬振動板
400‧‧‧壓電揚聲器
417‧‧‧壓電振動單元
427‧‧‧壓電振動單元
437‧‧‧壓電振動單元
447‧‧‧壓電振動單元
500‧‧‧壓電揚聲器
517‧‧‧壓電振動單元
527‧‧‧壓電振動單元
537‧‧‧壓電振動單元
547‧‧‧壓電振動單元
637‧‧‧壓電振動單元
647‧‧‧壓電振動單元
800‧‧‧壓電揚聲器單元
801‧‧‧電磁揚聲器
810‧‧‧電磁揚聲器
820‧‧‧框體
901‧‧‧壓電元件
902‧‧‧金屬振動板
905‧‧‧蓋
907‧‧‧壓電振動單元
102a‧‧‧本體
102b‧‧‧保持部
102c‧‧‧底部
112a‧‧‧本體
112b‧‧‧保持部
122a‧‧‧本體
122b‧‧‧保持部
122c‧‧‧底部
12b‧‧‧保持部
132a‧‧‧本體
132b‧‧‧保持部
132e‧‧‧通氣孔
142a‧‧‧本體
142b‧‧‧保持部
142c‧‧‧底部
142e‧‧‧通氣孔
1a‧‧‧壓電元件
1b‧‧‧壓電元件
22b‧‧‧頻率調整孔
22h‧‧‧外緣部
25a‧‧‧放音孔
25f‧‧‧扣止片
26g‧‧‧扣止孔
2h‧‧‧外緣部
32a‧‧‧本體
32b‧‧‧保持部
352e‧‧‧頻率調整用孔
35a‧‧‧放音孔
35f‧‧‧扣止片
3a‧‧‧接著部
3b‧‧‧接著部
42a‧‧‧本體
42b‧‧‧保持部
42c‧‧‧底部
5a‧‧‧放音孔
62a‧‧‧本體
62b‧‧‧保持部
6a‧‧‧開口部
6d‧‧‧側面板
6e‧‧‧背面板
6f‧‧‧氣室
6g‧‧‧樹脂
72a‧‧‧本體
72b‧‧‧保持部
72c‧‧‧底部
7a‧‧‧壓電振動單元
7b‧‧‧壓電振動單元
82a‧‧‧本體
82d‧‧‧被把持部
92a‧‧‧本體
92b‧‧‧保持部
92d‧‧‧被把持部
102d‧‧‧被把持部
圖1為顯示實施形態1之壓電揚聲器的立體圖。
圖2為顯示實施形態1之壓電揚聲器的剖面圖。
圖3為顯示實施形態1之壓電揚聲器之要部的仰視圖。
圖4為顯示對於頻率的音壓的線圖。
圖5為顯示對於頻率的音壓的線圖。
圖6為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的仰視圖。
圖7A為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例1的剖面圖。
圖7B為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例1的剖面圖。
圖7C為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例1的剖面圖。
圖7D為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例1的剖面圖。
圖8A為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形 例2的剖面圖。
圖8B為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例2的剖面圖。
圖8C為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例2的剖面圖。
圖8D為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例2的剖面圖。
圖9A為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例3的剖面圖。
圖9B為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例3的剖面圖。
圖9C為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例3的剖面圖。
圖9D為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例3的剖面圖。
圖10A為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例4的剖面圖。
圖10B為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例4的剖面圖。
圖10C為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例4的剖面圖。
圖10D為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例4的剖面圖。
圖11A為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形 例5的剖面圖。
圖11B為顯示實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例5的剖面圖。
圖12A為顯示實施形態3之壓電揚聲器之分解立體圖。
圖12B為顯示實施形態3之壓電揚聲器之變形例之分解立體圖。
圖12C為顯示實施形態3之壓電揚聲器之變形例之分解立體圖。
圖13為顯示實施形態1之壓電揚聲器之實施例之對於頻率的音壓的線圖。
圖14為顯示相關連的揚聲器之對於頻率的音壓的線圖。
圖15為顯示相關連的壓電揚聲器的仰視圖。
圖16為顯示相關連的壓電揚聲器之對於頻率的音壓的線圖。
圖17為顯示實施形態4之壓電揚聲器的剖面圖。
圖18為顯示實施形態4之壓電揚聲器之要部的仰視圖。
圖19為顯示實施形態4之壓電揚聲器之對於頻率的音壓的線圖。
圖20為顯示實施形態5之壓電揚聲器之構成的立體圖。
圖21為顯示實施形態5之壓電揚聲器之要部的剖面 圖。
圖22為顯示實施形態5之壓電揚聲器之對於頻率的音壓的線圖。
圖23為顯示實施形態5之變形例6之壓電揚聲器之要部的剖面圖。
圖24為顯示實施形態5之變形例7之壓電揚聲器之要部的剖面圖。
圖25為顯示實施形態5之變形例8之壓電揚聲器之要部的剖面圖。
(實施形態1)
參照圖1至圖5說明實施形態1之壓電揚聲器。圖1係實施形態1之壓電揚聲器的立體圖。圖2係實施形態1之壓電揚聲器的剖面圖。圖3係實施形態1之壓電揚聲器之要部的仰視圖。圖4及圖5係相對於頻率的音壓的線圖。
如圖1至圖3所示，壓電揚聲器100係包含：蓋5、殼6、以及壓電振動單元7。
蓋5係於其中央具有放音孔5a的板狀體。放音孔5a係貫通蓋5，放音孔5a的剖面形狀係隨著越朝向壓電揚聲器100之外方越大。放音孔5a係例如具有錐形狀。殼6係於一面具有開口部6a的直方體狀之框體。又，殼6亦可 為框狀體，其框形狀例如可為矩形狀，例如可為大致四角形狀、大致長方形狀、大致正方形狀、大致梯形狀。開口部6a係被蓋5堵塞。裝設了蓋5的殼6係具有寬Lx、深Ly、高Lz。寬Lx係例如為10至20mm，深Ly係例如為5至10mm，高Lz係例如為2至10mm。
