聲發(fā)生器及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】提供一種聲壓頻率特性中的波峰、波谷小的聲發(fā)生器以及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置。聲發(fā)生器以及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置中，聲發(fā)生器至少具有振動板、和在振動板上相互空出間隔地安裝的用于使振動板振動的多個壓電元件，多個壓電元件具有厚度不同的至少2個種類的壓電元件（1、2），在振動板的主面上的相互交叉的2個方向的各方向上，配置厚度不同的壓電元件（1、2）。能得到使聲壓的頻率特性中的波峰、波谷較小的聲發(fā)生器及聲發(fā)生裝置。
【專利說明】聲發(fā)生器及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及聲發(fā)生器及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，已知在振動板安裝了壓電元件的聲發(fā)生器(例如，參照專利文獻I)。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I JP特開2004 - 23436號公報
[0006]發(fā)明的概要
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，上述現(xiàn)有聲發(fā)生器在特定的頻率下發(fā)生共振現(xiàn)象，從而出現(xiàn)在聲壓的頻率特性下易于產(chǎn)生較大波峰或波谷這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)中的問題點而提出，其目的在于提供一種在聲壓頻率特性中的波峰或波谷小的聲發(fā)生器及使用了該聲發(fā)生器的聲發(fā)生裝置。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的聲發(fā)生器的特征在于，至少具有:振動板；和在該振動板上相互空出間隔地安裝的用于使所述振動板振動的多個壓電元件，該多個壓電元件具有厚度不同的至少2個種類的所述壓電元件，在所述振動板的主面上的相互交叉的2個方向的各方向上，配置厚度不同的所述壓電元件。
[0012]本發(fā)明的聲發(fā)生裝置的特征在于，至少具有:至少I個的高音用揚聲器；至少I個的低音用揚聲器；和用于支承所述高音用揚聲器以及所述低音用揚聲器的支承體，所述高音用揚聲器以及所述低音用揚聲器的至少一方是所述聲發(fā)生器。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的聲發(fā)生器及聲發(fā)生裝置，能減小聲壓的頻率特性中的波峰、波谷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第I示例的聲發(fā)生器的俯視圖。
[0016]圖2是圖1的A-A'線截面圖
[0017]圖3是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第2示例的聲發(fā)生器的俯視圖。
[0018]圖4是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第3示例的聲發(fā)生器的俯視圖。
[0019]圖5是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器的俯視圖。
[0020]圖6是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第5示例的聲發(fā)生裝置的立體圖。
[0021]圖7是表示本發(fā)明的實施方式的第I示例的聲發(fā)生器的聲壓的頻率特性的圖表。
[0022]圖8是表示第I比較例的聲發(fā)生器的聲壓的頻率特性的圖表。[0023]圖9是示意地表示第2比較例的聲發(fā)生器的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的聲發(fā)生器。另外，聲發(fā)生器具有將電信號變換成聲音信號的功能，聲音不僅包含可聽頻率范圍，還包含諸如超聲波那樣的超出了可聽頻率范圍的頻率的振動。
[0025](實施方式的第1示例)
