TWI600329B - Electric audio conversion device - Google Patents

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TWI600329B
TWI600329B TW104129055A TW104129055A TWI600329B TW I600329 B TWI600329 B TW I600329B TW 104129055 A TW104129055 A TW 104129055A TW 104129055 A TW104129055 A TW 104129055A TW I600329 B TWI600329 B TW I600329B
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vibrating plate
piezoelectric
peripheral portion
casing
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Shigeo Ishii
Takashi Tomita
Fumihisa Ito
Yutaka Doshida
Yoshiyuki Watanabe
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Description

電氣音響轉換裝置
本發明係關於一種能夠應用於例如耳機或頭戴式耳機、攜帶型資訊終端等之電氣音響轉換裝置。
壓電式發聲體作為簡易之電氣音響轉換機構被廣泛使用，例如多用作如耳機或頭戴式耳機般之音響機器、進而攜帶型資訊終端之揚聲器等。壓電式發聲體典型係於振動板貼合壓電元件而構成(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-150305號公報
近年來，於耳機或頭戴式耳機等音響機器中，要求進一步提高音質。因此，於壓電式發聲體中，其電氣音響轉換功能之特性提高必不可少。例如，於播放樂曲時等，存在出現於高頻帶之聲樂之齒擦音導致音質下降之情況。於此情形時，要求具有能夠降低該齒擦音之聲壓峰值之高頻特性之電氣音響轉換功能。
鑒於如上情況，本發明之目的在於提供一種高頻特性優異之電氣音響轉換裝置。
為了達成上述目的，本發明之一形態之電氣音響轉換裝置包括壓電式發聲體、殼體、及支持構件。
上述壓電式發聲體具有：振動板，其具有周緣部；及壓電元件，其接合於上述振動板。
上述殼體收容上述壓電式發聲體。
上述支持構件由上述殼體之一部分或其他構件構成，於上述周緣部之複數個區域支持上述振動板。
於上述電氣音響轉換裝置中，振動板之周緣部由支持構件於複數個區域支持。藉此，與將振動板之周緣部整體固定於支持構件之情形時相比，於驅動壓電元件時能夠容許振動板之周緣部振動，其結果，能夠實現所需之高頻特性。
又，為了達成上述目的，本發明之另一形態之電氣音響轉換裝置包括壓電式發聲體、殼體、支持構件、及能夠彈性變形之黏著層。
上述壓電式發聲體具有：振動板，其具有周緣部；及壓電元件，其接合於上述振動板。
上述殼體收容上述壓電式發聲體。
上述支持構件由上述殼體之一部分或其他構件構成，且支持上述周緣部。
上述黏著層設置於上述周緣部與上述支持部之間。
於上述電氣音響轉換裝置中，振動板之周緣部經由能夠彈性變形之黏著層而由支持構件支持。藉此，與將振動板之周緣部整體牢固地固定於支持構件之情形時相比，於驅動壓電元件時能夠容許振動板之周緣部振動，其結果，能夠實現所需之高頻特性。
如上所述，根據本發明，能夠提供一種高頻特性優異之電氣音響轉換裝置。
1‧‧‧揚聲器單元
2‧‧‧揚聲器單元
3‧‧‧揚聲器單元
4‧‧‧揚聲器單元
5‧‧‧揚聲器單元
6‧‧‧揚聲器單元
7‧‧‧揚聲器單元
10‧‧‧壓電式發聲體
11‧‧‧振動板
12‧‧‧壓電元件
13‧‧‧支持構件
14‧‧‧振動板
20‧‧‧壓電式發聲體
23‧‧‧支持構件
25‧‧‧電磁式發聲體
26‧‧‧電路基板
30‧‧‧發聲單元
31a‧‧‧第1面
31b‧‧‧第2面
33‧‧‧支持構件
34‧‧‧黏著層
40‧‧‧外殼
41‧‧‧殼體
42‧‧‧外罩
43‧‧‧支持構件
44‧‧‧黏著層
50‧‧‧壓電式發聲體
51‧‧‧振動板
53‧‧‧支持構件
60‧‧‧壓電式發聲體
61‧‧‧振動板
73‧‧‧支持構件
74‧‧‧黏著層
100‧‧‧耳機(電氣音響轉換裝置)
110‧‧‧耳機主體
110s‧‧‧聲道
111‧‧‧(振動板之)周緣部
120‧‧‧耳承
131‧‧‧第1端部
132‧‧‧第2端部
133‧‧‧保持部
134‧‧‧環狀構件(支持構件)
200‧‧‧耳機(電氣音響轉換裝置)
