JP2004096225A

JP2004096225A - Piezoelectric sound generating device

Info

Publication number: JP2004096225A
Application number: JP2002251668A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Kawaguchi; 川口　裕人; Tomio Ito; 伊藤　富夫
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric sound generating device which ensures a good sound quality, a bass production, and a low voltage drive in a well balanced manner. <P>SOLUTION: The device has piezoelectric elements 23A, 23B and a piezoelectric diaphragm 25 of a metal plate 22 mounting the elements 23A, 23B pasted thereto. At least one surface of the diaphragm 25 is entirely overlaid with a resin sheet 26 having a larger area than that of the diaphragm 25. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に組み込まれる圧電発音素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は年々高機能化・小型化が進んでいる。例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ、携帯映像機器等の小型化・高機能化である。同時にインターネット技術の導入や通信技術の発展により、いつでもどこでも気楽に映像や音楽データを入手できる環境が整いつつある。
【０００３】
このように、大量の情報を「いつでもどこでも」手に入れることが可能になりつつあるが、一方でこれらの情報と人間のインターフェースに関する技術発展も進んでいる。例えば「映像表示デバイス」としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）等、「入力デバイス」として小型スイッチやタッチパネル等、「発音素子」としてマイクロスピーカー等である。
【０００４】
「発音素子」に関しては、現在の主力はネオジウム磁石を用いたマイクロダイナミックスピーカーとなっている。このスピーカーの口径は小さいもので直径（φ）１２ｍｍ程度から実用化されている。基本的にスピーカー口径が小さくなると音量確保が難しくなるために、ネオジウムのような磁力の強い磁石を用いて音量を確保していることが多い。他方、圧電素子を用いたスピーカーも一部実用化されている。従来から有る圧電ブザーを流用することが多い。一般的に、圧電を用いた場合、マグネットスピーカーに比べ効率が高く消費出力を抑えることが可能という利点がある一方で、音圧の周波数特性の平坦性や低域再生能力が劣り、音質が悪いという欠点がある。これらの欠点を改善すべく、音質を改善した圧電スピーカーも出てきている。例えば、圧電セラミック板を貼り付けた振動板の周辺部の両面に、振動板外側まで延長する樹脂シートを接着し、樹脂シートのみで枠体に支持するようにして、低域の音質の改善を可能にした圧電スピーカーが提案されている（特開平１１ー１１３０９４号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
携帯機器の「高機能化」と「小型・軽量・薄型化」の要求は高く、これらの要求を満たす為には各々のデバイスサイズを小さくしていく必要がある。以下に、この点も考慮して「発音素子」の問題を記す。携帯機器に発音素子を組み込む場合、選択肢は大きく分けて「マグネットスピーカー」「圧電スピーカー」の２つになる。
【０００６】
＜マグネットスピーカーの問題点＞
マグネットスピーカー１の基本構造は、図１６に示すように、振動板（コーン）２及びこれに形成されたコイル３と、所定の間隔を持って一体に形成された磁石４及びヨーク６と、フレーム７とを有し、振動板２がダンパー８を介してフレーム７に支持され、コイル３が磁石４とヨーク６間に配置されて構成される。このマグネットスピーカー１では、コイル３に電流を流すことにより振動板２が磁石４から力を受けて振動する。従って、スピーカー１の厚みＴ_１を減らすには限界がある。現在使われているマグネットスピーカーの一例として、例えば直径１６ｍｍ口径のスピーカーの厚みＴ_１は約３ｍｍ程度である。一方で、音量を大きくする為にはスピーカー口径を大きくする必要が有るが、一般的には口径を大きくすると厚みＴ_１も増える為に、スピーカー素子の体積を減らすことが難しい。
【０００７】
＜圧電スピーカーの問題点＞
圧電スピーカー１１の基本構造は、図１７に示すように、金属振動板１２と圧電素子１３を貼り合わせた圧電振動板１４だけの単純なもので構成される。金属振動板１２の厚みは０．１ｍｍ以下程度、圧電素子１３の厚みも０．１ｍｍ以下であり、総厚Ｔ_２が０．２ｍｍ程度の薄いスピーカーができる。一方で、ある程度の音量を確保する為には直径２５ｍｍ以上は必要となる。それでもマグネットスピーカーに比べるとスピーカー素子の体積は小さくなり、携帯機器に適したデバイスである。しかし、圧電スピーカー自体の音質の悪さと共に問題となるのはマグネットスピーカー並の音量を低電圧で確保することが難しいということである。
一般的な携帯機器はリチウムイオン電池などを電源に用いており、駆動電圧はＤＣ３〜４Ｖ程度である。圧電素子は一般的には高インピーダンス素子であり、高電圧駆動に適している為に携帯機器の動作電圧では駆動電圧が低く必要音量の確保が難しい。例えばＤＣーＤＣコンバータ等で昇圧すれば圧電スピーカーの駆動電圧を上げることは可能だが、コストアップや部品点数アップを招くことになり望ましくない。もう一つの問題は面積アップにより極小エンクロージャーに実装した時の低域出力の劣化が著しいと言うことである。
前述の通り、圧電スピーカーの面積はマグネットスピーカーよりも大きくなる傾向にあるが、高密度実装された携帯機器内部の空間は僅か数ｍｌである。このような条件下の場合、面積が大きいことにより振動板が受ける背圧の面積が大きくなるために振動障害が生じやすくなり、特に低域での出力劣化が顕著となる。以上の理由から、実装効率が優れるにも関わらず、必要音量・音質の確保が難しい為に圧電スピーカーが携帯機器に導入される例は非常に少ない。
【０００８】
圧電スピーカーの問題点を、更に詳述する。
１）　圧電スピーカーでは、可聴領域（数１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ帯域）において、振動板の共振が発生し、共振の周波数での著しい音圧の変化が生じる。これにより、音圧特性の山（出力大）と谷（出力小）が出来る。一般的な圧電ブザーの場合、山と谷の音圧の差は２０ｄＢ〜３０ｄＢにも達し、これが音質の劣化の一要因となる。
２）　圧電スピーカーは、マグネットスピーカーに比べ低音再生能力が低い。スピーカー振動板から発生する音圧は、振動板の振動による排除体積（振動板の面積と振動板の動いたストロークの積、いわゆる振動板の振動で押しやられる空気量）と相関があるが、低域に行くほど排除体積を増やす必要が有る。しかし、圧電スピーカーは圧電素子と金属振動板が一体化した剛体板であり、大振動に適さない構造である。このことは逆に高音再生に適するという効果にもなっている。このような理由から、圧電スピーカーはマグネットスピーカーに比べ面積を大きくして振幅が小さくても排除体積を大きくするようにしているわけだが、スピーカーを実装するボックスの内部容積（以下、エンクロージャー容積という）がある程度確保される条件下（例えば数１０ｍｌから数１００ｍｌ）では低音再生能力を確保出来るが、携帯機器などのような数ｍｌ程度のエンクロージャー容積しか許されない場合には、低音再生能力の劣化が著しく、特に音楽、声などのような１ｋＨｚ以下にパワースペクトラムが集中しているような音源の再生には不利となる。
【０００９】
３）　圧電スピーカーは低電圧駆動に適さない。例えばマグネットスピーカーのインピーダンスは８Ωとか１６Ω程度であるが、圧電素子は基本的に容量素子であり高インピーダンス素子である（例えば１ｋＨｚでのインピーダンスは数１００Ω）。従って、本来は１０Ｖ以上の電圧で駆動することが望まれるが、携帯機器の場合、電源電圧が低く、圧電スピーカーを低電圧で駆動するのに適さない。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、音質、低音再生、低電圧駆動をバランス良く確保できる圧電発音素子を提供するものである。
特に、携帯機器の用途に要求される特性をバランス良く確保すると同時に、これを達成する上で低コストで且つ機器実装効率を考慮した圧電発音素子を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電発音素子は、圧電素子と該圧電素子を貼り付けた金属板とからなる圧電振動板を有し、圧電振動板の少なくとも一方の面の全面が、該圧電振動板より大きい面積の樹脂シートで被覆された構成とする。
本発明に係る圧電発音素子は、圧電素子と該圧電素子を貼り付けた金属板とからなる圧電振動板を有し、圧電振動板の両面の全面が樹脂シートで被覆され、樹脂シートの両方又はいずれか一方が圧電振動板より大きい面積を有した構成とする。
この圧電発音素子の自由振動領域の形状は、非正方形、好ましくは長方形に形成することが好ましい。
上記樹脂シートの最外周部は、圧電発音素子を支持するための支持部材への取り付け部を兼ねるものである。
【００１２】
本発明の圧電発音素子では、圧電振動板の少なくとも一方の面の全面に樹脂シートが被覆されているので、金属板固有減衰比に対して樹脂シートの減衰比が大きく、この樹脂シートの減衰効果で圧電振動板の減衰効果が高められる。この結果、共振点近傍の山・谷の音圧差が抑制され、音圧周波数特性の平坦化が可能になる。
圧電発音素子の自由振動領域の形状を非正方形、好ましくは長方形にするときは、長辺方向と短辺方向で固有モードの共振点がずれて全体の振動板の共振点が分散され（例えば１つの大きい共振鋭度（Ｑ値）が複数の小さい共振鋭度に分散され）、音圧周波数特性の平坦化が可能になる。また、正方形の場合に比べて、低域での音圧レベルが高くなる。
樹脂シートの最外周部が圧電発音素子を支持するための支持部材への取付け部を兼ねるので、この圧電発音素子を支持部材に取付けたとき、柔軟的な支持により低音再生が改善される。
このように低域側が伸び且つ音圧周波数特性のフラット化による、音響特性の改善により低電圧駆動が可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明に係る圧電発音素子は、音圧周波数特性を劣化させる音圧の山と谷（いわゆる山・谷）の差を抑制する為の柔軟性を有する樹脂シートを、金属板に圧電素子を貼り付けてなる圧電振動板の少なくとも一方の面、好ましくは両面に貼り付け、且つこの樹脂シートの一部を機器の筐体等の支持部材への取り付け部（接着部）に兼用するように構成する。また、自由振動領域の形状を非正方形、好ましくは長方形に形成する。本発明の圧電発音素子は、スピーカー、レシーバー、その他の発音素子等に適用される。
【００１５】
図１は、本発明に係る圧電発音素子の実施の形態の基本的な構成を示す。本実施の形態に係る圧電発音素子２１は、金属板２２を挟んで両面に圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を貼り付けて、両圧電素子２３Ａ及び２３Ｂの金属板２２とは反対側の面に夫々電極２４Ａ及び２４Ｂを形成してなる圧電振動板２５を設け、この圧電振動板２５の両面に圧電振動板２５より一回り大きな面積の樹脂シート２６〔２６Ａ，２６Ｂ〕を被覆して構成される。金属板２２の外形は、圧電発音素子２１が取り付けられる支持部材、例えばフレームの内周よりも小さく形成され、可能振動領域、いわゆる自由振動領域の最外周部は樹脂シート２６のみで形成される。金属板２２の端子部から一方のリード線２７が導出され、圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕の電極２４〔２４Ａ、２４Ｂ〕の端子部から他方のリード線２８が導出される。リード線２８は電極２４Ａ，２４Ｂから夫々導出したリード線を外部で接続するようにして導出することができる。
【００１６】
この樹脂シート２６の外形は、取り付けられるフレームの内周よりも大きくなっており、この樹脂シート２６の最外周部分２６ｃ、詳しくはその一部２６ｄがフレームに接着される領域となる。この場合、取り付けるフレームは例えば携帯機器の筐体であったり、実装部品の一部で有ったりして良い。また、接着方式は、粘着方式によるものや、熱圧着によるものなどが可能である。実施の形態では、後述するように、これらの接着方式に応じ、かつ適正な音圧特性が得られるような樹脂シートが選定される。
【００１７】
圧電発音素子２１は、形状を非正方形、好ましくは図１に示すように、樹脂シート２６の外形寸法をＸ＞Ｐ、自由振動領域の寸法をＸＳ＞ＰＳ、金属板２２の外形寸法をＸＫ＞ＹＫ、圧電素子２４の外形寸法をＸＰ＞ＹＰとなるように長方形に構成される。実際にはＸＳとＹＳの比については、ＸＳ／ＹＳを１．１〜４．０、好ましくは１．１〜２．０にする。
【００１８】
このように圧電振動板２５を樹脂シート２６で被覆した構成の圧電発音素子２１によれば、次のような効果を奏する。
（１）　　圧電振動板２５を構成する金属や材料の持つ材料固有の減衰比に対して、樹脂シート２６の減衰比は大きく、この樹脂シート２６の減衰効果によって、圧電振動板２５そのものの減衰効果を高めるとが可能となる。この効果により、共振点近傍の山・谷の音圧差を抑制することが出来る。これにより、音圧周波数特性の平坦性が得られる。
（２）　　圧電振動板２５の全てを樹脂シート２６で被覆することにより、端子部分以外の全ての電極面が樹脂シート２６で絶縁被覆され、電極面の絶縁性を確保することが出来る。同時に外力による圧電素子部分の割れやひびの発生を抑制する効果も有る。
（３）　　樹脂シート２６は、（１）、（２）の効果を持つと同時に機器への接着という機能を併せ持っている。即ち、図２に示すように、樹脂シート２６の外周余白の部分２６ｃの接着性により支持部材、例えば機器の筐体２９内の支持部３０に直接に実装することが出来る。従来のスピーカーは例えばネジ凍結やモールド部品の爪を利用したはめ込みなどを行っている。また、従来の圧電スピーカーも外周部に所定の肉厚を持ったフレームを有しているか、フレームの無いものは接着剤により機器に取り付けるなどの例が多い。本実施の形態の構造を用いれば、圧電発音素子、例えば圧電スピーカーを直接機器に実装することが可能となる。
（４）　　圧電発音素子２１の自由振動領域（ＸＳ×ＹＳ）外の筐体接着部、即ち圧電発音素子２１の最外周部２６ｃは樹脂シートのみの領域である。従って、樹脂シート２６は、圧電振動板２５を支えるエッジも兼ね備えており、ある程度の強度を持っている必要が有る。例えば何らかの外力により樹脂部に亀裂が入ったりするとで振動板前後の密閉性が確保出来なくなり、音響特性の劣化が生じる。本実施の形態では、例えば、所定厚みの熱可塑性樹脂シート、ポリプロピレン粘着テープ、ポリエチレン粘着テープ等、ある程度の強度を持った樹脂シート２６を組み合わせることにより、樹脂部の強度を確保し、圧電発音素子の信頼性を確保することができる。圧電振動板２５を支える部分が樹脂シート２６であり、適度の柔軟性を有するので、大振動にも対応でき低音再生が改善される。
【００１９】
また、圧電発音素子２１の形状を非正方形、好ましくは図１に示すように、Ｘ＞Ｙ（ＸＳ＞Ｙ、ＸＫ＞ＹＳ、ＸＰ＞ＹＰ）となる長方形にすることにより、Ｘ方向の長さがＹ方向の長さよりも大きくなる為に、Ｘ方向の固有モード周波数をＹ方向の固有モード周波数より下げることが可能となる。従って、全体の振動板の共振点が分散され、音圧周波数特性の平坦化を可能にし、正方形の場合に比較して低域での音圧レベルが高くなる。また、同一の圧電発音素子の投影面積（Ｓ＝ＸＳ×ＹＳ）に対して、圧力を加えた時、ＸＳ＝ＹＳ（正方形）に対してＸＳ＞ＹＳ（長方形）とした場合の方が振動板の変位を減らすことが可能であり、これはつまり圧力の影響を小さくすることであるので、極小エンクロージャーに実装するスピーカーに適している。
【００２０】
このように音圧周波数特性の低域側が伸び且つ音圧周波数特性の平坦化による、音響特性の改善により低電圧駆動が可能になる。
【００２１】
図３は、本発明の圧電発音素子を携帯機器向けの圧電スピーカーに適用した一実施の形態を示す。
本実施の形態に係る圧電スピーカー３１は、前述と同様に、金属板２２を挟んで両面に圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を貼り付けて、両圧電素子２３Ａ及び２３Ｂの金属板２２とは反対側の面に夫々電極２４Ａ及び２４Ｂを形成してなる圧電振動板２５を設け、この圧電振動板２５の両面に圧電振動板２５より一回り大きな面積の樹脂シート２６〔２６Ａ，２６Ｂ〕を被覆して構成される。金属板２２の外形は、圧電スピーカー３１が取り付けられる支持部材の内周よりも小さく形成され、自由振動領域の最外周部は樹脂シート２６のみで形成される。圧電スピーカー３１の外形形状は、長方形に形成される。
【００２２】
圧電スピーカー３１の外形寸法Ｙ×Ｘは、所要の寸法、本例では２４ｍｍ×３０ｍｍであり、自由振動領域の寸法ＹＳ×ＸＳは、所要の寸法、本例では２２ｍｍ×２８ｍｍである。従って圧電スピーカー３１を支持部材、例えば図２の携帯機器の筐体２８の支持部２９に接着するための領域は、スピーカー最外周部の幅Ｙｃ＝Ｘｃ＝１ｍｍとなっている。この接着領域は、いわゆる接着代となるもので、樹脂シート２６のみの部分２６ｃのうちの任意の幅Ｙｃ、Ｘｃに選ばれる。接着領域は、本例では部分２６ｄである。
一方、圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を貼り合わせるための金属板２２の外形寸法ＹＫ×ＸＫは、所要の寸法、本例では２１ｍｍ×２７ｍｍであり。従ってこの場合、自由振動領域の樹脂シート２６のみの部分Ｙｄ、Ｘｄは、自由振動領域の最外周部の０．５ｍｍとなっている。また、圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕の外形寸法ＹＰ×ＸＰは、所要の寸法、本例では２０ｍｍ×２５ｍｍとなっている。
【００２３】
