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KR101507749B1 - 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기 - Google Patents

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR101507749B1
KR101507749B1 KR20137016882A KR20137016882A KR101507749B1 KR 101507749 B1 KR101507749 B1 KR 101507749B1 KR 20137016882 A KR20137016882 A KR 20137016882A KR 20137016882 A KR20137016882 A KR 20137016882A KR 101507749 B1 KR101507749 B1 KR 101507749B1
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시게노부 나카무라
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쿄세라 코포레이션
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Abstract

피크 딥을 억제하여 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있고, 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기를 구비한 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다. 이 과제를 해결하기 위해서 본원이 개시하는 음향 발생기는 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와, 여진기가 접합재를 통해서 접합되고 여진기의 진동에 의해 여진기와 함께 진동하는 막 형상의 진동체를 구비하고, 접합재는 진동체를 평면으로 봤을 때에 여진기의 외측 가장자리로부터 돌출된 돌출부를 갖고, 돌출부 중 적어도 일부가 물결치는 형상이다.

Description

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기{ACOUSTIC GENERATOR, ACOUSTIC GENERATION DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기를 구비한 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 압전 스피커로 대표되는 음향 발생기는 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 소형, 저전류 구동의 음향 기기로서 알려져 있고, 예를 들면 모바일 컴퓨팅 기기 등 소형 전자 기기에 장착된 음향 발생 장치로서 사용되고 있다.
일반적으로, 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 음향 발생기는 금속제의 진동판에 은 박막 등에 의한 전극이 형성된 압전소자를 접착제로 부착한 구조로 되어 있다. 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 음향 발생기의 발음 기구는 압전소자의 양면에 교류 전압을 인가함으로써 압전소자에 형상 변형을 발생시키고, 압전소자의 형상 변형을 금속제의 진동판에 전해서 진동시킴으로써 소리를 발생시킨다는 것이다(예를 들면 특허문헌 1, 2를 참조).
일본 특허공개 2004-023436호 공보 일본 특허 공개 2001-285994호 공보
그러나, 상기 음향 발생기는 압전소자의 진동으로 유도된 공진에 기인한 피크 딥(peak dip)이 발생하기 쉬워, 특정한 주파수에 있어서 음압이 급격하게 변화되어 버린다는 문제가 있다. 이 때문에, 주파수 특성을 평탄화하는 것이 요구되고 있다.
개시의 기술은 상기를 감안하여 이루어진 것이고, 음압의 주파수 특성이 평탄해지는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원이 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기는 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와, 상기 여진기가 접합재를 통해서 접합되어 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 막 형상의 진동체를 구비하고, 상기 접합재는 상기 진동체를 평면으로 봤을 때에 상기 여진기의 외측 가장자리로부터 돌출된 돌출부를 갖고, 상기 돌출부 중 적어도 일부가 물결치는 형상인 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
본원이 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기의 하나의 형태 에 의하면 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다는 효과를 얻는다.
도 1a는 제 1 형태에 의한 음향 발생기를 나타내는 평면도이다.
도 1b는 제 1 형태에 의한 음향 발생기를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 2b는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 요부 확대 평면도이다.
도 2c는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 요부 확대 평면도이다.
도 2d는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 요부 확대 평면도이다.
도 2e는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 요부 확대 평면도이다.
도 3a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 3b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 4a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 정사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 4b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 정사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 5a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 팔각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 5b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 팔각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 6a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 코너부가 둥글게 된 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 6b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 코너부가 둥글게 된 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 7a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 타원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 7b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 타원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 8a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 8b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 9a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 마름모꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 9b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 마름모꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 10a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 사다리꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 10b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 사다리꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 11a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 삼각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다.
도 11b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 삼각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 12는 제 3 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 13은 제 4 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
이하에, 본원이 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 실시형태로서 하기에 예시하는 각 형태는 음향 발생기를 구성하는 각 부재의 형상이나 치수를 모순시키지 않는 범위에서 적당하게 조합할 수 있다.
[제 1 형태]
[음향 발생기의 구조]
우선, 음향 발생기의 일례를 도 1a 및 도 1b에 의거하여 설명한다. 도 1a는 음향 발생기를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 1b에는 도 1a에 나타내는 A-A선을 따르는 단면도가 나타내어져 있다. 또한, 도 1b에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 여진기(1)로서 나타낸 적층형의 압전소자(1)의 두께 방향(y 방향)을 확대해서 나타내고 있다.
