JPH10126885A - Piezoelectric sound generator - Google Patents
Piezoelectric sound generatorInfo
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- JPH10126885A JPH10126885A JP8279596A JP27959696A JPH10126885A JP H10126885 A JPH10126885 A JP H10126885A JP 8279596 A JP8279596 A JP 8279596A JP 27959696 A JP27959696 A JP 27959696A JP H10126885 A JPH10126885 A JP H10126885A
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Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、前気室と後気室の
共鳴を利用して所望の周波数特性を得ようとする圧電発
音器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric sounder for obtaining a desired frequency characteristic by utilizing resonance between a front air chamber and a rear air chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】前気室と後気室の共鳴を利用して所望の
周波数特性を得る圧電発音器では、圧電振動子の振動に
基づく共振周波数と、前気室から得られる共鳴と、後気
室から得られる共鳴とが重なって周波数特性が定まる。
圧電振動子は、板状の金属製振動板に圧電セラミック素
子が接合されて構成され、圧電振動子の金属製振動板の
周縁部が絶縁ケースに支持されている。図11に概略的
に示すように、前気室103は絶縁ケース101に支持
された圧電振動子102の一方の側方に形成され、また
後気室104は圧電振動子102の他方の側方に形成さ
れる。一般的には、図11に示すように、絶縁ケース1
01の内部が圧電振動子102で仕切られて前気室10
3と後気室104の両方が形成される場合が多いが、電
子機器の内部に収納されて電子機器のケースと圧電発音
器の絶縁ケースが組み合わされた状態ではじめて前気室
と後気室の両方が形成される場合もある。2. Description of the Related Art In a piezoelectric sounding device that obtains a desired frequency characteristic by utilizing resonance between a front air chamber and a rear air chamber, a resonance frequency based on the vibration of a piezoelectric vibrator, a resonance obtained from the front air chamber, and a rear frequency The frequency characteristic is determined by overlapping with the resonance obtained from the air chamber.
The piezoelectric vibrator is configured by joining a piezoelectric ceramic element to a plate-shaped metal vibration plate, and a peripheral portion of the metal vibration plate of the piezoelectric vibrator is supported by an insulating case. As schematically shown in FIG. 11, a front air chamber 103 is formed on one side of a piezoelectric vibrator 102 supported by an insulating case 101, and a rear air chamber 104 is formed on the other side of the piezoelectric vibrator 102. Formed. Generally, as shown in FIG.
01 is partitioned by a piezoelectric vibrator 102 to form a front air chamber 10.
In many cases, both the rear air chamber 3 and the rear air chamber 104 are formed. However, the front air chamber and the rear air chamber are housed inside the electronic device and only when the case of the electronic device and the insulating case of the piezoelectric sounder are combined. May be formed.
【0003】圧電振動子102の振動により得られる周
波数特性(音圧−周波数)は、図12に示すように、一
次共振周波数のピークP1 と二次共振周波数のピークP
2 とを有している。圧電振動板の直径寸法が大きい場合
(例えば20mmの場合)には、前気室103から得ら
れる共鳴は図12の二次共振周波数よりも高い周波数領
域に音圧のピークを有するように放音孔105の面積を
設定しており、また後気室104から得られる共鳴は二
次共振周波数よりも低い周波数領域に音圧のピークを有
するように放音孔106の面積が設定されている。そし
て圧電振動子102のみから得られる周波数特性と前気
室103及び後気室104からの共鳴とが重なって圧電
発音器の周波数特性が定まる。The frequency characteristic (sound pressure-frequency) obtained by the vibration of the piezoelectric vibrator 102 is, as shown in FIG. 12, a peak P1 of the primary resonance frequency and a peak P1 of the secondary resonance frequency.
And 2. When the diameter dimension of the piezoelectric diaphragm is large (for example, 20 mm), the resonance obtained from the front air chamber 103 is emitted such that the sound pressure peaks in a frequency region higher than the secondary resonance frequency in FIG. The area of the hole 105 is set, and the area of the sound emission hole 106 is set so that the resonance obtained from the rear air chamber 104 has a sound pressure peak in a frequency region lower than the secondary resonance frequency. Then, the frequency characteristics obtained from only the piezoelectric vibrator 102 and the resonances from the front air chamber 103 and the rear air chamber 104 overlap to determine the frequency characteristics of the piezoelectric sounder.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】例えば図13は、日本
の通信機械工業会が電話機の通話品質について制定した
受話器の標準規格の受話周波数特性である。電話機の受
話器に圧電発音器が用いられる場合には、この受話周波
数特性を満たすことが要求される。この標準規格による
と、1000Hzにおける音圧を0dBとした場合に、
300Hz〜3400Hzの周波数領域で、受話器の周
波数特性が許容限界(下限)Dと許容限界(上限)Cの
間の許容範囲内に入ることを要求している。しかしなが
ら圧電振動子(圧電振動板)の直径寸法が小さくなれば
なるほど、二次共振周波数は高くなる傾向がある。その
ため小形化の要求に応じて、圧電振動子の直径即ち金属
振動板の直径寸法を小さくしていくと、二次共振周波数
が3400Hz以上になってしまい、結果として圧電発
音器の周波数特性の高い周波数領域の音圧が低下して、
前述の標準規格を満たさなくなってしまう。そこで前気
室または後気室の放音孔の数または寸法を調整すること
により、周波数が高い領域の音圧を上げることを試みた
が、十分な結果を得ることはできなかった。FIG. 13 shows, for example, the receiving frequency characteristics of the standard of a receiver set by the Telecommunications Industry Association of Japan for the telephone call quality. When a piezoelectric sounding device is used as a telephone receiver, it is required to satisfy the receiving frequency characteristics. According to this standard, when the sound pressure at 1000 Hz is 0 dB,
In the frequency range of 300 Hz to 3400 Hz, it is required that the frequency characteristics of the receiver fall within an allowable range between an allowable limit (lower limit) D and an allowable limit (upper limit) C. However, the smaller the diameter of the piezoelectric vibrator (piezoelectric vibrating plate), the higher the secondary resonance frequency tends to be. Therefore, if the diameter of the piezoelectric vibrator, that is, the diameter of the metal vibrating plate is reduced in accordance with the demand for miniaturization, the secondary resonance frequency becomes 3400 Hz or more, and as a result, the frequency characteristic of the piezoelectric sounder becomes high. The sound pressure in the frequency domain decreases,
The above-mentioned standard will not be satisfied. Therefore, an attempt was made to increase the sound pressure in the high frequency region by adjusting the number or size of the sound emission holes in the front air chamber or the rear air chamber, but could not obtain a sufficient result.
【0005】本発明の目的は、周波数が高い領域におけ
る周波数特性の調整が可能な圧電発音器を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding device capable of adjusting frequency characteristics in a high frequency region.
【0006】本発明の他の目的は、圧電振動子の直径寸
法が小さくなった場合において、周波数が高い領域にお
ける周波数特性の調整が可能な圧電発音器を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding device capable of adjusting frequency characteristics in a high frequency region when the diameter of a piezoelectric vibrator is reduced.
【0007】本発明の他の目的は、二次共振周波数を調
整することにより、周波数が高い領域における周波数特
性の調整が可能な圧電発音器を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding device capable of adjusting a frequency characteristic in a high frequency region by adjusting a secondary resonance frequency.
【0008】本発明の別の目的は、二次共振周波数を調
整するために、圧電振動子に接着剤を用いてマス部材を
取付けた場合に、音圧の低下を防止できる圧電発音器を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding device capable of preventing a decrease in sound pressure when a mass member is attached to a piezoelectric vibrator using an adhesive to adjust a secondary resonance frequency. Is to do.