樹脂シート２６は、熱可塑性樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート、ポリエステル樹脂シート等を選択して使用することができる。本例では、圧電振動板２５の両面を被覆する樹脂シート２６のうち、一方の樹脂シート２６Ａをポリプロピレン粘着シートを使用し、他方の樹脂シート２６Ｂを熱可塑性樹脂シートを使用する。
本例のポリプロピレン粘着シート２６Ａは、図３に示すように、ポリプロピレン樹脂シート３３をベースとし、その圧電素子２３Ａ側の面に粘着層３４を形成した粘着テープで形成される。厚みに関しては、ポリプロピレン樹脂シート３３の厚さが例えば２０〜４０μｍ程度で、粘着層３４を含む総厚は例えば６０〜８０μｍ程度である。ポリプロピレンは汎用的なテープとしては、耐熱性・強度と共に、他のポリエステルやテフロン（商品名）に比べ、材料固有の機械的共振鋭度（Ｑ値）が低く、音響材料に適している。このポリプロピレン粘着シート２６Ａを圧電振動板２５の一方の面に貼り付け、音響特性の改善と、電極２４Ａの絶縁性及び圧電素子２３Ａの保護を確保している。
【００２４】
本例の熱可塑性樹脂シート２６Ｂは、厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度であり、圧電振動板２５の他方の面に熱圧着により貼り付けられる。熱可塑性樹脂は、加熱により接着性が再現する為、完成した圧電スピーカー３１の最外周部、即ち支持部材への接着部２６ｄを再加熱・加圧することにより、支持部材に簡単に接着することが可能となる。熱可塑性樹脂シート２６Ｂ自体のヤング率は小さく、前述のポリプロピレン樹脂シート２６Ａとの組み合わせにより、樹脂シート部に適度な強度を持たせることが可能である。
【００２５】
圧電素子２３を貼り付ける金属板２２は、ヤング率が高いものが望ましい。圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を２枚貼り合わせるバイモルフ構造の場合、金属板２２の厚みが薄いほど、大きな曲げ変位を発生させることが可能である。また圧電スピーカー自体の厚みも薄いことが望まれるので、金属板２２は１００μｍ以下が望ましい。本例では半田付け性も考慮し、４２アロイ材で厚み３０μｍから５０μｍの金属箔を用いている。
【００２６】
圧電素子２３は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料で形成され、出来るだけ厚さの薄いもの望ましい。圧電素子２３Ａ，２３Ｂの厚みをｄとすると、電圧Ｖを印加したときの電界ＥはＥ＝Ｖ／ｄであり、圧電素子２３の電極（即ち金属板２２と電極２４）間の電界Ｅを大きくする為には厚みｄを小さくする必要がある。ただし、厚みｄが小さくなることは圧電素子２３を薄くすることであり、薄くすることにより圧電素子２３の強度が著しく下がるので、コストを考慮し形状（大きさ、面積）との兼ね合いで決める必要がある。本例では圧電素子２３各厚みｄは６０〜８０μｍとしている。圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕の片面に被着する電極２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕は、例えばＡｇ，Ｎｉ，Ａｕなどのメタライズ電極膜で形成することができる。
【００２７】
以上の各部材を組み合わせることにより、本例の圧電スピーカー３１の厚みＤは、リード線導出部を除く部分としては（圧電素子２３）×２枚＋金属板２２＋ポリプロピレン粘着シート２６Ａ＋熱可塑性樹脂シート２６Ｂの合計となり、具体的に（６０〜８０μｍ）×２＋（３０〜５０μｍ）＋（５０〜１００μｍ）＝２６０μｍ〜３９０μｍ程度となる。
圧電スピーカー３１のサイズを２４ｍｍ×３０ｍｍとすると、圧電スピーカー自体の体積は大凡、２４ｍｍ×３０ｍｍ×（０．２６〜０．３９ｍｍ）＝１８７．２〜２８０．８ｍｍ^３となる。これは例えば直径（φ）１６ｍｍ（厚み３ｍｍ）のマグネットスピーカーの体積＝６０２．９ｍｍ^３に対して１／３〜１／２の体積となる。重量に関しても、上記の本例圧電スピーカー３１は約０．５〜０．７ｇとなり、マグネットスピーカーよりも軽くすることが出来る。
【００２８】
次に、上述の本実施の形態に係る圧電スピーカー３１の基本的な製法について示す。
圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕と金属板２２との接着は、例えば嫌気硬化付加型紫外線硬化接着剤（以下、嫌気ＵＶ接着剤）や一液性エポキシ樹脂やその他の構造用接着剤を用いて行うことが出来る。この接着剤３６の塗布は、例えばスクリーン印刷方式や転写方式等によって、図４に示すように、一般的には金属板２２両面側の圧電素子接着部位に塗布する。その後、金属板２２の両面に対して圧電素子２３Ａ及び２３Ｂを所定の位置に位置決めした状態で、圧電素子２３Ａ及び２３Ｂを金属板２２の両面に押しつけ、その後、接着剤３６の硬化条件に合わせ、加熱、加圧、或いは紫外線照射等を行い、金属板２２に圧電素子２３Ａ及び２３Ｂを貼り付ける
【００２９】
その後、図５に示すように、圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕及び金属板２２にリード線２８ａ，２８ｂ及び２７を取り付ける。即ち、個々の圧電素子２３Ａ，２３Ｂは、各々矢印ａ方向（同方向）に分極処理が施されており、これに対して両電極２４Ａと２４Ｂをリード線２８ａ，２８ｂを介して接続して一方の端子を導出し、金属板２２からリード線２７を導出して他方の端子を導出する。この両端子間に音声信号ＳＧが供給されることにより、圧電スピーカー３１の自由振動領域が振動する。
【００３０】
この場合、図６に示すように、金属板２２の一部に欠除部（逃げ部）３７を設けて２枚の圧電素子２３Ａと２３Ｂの夫々の表側の電極２４Ａ及び２４Ｂを短絡させた後に、どちらか一方の電極、例えば電極２４Ａからリード線２８を導出すとも可能である。また、図７に示すように、金属板２２の一部を端子形状となるように突出延長し、この突出端子２２ａと絶縁層３８を介して対称形状の他の突出端子３９を形成し、金属板２２の欠除部３７において両圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕の電極２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕を相互接続して電極２４Ａからのリード線２８を他の突出端子３９に接続するようにしても良い。この場合、突出端子２２ａが金属板２２側の端子となり、他の突出端子３９が圧電素子２３の電極２４側の端子となる。
【００３１】
電極接続された圧電振動板２５は、図８のように、両面からポリプロピレン粘着シート２６Ａ、熱可塑性樹脂シート２６Ｂでラミネートされる。このとき、ポリプロピレン粘着シート２６Ａと圧電素子２３及び金属板２２との間に気泡が入らないように所定の加圧を行って接着する必要がある。また、熱可塑性樹脂シート２６Ｂを接着するために所定の加圧、加熱を行う必要がある。熱可塑性樹脂シートの加熱、加圧条件については、用いる熱可塑性樹脂の特性によって異なるが、圧電素子２３の耐熱性（ここでいう耐熱性は、圧電素子の分極状態の劣化に対する要因）を考慮する必要がある。比較的に軟化温度の低い熱可塑性樹脂を選定すれば１００℃以下での圧着が可能である。なお、圧電振動板２５の両面にポリプロピレン粘着シート２６Ａと熱可塑性樹脂シート２６Ｂをラミネートして、加圧ローラ（少なくとも一方は加熱加圧ローラ）間で接着する際、熱可塑性樹脂シート２６Ｂ側は隔離紙を介して加熱、加圧するようになす。
【００３２】
次に、圧電振動板２５を樹脂シート２６Ａ，２６Ｂで被覆した圧電スピーカー３１の外形を抜く。スピーカー３１の最外周部は、樹脂シート２６〔２６Ａ，２６Ｂ〕のみの領域であり、一般的なフレキシブル基板や汎用的なラベル、シール等の型抜きの製法で行うことが出来る。このとき、前述のリード線２７、２８を切断しないようにする必要がある。
以上が本実施の形態の圧電スピーカー３１の基本的な製法である。
【００３３】
次に、本実施の形態の圧電スピーカー３１の機器への実装方法について述べる。圧電スピーカー３１の最外周部は一方の面がポリプロピレン粘着シート２６Ａ、他方の面が熱可塑性樹脂シート２６Ｂとなっている。この圧電スピーカー３１は、例えば機器の筐体４１に実装する場合は図９のようになされる。筐体４１の材質は、例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）でも良いし、アルミニウム合金やマグネシウム合金などでも良い。この筐体４１の圧電スピーカー取り付け部は、第１のザグリ部４２と、第２のザグリ部４３を有した２段のザグリ形状となっている。第２のザグリ部４３により形成された下側板４４にはスピーカー３１からの音波を機器外部に放出する為の透孔４５が数個開いている。第１のザグリ部４２は、圧電スピーカー３１の外形寸法に寸法公差分の余裕を持たせてある。
【００３４】
圧電スピーカー３１をこの第１のザグリ部４２に収めた後に、圧電スピーカー３１の接着部２６ｄのみを加圧、加熱する為のヒータを内蔵した圧着治具、いわゆる熱圧着治具４７により加圧、加熱する。即ち、ヒータを所定の温度まで上昇させておくことにより、圧電スピーカー３１の樹脂シート２６のみの接着部２６ｄが、加熱、加圧により筐体４１の第１のザグリ部４２と第２のザグリ部４３の段差部、即ち支持部４８に接着される。このとき、熱圧着治具４７は直接熱可塑性樹脂シート２６Ｂに触れず、ポリプロピレン粘着シート２６Ａ側から加圧するため、熱可塑性樹脂シート２６Ｂが軟化、溶解した際に熱圧着治具４７に熱可塑性樹脂シート２６Ｂが接着されるのを防いでいる。
【００３５】
図９は２段ザグリの場合であるが、これ以外にも図１０に示すように、一段ザグリ部４９を設け、このザグリ部４９の周囲段差上に圧電スピーカー３１を接着することも可能である。また、図１１に示すように、筐体４１の透孔４５が形成されている側板領域を囲う位置に支持部となる突起部４９を設け、この突起部４９上に圧電スピーカー３１を接着することも可能である。これらは実際の機器の内部設計に合わせて選択することになる。
【００３６】
上述の実施の形態では、圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を２枚用いた構成としたが、その他、圧電素子２３を１枚のみ用いた構成にも適用できる。図１２はその実施の形態を示す。本実施の形態に係る圧電スピーカー５１では、金属板２２の一方の面に１枚の圧電素子２３を貼り付けた圧電振動板５２を設け、この圧電振動板５２の両面に前述と同様の樹脂シート２６Ａ及び２６Ｂで被覆して構成される。この場合、重要となるのは金属板２２の厚みである。一般的には、２枚の圧電素子を用いる場合に比べ金属板２２のヤング率の大きいものを選ぶか、若しくは厚いものを選ぶことになる。例えば４２アロイ材の場合であれば、厚さ８０〜１００μｍ程度の金属板２２を選択する。
【００３７】
図１３、図１４は、本発明の圧電スピーカーの更に他の実施の形態を示す。
図１３の実施の形態に係る圧電スピーカー５４は、ポリプロピレン粘着シート２６Ａの最外周部を用いて支持部材に接着できるように構成される。即ち、２枚の圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を有する圧電振動板２５の一方の面に圧電振動板２５より一回り大きいポリプロピレン粘着シート２６Ａを被覆し、このポリプロピレン粘着シート２６Ａの最外周部の接着層に剥離紙５５を被着し、圧電振動板２５の他方の面に圧電振動板２５と同じ大きいさの樹脂シート２６Ｂを被覆して構成される。この他方の樹脂シート２６Ｂは、ポリプロピレン粘着シート、あるいは熱可塑性樹脂シートの何れでもよい。この圧電スピーカー５４を支持部材に取り付けるときには、剥離紙５５を剥離してポリプロピレン粘着シート２６Ａを直接支持部材に張りつける貼り付けるようになす。
【００３８】
図１４の実施の形態に係る圧電スピーカー５７は、ポリプロピレン粘着シート２６Ａの最外周部を用いて支持部材に接着できるように構成される。即ち、２枚の圧電素子２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕を有する圧電振動板２５の一方の面に圧電振動板２５より一回り大きいポリプロピレン粘着シート２６Ａを被覆し、このポリプロピレン粘着シート２６Ａの最外周部の接着層に剥離紙５５を被着して構成される。この構成では、圧電振動板２５の他方の面には樹脂シート２３Ｂが被覆されない。この圧電スピーカー５７を支持部材に取り付けるときには、剥離紙５５を剥離してポリプロピレン粘着シート２６Ａを直接支持部材に張りつける貼り付けるようになす。
【００３９】
これらの、図１３、図１４に示す実施の形態の圧電スピーカー５４、５７は、特性的には片側に熱可塑性樹脂シートを用いたものと同等レベルが確保できる。図９の実施の形態との大きな違いは圧電スピーカーの支持部材への接着方法である
なお、図示せざるも図１３及び図１４において、樹脂シート２６Ａを熱可塑性樹脂シートで形成し、樹脂シート２６Ｂをポリプロピレン樹脂シート又は熱可塑性樹脂シートで形成することも可能である。
【００４０】
図１５は、図３の構成を用いた本発明による圧電スピーカーと従来のマグネットスピーカーの特性を比較した音圧周波数特性図の一例である。測定距離は１０ｃｍ、エンクロージャー容積は４ｍｌである。図中、曲線Ｉは本発明の圧電スピーカー、曲線ＩＩは従来のマグネットスピーカーである。この図１５によれば、本発明の圧電スピーカーは、従来の直径１５ｍｍのマグネットスピーカーに対して、エンクロージャー容積４ｍｌ程度の条件で同等以上の特性を確保することができる。これにより、圧電スピーカーが本来持っている薄型、軽量、低消費電力、非磁性の特徴を生かし、かつマグネットスピーカーと同等以上の音質を確保することができる。更に、本発明で示したように、筐体やその他の支持部材へ直接に実装することが可能となり、単に携帯機器に留まらず、薄型ディスプレイや電子ぺーパ等の極薄ディスプレイ域との組み合わせ、壁掛けオーディオ、ロボット等の分野にも応用が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る圧電発音素子によれば、圧電振動板の一方の面、この好ましくは両面の全面を樹脂シートで被覆するので、共振点近傍の山・谷の音圧差を抑制し音圧周波数特性を平坦化することができる。
樹脂シートの最外周部が圧電発音素子の取り付け部を兼ねるので、柔軟な支持により低域の音圧を改善することができる。
圧電発音素子自由振動領域の形状を非正方形、好ましくは長方形にすることにより、音圧の周波数特性の平坦化をを可能にすると共に、正方形に比べて低域での音圧レベルを高くすることができる。
従って、音質、低域再生、低電圧駆動をバランス良く確保できる圧電発音素子を提供することができる。特に、携帯機器の用途に要求される特性をバランスよく確保することができ、また低コストで且つ機器実装効率を考慮した圧電発音素子を提供することはできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ　本発明に係る圧電発音素子の実施の形態を示す平面図である。
Ｂ　図１Ａの圧電発音素子断面図である。
【図２】本実施の形態の圧電発音素子の実装の一例を示す断面図である。
【図３】Ａ　本発明を圧電スピーカーに適用した場合の一実施の形態を示す平面図である。
Ｂ　図３Ａの圧電スピーカーの断面図である。
【図４】本実施の形態に係る圧電振動板の金属板と圧電素子の接続の説明に供する分解斜視図である。
【図５】Ａ　本実施の形態に係る圧電振動板の接続を示す斜視図である。
Ｂ　要部の断面図である。
【図６】本実施の形態に係る圧電振動板の電極接続方法の一例を示す要部の斜視図である。
【図７】本実施の形態に係る圧電振動板の電極接続方法の他の例を示す要部の斜視図でる。
【図８】本実施の形態に係る圧電振動板への樹脂シートの被覆（ラミネート）の説明に供する説明図である。
【図９】本実施の形態に係る圧電スピーカーを支持部材に接着する工程を示す説明図である。
【図１０】本実施の形態に係る圧電スピーカーの支持部材への接着状態の他の例を示す断面図である。
【図１１】本実施の形態に係る圧電スピーカーの支持部材への接着状態の他の例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る圧電スピーカーの他の実施の形態を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る圧電スピーカーの他の実施の形態を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る圧電スピーカーの他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】本発明による圧電スピーカーと従来のマグネットスピーカーの特性を比較した音圧周波数特性図である。
【図１６】Ａ　従来のマグネットスピーカーの例を示す断面図である。
Ｂ　従来のマグネットスピーカーの例を示す平面図である。
【図１７】Ａ　従来の圧電ブザーの例を示す断面図である。
Ｂ　従来の圧電ブザーの例を示す平面図である。
【符号の説明】
２１・・・圧電発音素子、２２・・・金属板、２３〔２３Ａ，２３Ｂ〕・・・圧電素子、２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕・・・電極、２６〔２６Ａ，２６Ｂ〕・・・樹脂シート、２７、２８・・・電極、３１、５１、５４、５７・・・圧電スピーカー、接着剤、４１・・・筐体、５５・・・剥離紙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric sounding element incorporated in various electronic devices.
[0002]
[Prior art]
Electronic devices are becoming more sophisticated and smaller year by year. For example, miniaturization and high functionality of mobile phones, personal digital assistants (PDAs), personal computers, portable video devices, and the like. At the same time, with the introduction of the Internet technology and the development of communication technology, an environment where video and music data can be easily obtained anytime and anywhere is being prepared.
[0003]
