KR101500587B1 - 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

실시형태에 따른 음향 발생기에 있어서는 진동체와 여진기와 피복부를 구비한다. 여진기는 진동체 상에 접합부를 통해서 접합된다. 피복부는 여진기로부터 진동체에 걸쳐 형성된다. 또한, 접합부의 외주의 적어도 일부는 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 진동체와 여진기의 사이에 피복부의 일부가 개재되어 있다.

Description

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기{ACOUSTIC GENERATOR, ACOUSTIC GENERATION DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}

개시의 실시형태는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

종래, 압전 스피커로 대표되는 음향 발생기는 소형이고 박형의 스피커로서 이용할 수 있는 것이 알려져 있다. 이러한 음향 발생기는 휴대 전화기나 박형 텔레비젼 등을 비롯한 전자 기기에 장착되는 스피커로서 사용할 수 있다.

음향 발생기로서는, 예를 들면 진동체와 상기 진동체에 설치된 여진기(압전 진동 소자)를 구비한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 이것은 압전 진동 소자에 의해 진동체를 진동시켜, 진동체의 공진 현상을 이용해서 음을 발생시키는 구성으로 되어 있다.

(특허문헌 1) 일본특허공개 2004-23436호 공보

그러나, 상기한 음향 발생기에 있어서는 진동체 자체의 공진으로 음압을 발생시키도록 구성하고 있기 때문에, 예를 들면 음압의 주파수 특성에 있어서 공진 피크가 되는 주파수의 음을 음압을 크게 한 채 계속해서 발생시키면, 진동체의 진동에 기인해서 접합부의 경계선에 응력이 집중해서 압전 진동 소자가 진동체로부터 떨어져, 주파수 특성이 변동할 우려가 있었다.

실시형태의 일태양은 상기를 감안하여 이루어진 것이고, 여진기가 진동체로부터 떨어지는 것에 의해 주파수 특성이 변동하는 것을 방지할 수 있는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태의 일태양에 관한 음향 발생기는 진동체와 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와 상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와 상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고, 상기 접합부의 외주의 적어도 일부는 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있다.

(발명의 효과)

실시형태의 일태양의 음향 발생기에 의하면, 진동체와 여진기의 접합 강도가 향상해서 여진기의 진동체로부터의 떨어짐을 억제할 수 있고, 주파수 특성이 변동하는 것을 방지할 수 있다.

도 1a는 실시형태에 따른 음향 발생기의 모식 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A'선 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 접합부나 피복부 개재 부위의 형상의 일예를 나타내는 모식 평면도이다.
도 3은 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.
도 4는 실시형태에 따른 음향 발생기의 변형예를 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.
도 5는 실시형태에 따른 음향 발생기의 변형예를 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.
도 6은 실시형태에 따른 음향 발생기의 변형예를 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.
도 7은 실시형태에 따른 음향 발생기의 변형예를 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.
도 8은 음향 발생 장치의 블럭도이다.
도 9는 전자 기기의 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하고, 본원의 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

도 1a는 실시형태에 따른 음향 발생기(1)를 진동체(10)의 주면에 수직한 방향으로부터 본 모식 평면도이고, 도 1b은 도 1a의 A-A'선 단면도이다. 또한, 도 1b에 있어서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 음향 발생기(1)를 상하 방향으로 확장하고, 디포르메해서 나타내고 있다.

도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이, 실시형태에 따른 음향 발생기(1)는 진동체(10)와 여진기(압전 진동 소자(20))와 프레임체(30)를 구비한다. 이러한 음향 발생기(1)는 소위, 압전 스피커라고 불리고, 진동체(10) 자체의 공진 현상을 이용하여 음압을 발생시킨다.

진동체(10)는 수지, 금속, 종이 등의 다양한 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 두께 10∼200㎛의 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등의 수지 필름에 의해 박판상의 진동체(10)를 구성할 수 있다. 수지 필름은 금속판 등에 비해서 탄성율 및 기계적인 Q값이 낮은 재료이기 때문에, 진동체(10)를 수지 필름에 의해 구성함으로써 진동체(10)를 큰 진폭으로 굴곡 진동시켜 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크의 폭을 넓고, 높이를 낮게 해서 공진 피크와 딥의 차를 저감할 수 있다.