[0026]圖1是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第I示例的聲發(fā)生器的俯視圖。圖2是圖1的A-A'線截面圖。另外，為了易于理解構(gòu)造，在圖1中省略樹脂層20的圖示，在圖2中放大表不聲發(fā)生器的厚度方向(圖的z軸方向)。
[0027]如圖1、圖2所示，本示例的聲發(fā)生器具有:多個壓電元件1、多個壓電元件2、薄膜
3、框部件 5a、5b、樹脂層 20、導(dǎo)線 22a、22b、22c、22d。
[0028]薄膜3在施加張力的狀態(tài)下被框部件5a、5b夾持周緣部而固定，且薄膜3通過框部件5a、5b能振動地得到支承，作為振動板發(fā)揮功能。
[0029]壓電元件1、2通過施加電信號而在平行于薄膜3的主面的方向上進行伸縮振動。另外，多個壓電元件I兩個兩個地成對，構(gòu)成對的2個壓電元件I按照在薄膜3的兩面夾持薄膜3的方式進行配置。另外，構(gòu)成對的2個壓電元件I按照伸縮振動方向大致一致的方式進行配置。并且，在構(gòu)成對的一方的壓電元件I收縮時，另一方的壓電元件I伸長。另外，多個壓電元件2也兩個兩個地成對，構(gòu)成對的2個壓電元件2按照在薄膜3的兩面夾持薄膜3的方式進行配置。另外，構(gòu)成對的2個壓電元件2按照伸縮振動的方向大致一致的方式進行配置。并且，在構(gòu)成對的一方的壓電元件2收縮時，另一方的壓電元件2伸長。
[0030]另外，壓電元件I在薄膜3的兩面分別安裝4個，在薄膜3合計安裝8個，壓電元件2也在薄膜3的兩面分別安裝4個，在薄膜3合計安裝8個。即，安裝在薄膜3的壓電元件I的個數(shù)與壓電元件2的個數(shù)相等。并且，在薄膜3的兩面的每一面，多個壓電元件1、2彼此空開間隔地安裝在薄膜3上。
[0031]并且，壓電元件I的厚度與壓電元件2的厚度相互不同，在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的圖中的X軸方向和y軸方向這2個方向)的各方向上，各厚度的振動體(壓電元件I以及壓電元件2)依次配置。即，在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的2個方向)即圖中X軸方向和y軸方向的各方向上，交替地配置壓電兀件I和壓電元件2。
[0032]并且，在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向的I個方向(圖中的X軸方向)上，壓電元件I彼此的間隔相等、壓電元件2彼此的間隔、相鄰的壓電元件I和壓電元件2的間隔全部相等。另外，在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向的另一個方向(圖中的y軸方向)上，相鄰的壓電元件I和壓電元件2的間隔也全部相等。
[0033]壓電元件1、2由如下要素構(gòu)成:交替地層疊由陶瓷構(gòu)成的壓電體層7和內(nèi)部電極層9而形成的層疊體13 ;形成于該層疊體13的上下表面的表面電極層15a、15b ;分別設(shè)于層疊體13的長邊方向(圖中的y軸方向)的兩端部的一對外部電極17、19。另外，壓電元件I具有4層的壓電體層7和3層的內(nèi)部電極層9，壓電元件2具有2層的壓電體層7和I層的內(nèi)部電極層9。由此，壓電元件I的厚度成為壓電元件2的厚度的2倍程度。[0034]在壓電兀件I中，夕卜部電極17與表面電極層15a、15b和I層的內(nèi)部電極層9連接，外部電極19與2層的內(nèi)部電極層9連接。在壓電元件2中，外部電極17與表面電極層15a、15b連接，外部電極19與I層的內(nèi)部電極層9連接。如圖2的箭頭所示那樣，壓電體層7構(gòu)成為:在壓電體層7的厚度方向上交替地被極化，在配置于薄膜3上表面的壓電元件1、2的壓電體層7進行收縮的情況下，對外部電極17、19施加電壓，以使配置于薄膜3下表面的壓電元件1、2的壓電體層7進行延伸。
[0035]外部電極19的上下端部分別延長到層疊體13的上下表面而形成延長部19a，這些延長部19a按照不與形成于層疊體13表面的表面電極層15a、15b接觸的方式與表面電極層15a、15b空開規(guī)定間隔地配置。
[0036]在層疊體13的與薄膜3相反側(cè)的面，在聲發(fā)生器的長度方向(圖中的X軸方向)上相鄰的壓電元件1、2的延長部19a彼此通過導(dǎo)線22a進行連接，并且，在位于一方的端部的振動體的延長部19a連接導(dǎo)線22b的一個端部，導(dǎo)線22b的另一個端部引出到外部。另外，在聲發(fā)生器的長度方向(圖中的X軸方向)上相鄰的振動體中的與外部電極17連接的表面電極層15b彼此與導(dǎo)線22d進行連接，并且，在位于一方的端部的振動體中的表面電極層15b連接導(dǎo)線22c的一個端部，導(dǎo)線22c的另一個端部引出到外部。