【0009】本発明の別の目的は、圧電振動子にマス部
材を取付けて効果的に二次共振周波数を調整できる圧電
発音器を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sounding device that can effectively adjust the secondary resonance frequency by attaching a mass member to a piezoelectric vibrator.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明が改良の対象とす
る圧電発音器は、板状の金属製振動板に圧電セラミック
素子が接合されてなる圧電振動子の金属製振動板の周縁
部が絶縁ケースに支持され、絶縁ケースに支持された圧
電振動子の一方の側方に前気室が形成され、また圧電振
動子の他方の側方に後気室が形成された構造を有してい
る。SUMMARY OF THE INVENTION A piezoelectric sounder to be improved by the present invention is a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric ceramic element is joined to a plate-shaped metal vibrating plate. A front air chamber is formed on one side of the piezoelectric vibrator supported by the insulating case, and a rear air chamber is formed on the other side of the piezoelectric vibrator. I have.
【0011】本発明においては、金属振動板の中央部に
共振周波数を調整用するためのマス部材を取付けて周波
数特性を調整する。本発明においては、マス部材を金属
振動板に取付け、二次共振周波数を低周波数側に移動さ
せることにより、周波数が高い領域における周波数特性
を改善する。本発明は、特に圧電振動子のみの構成から
得られる二次共振周波数が、予め定めた上限周波数より
も高くなるほどに金属振動板の直径寸法が小さい場合
(例えば金属振動板の直径寸法が14mm以下の場合)
に効果的である。前述の通り、金属振動板の直径寸法が
ある程度大きい場合には、放音孔の数及び寸法を調整す
ることにより、周波数特性の調整は簡単に行える。しか
しながら金属振動板の直径寸法が小さくなってくると、
放音孔の数及び寸法の調整だけでは、周波数が高い領域
における音圧の低下を改善することは難しい。そこで発
明者は、周波数が高い領域における音圧の低下の原因と
なっている二次共振周波数を変えることにより(低い周
波数にシフトすることにより)、音圧の低下を改善また
は調整することを考えた。In the present invention, a mass member for adjusting the resonance frequency is attached to the center of the metal diaphragm to adjust the frequency characteristics. In the present invention, the frequency characteristic in a high frequency region is improved by attaching the mass member to the metal diaphragm and moving the secondary resonance frequency to the lower frequency side. The present invention is particularly preferred when the secondary resonance frequency obtained from the configuration of the piezoelectric vibrator alone is smaller than the predetermined upper limit frequency when the diameter of the metal diaphragm is smaller (for example, the diameter of the metal diaphragm is 14 mm or less). in the case of)
It is effective for As described above, when the diameter of the metal diaphragm is large to some extent, the frequency characteristics can be easily adjusted by adjusting the number and size of the sound emission holes. However, as the diameter of the metal diaphragm becomes smaller,
It is difficult to improve the reduction in sound pressure in a high frequency region only by adjusting the number and size of the sound output holes. The inventor has conceived of improving or adjusting the drop in sound pressure by changing the secondary resonance frequency (by shifting to a lower frequency), which causes the drop in sound pressure in a high frequency range. Was.
【0012】振動板の一次共振周波数(f)は、f=
(1/2π)(1/mc)1/2 の式により表すことがで
きる。ここでmは等価質量であり、Cはコンプライアン
スある。二次共振周波数はこの一次共振周波数に付随し
て表れる。等価質量とは、振動板の質量そのものではな
く、振動する際に実際に振動に関与する質量であり、振
動板の支持構造または支持条件等によって等価質量は変
わる。またコンプライアンスCは、振動体の軟らかさを
示す定数であり、Cが大きくなるほど振動板が軟らかい
ことを意味する。二次共振周波数を下げる(低い周波数
側にシフトする)ためには、mまたはCを大きくすれば
よい。しかしながらCを大きくするといっても、あまり
Cを大きくすると、振動板を支持することも、また形を
維持することもできなくなる。現実には、圧電振動子の
金属振動板の厚みはほとんど限界に近い状態まで小さく
なっており、更に金属振動板のC(軟らかさ)を増大す
ることには無理がある。そこで発明者は、m(等価質
量)を増加することにより二次共振周波数を下げること
を考えた。m(等価質量)を増加させる簡単な方法は、
金属振動板の厚みを増加させて、金属振動板の質量を増
加させることである。しかしながらこのようにしてmを
増加させると、逆にCが小さくなってしまうので、結果
的には二次共振周波数を下げることは難しい。そこで本
発明では、マス部材を圧電振動子に取付けることによ
り、m(等価質量)を増加させることにした。そして本
発明では、軽くてしかも小さいマス部材で最も効果的に
m(等価質量)を増加させるために、圧電振動子の中央
部にマス部材を配置することにした。中央部にマス部材
を配置しない場合には、マス部材の質量が重くなるため
結果的にマス部材の寸法が大きくなって、振動板のCが
小さくなるので好ましくないが、マス部材を圧電振動子
の中央部に配置すればこのような問題が生じることはな
い。The primary resonance frequency (f) of the diaphragm is f =
(1 / 2π) (1 / mc) 1/2 . Where m is the equivalent mass and C is compliance. The secondary resonance frequency appears along with the primary resonance frequency. The equivalent mass is not the mass of the diaphragm itself, but a mass that actually participates in the vibration when vibrating, and the equivalent mass changes depending on the supporting structure of the diaphragm, the supporting conditions, and the like. The compliance C is a constant indicating the softness of the vibrating body, and the larger C means that the diaphragm is softer. In order to lower the secondary resonance frequency (shift to a lower frequency side), m or C may be increased. However, even if C is increased, if C is increased too much, the diaphragm cannot be supported and the shape cannot be maintained. In reality, the thickness of the metal vibrating plate of the piezoelectric vibrator is almost reduced to a state close to its limit, and it is impossible to further increase the C (softness) of the metal vibrating plate. Therefore, the inventors have considered reducing the secondary resonance frequency by increasing m (equivalent mass). A simple way to increase m (equivalent mass) is
The purpose is to increase the thickness of the metal diaphragm and increase the mass of the metal diaphragm. However, if m is increased in this way, C will be reduced, and consequently, it is difficult to lower the secondary resonance frequency. Therefore, in the present invention, m (equivalent mass) is increased by attaching the mass member to the piezoelectric vibrator. In the present invention, the mass member is disposed at the center of the piezoelectric vibrator in order to most effectively increase m (equivalent mass) with a light and small mass member. If the mass member is not disposed at the center, the mass of the mass member becomes heavy, resulting in an increase in the size of the mass member and a decrease in the C of the diaphragm. Such a problem does not occur if it is arranged at the center of the.
【0013】本発明によれば、圧電振動子の中央部にマ
ス部材を配置することによって等価質量を増加させて、
二次共振周波数を低い周波数側にシフトすることによ
り、周波数特性の高い周波数領域における音圧の低下を
防止して、周波数が高い領域における周波数特性の調整
が可能になる。According to the present invention, the equivalent mass is increased by disposing the mass member at the center of the piezoelectric vibrator,
By shifting the secondary resonance frequency to a lower frequency side, it is possible to prevent a decrease in sound pressure in a frequency region having a high frequency characteristic and to adjust the frequency characteristic in a high frequency region.