전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기인 압전 진동 소자(20)는 바이모르프형의 적층형 압전 진동 소자이다. 예를 들면, 압전 진동 소자(20)는 적층체(21)와 적층체(21)의 상면 및 하면에 형성된 표면 전극층(22, 23)과 적층체(21)의 내부전극층(24)의 단면이 노출하는 측면에 형성된 외부 전극(25, 26)을 구비한다. 그리고, 외부 전극(25,26)에는 리드 단자(27a, 27b)가 접속된다.

적층체(21)는 세라믹스로 이루어지는 4층의 압전체층(28a, 28b, 28c, 28d)과 3층의 내부 전극층(24)이 교대로 적층되어서 형성된다. 또한, 압전 진동 소자(20)는 상면측 및 하면측의 주면을 사각형상으로 하고 있고, 압전체층(28a, 28b)과 압전체층(28c, 28d)은 각각 두께 방향으로 분극의 방향을 교대로 바꾸어서 분극되어 있다.

그리고, 리드 단자(27a, 27b)를 통하여 압전 진동 소자(20)에 전압이 인가 된 경우, 예를 들면 압전 진동 소자(20)의 하면측, 바꿔 말하면 진동체(10)측의 압전체층(28c, 28d)은 줄어드는 한편, 상면측의 압전체층(28a, 28b)은 연장되도록 변형한다. 이렇게, 압전 진동 소자(20)의 상면측의 압전체층(28a, 28b)과 하면측의 압전체층(28c, 28d)이 상반하는 신축 거동을 나타내고, 그 결과, 압전 진동 소자(20)가 바이모르프형의 굴곡 진동을 함으로써, 진동체(10)에 일정한 진동을 가해서 음을 발생시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 음향 발생기에 적용할 수 있는 여진기로서는 압전 진동 소자(20) 이외에, 전기 신호가 입력되어서 여진하는 기능을 갖고 있는 것이면 좋고, 예를 들면 스피커를 진동시키는 여진기로서 알려진 동전형의 여진기, 정전형의 여진기 또는 전자형의 여진기이어도 상관없다. 여기서, 동전형의 여진기는 영구 자석의 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.

여기서, 압전체층(28a, 28b, 28c, 28d)을 구성하는 재료로서는 티탄산 지르콘산납(PZT), Bi층상 화합물, 텅스텐 브론즈 구조 화합물 등의 비납계 압전체 재료 등의 종래부터 사용되고 있는 압전 세라믹스를 사용할 수 있다.

또한, 내부 전극층(24)의 재료는 은과 팔라듐으로 이루어지는 금속 성분과 압전체층(28a, 28b, 28c, 28d)을 구성하는 재료 성분을 함유하는 것이 바람직하다.내부 전극층(24)에 압전체층(28a, 28b, 28c, 28d)을 구성하는 세라믹 성분을 함유함으로써, 압전체층(28a, 28b, 28c, 28d)과 내부 전극층(24, 24, 24)의 열팽창차에 의한 응력을 저감한 압전 진동 소자(20)를 얻을 수 있다.

또한, 리드 단자(27a, 27b)에 접속하는 배선으로서는 압전 진동 소자(20)의 저배화를 꾀하기 위해서, 동 또는 알루미늄 등의 금속박을 수지 필름으로 끼운 플렉시블 배선을 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 구성된 압전 진동 소자(20)는 진동체(10)의 진동면(10a)에 접착제로 형성되는 접합부(40)를 통하여 접합된다. 이들 압전 진동 소자(20)와 진동체(10) 사이의 접합부(40)의 두께는 비교적 얇고, 예를 들면 0.02㎛ 이상 20㎛ 이하가 된다. 이와 같이, 접합부(40)의 두께가 20㎛ 이하인 경우, 적층체(21)의 진동을 진동체(10)에 전달하기 쉽게 할 수 있다.

접합부(40)로서는 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 공지의 것을 사용할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 접착제에 사용하는 수지의 경화 방법으로서는 열경화, 광경화나 혐기성 경화 등의 어느 쪽의 방법을 사용해도 된다.