230‧‧‧環狀體
231‧‧‧第1端部
232‧‧‧第2端部
233‧‧‧突起
311‧‧‧機構部
312‧‧‧基座部
312a‧‧‧腳部
330‧‧‧環狀體
331‧‧‧第1端部
332‧‧‧第1端部
333‧‧‧環狀凸部
410‧‧‧底部
411‧‧‧支持部
412‧‧‧側壁部
421‧‧‧按壓部
422‧‧‧彈性層
430‧‧‧環狀體
431‧‧‧第1端部
432‧‧‧第2端部
433‧‧‧突起
511‧‧‧突出片
511h‧‧‧切口部
530‧‧‧環狀體
531‧‧‧第1端部
532‧‧‧第2端部
533‧‧‧保持部
612‧‧‧貫通孔
730‧‧‧環狀體
731‧‧‧第1端部
732‧‧‧第2端部
A‧‧‧區域
B‧‧‧殼體
B1‧‧‧底部
B2‧‧‧聲道
B3‧‧‧柱體
C1‧‧‧配線構件
C2‧‧‧配線構件
C3‧‧‧配線構件
S1‧‧‧空隙部
S2‧‧‧空隙部
S11‧‧‧第1空間部
S12‧‧‧第2空間部
T‧‧‧通路部
U1‧‧‧電磁式發聲體
U2‧‧‧壓電式發聲體
X‧‧‧X軸方向
Y‧‧‧Y軸方向
Z‧‧‧Z軸方向
圖1係本發明之一實施形態之參考例之揚聲器單元之概略構成圖，A係側剖視圖，B係俯視圖。
圖2係表示上述參考例之揚聲器單元之頻率特性之一實驗結果。
圖3係本發明之第1實施形態之電氣音響轉換裝置中之揚聲器單元之整體立體圖。
圖4係圖3所示之揚聲器單元之分解立體圖。
圖5係表示圖3所示之揚聲器單元之頻率特性之一實驗結果。
圖6係表示圖3所示之揚聲器單元之構成之變化例之概略側剖視圖。
圖7係本發明之第2實施形態之電氣音響轉換裝置中之揚聲器單元之概略側剖視圖。
圖8係表示圖7所示之揚聲器單元之頻率特性之一實驗結果。
圖9係將圖3所示之揚聲器單元及圖7所示之揚聲器單元之頻率特性進行比較而表示之圖。
圖10係本發明之第3實施形態之電氣音響轉換裝置中之揚聲器單元之概略構成圖，A係側剖視圖，B係俯視圖。
圖11係本發明之第4實施形態之電氣音響轉換裝置中之揚聲器單元之概略構成圖，A係側剖視圖，B係俯視圖。
圖12係本發明之第5實施形態之電氣音響轉換裝置中之揚聲器單元之概略側剖視圖。
圖13係本發明之第6實施形態之電氣音響轉換裝置之概略側剖視圖。
圖14係表示圖13所示之電氣音響轉換裝置之構成之變化例之概略側剖視圖。
圖15係表示圖3所示之揚聲器單元之構成之變化例之整體立體 圖。
以下，一面參照附圖，一面對本發明之實施形態進行說明。
<基本構成(參考例)>
首先，對本實施形態之參考例之揚聲器單元之基本構成進行說明。
圖1A、B分別係概略性地表示參考例之揚聲器單元1之側剖視圖及俯視圖。圖中，X、Y、及Z軸表示相互正交之3軸方向(以下各圖中亦同樣)。
揚聲器單元1具有：壓電式發聲體10，其具有振動板11及壓電元件12；以及支持構件13，其支持壓電式發聲體10。壓電式發聲體10產生例如於8kHz附近具有聲壓峰值級之聲波，經由支持構件13被收容於耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置中之殼體(省略圖示)之內部。
振動板11由金屬(例如42合金)等導電材料或樹脂(例如液晶聚合物)等絕緣材料構成，其平面形狀形成為圓形。振動板11之外徑或厚度並無特別限定，根據播放聲波之頻帶等而適當設定，於本例中，使用直徑約12mm、厚度約0.2mm之圓盤形狀之振動板。
壓電元件12作為使振動板11振動之致動器而發揮功能。壓電元件12一體地接合於振動板11之主面。於本例中，壓電式發聲體10具有於振動板11之一主面接合有壓電元件12之單層型構造。
供接合壓電元件12之振動板11之主面可為任一面，於圖示之例中，壓電元件12接合於和與支持構件13之內部相對向之主面為相反側之主面。壓電元件12配置於振動板11之大致中央。藉此，能夠對振動板11之面內全域進行各向同性之振盪驅動。
壓電元件12之平面形狀形成為多邊形狀，於本例中設為矩形(長 方形)，但亦可為正方形或平行四邊形、梯形等其他四邊形、或者四邊形以外之多邊形、或者圓形、橢圓形、長圓形等。壓電元件12之厚度亦並無特別限定，例如設為約50μm。
壓電元件12具有將複數個壓電體層與複數個電極層交替地積層而成之構造。典型而言，壓電元件12係藉由如下方法而製作：將鋯鈦酸鉛(PZT)、含有鹼金屬之鈮氧化物等具有壓電特性之複數個陶瓷片隔著電極層相互積層之後，以特定溫度進行焙燒。各電極層之一端部被交替地引出至壓電體層之長邊方向之兩端面。於一端面露出之電極層連接於第1引出電極層，於另一端面露出之電極層連接於第2引出電極層。壓電元件12藉由對第1及第2引出電極層間施加特定之交流電壓，而以特定頻率伸縮，並且使振動板14以特定頻率振動。
