WO2016067707A1 - 発音装置 - Google Patents

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top plate
case
duct
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山内　政和
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株式会社村田製作所
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    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Definitions

  • the present invention relates to a sound generating device used to notify a sound.
  • various sound generators are used for applications such as notification of the end of measurement by a measuring instrument and a buzzer.
  • a piezoelectric diaphragm is held in a case having an opening opened upward. The opening is sealed with a lid plate.
  • a bottom plate is provided below the piezoelectric diaphragm. Acoustic spaces are formed above and below the piezoelectric diaphragm.
  • the sound emission hole is formed in the said cover plate, or the sound emission hole is formed in the case side wall.
  • a sound emitting hole is provided on the side wall of the case.
  • a duct-shaped sound emitting tube is formed in the case. This sound emitting tube is formed integrally with the case.
  • An object of the present invention is to provide a sound producing device that can sufficiently increase the sound pressure even when there is an obstacle in front of the top board, and can reduce the directivity of the emitted sound.
  • a sound producing device includes a case having a top plate and a side wall extending away from the outer edge of the top plate with respect to the top plate, and a support member provided on an inner surface of the side wall of the case.
  • a diaphragm fixed to the inner surface of the side wall via the support member, and an air chamber surrounded by the top plate, the diaphragm, and a part of the side wall is configured,
  • a sound emitting hole that communicates the air chamber and the outside is formed, and the opening to the outside of the sound emitting hole is provided so as to straddle a plurality of surfaces of the case.
  • the sound generator further includes a duct provided in the air chamber, and the duct constitutes the sound emitting hole.
  • the sound pressure can be further increased.
  • the duct is extended in a direction along the side wall of the case.
  • a part of the duct protrudes outward from the side surface of the case.
  • the duct is provided in a direction along the top plate of the case.
  • a part of the duct projects outward from the top plate of the case.
  • the opening of the sound emitting hole is provided so as to straddle the top plate and the side wall.
  • the diaphragm is a piezoelectric diaphragm that bends and vibrates.
  • a sound having a desired frequency can be emitted.
  • an end of the side wall opposite to the top plate is opened, and a notch is provided at the end of the side wall.
  • the second acoustic space can be formed between the diaphragm and the mounting substrate by fixing the side wall to the mounting substrate from the opposite end side. Therefore, the sound pressure can be further increased.
  • a bottom plate attached to the side wall is provided at a position opposite to the top plate of the diaphragm.
  • the top plate has a rectangular shape in a plan view, and the side wall includes first to fourth side wall portions that are continuous with the top plate.
  • the top plate has a circular shape in a plan view, and the side wall is a cylindrical side wall.
  • the sound pressure can be sufficiently increased, the structure can be simplified, and the directivity of the emitted sound can be reduced.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a sound producing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the sound producing device according to the first embodiment of the present invention as seen from below.
  • FIG. 3 is a perspective view of the sound producing device according to the first embodiment of the present invention as seen from below.
  • FIG. 4 is a perspective view of the sound producing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5A and 5B are a perspective view of a sound producing device according to a second embodiment of the present invention and a schematic partial cutaway for explaining a structure in which the sound producing device is mounted on a device. It is front sectional drawing.
  • FIG. 6A and 6B are a perspective view of a sounding device according to a third embodiment of the present invention and a schematic partial cutout for explaining a structure in which the sounding device is mounted on a device. It is front sectional drawing.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the frequency and the sound pressure when the step size of the sound emitting hole opening is changed in the sound producing device of the second embodiment.
  • FIG. 8 shows the relationship between the frequency and the sound pressure when a shielding object is placed in front of the top board and the step size of the sound emission hole opening is changed in the sound producing device of the second embodiment.
  • FIG. 9 shows the size of the step of the sound emitting hole opening and the sound at 2 kHz when the shielding object is present in front of the top board and when the shielding object is not present in the sound generating device of the second embodiment. It is a figure which shows the relationship with a pressure.
  • FIG. 10 is a schematic front sectional view of a sound producing device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic front sectional view of a sound producing device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a sound producing device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a sound producing device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic front sectional view of a sound producing device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic front sectional view of a sound producing device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a sound producing
  • FIG. 14 is a bottom view of the sound producing device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a bottom view of the sound producing device according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a bottom view of the sound producing device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a sound producing device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view seen from below
  • FIG. 3 is a perspective view seen from below
  • FIG. 4 is a perspective view of the sound producing device of the first embodiment.
  • the sounding device 1 has a case 2.
  • Case 2 is made of an appropriate metal or synthetic resin.
  • the case 2 has a top plate 3 and a side wall 4 composed of first to fourth side wall portions 4a to 4d that are extended away from the outer edge of the top plate 3 with respect to the top plate 3. That is, the top plate 3 has a rectangular planar shape in plan view. Therefore, first to fourth side wall portions 4a to 4d are provided so as to extend downward from the respective sides of the rectangle. Step portions 4x are respectively provided below the first to fourth side wall portions 4a to 4d. In the stepped portion 4x, the support member 5 is attached to the inner surfaces of the first to fourth side wall portions 4a to 4d.
  • the support member 5 has a circular opening at the center, and a piezoelectric diaphragm 6 as a diaphragm is attached so as to close the opening.
  • the piezoelectric diaphragm 6 is made of a known piezoelectric vibration element, and is configured to vibrate in a bending mode in this embodiment.
  • the support member 5 is made of synthetic resin or metal.