여기서, 본 실시형태에 따른 음향 발생기(1)는 예를 들면, 접착제의 도포 영역의 일부가 압전 진동 소자(20)의 하면의 외주(20a)보다도 내측에 있거나 또는 고화 수축에 의해, 접합부(40)의 외주(40a)의 적어도 일부는 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)보다도 내측에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이의 일부에 접합부(40)가 형성되어 있지 않은 부분(간극)을 갖고 있다.

그리고, 본 실시형태에 따른 음향 발생기(1)는 이 간극에 후술하는 피복부(50)의 일부가 개재되어 있다(이하, 간극에 개재되어 있는 피복부(50)의 일부를 피복부 개재 부위(41)라 기재한다). 이것에 의해 피복부 개재 부위(41)와 진동체(10)가 접합됨과 아울러, 피복부 개재 부위(41)와 압전 진동 소자(20)가 접합되므로, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이에 존재하는 간극에 피복부 개재 부위(41)를 갖지 않는 구성에 비하여 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 접합 강도가 향상해서 압전 진동 소자(20)의 진동체(10)로부터의 떨어짐을 억제할 수 있다.

특히, 압전 진동 소자(20)와 진동체(10)의 사이에 접합부(40)는 영률이 다른 피복부 개재 부위(41)를 형성함으로써, 공진 주파수가 부분적으로 일치되지 않게 되고, 공진점에서의 음압 피크가 완만해진다. 그 때문에 음압을 크게 해도, 특정한 주파수에서 접합부(40)의 경계선(압전 진동 소자(20)와 접합부(40)의 계면, 진동체(10)와 접합부(40)의 계면)에 응력이 집중되기 어려워져 압전 진동 소자(20)가 진동체(10)로부터 떨어지는 것을 억제하고, 주파수 특성이 변동하는 것을 방지한다. 또한, 공진을 어긋나게 함으로써 피크 딥을 억제한 뛰어난 주파수 특성을 갖는 음향 발생기로 할 수 있다. 이러한 피복부 개재 부위(41)나 접합부(40)에 대해서는 후에 상술한다.

프레임체(30)는 진동체(10)를 유지해서 진동의 고정단을 형성하는 역할을 담당하고 있다. 예를 들면, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 모두 사각형 형상 상측 프레임 부재(30a)와 하측 프레임 부재(30b)를 상하로 접합해서 프레임체(30)를 구성하고 있다. 그리고, 상측 프레임 부재(30a)와 하측 프레임 부재(30b) 사이에 진동체(10)의 외주부를 끼우고, 소정의 장력을 부여한 상태에서 고정하고 있다. 따라서, 장기간 사용해도 휨 등의 변형이 적은 진동체(10)를 구비한 음향 발생기(1)가 된다.

상측 프레임 부재(30a), 하측 프레임 부재(30b)의 두께 및 재질은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는 기계적 강도 및 내식성이 우수하다는 이유로부터, 예를 들면 두께 100∼5000㎛의 스테인레스제의 재료를 사용한다.

또한, 상측 프레임 부재(30a), 하측 프레임 부재(30b)의 재질은 스테인레스제에 한정되지 않고, 피복부(50)보다도 변형되기 어려운 것이면 되고, 예를 들면 경질 수지, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스, 글래스 등을 사용할 수 있고, 본 실시형태에서는 상측 프레임 부재(30a)와 하측 프레임 부재(30b)의 재질, 두께 등은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 프레임형상도 사각형상으로 한정되지 않고, 내주부 또는 외주부의 일부 또는 전부를 원형, 타원형으로 하여도 좋고, 내주부 또는 외주부를 능형으로 해도 좋다.

또한, 음향 발생기(1)에 있어서는 도 1b에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 소자(20) 및 진동체(10)의 진동면(10a)이 수지인 피복부(피복층)(50)에 의해 피복된다. 예를 들면, 피복부(50)는 프레임(30)의 상측 프레임 부재(30a)의 프레임내에 수지를 유입하고, 압전 진동 소자(20) 등을 피복하도록 구성된다. 또한, 도 1a에서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 피복부(50)의 도시를 생략했다.