【0014】マス部材の形状は任意であるが、薄形化の
ためには、マス部材を板状にするのが好ましい。通常金
属振動板は円板状であるから、マス部材も円板形状にし
て、金属振動板とほぼ同心的に配置するのが理想的であ
る。このようにするとマス部材の質量及び寸法を最小に
して、周波数特性を調整できる。具体的には、マス部材
の質量及び形状寸法の設定により、圧電振動子から得ら
れる二次共振周波数を調整して周波数特性を調整するの
であるが、マス部材が取付けられた圧電振動子から得ら
れる二次共振周波数を予め定めた上限周波数に近付ける
ように、マス部材の質量及び形状寸法を設定すれば、マ
ス部材の質量を最小にして効果的に周波数特性を調整す
ることができる。予め定めた上限周波数とは、用途に応
じて自ずと定まる所定以上の音圧を必要とする周波数の
上限である。前述の通信機械工業会の受話周波数特性の
標準規格に合わせるように周波数特性を調整する場合で
あれば、上限周波数である3400Hzがこの予め定め
た上限周波数となる。したがって、この場合には、二次
共振周波数が3400Hzに近付けるようにマス部材の
質量及び形状寸法を設定すればよい。そして前気室の共
鳴周波数を上限周波数よりやや低くなるように放音孔の
数及び寸法による調整を併用するのは勿論である。Although the shape of the mass member is arbitrary, it is preferable to make the mass member plate-shaped in order to reduce the thickness. Since the metal diaphragm is usually in a disk shape, it is ideal that the mass member is also formed in a disk shape and arranged substantially concentrically with the metal diaphragm. In this manner, the frequency characteristics can be adjusted by minimizing the mass and size of the mass member. Specifically, the frequency characteristics are adjusted by adjusting the secondary resonance frequency obtained from the piezoelectric vibrator by setting the mass and the shape and dimensions of the mass member. If the mass and the shape of the mass member are set so that the secondary resonance frequency approaches a predetermined upper limit frequency, the mass characteristics of the mass member can be minimized and the frequency characteristics can be effectively adjusted. The predetermined upper limit frequency is an upper limit of a frequency that requires a sound pressure equal to or higher than a predetermined value that is naturally determined according to a use. If the frequency characteristics are adjusted to conform to the above-mentioned standard of the reception frequency characteristics of the Communication Machinery Manufacturers Association, the upper limit frequency of 3400 Hz is the predetermined upper limit frequency. Therefore, in this case, the mass and the shape and dimension of the mass member may be set so that the secondary resonance frequency approaches 3400 Hz. It goes without saying that the number and size of the sound emission holes are also adjusted so that the resonance frequency of the front air chamber is slightly lower than the upper limit frequency.
【0015】マス部材を圧電振動子の圧電セラミック素
子の上に接合する場合には、接着剤として硬化した状態
で弾性を有するシリコンゴム系の接着剤を用いる。これ
はマス部材が圧電振動子の変形を疎外しないようにする
ためである。もし接着剤として、硬化後にほとんど弾性
を示さない接着剤を用いると、マス部材の存在によって
圧電セラミック素子の動きまたは変形が疎外されて、十
分な振動が発生しなくなって音圧が低下するおそれがあ
る。圧電セラミック素子が接合されている金属製振動板
の面と反対側の面の中央部にマス部材を接着する場合も
同様で、この場合にも接着剤として硬化した状態で弾性
を有する接着剤を用いると、金属振動板のコンプライア
ンスが小さくなるのを防止できる効果がある。特にマス
部材を圧電セラミック素子が接合されている金属製振動
板の面と反対側の面に接着すると、圧電セラミック素子
を配置する側のケースの厚み寸法を小さくできる。When the mass member is joined onto the piezoelectric ceramic element of the piezoelectric vibrator, a silicone rubber-based adhesive having elasticity in a cured state is used as the adhesive. This is to prevent the mass member from alienating the deformation of the piezoelectric vibrator. If an adhesive exhibiting little elasticity after curing is used as an adhesive, the movement or deformation of the piezoelectric ceramic element is alienated due to the presence of the mass member, so that sufficient vibration may not be generated and the sound pressure may decrease. is there. The same applies to the case where a mass member is adhered to the center of the surface opposite to the surface of the metal diaphragm to which the piezoelectric ceramic element is joined, and in this case, an adhesive having elasticity in a cured state is used as the adhesive. When used, there is an effect that the compliance of the metal diaphragm can be prevented from being reduced. In particular, when the mass member is bonded to the surface opposite to the surface of the metal diaphragm to which the piezoelectric ceramic element is bonded, the thickness of the case on which the piezoelectric ceramic element is disposed can be reduced.
【0016】なお金属振動板の周縁部は金属振動板の実
質直径を実質的に減少させない支持構造により絶縁ケー
スに支持するのが好ましい。なぜならば金属振動板の実
質直径を実質的に減少すると、その分だけ更にマス部材
の等価質量を増大させることが必要になるからである。Preferably, the peripheral edge of the metal diaphragm is supported on the insulating case by a support structure that does not substantially reduce the substantial diameter of the metal diaphragm. This is because when the substantial diameter of the metal diaphragm is substantially reduced, it is necessary to further increase the equivalent mass of the mass member.
【0017】マス部材は、金属振動板のコンプライアン
スをできるだけ小さくしないように、できるだけ軟質の
ものを用いるのが好ましい。しかしながらある程度の質
量を得ようとすると、どうしても金属板を用いることに
なるが、その場合には鉄・ニッケル合金等のように安価
でしかもできるだけ比重の大きいものを用いるのが好ま
しい。It is preferable that the mass member be as soft as possible so as to minimize the compliance of the metal diaphragm. However, in order to obtain a certain mass, a metal plate is inevitably used. In this case, it is preferable to use an inexpensive material having a specific gravity as large as possible, such as an iron-nickel alloy.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施
の形態の一例の圧電発音器(または圧電スピーカ)を内
部に配置した携帯電話の受話器の概略部分断面図であ
り、図2は図1で用いる本発明の実施の形態の一例の圧
電変換器の概略断面図である。なお図2においては、理
解を容易にするため、各部の厚みを誇張して描いてい
る。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a handset of a mobile phone in which a piezoelectric sounder (or a piezoelectric speaker) according to an embodiment of the present invention is disposed, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention used in FIG. It is a schematic sectional drawing of the piezoelectric transducer of an example. In FIG. 2, the thickness of each part is exaggerated for easy understanding.
【0019】この電話の受話器は、図1に示すようにハ
ウジング1に該ハウジング1と組合わされて圧電発音器
を構成する圧電変換器2が取付けられた構造を有してい
る。ハウジング1はハウジング本体3の内壁部に圧電変
換器取付用の嵌合部(突出部)4を一体に有している。
この突出部4は円筒状をなしており、圧電変換器2の位
置決め用突起半部7fが嵌合される切欠凹部4aを有し
ている。また、ハウジング本体3には、突出部4によっ
て囲まれた内側部分に1ヶ以上の放音孔3a…が形成さ
れている。突出部4の内周にはリング状スペーサ5が配
置されている。突出部4には、位置決め用突起半部7f
と切欠凹部4aとが嵌合された状態でリング状スペーサ
5を介して圧電変換器2の表側ケース6の端部が嵌合さ
れている。具体的には、表側ケース6の開口部6cがハ
ウジング本体3に形成した放音孔3a…と対向するよう
に、即ち開口部6cがハウジング本体3の壁部によって
覆われるように、圧電変換器2は突出部4に嵌合されて
いる。この状態でハウジング本体3の壁部と圧電変換器
2の圧電振動子8との間に前気室R1 が構成される。As shown in FIG. 1, this telephone receiver has a structure in which a piezoelectric transducer 2 which is combined with the housing 1 to form a piezoelectric sounder is mounted on a housing 1. The housing 1 integrally has a fitting portion (projecting portion) 4 for attaching a piezoelectric transducer to an inner wall portion of the housing body 3.
