音响发生器、音响发生装置以及电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明的课题为得到良好的声压的频率特性。为了解决该课题，实施方式所涉及的音响发生器(1)具备压电元件(激励器)(5)、扁平的振动板(3)及框体(2)。上述压电元件(5)输入电气信号而振动。上述振动板(3)安装有上述压电元件(5)并通过该压电元件(5)的振动而与该压电元件(5)一起振动。上述框体(2)设置在上述振动板(3)的外周部。而且，在上述框体(2)的内周面的各个角部至少包含曲面，上述角部的至少一个角部与其他上述角部的形状不同。
【专利说明】音响发生器、音响发生装置以及电子设备
【技术领域】
[0001]公开的实施方式涉及一种音响发生器、音响发生装置以及电子设备。
【背景技术】
[0002]—直以来，已知使用压电元件的音响发生器(例如，参照专利文献I)。在该音响发生器中，通过对安装在振动板上的压电元件施加电压使其振动而使振动板振动，并通过积极利用该振动的共振来输出音响。
[0003]在该音响发生器中，振动板能够使用树脂膜等薄膜，因此与一般的电磁式扬声器等相比能够薄型且轻量地构成。
[0004]需要说明的是，在振动板使用薄膜的情况下，为了得到优异的音响转换效率，要求例如利用一对框构件沿着厚度方向挟持薄膜由此以均匀地施加有张力的状态将其支承。
[0005]【在先技术文献】
[0006]【专利文献】
[0007]专利文献1:日本特开2004-023436号公报
【发明内容】
[0008]【发明要解决的课题】
[0009]但是，由于上述以往的音响发生器积极利用均匀地施加有张力的振动板的共振，从而存在如下的问题:在声压的频率特性中容易产生峰(声压比周围高的部分)以及谷(声压比周围低的部分)，难以得到优质的音质。
[0010]实施方式的一方式为鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够获取良好的声压的频率特性的音响发生器、音响发生装置以及电子设备。
[0011]【用于解决课题的手段】
[0012]实施方式的一方式所涉及的音响发生器具备激励器、扁平的振动板及框体。所述激励器输入电气信号而振动。所述振动板安装有所述激励器并通过该激励器的振动而与该激励器一起振动。所述框体设置在所述振动板的外周部。而且，在所述框体的内周面的各个角部至少包含曲面，至少一个所述角部与其他所述角部的形状不同。
[0013]而且，实施方式的一方式所涉及的音响发生装置具备上述的音响发生器和收纳音响发生器的箱体。
[0014]而且，实施方式的一方式所涉及的电子设备具备:上述的音响发生器；与音响发生器连接的电子电路；收纳电子电路以及音响发生器的箱体，所述电子设备具有从音响发生器发生音响的功能。
[0015]【发明效果】
[0016]根据实施方式的一方式，能够得到良好的声压的频率特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1A为表不基本的首响发生器的简略结构的不意俯视图。
[0018]图1B为图1A的A-A’线剖视图。
[0019]图2为表示声压的频率特性的一例的图。
[0020]图3为表示实施方式所涉及的音响发生器结构的一例的示意俯视图。
[0021]图4为表示框体角部的形成例的示意简要俯视图(其I)。
[0022]图5A为表示框体角部的形成例的示意简要俯视图(其2)。
[0023]图5B为表示框体角部的形成例的示意简要俯视图(其3)。
[0024]图6为表示框体角部的形成例的示意简要俯视图(其4)。
[0025]图7为表示框体角部的形成例的示意简要俯视图(其5)。
[0026]图8A为表示实施方式所涉及的音响发生装置的结构的图。