  • a portion surrounded by the piezoelectric diaphragm 6 integrated with the support member 5, the top plate 3, and the first to fourth side wall portions 4a to 4d constitutes an air chamber 7 as one acoustic space. ing.
  • the first to fourth side wall portions 4 a to 4 d are opened below the piezoelectric diaphragm 6. Therefore, the sound generator 1 does not have a bottom plate.
  • a duct 13 connected to the air chamber 7 is provided.
  • the duct 13 is formed of a cylindrical body and is provided integrally with the case 2.
  • Duct 13 is provided so that a part may protrude outside from the 2nd side wall part 4b.
  • the piezoelectric diaphragm 6 integrated with the support member 5 is placed on the stepped portion 4x with the case 2 turned upside down. Thereafter, elastic support members 8a and 8b made of rubber and the like and conductive adhesives 9a and 9b are used to electrically connect the piezoelectric diaphragm 6 to an external terminal (not shown) and to fix the support member 5 to the case 2. To do.
  • temporary tacking adhesives 10 a and 10 b are applied onto the support member 5.
  • a frame-shaped elastic sealing material 11 is fixed on the outer peripheral edge of the support member 5, whereby the support member 5 integrated with the piezoelectric diaphragm 6 is elastically sealed with the step portion 4 x of the case 2.
  • the material 11 is sandwiched and fixed.
  • the feature of this embodiment is that the opening 12a of the sound emitting hole 12 is provided on the top plate 3 and the second side wall 4b of the case 2 so as to straddle a plurality of surfaces.
  • the opening 12a of the sound emitting hole 12 is provided so as to straddle the top plate 3 and the second side wall 4b, the sound pressure can be increased. This will be described more specifically with reference to FIG.
  • the opening 12 a of the sound emission hole 12 is a boundary portion in contact with the outside of the sound emission hole 12.
  • the opening 12 a has a part in which a part of the top plate 3 is cut out and a part in which a part of the second side wall part 4 b is cut out. Therefore, not only the sound is emitted toward the top of the top plate 3 as shown by the arrow A in FIG. 1, but also the sound is emitted in a direction substantially parallel to the top plate 3 as shown by the arrow B. Radiated.
  • the duct 13 is provided as described above, the sound pressure can be further increased.
  • the directivity can be reduced in the sound producing device 1.
  • the duct 13 may be formed integrally with the case 2 having the sound emitting hole 12, so that the sound pressure can be sufficiently increased with a relatively simple structure without increasing the number of parts. Can do.
  • notches 4a1 to 4d1 opened downward are provided in the center of the lower ends of the first to fourth side walls 4a to 4d. Therefore, similarly to the case of FIG. 5B of the second embodiment to be described later, when mounted on the case substrate or the mounting substrate, the notches 4a1 to 4d1 function as sound emitting holes. Therefore, the second air chamber can be formed on the opposite side of the piezoelectric diaphragm 6 from the air chamber 7 to further increase the sound pressure.
  • a resin is preferably used as a material constituting the case 2.
  • the case 2 containing metal particles can be easily formed by a molding method such as insert molding.
  • a resin syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), liquid crystal polymer (LCP), or the like can be used.
  • an adhesive having appropriate elasticity can be used as the elastic support members 8a and 8b.
  • an adhesive having appropriate elasticity
  • a urethane-based adhesive or the like can be suitably used.
  • conductive adhesives 9a and 9b appropriate conductive adhesives can be used.
  • a silicone-based adhesive or the like can be suitably used in order to suppress damping.
  • the piezoelectric diaphragm 6 can be constituted by an appropriate piezoelectric diaphragm that vibrates in a bending mode.
  • a piezoelectric element in which an electrode is formed on one surface of the metal plate or both main surfaces, or an electrode is formed on the surface opposite to the metal plate may be bonded.
  • an element made of an appropriate piezoelectric material such as an element using piezoelectric ceramics can be used.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are a perspective view of a sound producing device according to a second embodiment of the present invention and a schematic partial cutaway front sectional view showing a structure in which the sound producing device is mounted on a device. is there.
  • the sound producing device 21 has a case 22.
  • the case 22 has a top plate 23 and first to fourth side wall portions 24a to 24d.
  • the case 22 is provided so that the duct 25 uses the second side wall portion 24b and does not protrude outside the second side wall portion 24b.
  • the duct 25 which is a cylindrical body has a rectangular tube shape, and one surface of the rectangular tube is configured by the second side wall portion 24b.
  • the opening 26a of the sound emission hole 26 is provided so as to straddle the top plate 23 of the case 22 and the second side wall 24b. As shown in FIGS. 5A and 5B, the opening 26a is formed by notching part of the top plate 23 and notching the upper end part of the second side wall part 24b.
  • FIG. 5B when mounted on the device 31 having the mounting substrate 33 and the case wall 32, sound is emitted in the direction indicated by the arrow A and the direction indicated by the arrow B. As indicated by an arrow B, sound is also radiated from the side of the case 22 where the second side wall 24b is cut out. Therefore, even if the case wall 32 exists as an obstacle in front of the top plate 23, a large sound pressure can be obtained as in the first embodiment.
  • notches 24b1 and 24c1 are provided at the center of the lower ends of the second and third side wall portions 24b and 24c.
  • the first and fourth side walls 24a and 24d are also provided with similar notches 24a1 and 24d1.