The projection 4 has a cylindrical shape, and has a cutout recess 4a into which the positioning projection half 7f of the piezoelectric transducer 2 is fitted. The housing body 3 has one or more sound emission holes 3a formed in an inner portion surrounded by the protruding portion 4. A ring-shaped spacer 5 is arranged on the inner periphery of the protrusion 4. The projection 4 has a positioning projection half 7f.
The end of the front case 6 of the piezoelectric transducer 2 is fitted via the ring-shaped spacer 5 in a state where the notch recess 4a is fitted. Specifically, the piezoelectric converter is arranged such that the opening 6c of the front case 6 faces the sound emission holes 3a formed in the housing main body 3, that is, the opening 6c is covered by the wall of the housing main body 3. 2 is fitted to the protrusion 4. In this state, a front air chamber R1 is formed between the wall of the housing body 3 and the piezoelectric vibrator 8 of the piezoelectric transducer 2.
【0020】圧電変換器2は、図2に詳細に示すよう
に、第1のケース半部を構成する表側ケース6に第2の
ケース半部を構成する裏側ケース7が嵌合されて構成さ
れる二つ割りの収納ケース(絶縁ケース)を有してお
り、この収納ケースの内部には、電気信号に応じて振動
する圧電振動子8が収納されている。なお本実施例で
は、表側ケース6と裏側ケース7の嵌め合わせ部からの
空気漏れを防ぐために、嵌め合わせ部を溶着等により接
合している。表側ケース6は、図2及び図3(A)〜
(C)に詳細に示すように、底壁部6aとこの底壁部6
aの外周部を囲むようにこの外周部から延びる周壁部6
bとを有しており、ガラス入りのPPO樹脂からなる絶
縁樹脂材料により一体成形されている。なお図3(A)
〜(C)は、表側ケース6の平面図、断面図及び裏面図
である。底壁部6aには、圧電振動子8の金属製振動板
8aを部分的に露出させる円形の開口部6cが形成され
ている。開口部6cの径寸法は、電話器の組立作業時に
指が金属製振動板8aに触れない程度に小さくすると共
に共鳴を生じさせない程度に大きくしている。また底壁
部6aの外周部には、直方体の形状を有する位置決め用
突起半部6dが一体に設けられている。周壁部6bは、
切欠部6eを有するほぼ円筒形状を有している。切欠部
6eは、位置決め用突起半部6dと対応する位置に形成
されている。また、切欠部6eは、表側ケース6に裏側
ケース7が嵌合された状態で、リード線10a,10b
を導出する隙間を形成するためのものであり、最終的に
はその内部は封止剤11により封止される。周壁部6b
の内壁には、開口部6c寄りの位置に周方向に連続して
延びる環状のリブ6fが一体に形成されている。このリ
ブ6fの内壁部の外面には傾斜面即ち第1のテーパー部
6gが形成されている。この第1のテーパ部6gは開口
部6cから離れるに従って径方向外側に向かって広がる
(即ち拡径する)向きに形成されている。As shown in detail in FIG. 2, the piezoelectric transducer 2 is constructed by fitting a front case 6 forming a first case half and a back case 7 forming a second case half. The housing has a split storage case (insulating case) in which a piezoelectric vibrator 8 that vibrates according to an electric signal is stored. In this embodiment, the fitting portions are joined by welding or the like in order to prevent air leakage from the fitting portions of the front case 6 and the back case 7. Front case 6 is shown in FIGS.
As shown in detail in (C), the bottom wall 6a and this bottom wall 6
a peripheral wall portion 6 extending from the outer peripheral portion so as to surround the outer peripheral portion
b, and is integrally formed of an insulating resin material made of PPO resin containing glass. FIG. 3 (A)
(C) are a plan view, a sectional view, and a back view of the front case 6. A circular opening 6c that partially exposes the metal vibration plate 8a of the piezoelectric vibrator 8 is formed in the bottom wall 6a. The diameter of the opening 6c is so small that the finger does not touch the metal diaphragm 8a during the assembling work of the telephone and large enough not to cause resonance. A positioning projection half 6d having a rectangular parallelepiped shape is integrally provided on the outer peripheral portion of the bottom wall 6a. The peripheral wall portion 6b
It has a substantially cylindrical shape with a notch 6e. The notch 6e is formed at a position corresponding to the positioning projection half 6d. The notch 6e is provided with the lead wires 10a, 10b when the back case 7 is fitted to the front case 6.
Is finally formed, and the inside thereof is sealed with a sealant 11. Surrounding wall 6b
An annular rib 6f extending continuously in the circumferential direction is formed integrally with the inner wall at a position near the opening 6c. An inclined surface, that is, a first tapered portion 6g is formed on the outer surface of the inner wall portion of the rib 6f. The first tapered portion 6g is formed so as to expand radially outward (that is, expand in diameter) as the distance from the opening 6c increases.
【0021】第2のケース半部を構成する裏側ケース7
は、図2及び図4(A)〜(C)に詳細に示すように、
円板状の底壁部7aとこの底壁部7aの縁部7a1 を残
すように底壁部7aから立ち上がって延びる周壁部7b
とを有しており、表側ケース6と同様にガラス入りのP
PO樹脂からなる絶縁樹脂によって一体成形されてい
る。なお図4(A)〜(C)は、裏側ケース7の平面
図、断面図及び裏面図である。底壁部7aには、漏洩孔
7cが形成されている。この漏洩孔7cは底壁部7aの
中心部に形成されており、漏洩孔7cの裏側ケース7の
内側に位置する一端の開口部には、漏洩孔7cを覆うよ
うに制動布9が接合または貼り付けられている(図
2)。また底壁部7aの表側ケース6に対向する内面に
は、補強用リブ7dが形成されている。この補強用リブ
7dは格子状に形成されており、裏側ケース7の強度を
高められるような形状及び寸法を有している。また底壁
部7aの外周には、位置決め用突起半部7fが形成され
ている。この位置決め用突起半部7fは、2つの直方体
の突出片7f1 ,7f2 と、底壁部7aに連続する板状
部7f3 とから構成されている。表側ケース6に裏側ケ
ース7が嵌合された状態で表側ケース6の位置決め用突
起半部6dは、突出片7f1 ,7f2 に挟まれた状態で
位置決め用突起半部7fに嵌合される。なお、表側ケー
ス6に裏側ケース7が嵌合された状態でリード線10
a,10bが圧電変換器2から外部に導出する隙間が位
置決め用突起半部6dと板状部7f3 との間に形成され
る。また板状部7f3 には、リード線10a,10bの
導出と封止剤の注入とが容易に行え、且つ突出片7f1
,7f2 の底壁部7aへの取付強度を高められるよう
な半円弧状の切り込み7f4 が形成されている。The back case 7 constituting the second case half
Is shown in detail in FIG. 2 and FIGS. 4 (A) to 4 (C),
A peripheral wall portion 7b rising from the bottom wall portion 7a so as to leave a disk-shaped bottom wall portion 7a and an edge portion 7a1 of the bottom wall portion 7a.