支持構件13形成為環狀，於本例中，具有於Z軸方向上具有軸心之圓筒形狀。支持構件13具有第1端部131、及第1端部131之相反側之第2端部132。振動板11由設置於第1端部131之保持部133遍及全周支持其周緣部111。支持構件13由合成樹脂材料之射出成形體構成，典型而言，藉由嵌入成形將振動板11之周緣部111牢固地固定於保持部133。
圖2表示上述構成之揚聲器單元1之振盪頻率特性。圖2中，分別為橫軸表示頻率[Hz](對數標度)，左縱軸表示聲壓級(SPL：Sound Pressure Level)[dB]，右縱軸表示總諧波失真(THD：Total Harmonic Distortion)[%]。
再者，測定係按照電子資訊技術產業協會標準之頭戴式耳機及耳機(JEITA RC-8140A)，使用耳機用耦合器對特性進行評價。
如圖2所示，於參考例之揚聲器單元1中，於8kHz附近具有第1聲壓峰值，另一方面，如圖中橢圓形狀之區域A所示，於9~10kHz附近亦發現同等之第2聲壓峰值。該第2聲壓峰值一般會成為使樂曲中之 聲樂之齒擦音明顯化之主要因素，因此，較佳為儘可能地抑制該第2聲壓峰值。
另一方面，作為第2聲壓峰值出現之原因，可列舉於9~10kHz附近之揚聲器單元1之Q值(諧振之尖銳程度)相對較高。因此，認為只要能降低9~10kHz附近之揚聲器單元之Q值，便能夠使第2聲壓峰值消失。
因此，於本實施形態中，為了抑制可能於不希望之頻帶出現之聲壓峰值級，而獲得所需之高頻特性，如以下所詳細說明般，設計振動板11之支持構造。
<第1實施形態>
圖3係本發明之第1實施形態之揚聲器單元之整體立體圖，圖4係其分解立體圖。
本實施形態之揚聲器單元2具有壓電式發聲體20及支持構件23。揚聲器單元2被收容於未圖示之殼體之內部，藉此構成耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置。
壓電式發聲體20具有振動板11及壓電元件12。振動板11及壓電元件12之構成與上述參考例之電氣音響轉換裝置1中之振動板11及壓電元件12相同，因此，此處省略說明。
另一方面，支持構件23將振動板11於其周緣部111之複數個區域予以支持。支持構件23可由上述殼體之一部分構成，亦可由與上述殼體不同之構件構成。
於本實施形態中，支持構件23具有環狀體230、及支持振動板11之周緣部111之複數個突起233。支持構件23由合成樹脂材料之射出成形體構成，但並不限於此，亦可由金屬材料構成。
環狀體230由具有與振動板11大致相同之外徑之圓環狀或圓筒狀之構件構成，且具有與振動板11之周緣部111相對向之第1端部231、 及第1端部231之相反側之第2端部232。環狀體230之沿Z軸方向之厚度(高度)，只要為能夠確保可穩定地保持壓電式發聲體20之強度之大小，則無特別限定。
複數個突起233以向振動板11之周緣部111突出之方式，分別設置於環狀體230之第1端部231之端面。複數個突起233各自具有相同高度，且各自以等角度間隔或不等角度間隔構成。於本實施形態中，突起233之數量為3個，但並不限於此，亦可為4個以上。藉由設置3個以上之突起233，能夠將振動板11於XY平面內穩定地支持。
振動板11之周緣部111由複數個突起233複數個點地支持。振動板11之周緣部111係利用接著劑或黏著材料而分別接合於各突起233之上表面，但並不限於此，亦可藉由螺釘固定或斂縫固定等而接合於各突起233。
於以如上方式構成之本實施形態之揚聲器單元2中，藉由壓電元件12之驅動，使振動板11以特定之頻率振動，藉此，例如產生於8kHz附近具有聲壓峰值級之聲波。於本實施形態中，振動板11之周緣部111由支持構件23之複數個突起233支持。因此，與如上述參考例般將振動板11之周緣部111遍及全周牢固地固定之情形時相比，能夠容許周緣部111之振動，其結果，能夠實現所需之高頻特性。
圖5表示本實施形態之揚聲器單元2之振盪頻率特性。於測定時採用與參考例之頻率特性(圖2)之測定相同之方法。
如圖5所示，根據本實施形態之揚聲器單元2，能夠維持8kHz附近之聲壓峰值級，並且使原來存在於9~10kHz附近之第2聲壓峰值(參照圖2)減少或消失。認為其原因在於：因振動板11之周緣部111被支持構件23於複數個區域支持，故而與如上述參考例般將振動板11之周緣部111牢固地固定之構造相比，周緣部111之支持強度、對稱性緩和。振動板11之周緣部111之支持強度、對稱性緩和意味著周緣部111 之固定變得鬆弛，藉此，周緣部111之振動之自由度提高，其結果，諧振之Q值降低。如此，藉由以使成為目標之頻帶(於本例中為9~10kHz)之聲壓峰值減少或消失之方式使振動板11之支持構造最佳化，能夠容易地實現所需之高頻特性。