[0037]由此，在聲發(fā)生器的長度方向(圖中的X軸方向)上排列的多個壓電元件1、2相互并聯(lián)連接，經(jīng)由導(dǎo)線22b、22c被施加相同電壓。
[0038]壓電元件1、2為板狀，上下的主面為長方形狀，在層疊體13的主面的長邊方向(圖在的y軸方向)上，具有內(nèi)部電極層9交替引出的一對的側(cè)表面。
[0039]通過粘接劑層2，壓電元件1、2的薄膜3側(cè)的主面和薄膜3接合。壓電元件1、2和薄膜3之間的粘接劑層21的厚度設(shè)為20 μ m以下。尤其期望粘接劑層21的厚度為10 μ m以下。如此，在粘接劑層21的厚度為20 μ m以下的情況下，易于將層疊體13的振動傳遞給
薄膜3。
[0040]作為用于形成粘接劑層21的粘接劑，能使用環(huán)氧系樹脂、硅系樹脂、聚酯系樹脂等公知的粘接劑。
[0041]為了感應(yīng)較大的彎屈撓曲振動來提高聲壓，壓電元件1、2的壓電特性期望具有壓電d31常數(shù)為180pm/V以上的特性。在壓電d31常數(shù)為180pm/V以上的情況下，還能使60KHz?130KHz的平均聲壓為65dB以上。
[0042]并且，在本示例的聲發(fā)生器中，按照埋設(shè)壓電元件1、2的方式，在框部件5a、5b的內(nèi)側(cè)填充樹脂來形成樹脂層20。導(dǎo)線22a、導(dǎo)線22b的一部分也被埋設(shè)于樹脂層20中。該樹脂層20例如能使用丙烯酸系樹脂、硅系樹脂、或橡膠等，期望楊氏模量處于IMPa?IGPa的范圍內(nèi)，尤其期望為IMPa?850MPa。另外，從抑制寄生這一點出發(fā)，樹脂層20的厚度期望以完全覆蓋壓電元件1、2的狀態(tài)進行涂敷。進而，由于作為振動板而發(fā)揮功能的薄膜3也與壓電元件1、2成為一體進行振動，因此，也同樣用樹脂層20來覆蓋薄膜3的未被壓電元件1、2覆蓋的區(qū)域。
[0043]在這樣的本不例的聲發(fā)生器中，由于具備薄膜3、分別設(shè)于薄膜3的上下表面的2個壓電元件1、2、為了埋設(shè)這些壓電元件1、2而形成于框部件5a、5b的內(nèi)側(cè)的樹脂層20，因此，層疊型壓電體I能感應(yīng)與高頻音對應(yīng)的波長的彎屈撓曲振動，能再現(xiàn)IOOKHz以上的超
高頻分量的聲音。[0044]并且，伴隨著壓電元件1、2的共振現(xiàn)象的波峰、波谷通過以樹脂層20埋設(shè)壓電元件1、2而誘發(fā)適度的減振效應(yīng)，能抑制共振現(xiàn)象，并將波峰、波谷抑制得較小，并能減小聲壓的頻率依賴性。
[0045]另外，通過將多個壓電元件1、2安裝在I片薄膜上，施加相同電壓，通過各個壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的相互干涉來抑制強的振動，伴隨振動的分散化，帶來減小波峰、波谷的效果。在超過IOOKHz的超高頻下也能使聲壓較高。
[0046]作為壓電體層7，能使用鋯酸鉛(PZ)、鋯鈦酸鉛(PZT)、Bi層狀化合物、鎢青銅型結(jié)構(gòu)化合物等的無鉛系壓電體材料等的、現(xiàn)有技術(shù)中使用的其它的壓電陶瓷。從低電壓驅(qū)動的觀點出發(fā)，壓電體層7的I層的厚度期望設(shè)為10?100 μ m。
[0047]作為內(nèi)部電極層9，期望含有由銀和鈀構(gòu)成的金屬成分、和構(gòu)成壓電體層7的材料成分。通過在內(nèi)部電極層9中含有構(gòu)成壓電體層7的陶瓷成分，能降低因壓電體層7和內(nèi)部電極層9的熱膨脹差引起的應(yīng)力，能得到無層疊不良的壓電元件1、2。內(nèi)部電極層9并不特別限定于由銀和鈀構(gòu)成的金屬成分，另外，作為陶瓷成分，也不限定于構(gòu)成壓電體層7的材料成分，也可以是其它的陶瓷成分。
[0048]表面電極層15a、b和外部電極17、19期望在由銀構(gòu)成的金屬成分中含有玻璃成分。通過含有玻璃成分，能在壓電體層7或內(nèi)部電極層9、和表面電極層15a、b或外部電極17、19之間得到穩(wěn)固的緊密接合力。
[0049]另外，作為從層疊方向觀察壓電元件1、2時的外部形狀，可設(shè)為正方形、長方形等的多邊形。