피복부(50)를 형성하는 수지는, 예를 들면 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지나 고무 등이지만, 이들은 예시이며 한정되지 않는다. 이와 같이, 압전 진동 소자(20)를 피복부(50)로 피복함으로써, 적당한 덤핑 효과를 유발시킬 수 있고, 공진 현상의 억제와 함께, 공진 피크와 딥의 차를 보다 작게 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 압전 진동 소자(20)를 외부 환경으로부터 보호할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 음향 발생기(1)에서는 진동체(10)의 진동면(10a)의 모두가 피복부(50)에 의해 피복되지만, 모두가 피복될 필요는 없다. 즉, 음향 발생기(1)는 압전 진동 소자(20)와 이 압전 진동 소자(20)가 형성되는 진동체(10)의 진동면(10a)의 적어도 일부가 피복부(50)에 의해 피복되어 있으면 된다.

여기서, 상술한 접합부(40) 및 피복부 개재 부위(41)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 접합부(40)나 피복부 개재 부위(41)의 형상의 일예를 나타내는 모식 평면도이고, 도 3은 접합부(40) 부근을 확대해서 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다.

또한, 도 2에 있어서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 압전 진동 소자(20)의 외형을 파선으로 나타내어 접합부(40)와 피복부 개재 부위(41)를 투시해서 나타냄과 아울러, 피복부 개재 부위(41)에 사선이 그려져 있다. 또한, 도 3에 있어서는 압전 진동 소자(20)를 간략화해서 나타냄과 아울러, 접합부(40)도 상하 방향으로 확장해서 디포르메해서 나타내고 있다.

진동체(10)와 압전 진동 소자(20) 사이의 평면시에 있어서 중앙 부근에 위치하도록 접합부(40)가 형성되는 한편, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 진동체(10)의 진동면(10a)에 있어서의 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에는 접합부(40)가 형성되지 않는 부분(간극)을 갖도록 구성된다.

피복부 개재 부위(41)는 압전 진동 소자(20)가 피복부(50)로 피복될 때에, 상술한 접합부(40)가 형성되지 않는 부분(간극), 즉 진동체(10)의 진동면(10a)에 있어서의 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에 따른 부분에, 피복부(50)가 되는 수지가 진입해서 충전됨으로써 형성된다.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 음향 발생기(1)는 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이에 피복부 개재 부위(41)를 갖도록 한, 바꿔 말하면, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이에 존재하는 간극에 피복부(50)의 일부가 들어가도록 했으므로, 피복부 개재 부위(41)와 진동체(10)가 접합됨과 아울러 피복부 개재 부위(41)와 압전 진동 소자(20)가 접합됨으로써, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 접합 강도가 향상해서 압전 진동 소자(20)의 진동체(10)로부터의 떨어짐을 억제할 수 있어 주파수 특성이 변동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 진동이나 외부로부터의 충격에 의해 응력이 발생해도, 압전 진동 소자(20) 근방에 있어서의 응력은 비교적 영률이 낮은 수지로 이루어지는 피복부 개재 부위(41)에 집중하고, 비교적 영률이 높은 접합부(40)와 피복부 개재 부위(41)의 계면에서 흡수됨으로써, 접합부(40)와 압전 진동 소자(20) 및 진동체(10)의 접합이나, 진동체(10)와 피복부(50)의 접합은 유지되어 주파수 특성이 변동하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 압전 진동 소자(20)와 진동체(10)의 사이에 접합부(40)는 영률이 다른 피복부 개재 부위(41)를 형성함으로써, 공진 주파수가 부분적으로 일치되지 않게 되고, 공진점에서의 음압 피크가 완만해진다. 그 때문에 음압을 크게 하여도, 특정한 주파수에서 접합부(40)의 경계선에 응력이 집중되기 어려워져, 압전 진동 소자(20)가 진동체로부터 떨어지는 것을 억제하여 주파수 특성이 변동하는 것을 방지한다. 또한, 공진을 어긋나게 함으로써 피크 딥을 억제한 뛰어난 주파수 특성을 갖는 음향 발생기로 할 수 있다.