又，根據本實施形態，經確認，與參考例相比，10kHz以上之高音域之聲壓級變高。認為其原因在於：周緣部未被牢固地固定、且使對稱性較低地予以支持，藉此，壓電式發聲體之次數較高之諧振被激振。根據本發明者等人之實驗，經確認，當支持之數量少至3、5、7等且對稱性較低時，上述效果較高。
為了謀求振動板11之周緣部111之振動模式或振動方式之最佳化，亦能以彈性支持振動板11之周緣部111之方式構成。於此情形時，亦可將振動板11之周緣部111經由能夠彈性變形之黏著材料而分別接合於支持構件23之複數個突起233。或者，揚聲器單元2亦可進而具備黏著層，該黏著層被填充至形成於複數個突起233之間之空隙部(形成於環狀體230之第1端部231與振動板11之周緣部111之間之空隙部)S1(參照圖3)，且能夠彈性變形。
又，本實施形態之揚聲器單元2亦可如圖6所示般進而具備電磁式發聲體25。於此情形時，電磁式發聲體25以與壓電式發聲體20(振動板11)於Z軸方向上相對向之方式配置於支持構件23之內部。於圖6之例中，環狀體230由圓筒形狀之構件構成，於其第2端部232之內周面，接著固定電磁式發聲體25之外周面。並不限於此，電磁式發聲體25亦可由與支持構件23不同之構件支持。
電磁式發聲體25包含音圈馬達(電磁線圈)等振動體，構成為例如主要產生7kHz以下之低音域之聲波之揚聲器單元(低音揚聲器(Woofer))。相對於此，壓電式發聲體20構成為例如主要產生7kHz以上之高音域之聲波之揚聲器單元(高音揚聲器(Tweeter))。藉此，能夠 將電氣音響轉換裝置構成為具有低音域用發聲體及高音域用發聲體之混合揚聲器。
一般而言，於混合揚聲器中，已知於9~10kHz附近之高頻帶容易產生齒擦音。亦即，單獨利用高音揚聲器時不明顯之聲壓峰值於與低音揚聲器組合時變得明顯化之情況較多，這導致齒擦音變大至不能忽視之程度。針對此種混合揚聲器，本發明發揮尤其顯著之效果，藉由改良壓電式發聲體之支持構造，能夠大幅降低齒擦音。
又，於本實施形態中，形成於複數個突起233之間之空隙部S1亦可構成為供電磁式發聲體25所產生之音響通過之通路部。藉此，能夠調整由電磁式發聲體25播放之聲波之頻率特性。又，能夠謀求由壓電式發聲體20播放之高音域之特性曲線與由電磁式發聲體25播放之低音域之特性曲線之交叉部(交叉點)處之頻率特性之最佳化。
<第2實施形態>
圖7係表示本發明之第2實施形態之揚聲器單元3之構成之概略側剖視圖。以下，主要對與第1實施形態不同之構成進行說明，對與第1實施形態相同之構成，標註相同符號，並省略或簡化其說明。
本實施形態之揚聲器單元3具有壓電式發聲體20及支持構件33。揚聲器單元3被收容於未圖示之殼體之內部，藉此，構成耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置。
於本實施形態中，支持構件33將振動板11之周緣部111遍及全周彈性地支持。支持構件33可由上述殼體之一部分構成，亦可由與上述殼體不同之構件構成。
支持構件33具有環狀體330、及支持振動板11之周緣部111之環狀凸部333。支持構件33由合成樹脂材料之射出成形體構成，但並不限於此，亦可由金屬材料構成。
環狀體330由具有較振動板11之外徑大之內徑之圓環狀或圓筒狀 之構件構成，且具有與振動板11之周緣部111相對向一側之第1端部331、及第1端部331之相反側之第2端部332。
環狀凸部333以朝徑內側突出之方式設置於環狀體330之第1端部331之內周面。環狀凸部333之外徑形成為與振動板11之外徑同等以上之大小，且構成為能夠支持振動板11之周緣部111。而且，振動板11之周緣部111經由能夠彈性變形之黏著層34而接合於環狀凸部333之上表面。
黏著層34只要為於硬化後具有彈性之黏著材料，便無特別限定，典型而言，由矽酮樹脂或胺基甲酸酯樹脂等能夠彈性變形之樹脂材料構成。藉此，振動板11之周緣部111被支持構件33彈性地支持。
或者，黏著層34亦可由雙面膠帶(雙面黏著膠帶)構成。藉由以雙面膠帶構成黏著層34，而容易地控制黏著層34之厚度。
又，本實施形態之揚聲器單元3亦可進而具備電磁式發聲體25。於此情形時，電磁式發聲體25以與壓電式發聲體20(振動板11)於Z軸方向上相對向之方式配置於支持構件33之內部。於本例中，環狀體330由圓筒形狀之構件構成，於其第2端部332之內周面接著固定電磁式發聲體25之外周面。並不限於此，電磁式發聲體25亦可由與支持構件33不同之構件支持。
圖8係表示本實施形態之揚聲器單元3之振盪頻率特性之一實驗結果。於測定時採用與參考例之頻率特性(圖2)之測定相同之方法。