壓電振動單元7係藉由接著部4而接著於蓋5之內側主面。具體而言，壓電振動單元7係以塞住放音孔5a的方式接著於蓋5的內側主面。
接著部4只要為黏彈性體、黏著體、或具有預定之彈性係數並且亦於兩側主面具有接著性的板狀體或著帶狀體即可。接著部4以彈性體為佳。作為接著部4，例如，可列舉：雙面膠帶、或使用矽氧樹脂、環氧樹脂等合成樹脂而形成的板狀體。接著部4係較好為由可使壓電振動單元7之振動維持作為壓電揚聲器所需要之大小的機械性質之材料所構成。將壓電揚聲器100從蓋5側觀看，接著部4亦可為不從放音孔5a露出的框狀體。接著部4係以覆蓋金屬振動板2之外緣部2h的方式配置。將壓電揚聲器100從蓋5側觀看，外緣部2h係被蓋5所覆蓋。另外，接著部4若具有預定之彈性係數，則可減少金屬振動板2之表面的機械品質係數Qm21(後述)而較佳。
壓電振動單元7係包含：壓電元件1、金屬振動板2、 以及接著部3。壓電元件1係藉由接著部3而接著於金屬振動板2。壓電元件1係包含由單一個陶瓷板構成的大致矩形狀板的振子。又，壓電元件1亦可為積層型、雙晶片型、單晶片型。壓電元件1係電性連接於放大器(圖示省略)等，藉由被供給用以播放聲音的電子訊號而振動。
金屬振動板2係具有較壓電元件1更大面積的大致矩形狀板(亦可稱為矩形狀板狀部。)。金屬振動板2係例如由鋼鐵、銅合金構成。就鋼鐵、銅合金而言例如可列舉：不鏽鋼、黃銅、磷青銅等。金屬振動板2係因壓電元件1振動而進行振動。
接著部3係由和接著部4同種類材料所構成。金屬振動板2係例如具有0.5至1.5mm厚度。以將金屬振動板2的固有振動模式與壓電元件1的固有振動模式設定為不同頻率的方式，定義金屬振動板2的尺寸、形狀、材料等。換句話說，金屬振動板2的固有振動模式頻率(共振頻率)和壓電元件1的固有振動模式頻率之中有其中一方較高。
(面積比)
承上，在此說明壓電元件1的面積及金屬振動板2的面積關係。
壓電元件1的面積Ap和金屬振動板2的面積Am之關係式係必須採用下列數式1。
1.1≦Am/Ap≦10…(數式1)
藉此，金屬振動板2的固有振動模式與壓電元件1的固有振動模式等，將更確實地被設定為不同頻率。例如，如圖4所示，金屬振動板2的固有振動模式係約10至20kHz，壓電元件1的固有振動模式係約30kHz，被設定為不同頻率。
在此，由於金屬振動板2的固有振動模式頻率和壓電元件1的固有振動模式頻率不同，壓電振動單元7使金屬振動板2振動時的振幅，相近於與金屬振動板2的彈性係數及壓電元件1的彈性係數所分別對應的振幅，或極少有超過金屬振動板2的彈性係數及壓電元件1的彈性係數所分別對應的振幅的情形。另外，即便壓電振動單元7使金屬振動板2的振動達至金屬振動板2及壓電元件1的彈性極限附近，總諧波失真也不會過大，避免發生噪音。
訊噪比(SN比)SN1在音壓SP1和總諧波失真THD1的關係式係可採用下列數式2求得。
SN1=SP1-THD1…(數式2)
例如，如圖4所示，40kHz時訊噪比SN1可採用數式2求得，約60dB Sql。
由於金屬振動板2的固有振動模式頻率和壓電元件1的固有振動模式頻率不同，故可抑止總諧波失真的增大， 在目標頻率以高訊噪比播放聲音。
不僅如此，藉由使用高通濾波器等濾波電路截取金屬振動板2的固有振動模式的頻帶，而可以僅使用高訊噪比的播放頻帶。此外，若使用高通濾波器等濾波電路，則金屬振動板2的剛性k2最好在5至30，金屬振動板2的厚度T2〔mm〕最好係0.05至0.3。
(金屬振動板的機械品質係數Qm)
承上，針對金屬振動板的機械品質係數Qm進行說明。
金屬振動板2係包含固有的機械品質係數Qm20，但金屬振動板2係藉由接著部4與蓋5連結，金屬振動板2外觀上的機械品質係數Qm21較固有的機械品質係數Qm20低。金屬振動板2外觀上的機械品質係數Qm21亦可稱為金屬振動板2及接著部4一體化後的振動體的機械品質係數Qm21。壓電元件1、金屬振動板2及接著部3的材質、形狀，被設定為金屬振動板2外觀上的機械品質係數Qm21能滿足下列數式3。
Qm21≦5.0…(數式3)
滿足數式3，音壓特性曲線將平坦化，狀況理想。
此外，壓電元件1、金屬振動板2及接著部3的材質、形狀，被設定為金屬振動板2外觀上機械品質係數Qm21能滿足數式3及下述數式4。
Qm21≧0.5…(數式4)
另外，壓電元件1係藉由接著部3連接金屬振動板2，頻帶更寬。此例中金屬振動板2的剛性k2最好在5至20。舉例來說，能使用黃銅或磷青銅化成的板子。
金屬振動板2外觀上的機械品質係數Qm21低，且壓電元件1藉由接著部3連接金屬振動板2，可播放頻帶更寬，且音壓特性曲線平坦的聲音。壓電揚聲器100的案例中能測定音壓特性曲線，將音壓特性曲線出示於圖5。
(比較例「電磁型揚聲器」)
如圖14所示，藉由供給音圈電子訊號產生磁矩，讓振動板振動的電磁型揚聲器之一例中，測定對於頻率的音壓及總諧波失真。此例中的訊噪比SN2係約50kHz，較壓電揚聲器100之例中的訊噪比SN1小。電磁型揚聲器係使用音圈播放具有20kHz以上之高頻率的聲音。結果，因為高頻率下組抗增加，給予的電力相較於聲音訊號更容易被轉換成熱能。因此，電磁型揚聲器係較壓電揚聲器100更難實現高音壓、高訊噪比。
(比較例「圓形型揚聲器」)
另外，使用如圖15所示之壓電振動單元907之一例，測定相對於頻率的音壓。壓電振動單元907係包含壓電元件901、金屬振動板902。壓電元件901除了為圓板狀體外， 具有與壓電元件1(參照圖2)相同的構成。金屬振動板902除了為圓板狀體外，具有與金屬振動板2(參照圖2)相同的構成。藉由將壓電振動單元907設置於蓋905(未圖示)和殼6(參照圖2)之內側，形成壓電揚聲器900(未圖示)。又，蓋905除了具有剖面為圓形狀的放音孔之外，具有與蓋5相同的構成。作為壓電元件901採用直徑20mm、厚度0.1mm的壓電元件。作為金屬振動板902採用直徑25mm、厚度0.1mm的不鏽鋼金屬振動板。如圖16所示，共振頻率的機械品質係數Qm91成為10以上。圖16所示之音壓特性曲線和圖5所示之音壓曲線相較，平坦部分較少。亦即，起伏部分較多。亦即，壓電揚聲器900係較壓電揚聲器100來得難以得到平坦的音壓特性曲線。
在此，呈矩形狀的金屬振動部相較於具有圓形狀的金屬振動部，因其主面方向不同而相異的固有振動模式多。又，呈矩形狀的金屬振動部的主面方向，例如圖3所示，分為Y方向、X方向。因此機械品質係數Qm低，且可經由調整金屬振動部及壓電元件尺寸，輕易調整頻率。
以上，依據實施形態1之壓電揚聲器可實現在高頻領域以良好音壓特性播放聲音。例如，在高頻域如20kHz至70kHz之間，播放的聲音仍保有高音壓、高訊噪比。且音壓特性曲線平坦，其頻帶寬闊。
(實施形態2)