[0027]图8B为表示实施方式所涉及的电子设备的结构的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照添加附图，详细说明本申请公开的音响发生器、音响发生装置以及电子设备的实施方式。需要说明的是，本发明并不限定于以下说明的实施方式。
[0029]首先，在说明实施方式所涉及的音响发生器I以前，利用图1A以及图1B说明基本的音响发生器I’的简略结构。图1A为表示音响发生器I’的简略结构的示意俯视图，图1B为图1A的A-A’线剖视图。
[0030]需要说明的是，为了便于说明，在图1A以及图1B中，图示了包含将铅直上方设为正方向、将铅直下方设为负方向的Z轴在内的三维的直角坐标系。该直角坐标系也在后述的说明中使用的其他附图中示出。
[0031]以下，对于由多个构件构成的结构要素，存在仅对多个构件中的一件标注符号而对其他构件省略符号标注的情况。在该情况下，标注有符号的一件与其他构件为同样的结构。
[0032]在图1A中，省略树脂层7(后述)的图示。而且，为了便于说明，图1B将音响发生器I’在厚度方向(Z轴方向)上放大夸张表75。
[0033]如图1A所示，音响发生器I’具备框体2、振动板3、作为激励器的压电元件5。需要说明的是，如图1A所示，在以下的说明中，例示了一个压电元件5的情况，然而并非对压电元件5的个数进行限定。
[0034]框体2由呈大致矩形的框状且具有同一形状的两个框构件构成，并夹入振动板3的外周部(周缘部)而作为支承振动板3的支承体发挥功能。振动板3具有板状、膜状的形状，其外周部被构成框体2的两个框构件夹入而固定，振动板3以在框体2的框内均匀地施加有张力的状态被扁平地支承。
[0035]需要说明的是，将振动板3的比框体2的内周靠内侧的部分即振动板3的不被框体2夹入而能够自由振动的部分作为振动体3a。g卩，振动体3a为在框体2的框内形成大致矩形状的部分。
[0036]而且，振动板3能够使用树脂、金属等各种材料形成。例如，能够由厚度10?200 μ m的聚乙烯、聚酰亚胺等树脂膜构成振动板3。
[0037]而且，构成框体2的两个框构件的厚度、材质等并不受特别限定，能够利用金属、树脂等各种材料形成框体2。例如，基于机械强度以及耐蚀性优异的理由出发，能够适当将厚度100?5000 μ m左右的不锈钢制的材料等用作构成框体2的两个框构件。
[0038]需要说明的是，图1A中示出了其内侧区域的形状为角部分别带有圆度的(即，包含曲面)的大致矩形状的框体2，然而也可以为大致平行四边形、大致梯形以及大致正η边形等大致多边形。在本实施方式中，如图1A所示，示出了大致矩形状的示例。而且，像这样，通过使角部带有圆度，能够得到增加框体2的机械强度这样的优点。
[0039]而且，在上述的说明中，例举了由两个框构件构成框体2并由该两个框构件夹入振动板3的周缘部而进行支承的情况，然而并不限定于此。例如，也可以由一个框构件构成框体2并将振动板3的周缘部粘接固定在该框体2上而将其支承。
[0040]压电元件5为以贴附在振动板3 (振动体3a)的表面的方式等设置，并通过受到电压的施加而振动来激励振动板3 (振动体3a)的激励器。
[0041]就该压电元件5而言，如图1B所示，例如，具备:由四层陶瓷构成的压电体层5a、5b.5c.5d ;交替层叠有三层内部电极层5e的层叠体；形成在该层叠体的上表面以及下表面的表面电极层5f、5g ;形成在露出有内部电极层5e的侧面的外部电极5h、5j。而且,夕卜部电极5h、5j连接有引线端子6a、6b。
[0042]需要说明的是，压电元件5呈板状，上表面侧以及下表面侧的主面形成如长方形状或正方形状的多边形。而且，压电体层5a、5b、5c、5d如图1B中箭头标记所示被实施极化。即，以相对于某个瞬间施加的电场方向的极化方向在厚度方向(图的Z轴方向)上的一方侧与另一方侧反转的方式被极化。
[0043]而且，当通过引线端子6a、6b而对压电元件5施加电压时，例如，在某个瞬间，以与振动板3 (振动体3a)粘接侧的压电体层5c、5d缩短而压电元件5的上表面侧的压电体层5a、5b延伸的方式变形。因此，通过对压电元件5施加交流信号，能够使得压电元件5折曲振动从而对振动板3 (振动体3a)施加折曲振动。