As described above, it is becoming possible to obtain a large amount of information “anytime and anywhere”, but on the other hand, technological development relating to such information and a human interface is also progressing. For example, a TFT (thin film transistor) liquid crystal or organic electroluminescence (organic EL) is used as an "image display device", a small switch or a touch panel is used as an "input device", and a micro speaker is used as a "sounding element".
[0004]
As for the "sound-producing element", the current mainstay is a micro-dynamic speaker using a neodymium magnet. The diameter of this speaker is small and is practically used from a diameter (φ) of about 12 mm. Basically, if the speaker diameter is small, it is difficult to secure the volume. Therefore, the volume is often secured by using a strong magnet such as neodymium. On the other hand, some speakers using piezoelectric elements have been put to practical use. A conventional piezoelectric buzzer is often used. In general, when using a piezoelectric, there is an advantage that the efficiency is higher and the power consumption can be suppressed as compared with a magnet speaker, but the flatness of the frequency characteristic of sound pressure and the low frequency reproduction capability are inferior, and the sound quality is poor. There is a disadvantage that. In order to improve these disadvantages, some piezoelectric speakers have been improved in sound quality. For example, a resin sheet extending to the outside of the diaphragm is adhered to both sides of the peripheral portion of the diaphragm on which the piezoelectric ceramic plate is attached, and the frame is supported only by the resin sheet, thereby improving low-frequency sound quality. An enabled piezoelectric speaker has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-113904).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
There is a high demand for "high functionality" and "small size, light weight and thinness" of portable devices, and in order to satisfy these requirements, it is necessary to reduce the size of each device. The problem of the "sound-producing element" will be described below in consideration of this point. When a sound-generating element is incorporated in a portable device, the options are roughly divided into two types: a “magnet speaker” and a “piezoelectric speaker”.
[0006]
<Problems with magnet speakers>
As shown in FIG. 16, the basic structure of the magnet speaker 1 is as follows: a diaphragm (cone) 2 and a coil 3 formed thereon; a magnet 4 and a yoke 6 integrally formed at a predetermined interval; The diaphragm 2 is supported by the frame 7 via the damper 8, and the coil 3 is arranged between the magnet 4 and the yoke 6. In the magnet speaker 1, the diaphragm 2 receives the force from the magnet 4 and vibrates by passing a current through the coil 3. Therefore, the thickness T of the speaker 1 ₁ There are limits to reducing As an example of a magnet speaker currently used, for example, a thickness T of a speaker having a diameter of 16 mm is used. ₁ Is about 3 mm. On the other hand, to increase the volume, it is necessary to increase the speaker aperture. ₁ Therefore, it is difficult to reduce the volume of the speaker element.
[0007]
<Problems with piezoelectric speakers>
As shown in FIG. 17, the basic structure of the piezoelectric speaker 11 is composed of a simple piezoelectric vibration plate 14 in which a metal vibration plate 12 and a piezoelectric element 13 are bonded together. The thickness of the metal diaphragm 12 is about 0.1 mm or less, and the thickness of the piezoelectric element 13 is 0.1 mm or less. ₂ But a thin speaker of about 0.2mm can be made. On the other hand, in order to secure a certain volume, a diameter of 25 mm or more is required. Nevertheless, the volume of the speaker element is smaller than that of a magnet speaker, making the device suitable for portable equipment. However, a problem with the poor sound quality of the piezoelectric speaker itself is that it is difficult to secure a volume as low as that of a magnet speaker at a low voltage.
A general portable device uses a lithium ion battery or the like as a power supply, and a driving voltage is about 3 to 4 V DC. A piezoelectric element is generally a high-impedance element, and is suitable for high-voltage driving. Therefore, the driving voltage is low at the operating voltage of the portable device, and it is difficult to secure a required volume. For example, if the voltage is boosted by a DC-DC converter or the like, the driving voltage of the piezoelectric speaker can be increased, but this increases the cost and the number of parts, which is not desirable. Another problem is that when mounted on a very small enclosure due to an increase in area, the low-frequency output is significantly degraded.
As described above, the area of the piezoelectric speaker tends to be larger than that of the magnet speaker, but the space inside the portable device mounted at high density is only a few ml. Under such conditions, a large area causes a large back pressure area to be applied to the diaphragm, so that a vibration disturbance is likely to occur, and the output deterioration particularly in a low frequency region becomes remarkable. For the above reasons, there are very few examples in which piezoelectric speakers are introduced into portable devices because it is difficult to ensure the required volume and sound quality despite excellent mounting efficiency.
[0008]
The problems of the piezoelectric speaker will be described in more detail.
1) In the piezoelectric speaker, resonance of the diaphragm occurs in an audible region (several tens Hz to 20 kHz band), and a remarkable change in sound pressure occurs at the resonance frequency. As a result, peaks (large output) and valleys (low output) of the sound pressure characteristic are formed. In the case of a general piezoelectric buzzer, the difference in sound pressure between a peak and a valley reaches as high as 20 dB to 30 dB, which is one of the causes of deterioration in sound quality.
2) Piezoelectric speakers have lower bass reproduction ability than magnet speakers. The sound pressure generated from the speaker diaphragm has a correlation with the volume excluded by the vibration of the diaphragm (the product of the area of the diaphragm and the stroke in which the diaphragm has moved, the amount of air pushed by the vibration of the diaphragm). It is necessary to increase the exclusion volume as going to the area. However, the piezoelectric speaker is a rigid plate in which the piezoelectric element and the metal diaphragm are integrated, and has a structure that is not suitable for large vibration. This also has the effect of being suitable for high-frequency sound reproduction. For these reasons, piezoelectric speakers have a larger area than magnet speakers and a larger exclusion volume even if the amplitude is smaller. However, the internal volume of the box in which the speakers are mounted (hereinafter referred to as the enclosure volume) Under a condition (for example, from several tens of ml to several hundreds of ml), a low sound reproduction capability can be ensured. However, when only an enclosure volume of about several ml is allowed such as a portable device, the low sound reproduction capability is significantly deteriorated. In particular, it is disadvantageous for reproduction of a sound source such as music, voice and the like whose power spectrum is concentrated below 1 kHz.
[0009]
3) Piezoelectric speakers are not suitable for low voltage driving. For example, the impedance of a magnet speaker is about 8Ω or 16Ω, but the piezoelectric element is basically a capacitive element and a high impedance element (for example, the impedance at 1 kHz is several hundred Ω). Therefore, although it is originally desired to drive at a voltage of 10 V or more, in the case of a portable device, the power supply voltage is low, which is not suitable for driving a piezoelectric speaker at a low voltage.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a piezoelectric sounding element capable of ensuring sound quality, low-frequency sound reproduction, and low-voltage driving in a well-balanced manner.