[0050]如圖1所示，框部件5a、5b為矩形狀。在框部件5a、5b之間夾入薄膜3的外周部，以對薄膜3施加張力的狀態(tài)來將其固定?？虿考?a、5b例如能設(shè)為厚度100?1000 μ m的不銹鋼制。另外，框部件5a、5b的材質(zhì)并不限于不銹鋼制，只要與樹脂層20相比不易發(fā)生變形即可，例如，能使用硬質(zhì)樹脂、塑料、工程塑料、陶瓷等，材質(zhì)、厚度也沒有特別的限定。另夕卜，框部件5a、5b的形狀也不限定于矩形狀，也可以是圓形或菱形。
[0051]薄膜3通過將薄膜3的外周部夾入框部件5a、5b間，以薄膜3在面方向上被施加張力的狀態(tài)，固定于框部件5a、5b，薄膜3發(fā)揮振動板的作用。薄膜3的厚度例如設(shè)為10?200 μ m。薄膜3例如能由聚乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯、聚苯乙烯、TEN等的樹脂、或者由紙漿、纖維等構(gòu)成的紙構(gòu)成。通過使用這些材料，能抑制波峰、波谷。
[0052]接下來，說明本發(fā)明的聲發(fā)生器的制造方法。
[0053]首先，準(zhǔn)備壓電元件1、2。關(guān)于壓電元件1、2，在壓電材料的粉末中添加粘合劑、分散劑、增塑劑、溶劑并進行攪拌，制作漿料。作為壓電材料，能使用鉛系、無鉛系中的任一者。
[0054]接下來，將得到的漿料成形為薄片狀，制作生片。在該生片上印刷導(dǎo)體膏來形成內(nèi)部電極圖案，將該形成了內(nèi)部電極圖案的生片進行層疊，制作層疊成形體。
[0055]接下來，通過對該層疊成形體進行脫脂、燒成并切割為規(guī)定尺寸，來得到層疊體
13。根據(jù)需要對層疊體13的外周部進行加工。接下來，在層疊體13的層疊方向的主面，印刷用于形成表面電極層15a、15b的導(dǎo)體膏，在層疊體13的長邊方向(圖中的y軸方向)的兩側(cè)表面，印刷用于形成外部電極17、19的導(dǎo)體膏。然后，在規(guī)定的溫度下進行電極的烘烤，由此能得到圖1、2所示的壓電元件1、2。
[0056]接下來，為了對壓電元件1、2賦予壓電性，通過表面電極層15b或外部電極17、19來施加直流電壓，使壓電元件1、2的壓電體層7極化。此時，施加直流電壓，以使得極化方向成為圖2中箭頭所示的方向。
[0057]接下來，準(zhǔn)備成為振動板的薄膜3，將該薄膜3的外周部夾于框部件5a、5b間，以對薄膜3施加張力的狀態(tài)將其固定。詳細(xì)而言，在薄膜3的兩面涂敷粘接劑，夾著薄膜3地將壓電元件1、2抵壓在薄膜3的兩面，通過熱或照射紫外線來使粘接劑硬化。然后，通過使樹脂流入到框部件5a、5b的內(nèi)側(cè)，將壓電元件1、2完全埋設(shè)于樹脂中，之后使樹脂硬化，從而能得到本示例的聲發(fā)生器。
[0058]如以上那樣構(gòu)成的本示例的聲發(fā)生器是簡單的構(gòu)造，從而能謀求小型化、薄型化，并維持高到超高頻的聲壓。另外，由于壓電元件1、2被樹脂層埋設(shè)，因此不易受水等的影響，能提聞可罪性。
[0059]另外，本示例的聲發(fā)生器至少具有:作為振動板的薄膜3、和相互空開間隔地安裝在薄膜3的使薄膜3振動的多個壓電元件。并且，多個壓電元件具有厚度不同的至少2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)。即，在多個壓電元件中，包含厚度不同的至少2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)。并且，在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的2個方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，配置有厚度不同的壓電元件1、2。由此，能減小聲壓的頻率特性中的波峰、波谷。得到該效果的理由被推定是由于厚度不同的壓電元件的彎曲振動的共振頻率不同，因此，通過在相互交叉的2個方向的各方向配置厚度不同的壓電元件1、2，能使發(fā)生的振動模的個數(shù)增加，由此能將能量分散到眾多的振動模，從而能使I個振動模所具有的能量小。另外，相互交叉的2個方向期望是與各個框部件5a、5b的對置的邊進行正交的方向。如此，通過降低聲發(fā)生器的構(gòu)造上的對稱性，能使在聲壓的頻率特性上發(fā)生的波峰的級別降低。