如圖8所示，根據本實施形態之揚聲器單元3，與第1實施形態同樣地，能夠維持8kHz附近之聲壓峰值級，並且使原來存在於9~10kHz附近之第2聲壓峰值(參照圖2)減少或消失。認為其原因在於：因振動板11之周緣部111經由黏著層34而由支持構件33彈性地支持，故而與如上述參考例般將振動板11之周緣部111牢固地固定之構造相比，周緣部111之支持強度緩和。振動板11之周緣部111之支持強度緩 和意味著周緣部111之固定變得鬆弛，藉此，周緣部111之振動之自由度提高，其結果，諧振之Q值降低。如此，藉由以使成為目標之頻帶(於本例中為9~10kHz)之聲壓峰值減少或消失之方式使振動板11之支持構造最佳化，能夠容易地實現所需之高頻特性。又，於本實施形態中，THD降低。認為其原因在於：藉由使周緣部111之支持變柔和，而抑制非線性。
黏著層34亦可包含具有均勻粒徑之球形絕緣填料。藉由以分散有此種絕緣填料之黏著材料構成黏著層34，能夠精度良好地調整黏著層34之厚度。藉此，能夠高精度地控制利用黏著層34之振動板11之振動衰減功能，從而能夠穩定地實現所需之高頻特性。
圖9係表示本實施形態之揚聲器單元3與上述第1實施形態之揚聲器單元2之高頻特性之一實驗結果。為了進行比較，將市售之耳道(canal)型耳機之高頻特性一併表示。再者，圖中，實線、虛線、及單點劃線分別表示本實施形態之揚聲器單元3、第1實施形態之揚聲器單元2及市售之耳道型耳機之高頻特性。
<第3實施形態>
圖10A、B分別係表示本發明之第3實施形態之揚聲器單元4之構成之概略側剖視圖及俯視圖。以下，主要對與第1實施形態不同之構成進行說明，對與第1實施形態相同之構成，標註相同符號，並省略或簡化其說明。
本實施形態之揚聲器單元4具有壓電式發聲體20及支持構件43。揚聲器單元4被收容於未圖示之殼體之內部，藉此，構成耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置。
於本實施形態中，支持構件43將振動板11於其周緣部111之複數個區域予以支持。支持構件43可由上述殼體之一部分構成，亦可由與上述殼體不同之構件構成。
支持構件43具有環狀體430、及支持振動板11之周緣部111之複數個突起433。支持構件43由合成樹脂材料之射出成形體構成，但並不限於此，亦可由金屬材料構成。
環狀體430由具有較振動板11之外徑大之內徑之圓環狀或圓筒狀之構件構成，且具有與振動板11之周緣部111相對向一側之第1端部431、及第1端部431之相反側之第2端部432。
複數個突起433分別以朝徑內側突出之方式設置於環狀體430之第1端部431之內周面。複數個突起433分別具有相同寬度(突出量)，且分別以等角度間隔或不等角度間隔構成。各突起433之突出量只要為能夠支持振動板11之周緣部111之大小，便無特別限定。而且，振動板11之周緣部111經由能夠彈性變形之黏著層44而接合於各突起433之上表面。黏著層44係與於第2實施形態中說明之黏著層34(參照圖7)同樣地構成。
又，本實施形態之揚聲器單元4亦可進而具備電磁式發聲體25。於此情形時，電磁式發聲體25以與壓電式發聲體20(振動板11)於Z軸方向上相對向之方式配置於支持構件43之內部。於本例中，環狀體430由圓筒形狀之構件構成，於其第2端部432之內周面接著固定電磁式發聲體25之外周面。並不限於此，電磁式發聲體25亦可由與支持構件43不同之構件支持。
於以如上方式構成之本實施形態之揚聲器單元4中，亦能夠獲得與第1及第2實施形態之揚聲器單元2、3相同之作用效果。
<第4實施形態>
圖11A、B分別係表示本發明之第4實施形態之揚聲器單元5之構成之概略側剖視圖及俯視圖。以下，主要對與第1實施形態不同之構成進行說明，對與第1實施形態相同之構成，標註相同符號，並省略或簡化其說明。
本實施形態之揚聲器單元5具有壓電式發聲體50及支持構件53。揚聲器單元5被收容於未圖示之殼體之內部，藉此構成耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置。
壓電式發聲體50具有振動板51及壓電元件12。
振動板51具有由導電材料或樹脂材料構成之大致圓盤形狀，於其周緣部設置有朝向周圍呈放射狀突出之複數個突出片511。複數個突出片511典型而言以等角度間隔形成，但並不限於此，亦能以不等間隔形成。複數個突出片511例如藉由在振動板51之周緣部設置複數個切口511h而形成。突出片511之突出量係利用切口部511h之切口深度進行調整。突出片511之數量於圖示之例中為3個，但亦可為4個以上。藉此，能夠於XY平面內穩定地支持振動板11。
另一方面，支持構件53將振動板51於其周緣部之複數個區域予以支持。支持構件53可由上述殼體之一部分構成，亦可由與上述殼體不同之構件構成。
支持構件53具有環狀體530、及保持振動板51之各突出片511之保持部533。支持構件53由合成樹脂材料之射出成形體構成，但並不限於此，亦可由金屬材料構成。