또한, 변형이 큰 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에 따른 피복부 개재 부위(41)가 기계적 손실이 큰 수지에 의해 구성되어 있는 것에 의해, 진동의 손실이 커지고, 넓은 주파수 영역에 걸쳐 진동체(10)의 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상을 완만하게 할 수 있고, 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥(공진 피크간의 골짜기)의 차를 저감해서 음압의 주파수 변동을 가급적으로 억제하여 음질을 향상시킬 수도 있다.

여기서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)는 진동체(10)의 진동면(10a)과 직교하는 압전 진동 소자(20)의 중심축(C) (압전 진동 소자(20)를 평면시에 중심을 지나는 축이며 진동체(10)의 진동면(10a)에 수직한 축)에 대하여 비대칭인 형상인 것이 바람직하다. 즉, 피복부 개재 부위(41)는 압전 진동 소자(20)의 중심축(C)에 대하여 회전 대칭성 등의 대칭성을 갖지 않는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 피복부 개재 부위(41)의 크기를 장소에 의해 상위시킬 수 있다. 따라서, 보다 공진 피크의 폭을 넓고, 높이를 낮게 할 수 있고, 또한 공진 피크와 딥(공진 피크간의 골짜기)의 차를 저감해서 음압의 주파수 변동을 더욱 억제하고, 음질을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)는 압전 진동 소자(20)의 외주(20a) 전체에 걸쳐 배치된다.

이렇게, 접합부(40)의 외주(40a)의 전부가 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)보다도 내측에 위치하고 있을 경우, 바꿔 말하면, 진동체(10)의 진동면(10a)에 있어서의 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에 따라 전체 둘레에 걸쳐 간극을 갖는 경우에 있어서, 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)가 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에 따라 전체 둘레에 걸쳐 배치됨으로써 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 접합 강도가 보다 향상함과 아울러, 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥(공진 피크간의 골짜기)의 차를 보다 저감시켜서 음질을 보다 향상시킬 수 있다.

단, 본 실시형태의 음향 발생기는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 압전 진동 소자(20)의 외주(20a) 중 적어도 일부에 피복부 개재 부위(41)가 배치되는 것으로 해도 좋다.

예를 들면, 압전 진동 소자(20) 자체의 진동에 의한 응력이 집중하기 쉬운, 평면시에 있어서의 압전 진동 소자(20)의 각부에 피복부 개재 부위(41)를 배치하면, 상술한 접합 면적이 증가함으로써, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 각부의 접합 강도를 향상시킬 수 있어 압전 진동 소자(20)의 진동체(10)로부터의 떨어짐을 억제할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 접합부(40)의 외주(40a)의 일부가 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)보다도 내측에 위치하고, 다른 일부가 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)보다도 외측에 위치하고 있을 경우, 바꿔 말하면, 진동체(10)의 진동면(10a)에 있어서의 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)에 따라 부분적으로 간극을 갖고, 간극이 형성되어 있지 않은 다른 부분에서 접합부(40)가 이탈하고 있는 경우에는, 압전 진동 소자(20)의 주위에 있어서 진동체(10) 단체에서 진동하는 영역과 진동체(10) 및 접합부(40)가 접합된 구조에서 진동하는 영역이 혼재하고, 각각의 공진 조건이 다르기 때문에 공진 주파수가 일치되기 어려워져, 피크 딥을 보다 억제할 수 있다.

또한, 부분적으로 형성된 간극에 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)가 형성됨으로써, 피복부 개재 부위(41)와 접합부(40)가 뒤얽혀 접합되어, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 접합 강도가 향상함과 아울러 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥(공진 피크간의 골짜기)의 차를 저감시켜서 음질을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 접합부(40)의 피복부 개재 부위(41)와 접하는 외주(40a)의 형상(외주면)은 평면시에 있어서 요철을 갖는, 상세하게는 오목부와 볼록부가 교대로 연속하는 형태로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 압전 진동 소자(20)로부터 진동체(10)에 전달되는 진동의 공진 조건이 연속적으로 변화되는 것이 되고, 넓은 주파수 영역에 걸쳐 진동체(10)의 공진 주파수에 있어서의 음압의 피크 형상을 보다 한층 완만하게 할 수 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접합부(40)의 피복부 개재 부위(41)와의 계면, 바꿔 말하면 접합부(40)의 피복부 개재 부위(41)와 접하는 외주면은 진동체(10)의 진동면(10a)과 직교하는 단면(예를 들면, B-B'선 단면)에 있어서 만곡 형상의 홈부(40b)를 갖는 것이 바람직하다. 상세하게는 홈부(40b)는 예를 들면, 피복부 개재 부위(41)로부터 접합부(40)를 향해서 볼록상의 만곡 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 피복부(50)를 형성하는 수지가 압전 진동 소자(20)에 도포되는 피복 공정에 있어서, 상술한 접합부(40)가 형성되지 않는 부분에 수지를 충전하기 쉬워져, 피복부 개재 부위(41)의 형성이 용이해진다.