[0060]另外，本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，相鄰的壓電元件1、2的厚度不同。由此，能進一步改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0061]另外，本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，交替地配置厚度不同的2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)。由此，能進一步改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0062]另外，本示例的聲發(fā)生器的各厚度的壓電元件的個數(shù)全都相等。即，壓電元件1、2的個數(shù)相等。由此，能進一步改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0063](實施方式的第2示例)
[0064]圖3是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第2示例的聲發(fā)生器的俯視圖。另外，在圖3中，為了易于理解構(gòu)造，省略了樹脂層20以及導(dǎo)線22a、22b、22c、22d的圖示，并省略了壓電元件1、2的詳細(xì)構(gòu)造。另外，在本示例中，僅說明與前述的實施方式的第I示例不同的點，對同樣的構(gòu)成要素賦予相同參考符號并省略重復(fù)說明。
[0065]本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的兩個主面分別配置8個壓電元件1、2。S卩，在薄膜3的兩個主面各配置16個、合計32個壓電元件。另外，與前述的實施方式的第I示例相同，壓電元件1、2各自兩個兩個地成對，構(gòu)成對的2個壓電元件按照夾著薄膜3的方式配置在薄膜3的兩主面的相同的位置。
[0066]本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和I軸方向)的各方向上，交替地配置厚度不同的2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)。由此，能改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0067]另外，本示例的聲發(fā)生器由于與前述實施方式的第I示例的聲發(fā)生器相比將更多的壓電元件1、2配置在薄膜3上，因此能進一步減小聲壓的頻率特性中的波峰、波谷的級另O。這可推定是由于薄膜3上所產(chǎn)生的振動模的個數(shù)進一步增加的緣故。
[0068]另外，本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，分別等間隔地配置各厚度的壓電元件(壓電元件1、2)。由此，能進一步改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0069]另外，本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，各厚度的壓電元件(壓電元件1、2)彼此的間隔全都相等。即，壓電元件I彼此的間隔和壓電元件2彼此的間隔相等。由此，能進一步改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0070](實施方式的第3示例)
[0071]圖4是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第2示例的聲發(fā)生器的俯視圖。另外，在圖4中，為了易于理解構(gòu)造，省略樹脂層20以及導(dǎo)線22a、22b、22c、22d的圖示，并省略壓電元件1、2、4的詳細(xì)構(gòu)造的圖示。另外，在本示例中，僅說明與前述的實施方式的第2示例不同的點，對同樣的構(gòu)成要素，賦予相同參考符號并省略重復(fù)說明。
[0072]本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的兩個主面配置5個壓電元件1、6個壓電元件2、5個壓電元件4。即，在薄膜3的兩個主面各配置16個，合計32個的壓電元件。壓電元件4具有與壓電元件1、2同樣的構(gòu)造，其具有6層的壓電體層7和5層的內(nèi)部電極層9，具有壓電元件2的厚度3倍程度的厚度。
[0073]本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上，依次配置各厚度的壓電元件(壓電元件1、2、4)。由此，能改善聲壓的頻率特性。這可推定是由壓電元件1、2所產(chǎn)生的振動的分布以及薄膜3上的質(zhì)量的分布被均勻化、和構(gòu)造對稱性變低等所引起的。
[0074](實施方式的第4示例)