參照圖6，說明實施形態2之壓電揚聲器。圖6係實施形態2之壓電揚聲器之要部的仰視圖。以下說說明中，和實施形態1之壓電揚聲器內容相同的說明適當省略，針對內容不同部分說明。又，下述實施形態2之壓電揚聲器之變形例1至5，及實施形態3之壓電揚聲器、及變形案例也同樣進行說明。
如圖6所示，壓電揚聲器200(未圖示)係除了壓電振動單元7之外，具有與壓電揚聲器100相同的構成。壓電揚聲器200包含壓電振動單元207。壓電振動單元207除了金屬振動板2之外，具有與壓電振動單元7相同的構成。壓電振動單元207包含金屬振動板22。金屬振動板22的外緣部22h為與外緣部2h相同的構成。金屬振動板22除了四角附近具有頻率調整孔22b之外，具有與金屬振動板2相同的構成。變更頻率調整孔22b的數量及大小，可調整金屬振動板22之執行長度和金屬振動板22的寬度，藉此可容易地調整頻率。
上述變更頻率調整孔22b的數量及大小的頻率調整方法相較於藉由在金屬振動板增設附加組件而調整頻率的頻率調整方法，更易於使金屬振動板振動。此外，上述變更頻率調整孔22b的數量及大小的頻率調整方法，可讓壓電揚聲器200即使重疊於電磁揚聲器特別是其振動板時，壓 電揚聲器200也不會遮斷電磁揚聲器所播放的聲音。此外，頻率調整孔22b係藉由蝕刻加工或重疊加工形成。因此，上述的以頻率調整孔22b的數量及大小進行的頻率調整方法可以低成本實施。
以上，依據上述實施形態2之壓電揚聲器，可和實施形態1之壓電揚聲器相同地在高頻域以良好音壓特性播放聲音。且由於使用具有頻率調整孔的金屬振動板，故可輕易地調整頻率。
(壓電振動單元之變形例1)
接著，參照圖6及圖7A至圖7D針對實施形態2之壓電揚聲器200壓電振動單元207之變形例1說明。圖7A至圖7D係實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例1的剖面圖。
如圖6及圖7A所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元217。壓電振動單元217除了具有保持具9之外，具有與壓電振動單元207相同的構成。壓電振動單元217包含保持具9，金屬振動板22的端部係藉由接著部3與保持具9接著。此外，金屬振動板22係藉由保持具9保持。保持具9係從殼6(參照圖2)底處向金屬振動板22延伸的壁體。保持具9係為了避免壓電元件1附著水或異物而配置為覆蓋壓電元件1周邊。壓電振動單元217由於 具有保持具9，故可抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。
另一方面，如圖7B所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元227。壓電振動單元227係具有與使金屬振動板22和保持具9一體化後之形狀相同形狀的金屬振動板32。
壓電振動單元227係由於本體32a(可稱為大致矩形狀板狀部)和保持部32b呈一體化，故可更抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，由於壓電振動單元227係使本體32a和保持部32b一體化，故可以用低成本製造取得。
不只如此，如圖7C所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元237。壓電振動單元237具有金屬振動部42。金屬振動部42除了具有底部42c之外，具有和金屬振動板32(參照圖7B)相同的構成。金屬振動部42係具備：本體42a、保持部42b及底部42c。本體42a為和本體32a相同之構成，保持部42b為和保持部32b相同之構成。底部42c係與保持部42b呈一體化且為對本體42a對向的板狀體。
由於壓電振動單元237係與本體42a、保持部42b、底部42c呈一體化，故可有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，由於壓電振動單元237 係與本體42a、保持部42b、底部42c呈一體化，故具有高剛性。
更且，如圖7D所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元247。壓電振動單元247除了包含底板8之外，具有與壓電振動單元227(參照圖7B)相同之構成。壓電振動單元247包含底板8。底板8係設置於保持部32b的下端之下方，且為與本體32a呈對向的板狀體。底板8較佳為以外緣和保持部32b之下端互相針對的方式設置。壓電振動單元247由於具有底板8，故相較於壓電振動單元227，可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，由於壓電振動單元247具有底板8，和壓電振動單元227(參照圖7B)相較，具有更高剛性。
(壓電振動單元之變形例2)
其次請參照圖8A至圖8D，針對實施形態2之壓電揚聲器200的壓電振動單元207之變形例2說說明。圖8A至圖8D係實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例2之剖面圖。
如圖8A所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元317。壓電振動單元317除了包含金屬振動板52與附段差保持具19之外，具有和壓電振動單元217相同之構 成。壓電振動單元317包含金屬振動板52和附段差保持具19，金屬振動板52係藉由接著部3接著附段差保持具19。此外，金屬振動板52是由附段差保持具19保持。附段差保持具19係從殼6(參照圖2)底部向金屬振動板52延伸且其途中具有呈階段狀彎曲的段部的壁體。附段差保持具19係以避免壓電元件1附著水和異物的方式配置成覆蓋於壓電元件1周圍。
壓電振動單元317由於具有附段差保持具19，故可抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元317由於具有附段差保持具19，故較壓電振動單元217更具耐壓力。
另一方面，如圖8B所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元327。壓電振動單元327和壓電振動單元227(參照圖7B)相同，具有與使金屬振動板52和附段差保持具19一體化後之形狀相同形狀的金屬振動板62。
壓電振動單元327係由於本體62a(可稱為大致矩形狀板狀部)和保持部62b呈一體化，故可抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元327係由於本體62a和保持部62b一體化，故較壓電振動單元317可以低成本製造取得。