[0044]而且，压电元件5的主面与振动板3 (振动体3a)的主面通过环氧系树脂等粘接剂接合。
[0045]需要说明的是，构成压电体层5a、5b、5c以及5d的材料能够使用错钛酸铅(leadzirconate titanate)、Bi层状化合物、鹤青铜构造化合物等非铅系压电体材料等以往使用的压电陶瓷。
[0046]而且，作为内部电极层5e的材料，能够使用各种金属材料。例如，在含有由银和钯构成的金属成分与构成压电体层5a、5b、5c、5d的陶瓷成分的情况下，由于能够降低因压电体层5a、5b、5c、5d与内部电极层5e的热膨胀差而产生的应力，因此能够获取不发生层叠不良的压电兀件5。
[0047]而且，引线端子6a、6b能够使用各种金属材料来形成。例如，使用由树脂膜夹着铜或铝等金属箔而成的柔性配线来构成引线端子6a、6b时，能够实现压电元件5的低高度化。
[0048]而且，如图1B所示，音响发生器I’还具备在框体2的框内以覆盖压电元件5以及振动体3a的表面的方式填充并形成层状的树脂层7。
[0049]树脂层7能够使用例如丙烯酸系树脂或者环氧系树脂等。而且，树脂层7通过填充并固化由此与振动体3a以及压电兀件5 —体化而与该振动体3a以及压电兀件5 —起构成一个复合振动体。
[0050]需要说明的是，通过由树脂层7完全埋设压电元件5，能够产生适度的阻尼效果，因此能够抑制共振现象，从而能够得到将声压的频率特性中的峰、谷抑制为较小这样的效果O
[0051]而且，在图1B中，作为压电元件5而例举了双压电晶片型层叠型压电元件，然而并不限定于此。例如，也可以为将伸缩的压电元件5贴附在振动板3 (振动体3a)的单压电晶片型层叠型压电元件。
[0052]图1B中示出了:在框体2的框内以均匀地施加有张力的状态而被支承为扁平的振动板3 (振动体3a);设置在该振动板3 (振动体3a)的表面的压电兀件5 ;与它们一体化并将其表面以框体2的高度扁平地打磨切割而形成的树脂层7。
[0053]S卩，可认为由通过框体2的大致矩形状的内周对其外周进行规定的振动体3a、压电元件5以及树脂层7构成的复合振动体呈整体被整形的、譬如说具有对称性的形状。在这种情况下，由于产生因压电元件5的振动引起的共振造成的峰、谷或者歪曲，因此声压在特定的频率剧烈变化，难以使声压的频率特性平坦化。
[0054]对此，利用图2具体进行说明。图2为表示声压的频率特性的一例的图。如上文所述，在由振动体3a、压电元件5以及树脂层7构成的复合振动体被整形呈作为整体而具有对称性的形状的情况下，例如，振动体3a、树脂层7的各自的杨氏模量整体上一致。
[0055]但是，在这种情况下，由于振动体3a的共振使得峰在特定的频率集中退缩，如图2所示，因此在整个频率区域容易分散有倾斜度大的峰和谷。
[0056]作为一例，着眼于图2中由虚线的闭合曲线ro包围表示的部分。在产生这种峰P的情况下，由于因频率而在声压产生偏差，因此难以得到良好的音质。
[0057]在这种情况下，如图2所示，采取如降低峰P的高度(参照图中的箭头标记201)并且拓宽峰幅(参照图中的箭头标记202)来减小峰P、谷(省略图示)这种方法比较有效。
[0058]为此，在本实施方式中，关于对振动体3a的外周进行规定的框体2的内周面，特意使该内周面的角部的至少一个角部的形状与其他角部的形状不同。
[0059]S卩，使从压电元件5至框体2的角部的距离部分不同，而使上述复合振动体的对称性降低，由此使得共振频率部分不一致。由此，化解了共振模式的退缩而使其分散，从而降低了峰P的高度并且拓宽了峰幅。
[0060]以下，具体地利用图3?图7依次说明实施方式所涉及的音响发生器I。首先，图3为表不实施方式所涉及的音响发生器I结构的一例的不意俯视图。