[0075]圖5是示意地表示本發(fā)明的實施方式的第2示例的聲發(fā)生器的俯視圖。另外，在圖5中，為了易于理解構(gòu)造，省略了樹脂層20以及導(dǎo)線22a、22b、22c、22d的圖示，并省略了壓電元件1、2的詳細(xì)構(gòu)造。另外，在本示例中，僅說明與前述的實施方式的第2示例不同的點，對同樣的構(gòu)成要素賦予相同參考符號并省略重復(fù)說明。
[0076]本示例的聲發(fā)生器在薄膜3的一方主面(框部件5a所處一側(cè)的主面)配置2個壓電元件I和2個壓電元件2。S卩，在薄膜3的一方主面(框部件5a所處一側(cè)的主面)配置4個壓電元件，在薄膜3的另一方主面(框部件5b所處一側(cè)的主面)未配置壓電元件。樹脂20也僅配置在薄膜3的一方主面?zhèn)?，在薄?的另一方主面?zhèn)任催M行配置。另外，本示例的聲發(fā)生器的壓電元件1、2分別成為雙壓電晶片型的壓電元件。即，本示例的聲發(fā)生器中的壓電元件1、2是某瞬間的極化的方向和電場的方向的關(guān)系在厚度方向(圖中與X軸以及y軸的兩者垂直的z軸方向)上的一方側(cè)和另一方側(cè)進行逆轉(zhuǎn)、且能通過輸入電信號來單獨進行彎曲振動的壓電元件。
[0077]具有這樣的構(gòu)成的本示例的聲發(fā)生器也由于在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和I軸方向)的各方向上配置有厚度不同的2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)，因此，能減小聲壓的頻率特性中發(fā)生的波峰的級別。進而，由于在薄膜3的主面上的相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和I軸方向)的各方向上交替地配置厚度不同的壓電元件1、2，因此能進一步減小聲壓的頻率特性中發(fā)生的波峰的級別。
[0078](實施方式的第5示例)
[0079]示意地表示本發(fā)明的實施方式的第5示例的聲發(fā)生裝置的立體圖。本示例的聲發(fā)生裝置如圖6所不,具有高音用揚聲器31、低音用揚聲器32和支承體33。
[0080]高音用揚聲器31是實施方式的第I不例的聲發(fā)生器,是主要用于輸出高音的揚聲器。例如，為了輸出20KHz程度以上頻率的聲音而使用。
[0081]低音用揚聲器32是主要用于輸出低溫的揚聲器。例如，為了輸出20KHz程度以下頻率的聲音而使用。低音用揚聲器32從易于輸出低頻率的聲音的觀點出發(fā)，例如在矩形狀或橢圓形狀的情況下，將最長邊設(shè)為長于高音用揚聲器31，其它能使用與高音用揚聲器31具有相同構(gòu)成的構(gòu)成。
[0082]支承體33例如由金屬板形成，在2個開口部分別收納固定高音用揚聲器31以及低音用揚聲器32。
[0083]具備這樣的構(gòu)成的本示例的聲發(fā)生裝置由于將實施方式的第I示例的聲發(fā)生裝置用作高音用揚聲器31，因此，能輸出聲壓的頻率特性中的波峰、波谷小的高音。
[0084]如此，本示例的聲發(fā)生裝置至少具有至少I個的高音用揚聲器31、至少I個的低音用揚聲器32、用于支承高音用揚聲器31以及低音用揚聲器32的支承體33,高音用揚聲器31以及低音用揚聲器32的至少一方是上述的本發(fā)明的聲發(fā)生器。由此，能得到可輸出聲壓的頻率特性中的波峰、波谷小的聲音的高性能的聲發(fā)生裝置。
[0085](變形例)
[0086]本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，能在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進行各種變更、改良。
[0087]例如，安裝在薄膜3的壓電元件的個數(shù)并不限定于上述的實施方式的示例。另外，也可將振動體的厚度的種類設(shè)為4個種類以上。
[0088]另外，在前述的實施方式的第I示例中，作為振動板，示出了使用薄膜3的示例，但并不限定于此。例如也可使用由金屬或樹脂形成的板狀的振動板。
[0089]另外，在前述的實施方式的示例中，示出了形成被覆薄膜3以及壓電元件的表面的樹脂層20的示例，但并不限定于此。也可不具有樹脂層20。
[0090]實施例
[0091](第I實施例)[0092]說明本發(fā)明的聲發(fā)生器的具體例。制作圖1、2所示的本發(fā)明的實施方式的第I示例的聲發(fā)生器，并測定其電特性。