또한, 상술한 바와 같이, 피복부 개재 부위(41)는 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이에 있어서, 접합부(40)가 형성되지 않는 부위에 배치되는 점에서, 접합부(40)의 형상이나 두께를 변경하는 것만으로, 피복부 개재 부위(41)의 형상이나 두께를 용이하게 변경할 수 있다.

또한, 음향 발생기(1)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)에 보이드(42)를 갖도록 구성되어도 좋다. 이 때의 보이드 지름은 예를 들면, 0.01∼100㎛, 보이드율은 예를 들면, 0.01∼10%이다. 이와 같이, 피복부 개재 부위(41)의 내부나, 피복부(50)와 진동체(10)의 사이, 피복부(50)와 압전 진동 소자(20)의 사이, 및 피복부(50)와 접합부(40)의 사이 중 적어도 어느 하나에 보이드(42)가 존재함으로써 압전 진동 소자(20)와 일체화된 진동체(10) 및 피복부(50)를 포함하는 부재의 진동에 의해 발생하는 응력이 보이드(42) 부근에 집중하여 보이드(42) 부근의 국소적 변형이 커진다. 그 결과, 진동에 의해 발생하는 에너지를 효과적으로 손실시킬 수 있기 때문에, 공진 피크와 딥의 차를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 피복부(50)의 일부로서의 피복부 개재 부위(41)와 진동체(10), 압전 진동 소자(20) 및 접합부(40) 중 적어도 어느 하나의 사이에 공극(43)이 존재해도 좋다. 이 때의 공극(43)의 지름은, 예를 들면 0.05∼100㎛이다. 압전 진동 소자(20)로부터 접합부(40)를 통해서 진동체(10)에 진동이 전파하는 영역과 공기를 통하여 진동이 전파하는 영역과 피복부 개재 부위(41)를 통해서 진동체(10)에 진동이 전파하는 영역이 혼재한다. 이 때, 접합재(21) 내부의 전파 속도와 공기 중의 전파 속도가 다르기 때문에, 공진 주파수가 더욱 불균일해져, 매우 주파수 특성이 우수한 음향 발생기(1)로 할 수 있다.

상술해 온 바와 같이, 음향 발생기(1)에 있어서는 접합부(40)의 외주(40a)의 적어도 일부는 압전 진동 소자(20)의 외주(20a)보다도 내측에 위치하고, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 사이에 피복부(50)의 일부가 개재되어 있기 때문에, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20)의 접합 강도가 향상해서 압전 진동 소자(20)의 진동체(10)로부터의 떨어짐을 억제할 수 있어 주파수 특성이 변동하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 도 7을 참조해서 본 실시형태 있어서의 변형예에 관련되는 음향 발생기(1)를 설명한다. 도 7은 접합부(40) 부근을 확대해서 나타내는 도 2의 B-B'선 확대 단면도이다. 또한, 이하에 있어서는 앞의 실시형태와 공통인 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 변형예에 관련되는 음향 발생기(1)에 있어서, 접합부(40)의 외주면은 진동체(10)의 진동면(10a)과 직교하는 단면(예를 들면, B-B'선 단면)에 있어서 쐐기 형상의 홈부(40c)를 갖는다. 상세하게는 홈부(40c)는 예를 들면, B-B'선 단면시에 있어서, 진동체(10)와 압전 진동 소자(20) 사이의 두께 방향의 중앙 부근에서 소정의 각도를 이루는 2개의 약 직선변을 갖는 형상으로 된다.