  • the first to fourth side wall portions 24 a to 24 d are in contact with the mounting substrate 33, and the sounding device 21 is fixed to the mounting substrate 33. Therefore, in the structure shown in FIG. 5B, not only the air chamber 7 constitutes the first acoustic space, but also the piezoelectric diaphragm 6, the mounting substrate 33, and the first to third parts below the piezoelectric diaphragm 6. A second air chamber 7A surrounded by the lower portions of the fourth side wall portions 24a to 24d is formed. Therefore, in the present embodiment, not only the sound can be taken out from the sound emission hole 26, but also the sound pressure resonated in the second air chamber 7A can be taken out from the notches 24a1, 24b1, 24c1, and 24d1. Therefore, according to the mounting structure shown in FIG. 5B, the sound pressure of a desired frequency can be increased or the sound quality can be improved using the second air chamber.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are a perspective view of a sound producing device according to a third embodiment of the present invention and a schematic partial cutaway front sectional view showing a state in which the sound producing device is mounted on a device. .
  • the air chamber 7 is configured in the same manner as the sound producing device of the first embodiment. However, in the sound generation device 41, no duct is provided, and the air chamber 7 is directly connected to the sound emission hole 45. Also in the present embodiment, the opening 45a of the sound emission hole 45 is provided so as to straddle the top plate 43 and the second side wall 44b. More specifically, in the top plate 43, the opening 45a of the sound emitting hole 45 reaches the top plate 43 side by cutting out by the thickness of the second side wall portion 44b, and the second side wall. By cutting out a part of the portion 44b from the upper end, the second side wall portion 44b is also reached.
  • the sound generation device 41 is configured in the same manner as the sound generation devices 1 and 21 except for the above points. Therefore, description of other parts is omitted by using the description of the first and second embodiments.
  • the second air chamber 7A is provided between the piezoelectric diaphragm 6 and the mounting substrate 33.
  • the sound pressure generated in the second air chamber 7A can be extracted from the notches 44a1 to 44d1. Therefore, even in the sound generator 41, a much larger sound pressure can be obtained.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the frequency and the sound pressure when the step X in the opening 26a of the sound emitting hole 26 is changed in the sound producing device 21 of the second embodiment.
  • the step X is set to 0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, or 2.0 mm without arranging a shielding object in front of the sound producing device 21.
  • the structure in which the step X is 0 mm does not correspond to the embodiment, and the opening 26 a of the sound emission hole 26 is open only in the top plate 23.
  • FIG. 8 shows the frequency and sound when a plate-shaped shield larger than the top plate 23 is arranged at a distance of 0.5 mm in front of the top plate 23 as shown in FIG. It is a figure which shows the relationship with a pressure.
  • FIG. 8 also shows the results when the level difference X is 0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, or 2.0 mm.
  • FIG. 9 shows the results of FIGS. 7 and 8 in relation to the size of the step and the sound pressure at 2 kHz.
  • the solid line in FIG. 9 indicates the result when there is a shield, and the broken line indicates the result when there is no shield.
  • the sound pressure is greatly reduced when the step is 0 mm compared to when there is no shield.
  • the step is 0.5 mm or more, the decrease in sound pressure is suppressed, and more preferably, when the step is 1.0 mm or more, the decrease in sound pressure can be more effectively suppressed. It can also be seen that the effect of suppressing the decrease in sound pressure is saturated even when the step X exceeds 1.0 mm.
  • the dimension of the step X is preferably 1.0 mm or more. Therefore, there is a shielding object in the front by making the step X of the opening 26a sufficiently large, that is, by forming the opening 26a so as to straddle the top plate 23 and the second side wall 24b. It can be seen that sufficient sound pressure can be obtained even when
  • FIGS. 10 and 11 are schematic front cross-sectional views of the sounding devices according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.
  • the ducts 13 and 25 are provided so as to extend in the vertical direction perpendicular to the top plates 3 and 23 along the second side wall portions 4b and 24b. It was done.
  • a cylindrical duct 53 may be provided along the top plate 3 of the case 2 like the sound generation devices 51 and 52 shown in the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 10 and 11.
  • the cylindrical duct 53 does not protrude above the top plate 3, and a part of the top plate 3 constitutes a part of the duct 53.
  • the duct 53 is provided so that a part thereof protrudes above the top plate 3.
  • the duct 53 along the top plate 3 may protrude from a part of the top plate 3.
  • Other configurations of the sound generation devices 51 and 52 can be configured in the same manner as in the first and second embodiments described above.
  • the duct 53 connected to the air chamber 7 may be extended in a direction along the top plate 3, that is, in a direction parallel to the main surface of the piezoelectric diaphragm 6. Even in this case, the opening 54a of the sound emitting hole 54 formed in the duct 53 is formed so as to straddle the top plate 3 and the second side wall 4b. Accordingly, the same effects as the sounding device 1 of the first embodiment and the sounding device 21 of the second embodiment are exhibited.
  • the sound emission hole 62 is formed by the duct 63.
  • the opening part 62a of the sound emission hole 62 is formed so that the top plate 3 and the 2nd, 3rd side wall part 4b, 4c may be straddled. That is, as is apparent from FIG. 12, the opening 62a is formed so as to cut out a part of the top plate 3 and cut out a part of the second and third side wall parts 4b, 4c. Therefore, in the corner portion of the top plate 3, an opening 62a that extends over the three surfaces is formed.
  • the opening part of the sound emission hole in this invention may be provided so that it may straddle 3 or more surfaces.
  • the sound generating device 61 is otherwise similar in structure to the sound generating device 21, the same effects as the sound generating device 21 are achieved.
  • the opening 62a extends over three surfaces, it is possible to emit a sound over a wider range, and it is possible to extract a larger sound pressure even if there is a shield in front. .
  • FIG. 13 is a perspective view of the sound producing device according to the seventh embodiment.