And, like the front case 6, a glass-filled P
It is integrally formed of an insulating resin made of PO resin. 4A to 4C are a plan view, a cross-sectional view, and a back view of the back case 7. A leak hole 7c is formed in the bottom wall 7a. The leakage hole 7c is formed at the center of the bottom wall 7a, and a braking cloth 9 is joined or bonded to an opening at one end located inside the rear case 7 of the leakage hole 7c so as to cover the leakage hole 7c. It is pasted (Fig. 2). Reinforcing ribs 7d are formed on the inner surface of the bottom wall 7a facing the front case 6. The reinforcing ribs 7d are formed in a lattice shape, and have a shape and dimensions that can increase the strength of the back case 7. A positioning projection half 7f is formed on the outer periphery of the bottom wall 7a. The positioning projection half 7f is composed of two rectangular parallelepiped projecting pieces 7f1 and 7f2, and a plate-like portion 7f3 connected to the bottom wall 7a. When the back case 7 is fitted to the front case 6, the positioning projection half 6d of the front case 6 is fitted to the positioning projection half 7f while being sandwiched between the protruding pieces 7f1 and 7f2. It should be noted that, with the back case 7 fitted to the front case 6,
A gap in which a and 10b are led out of the piezoelectric transducer 2 is formed between the positioning protrusion half 6d and the plate-like portion 7f3. The lead-out portions 10a and 10b can be easily led out and the sealing agent can be easily injected into the plate-like portion 7f3.
, 7f2 are formed with semicircular notches 7f4 so as to increase the strength of attachment to bottom wall 7a.
【0022】また周壁部7bは、切欠部7gを有するほ
ぼ円筒状を有している。この切欠部7gは、位置決め用
突起半部7fと対応する位置に形成されている。切欠部
7gは、表側ケース6に裏側ケース7が嵌合された状態
で、リード線10a,10bを導出する隙間を形成し、
その内部には、シリコンゴム系の接着剤からなる封止剤
11が充填される。周壁部7bの内壁部の外面には傾斜
面即ち第2のテーパ部7hが形成されている。この第2
のテーパ部7hは、表側ケース6の第1のテーパ部6g
と同様に、底壁部7aから離れるに従って径方向外側に
向かって広がる(即ち拡径する)向きに形成されてい
る。The peripheral wall 7b has a substantially cylindrical shape having a cutout 7g. The notch 7g is formed at a position corresponding to the positioning projection half 7f. The notch 7g forms a gap for leading out the lead wires 10a and 10b when the back case 7 is fitted to the front case 6;
The inside thereof is filled with a sealant 11 made of a silicone rubber-based adhesive. An inclined surface, that is, a second tapered portion 7h is formed on the outer surface of the inner wall of the peripheral wall 7b. This second
The first tapered portion 6g of the front case 6 is
Similarly to the above, it is formed in such a direction that it spreads radially outward (that is, expands in diameter) as it moves away from the bottom wall portion 7a.
【0023】絶縁ケースは、図2に示すように、周壁部
6bの端面6b1 が裏側ケース7の縁部7a1 と接触す
るように表側ケース6及び裏側ケース7のそれぞれの周
壁部6b,7bが嵌合されて構成されている。このよう
に、周壁部6b,7bが互いに嵌合された状態で、絶縁
ケースの周壁の内壁部には溝Gが形成される。この溝G
は、絶縁ケースの内側に(中心部に向かって)開口し、
即ち中心部に向かうに従って広がり且つ絶縁ケースの周
壁に沿って延びて圧電振動子8の金属製振動板8aの周
縁部を受け入れる横断面形状がほぼV字形の溝部であ
る。周壁部6b,7bの内壁部の形状(または第1及び
第2のテーパ部の形状)は、このような溝部Gを形成す
るようそれぞれ構成されている。As shown in FIG. 2, the peripheral walls 6 b, 7 b of the front case 6 and the rear case 7 are fitted so that the end surface 6 b 1 of the peripheral wall 6 b contacts the edge 7 a 1 of the rear case 7. It is configured in combination. As described above, the groove G is formed on the inner wall of the peripheral wall of the insulating case in a state where the peripheral walls 6b and 7b are fitted to each other. This groove G
Opens inside the insulation case (towards the center)
In other words, the cross-sectional shape of the piezoelectric vibrator 8 is a substantially V-shaped groove that expands toward the center and extends along the peripheral wall of the insulating case to receive the peripheral edge of the metal diaphragm 8a of the piezoelectric vibrator 8. The shapes of the inner wall portions (or the shapes of the first and second tapered portions) of the peripheral wall portions 6b and 7b are each configured to form such a groove portion G.
【0024】圧電振動子8は、図5(A)及び(B)の
概略図に示すように板状の金属製振動板8aとこの金属
製振動板8aの外周部に第1の電極部8a1 を残すよう
に金属製振動板8aの上に設けられた圧電セラミック素
子8bと、この圧電セラミック素子8bの上に設けられ
たマス部材8cとから構成されている。なお、図5
(A)は圧電振動子8の断面概略図であり、図5(B)
は、圧電振動子8の概略平面図である。金属製振動板8
aは鉄・ニッケル合金からなる厚み0.03mm、直径
14mmの円形の金属板により構成されている。圧電セ
ラミック素子8bは、圧電セラミック8b1 と該圧電セ
ラミック8b1 の両面にそれぞれ設けられた接合電極層
8b2 及び非接合電極層8b3 とから構成されており、
0.05mmの厚みと11.3mmの直径とを有してい
る。接合電極層8b2 は金属製振動板8aと電気的に接
続されるように接合している。第1の電極部8a1 及び
非接合電極層8b3 には、それぞれリード線10a,1
0bが半田付けにより接続されており、圧電振動子8は
第1の電極部8a1 及び非接合電極層8b3 間に与えら
れる電気信号に応じて振動する。As shown in the schematic views of FIGS. 5A and 5B, the piezoelectric vibrator 8 has a plate-shaped metal vibration plate 8a and a first electrode portion 8a1 on an outer peripheral portion of the metal vibration plate 8a. And a mass member 8c provided on the piezoelectric ceramic element 8b. FIG.
5A is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 8 and FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view of the piezoelectric vibrator 8. Metal diaphragm 8
“a” is made of a circular metal plate having a thickness of 0.03 mm and a diameter of 14 mm made of an iron-nickel alloy. The piezoelectric ceramic element 8b includes a piezoelectric ceramic 8b1 and a bonding electrode layer 8b2 and a non-bonding electrode layer 8b3 provided on both surfaces of the piezoelectric ceramic 8b1, respectively.
It has a thickness of 0.05 mm and a diameter of 11.3 mm. The joining electrode layer 8b2 is joined so as to be electrically connected to the metal diaphragm 8a. The first electrode portion 8a1 and the non-bonding electrode layer 8b3 have lead wires 10a and 10a, respectively.
0b is connected by soldering, and the piezoelectric vibrator 8 vibrates according to an electric signal given between the first electrode portion 8a1 and the non-bonding electrode layer 8b3.
【0025】マス部材8cは、鉄・ニッケル合金からな
る厚み0.1mm、直径5.6mmの円形の金属板によ
り形成されており、金属製振動板8aとほぼ同心的に配
置されるように接着剤により非接合電極層8b3 に接合
されている。マス部材8cの接合に用いる接着剤は、マ
ス部材8cが圧電振動子8の変形を疎外しないように、
硬化した状態で弾性を有するものを用いるのが好まし
く、この例では、シリコンゴム系の接着剤を用いた。マ
ス部材8cは、圧電振動子8の二次共振周波数を調整し
て圧電発音器の周波数特性を調整する役割を果してお
り、圧電振動子8から得られる二次共振周波数を予め定
めた上限周波数に設定できる質量及び形状を有してい
る。この例では、金属製振動板8aの直径を14mmに
することにより4000Hzになった圧電振動子8の二
次共振周波数を3400Hz(通信機械工業会が制定し
た標準規格の上限の周波数)になるようにマス部材8c
の質量を20mgに設定した。The mass member 8c is formed of a circular metal plate having a thickness of 0.1 mm and a diameter of 5.6 mm made of an iron-nickel alloy, and is adhered so as to be arranged substantially concentrically with the metal diaphragm 8a. It is bonded to the non-bonding electrode layer 8b3 by the agent. The adhesive used for joining the mass member 8c is such that the mass member 8c does not alienate the deformation of the piezoelectric vibrator 8.