In particular, it is an object of the present invention to provide a piezoelectric sounding element which ensures the characteristics required for the use of a portable device in a well-balanced manner and at the same time achieves this at low cost and in consideration of device mounting efficiency.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The piezoelectric sounding element according to the present invention has a piezoelectric vibrating plate including a piezoelectric element and a metal plate to which the piezoelectric element is attached, and the entire surface of at least one surface of the piezoelectric vibrating plate has an area larger than the piezoelectric vibrating plate. Of the resin sheet.
The piezoelectric sounding element according to the present invention has a piezoelectric vibrating plate composed of a piezoelectric element and a metal plate to which the piezoelectric element is attached, the entire surface of both surfaces of the piezoelectric vibrating plate is covered with a resin sheet, and both or both of the resin sheets are Either one has an area larger than the piezoelectric diaphragm.
The shape of the free vibration region of the piezoelectric sounding element is preferably formed to be non-square, preferably rectangular.
The outermost peripheral portion of the resin sheet also serves as an attachment portion to a support member for supporting the piezoelectric sound generating element.
[0012]
In the piezoelectric sounding element of the present invention, since the resin sheet covers the entire surface of at least one surface of the piezoelectric vibrating plate, the damping ratio of the resin sheet is larger than the specific damping ratio of the metal plate. As a result, the damping effect of the piezoelectric diaphragm is enhanced. As a result, the sound pressure difference between the peak and the valley near the resonance point is suppressed, and the sound pressure frequency characteristics can be flattened.
When the shape of the free vibration region of the piezoelectric sounding element is non-square, preferably rectangular, the resonance points of the eigenmodes are shifted in the long side direction and the short side direction, and the resonance points of the entire diaphragm are dispersed (for example, 1). The two large resonance sharpnesses (Q values) are dispersed into a plurality of small resonance sharpnesses), and the sound pressure frequency characteristics can be flattened. Also, the sound pressure level in the low frequency range is higher than that in the case of a square.
Since the outermost peripheral portion of the resin sheet also serves as an attachment portion to a support member for supporting the piezoelectric sounding element, when this piezoelectric sounding element is attached to the support member, bass reproduction is improved by flexible support.
As described above, the low-frequency side is extended and the sound characteristics are improved by flattening the sound pressure frequency characteristics, thereby enabling low-voltage driving by improving the acoustic characteristics.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
The piezoelectric sounding element according to the present invention is obtained by attaching a flexible resin sheet for suppressing a difference between sound pressure peaks and valleys (so-called peaks and valleys) that degrades sound pressure frequency characteristics, and bonding the piezoelectric element to a metal plate. At least one surface, preferably both surfaces, of the attached piezoelectric vibration plate, and a part of the resin sheet is also used as an attachment portion (adhesion portion) to a support member such as a housing of a device. . Further, the shape of the free vibration region is formed to be non-square, preferably rectangular. The piezoelectric sounding element of the present invention is applied to a speaker, a receiver, other sounding elements, and the like.
[0015]
FIG. 1 shows a basic configuration of an embodiment of a piezoelectric sounding element according to the present invention. In the piezoelectric sounding element 21 according to the present embodiment, the piezoelectric elements 23 [23A, 23B] are attached to both sides of the metal plate 22 so that both piezoelectric elements 23A and 23B are provided on the surface opposite to the metal plate 22. A piezoelectric vibration plate 25 having electrodes 24A and 24B formed thereon is provided, and both surfaces of the piezoelectric vibration plate 25 are covered with a resin sheet 26 [26A, 26B] having an area slightly larger than the piezoelectric vibration plate 25. . The outer shape of the metal plate 22 is formed smaller than the support member to which the piezoelectric sounding element 21 is attached, for example, the inner circumference of the frame, and the outermost periphery of the possible vibration area, that is, the so-called free vibration area, is formed only of the resin sheet 26. One lead wire 27 is led out from the terminal portion of the metal plate 22, and the other lead wire 28 is led out from the terminal portion of the electrode 24 [24A, 24B] of the piezoelectric element 23 [23A, 23B]. The lead wire 28 can be led out by connecting the lead wires respectively led out from the electrodes 24A and 24B outside.
[0016]
The outer shape of the resin sheet 26 is larger than the inner circumference of the frame to which the resin sheet 26 is attached, and an outermost peripheral portion 26c of the resin sheet 26, specifically, a part 26d thereof, is a region to be bonded to the frame. In this case, the frame to be attached may be, for example, a housing of a portable device or a part of a mounted component. Further, as the bonding method, a method using an adhesive method, a method using thermocompression bonding, and the like can be used. In the embodiment, as will be described later, a resin sheet is selected according to these bonding methods and capable of obtaining appropriate sound pressure characteristics.
[0017]
The shape of the piezoelectric sounding element 21 is non-square, preferably, as shown in FIG. 1, the external dimensions of the resin sheet 26 are X> P, the dimensions of the free vibration area are XS> PS, and the external dimensions of the metal plate 22 are XK>. YK and the piezoelectric element 24 are formed in a rectangular shape so that the external dimensions satisfy XP> YP. Actually, as for the ratio of XS to YS, XS / YS is set to 1.1 to 4.0, preferably 1.1 to 2.0.
[0018]
According to the piezoelectric sounding element 21 having the configuration in which the piezoelectric vibration plate 25 is covered with the resin sheet 26, the following effects can be obtained.
(1) The damping ratio of the resin sheet 26 is larger than the material-specific damping ratio of the metal or the material constituting the piezoelectric diaphragm 25, and the damping effect of the resin sheet 26 causes the damping effect of the piezoelectric diaphragm 25 itself. Can be increased. By this effect, the sound pressure difference between the peak and the valley near the resonance point can be suppressed. Thereby, flatness of the sound pressure frequency characteristic can be obtained.
(2) By covering the entirety of the piezoelectric vibration plate 25 with the resin sheet 26, all the electrode surfaces other than the terminal portions are insulated and coated with the resin sheet 26, and the insulation of the electrode surfaces can be ensured. At the same time, there is also an effect of suppressing generation of cracks and cracks in the piezoelectric element portion due to external force.
(3) The resin sheet 26 has the effects of (1) and (2) and also has a function of bonding to equipment. That is, as shown in FIG. 2, the resin sheet 26 can be directly mounted on a support member, for example, the support portion 30 in the housing 29 of the device due to the adhesiveness of the outer margin 26 c of the resin sheet 26. The conventional speaker performs, for example, screw freezing or fitting using a nail of a molded part. In addition, there are many examples in which a conventional piezoelectric speaker has a frame having a predetermined thickness on an outer peripheral portion, or a frame without a frame is attached to a device with an adhesive. By using the structure of the present embodiment, it is possible to directly mount a piezoelectric sounding element, for example, a piezoelectric speaker, on a device.