또한, 본 실시형태의 음향 발생기에 적용할 수 있는 여진기로서는 하기에 나타내는 압전소자 이외에 전기 신호가 입력되어서 여진하는 기능을 갖고 있는 것이면 되고, 예를 들면 스피커를 진동시키는 여진기로서 알려진 동전형(動電型)의 여진기, 정전형(靜電型)의 여진기 또는 전자형(電磁型)의 여진기이어도 상관없다. 여기에서, 동전형의 여진기는 영구자석의 자극 사이에 배치된 코일에 전류를 흘려서 코일을 진동시키는 것이다. 또한, 정전형의 여진기는 마주보게 한 2개의 금속판에 바이어스와 전기 신호를 흘려서 금속판을 진동시키는 것이다. 또한, 전자형의 여진기는 전기 신호를 코일에 흘려서 얇은 철판을 진동시키는 것이다. 또한, 본 실시형태에서는 진동체(3)로서 필름(3)을 예시하고 있다.
도 1a 및 도 1b에 나타내는 음향 발생기는 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기인 압전소자(1)가 막 형상의 진동체(3) 상에 접합재(21)에 의해 접합된 구성으로 되어 있고, 이 경우 이 진동체(3)는 여진기인 압전소자(1)의 진동에 의해 압전소자(1)와 함께 진동하도록 되어 있다. 필름(3)은, 예를 들면 사각형의 형상에 중앙 영역을 개구시킨 프레임 부재(5)에 부착되어 있어도 된다. 이 음향 발생기는 도 1b에 나타내는 바와 같이 장력이 걸린 상태에서 필름(3)을 제 1 및 제 2 프레임 부재(5a, 5b)로 협지함으로써 필름(3)이 제 1 및 제 2 프레임 부재(5a, 5b)에 고정되어 있고, 이 필름(3)의 상면에 적층형의 압전소자(1)가 배치되어 있다. 또한, 프레임 부재(5)는 도 1b에 나타내는 바와 같이 필름(3)을 1쌍의 프레임 부재(5)가 협지하는 구성이어도 되지만, 음향 발생기의 저배화 및 저비용화를 도모할 수 있다는 점에서 프레임 부재(5)는 필름(3)의 한쪽 주면측에만 부착된 구성인 것이 바람직하다.
이 중, 압전소자(1)는 예를 들면 판 형상으로 형성되어 있고, 상하의 주면은 정사각형상, 직사각형상 등 사각형상 이외에 다각형상이나 외주에 곡선부를 갖는 형상 중 어느 하나로 되어 있다. 이러한 여진기인 압전소자(1)는, 예를 들면 4층의 세라믹스로 이루어지는 압전체층(7)과 3층의 내부 전극층(9)을 교대로 적층해서 이루어지는 적층체(13)와, 이 적층체(13)의 상하 양면에 형성된 표면 전극층(15a, 15b)과, 적층체(13)의 길이 방향(x)의 양 단부에 각각 설치된 1쌍의 외부 전극(17, 19)을 갖고 있다.
외부 전극(17)은 표면 전극층(15a, 15b)과 1층의 내부 전극층(9b)에 접속되어 있다. 또한, 외부 전극(19)은 2층의 내부 전극층(9a, 9c)에 접속되어 있다. 압전체층(7)은 도 1b에 화살표로 나타내는 바와 같이 분극되어 있고, 압전체층(7a, 7b)이 수축될 경우에는 압전체층(7c, 7d)이 연장되도록, 또는 압전체층(7a, 7b)이 연장될 경우에는 압전체층(7c, 7d)이 수축되도록 외부 전극(17, 19)에 전압이 인가 되도록 구성되어 있다.
외부 전극(19)의 상하 단부는 적층체(13)의 상하면까지 연장 설치되어서 각각 폴딩 외부 전극(19a)이 형성되어 있고, 이들 폴딩 외부 전극(19a)은 적층체(13)의 표면에 형성된 표면 전극층(15a, 15b)에 접촉하지 않도록 표면 전극층(15a, 15b)과의 사이에서 소정의 거리를 두고서 연장 설치되어 있다.
상기 4층의 압전체층(7) 및 상기 3층의 내부 전극층(9)은 적층된 상태에서 동시에 소성되어서 형성된 것이고, 표면 전극층(15a, 15b)은 적층체(13)를 제작한 후에 페이스트를 도포해 베이킹하여 형성되어 있다.