It is preferable to use a material having elasticity in a cured state. In this example, a silicone rubber-based adhesive was used. The mass member 8c plays a role of adjusting the secondary resonance frequency of the piezoelectric vibrator 8 to adjust the frequency characteristics of the piezoelectric sounder, and sets the secondary resonance frequency obtained from the piezoelectric vibrator 8 to a predetermined upper limit frequency. It has a configurable mass and shape. In this example, the secondary resonance frequency of the piezoelectric vibrator 8, which was 4000 Hz by setting the diameter of the metal diaphragm 8a to 14 mm, becomes 3400 Hz (the upper limit frequency of the standard established by the Telecommunications Machinery Industry Association). Mass member 8c
Was set to 20 mg.
【0026】この圧電振動子8は、マス部材8cが収納
ケースの内側(裏側ケース7側)に向くように第1及び
第2のテーパ部(溝部Gを囲む壁部)6g,7hに対し
て固定されている(図2)。The piezoelectric vibrator 8 has the first and second tapered portions (wall portions surrounding the groove G) 6g and 7h so that the mass member 8c faces the inside of the storage case (toward the rear case 7). It is fixed (FIG. 2).
【0027】上記の構成で組み立てた場合、金属製振動
板8aの周縁部と第1及び第2のテーパ部6g,7hと
の接触状態は図6〜図8に示した状態のいずれかまたは
各状態が混在した状態になっている。これは絶縁ケース
及び金属製振動板の加工精度と材料の膨脹、収縮等によ
って発生する寸法誤差に基づくものである。設計上は図
8の状態になるように各部の寸法を決定している。When assembled in the above configuration, the contact state between the peripheral portion of the metal diaphragm 8a and the first and second tapered portions 6g and 7h is any one of the states shown in FIGS. The states are mixed. This is based on the processing accuracy of the insulating case and the metal diaphragm and the dimensional error caused by the expansion and contraction of the material. In design, the dimensions of each part are determined so as to be in the state shown in FIG.
【0028】図6に示す接触状態では、金属製振動板8
aの周縁部は、溝部Gとの間に僅かな隙間を形成するよ
うに溝部Gに受入れられており、図6及び図7に示す接
触状態では、金属製振動板8aの周縁部は、溝部Gと接
触して溝部Gに受入れられている。図7に示す例では、
表側ケース6の第1のテーパ部6gの拡径した端部6g
1 と裏側ケース7の第2のテーパ部7hの拡径した端部
7h1 とは金属製振動板8aの厚み分だけ離れており、
端部6g1 と端部7h1 との間には、周壁部6bの第1
のテーパ部6gに連続する接触内壁部6hが露出してい
る。また図8に示す例では、表側ケース6の第1のテー
パ部6gの拡径した端部6g1 と裏側ケース7の第2の
テーパ部7hの拡径した端部7h1 とが接触している。
実際には、金属製振動板8aは金属であり、テーパ部は
樹脂により形成されているため、金属製振動板8aの角
部はテーパ部に食い込んだ状態になっている。In the contact state shown in FIG.
The peripheral edge of the metal diaphragm 8a is received in the groove G such that a slight gap is formed between the peripheral edge of the metal diaphragm 8a and the groove G in the contact state shown in FIGS. G and is received in the groove G. In the example shown in FIG.
End 6g of enlarged diameter of first tapered portion 6g of front case 6
1 is separated from the enlarged end 7h1 of the second tapered portion 7h of the rear case 7 by the thickness of the metal diaphragm 8a,
Between the end 6g1 and the end 7h1, the first wall of the peripheral wall 6b is provided.
The contact inner wall portion 6h that is continuous with the tapered portion 6g is exposed. In the example shown in FIG. 8, the enlarged end 6g1 of the first tapered portion 6g of the front case 6 is in contact with the enlarged end 7h1 of the second tapered portion 7h of the back case 7.
Actually, since the metal diaphragm 8a is made of metal and the tapered portion is formed of resin, the corner portion of the metal diaphragm 8a is in a state of being cut into the tapered portion.
【0029】図6に示す接触状態では、金属製振動板8
aの周縁部と第1のケース半部6の内壁部6g及び第2
のケース半部7の内壁部7hと間には、金属製振動板の
表面側に位置する空間(前気室R1 )と裏面側に位置す
る空間(後気室R2 )との連通を阻止する気密シール部
(絶縁樹脂溶融硬化部)Kが形成されている。また図6
及び図7に示す接触状態では、金属製振動板8aの周縁
部と第1のケース半部6の内壁部6gと間に、前気室R
1 と後気室R2 との連通を阻止する気密シール部(絶縁
樹脂溶融硬化部)Kが形成されている。気密シール部K
は、第1のテーパ部6gのPPO樹脂を溶かす溶剤(例
えばジクロロメタン)によって第1のテーパ部6gの壁
部を溶かした後に、溶剤が気化して無くなることによっ
て形成される。In the contact state shown in FIG.
a and the inner wall 6g of the first case half 6 and the second case 6a.
Between the inner wall 7h of the case half 7 and the space (front air chamber R1) located on the front side of the metal diaphragm and the space (rear air chamber R2) located on the back side. An airtight seal portion (insulating resin melt-cured portion) K is formed. FIG.
In the contact state shown in FIG. 7, the front air chamber R is located between the peripheral edge of the metal diaphragm 8a and the inner wall 6g of the first case half 6.
An airtight seal portion (insulating resin melt-cured portion) K for preventing communication between 1 and the rear air chamber R2 is formed. Hermetic seal part K
Is formed by dissolving the wall portion of the first tapered portion 6g with a solvent (for example, dichloromethane) that dissolves the PPO resin of the first tapered portion 6g, and then evaporating the solvent to disappear.
【0030】次に本実施例の圧電変換器と、マス部材8
cを設けずその他は本実施例と同じ構造を有する比較例
の圧電変換器を作り、各圧電変換器を図1に示すように
ハウジング1に取り付けて圧電発音器を構成してその周
波数特性を調べた。図9は、各圧電発音器の音圧と圧電
振動子の周波数との関係を示している。本図において
A,A1 及びA2 は本発明の圧電発音器の特性曲線,一
次共振のピーク及び二次共振のピークを示しており、
B,B1 及びB2 は比較例の圧電発音器の特性曲線,一
次共振のピーク及び二次共振のピークを示している。本
図より、比較例の圧電発音器では、二次共振周波数が通
信機械工業会が制定した標準規格の上限(3400H
z)を超えているのが分る。これに対してマス部材8c
を設けた本発明の圧電発音器では、二次共振周波数を3
400Hzにできるのが分る。Next, the piezoelectric transducer of this embodiment and the mass member 8
c, a piezoelectric transducer of the comparative example having the same structure as that of the present embodiment is made, and each piezoelectric transducer is mounted on the housing 1 as shown in FIG. Examined. FIG. 9 shows the relationship between the sound pressure of each piezoelectric sounder and the frequency of the piezoelectric vibrator. In the figure, A, A1 and A2 indicate the characteristic curve, the peak of the primary resonance, and the peak of the secondary resonance of the piezoelectric sounder of the present invention.