  • the case 72 has a disk-shaped top plate 73 having a circular shape in plan view. Side walls 74 are provided so as to be away from the outer edge of the top plate 73.
  • the side wall 74 has a cylindrical shape.
  • the case 72 may have a cylindrical shape whose one opening is closed by the top plate 73.
  • the opening 75a of the sound emitting hole 75 is provided so as to straddle the side wall 74 from the top plate 73. Therefore, the same operational effects as the sounding devices of the first embodiment and the second embodiment can be obtained.
  • the plurality of notches 74a and 74a shown in FIG. 13 are released from the second air chamber below the piezoelectric diaphragm 6 in the same manner as the notches 4a1 to 4d1 and the notches 24a1 and 24b1. A sound hole is formed.
  • FIG. 14 to 16 are bottom views of the sounding devices according to the eighth to tenth embodiments of the present invention.
  • the planar shape of the opening below the first to fourth side walls 4a to 4d of the case 2 is rectangular as in the sound generating device 81 shown in FIG. 14, the circular piezoelectric diaphragm 6 is attached to the outer peripheral edge.
  • a structure supported by a support member 82 having a rectangular shape may be used.
  • the rectangular piezoelectric diaphragm 6A is attached to the support member 84. May be fixed to the case 2.
  • the disk-shaped piezoelectric diaphragm 6 may be supported and fixed by a support member 86 having a circular outer periphery in a case 2A having a cylindrical side wall. .
  • the planar shape of the sidewall, the planar shape of the piezoelectric diaphragm supported by the sidewall, and the planar shape of the support member can be variously modified.
  • the piezoelectric diaphragm is shown as the diaphragm, but the diaphragm is not limited to the piezoelectric diaphragm in the present invention.
  • a diaphragm driven by an electromagnetic coil may be used.

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Abstract

　天板の前方に障害物があったとしても、音圧を十分に高めることができ、放たれる音の指向性を和らげることができる発音装置を提供する。　ケース２と、支持部材を介してケース２の第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの内面に振動板６が固定されている発音装置１。天板３と、振動板６と、第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの一部とにより囲まれた気室７が構成されている。気室７と外部とを連通している放音孔１２が設けられており、放音孔１２の外部への開口部１２ａがケース２の複数の面に跨るように設けられている。

Description

発音装置
　本発明は、音を報知するのに用いられる発音装置に関する。
　従来、測定器の測定終了を報知する用途やブザーなどに、様々な発音装置が用いられている。例えば、下記の特許文献１に記載の発音装置では、上方に開いた開口を有するケース内に圧電振動板が保持されている。開口が蓋板により封止されている。また、圧電振動板の下方には、底板が設けられている。圧電振動板の上下に、音響空間が形成されている。そして、上記蓋板に放音孔が形成されたり、あるいはケース側壁に放音孔が形成されたりしている。
　他方、下記の特許文献２に記載の発音装置では、ケースの側壁に放音孔が設けられている。また、ケース内には、ダクト状の放音管が形成されている。この放音管は、ケースと一体に形成されている。
特開２００１－１９９３０５号公報 特開２００４－３２８１８９号公報
　近年、発音装置が搭載される測定器などの小型化が進んでいる。そのため、発音装置が実装される空間が狭くなってきている。特許文献１に記載の発音装置においては、蓋板や天板に放音孔が設けられることが多い。そのため、蓋板や天板の近くに測定器等のケースの内壁が存在していると、空気抵抗の増加等により、音圧が低下するという問題があった。