또한, 여진기인 압전소자(1)는 필름(3)측의 주면과 필름(3)이 접합재(21)에 의해 접합되어 있다. 이들 여진기인 압전소자(1)와 필름(3) 사이의 접합재(21)의 두께는 예를 들면 0.02㎛ 이상 20㎛ 이하로 되어 있고, 특히 그 접합재(21)의 두께는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이, 접합재(21)의 두께가 20㎛ 이하일 경우에는 적층체(13)의 진동을 필름(3)에 전하기 쉬워진다.
접합재(21)를 형성하기 위한 접착제로서는 에폭시계 수지, 규소계 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 공지의 것을 사용할 수 있다. 접착제에 사용하는 수지의 경화 방법으로서는 열경화, 광경화나 혐기성 경화 등 중 어느 방법을 이용하여도 진동체를 제작할 수 있다.
또한, 이 제 1 형태의 음향 발생기에서는 압전소자(1)를 매설하도록 프레임 부재(5a)의 내측에 수지가 충전되어서 수지층(20)이 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 1a에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 수지층(20)의 도시를 생략했다.
수지층(20)에는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 규소계 수지나 고무 등을 채용할 수 있다. 또한, 수지층(20)은 스퓨리어스를 억제하는 관점으로부터 압전소자(1)를 완전히 덮는 상태로 도포되는 것이 바람직하다. 또한, 지지판이 되는 필름(3)도 압전소자(1)와 일체로 되어서 진동하기 때문에 압전소자(1)로 덮이지 않는 필름(3)의 영역도 마찬가지로 수지층(20)에 의해 피복되어 있는 것이 좋다.
이렇게, 제 1 형태의 음향 발생기에서는 압전소자(1)를 수지층(20)으로 매설함으로써 압전소자(1)의 공진 현상에 수반되는 피크 딥에 대하여 적당한 덤핑 효과를 유발시킬 수 있다. 이러한 덤핑 효과에 의해 공진 현상을 억제함과 아울러 피크 딥을 작게 억제할 수 있다. 이 결과, 음압의 주파수 의존성을 작게 할 수 있게 된다.
또한, 수지층(20) 내부에서의 공진주파수의 고르지 않은 신호파끼리가 반사해서 서로 부딪힘으로써 공진주파수에서의 피크 강도가 더욱 억제되기 때문에 주파수 특성을 보다 평탄화할 수 있다.
압전체층(7)으로서는 지르콘산납(PZ), 티탄산지르콘산납(PZT), Bi층상 화합물, 텅스텐브론즈 구조 화합물 등의 비납계 압전체 재료 등 기존의 압전 세라믹스를 사용할 수 있다. 압전체층(7)의 두께는 저전압 구동이라는 관점으로부터 10~100㎛인 것이 바람직하다.
내부 전극층(9)의 재료로서는 은 및 팔라듐을 주로 하는 금속 성분과 압전체층(7)을 구성하는 재료 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 내부 전극층(9)에 압전체층(7)을 구성하는 세라믹 성분을 함유시킴으로써 압전체층(7)과 내부 전극층(9)의 열팽창차에 의한 응력을 저감할 수 있어, 적층 불량이 없는 압전소자(1)를 얻을 수 있다. 내부 전극층(9)의 재료로서는 특별히 은과 팔라듐으로 이루어지는 금속 성분에 한정되는 것은 아니고, 다른 금속 성분이어도 된다. 또한, 세라믹 성분으로서도 압전체층(7)을 구성하는 재료 성분에 한정되는 것은 아니고, 다른 세라믹 성분이어도 된다. 내부 전극층(9)의 형성 방법에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.
표면 전극층(15a, 15b)과 외부 전극(17, 19)의 재료는 은을 주로 하는 금속성분에 유리 성분을 함유시키는 것이 바람직하다. 이렇게 유리 성분을 함유시킴으로써 압전체층(7)이나 내부 전극층(9)과, 표면 전극층(15a, 15b) 또는 외부 전극(17, 19) 사이에 강고한 밀착력을 얻을 수 있다.
프레임 부재(5a, 5b)는 예를 들면 두께 100~5000㎛의 스테인리스제로 되어 있다. 또한, 프레임 부재(5a, 5b)의 재질은 스테인리스제에 한정하지 않고, 수지층(20)보다 변형하기 어려운 것이면 되고, 예를 들면 경질 수지, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스, 유리 등을 사용할 수 있고, 본 형태에서는 프레임 부재(5a, 5b)의 재질, 두께 등은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한 프레임 형상도 사각형상에 한정되는 것은 아니고, 내주부 또는 외주부의 일부 또는 전부를 원형, 타원형으로 해도 되고, 내주부 또는 외주부를 마름모꼴로 해도 된다.