[0093]首先，通過球磨混合對含有以Sb來置換Zr的一部分后的鋯鈦酸鉛(PZT)的壓電粉末、粘合劑、分散劑、增塑劑、溶劑進行24個小時混勻來制作漿料。然后，使用得到的漿料，通過刮刀法來制作生片。通過絲網(wǎng)印刷法在該生片上將作為電極材料的含有Ag以及Pd的導(dǎo)體膏涂敷為規(guī)定形狀。然后，將涂敷了導(dǎo)體膏的生片以及未涂敷導(dǎo)體膏的生片進行層疊并加壓，制作層疊成形體。然后，將該層疊成形體在500°C下，在大氣中脫脂I個小時，之后在1100°C且在大氣中燒成3個小時，得到層疊體。
[0094]接下來，通過切刻加工來切割所得到的層疊體的長邊方向(圖中的I軸方向)的兩端面部，使內(nèi)部電極層9的前端從層疊體的側(cè)面露出。然后，為了在層疊體的兩側(cè)主面形成表面電極層15a、15b層，通過絲網(wǎng)印刷法在壓電體的主面的單側(cè)涂敷含有Ag和玻璃的導(dǎo)體膏。之后，通過浸潰法在長邊方向(圖中的y軸方向)的兩側(cè)面涂敷含有Ag和玻璃的導(dǎo)體膏，作為外部電極17、19的材料，在700°C且在大氣中烘烤10分鐘。由此，制作圖2所示那樣的層疊體13。所制作的層疊體的主面的尺寸的寬度為6mm,長度為7mm。關(guān)于層疊體13的厚度，將壓電元件I用的層疊體設(shè)為100 μ m，將壓電元件2用的層疊體設(shè)為50 μ m。
[0095]接下來，通過外部電極17、19對內(nèi)部電極層9間以及內(nèi)部電極層9和表面電極層15a、15b間施加2分鐘的100V的電壓來進行極化，得到單壓電晶片型的層疊型壓電元件。
[0096]接下來，準(zhǔn)備厚度25 μ m的由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的薄膜3，在對薄膜3賦予張力的狀態(tài)下將其固定于框部件5a、5b。然后，在被固定的薄膜3的兩個主面涂敷由丙烯酸樹脂構(gòu)成的粘接劑，在涂敷了粘接劑的部分，按照夾著薄膜3的方式按壓壓電元件1、2，在120°C且在空氣中以I個小時的時間使粘接劑硬化，形成厚度5μπι的粘接劑層21?？虿考?a、5b內(nèi)的薄膜3的尺寸設(shè)為長度為48mm，寬度為18mm。關(guān)于相鄰的壓電元件I和壓電元件2的間隔，將聲發(fā)生器的長度方向(圖中的X軸方向)上的間隔設(shè)為6mm,將聲發(fā)生器的寬度方向(圖中的y軸方向)上的間隔設(shè)為1mm。之后，將導(dǎo)線2a、2b、2c、2d與壓電元件1、2接合來進行布線。
[0097]然后，使固化后的楊氏模量為17MPa的丙烯酸系樹脂流入到框部件5a、5b的內(nèi)偵牝與框部件5a、5b的高度成為相同高度地填充丙烯酸系樹脂并使其固化，形成樹脂層20。如此，制作出圖1、圖2所示那樣的聲發(fā)生器。
[0098]然后，關(guān)于制作出的聲發(fā)生器的聲壓的頻率特性，以JEITA (電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會規(guī)格)EIJA RC - 8124A為標(biāo)準(zhǔn)來進行了評價。評價是在聲發(fā)生器的導(dǎo)線22b、22c間輸入有效值2.8V的正弦波信號，在聲發(fā)生器的基準(zhǔn)軸上Im的點設(shè)置麥克風(fēng)來評價聲壓。在圖7示出其評價結(jié)果。另外，制作使壓電元件1、2的厚度全部相等的第I比較例的聲發(fā)生器來評價聲壓的頻率特性。在圖8示出第I比較例的聲發(fā)生器的評價結(jié)果。另外，在圖7以及圖8的圖表中，橫軸表不頻率,縱軸表不聲壓。
[0099]根據(jù)圖7所示的圖表可知，在20?180kHz程度的寬的頻率波中的幾乎所有頻率下能得到超過70dB的高的聲壓。若將其與圖8所示的第I比較例的聲發(fā)生器的聲壓的頻率特性進行比較可知，降低了波峰、波谷，能得到大致平坦的優(yōu)良的聲壓特性。由此，本發(fā)明的有效性得到了確認(rèn)。
[0100](第2實施例)[0101]關(guān)于圖5所示的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器、和圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器，通過模擬來計算出對聲壓特性帶來影響的振動的固有值的個數(shù)(振動模的個數(shù))。另夕卜，圖5所示的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器、和圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器的差別僅在于壓電元件1、2的配置方法。