(4) The housing bonding portion outside the free vibration area (XS × YS) of the piezoelectric sounding element 21, that is, the outermost peripheral portion 26c of the piezoelectric sounding element 21 is an area including only the resin sheet. Therefore, the resin sheet 26 also has an edge for supporting the piezoelectric diaphragm 25 and needs to have a certain strength. For example, if a crack is formed in the resin portion by some external force, it becomes impossible to secure the sealing performance before and after the diaphragm, and the acoustic characteristics are deteriorated. In the present embodiment, for example, by combining a resin sheet 26 having a certain strength, such as a thermoplastic resin sheet of a predetermined thickness, a polypropylene adhesive tape, a polyethylene adhesive tape, etc., the strength of the resin portion is ensured, and Reliability can be ensured. The portion supporting the piezoelectric vibration plate 25 is the resin sheet 26, which has appropriate flexibility, so that it can cope with large vibrations and bass reproduction is improved.
[0019]
In addition, by making the shape of the piezoelectric sounding element 21 non-square, preferably, as shown in FIG. 1, a rectangle satisfying X> Y (XS> Y, XK> YS, XP> YP), the length in the X direction Is larger than the length in the Y direction, the eigenmode frequency in the X direction can be lower than the eigenmode frequency in the Y direction. Therefore, the resonance points of the entire diaphragm are dispersed, and the sound pressure frequency characteristics can be flattened, and the sound pressure level in the low range becomes higher than that in the case of a square. Also, when pressure is applied to the projected area (S = XS × YS) of the same piezoelectric sounding element, the diaphragm is better when XS> YS (rectangular) with respect to XS = YS (square). It is suitable for speakers mounted in very small enclosures, because it reduces the effect of pressure.
[0020]
As described above, the low-frequency side of the sound pressure frequency characteristic is extended and the sound pressure frequency characteristic is flattened, so that the acoustic characteristic is improved, thereby enabling low voltage driving.
[0021]
FIG. 3 shows an embodiment in which the piezoelectric sounding element of the present invention is applied to a piezoelectric speaker for a portable device.
In the piezoelectric speaker 31 according to the present embodiment, as described above, the piezoelectric elements 23 [23A, 23B] are attached to both sides of the metal plate 22 so as to be opposite to the metal plates 22 of both the piezoelectric elements 23A and 23B. A piezoelectric vibrating plate 25 having electrodes 24A and 24B formed on the side surface is provided, and both surfaces of the piezoelectric vibrating plate 25 are covered with a resin sheet 26 [26A, 26B] having an area slightly larger than the piezoelectric vibrating plate 25. It is composed. The outer shape of the metal plate 22 is formed smaller than the inner circumference of the support member to which the piezoelectric speaker 31 is attached, and the outermost portion of the free vibration area is formed only of the resin sheet 26. The outer shape of the piezoelectric speaker 31 is formed in a rectangular shape.
[0022]
The external dimensions Y × X of the piezoelectric speaker 31 are required dimensions, in this example, 24 mm × 30 mm, and the dimensions YS × XS of the free vibration area are required dimensions, in this example, 22 mm × 28 mm. Accordingly, a region for bonding the piezoelectric speaker 31 to a support member, for example, the support portion 29 of the housing 28 of the portable device in FIG. 2 has a width Yc = Xc = 1 mm of the outermost peripheral portion of the speaker. The bonding area serves as a so-called bonding margin, and is selected to have an arbitrary width Yc or Xc of the portion 26c including only the resin sheet 26. The bonding area is the portion 26d in this example.
On the other hand, the outer dimensions YK × XK of the metal plate 22 for bonding the piezoelectric elements 23 [23A, 23B] are required dimensions, in this example, 21 mm × 27 mm. Therefore, in this case, the portions Yd and Xd of only the resin sheet 26 in the free vibration region are 0.5 mm at the outermost peripheral portion of the free vibration region. The external dimensions YP × XP of the piezoelectric element 23 [23A, 23B] are required dimensions, in this example, 20 mm × 25 mm.
[0023]
As the resin sheet 26, a thermoplastic resin sheet, a polypropylene resin sheet, a polyester resin sheet, or the like can be selected and used. In the present embodiment, of the resin sheets 26 covering both surfaces of the piezoelectric vibration plate 25, one resin sheet 26A uses a polypropylene adhesive sheet and the other resin sheet 26B uses a thermoplastic resin sheet.
As shown in FIG. 3, the polypropylene adhesive sheet 26A of this example is formed of an adhesive tape having a polypropylene resin sheet 33 as a base and an adhesive layer 34 formed on the surface on the piezoelectric element 23A side. Regarding the thickness, the thickness of the polypropylene resin sheet 33 is, for example, about 20 to 40 μm, and the total thickness including the adhesive layer 34 is, for example, about 60 to 80 μm. Polypropylene, as a general-purpose tape, has low mechanical resonance sharpness (Q value) inherent to the material, as well as heat resistance and strength, as compared with other polyesters and Teflon (trade names), and is suitable for acoustic materials. This polypropylene adhesive sheet 26A is adhered to one surface of the piezoelectric vibration plate 25 to improve the acoustic characteristics, ensure the insulation of the electrode 24A, and protect the piezoelectric element 23A.
[0024]
The thermoplastic resin sheet 26B of this example has a thickness of about 50 μm to 100 μm, and is attached to the other surface of the piezoelectric vibration plate 25 by thermocompression. Since the adhesiveness of the thermoplastic resin is reproduced by heating, the outermost peripheral portion of the completed piezoelectric speaker 31, that is, the adhesive portion 26d to the support member can be easily adhered to the support member by reheating and pressing. It becomes possible. The thermoplastic resin sheet 26B itself has a small Young's modulus, and the resin sheet portion can have an appropriate strength by combining with the above-described polypropylene resin sheet 26A.
[0025]
The metal plate 22 to which the piezoelectric element 23 is attached desirably has a high Young's modulus. In the case of a bimorph structure in which two piezoelectric elements 23 [23A and 23B] are bonded, a larger bending displacement can be generated as the thickness of the metal plate 22 is smaller. Further, since it is desired that the thickness of the piezoelectric speaker itself is small, the metal plate 22 is desirably 100 μm or less. In this example, a metal foil of 30 μm to 50 μm in thickness of 42 alloy material is used in consideration of solderability.
[0026]
The piezoelectric element 23 is formed of a piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate), and is desirably as thin as possible. Assuming that the thickness of the piezoelectric elements 23A and 23B is d, the electric field E when the voltage V is applied is E = V / d, and the electric field E between the electrodes of the piezoelectric element 23 (that is, the metal plate 22 and the electrode 24) is large. In order to do so, it is necessary to reduce the thickness d. However, reducing the thickness d means making the piezoelectric element 23 thinner. Since the strength of the piezoelectric element 23 is significantly reduced by making the thickness d thin, it is necessary to determine the thickness d in consideration of the shape (size and area) in consideration of cost. There is. In this example, each thickness d of the piezoelectric element 23 is set to 60 to 80 μm. The electrode 24 [24A, 24B] to be adhered to one surface of the piezoelectric element 23 [23A, 23B] can be formed of a metallized electrode film of, for example, Ag, Ni, Au or the like.
[0027]
By combining the above members, the thickness D of the piezoelectric speaker 31 of the present example is (piezoelectric element 23) × 2 + metal plate 22 + polypropylene adhesive sheet 26A + thermoplastic resin sheet 26B except for the lead wire lead-out portion. And specifically, (60 to 80 μm) × 2 + (30 to 50 μm) + (50 to 100 μm) = about 260 to 390 μm.