필름(3)은 상술한 바와 같이, 프레임 부재(5a, 5b) 사이에 필름(3)의 외주부를 끼워넣음으로써 필름(3)이 면 방향으로 장력이 걸린 상태에서 프레임 부재(5a, 5b)에 고정되어, 필름(3)이 진동판의 역할을 하고 있다. 필름(3)의 두께는, 예를 들면 10~200㎛로 되고, 필름(3)의 재료로서는 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 수지, 또는 펄프나 섬유 등으로 이루어지는 종이 등을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 원하는 음압 특성을 얻을 수 있는 진동판으로 될 수 있는 필름이면 상술한 유기계 재료에 한정하지 않고 금속계 재료도 적용할 수 있다. 이들 재료를 사용함으로써 피크 딥을 억제할 수 있다.
[접합재]
이어서, 접합재(21) 및 이것에 의해 형성되는 돌출부(21a)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2a는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 2a는 접합재의 상태를 알기 용이하도록 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 발출해서 기재한 단면도로 되어 있다.
본 실시형태에 의한 음향 발생기에서는 압전소자(1)는 접합재(21)를 통해서 필름(3) 상에 접합되어 있고, 이 접합재(21)는 도 2a에 나타내는 바와 같이 필름(3)을 평면으로 봤을 때에 압전소자(1)와 필름(3)에 의해 끼인 부분[압전소자(1)의 외측 가장자리]으로부터 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 도 2b~도 2e에 나타내는 바와 같이 돌출부(21a) 중 적어도 일부가 물결치는 형상이다. 도 2a에서는 접합재(21)의 점선으로 둘러싸여진 부분이 돌출부(21a)를 나타내고 있다. 여기에서, 물결치는 형상의 부분이란 외주면[평면으로 봤을 때에 접합재(21)의 외주]이 돌출되거나 들어가거나 해서 물결치고 있는 부분을 의미하고 있고, 그 물결침 상태(진폭)는 예를 들면 이웃하는 산의 정점과 산의 정점을 연결하는 선분에 대하여, 이들 사이에 위치하는 골짜기의 정점으로부터 내린 수선의 길이가 0.1㎜ 이상으로 되어 있다. 또한, 이웃하는 산의 정점과 산의 정점을 연결하는 선분의 길이는 예를 들면 0.5㎜ 이상이다.
또한, 도 2b~도 2e는 돌출부(21a)의 돌출 방식 및 적어도 일부가 물결치는 형상의 베리에이션을 나타내고 있다. 구체적으로는, 도 2b는 평면으로 볼 때에 사각형상의 압전소자(1)의 외측 가장자리의 4개의 변 중 2개의 변에 있어서 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 각각의 변에 대응하는 돌출부(21a)에 있어서 물결치는 형상의 부분을 갖고 있다. 또한, 도 2c는 평면으로 볼 때에 사각형상의 압전소자(1)의 외측 가장자리의 4개의 변 중 4개의 변 모두에 있어서 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 각각의 변에 대응하는 돌출부(21a)에 있어서 물결치는 형상의 부분을 갖고 있다. 또한, 도 2d는 평면으로 볼 때에 사각형상의 압전소자(1)의 외측 가장자리의 4개의 변 중 3개의 변에 있어서 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 돌출된 3개의 변 중 1개의 변에 대응하는 돌출부(21a)에 있어서 물결치는 형상의 부분을 갖고 있다. 또한, 도 2e는 평면으로 볼 때에 사각형상의 압전소자(1)의 외측 가장자리의 4개의 변 중 4개의 변 모두에 있어서 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 3개의 변에 있어서 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있고, 각각의 변에 대응하는 돌출부(21a)에 있어서 물결치는 형상의 부분을 갖고 있다.
또한, 도 2b~도 2d는 접합재(21)가 압전소자(1)의 외측 가장자리로부터 돌출되어 있지 않은 부분도 있는 예를 나타내고 있는 것에 대해, 도 2e는 접합재(21)가 압전소자(1)의 외측 가장자리로부터 돌출되어 있지 않은 부분이 없고, 돌출부(21a)가 압전소자(1)의 외측 가장자리의 전체 둘레로부터 돌출되어 있는 예를 나타내고 있다.