B, B1, and B2 show the characteristic curve, the peak of the primary resonance, and the peak of the secondary resonance of the piezoelectric sounder of the comparative example. From this figure, in the piezoelectric sounding device of the comparative example, the secondary resonance frequency is the upper limit (3400H) of the standard established by the Telecommunications Industry Association.
z) is surpassed. On the other hand, the mass member 8c
In the piezoelectric sounder of the present invention provided with
It can be seen that the frequency can be set to 400 Hz.
【0031】図10は、各圧電発音器の感度と圧電発音
器の周波数(振動に基づく一次共振周波数及び二次共振
周波数と、前気室から得られる共鳴と、後気室から得ら
れる共鳴とが重なって定まる周波数)との関係と、通信
機械工業会が定めた受話器の周波数特性の許容範囲とを
併せて示している。本図においてA及びBは本発明及び
比較例の圧電発音器の特性曲線を示しており、C及びD
は上限及び下限の許容限界を示している。本図より、比
較例の圧電発音器では、二次共振周波数が3400Hz
を超えているため、300〜3400Hzの周波数領域
で圧電発音器の周波数が下限の許容限界を下回るのに対
してマス部材8cを設けた本発明の圧電発音器では、二
次共振周波数が3400Hzに近付けるため、圧電発音
器の周波数を許容範囲内にできるのが分る。FIG. 10 shows the sensitivity of each piezoelectric sounder and the frequency of the piezoelectric sounder (primary resonance frequency and secondary resonance frequency based on vibration, resonance obtained from the front chamber, and resonance obtained from the rear chamber). And the allowable range of the frequency characteristics of the receiver set by the Telecommunications Machinery Manufacturers Association. In the figure, A and B show the characteristic curves of the piezoelectric sounder of the present invention and the comparative example, and C and D
Indicates the allowable upper and lower limits. As shown in the drawing, in the piezoelectric sounder of the comparative example, the secondary resonance frequency is 3400 Hz.
In the piezoelectric sounder of the present invention in which the mass member 8c is provided while the frequency of the piezoelectric sounder falls below the lower limit in the frequency range of 300 to 3400 Hz, the secondary resonance frequency becomes 3400 Hz. It can be seen that the frequency of the piezoelectric sounder can be made to be within the allowable range in order to make them closer.
【0032】なお、本実施例では、マス部材を圧電振動
子の圧電セラミック素子の上に接合したが、圧電セラミ
ック素子が接合されている金属製振動板の面と反対側の
面の中央部にマス部材を接合してもよい。なおこの場合
にも接着剤として硬化した状態で弾性を有する接着剤を
用いると、金属振動板のコンプライアンスが小さくなる
のを抑制できる効果がある。また、このようにマス部材
を接着して圧電セラミック素子を後気室側に配置し、マ
ス部材を前気室側に配置すればマス部材の厚みを厚くし
て、マス部材の径を小さくすることができ、コンプライ
アンスが小さくなるのを抑制できる。In this embodiment, the mass member is bonded on the piezoelectric ceramic element of the piezoelectric vibrator. However, the mass member is provided at the center of the surface opposite to the surface of the metal diaphragm to which the piezoelectric ceramic element is bonded. Mass members may be joined. Also in this case, when an adhesive having elasticity in a cured state is used as the adhesive, there is an effect that the compliance of the metal diaphragm can be suppressed from being reduced. If the mass member is bonded to the piezoelectric ceramic element in the rear air chamber side and the mass member is arranged in the front air chamber side, the thickness of the mass member is increased and the diameter of the mass member is reduced. And the reduction in compliance can be suppressed.
【0033】また、本実施例では、溶剤または接着剤を
用いて気密シール部Kを形成したが、気密シール部は必
ずしも形成しなくてもよい。In this embodiment, the hermetic seal portion K is formed by using a solvent or an adhesive, but the hermetic seal portion is not necessarily formed.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、圧電振動子の中央部に
マス部材を配置することによって等価質量を増加させ
て、二次共振周波数を低い周波数側にシフトすることに
より、周波数特性の高い周波数領域における音圧の低下
を防止して、周波数が高い領域における周波数特性の調
整が可能になる。そのため、所望の音質を維持した状態
で、圧電振動子の径寸法を小さくして、圧電発音器の小
形化を図ることができる。According to the present invention, the equivalent mass is increased by disposing the mass member at the center of the piezoelectric vibrator, and the secondary resonance frequency is shifted to the lower frequency side, so that the frequency characteristic is improved. It is possible to prevent a decrease in sound pressure in the frequency domain and adjust the frequency characteristics in a high frequency domain. Therefore, the size of the piezoelectric vibrator can be reduced by reducing the diameter of the piezoelectric vibrator while maintaining the desired sound quality.
【図1】 本発明の実施の形態の一例の圧電発音器を内
部に配置した携帯電話の受話器の概略部分断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a handset of a mobile phone in which a piezoelectric sounder according to an embodiment of the present invention is disposed.
【図2】 本発明の実施の形態で用いる圧電変換器の一
例の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of a piezoelectric converter used in the embodiment of the present invention.
【図3】 (A)〜(C)は、図2の圧電変換器に用い
る表側ケースの平面図、断面図及び裏面図である。FIGS. 3A to 3C are a plan view, a cross-sectional view, and a back view of a front case used for the piezoelectric transducer of FIG. 2;
【図4】 (A)〜(C)は、図2の圧電変換器に用い
る裏側ケースの平面図、断面図及び裏面図である。FIGS. 4A to 4C are a plan view, a cross-sectional view, and a back view of a back case used for the piezoelectric transducer of FIG.
【図5】 (A),(B)は、本発明の実施の形態の一
例で用いる圧電振動子の断面図及び平面図である。FIGS. 5A and 5B are a cross-sectional view and a plan view of a piezoelectric vibrator used in an example of an embodiment of the present invention.
【図6】 圧電振動子と第1及び第2のテーパ部との固
定部分の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a fixed portion between the piezoelectric vibrator and first and second tapered portions.
【図7】 圧電振動子と第1及び第2のテーパ部との別
の固定部分の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of another fixed portion between the piezoelectric vibrator and the first and second tapered portions.
【図8】 圧電振動子と第1及び第2のテーパ部との更
に別の固定部分の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of still another fixed portion between the piezoelectric vibrator and the first and second tapered portions.
【図9】 各圧電発音器の音圧と周波数との関係を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between sound pressure and frequency of each piezoelectric sounder.
【図10】 各圧電発音器の感度と周波数(振動に基づ
く一次共振周波数及び二次共振周波数と、前気室から得
られる共鳴と、後気室から得られる共鳴とが重なって定
まる周波数)との関係を示す図である。FIG. 10 shows the sensitivity and frequency of each piezoelectric sounder (frequency determined by overlapping the primary resonance frequency and secondary resonance frequency based on vibration, the resonance obtained from the front chamber, and the resonance obtained from the rear chamber). FIG.
【図11】 従来の圧電発音器の概略部分断面図であ
る。FIG. 11 is a schematic partial sectional view of a conventional piezoelectric sounder.
【図12】 従来の圧電変換器の音圧と周波数との関係
を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between sound pressure and frequency of a conventional piezoelectric transducer.
【図13】 通信機械工業会が定めた受話器の受話周波
数特性の標準基準を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a standard standard of a receiving frequency characteristic of a receiver set by the Telecommunications Industry Association.