另外，如圖8C所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元337。壓電振動單元337具有金屬振動部72。 金屬振動部72除了具有底部72c之外，具有和金屬振動板62(參照圖8B)相同之構成。金屬振動部72係具備：本體72a、保持部72b及底部72c。本體72a具有和本體62a相同之構成，保持部62b具有和保持部62b相同之構成。底部72c與保持部72b呈一體化，為對本體72a對向的板狀體。
壓電振動單元337由於本體72a、保持部72b、底部72c呈一體化，故較壓電振動單元317可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元337由於本體72a、保持部72b、底部72c呈一體化，故較壓電振動單元317具有高剛性。
此外，如圖8D所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元347。壓電振動單元347係與將底板8加入壓電振動單元327(參照圖8B)而成之物具有相同之構成。
壓電振動單元347具有底板8，相較壓電振動單元327(參照圖8B)，可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，，壓電振動單元247由於具有底板8，故相較壓電振動單元327，更具高剛性。
(壓電振動單元之變形例3)
其次，請參照圖9A至圖9D，針對實施形態2之壓電揚聲器200的壓電振動單元207之變形例3說說明。圖9A至圖9D係實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例3之 剖面圖。
如圖9A所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元417。壓電振動單元417除了包含金屬振動板82之外，具有和壓電振動單元217相同之構成(參照圖7A)。壓電振動單元417包含金屬振動板82。金屬振動板82包含本體82a；以及從本體82a底部延伸的被把持部82d。本體82a和金屬振動板22具有相同之構成，本體82a的端部藉由接著部3接著於保持具9。被把持部82d向殼6的側壁延伸。如此，藉由將壓電振動單元417安裝於殼6，可組裝壓電揚聲器200。在此，被把持部82d為從本體82a之端部延伸的形狀，容易把持。此外，被把持部82d的形狀可為了便於將壓電振動單元417安裝於殼6而根據需要變更。
壓電振動單元417由於具有金屬振動板82及保持具9，故可抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物和壓電元件1接觸。另外，壓電振動單元417由於具有金屬振動板82，故較壓電振動單元217(參照圖7A)更易於安裝。
另一方面，如圖9B所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元427。壓電振動單元427具有與使金屬振動板82和保持具9一體化後之形狀相同形狀的金屬振動板92。
壓電振動單元427係本體92a和保持部92b和被把持 部92d呈一體化，相較於壓電振動單元417(參照圖9A)可更抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元427係由於本體92a和保持部92b和被把持部92d呈一體化，故較壓電振動單元417(參照圖9A)可以低成本製造取得。
如圖9C所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元437。壓電振動單元437具有金屬振動部102。金屬振動部102除了具有底部102c之外，具有和金屬振動板92(參照圖9B)相同之構成。金屬振動部102係具備：本體102a、保持部102b、底部102c。本體102a具有和本體92a相同之構成，保持部102b具有和保持部92b相同之構成。例如，被把持部102d為和被把持部92d相同之構成。底部102c與保持部92b呈一體化，為對本體102a對向的板狀體。
壓電振動單元437由於本體102a、保持部102b、底部102c呈一體化，故較壓電振動單元417可有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元437由於本體102a、保持部102b、底部102c呈一體化，故較壓電振動單元417具有高剛性。
此外，如圖9D所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元447。壓電振動單元447係與將底板8加入壓電振動單元427(參照圖9B)之物具有相同之構成。
壓電振動單元447具有底板8，與壓電振動單元247(參照圖7D)相同，較壓電振動單元427(參照圖9D)可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元447由於具有底板8，故相較壓電振動單元427更具高剛性。
(壓電振動單元之變形例4)
其次，請參照圖10A至圖10D，針對實施形態2之壓電揚聲器200的壓電振動單元207之變形例4說說明。圖10A至圖10D係實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例4之剖面圖。
如圖10A所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元517。壓電振動單元517除了具有取代保持具9的錐狀保持具29外，具有與壓電振動單元217相同之構成。壓電振動單元517包含錐狀保持具29，金屬振動板22的端部藉由接著部3接著錐狀保持具29。此外，金屬振動板22係藉由錐狀保持具29保持。錐狀保持具2係從殼6(參照圖2)之底往金屬振動板22延伸的壁體。錐狀保持具29具有錐形狀，錐形狀係從殼6之底起朝向金屬振動板22逐漸擴大剖面面積。更具體而言，其錐形狀係往壓電元件1側傾斜。保持具9為了避免壓電元件1附著水和異物，而以覆蓋於壓電元件1周圍的方式設置。
壓電振動單元517由於具有錐狀保持具29，故可抑制 從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。
另一方面，如圖10B所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元527。壓電振動單元527和壓電振動單元227(參照圖7B)相同，具有與使金屬振動板22和錐狀保持具29一體化後之形狀相同形狀的金屬振動板112。
壓電振動單元527係本體112a和保持部12b呈一體化，故相較壓電振動單元517(參照圖10A)可更抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元527係由於本體112a和保持部12b一體化，故較壓電振動單元517可以低成本製造取得。
另外，如圖10C所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元537。