　他方、側面に放音孔が設けられている場合には、天板上の空間が狭かったとしても、音圧の低下は生じ難い。しかしながら、放音孔がケース側壁に向かう方向に長くなるため、やはり十分な音圧を得ることができない。
　特許文献２に記載のダクト状の放音管を設ければ、音圧を高めることができる。しかしながら、構造が煩雑となったり、２つのケース部品を必要としたりすることとなる。また、ケース側方へ音を放音する構成では、ケース前方に音が伝わり難い。すなわち、指向性が強くなるという問題もあった。
　本発明の目的は、天板の前方に障害物があったとしても、音圧を十分に高めることができ、放たれる音の指向性を和らげることができる発音装置を提供することにある。
　本発明に係る発音装置は、天板と、上記天板の外縁から上記天板に対して遠ざかるように延ばされた側壁とを有するケースと、上記ケースの側壁内面に設けられた支持部材と、上記支持部材を介して、上記側壁内面に固定されている振動板とを備え、上記天板と、上記振動板と、上記側壁の一部とにより囲まれた気室が構成されており、上記ケースにおいて、上記気室と外部とを連通している放音孔が形成されており、該放音孔の外部への開口部が上記ケースの複数の面に跨るように設けられている。
　本発明に係る発音装置のある特定の局面では、上記気室内に設けられたダクトをさらに備え、該ダクトが上記放音孔を構成している。この場合には、音圧をより一層高めることができる。
　本発明に係る発音装置の他の特定の局面では、上記ダクトが、上記ケースの上記側壁に沿う方向に延ばされている。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記ダクトの一部が、上記ケースの上記側面から外側に突出している。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記ダクトが、上記ケースの上記天板に沿う方向に設けられている。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記ダクトの一部が、上記ケースの上記天板よりも外側に突出している。
　本発明に係る発音装置のさらに別の特定の局面では、上記放音孔の開口部が、上記天板と、上記側壁とに跨るように設けられている。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記振動板が、屈曲振動する圧電振動板である。この場合には、圧電振動板の構造を工夫することにより、所望の周波数の音を放音させることができる。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記側壁の上記天板とは反対側の端部が開口されており、上記側壁の上記端部に切欠き部が設けられている。この場合には、側壁の対向されている端部側から実装基板に固定することにより、振動板と実装基板との間に第２の音響空間を形成することができる。従って、音圧をより一層高めることができる。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記ケースにおいて、上記振動板の上記天板とは反対側の位置に上記側壁に取り付けられた底板が設けられている。
　本発明に係る発音装置の別の特定の局面では、上記天板が、平面視において矩形の形状を有し、上記側壁が上記天板に連なる第１～第４の側壁部を有する。
　本発明に係る発音装置のさらに他の特定の局面では、上記天板が、平面視において円形の形状を有し、上記側壁が、円筒状側壁である。
　本発明に係る発音装置によれば、音圧を十分に高めることができ、構造の簡略化を図ることができ、さらに放たれる音の指向性を和らげることが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発音装置の正面断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る発音装置の下方から見た分解斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る発音装置の下方から見た斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る発音装置の斜視図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る発音装置の斜視図及び該発音装置が機器に搭載されている構造を説明するための模式的部分切欠き正面断面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る発音装置の斜視図及び該発音装置が機器に搭載されている構造を説明するための模式的部分切欠き正面断面図である。 図７は、第２の実施形態の発音装置において、放音孔開口部の段差の大きさを変化させた場合の周波数と音圧との関係を示す図である。 図８は、第２の実施形態の発音装置において、天板の前方に遮蔽物を配置し、放音孔開口部の段差の大きさを変化させた場合の周波数と音圧との関係を示す図である。 図９は、第２の実施形態の発音装置において、天板の前方に遮蔽物が存在している場合と存在していない場合とにおける、放音孔開口部の段差の大きさと、２ｋＨｚにおける音圧との関係を示す図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態に係る発音装置の略図的正面断面図である。 図１１は、本発明の第５の実施形態に係る発音装置の略図的正面断面図である。 図１２は、本発明の第６の実施形態に係る発音装置の斜視図である。 図１３は、本発明の第７の実施形態に係る発音装置の斜視図である。 図１４は、本発明の第８の実施形態に係る発音装置の底面図である。 図１５は、本発明の第９の実施形態に係る発音装置の底面図である。 図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る発音装置の底面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態の発音装置の正面断面図であり、図２は、その下方から見た分解斜視図であり、図３は、その下方から見た斜視図であり、図４は、第１の実施形態の発音装置の斜視図である。
　発音装置１は、ケース２を有する。ケース２は、適宜の金属もしくは合成樹脂などからなる。