이와 같이, 변형예에 관련되는 음향 발생기(1)에 있어서, 접합부(40)의 피복부 개재 부위(41)와의 계면이 단면시에 있어서 쐐기 형상의 홈부(40c)를 갖기 때문에 진동체(10)의 전체의 공진점에서의 음압 피크를 보다 한층 완만하게 할 수 있다. 또한, 홈부(40c)에 있어서 쐐기 형상의 선단 부분에 상술한 보이드가 형성되기 쉬워지고, 따라서 진동에 의해 발생하는 에너지를 보다 효과적으로 손실시킬 수 있어 공진 피크와 딥의 차를 보다 한층 저감할 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상술해 온 구성의 음향 발생기(1)를 공명 박스(200)에 수용함으로써 음향 발생 장치(2)를 구성할 수 있다. 공명 박스(200)는 음향 발생기(1)를 수용하는 하우징이고, 음향 발생기(1)가 발생하는 음향을 공명시켜 하우징면으로부터 음파로서 방사한다. 이러한 음향 발생 장치(2)는 스피커로서 단독으로 사용할 수 있는 것 외, 예를 들면 각종 전자 기기(3)에 적합하게 장착되는 것이 가능하다.

상술해 온 바와 같이, 압전 스피커에서는 불리했던 음압의 주파수 특성에 있어서의 공진 피크와 딥의 차를 저감시킬 수 있기 때문에, 본 실시형태에 따른 음향 발생기(1)는 휴대 전화기나 박형 텔레비젼, 또는 태블릿 단말 등의 전자 기기(3)에 바람직하게 장착되는 것이 가능하다.

또한, 음향 발생기(1)가 장착되는 대상이 될 수 있는 전자 기기(3)로서는 상술의 휴대 전화기나 박형 텔레비젼, 또는 태블릿 단말 등에 한정되지 않고, 예를 들면 냉장고, 전자레인지, 청소기, 세탁기 등과 같이, 종래, 음질에 관해서는 중시되지 않았던 가전 제품도 포함된다.

여기서, 상술한 음향 발생기(1)를 구비하는 전자 기기(3)에 대해서, 도 9를 참조하면서 간단하게 설명한다. 도 9는 전자 기기(3)의 블럭도이다. 전자 기기(3)는 상술해 온 음향 발생기(1)와 음향 발생기(1)에 접속된 전자 회로와 음향 발생기(1) 및 전자 회로를 수용하는 하우징(300)을 구비한다.

구체적으로는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전자 기기(3)는 제어 회로(301)와 신호 처리 회로(302)와 입력 장치로서의 무선 회로(303)를 포함하는 전자 회로와 안테나(304)와 이들을 수용하는 하우징(300)을 구비한다. 또한, 무선에 의한 입력 장치를 도 9에 도시하고 있지만, 통상의 전기 배선에 의한 신호 입력으로서도 당연 설치할 수 있다.

또한, 여기에서는 전자 기기(3)가 구비하는 다른 전자 부재(예를 들면, 디스플레이, 마이크, 스피커 등의 디바이스나 회로)에 관해서는 기재를 생략했다. 또한, 도 9에서는 1개의 음향 발생기(1)를 예시했지만, 2개 이상의 음향 발생기(1)나 그 밖의 발신기를 설치할 수도 있다.

제어 회로(301)는 신호 처리 회로(302)를 통해서 무선회로(303)를 포함하는 전자 기기(3) 전체를 제어한다. 음향 발생기(1)로의 출력 신호는 신호 처리 회로(302)로부터 입력된다. 그리고, 제어 회로(301)는 무선 회로(303)에 입력된 신호를 신호 처리 회로(302)를 제어함으로써 음성 신호(S)를 생성하고, 음향 발생기(1)에 대하여 출력한다.

이렇게 하여, 도 9에 나타내는 전자 기기(3)는 소형이면서 박형인 음향 발생기(1)를 장착하면서도 공진 피크와 딥의 차를 저감해서 주파수 변동을 가급적으로 억제하여 주파수가 낮은 저음 영역을 비롯하여, 고음 영역에 있어서도 전체적으로 음질의 향상을 꾀할 수 있다.