[0061]如图3所示，在实施方式所涉及的音响发生器I中，特意使框体2的内周面的角部的至少一个角部的形状与其他角部的形状不同。例如，在图3中示出了，均由1/4圆弧曲线构成的呈R形状的角部2a?2d中仅角部2a的曲率半径为rl而其他角部2b?2d的曲率半径为r2的示例。
[0062]像这样，通过使至少一个角部2a的曲率半径(换而言之也可以换为“曲率”)与其他角部2b?2d不同，能够使从压电元件5到角部2a的距离与从压电元件5到角部2b?2d的距离不对称，因此能够使共振频率部分不一致。
[0063]即，能够使共振点的声压的峰P发生偏差，使声压的频率特性平坦化。从而能够得到良好的声压的频率特性。
[0064]接下来，图4为表示框体2的角部2a?2d的形成例的示意简要俯视图(其I)。需要说明的是，图4中省略了角部2b、2c的图不,而与图3的情况相同地设为与角部2d相同的形状。
[0065]在上述的图3中示出了角部2a?2d均呈由1/4圆弧曲线构成的R形状、譬如“整R”的示例，然而也可以通过不将其设置为“整R”而使至少一个角部的形状不同。
[0066]例如，如图4所示，相对于像角部2d那样的曲率半径r2的“整R”形状，也可以由曲率半径rl的Θ/360圆弧曲线与直线来形成角部2a。在该情况下，如图4所示，与角部2b?2d相比，在角部2a包含多个平面，因此同样能够使复合振动体的对称性降低，使共振频率部分不一致。
[0067]即，能够使共振点的声压的峰P发生偏差，使声压的频率特性平坦化。从而能够得到良好的声压的频率特性。
[0068]虽然对框体2能够由两个框构件构成的方案已经进行了说明，然而也可以通过使该两个框构件的形状不同而使至少一个角部的形状不同。
[0069]图5A以及图5B为表示框体2的角部2a?2d的形成例的示意简要俯视图(其2)以及(其3)。需要说明的是，虽然在图5A以及图5B或者以后说明的图6以及图7中省略角部2b?2d的图示，但与至此说明的内容同样，设为至少与角部2a不同的形状。
[0070]例如，如图5A所示，可以将框体2的框架宽度W设置为相同，在此基础上使角部2a中表侧框构件的角部2aa与背侧框构件的角部2ab的曲率不同。
[0071]另外，例如，如图5B所示，也可以使表侧框构件的框架宽度W与背侧框构件的框架宽度W’不同，并在此基础上以使表侧框构件的角部2aa与背侧框构件的角部2ab相接的方式构成角部2a。
[0072]这样，通过使两个框构件的形状不同，也能够使复合振动体的对称性降低，因此能够使共振频率部分不一致。
[0073]S卩，能够使共振点的声压的峰P发生偏差，使声压的频率特性平坦化。因此，能够得到良好的声压的频率特性。
[0074]需要说明的是，在使两个框构件的形状不同的情况下，优选将彼此的误差控制在作为公差的容许范围内的程度。
[0075]接下来，图6为表示框体2的角部2a?2d的形成例的示意简要俯视图(其4)。至此，说明了角部2a位于与假定为至少由框体2的邻接的内周平面形成的角部2a’相比靠框内侧的情况，然而，如图6所示，也可以以角部2a与角部2a’相比靠外侧的方式形成。
[0076]S卩，如图6所示，也可以用向框体2的外周侧凹陷而成的曲面来形成至少一个角部2a。由此，也能够使复合振动体的对称性降低，因此能够使共振频率部分不一致。
[0077]即，能够使共振点的声压的峰P发生偏差，使声压的频率特性平坦化。从而能够得到良好的声压的频率特性。
[0078]而且，相对于至少一个角部2a的曲面，也可以使该曲面进一步部分地向框体2的外周侧凹陷。图7为表示框体2的角部2a?2d的形成例的示意简要俯视图(其5)。
[0079]S卩，如图7所示，相对于至少一个角部2a的曲面(参照图中的两点划线)，也可以以具有多个使该曲面进一步部分地向框体2的外周侧凹陷而成的曲面(例如两个)的方式构成角部2a。
[0080]这样，通过设置多个部分地向框体2的外周侧凹陷的曲面，能够使复合振动体的不对称性复杂化，因此能够进一步使共振频率部分地不一致。