　ケース２は、天板３と、天板３の外縁から天板３に対して遠ざかるように延ばされた第１～第４の側壁部４ａ～４ｄからなる側壁４とを有する。すなわち、天板３は、平面視において、矩形の平面形状を有する。そのため、矩形の各辺から下方に延びるように、第１～第４の側壁部４ａ～４ｄが設けられている。第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの下方には、段差部４ｘがそれぞれ設けられている。この段差部４ｘにおいて、第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの内面に、支持部材５が取り付けられている。また、支持部材５は、中央に円形の開口部を有し、振動板としての圧電振動板６が該開口部を閉じるように取り付けられている。
　圧電振動板６は、周知の圧電振動素子からなり、本実施形態では屈曲モードで振動されるように構成されている。支持部材５は、合成樹脂または金属等からなる。
　上記支持部材５と一体化された圧電振動板６と、天板３と、第１～第４の側壁部４ａ～４ｄで囲まれた部分が、１つの音響空間としての気室７を構成している。
　第１～第４の側壁部４ａ～４ｄは、圧電振動板６よりも下方において開口している。従って、発音装置１は、底板を有しない。
　気室７に連なるダクト１３が設けられている。ダクト１３は、筒状体からなり、ケース２と一体に設けられている。ダクト１３は、第２の側壁部４ｂから一部が外側に突出するように設けられている。ダクト１３を放音孔１２に連ねることにより、音圧を高めることが可能とされている。
　なお、組み立てに際しては、図２に示すように、ケース２を上下反転した状態で、支持部材５と一体化された圧電振動板６を、段差部４ｘ上に載置する。しかる後、ゴムなどからなる弾性支持材８ａ，８ｂ及び導電性接着剤９ａ，９ｂを用い、圧電振動板６を、図示しない外部端子と電気的に接続すると共に、支持部材５をケース２に固定する。
　次に、仮止め用粘着剤１０ａ，１０ｂを上記支持部材５上に塗布する。そして、枠状の弾性封止材１１が、上記支持部材５の外周縁上に固定され、それによって、圧電振動板６と一体化された支持部材５がケース２の段差部４ｘと弾性封止材１１とで挟持されて、固定されることになる。
　前述した圧電振動板６が屈曲振動すると、気室７を通じて、空気が振動し、この振動が放音孔１２を経て、外部に放出され、音となる。また、気室７と放音孔１２が共鳴する周波数において、この音が大きくなる。
　本実施形態の特徴は、上記放音孔１２の開口部１２ａが、ケース２の天板３及び第２の側壁部４ｂに、すなわち複数の面に跨るように設けられていることにある。
　放音孔１２の開口部１２ａが、天板３と第２の側壁部４ｂとに跨るように設けられているため、音圧を高めることができる。これを、図１を参照してより具体的に説明する。
　放音孔１２の開口部１２ａとは、放音孔１２の外部と接している境界部分である。この開口部１２ａは、図１及び図４から明らかなように、天板３の一部を切り欠いた部分と、第２の側壁部４ｂの一部を切り欠いた部分とを有する。従って、図１の矢印Ａで示すように、天板３の上の方に向かって音が放たれるだけでなく、矢印Ｂで示すように、天板３と略平行な方向にも音が放射される。
　よって、天板３の前方に取り付けられる機器の壁面等が存在している場合であっても、矢印Ｂで示す方向に音が広がるため、前方に障害物があったとしても、放たれる音の音圧を十分に高めることができる。加えて、上記のように、ダクト１３が設けられているため、音圧をより一層高めることができる。さらに、上記矢印Ａ及びＢで示すように音が放たれるため、発音装置１では、指向性を和らげることができる。
　また、発音装置１では、上記放音孔１２を有するケース２にダクト１３を一体に形成すればよいため、部品点数を増大させることなく、比較的簡単な構造で、音圧を十分に高めることができる。
　また、図２に示すように、各第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの下端中央には、下方に開いた切欠き部４ａ１～４ｄ１が設けられている。従って、後述する第２の実施形態の図５（ｂ）の場合と同様に、ケース基板や実装基板に実装された場合、切欠き部４ａ１～４ｄ１が放音孔として機能する。よって、圧電振動板６の気室７と反対側にも第２の気室を形成し、音圧をより一層高めることができる。
　なお、上記ケース２を構成する材料としては、樹脂が好適に用いられる。その場合には、インサート成型などの成型方法により、金属粒子を含むケース２を容易に形成することができる。このような樹脂としては、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）または液晶ポリマー（ＬＣＰ）などを用いることができる。
　上記弾性支持材８ａ，８ｂとしては、適宜の弾性を有する接着剤を用いることができる。このような接着剤としては、ウレタン系接着剤などを好適に用いることができる。
　上記導電性接着剤９ａ，９ｂとしては、適宜の導電性接着剤を用いることができる。
　上記弾性封止材１１としては、ダンピングを抑制するために、シリコーン系接着剤などを好適に用いることができる。
　上記圧電振動板６は、屈曲モードで振動する適宜の圧電振動板により構成することができる。例えば、金属板の片面に、もしくは両主面に電極が形成されている、または金属板とは反対側の面に電極が形成されている圧電素子を貼り合わせてもよい。このような圧電素子としては、圧電セラミックスを用いたものなど、適宜の圧電材料からなるものを用いることができる。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る発音装置の斜視図及び発音装置が機器に搭載されている構造を示す模式的部分切欠き正面断面図である。
　図５（ａ）に示すように、発音装置２１は、ケース２２を有する。ケース２２は、天板２３と、第１～第４の側壁部２４ａ～２４ｄとを有する。第１の実施形態で用いられているケース２と異なるところは、ケース２２では、ダクト２５が第２の側壁部２４ｂを利用して、かつ第２の側壁部２４ｂの外側に突出しないように設けられていることにある。すなわち、筒状体であるダクト２５は、角筒状であり、その角筒の一面が、第２の側壁部２４ｂにより構成されている。
　本実施形態においても、放音孔２６の開口部２６ａは、ケース２２の天板２３と第２の側壁部２４ｂとに跨るように設けられている。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、開口部２６ａは、天板２３の一部を切り欠き、かつ第２の側壁部２４ｂの上端部分を切り欠くことにより形成されている。
　よって、図５（ｂ）において、実装基板３３とケース壁３２とを有する機器３１に搭載された場合、矢印Ａで示す方向及び矢印Ｂで示す方向に音が放出されることになる。矢印Ｂで示すように、音がケース２２の第２の側壁部２４ｂを切り欠かれている部分から側方にも放射される。従って、天板２３の前方に、障害物としてケース壁３２が存在していたとしても、第１の実施形態と同様に、大きな音圧を得ることができる。