Assuming that the size of the piezoelectric speaker 31 is 24 mm × 30 mm, the volume of the piezoelectric speaker itself is approximately 24 mm × 30 mm × (0.26 to 0.39 mm) = 187.2 to 280.8 mm ³ It becomes. This is, for example, the volume of a magnet speaker having a diameter (φ) of 16 mm (thickness of 3 mm) = 602.9 mm. ³ Is 〜 to 体積 of the volume. As for the weight, the piezoelectric speaker 31 of the present example is about 0.5 to 0.7 g, and can be made lighter than the magnet speaker.
[0028]
Next, a basic manufacturing method of the piezoelectric speaker 31 according to the present embodiment will be described.
The piezoelectric element 23 [23A, 23B] is bonded to the metal plate 22 using, for example, an anaerobic curing addition type ultraviolet curing adhesive (hereinafter, anaerobic UV adhesive), a one-component epoxy resin, or another structural adhesive. You can do it. This adhesive 36 is generally applied to the piezoelectric element bonding portions on both sides of the metal plate 22 as shown in FIG. 4 by, for example, a screen printing method or a transfer method. Thereafter, with the piezoelectric elements 23A and 23B positioned at predetermined positions with respect to both surfaces of the metal plate 22, the piezoelectric elements 23A and 23B are pressed against both surfaces of the metal plate 22, and then, in accordance with the curing conditions of the adhesive 36, The piezoelectric elements 23A and 23B are attached to the metal plate 22 by heating, pressurizing, or irradiating with ultraviolet rays.
[0029]
Thereafter, lead wires 28a, 28b and 27 are attached to the piezoelectric element 23 [23A, 23B] and the metal plate 22, as shown in FIG. That is, each of the piezoelectric elements 23A and 23B is polarized in the direction of the arrow a (the same direction), while the two electrodes 24A and 24B are connected via the lead wires 28a and 28b. Are derived, and the lead wire 27 is derived from the metal plate 22, and the other terminal is derived. When the audio signal SG is supplied between the two terminals, the free vibration area of the piezoelectric speaker 31 vibrates.
[0030]
In this case, as shown in FIG. 6, after a notch (escape portion) 37 is provided in a part of the metal plate 22 to short-circuit the front-side electrodes 24A and 24B of the two piezoelectric elements 23A and 23B, respectively. Alternatively, the lead wire 28 may be derived from one of the electrodes, for example, the electrode 24A. As shown in FIG. 7, a part of the metal plate 22 is protruded and extended to have a terminal shape, and another protruding terminal 39 having a symmetrical shape is formed via the protruding terminal 22a and the insulating layer 38 to form a metal. The electrodes 24 [24A, 24B] of the two piezoelectric elements 23 [23A, 23B] are interconnected in the notch 37 of the plate 22 so that the lead wire 28 from the electrode 24A is connected to another protruding terminal 39. good. In this case, the protruding terminal 22a becomes a terminal on the metal plate 22 side, and the other protruding terminal 39 becomes a terminal on the electrode 24 side of the piezoelectric element 23.
[0031]
As shown in FIG. 8, the piezoelectric vibration plate 25 connected to the electrodes is laminated from both sides with a polypropylene adhesive sheet 26A and a thermoplastic resin sheet 26B. At this time, it is necessary to apply a predetermined pressure so as to prevent air bubbles from entering between the polypropylene pressure-sensitive adhesive sheet 26A and the piezoelectric element 23 and the metal plate 22, and to bond them. Further, it is necessary to perform a predetermined pressurization and heating in order to adhere the thermoplastic resin sheet 26B. The heating and pressurizing conditions of the thermoplastic resin sheet vary depending on the characteristics of the thermoplastic resin used, but the heat resistance of the piezoelectric element 23 (the heat resistance here is a factor for the deterioration of the polarization state of the piezoelectric element) is taken into consideration. There is a need. If a thermoplastic resin having a relatively low softening temperature is selected, pressure bonding at 100 ° C. or less is possible. When the polypropylene adhesive sheet 26A and the thermoplastic resin sheet 26B are laminated on both sides of the piezoelectric vibrating plate 25 and are bonded between pressure rollers (at least one of which is a heating and pressure roller), the thermoplastic resin sheet 26B side is isolated. Heat and press through paper.
[0032]
Next, the outer shape of the piezoelectric speaker 31 in which the piezoelectric vibration plate 25 is covered with the resin sheets 26A and 26B is removed. The outermost peripheral portion of the speaker 31 is an area of only the resin sheet 26 [26A, 26B], and can be formed by a method of cutting a general flexible substrate, a general-purpose label, a seal, or the like. At this time, it is necessary not to cut the lead wires 27 and 28 described above.
The above is the basic manufacturing method of the piezoelectric speaker 31 of the present embodiment.
[0033]
Next, a method of mounting the piezoelectric speaker 31 of the present embodiment on a device will be described. The outermost peripheral portion of the piezoelectric speaker 31 has a polypropylene adhesive sheet 26A on one surface and a thermoplastic resin sheet 26B on the other surface. For example, when the piezoelectric speaker 31 is mounted on a housing 41 of a device, it is configured as shown in FIG. The material of the housing 41 may be, for example, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), an aluminum alloy, a magnesium alloy, or the like. The piezoelectric speaker mounting portion of the housing 41 has a two-stage counterbore shape having a first counterbore portion 42 and a second counterbore portion 43. The lower plate 44 formed by the second counterbore portion 43 has several through holes 45 for emitting sound waves from the speaker 31 to the outside of the device. The first counterbore part 42 has a margin of dimensional tolerance in the external dimensions of the piezoelectric speaker 31.
[0034]
After the piezoelectric speaker 31 is housed in the first counterbore part 42, only the bonding portion 26d of the piezoelectric speaker 31 is pressurized and pressed by a crimping jig with a built-in heater for heating and pressurizing the bonding portion 26d, that is, a so-called thermocompression jig 47 Heat. That is, by raising the heater to a predetermined temperature, the bonding portion 26d of only the resin sheet 26 of the piezoelectric speaker 31 is heated and pressed to cause the first counterbore portion 42 and the second counterbore portion of the housing 41 to be pressed. The step 43 is adhered to the step portion, that is, the support portion 48. At this time, since the thermocompression bonding jig 47 does not directly touch the thermoplastic resin sheet 26B but presses from the polypropylene adhesive sheet 26A side, when the thermoplastic resin sheet 26B is softened and melted, the thermocompression jig 47 is applied to the thermocompression jig 47. This prevents the sheet 26B from being bonded.
[0035]
FIG. 9 shows a case of a two-stage counterbore. Alternatively, as shown in FIG. 10, a one-stage counterbore 49 may be provided, and the piezoelectric speaker 31 may be bonded on a step around the counterbore 49. . Further, as shown in FIG. 11, a protrusion 49 serving as a support portion is provided at a position surrounding the side plate region where the through hole 45 of the housing 41 is formed, and the piezoelectric speaker 31 is bonded on the protrusion 49. Is also possible. These will be selected according to the actual internal design of the device.
[0036]