壓電振動單元537具有金屬振動部122。金屬振動部122除了具有底部122c之外，具有和金屬振動板112(參照圖10B)相同之構成。金屬振動部122係具備本體122a、保持部122b、底部122c。本體122a具有和本體112a相同之構成，保持部122b具有和保持部112b相同之構成。底部122c與保持部122b呈一體化，為對本體122a對向的板狀體。
壓電振動單元537由於本體12a、保持部122b、底部122c呈一體化，故較壓電振動單元517(參照圖10A)可更 有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元537由於本體102a、保持部102b、底部102c呈一體化，故較壓電振動單元517更具高剛性。
此外，如圖10D所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元547。壓電振動單元547係與將底板8加入壓電振動單元527(參照圖10B)所得之物具有相同之構成。
壓電振動單元547由於具有底板8，故和壓電振動單元247(參照圖7D)相同，相較壓電振動單元527(參照圖10D)，可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元547由於具有底板8，故相較壓電振動單元527，更具高剛性。
(壓電振動單元之變形例5)
其次，請參照圖11A及圖11B，針對實施形態2之壓電揚聲器200的壓電振動單元207之變形例5說說明。圖11A及圖11B係實施形態2之壓電揚聲器之要部的變形例5之剖面圖。
如圖11A所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元637。壓電振動單元637除了包含金屬振動部142之外，具有和壓電振動單元237相同之構成(參照圖7C)。壓電振動單元637包含金屬振動部142，金屬振動部142 除了具有通氣孔142e之外，具有和金屬振動部42(參照圖7C)相同之構成。通氣孔142e設置於本體142a，連接壓力調整單元(圖示省略)。壓力調整單元係例如為壓縮器(compressor)。金屬振動部142經由通氣孔142e供給或排出壓力調整用氣體，藉此保持金屬振動部142內側空間的壓力在一定程度。
壓電振動單元637係本體142a、保持部142b、底部142c呈一體化並保持內側空間壓力在一定程度，因此可更有效抑制從頻率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元637由於本體142a、保持部142b、底部142c呈一體化，故具有高剛性。
另一方面，如圖11B所示，壓電振動單元207之變形例為壓電振動單元647。壓電振動單元647除了金屬振動板132之外，具有和壓電振動單元247(參照圖7D)相同之構成。例如，保持部132b為和保持部32b相同之構成。壓電振動單元647包含金屬振動板132金屬振動板132除了通氣孔132e之外，和金屬振動板32(參照圖7D)具有相同之構成。通氣孔132e設置於本體132a，連接壓力調整單元(圖示省略)。壓力調整單元係例如壓縮器。金屬振動板132從通氣孔132e供給或排出壓力調整用氣體，藉此保持金屬振動板132內側空間的壓力在一定程度。
壓電振動單元647由於具有金屬振動板132和底板8並保持內側空間壓力在一定程度，故藉此更有效抑制從頻 率調整孔22b等侵入的水或異物接觸壓電元件1。此外，壓電振動單元647具有底板8，故較壓電振動單元227(參照圖7B)更具高剛性。
(實施形態3)
接著參照圖12A，說明實施形態3之壓電揚聲器。圖12A係實施形態3之壓電揚聲器之變形例的分解立體圖。實施形態3之壓電揚聲器除了金屬振動板2(參照圖2)和接著部4、蓋5之外，與實施形態1之壓電揚聲器100具有相同之構成。
如圖12A所示，壓電揚聲器300係包含：金屬振動板152、蓋15、殼16。金屬振動板152除了和蓋15呈一體化之外，和金屬振動板2(參照圖2)具有相同之構成。例如，蓋15具有放音孔15a。蓋15除了和金屬振動板152呈一體化之外，和蓋5(參照圖2)具有相同之構成。一體化的蓋15及金屬振動板152係例如對1張板材加工即可能得到。由此，藉由對單一素材進行1次加工，即可一體性地製造蓋15及金屬振動板152，故可減少素材成本和加工成本。又，壓電揚聲器300和壓電揚聲器100(參照圖2)不同，不包含接著部4。殼16係長方形狀的框狀體。又，壓電揚聲器300亦可不包含殼16而是包含殼6(參照圖2)。
以上，依據實施形態3之壓電揚聲器，藉由使蓋和金 屬振動板一體化，可省略接著部並減少素材成本和加工成本，而可以低廉價格製造。
(變形例)
其次，說明實施形態3之壓電揚聲器300之變形例。圖12B及圖12C係實施形態3之壓電揚聲器之變形例的分解立體圖。
如圖12B所示，壓電揚聲器300之變形例為壓電揚聲器400。壓電揚聲器400除了蓋與殼，具有和壓電揚聲器300相同之構成。蓋25除了包含扣止片25ff之外，具有和蓋15相同之構成，殼26除了包含扣止孔26g之外，具有和殼16相同之構成。例如，蓋25具有放音孔25a。蓋25包含扣止片25ff，殼26包含扣止孔26g。扣止片25ff係設置在蓋25的外緣附近，具體而言，係設置在相當於為蓋25的形狀亦即亦即矩形的各邊之中央附近的位置。扣止片25f向殼16側延伸。扣止片25ff例如，採用引伸加工形成金屬振動板252後，採用衝壓(press)加工形成。扣止孔26g在殼26和蓋25接觸的接觸面，以能對應扣止片25ff的方式設置。扣止片25ff插入扣止孔26g後，扣止片25ff和扣止孔26g會扣合卡止，蓋25將被固定於殼26。
如圖12C所示，壓電揚聲器300之變形例為壓電揚聲器500。壓電揚聲器500除了金屬振動板之外，和壓電揚 聲器400(參照圖12B)具有相同之構成。金屬振動板352除了包含頻率調整用孔352e之外，具有和金屬振動板252相同之構成。例如，蓋35具有放音孔35a。金屬振動板352包含頻率調整用孔352e。頻率調整用孔352e設置於對應扣止片35ff的位置。換句話說，頻率調整用孔352e設置在金屬振動板325外緣附近，具體而言，係設置在相當於為蓋35的形狀亦即矩形的各邊之中央附近的位置亦即。變更頻率調整用孔352e的數量、位置、尺寸，將改變金屬振動板352的實行長度、寬度，而可藉此調整頻率。
(實施例)
接著，利用圖13說明實施形態1之壓電揚聲器的實施例1及實施例2。圖13係實施形態1之壓電揚聲器的實施例對於頻率的音壓之線圖。