[0081]需要说明的是，至此，利用图3?图7说明了仅角部2a与其他角部2b?2d的形状不同的情况，然而并不限定于此，若能够使作为复合振动体的对称性降低，例如也可以使角部2a?2d各自的形状互不相同。
[0082]接下来，利用图8A以及图SB说明搭载有至此说明的实施方式所涉及的音响发生器I的音响发生装置以及电子设备。图8A为表示实施方式所涉及的音响发生装置20的结构的图，图8B为表示实施方式所涉及的电子设备50的结构的图。需要说明的是，两图中仅示出了说明所需的结构要素，而省略对一般的结构要素的记载。
[0083]音响发生装置20为所谓的扬声器那样的发声装置，如图8A所示，例如具备音响发生器I和容纳音响发生器I的箱体30。箱体30使音响发生器I发出的音响在内部共鸣，并且从形成在箱体30的未图示的开口向外部辐射音响。通过具有这种箱体30，例如能够提高低频带的声压。
[0084]而且，音响发生器I能够搭载在各种电子设备50中。例如，在如下所示的图8B中，将电子设备50设置为像便携式电话、手写板终端那样的便携终端装置。
[0085]如图8B所示，电子设备50具备电子电路60。电子电路60由例如控制器50a、发送接收部50b、键输入部50c、麦克风输入部50d构成。电子电路60与音响发生器I连接，并具有向音响发生器I输出声音信号的功能。音响发生器I根据从电子电路60输入的声音信号而产生音响。
[0086]电子设备50具备显示部50e、天线50f、音响发生器I。而且，电子设备50具备收纳上述各设备的箱体40。
[0087]需要说明的是，图8B表示以控制器50a为首的各设备都收纳在一个箱体40中的状态，然而并非对各设备的收纳方式进行限定。在本实施方式中，只要至少将电子电路60与音响发生器I收纳在一个箱体40中即可。
[0088]控制器50a为电子设备50的控制部。发送接收部50b根据控制器50a的控制，通过天线50f进行数据的发送接收等。
[0089]键输入部50c为电子设备50的输入设备，接收操作者的键输入操作。麦克风输入部50d同样为电子设备50的输入设备，接收操作者的声音输入操作等。
[0090]显示部50e为电子设备50的显示输出设备，根据控制器50a的控制进行显示信息的输出。
[0091]而且，音响发生器I作为电子设备50的音响输出设备而动作。需要说明的是，音响发生器I与电子电路60的控制器50a连接，并接收由控制器50a控制的电压的施加而发出音响。
[0092]不过，虽然在图SB中以电子设备50是便携用终端装置为例进行了说明，但也可以与电子设备50的种类无关，而应用在具有发出音响的功能的各种消费性设备中。例如，薄型电视、车辆音频设备自不用说，也可以应用在具有如“说话”等发出音响的功能的产品中，例如，吸尘器、洗衣机、冰箱、微波炉等各种产品。
[0093]如上所述，实施方式所涉及的音响发生器具备激励器(压电元件)、扁平的振动板、框体。上述激励器被输入电气信号而振动。在上述振动板安装有上述激励器，并通过该激励器的振动而与该激励器一起振动。上述框体被设置在上述振动板的外周部。而且，在上述框体的内周面的各个角部至少包含曲面,上述角部的至少一个角部与其他上述角部的形状不同。
[0094]因此，根据实施方式所涉及的音响发生器，能够得到良好的声压的频率特性。
[0095]需要说明的是，上述实施方式中主要例举俯视下仅由圆弧曲线形成的R形状而进行了说明，然而只要至少局部的弯曲状态与圆近似即可，换言之，可以只要为至少包含曲面的大致带有圆度的形状即可。
[0096]而且，在上述的实施方式中，主要例示了在振动板的一个主面设置有压电元件的情况进行了说明，然而并不限定于此，也可以在振动板的两面设置压电元件。
[0097]而且，在上述的实施方式中，例举了由树脂膜等薄膜构成振动板的情况，然而并不限定于此，例如，也可以由板状的构件构成。