In the above-described embodiment, the configuration using two piezoelectric elements 23 [23A, 23B] is used. However, the present invention can be applied to a configuration using only one piezoelectric element 23. FIG. 12 shows the embodiment. In the piezoelectric speaker 51 according to the present embodiment, a piezoelectric vibration plate 52 in which one piezoelectric element 23 is adhered is provided on one surface of a metal plate 22, and the same resin sheet as described above is provided on both surfaces of the piezoelectric vibration plate 52. It is configured by coating with 26A and 26B. In this case, what is important is the thickness of the metal plate 22. Generally, a metal plate 22 having a larger Young's modulus or a thicker metal plate than the case of using two piezoelectric elements is selected. For example, in the case of a 42 alloy material, a metal plate 22 having a thickness of about 80 to 100 μm is selected.
[0037]
FIGS. 13 and 14 show still another embodiment of the piezoelectric speaker of the present invention.
The piezoelectric speaker 54 according to the embodiment of FIG. 13 is configured to be able to adhere to the support member using the outermost peripheral portion of the polypropylene adhesive sheet 26A. That is, one surface of the piezoelectric vibrating plate 25 having two piezoelectric elements 23 [23A, 23B] is covered with a polypropylene adhesive sheet 26A which is slightly larger than the piezoelectric vibrating plate 25, and the outermost peripheral portion of the polypropylene adhesive sheet 26A is formed. A release paper 55 is adhered to the adhesive layer, and the other surface of the piezoelectric vibration plate 25 is covered with a resin sheet 26B having the same size as the piezoelectric vibration plate 25. The other resin sheet 26B may be either a polypropylene adhesive sheet or a thermoplastic resin sheet. When attaching the piezoelectric speaker 54 to the support member, the release paper 55 is peeled off and the polypropylene adhesive sheet 26A is directly attached to the support member.
[0038]
The piezoelectric speaker 57 according to the embodiment of FIG. 14 is configured to be able to adhere to the support member using the outermost peripheral portion of the polypropylene adhesive sheet 26A. That is, one surface of the piezoelectric vibrating plate 25 having two piezoelectric elements 23 [23A, 23B] is covered with a polypropylene adhesive sheet 26A which is slightly larger than the piezoelectric vibrating plate 25, and the outermost peripheral portion of the polypropylene adhesive sheet 26A is formed. A release paper 55 is adhered to the adhesive layer. In this configuration, the other surface of the piezoelectric diaphragm 25 is not covered with the resin sheet 23B. When attaching the piezoelectric speaker 57 to the support member, the release paper 55 is peeled off and the polypropylene adhesive sheet 26A is directly attached to the support member.
[0039]
The characteristics of the piezoelectric speakers 54 and 57 of the embodiment shown in FIGS. 13 and 14 can be as high as those using a thermoplastic resin sheet on one side. The major difference from the embodiment of FIG. 9 is the method of bonding the piezoelectric speaker to the support member.
Although not shown, in FIGS. 13 and 14, the resin sheet 26A may be formed of a thermoplastic resin sheet, and the resin sheet 26B may be formed of a polypropylene resin sheet or a thermoplastic resin sheet.
[0040]
FIG. 15 is an example of a sound pressure frequency characteristic diagram comparing characteristics of the piezoelectric speaker according to the present invention using the configuration of FIG. 3 and a conventional magnet speaker. The measurement distance is 10 cm and the enclosure volume is 4 ml. In the figure, a curve I represents the piezoelectric speaker of the present invention, and a curve II represents a conventional magnet speaker. According to FIG. 15, the piezoelectric speaker of the present invention can secure the same or better characteristics as the conventional magnet speaker having a diameter of 15 mm under the condition of an enclosure volume of about 4 ml. This makes it possible to take advantage of the inherent thinness, light weight, low power consumption, and non-magnetic characteristics of the piezoelectric speaker, and to ensure sound quality equal to or better than that of a magnet speaker. Furthermore, as shown in the present invention, it is possible to directly mount the device on a housing or other supporting members. It can be applied to fields such as wall-mounted audio and robots.
[0041]
【The invention's effect】
According to the piezoelectric sounding element of the present invention, one surface of the piezoelectric vibrating plate, preferably, the entire surface of both surfaces is covered with the resin sheet, so that the sound pressure difference between peaks and valleys near the resonance point is suppressed, and the sound pressure frequency characteristic is reduced. Can be flattened.
Since the outermost peripheral portion of the resin sheet also serves as a mounting portion for the piezoelectric sounding element, low-range sound pressure can be improved by flexible support.
By making the shape of the piezoelectric vibration element free vibration region non-square, preferably rectangular, it is possible to flatten the frequency characteristics of sound pressure, and to increase the sound pressure level in the low range as compared with a square. Can be.
Therefore, it is possible to provide a piezoelectric sounding element that can ensure sound quality, low-frequency reproduction, and low-voltage driving in a well-balanced manner. In particular, it is possible to provide a piezoelectric sounding element that can secure characteristics required for use of a portable device in a well-balanced manner and that is low in cost and that takes into account the device mounting efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of a piezoelectric sounding element according to the present invention.
B is a sectional view of the piezoelectric sounding element of FIG. 1A.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of mounting the piezoelectric sounding element of the present embodiment.
FIG. 3A is a plan view showing an embodiment in which the present invention is applied to a piezoelectric speaker.
B It is sectional drawing of the piezoelectric speaker of FIG. 3A.
FIG. 4 is an exploded perspective view for explaining connection between a metal plate and a piezoelectric element of the piezoelectric vibration plate according to the present embodiment.
FIG. 5A is a perspective view showing the connection of the piezoelectric diaphragm according to the embodiment.
It is sectional drawing of B principal part.
FIG. 6 is a perspective view of a main part showing an example of a method for connecting electrodes of the piezoelectric diaphragm according to the present embodiment.
FIG. 7 is a perspective view of a main part showing another example of a method for connecting electrodes to the piezoelectric diaphragm according to the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining coating (laminating) of a resin sheet on the piezoelectric vibration plate according to the present embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view showing a step of bonding the piezoelectric speaker according to the present embodiment to a support member.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a state in which the piezoelectric speaker according to the present embodiment is bonded to a support member.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a state in which the piezoelectric speaker according to the present embodiment is bonded to a support member.
FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric speaker according to the present invention.
FIG. 13 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric speaker according to the present invention.
FIG. 14 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric speaker according to the present invention.
FIG. 15 is a sound pressure frequency characteristic diagram comparing characteristics of a piezoelectric speaker according to the present invention and a conventional magnet speaker.
FIG. 16A is a sectional view showing an example of a conventional magnet speaker.
B is a plan view showing an example of a conventional magnet speaker.
FIG. 17A is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional piezoelectric buzzer.
B is a plan view showing an example of a conventional piezoelectric buzzer.
[Explanation of symbols]
21: piezoelectric sounding element, 22: metal plate, 23 [23A, 23B]: piezoelectric element, 24 [24A, 24B]: electrode, 26 [26A, 26B]: resin sheet, 27, 28: electrode, 31, 51, 54, 57: piezoelectric speaker, adhesive, 41: housing, 55: release paper