實施例1及實施例2利用具有和實施形態1之壓電揚聲器100相同之構成的壓電揚聲器。具體而言，實施例1及實施例2中，作為金屬振動板2(參照圖2)係使用由黃銅構成的厚度1mm的板。此外，實施例1中，作為接著部4(參考圖2)使用雙面膠帶。實施例2中，作為接著部4(參照圖2)採用環氧樹脂劑硬化形成的環氧樹脂體。實施例1採用的雙面膠帶係具有預定彈性率的帶狀基材，此基材的兩側主面塗布有接著劑，具有接著性。此外，此基材和環氧樹脂相較具有較低的彈性係數。
使用2Vpp(peak to peak；峰對峰值)播放聲音，並針對實施例1及實施例2測定相對於頻率的音壓。將其結果顯示在圖13。。
如圖13所示，實施例1中，在頻率領域20kHz至30kHz之間，音壓達到最大值。實施例1的音壓特性曲線頻帶在20kHz至100kHz中，位於約79ddB Sql至約93dB Sql的預定範圍內。亦即，在實施例1的頻率領域20kHz至100kHz間，能以穩定的音壓播放聲音。
此外，實施例2在頻率領域約30kHz中，音壓可達到最大值。實施例1和實施例2相較，音壓升起有偏快的傾向。其原因之一可推想為實施例1中接著部所使用的雙面膠帶和環氧樹脂硬化後形成的環氧樹脂體相比較硬之故。
實施例2的音壓特性曲線在頻率領域約25kHz至100kHz中位於約79dB Sql至約93ddB Sql的預定範囲內。亦即，實施例2在頻率領域20kHz至100kHz間，同樣能以穩定的音壓播放聲音。
又，以接著部4(參照圖2)而言，可以考慮使用矽氧(silicone)接著劑硬化形成的矽氧樹脂體的實施例。於該實施例中可預想到將得到和此實施例中的實施例1和實施例2同樣的音壓特性曲線。
然而，人類無法聽清比20kHZ更高頻率的聲音。因此，此類高頻率之聲音播放，看起來似乎對揚聲器所播放之聲音的高品質化沒有幫助。但是藉由播放高頻率的聲音，同時也能播放微小信號的聲音。藉此，此類高頻率的聲音播放能夠對於揚聲器所播放之聲音的高品質化有所幫助。
(實施形態4)
利用圖17和圖18說明本實施形態相關的揚聲器單元700。圖17是顯示揚聲器單元700之構成的XZ剖面圖。圖18是顯示揚聲器單元700之要部之構成的仰視圖。本實施形態中於殼6配置2個壓電振動單元7a、7b。又，2個壓電振動單元7a、7b以外，基本上為與上述實施形態的揚聲器單元100、200、300、400、500相同之構成，故適當省略說明。例如，殼6、接著部3、金屬振動板2等，可採用與如圖1或圖3所示之構成相同之物。
殼6內收容壓電振動單元7a、7b。壓電振動單元7a具有壓電元件1a、接著部3a、及金屬振動板2。與實施形態1同樣地，壓電元件1a藉由接著部3a接著金屬振動板2。壓電振動單元7b具有壓電元件1b、接著部3b、及金屬振動板2。與實施形態1同樣地，壓電元件1b藉由接著部3b接著金屬振動板2。
於2個壓電振動單元7a、7b中金屬振動板2係成為共通。亦即，金屬振動板2係具有1片金屬板，於1片金屬板上安裝壓電元件1a、壓電元件1b。壓電元件1a、壓電元件1b安裝於金屬振動板2的同一面。具體而言，壓電元件1a、壓電元件1b安裝在金屬振動板2之放音孔5a側與反對側的面。當於壓電元件1a、1b供給電壓時，壓電元件1a、1b將歪曲，導致金屬振動板2振動，從放音孔5a發出聲音。
2個壓電元件1a、1b於X方向並排設置。亦即，壓電元件1a係設置於壓電元件1b的+X側。於XY平面觀看，壓電元件1a、1b與放音孔5a重疊。且壓電元件1a、1b的一部分從放音孔5a超出。於XY平面觀看，壓電元件1a、1b呈大致矩形狀。
於XY平面觀看，2個壓電元件1a、1b呈不同大小。具體而言，2個壓電元件1a、1b係於X方向呈不同寬度。又，2個壓電元件1a、1b係於Y方向呈同寬。2個壓電元件1a、1b的固有振動模式之頻率不同。亦即，壓電元件1a之共振頻率和壓電元件1b之共振頻率不同。此外，壓電元件1a、1b之固有振動模式之頻率，與金屬振動板2之固有振動模式之頻率不同。
本實施形態中，共振頻率不同的2個壓電元件1a、1b藉由接著部3a、3b連接於金屬振動板2。如此即使在5kHz至50kHz之高頻領域內，也能得到高音壓、高訊噪比。由此，高性能的揚聲器單元可藉由簡單構造實現。在高頻領域內，相較於一般的電磁揚聲器之訊噪比為45dB，壓電揚聲器單元700係訊噪比可達到60dB。
壓電揚聲器單元700的音壓之頻率特性如圖19所示。圖19係顯示壓電揚聲器單元700音壓之頻率特性的實施例。此外，圖19中，使用動態(dynamic)揚聲器(電磁揚聲器)或LPF(Low Pass Filter，低通濾波器)的場合之頻率特性為比較例1，具有1個壓電元件的壓電揚聲器單元之頻率特性示為比較例2。壓電揚聲器單元700相較於比較例1、2在5kHz以上之高頻領域也能得到高音壓。
彼此大小不同的壓電元件1a、1b共振頻率也不同。因此根據矩形型之壓電元件1a、1b及金屬振動板2的各自之形狀組合，可將音壓頻率特性之平坦性最佳化。又，上述說明中雖設置2個壓電元件1a、1b，但亦可設置3個以上的壓電元件。亦即，只要將複數個壓電元件1藉由接著部3接著於金屬振動板2即可。
較佳為使金屬振動板2之模式無效的頻率領域配合壓電元件1a、1b的共振頻率。而且，較佳為藉由於接著部3 使用彈性體，而設定壓電元件之共振頻率Qm為從1.0至5.0之範圍內。藉此，可以廣闊的頻帶且平坦的音壓特性曲線播放聲音。
(實施形態5)
對於本實施形態之壓電揚聲器單元800，使用圖20、圖21說明。圖20係顯示壓電揚聲器單元800之外觀的立體圖。圖21係顯示壓電揚聲器單元800之框體820之內部空間的構成的XY平面圖。本實施形態中，圖21之殼6之內部安裝有電磁揚聲器810。而且，殼6之外部設置有壓電元件1。又，對於與上述之實施形態1至4同樣的構成，在此適當省略說明。
框體820呈箱狀。例如，框體820具有殼6或蓋5。殼6具有側面板6d或背面板6e。背面板6e對蓋5呈對向。蓋5和背面板6e為互相平行的平板。蓋5、側面板6d、背面板6e分別為矩形狀之金屬板為佳。而且，蓋5具有放音孔5a。放音孔5a的剖面形狀與圖2所示的構成相同，係朝外方逐漸擴大的錐型。
又，本實施形態中係以設置有放音孔5a之側作為前側而進行說明。背面板6e與蓋5配置為對向。側面板6d配置於蓋5及背面板6e之間。亦即，側面板6d係連接蓋5及背面板6e。在此，觀看XY平面時，蓋5和背面板6e 之外形呈大致矩形狀，殼6具有4片側面板6d。亦即，於大致矩形狀之蓋5及背面板6e各端邊分別配置有側面板6d。對向的2個側面板6d呈平行。隣接的2個側面板6d正交。
框體820之內部空間為氣室6f。亦即，以蓋5、背面板6e、側面板6d所界定的空間成為氣室6f。具體而言，蓋5、背面板6e、4個側面板6d所包圍的直方體狀之空間成為氣室6f。氣室6f經由放音孔5與外部空間相連。蓋5及背面板6e經由氣室6f配置於對向。因此，蓋5成為用以界定氣室6f的前面板。
又，蓋5、背面板6e、及側面板6d之一部分或全部可為一體成形。例如，與實施形態1所示之殼6相同，背面板6e和側面板6d可為一體成形。然後，蓋5可如同實施形態1之蓋5般成為可拆卸。當然，蓋5以外亦可成為可拆卸。