S卩，圖5所示的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器在相互交叉的2個方向(相互正交的方向的圖中的X軸方向和y軸方向)的各方向上配置厚度不同的2個種類的壓電元件(壓電元件1、2)。與此相對，圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器在圖中的X軸方向上配置厚度不同的2個種類的壓電元件(壓電元件1、2 )，但在圖中的y軸方向上僅配置厚度相同的壓電元件。即，圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器相對于位于y軸方向的中央的與X軸平行的線而成為線對稱構(gòu)造。
[0102]在該模擬中，框部件5a、5b設(shè)為外側(cè)的長度為60mm，寬度為50mm，內(nèi)側(cè)的長度為50mm,寬度為40mm,厚度為Imm的框狀。薄膜3的厚度設(shè)為0.03mm。壓電元件I設(shè)為I邊為10mm、厚度為0.1mm的正方形的板狀。壓電元件2設(shè)為I邊為10mm、厚度為0.05mm的正方形的板狀。相鄰的壓電元件彼此的間隔設(shè)為15mm。
[0103]作為模擬的結(jié)果，關(guān)于IkHz?IOkHz的頻率范圍內(nèi)的對聲壓特性帶來影響的振動的固有值的個數(shù)，其在圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器中為38個，其在圖5所示的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器中為73個。S卩，在圖5所示的實施方式的第4示例的聲發(fā)生器中可知，與圖9所示的第2比較例的聲發(fā)生器比較，發(fā)生2倍程度的個數(shù)的振動模。由此，在本發(fā)明的聲發(fā)生器中，發(fā)生的振動模的個數(shù)增大，而在聲壓的頻率特性中發(fā)生的波峰分散，從而在聲壓的頻率特性中發(fā)生的波峰的級別變小，可得到能獲取更平坦的聲壓特性的預(yù)測的一個佐證。
[0104]符號的說明
[0105]1、2、4壓電元件
[0106]3 薄膜
[0107]31高音用揚聲器
[0108]32低音用揚聲器
[0109]33支承體
【權(quán)利要求】
1.一種聲發(fā)生器，其特征在于，至少具有: 振動板；和 在該振動板上相互空出間隔地安裝的用于使所述振動板振動的多個壓電元件， 該多個壓電元件具有厚度不同的至少2個種類的所述壓電元件， 在所述振動板的主面上的相互交叉的2個方向的各方向上，配置厚度不同的所述壓電元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲發(fā)生器，其特征在于， 在所述2個方向的各方向上，相鄰的所述壓電元件的厚度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲發(fā)生器，其特征在于， 在所述2個方向的各方向上，依次配置各厚度的所述壓電元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲發(fā)生器，其特征在于， 在所述2個方向的各方向上，交替地配置厚度不同的2個種類的所述壓電元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的聲發(fā)生器,其特征在于， 在所述2個方向的各方向上，分別等間隔地配置各厚度的所述壓電元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聲發(fā)生器，其特征在于， 在所述2個方向的各方向上，各厚度的所述壓電元件彼此的間隔全部相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的聲發(fā)生器,其特征在于， 各厚度的所述壓電元件的個數(shù)全部相等。
8.一種聲發(fā)生裝置，其特征在于，至少具有: 至少I個的高音用揚聲器； 至少I個的低音用揚聲器；和 支承所述高音用揚聲器以及所述低音用揚聲器的支承體， 所述高音用揚聲器以及所述低音用揚聲器的至少一方是權(quán)利要求1?7中任一項所述的聲發(fā)生器。
【文檔編號】H04R1/26GK103444205SQ201280013261
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】福岡修一, 玖島德幸, 二宮弘, 平山武, 山川健二 申請人:京瓷株式會社