Claims

Having a piezoelectric vibration plate consisting of a piezoelectric element and a metal plate to which the piezoelectric element is attached,
A piezoelectric sounding element, wherein at least one entire surface of the piezoelectric vibrating plate is covered with a resin sheet having an area larger than that of the piezoelectric vibrating plate.

Having a piezoelectric vibration plate consisting of a piezoelectric element and a metal plate to which the piezoelectric element is attached,
The entire surface of both sides of the piezoelectric diaphragm is covered with a resin sheet,
A piezoelectric sounding element, wherein both or any one of the resin sheets has an area larger than the piezoelectric vibrating plate.

2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein said resin sheet is selected from a thermoplastic resin sheet, a polypropylene resin sheet, and a polyester resin sheet.

3. The piezoelectric sounding element according to claim 2, wherein the resin sheet is selected from a thermoplastic resin sheet, a polypropylene resin sheet, and a polyester resin sheet.

3. The piezoelectric sounding element according to claim 2, wherein one surface of the piezoelectric vibration plate is covered with a polypropylene resin sheet, and the other surface of the piezoelectric vibration plate is covered with a thermoplastic resin sheet.

2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein the shape of the free vibration region is non-square.

3. The piezoelectric sounding device according to claim 2, wherein the shape of the free vibration region is non-square.

2. The piezoelectric sounding device according to claim 1, wherein the shape of the free vibration region is a rectangular shape.

3. The piezoelectric sounding device according to claim 2, wherein the shape of the free vibration region is a rectangular shape.

2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein the shape of the free vibration region is a rectangle, and the ratio of the long side / short side of the rectangle is 1.1 to 4.

3. The piezoelectric sounding element according to claim 2, wherein the shape of the free vibration region is a rectangle, and the ratio of the long side / short side of the rectangle is 1.1 to 4.

2. The piezoelectric sounding device according to claim 1, wherein an outermost peripheral portion of the resin sheet also serves as a mounting portion to a support member for supporting the piezoelectric sounding device.

3. The piezoelectric sounding device according to claim 2, wherein the outermost peripheral portion of the resin sheet also serves as a mounting portion to a support member for supporting the piezoelectric sounding device.

The resin sheet is a thermoplastic resin sheet,
2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein an outermost peripheral portion of the thermoplastic resin sheet is bonded to a support member for supporting the piezoelectric sounding element by heating and pressing.

The resin sheet is a resin sheet with an adhesive layer,
2. The piezoelectric sounding element according to claim 1, wherein an outermost peripheral portion of the resin sheet with an adhesive layer is bonded to a support member for supporting the piezoelectric sounding element via the adhesive layer.

The one resin sheet is a thermoplastic resin sheet,
3. The piezoelectric sounding element according to claim 2, wherein an outermost peripheral portion of the thermoplastic resin sheet is bonded to a support member for supporting the piezoelectric sounding element by heating and pressing.

The one resin sheet is a resin sheet with an adhesive layer,
3. The piezoelectric sounding element according to claim 2, wherein an outermost peripheral portion of the resin sheet with the adhesive layer is adhered to a support member for supporting the piezoelectric sounding element via the adhesive layer.