環狀體530由具有較振動板51之外徑更大之內徑之圓環狀或圓筒狀之構件構成，且具有與振動板51之周緣部相對向之側之第1端部531、及第1端部531之相反側之第2端部532。
保持部533以朝徑內側突出之方式設置於環狀體530之第1端部531之內周面。保持部531係將振動板51之各突出片511於其厚度方向上夾持之構造體，典型而言，由當嵌入成形振動板51時所形成之樹脂模塑體構成。如圖11B所示，保持部533係以如下方式構成：以切口部511h之一部分朝外部露出之方式將各突出片511之前端部局部地保持。
於以如上方式構成之本實施形態之揚聲器單元5中，因振動板51係以經由形成於其周緣部之複數個突出片511而被支持於支持構件53之方式構成，故而振動板51之周緣部之約束得以緩和。藉此，能夠獲得與第1實施形態相同之作用效果。
又，本實施形態之揚聲器單元6亦可進而具備電磁式發聲體25。於此情形時，電磁式發聲體25以與壓電式發聲體50(振動板51)於Z軸方向上相對向之方式配置於支持構件53之內部。於本例中，環狀體530由圓筒形狀之構件構成，於其第2端部532之內周面接著固定電磁式發聲體25之外周面。並不限於此，電磁式發聲體25亦可由與支持構件53不同之構件支持。
又，根據本實施形態，亦可將形成於複數個突出片511之間之空隙部S2(切口部511h)構成為使電磁式發聲體25所產生之音響通過之通路部。藉此，能夠調整由電磁式發聲體25播放之聲波之頻率特性。又，能夠謀求由壓電式發聲體50播放之高音域之特性曲線與由電磁式發聲體25播放之低音域之特性曲線之交叉部(交叉點)處之頻率特性之最佳化。
<第5實施形態>
圖12係表示本發明之第5實施形態之揚聲器單元7之構成之概略側剖視圖。以下，主要對與第1實施形態不同之構成進行說明，對與第1實施形態相同之構成，標註相同符號，並省略或簡化其說明。
本實施形態之揚聲器單元7具有壓電式發聲體20、支持構件73、及黏著層74。揚聲器單元7被收容於未圖示之殼體之內部，藉此，構成耳機或頭戴式耳機等電氣音響轉換裝置。
於本實施形態中，支持構件73將振動板11之周緣部111遍及全周彈性地支持。支持構件73可由上述殼體之一部分構成，亦可由與上述殼體不同之構件構成。
支持構件73由具有第1端部731及第2端部732之環狀體730構成。環狀體730由具有較振動板11之外徑大之內徑之圓環狀或圓筒狀之構件構成，第1端部731與振動板11之周緣部111相對向，第2端部732設置於第1端部731之相反側。支持構件73由合成樹脂材料之射出成形體構成，但並不限於此，亦可由金屬材料構成。
黏著層74由設置於振動板11之周緣部111與支持構件73之第1端部731之間之能夠彈性變形之黏著材料構成。
黏著層74只要為於硬化後具有彈性之黏著材料，便並無特別限定，典型而言，由矽酮樹脂或胺基甲酸酯樹脂等能夠彈性變形之樹脂材料構成。藉此，振動板11之周緣部111由支持構件73彈性地支持。
黏著層74亦可包含具有均勻粒徑之球形絕緣填料。藉由以分散有此種絕緣填料之黏著材料構成黏著層74，而能夠精度良好地調整黏著層74之厚度。藉此，能夠高精度地控制利用黏著層74之振動板11之振動衰減功能，從而能夠穩定地實現所需之高頻特性。
或者，黏著層74亦可由雙面膠帶(雙面黏著膠帶)構成。藉由以雙面膠帶構成黏著層74，而容易控制黏著層74之厚度。
又，本實施形態之揚聲器單元7亦可進而具備電磁式發聲體25。於此情形時，電磁式發聲體25以與壓電式發聲體20(振動板11)於Z軸方向上相對向之方式配置於支持構件73之內部。於本例中，環狀體730由圓筒形狀之構件構成，於其第2端部732之內周面接著固定電磁式發聲體25之外周面。並不限於此，電磁式發聲體25亦可由與支持構件73不同之構件支持。
於以如上方式構成之本實施形態之揚聲器單元7中，亦能夠獲得與上述第2、第3實施形態相同之作用效果。
<第6實施形態>
接下來，對本發明之第6實施形態進行說明。圖13係概略性地表 示本實施形態之作為電氣音響轉換裝置之耳機100之構成之側剖視圖。
耳機100具有耳機主體110及耳承120。耳承120安裝於耳機主體110之聲道110s，並且構成為能夠安裝於使用者之耳朵。
耳機主體110具有發聲單元30、及收容發聲單元30之外殼40。
發聲單元30具有電磁式發聲體25及壓電式發聲體50。外殼40具有殼體41及外罩42。
殼體41具有有底之圓筒形狀，典型而言，由塑膠之射出成形體構成。殼體41具有收容發聲單元30之內部空間，於其底部410設置有與上述內部空間連通之聲道110s。
殼體41具有：支持部411，其支持壓電式發聲體50；及側壁部412，其包圍發聲單元30之周圍。支持部411及側壁部412均形成為環狀，支持部411係以自側壁部412之底部附近朝內側突出之方式設置。支持部411係以與XY平面平行之平面形成，經由與殼體41不同之構件所構成之環狀構件134間接地支持壓電式發聲體50之周緣部。