2 圧電変換器 6 表側ケース(第1のケース半部) 6a 底壁部 6b 周壁部 6c 開口部 6g 第1のテーパー部 7 裏側ケース(第2のケース半部) 7a 底壁部 7b 周壁部 7h 第2のテーパ部 8 圧電振動子 8a 金属製振動板 8b 圧電セラミック素子 8c マス部材 G 溝部 K 気密シール部(絶縁樹脂溶融硬化部) 2 Piezoelectric transducer 6 Front side case (first case half) 6a Bottom wall 6b Peripheral wall 6c Opening 6g First taper part 7 Back side case (second case half) 7a Bottom wall 7b Peripheral wall 7h Second tapered portion 8 Piezoelectric vibrator 8a Metal vibrating plate 8b Piezoelectric ceramic element 8c Mass member G Groove K Hermetic seal portion (insulating resin melt-cured portion)
Claims (7)
子が接合されてなる圧電振動子の前記金属製振動板の周
縁部が絶縁ケースに支持され、 前記絶縁ケースに支持された前記圧電振動子の一方の側
方に前気室が形成され、また前記圧電振動子の他方の側
方に後気室が形成された圧電発音器において、 前記金属振動板の中央部に前記共振周波数を調整するた
めのマス部材が取付けられて前記周波数特性が調整され
ていることを特徴とする圧電発音器。1. A peripheral portion of a metal vibrating plate of a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric ceramic element is joined to a plate-shaped metal vibrating plate is supported by an insulating case, and the piezoelectric vibration supported by the insulating case is provided. In a piezoelectric sounder in which a front air chamber is formed on one side of a child and a rear air chamber is formed on the other side of the piezoelectric vibrator, the resonance frequency is adjusted at a central portion of the metal diaphragm. Wherein the frequency characteristic is adjusted by attaching a mass member for performing the operation.
子が接合されてなる圧電振動子の前記金属製振動板の周
縁部が絶縁ケースに支持され、 前記絶縁ケースに支持された前記圧電振動子の一方の側
方に前気室が形成され、また前記圧電振動子の他方の側
方に後気室が形成され、 前記圧電振動子の振動に基づく一次共振周波数及び二次
共振周波数と、前記前気室から得られる共鳴と、前記後
気室から得られる共鳴とが重なって周波数特性が定ま
り、 前記圧電振動子のみの構成から得られる前記二次共振周
波数が、予め定めた上限周波数よりも高くなるほど前記
金属振動板の直径寸法が小さい圧電発音器において、 前記金属振動板の中央部に共振周波数調整用の板状のマ
ス部材が取付けられ、 前記マス部材が取付けられた前記圧電振動子から得られ
る前記二次共振周波数を前記予め定めた前記上限周波数
に近付けるように低くして、前記周波数特性を調整する
ように前記マス部材の質量及び形状寸法が定められてい
ることを特徴とする圧電発音器。2. A piezoelectric vibrator in which a piezoelectric ceramic element is joined to a plate-shaped metal vibration plate, a peripheral portion of the metal vibration plate is supported by an insulating case, and the piezoelectric vibration supported by the insulating case is provided. A front air chamber is formed on one side of the child, and a rear air chamber is formed on the other side of the piezoelectric vibrator, and a primary resonance frequency and a secondary resonance frequency based on the vibration of the piezoelectric vibrator, The resonance obtained from the front air chamber and the resonance obtained from the rear air chamber overlap to determine a frequency characteristic, and the secondary resonance frequency obtained from the configuration of only the piezoelectric vibrator is higher than a predetermined upper limit frequency. The piezoelectric vibrator in which the diameter dimension of the metal diaphragm is smaller as the height becomes higher, wherein a plate-shaped mass member for adjusting a resonance frequency is attached to a central portion of the metal diaphragm, and the piezoelectric vibrator to which the mass member is attached From Wherein the mass and shape of the mass member are determined so as to lower the secondary resonance frequency to be closer to the predetermined upper limit frequency and adjust the frequency characteristics. vessel.
製振動板に圧電セラミック素子が接合されてなる圧電振
動子の前記金属製振動板の周縁部が絶縁ケースに支持さ
れ、 前記絶縁ケースに支持された前記圧電振動子の一方の側
方に前気室が形成され、また前記圧電振動子の他方の側
方に後気室が形成され、 前記圧電振動子の振動に基づく一次共振周波数及び二次
共振周波数と、前記前気室から得られる共鳴と、前記後
気室から得られる共鳴とが重なって周波数特性が定まる
圧電発音器において、 前記金属振動板の中央部に共振周波数調整用の板状のマ
ス部材が取付けられ、 前記マス部材の質量及び形状寸法の設定により、前記マ
ス部材が取付けられた前記圧電振動子から得られる二次
共振周波数が調整されて前記周波数特性が調整されてい
ることを特徴とする圧電発音器。3. A piezoelectric vibrator in which a piezoelectric ceramic element is joined to a disk-shaped metal diaphragm having a diameter of 14 mm or less, a peripheral portion of the metal diaphragm is supported by an insulating case, A front air chamber is formed on one side of the piezoelectric vibrator supported by the piezoelectric vibrator, and a rear air chamber is formed on the other side of the piezoelectric vibrator. A primary resonance frequency based on the vibration of the piezoelectric vibrator And a secondary resonance frequency, a resonance obtained from the front air chamber, and a resonance obtained from the rear air chamber are overlapped with each other to determine a frequency characteristic. The plate-shaped mass member is attached, and by setting the mass and the shape and dimension of the mass member, the secondary resonance frequency obtained from the piezoelectric vibrator to which the mass member is attached is adjusted to adjust the frequency characteristic. hand The piezoelectric sound generator according to claim Rukoto.
いて前記マス部材が前記圧電セラミック素子の上に接合
されている請求項1,2または3に記載の圧電発音器。4. The piezoelectric sounding device according to claim 1, wherein said mass member is bonded onto said piezoelectric ceramic element using an adhesive having elasticity in a cured state.
る前記金属製振動板の面と反対側の面の中央部に前記マ
ス部材が接着されている請求項1,2または3に記載の
圧電発音器。5. The piezoelectric sound generation device according to claim 1, wherein said mass member is bonded to a center portion of a surface of said metal diaphragm to which said piezoelectric ceramic element is joined, opposite to a surface thereof. vessel.
前記金属振動板とほぼ同心的に配置されている請求項3
に記載の圧電発音器。6. The mass member has a disk shape,
4. The device according to claim 3, wherein the metal diaphragm is arranged substantially concentrically.
A piezoelectric sounder according to claim 1.
振動板の実質直径を実質的に減少させない支持構造によ
り前記絶縁ケースに支持されている請求項請求項1,2
または3に記載の圧電発音器。7. The metal casing according to claim 1, wherein the peripheral portion of the metal diaphragm is supported by the insulating case by a supporting structure that does not substantially reduce a substantial diameter of the metal diaphragm.
Or the piezoelectric sounder according to 3.
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---|---|---|---|
JP27959696A JP3970360B2 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Piezoelectric sounder |
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JP27959696A JP3970360B2 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Piezoelectric sounder |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10126885A true JPH10126885A (en) | 1998-05-15 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010074206A1 (en) | 2008-12-26 | 2010-07-01 | パナソニック電工株式会社 | Piezoelectric speaker, piezoelectric audio device employing piezoelectric speaker, and sensor with alert device attached |
US8058774B2 (en) * | 2008-07-14 | 2011-11-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating plate piezoelectric generator |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP27959696A patent/JP3970360B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8058774B2 (en) * | 2008-07-14 | 2011-11-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating plate piezoelectric generator |
WO2010074206A1 (en) | 2008-12-26 | 2010-07-01 | パナソニック電工株式会社 | Piezoelectric speaker, piezoelectric audio device employing piezoelectric speaker, and sensor with alert device attached |
US9031265B2 (en) | 2008-12-26 | 2015-05-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Piezoelectric speaker, piezoelectric audio device employing piezoelectric speaker, and sensor with alert device attached |
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