[0098]而且，在上述的实施方式中，例举了激励器为压电元件的情况而进行了说明，然而作为激励器，并不限定于压电元件，只要是具有输入电气信号就振动的功能的构件即可。
[0099]例如，也可以为作为使扬声器振动的激励器而公知的动电型激励器、静电型激励器、电磁型激励器。
[0100]需要说明的是，动电型激励器为向配置在永磁体的磁极之间的线圈流送电流而使线圈振动那样的激励器，静电型激励器为向面对面的两个金属板流送偏压与电气信号而使金属板振动那样的激励器，电磁型激励器为向线圈流送电气信号而使薄铁板振动那样的激励器。
[0101]本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更宽的实施方式并不限定于如上表示并记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因此，在不脱离添加的权利要求书的范围以及由其等同物定义的统括发明的概念的主旨或范围内能够进行各种变更。
[0102]【符号说明】
[0103]1、I’音响发生器
[0104]2 框体
[0105]2a ~2d、2a，、2aa、2ab 角部
[0106]3振动板
[0107]3a振动体
[0108]5压电元件
[0109]5a、5b、5c、5d 压电体层
[0110]5e内部电极层
[0111]5f、5g表面电极层
[0112]5h、5j外部电极
[0113]6a、6b引线端子
[0114]7树脂层
[0115]20音响发生装置
[0116]30、40 箱体
[0117]50电子设备
[0118]50a控制器
[0119]50b发送接收部
[0120]50c键输入部
[0121]50d麦克风输入部
[0122]50e显示部
[0123]50f 天线
[0124]60电子电路
[0125]P 峰
[0126]W、W’框架宽度
[0127]rl、r2曲率半径
【权利要求】
1.一种音响发生器，其特征在于，具备: 输入电气信号而振动的激励器； 安装有所述激励器并通过该激励器的振动而与该激励器一起振动的扁平的振动板；及 设置在该振动板的外周部的框体， 在所述框体的内周面的各个角部至少包含曲面， 至少一个所述角部与其他所述角部的形状不同。
2.如权利要求1所述的音响发生器，其特征在于， 俯视时各个所述角部形成基于圆弧曲线的R形状， 至少一个所述角部的曲率与其他所述角部的曲率不同。
3.如权利要求1或2所述的音响发生器，其特征在于， 至少一个所述角部不形成基于1/4圆弧曲线的R形状。
4.如权利要求1所述的音响发生器，其特征在于， 所述框体通过被两个框构件夹入而支承所述振动板， 一方所述框构件中的至少一个所述角部的曲率与另一方所述框构件中的对应的所述角部的曲率不同。
5.如权利要求1所述的音响发生器，其特征在于， 至少一个所述角部由下述曲面形成，所述曲面通过使该角部与假想为由所述框体的邻接的内周平面形成的假想线相比向所述框体的外周侧凹陷而成。
6.如权利要求1所述的音响发生器，其特征在于， 至少一个所述角部具有多个使该角部向所述框体的外周侧进一步部分凹陷而成的曲面。
7.如权利要求1?6中任一项所述的音响发生器,其特征在于， 所述振动板由树脂膜构成。
8.如权利要求1?7中任一项所述的音响发生器,其特征在于， 所述激励器为双压电晶片型的层叠型压电元件。
9.一种音响发生装置，其特征在于，具备: 权利要求1?8中任一项所述的音响发生器 '及 收纳该音响发生器的箱体。
10.一种电子设备，其特征在于，具备: 权利要求1?8中任一项所述的音响发生器； 与该音响发生器连接的电子电路；及 收纳该电子电路以及所述音响发生器的箱体， 所述电子设备具有从所述音响发生器发生音响的功能。
【文档编号】H04R1/28GK104054356SQ201380005778
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】神谷哲, 中村成信 申请人:京瓷株式会社