음향 발생기의 접합재(21)를 이러한 구성으로 하면 압전소자(1)의 주위에 필름(3)의 접합재(21)를 갖는 부분과 갖지 않는 부분이 형성되고, 또한 그 경계의 적어도 일부에 평면으로 볼 때에 물결치는 형상의 부분이 형성되게 된다. 필름(3)의 접합재(21)와 접촉하는 부분과 접합재(21)와 접촉하지 않는 부분은 탄력성에 차가 생기기 때문에 압전소자(1)와 필름(3)에 의해 끼인 영역의 외측에 접합재(21)의 돌출부(21a)를 형성함으로써 압전소자(1)의 주위에 있어서 공진주파수가 부분적으로 고르지 않게 되고, 공진점에서의 음압 피크를 완만하게 할 수 있다. 이때, 접합재(21)를 갖는 부분과 갖지 않는 부분의 경계에 물결치는 형상의 부분이 형성되면 부분적으로 공진주파수가 다른 영역이 더욱 증가하므로 피크 딥을 보다 억제할 수 있고, 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다.
특히, 압전소자(1)와 필름(3) 사이에 접합재(21)가 없는 부분(공극)을 형성함으로써 더욱 공진이 완만해지므로 피크 딥을 보다 억제할 수 있고, 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다.
또한, 접합재(21)는 압전소자(1)와 필름(3) 사이의 접합성을 높일 수 있다는 이유에서 압전소자(1)의 주면의 전체면에 부착되어 있는 것이 바람직하고, 돌출부(21a)가 압전소자(1)의 외측 가장자리의 전체 둘레로부터 돌출되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 접합재(21)를 형성하기 위한 접착제로서는 에폭시계 수지, 규소계 수지 또는 아크릴계 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이들 재질의 접착제를 접합재(21)에 사용했을 경우에는 필름(3)과의 접착 강도가 높아지고, 이것에 의해 접합재(21)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 음향 발생기로서의 내구성도 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시형태에 의한 접합재(21)는 압전소자(1)와 필름(3)에 의해 끼인 영역으로부터 돌출되는 부분의 길이로서 도 2a의 단면에 있어서 0.05㎜~2.0㎜, 특히 0.1㎜~1.0㎜인 것이 바람직하다.
[제 2 형태]
도 3a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 3b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 3b는 도 3a에 있어서의 B-B 단면을 나타내고 있다. 도 4a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 정사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 4b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 정사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 4b는 도 4a에 있어서의 C-C 단면을 나타내고 있다.
도 5a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 팔각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 5b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 팔각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 5b는 도 5a에 있어서의 D-D 단면을 나타내고 있다. 도 6a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 코너부가 둥글게 된 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 6b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 코너부가 둥글게 된 직사각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 6b는 도 6a에 있어서의 E-E 단면을 나타내고 있다.
도 7a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 타원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 7b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 타원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 7b는 도 7a에 있어서의 F-F 단면을 나타내고 있다. 도 8a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 8b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 원형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 8b는 도 8a에 있어서의 G-G 단면을 나타내고 있다.
도 9a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 마름모꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 9b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 마름모꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 9b는 도 9a에 있어서의 H-H 단면을 나타내고 있다. 도 10a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 사다리꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 10b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 사다리꼴형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 10b는 도 10a에 있어서의 I-I 단면을 나타내고 있다. 도 11a는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 삼각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 평면도이다. 도 11b는 평면으로 봤을 때의 형상이 대략 삼각형상인 압전소자에 적용한 예를 나타내는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 11b는 도 11a에 있어서의 J-J 단면을 나타내고 있다.
이어서, 도 3a~도 11b를 참조하여 제 2 형태에 의한 음향 발생기에 대하여 설명한다. 도 3b~도 11b도 도 2a와 마찬가지로 설명에 필요한 부분을 발출해서 기재한 단면도로 되어 있다. 그리고, 도 3a~도 11a에서는 접합재(21)의 점선으로 끼인 부분이 돌출부(21a)에 해당한다. 또한, 도 3b~도 11b에서는 접합재(21)의 점선으로 둘러싸인 부분이 돌출부(21a)에 해당한다. 또한, 도 4a~도 11b에서는 돌출부(21a) 중 적어도 일부가 물결치는 형상으로 되어 있는 점은 생략하고 있지만, 도 3a에 인출선으로 나타내는 바와 같이 적어도 일부에 있어서 물결치는 형상이 형성되어 있다.