氣室6f內配置有電磁揚聲器810。如圖21，1個側面板6d安裝電磁揚聲器810。具體而言，-Y側之側面板6d之氣室6f側面(以下稱為內面)設置有電磁揚聲器810。電磁揚聲器810具有振動板、音圈及永久磁石等。藉由於音圈供給電流，讓音圈及振動板振動。藉此，電磁揚聲器810將發出聲音。在此電磁揚聲器810朝向放音孔5a發出聲音。
於殼6之外側安裝有壓電元件1。壓電元件1係藉由接著部3接著於殼6之側面板6d。接著部3與上述相同為彈性體。在此，於側面板6d之氣室6f側的反對側之面(以下稱為外面)安裝壓電元件1。1個側面板6d之內面為電磁揚聲器810之安裝面，外面為壓電元件1之安裝面。如前述，側面板6d之對向2面的其中一面(外面)配置有壓電元件1，另一方之面(內面)配置有電磁揚聲器810。換言之，壓電元件1之安裝面及電磁揚聲器810之安裝面為殼6之對向面。
本實施形態之壓電揚聲器單元800中，係於殼6固定電磁揚聲器810。安裝於殼6的電磁揚聲器810及壓電元件1之雙方係振動。電磁揚聲器810之固有振動模式頻率和壓電元件1之固有振動模式頻率不同。因此，即使在高頻領域，也能實現高音壓及高訊噪比。根據本實施形態之構成，可在從100Hz至100kHz之間的廣頻域內播放音響。
成為安裝壓電元件1的安裝面之側面板6d以金屬板形成為佳。亦即，側面板6d、接著部3、壓電元件1係構成壓電振動單元7。如此，側面板6d作為做為實施形態1等的金屬振動部2而作用。藉此，與實施形態1同樣在高頻領域也能實現高音壓、高訊噪比。又，本實施形態中，壓電振動單元7並未塞住放音孔5a。
又，安裝壓電元件1的安裝面側面板6d以厚度10至300μm之金屬板形成為佳。如此一來，在高頻領域也能實現高音壓、高訊噪比。
圖22係本實施形態之壓電揚聲器單元800之音壓的頻率特性的線圖。圖22中，僅安裝電磁揚聲器810的構成之音壓頻率特性顯示為「電磁」。僅安裝壓電元件1的構成之音壓頻率特性顯示為「壓電」。安裝有壓電元件1和電磁揚聲器810之兩方的電磁揚聲器810之音壓頻率特性為「電磁+壓電」。如圖22所示，安裝壓電元件1和電磁揚聲器810之兩方的情形，即使在20kHz以上也能播放高音壓。根據本實施形態之構成，在高頻領域，也能實現高音壓及高訊噪比。
(變形例6)
關於實施形態5之變形例6，以圖23進行說明。圖23係顯示變形例6之壓電揚聲器單元800之要部XY剖面圖。變形例6中，壓電元件1之位置與實施形態5之構成不同。具體而言，係於框體820內配置壓電元件1。又，壓電揚聲器單元800之基本構成與上述相同，在此適當省略說明。
本實施形態中，壓電元件1配置於氣室6f內。亦即， 側面板6d之內面有壓電元件1藉由接著部3而安裝。本實施形態中，-Y側之側面板6d之內面為壓電元件1的安裝面。因此，於側面板6d之同一面(內面)配置電磁揚聲器810和壓電元件1。壓電元件1之安裝面與電磁揚聲器801之安裝面為殼6之同一面。
在變形例6，安裝於殼6的電磁揚聲器810和壓電元件1之兩方會振動。電磁揚聲器810之固有振動模式頻率和壓電元件1之固有振動模式頻率不同。而且，變形例6中，電磁揚聲器810及壓電元件1之振動在氣室6混合後，從放音孔5a放出。因此，即使在高頻領域亦可實現高音壓及高訊噪比。根據本實施形態之構成，可在100Hz至100kHz的廣頻域播放音響。
又，成為安裝壓電元件1之安裝面的側面板6d以由金屬板形成為佳。亦即，側面板6d、接著部3、壓電元件1將構成壓電振動單元7。如此，與實施形態1同樣可在高頻領域實現高音壓、高訊噪比。
又，成為安裝壓電元件1的安裝面的側面板6d以由厚度10至300μm之金屬板形成為佳。如此，在高頻領域可實現更高音壓、高訊噪比。
(變形例7)
對於實施形態5之變形例7，以圖24進行說明。圖24係顯示變形7之壓電揚聲器單元800之要部的YZ剖面圖。變形例7中，壓電元件1及電磁揚聲器810之位置與實施形態5之構成不同。又，壓電揚聲器單元800之基本構成與上述相同，在此適當省略說明。
如圖23所示，電磁揚聲器810安裝於背面板6e。具體而言，係於背面板6e之內面固定電磁揚聲器810。因此，電磁揚聲器810配置於氣室6f內。電磁揚聲器810對放音孔5a發出聲音。
壓電元件1係接著於背面板6e及蓋5。具體而言，係於壓電元件1之兩面設置由彈性體構成的接著部3。壓電元件1的背面係藉由接著部接著於背面板6e。成為壓電元件1之安裝面的背面板6e較佳為厚度10至300μm之金屬板。壓電元件1之前面係藉由接著部3接著於金屬振動板2。
於金屬振動板2之前面設有接著部4。且，金屬振動板2藉由接著部4接著於蓋5。接著部4安裝於金屬振動板2之外緣部2h。因此，壓電揚聲器100從蓋5側觀看，外緣部2h係被蓋5覆蓋。此外，接著部4係避開對應於蓋5之放音孔5a之部分而設置。由此，從蓋5側觀看壓電揚聲器100，可從放音孔5a看到金屬振動板2。成為壓電元 件1之安裝面的金屬振動板2係較佳為厚度10至300μm之金屬板。
如前述，變形例7中，在壓電元件1的前面及背面安裝接著部3。亦即，壓電元件1被2個接著部3夾持。然後，壓電元件1之兩面藉由接著部3而被固定於框體820。背面板6e、接著部3、壓電元件1、接著部3及金屬振動板2構成壓電振動單元7。
在變形例7也是安裝於殼6的電磁揚聲器810和壓電元件1的兩方將振動。電磁揚聲器810之固有振動模式的頻率和壓電元件1之固有振動模式的頻率不同。而且，變形例中，電磁揚聲器810與壓電元件1之振動在氣室6f內混合後，從放音孔5a放出。根據本實施形態之構成，可在100Hz至100kHz之廣頻域播放音響。
成為壓電元件1之安裝面的金屬振動板2係經由為彈性體的接著部4被固定於其他構件(蓋5)。因此，如上述實施形態所述，可得到良好特性。此外，安裝金屬振動板2的面不限於蓋5。金屬板(金屬振動部2)亦可經由為彈性體的接著部3被固定於側面板6d或背面板6e。
(變形例8)
關於實施形態5之變形例8，以圖25進行說明。圖25 係顯示變形例8之壓電揚聲器單元800之要部的YZ剖面圖。變形例8中，相對於變形例7之構成，背面板6e之構成不同。又，對於壓電揚聲器單元800之基本構成，由於與上述相同，故在此適當省略說明。
變形例7中的背面板6e雖為金屬板，但變形例8中的背面板6e之一部分為樹脂6g。亦即，背面板6e係由金屬材料及樹脂材料所構成。亦即，背面板6e之一部分以樹脂材料形成，剩餘的部分則以金屬材料形成。因此，如上所述，由於作為安裝面的背面板6e之一部分以樹脂6g形成，故背面板6e成為有一部分為金屬板。側面板6d、蓋5、或背面板6e為壓電元件1之安裝面，並包含有金屬材料和樹脂材料，藉此可得到良好特性。
又，實施形態5，及其變形例6至8，壓電元件1雖經由為彈性體的接著部3固定於殼6，但亦可不經由彈性體地將壓電元件1固定於殼6。