電磁式發聲體25由作為播放低音域之低音揚聲器(Woofer)而發揮功能之揚聲器單元構成。於本實施形態中，由主要產生例如7kHz以下之聲波之電動揚聲器構成，且具有：機構部311，其包含音圈馬達(電磁線圈)等振動體；及基座部312，其將機構部311能夠振動地支持。基座部312形成為具有與殼體41之側壁部412之內徑大致相同之外徑之大致圓盤形狀。
電磁式發聲體31具有大致圓盤形狀，該大致圓盤形狀具有與壓電式發聲體50相對向之第1面31a、及該第1面31a之相反側之第2面31b。於第1面31a之周緣部設置有腳部312a，該腳部312a能夠與支持壓電式發聲體50之周緣部之環狀構件134接觸地與其相對向。腳部312a形成為環狀，但並不限於此，亦可由複數個柱體構成。
第2面31b形成於設置於基座部312之上表面中央部之圓盤狀之隆起部之表面。於第2面31b固定有構成發聲單元30之電路之電路基板26。於電路基板26之表面，設置有與各種配線構件連接之複數個端子部。連接於電路基板26之各端子部之配線構件包含：配線構件C1，其輸入自未圖示之播放裝置發送之播放信號；配線構件C2，其連接於電磁式發聲體25之輸入端子；及配線構件C3，其連接於壓電式發聲體50。
壓電式發聲體50構成作為播放高音域之高音揚聲器(Tweeter)而發揮功能之揚聲器單元。於本實施形態中，以例如主要產生7kHz以上之聲波之方式設定壓電式發聲體50之振盪頻率。壓電式發聲體50具有振動板51及壓電元件12。振動板51具有自其周緣部沿徑向突出之複數個突出片511，該等突出片511由環狀構件134支持。環狀構件134配置於殼體41之支持部411與振動板321之周緣部321c之間。環狀構件134之外徑形成為與殼體41之側壁部412之內徑大致相同。
即，壓電式發聲體50與於上述第4實施形態中所說明之壓電式發聲體同樣地構成，環狀構件134相當於該第4實施形態中之支持構件53。
如圖13所示，殼體41之內部空間由壓電式發聲體50劃分成第1空間部S11與第2空間部S12。第1空間部S11係收容電磁式發聲體25之空間部，形成於電磁式發聲體25與壓電式發聲體50之間。第2空間部S12係連通於聲道110s之空間部，形成於壓電式發聲體50與殼體41之底部410之間。
外罩42以封閉殼體41之內部之方式固定於側壁部412之上端。於外罩42之特定位置，設置有用以將配線構件C1朝未圖示之播放裝置導出之饋通件。於外罩42之內部上表面，具有將電磁式發聲體25朝向環狀構件134按壓之按壓部421。外罩42之按壓部421形成為環狀，其 前端部經由彈性層422與電磁式發聲體25之上表面接觸。藉此，電磁式發聲體25遍及環狀構件134之全周以均勻之力被按壓，從而能夠於殼體41之內部精確地定位發聲單元30。
繼而，對以如上方式構成之本實施形態之耳機100之典型動作進行說明。
於本實施形態之耳機100中，經由配線構件C1，對發聲單元30之電路基板26輸入播放信號。播放信號經由電路基板26及配線構件C2、C3分別被輸入至電磁式發聲體25及壓電式發聲體50。藉此，驅動電磁式發聲體25，主要產生7kHz以下之低音域之聲波。另一方面，於壓電式發聲體50中，藉由壓電元件12之伸縮動作使振動板51振動，主要產生7kHz以上之高溫域之聲波。所產生之各頻帶之聲波經由聲道110s而傳遞至使用者之耳朵。如此，耳機100作為具有低音域用發聲體及高音域用發聲體之混合揚聲器而發揮功能。
此處，已知於混合揚聲器中，於9~10kHz附近之高頻帶容易產生齒擦音。亦即，單獨利用高音揚聲器時不會出現之聲壓峰值於與低音揚聲器組合時明顯化之情況較多，這導致齒擦音變大至不能忽視之程度。
因此，於本實施形態中，構成為高音揚聲器之壓電式發聲體50之振動板51於其周緣部511之複數個區域(突出片511)被支持(參照圖11A、B)。藉此，如上所述，能夠改善壓電式發電體50之高頻特性，因此，能夠維持所需之聲壓級，並且抑制齒擦音之產生，從而產生高音質之播放聲波。進而，能夠提高10kHz以上之高音域之聲壓級，因此，能夠謀求音質之進一步提高。
又，根據本實施形態，使形成於振動板51之複數個突出片511之間之空隙部S2作為使電磁式發聲體25所產生之音響通過之通路部而發揮功能(參照圖13)。藉此，能夠調整由電磁式發聲體25播放之聲波之 頻率特性。又，能夠謀求由壓電式發聲體50播放之高音域之特性曲線與由電磁式發聲體25播放之低音域之特性曲線之交叉部(交叉點)處之頻率特性之最佳化。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不僅限定於上述實施形態，當然能夠施加各種變更。