제 2 형태에 의한 음향 발생기에서는 진동체인 필름(3)의 주면에 대하여 평행한 방향으로부터 여진기인 압전소자(1)를 단면으로 봤을 때[필름(3)의 주면에 수직인 단면으로 압전소자(1)를 봤을 때]에 압전소자(1)(여진기)의 양측에서 돌출부(21a)의 폭이 다른 것이 바람직하다.
도 3a~도 11b에 나타내는 바와 같이 이들 음향 발생기에서는 돌출부(21a)의 폭이 압전소자(1)의 양측에서 다른 것이다. 그래서, 이하의 설명에서는 돌출부(21a)에 대해서 주로 설명하고, 제 1 형태와 같은 기능을 갖는 각 부에 대해서는 설명을 생략한다.
제 2 형태에 의한 음향 발생기에서는 돌출부(21a)는 도 3a~도 11b에 나타내는 바와 같이 압전소자(1)와 필름(3)에 의해 끼인 부분으로부터 좌우 비대칭으로 돌출되어 있다.
여기에서, 진동체인 필름(3)의 주면에 수직인 단면으로 여진기인 압전소자(1)를 봤을 때에 압전소자(1)의 양측에서 돌출부(21a)의 단면적이 다르면, 압전소자(1)의 진동에 의해 진동하는 필름(3)의 진폭이 압전소자(1)의 좌우 양측에 있어서 달라진다. 이것에 의해, 공진점에서의 음압 피크를 보다 완만하게 할 수 있고, 그 결과 피크 딥을 보다 억제할 수 있고, 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다.
특히, 돌출부(21a)의 폭(w)(w1, w2)을 압전소자(1)의 양측에서 좌우에서 다르도록 하면 압전소자(1)의 진동에 의해 진동하는 필름(3)의 진폭과 함께 진동하는 영역이 압전소자(1)의 좌우 양측에 있어서 달라진다. 이것에 의해, 공진점에서의 음압 피크를 보다 완만하게 할 수 있고, 그 결과 피크 딥을 보다 억제할 수 있고, 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다.
이 경우, 돌출부(21a)의 폭(w)(w1, w2)이 다르다는 것은 그 차가 0.5㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 압전소자(1)의 주면의 형상으로서는 넓은 주파수대에 있어서 음압의 변화를 작게 할 수 있다는 점에서 직사각형상이 바람직하다.
[제 3 형태]
이어서, 도 12를 참조하여 제 3 형태에 의한 음향 발생기에 대하여 설명한다. 도 12는 제 3 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 12도 도 2a와 마찬가지로 설명에 필요한 부분을 발출해서 기재한 단면도로 되어 있다. 제 3 형태에 의한 음향 발생기는 돌출부(21a)의 돌출 방식이 제 1 및 제 2 형태와 다른 것이다. 그래서, 이하의 설명에서는 돌출부(21a)에 대해서 주로 설명하고, 제 1 및 제 2 형태와 같은 기능을 갖는 각 부에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 의한 음향 발생기에서는 돌출부(21a)가 여진기인 압전소자(1)의 측면에 이르고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 돌출부(21a)는 도 12에 나타내는 바와 같이 압전소자(1)와 필름(3)에 의해 끼인 부분으로부터 돌출되고, 또한 압전소자(1)의 측면까지 연장되어서 부착되어 있다. 또한, 이 경우도 돌출부(21a)는 단면에 있어서 좌우 대칭으로 되어 있어도 되지만, 이것에 한정하지 않고 좌우 비대칭이어도 된다. 이 경우의 좌우 비대칭이란, 압전소자(1)로부터 프레임 부재(5)를 향하는 방향의 길이가 달라도 되고, 압전소자(1)의 측면을 덮는 높이가 달라도 된다.
이렇게, 돌출부(21a)가 압전소자(1)의 측면에 이르고 있을 경우 외부 전극의 압전체층(7)과의 접착력을 높일 수 있다. 이것에 의해, 압전소자(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 돌출부(21a)가 압전소자(1)의 측면의 전체 둘레를 덮고 있는 것이 바람직하다.