또한, 도 9에 있어서는 음향 출력 디바이스로서 음향 발생기(1)를 직접 탑재한 전자 기기(3)를 예시했지만, 음향 출력 디바이스로서는 예를 들면, 음향 발생기(1)를 하우징에 수용한 음향 발생 장치(2)를 탑재한 구성이어도 된다.

또한, 상술한 실시형태에서는 하나의 압전 진동 소자(20)를 진동체(10) 상에 배치한 것을 예시했지만, 2개 이상의 압전 진동 소자(20)를 배치해도 상관없다. 또한, 압전 진동 소자(20)가 2개 이상인 경우, 압전 진동 소자(20)를 진동체(10)의 진동면(10a)의 동일면 상에 배치해도, 양면에 배치해도 좋다. 또한, 압전 진동 소자(20)를 평면시에서 사각형 형상으로 했지만, 정방형이어도 된다. 또한, 진동체(10)의 진동면의 약 중앙에 압전 진동 소자(20)를 배치한 것을 예시했지만, 진동체(10)의 진동면 중심으로부터 편의(偏倚)한 위치에 압전 진동 소자(20)를 배치해도 상관없다.

또한, 압전 진동 소자(20)로서, 소위 바이모르프형의 적층형을 예시했지만, 유니모르프형의 압전 진동 소자를 사용할 수도 있다.

새로운 효과나 변형예는 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 태양은, 이상과 같이 나타내고, 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 특허 청구 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 경우 없이, 여러가지 변경이 가능하다.

1: 음향 발생기 2: 음향 발생 장치
3: 전자 기기 10: 진동체
20: 압전 진동 소자 30: 프레임체
40: 접합부 40b, 40c: 홈부
41: 피복부 개재 부위 42: 보이드
43: 공극 50: 피복부
200: 공명 박스(하우징) 300: 하우징
301: 제어 회로 302: 신호 처리 회로
303: 무선 회로 304: 안테나

Claims (11)

1. 진동체와,
   전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와,
   상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고,
   상기 접합부의 외주의 적어도 일부는 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있고, 상기 피복부의 일부는 상기 진동체의 진동면과 직교하는 상기 여진기의 중심축에 대하여 비대칭인 형상인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
2. 진동체와,
   전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와,
   상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고,
   상기 접합부의 외주의 적어도 일부는 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있음과 아울러, 상기 접합부와 상기 피복부의 일부가 접하고 있고, 상기 접합부의 상기 피복부의 일부와 접하는 외주면은 요철을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 접합부의 외주면은 상기 진동체의 진동면과 직교하는 단면에 있어서 쐐기 형상의 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 접합부의 외주면은 상기 진동체의 진동면과 직교하는 단면에 있어서 쐐기 형상의 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 접합부의 외주의 전부가 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고 있고, 상기 피복부의 일부는 상기 여진기의 외주를 따라 전체 둘레에 걸쳐 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 접합부의 외주의 전부가 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고 있고, 상기 피복부의 일부는 상기 여진기의 외주를 따라 전체 둘레에 걸쳐 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
7. 진동체와,
   전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와,
   상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고,
   상기 접합부의 외주의 일부가 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 다른 일부가 상기 여진기의 외주보다 외측에 위치하고 있고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
8. 진동체와,
   전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와,
   상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고,
   상기 접합부의 외주의 적어도 일부는 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있고,
   상기 피복부의 일부에 보이드를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
9. 진동체와,
   전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
   상기 진동체 상에 상기 여진기를 접합하는 접합부와,
   상기 여진기로부터 상기 진동체에 걸쳐 형성된 피복부를 구비하고,
   상기 접합부의 외주의 적어도 일부는 상기 여진기의 외주보다 내측에 위치하고, 상기 진동체와 상기 여진기 사이에 상기 피복부의 일부가 개재되어 있고,
   상기 피복부와, 상기 진동체, 상기 여진기 및 상기 접합부 중 적어도 어느 하나 사이에 공극이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 장치.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기에 접속된 전자 회로와,
    상기 전자 회로 및 상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 구비하고,
    상기 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

Images