　発音装置２１は、その他の構造は発音装置１と同様であるため、その他の部分については、第１の実施形態を援用することにより、その説明を省略する。
　図５（ａ）に示すように、第２，第３の側壁部２４ｂ，２４ｃの下端中央には切欠き部２４ｂ１，２４ｃ１が設けられている。図５（ｂ）に示すように、第１，第４の側壁部２４ａ，２４ｄにも同様の切欠き部２４ａ１，２４ｄ１が設けられている。
　他方、実装基板３３上に、第１～第４の側壁部２４ａ～２４ｄが当接されて、実装基板３３に発音装置２１が固定されている。従って、図５（ｂ）に示す構造では、気室７が第１の音響空間を構成しているだけでなく、圧電振動板６の下方に、圧電振動板６と実装基板３３と第１～第４の側壁部２４ａ～２４ｄの下方部分とで囲まれた第２の気室７Ａが形成されている。よって、本実施形態では、放音孔２６から音を取り出し得るだけでなく、第２の気室７Ａにおいて共鳴した音圧も上記切欠き部２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１，２４ｄ１から取り出すことができる。よって、この図５（ｂ）に示した実装構造によれば、第２の気室を利用して所望の周波数の音圧を高めたり、音質を向上させたりすることができる。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る発音装置の斜視図及び該発音装置を機器に搭載した状態を示す模式的部分切欠き正面断面図である。
　発音装置４１では、気室７が第１の実施形態の発音装置と同様に構成されている。もっとも、発音装置４１では、ダクトは設けられておらず、放音孔４５に気室７が直接連なっている。放音孔４５の開口部４５ａは、本実施形態においても、天板４３と、第２の側壁部４４ｂとに跨るように設けられている。より具体的には、天板４３において、第２の側壁部４４ｂの肉厚分だけ切り欠くことにより、放音孔４５の開口部４５ａは、天板４３側に至っており、かつ第２の側壁部４４ｂの一部を上端から切り欠くことにより、第２の側壁部４４ｂ側にも至っている。
　発音装置４１は、上記の点を除けば、発音装置１，２１と同様に構成されている。従って、第１，第２の実施形態の説明を援用することにより他の部分の説明は省略することとする。
　発音装置４１においても、図６（ｂ）に示すように、前方に機器３１のケース壁３２が障害物として存在していた場合であっても、矢印Ｂで示すように、側方に音を放つことができる。よって、前方に障害物があったとしても、十分な音圧を発生させることができる。
　図６（ｂ）に示す構造においても、第２の気室７Ａが圧電振動板６と実装基板３３との間に設けられることになる。従って、切欠き部４４ａ１～４４ｄ１から第２の気室７Ａで発生した音圧を取り出すことができる。よって、発音装置４１においても、より一層大きな音圧を得ることができる。
　図７は、第２の実施形態の発音装置２１において、放音孔２６の開口部２６ａにおける段差Ｘを変化させた場合の周波数と音圧との関係を示す図である。ここでは、発音装置２１の前方に遮蔽物を配置せずに、段差Ｘを０ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍまたは２．０ｍｍとした。段差Ｘが０ｍｍの構造とは、実施形態に該当せず、放音孔２６の開口部２６ａが天板２３にのみ開口している構造となる。
　図７から明らかなように、いずれの場合においても、２ｋＨｚ付近及び２．４７ｋＨｚ付近に音圧ピークが表れていることがわかる。
　他方、図８は、図５（ｂ）に示したように、天板２３の前方に０．５ｍｍの距離を隔てて天板２３よりも大きな板状の遮蔽物を配置した場合の周波数と音圧との関係を示す図である。図８においても、段差Ｘを０ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍまたは２．０ｍｍとした場合の結果が示されている。
　図８から明らかなように、前方に遮蔽物がある場合、段差Ｘが０ｍｍの場合には、音圧のピークが小さくなるだけでなく、音圧ピークの周波数位置の双方が低周波数側にシフトしていることがわかる。これに対して、段差が０．５ｍｍ以上の場合には、この音圧の低下が生じ難く、音圧ピークの位置もあまりずれていないことがわかる。
　図９は、図７及び図８の結果を、段差の大きさと２ｋＨｚにおける音圧との関係で示したものである。図９の実線が遮蔽物ありの場合、破線が遮蔽物なしの場合の結果を示す。図９から明らかなように、前方に遮蔽物が存在する場合、段差が０ｍｍの場合には、遮蔽物が存在しない場合に比べて音圧が大きく低下することがわかる。段差が０．５ｍｍ以上である場合には、音圧の低下が抑制され、より好ましくは、段差が１．０ｍｍ以上であれば、音圧の低下をより効果的に抑制し得ることがわかる。また、段差Ｘが１．０ｍｍを超えても音圧の低下を抑制する効果は飽和していることがわかる。
　従って、上記段差Ｘの寸法は、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。よって、開口部２６ａの段差Ｘを十分な大きさとするように、すなわち開口部２６ａを天板２３と第２の側壁部２４ｂとに跨るように形成することにより、前方に遮蔽物が存在している場合でも、十分な音圧を得られることがわかる。
　図１０及び図１１は、本発明の第４及び第５の実施形態に係る発音装置の略図的正面断面図である。第１，第２の実施形態の発音装置１，２１では、ダクト１３，２５は、第２の側壁部４ｂ，２４ｂに沿うように、天板３，２３と直交する上下方向に延びるように設けられていた。しかしながら、図１０及び図１１に示す第４及び第５の実施形態に示す発音装置５１，５２のように、ケース２の天板３に沿うように筒状のダクト５３を設けてもよい。発音装置５１では、筒状のダクト５３は、天板３の上方に突出しておらず、天板３の一部がダクト５３の一部を構成している。他方、図１１に示す発音装置５２では、ダクト５３は、その一部が天板３よりも上方に突出するように設けられている。
　すなわち、天板３に沿うダクト５３は、天板３の一部から突出していてもよい。発音装置５１，５２のその他の構成は、前述した第１及び第２の実施形態と同様に構成することができる。
　発音装置５１，５２のように、本発明において、気室７に連ねられるダクト５３は、天板３に沿う方向すなわち圧電振動板６の主面と平行な方向に延ばされていてもよい。この場合においても、ダクト５３内に形成される放音孔５４の開口部５４ａは、天板３と、第２の側壁部４ｂとに跨るように形成されている。従って、第１の実施形態の発音装置１や第２の実施形態の発音装置２１と同様の作用効果が奏される。