[제 4 형태]
이어서, 도 13을 참조하여 제 4 형태에 의한 음향 발생기에 대하여 설명한다. 도 13은 제 4 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 13도 도 2a와 마찬가지로 설명에 필요한 부분을 발출해서 기재한 단면도로 되어 있다. 제 4 형태에 의한 음향 발생기는 돌출부(21a)의 돌출 방식이 제 1~ 제 3 형태와 다른 것이다. 그래서, 이하의 설명에서는 돌출부(21a)에 대해서 주로 설명하고, 제 1~ 제 3 형태와 같은 기능을 갖는 각 부에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 의한 음향 발생기에서는 돌출부(21a)가 여진기인 압전소자(1)의 측면으로부터 진동판인 필름(3)에 걸쳐서 메니스커스형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 돌출부(21a)의 형상이 메니스커스형상으로 되어 있으면 돌출부(21a)의 두께가 압전소자(1)측으로부터 필름(3)측을 향해서 점차로 변화하고 있기 때문에, 돌출부(21a)와 필름(3)의 접착 강도를 높일 수 있음과 동시에 압전소자(1)의 진동의 필름(3)으로의 전달이 완만하게 되고, 이것에 의해 음압의 주파수 특성을 평탄화할 수 있다.
여기에서, 도 13에서는 돌출부(21a)의 폭이 좌우 대칭이도록 기재하고 있지만, 이에 한정하지 않고 제 2 형태와 같이 좌우 비대칭이어도 된다.
그런데, 지금까지 실시형태의 각 형태에 대하여 설명했지만, 본 실시형태는 상술한 형태 이외에도 여러 가지 다른 형태로 실시되어도 좋은 것이다. 그래서, 이하에서는 본 실시형태에 포함되는 다른 형태를 설명한다.
[적용 범위]
예를 들면 상기 제 1 형태에서는 바이모르프형의 압전소자를 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 압전소자가 바이모르프형인 경우에 한정되지 않고, 유니모르프형이어도 상기 제 1~제 4 형태와 마찬가지의 접착제층을 채용함으로써 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[스피커 장치]
또한, 상기 제 1~제 4 형태에서 설명한 음향 발생기는 상기 음향 발생기를 수납하는 하우징, 소위 공명 박스에 수납함으로써 음향 발생 장치, 소위 「스피커 장치」로서 구성할 수도 있다. 예를 들면 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터 등에 사용되는 대형 스피커 장치로서 구성할 수도 있다면, 스마트폰, 휴대전화기, PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 모바일 단말에 탑재되는 중형 또는 소형의 스피커 장치로서 구성할 수도 있다. 또한, 스피커 장치는 상기 용도에 한정되지 않고, 청소기, 세탁기나 냉장고 등의 임의의 전자 기기에 탑재하는 스피커 장치로서 구성할 수 있다.
[전자 기기]
또한, 상기 제 1~제 4 형태에서 설명한 음향 발생기는 상기 음향 발생기에 접속된 전자회로와, 상기 전자회로 및 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 갖고 있고, 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖는 전자 기기로서 구성할 수도 있다. 이러한 전자 기기의 일례로서는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터, 각종 모바일 단말 이외에, 청소기, 세탁기나 냉장고 등을 들 수 있다.
1 : 압전소자 3 : 필름
5, 5a, 5b : 프레임 부재 7, 7a, 7b, 7c, 7d : 압전체층
9, 9a, 9b, 9c : 내부 전극층 13 : 적층체
15a, 15b : 표면 전극층 17, 19 : 외부 전극
20 : 수지층 21 : 접합재
21a : 돌출부 x : 적층체의 길이 방향
y : 압전소자의 두께 방향

Claims (8)

  1. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
    상기 여진기가 접합재를 통해서 접합되고 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 진동체를 구비하고,
    상기 접합재는 상기 진동체를 평면으로 봤을 때에 상기 여진기의 외측 가장자리로부터 돌출된 돌출부를 갖고, 상기 돌출부 중 적어도 일부가 물결치는 형상인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동체의 주면에 수직인 단면으로 상기 여진기를 봤을 때에 상기 여진기의 양측에서 상기 돌출부의 단면적이 다른 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동체의 주면에 수직인 단면으로 상기 여진기를 봤을 때에 상기 여진기의 양측에서 상기 돌출부의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 여진기의 측면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 여진기의 측면으로부터 상기 진동체에 걸쳐서 메니스커스형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 여진기의 외측 가장자리의 전체 둘레로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기에 접속된 전자회로와,
    상기 전자회로 및 상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 갖고 있고,
    상기 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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