雖實施形態5及變形例6的壓電元件1之安裝面為側面板6d，變形例7、8中則為背面板6e，但壓電元件1之安裝面並沒有特別限定。而且，壓電元件1亦可被安裝於框體820之外側的面。
另外，實施形態4之構成可與實施形態5之構成組合。 在此情形中，於殼6的內部配置電磁揚聲器810，並將2個以上的壓電元件1安裝於殼6。
上述實施形態1至5之壓電揚聲器可組裝入各種裝置使用。例如，上述壓電揚聲器可組裝入PC(個人電腦)、平板電腦、次世代4K電視、次世代8K電視、車用型及家用型高清晰度音響播放器做為高頻用的揚聲器使用。
尤其，由於數位聲音、音樂播放的音源取樣頻率資訊、位元(Bit)數擴大，而使對於可在20kHz至70kHz之高頻率以高音壓、高訊噪比進行播放的揚聲器之需求增加。雖一般認為20kHz以上之高頻率係人類無法聽取，但實際上，可以高頻率進行播放，係意謂可以連微小信號都播放出來。故隨著音源的高品質化而有助於揚聲器輸出的高品質化。又，上述說明中，係省略連接於壓電元件或電磁揚聲器的配線等而進行說明。
以上，雖以上述實施形態及實施例為例而說明了本發明，但本發明不被侷限於上述實施型態以及實施例之構成，本發明亦包含在本案申請專利範圍之請求項的發明範圍內可由本發明所屬技術領域中具有通常知識者施行的各種變形、修正、組合，自不待言。
本申請案係主張以於2015年2月10日所申請的日本 發明專利申請特願2015-24041、及於2015年5月26日所申請的日本發明專利申請特願2015-106550作為基礎的優先權，並引用其所揭示的全部內容。
100‧‧‧壓電揚聲器
1‧‧‧壓電元件
2‧‧‧金屬振動板
2h‧‧‧外緣部
3‧‧‧接著部
4‧‧‧接著部
5‧‧‧蓋
5a‧‧‧放音孔
6‧‧‧殼
6a‧‧‧開口部
7‧‧‧壓電振動單元

Claims (27)

  1. 一種壓電揚聲器，係包含：壓電元件；以及將前述壓電元件藉由接著部而接著的金屬振動部；前述壓電元件係大致矩形狀板；前記金屬振動部係含有藉由前述壓電元件而振動的大致矩形狀板狀部；前述壓電元件之固有振動模式的頻率與金屬振動部的固有振動模式的頻率係被設定為不同。
  2. 如請求項1所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件的面積Ap及前述金屬振動部的前述矩形狀板狀部的面積Am間的關係係滿足1.1≦Am/Ap≦10。
  3. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中前述接著部係彈性體。
  4. 如請求項3所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件及前述接著部一體化而成的振動體之機械品質係數Qm係滿足Qm≦5.0。
  5. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中更包含：殼，具有設置前述金屬振動部的放音孔；前述放音孔係具有錐形狀。
  6. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中前述矩形狀板狀部係具有頻率調整孔。
  7. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中更包含殼；前述金屬振動部係經由彈性體而接著於前述殼。
  8. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中複數個前述壓電元件係經由前述接著部而接著於前述金屬振動部。
  9. 如請求項8所記載的壓電揚聲器，其中前述複數個壓電元件的固有振動模式的頻率係不同。
  10. 如請求項8所記載的壓電揚聲器，其中前述金屬振動部係具有一片金屬板，前述複數個壓電元件係經由前述接著部而接著於前述金屬板。
  11. 如請求項10所記載的壓電揚聲器，其中前述複數個壓電元件係安裝於前述金屬板的同一面。
  12. 如請求項1或2所記載的壓電揚聲器，其中更具有：殼；以及配置於前述殼之內部的電磁揚聲器。
  13. 如請求項12所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件係配置於前述殼之內部。
  14. 如請求項13所記載的壓電揚聲器，其中前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件的安裝面為前述殼的同一面。
  15. 如請求項12所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件係配置於前述殼之外部；前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件的安裝面係前述殼的對向面。
  16. 如請求項12所記載的壓電揚聲器，其中前述金屬振動部成為前述殼的側面板或背面板。
  17. 如請求項12所記載的壓電揚聲器，其中更具有覆蓋前述殼的開口部的蓋；前述金屬振動部係經由彈性構件而被固定於前述殼或前述蓋。
  18. 如請求項12所記載的壓電揚聲器，其中前述金屬振動部係包含厚度10至300μm的金屬板。
  19. 一種壓電揚聲器，具有：框體，具有：前面板，具有放音孔；背面板，與前述前面板對向；以及前述前面板與前述背面板之間的側面板；電磁揚聲器，設置於前述框體之內部；以及壓電元件，被裝設於前述框體。
  20. 如請求項19所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件係藉由接著部而被固定於前述框體；前述接著部係彈性體。
  21. 如請求項19或20所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件係配置於前述框體的內部。
  22. 如請求項21所記載的壓電揚聲器，其中前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件之安裝面為前述框體的同一面。
  23. 如請求項19或20所記載的壓電揚聲器，其中 前述壓電元件係配置於前述框體的外部；前述電磁揚聲器之安裝面與前述壓電元件之安裝面為前述框體的對向面。
  24. 如請求項19或20所記載的壓電揚聲器，其中前述壓電元件的安裝面為金屬板。
  25. 如請求項24所記載的壓電揚聲器，其中前述金屬板係經由彈性構件而被固定於前述側面板、前述前面板、或前述背面板。
  26. 如請求項24所記載的壓電揚聲器，其中前述金屬板的厚度為10至300μm。
  27. 如請求項19或20所記載的壓電揚聲器，其中前述側面板、前述前面板、或前述背面板係成為前述壓電元件的安裝面，且含有金屬材料與樹脂材料。
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