　図１２に示す第６の実施形態に係る発音装置６１では、放音孔６２がダクト６３により形成されている。そして、放音孔６２の開口部６２ａは、天板３と第２，第３の側壁部４ｂ，４ｃとに跨るように形成されている。すなわち、図１２から明らかなように、開口部６２ａは、天板３の一部を切り欠き、第２，第３の側壁部４ｂ，４ｃの一部を切り欠くように形成されている。よって、天板３のコーナー部分において、３面に跨る開口部６２ａが形成されている。このように、本発明における放音孔の開口部は、３以上の面に跨るように設けられていてもよい。
　発音装置６１は、その他の構成は発音装置２１と同様であるため、発音装置２１と同様の作用効果を奏する。本実施形態では、開口部６２ａが３面に跨っているため、より一層の広い範囲に音を放つことができ、かつ前方に遮蔽物があったとしても、より大きな音圧を取り出すことができる。
　図１３は、第７の実施形態に係る発音装置の斜視図である。発音装置７１では、ケース７２は、平面視で円形の形状を有する円板型の天板７３を有する。天板７３の外縁から遠ざかるように側壁７４が設けられている。側壁７４は、円筒状の形状を有する。このように、本発明においては、ケース７２は、天板７３で一方開口が閉じられた円筒状の形状を有していてもよい。
　発音装置７１では、放音孔７５の開口部７５ａは、天板７３から側壁７４に跨るように設けられている。従って、第１の実施形態及び第２の実施形態の発音装置と同様の作用効果を奏する。
　なお、図１３に示した複数の切欠き部７４ａ，７４ａは、前述した切欠き部４ａ１～４ｄ１や切欠き部２４ａ１，２４ｂ１と同様に、圧電振動板６の下方の第２の気室の放音孔を形成している。
　図１４～図１６は、本発明の第８～第１０の実施形態に係る発音装置の底面図である。図１４に示す発音装置８１のように、ケース２の第１～第４の側壁部４ａ～４ｄの下方の開口部の平面形状が矩形である場合、円形の圧電振動板６を、外周縁の形状が矩形である支持部材８２により支持した構造であってもよい。また、図１５に示す発音装置８３のように、矩形の開口を有するように第１～第４の側壁部４ａ～４ｄが設けられている構造において、矩形の圧電振動板６Ａを、支持部材８４によりケース２に固定してもよい。
　さらに、図１６に示す発音装置８５のように、側壁が円筒状であるケース２Ａ内に、円盤状の圧電振動板６を、外周縁が円形の支持部材８６により支持し、固定してもよい。
　すなわち、図１４～図１６に示したように、本発明においては、側壁の平面形状や側壁に支持される圧電振動板の平面形状及び支持部材の平面形状は様々に変形することができる。
　なお、上述してきた実施形態では、振動板として圧電振動板を示したが、本発明において振動板は圧電振動板に限定されない。例えば、電磁コイルで駆動される振動板を用いてもよい。
１…発音装置
２，２Ａ…ケース
３…天板
４…側壁
４ａ～４ｄ…第１～第４の側壁部
４ａ１～４ｄ１…切欠き部
４ｘ…段差部
５…支持部材
６，６Ａ…圧電振動板
７…気室
７Ａ…第２の気室
８ａ，８ｂ…弾性支持材
９ａ，９ｂ…導電性接着剤
１０ａ，１０ｂ…仮止め用粘着剤
１１…弾性封止材
１２…放音孔
１２ａ…開口部
１３…ダクト
２１…発音装置
２２…ケース
２３…天板
２４ａ～２４ｄ…第１～第４の側壁部
２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１，２４ｄ１…切欠き部
２５…ダクト
２６…放音孔
２６ａ…開口部
３１…機器
３２…ケース壁
３３…実装基板
４１…発音装置
４３…天板
４４ａ１～４４ｄ１…切欠き部
４４ａ～４４ｄ…第１～第４の側壁部
４５…放音孔
４５ａ…開口部
５１，５２…発音装置
５３…ダクト
５４…放音孔
５４ａ…開口部
６１，７１…発音装置
６２，７５…放音孔
６２ａ，７５ａ…開口部
６３…ダクト
７２…ケース
７３…天板
７４…側壁
７４ａ…切欠き部
８１，８３，８５…発音装置
８２，８４，８６…支持部材

Claims (12)

  1. 　天板と、前記天板の外縁から前記天板に対して遠ざかるように延ばされた側壁とを有するケースと、
    　前記ケースの側壁内面に設けられた支持部材と、
    　前記支持部材を介して、前記側壁内面に固定されている振動板とを備え、
    　前記天板と、前記振動板と、前記側壁の一部とにより囲まれた気室が構成されており、
    　前記ケースにおいて、前記気室と外部とを連通している放音孔が形成されており、該放音孔の外部への開口部が前記ケースの複数の面に跨るように設けられている、発音装置。
  2. 　前記気室内に設けられたダクトをさらに備え、該ダクトが前記放音孔を構成している、請求項１に記載の発音装置。
  3. 　前記ダクトが、前記ケースの前記側壁に沿う方向に延ばされている、請求項２に記載の発音装置。
  4. 　前記ダクトの一部が、前記ケースの前記側面から外側に突出している、請求項３に記載の発音装置。
  5. 　前記ダクトが、前記ケースの前記天板に沿う方向に設けられている、請求項２に記載の発音装置。
  6. 　前記ダクトの一部が、前記ケースの前記天板よりも外側に突出している、請求項５に記載の発音装置。
  7. 　前記放音孔の開口部が、前記天板と、前記側壁とに跨るように設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の発音装置。
  8. 　前記振動板が、屈曲振動する圧電振動板である、請求項１～６のいずれか１項に記載の発音装置。
  9. 　前記側壁の前記天板とは反対側の端部が開口されており、前記側壁の前記端部に切欠き部が設けられている、請求項１～８のいずれか１項に記載の発音装置。
  10. 　前記ケースにおいて、前記振動板の前記天板とは反対側の位置に前記側壁に取り付けられた底板が設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載の発音装置。
  11. 　前記天板が、平面視において矩形の形状を有し、前記側壁が前記天板に連なる第１～第４の側壁部を有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の発音装置。
  12. 　前記天板が、平面視において円形の形状を有し、前記側壁が、円筒状側壁である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の発音装置。
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