例如於以上之第6實施形態中，支持壓電式發聲體50之環狀構件134由與殼體41不同之構件構成，但亦可構成為殼體41之一部分。
例如於圖14中模式性地表示之電氣音響轉換裝置200係以如下方式構成：於殼體B之內部分別收容有電磁式發聲體U1及壓電式發聲體U2，於各發聲體U1、U2中產生之聲波分別被引導至形成於殼體B之底部B1之聲道B2。而且，電氣音響轉換裝置200係以如下方式構成：構成壓電子發聲體U2之振動板之周緣部之複數個區域分別由形成於殼體B之底部B1之複數個柱體B3支持。
於圖14所示之電氣音響轉換裝置200中，複數個柱體B3構成為殼體B之一部分，上述振動板之周緣部經由例如接著劑或能夠彈性變形之黏著材料而接合於各柱體B3之上表面。於此情形時，各柱體B3分別相當於例如第1實施形態中所說明之支持構件23中之複數個突起233。
又，於電氣音響轉換裝置200中，壓電式發聲體U2形成為較殼體B之側壁部之內徑小。因此，於電磁式發聲體U1中產生之低音域之聲波通過由壓電式發聲體U2與殼體B之側壁部之間之環狀之空間部和形成於複數個柱體B3之間之空間部形成之通路部T，被導向聲道B2。
進而，供自電磁式發聲體產生之音響通過之通路部亦可設置於壓電式發聲體之振動板。例如圖15所示之揚聲器單元6中之壓電式發聲體60具備於壓電元件12之周圍形成有複數個圓形貫通孔612之振動板61。其他構成與參照圖3、4及6所說明之第1實施形態之揚聲器單元 2之構成相同，因此省略說明。
於圖15中，未圖示之電磁式發聲體係與振動板61相對向地配置(參照圖6)。因此，自該電磁式發聲體產生之聲波通過形成於振動板61之複數個貫通孔612。又，亦可使形成於支持振動板61之周緣部之複數個突起233之間之空隙部S1亦作為上述聲波之通路部而發揮功能。進而，雖然未圖示，但亦可藉由在振動板之周緣部形成特定形狀之切口而構成上述通路部，而不形成貫通孔612。上述切口可為單個，亦可為複數個，於存在複數個上述切口之情形時，各個切口之形狀可相同，亦可不同。以此方式於圓形之周緣部局部地形成有切口(通路部)之振動板亦設為包含於「圓盤形狀之振動板」中。
而且，於以上之第6實施形態中，於殼體41之支持部411設置有壓電發聲體50，但亦可不如此，而例如於支持部411之上表面經由黏著層接合振動板之周緣部。於此情形時，電磁式發聲體25之基座部312之腳部312a可與上述振動板之周緣部接觸，亦可不與其接觸。

Claims (9)

  1. 一種電氣音響轉換裝置，其包括：壓電式發聲體，其具有：振動板，其具有周緣部；及壓電元件，其接合於上述振動板；殼體，其收容上述壓電式發聲體；支持構件，其由上述殼體之一部分或其他構件構成，於上述周緣部之複數個區域支持上述振動板；及電磁式發聲體，其收容於上述殼體之內部；且上述支持構件具有支持上述振動板之上述周緣部之複數個突起；上述複數個突起之間之空隙部構成為供上述電磁式發聲體所產生之音響通過之通路部。
  2. 如請求項1之電氣音響轉換裝置，其中上述複數個突起朝向上述振動板之上述周緣部突出。
  3. 如請求項2之電氣音響轉換裝置，其進而具備填充於上述複數個突起之間之空隙部且能夠彈性變形之黏著層。
  4. 如請求項1之電氣音響轉換裝置，其中上述振動板具有圓盤形狀，且上述支持構件進而具有環狀體，該環狀體設置有上述複數個突起，且與上述振動板之上述周緣部相對向。
  5. 如請求項1之電氣音響轉換裝置，其中上述振動板之上述周緣部之複數個區域包含複數個突出片，上述複數個突出片朝向上述振動板之周圍呈放射狀突出。
  6. 如請求項5之電氣音響轉換裝置，其 進而具備收容於上述殼體之內部之電磁式發聲體，且上述複數個突出片之間之空隙部構成為供上述電磁式發聲體所產生之音響通過之通路部。
  7. 如請求項1至6中任一項之電氣音響轉換裝置，其中上述複數個區域至少為3個區域。
  8. 一種電氣音響轉換裝置，其包括：壓電式發聲體，其具有：振動板，其具有周緣部；壓電元件，其接合於上述振動板；及貫通孔，其設置於上述振動板上之上述壓電元件與上述周緣部之間之區域；殼體，其收容上述壓電式發聲體；電磁式發聲體，其收容於上述殼體之內部，且具有振動體；及支持構件，其由上述殼體之一部分或其他構件構成，於上述周緣部之複數個區域支持上述振動板。
  9. 一種電氣音響轉換裝置，其包括：壓電式發聲體，其具有：振動板，其具有周緣部；及壓電元件，其接合於上述振動板；殼體，其收容上述壓電式發聲體；電磁式發聲體，其收容於上述殼體之內部，且具有振動體；及支持構件，其具有於上述周緣部之複數個區域支持上述振動板之第1端部、及支持上述電磁式發聲體之第2端部，且收容於上述殼體之內部。
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