(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-06-05
(45)【発行日】2025-06-13
(54)【発明の名称】パネルスピーカ
(51)【国際特許分類】
H04R 1/02 20060101AFI20250606BHJP
H04R 7/04 20060101ALI20250606BHJP
H04R 17/00 20060101ALI20250606BHJP
【FI】
H04R1/02 105A
H04R7/04
H04R17/00
(21)【出願番号】P 2021134512
(22)【出願日】2021-08-20
【審査請求日】2024-06-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000237592
【氏名又は名称】株式会社デンソーテン
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池田 真一
【審査官】齊田 寛史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/016630(WO,A1)
【文献】特開2017-100559(JP,A)
【文献】特開2011-35819(JP,A)
【文献】特開2004-88733(JP,A)
【文献】特開2002-44783(JP,A)
【文献】国際公開第2005/006809(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04R 1/02
H04R 7/04
H04R 17/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パネルと、
前記パネルを振動させる振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータと前記パネルとの間に配置されるブラケットと、
前記振動アクチュエータを挟んで前記ブラケットと対向するスペーサと、
前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを貫通して、前記パネルに締結するねじを有し、
前記振動アクチュエータが、前記ブラケットと前記スペーサに挟まれた状態で、前記ねじにより、前記パネルに締結され、
前記ブラケット及び前記パネルのうち一方は突起部を有し、前記ブラケット及び前記パネルのうち他方は前記突起部が嵌合する穴を有する
、
パネルスピーカ。
【請求項2】
パネルと、
前記パネルを振動させる振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータと前記パネルとの間に配置されるブラケットと、
前記振動アクチュエータを挟んで前記ブラケットと対向するスペーサと、
前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを貫通して、前記パネルに締結するねじを有し、
前記振動アクチュエータが、前記ブラケットと前記スペーサに挟まれた状態で、前記ねじにより、前記パネルに締結され、
前記ブラケット及び前記パネルのうち一方は2つの突起部を有し、前記ブラケット及び前記パネルのうち他方は前記2つの突起部が嵌合する2つの穴を有し、
前記2つの突起部、前記2つの穴は、それぞれ、前記振動アクチュエータのたわみ振動の伝搬方向に沿った方向に設けられ、かつ、前記ねじを中心として対称の位置に設けられる
、
パネルスピーカ。
【請求項3】
前記ブラケットの前記振動アクチュエータに接する面の外形形状と、前記スペーサの前記振動アクチュエータに接する面の外形形状とが等しい、
請求項1
又は2に記載のパネルスピーカ。
【請求項4】
前記ブラケットの材質と、前記スペーサの材質とが同一である、
請求項1
又は2に記載のパネルスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パネルスピーカに関する。
【背景技術】
【0002】
圧電素子を用いたアクチュエータ(振動アクチュエータ)により、ディスプレイのディスプレイパネルを振動させることにより、ディスプレイをスピーカにするディスプレイスピーカがある。ディスプレイスピーカでは、振動アクチュエータは、ディスプレイパネル(振動パネル)の背面に取り付けられる。これにより、振動アクチュエータの振動をディスプレイパネルに伝えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
振動アクチュエータは、例えば、金属製のねじにより、ディスプレイパネルに取り付けられる。金属製のねじを使用することにより、振動アクチュエータは、ディスプレイパネルに強固に固定される。しかし、従来のアクチュエータの取り付け構造では、ディスプレイパネルを振動させる効率が十分ではないという問題がある。
【0005】
本発明は、効率的に振動するパネルスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、第1の態様は、
パネルと、
前記パネルを振動させる振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータと前記パネルとの間に配置されるブラケットと、
前記振動アクチュエータを挟んで前記ブラケットと対向するスペーサと、
前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを貫通して、前記パネルに締結するねじを有し、
前記振動アクチュエータが、前記ブラケットと前記スペーサに挟まれた状態で、前記ねじにより、前記パネルに締結される、
パネルスピーカとする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、効率的に振動するパネルスピーカを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施形態のディスプレイスピーカ10の構成例を示す図である。
【
図2】
図2は、ディスプレイスピーカ10を上方から見た上面図である。
【
図3】
図3は、
図2のディスプレイスピーカ10のAA断面図である。
【
図4】
図4は、
図4は、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【0010】
ここでは、振動アクチュエータが、ディスプレイのディスプレイパネル(振動パネル)に設けられ、当該ディスプレイをディスプレイスピーカとして機能させる場合について、説明する。ディスプレイスピーカは、ディスプレイパネルを振動アクチュエータ(アクチュエータ)によって、振動させることで、ディスプレイパネルから音波を出力(放出)させる装置である。ディスプレイスピーカは、パネルスピーカの一例である。パネルスピーカは、例えば、ディスプレイパネルなどの平面状のパネルを振動させることにより音響を出力するスピーカである。
【0011】
〈実施形態〉
(構成例)
図1は、本実施形態のディスプレイスピーカ10の構成例を示す図である。
図1は、ディスプレイスピーカ10を側方から見た側面図である。ディスプレイスピーカ10は、ディスプレイパネル100、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400、ねじ500を含む。
【0012】
図2は、ディスプレイスピーカ10を上方から見た上面図である。
図2では、スペーサ400、振動アクチュエータ300が示され、ねじ500等は省略されている。
【0013】
図3は、
図2のディスプレイスピーカ10のAA断面図である。
図4は、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400の分解斜視図である。ディスプレイスピーカ10では、ディスプレイパネル100側から、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400の順に重ねられる。
【0014】
ディスプレイパネル100は、本体部110、ブラケット取付部120、ねじ取付部130を含む。ブラケット200は、本体部210、脚部220を含む。振動アクチュエータ300は、振動板310、振動板310のディスプレイパネル側の面(第1面とする)に貼り付けられる圧電素子320、振動板310の第1面の反対側の面(第2面とする)に貼り付けられる圧電素子330を含む。ディスプレイスピーカ10は、ディスプレイパネル100、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400の順に配置され、ねじ500によって固定される。1つのディスプレイパネル100に複数のブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400、ねじ500が取り付けられてもよい。ここで、
図1の右から左の方向をx方向、
図1の紙面の表面から裏面の方向をy方向、
図1の下から上の方向(ディスプレイパネル100から振動アクチュエータ300の方向)をz方向とする。ディスプレイスピーカ10と、x方向、y方向、z方向との位置関係は、他の図においても同様である。ねじ500は、z方向に平行に取り付けられるとする。ディスプレイパネル100は、パネルの一例である。脚部220は、突起部の一例である。
【0015】
ディスプレイパネル100は、導電性の金属性であり、接地されているとする。本体部110は、ディスプレイスピーカ10の振動板となる板状の部材である。ブラケット取付部120は、ブラケット200の脚部220が取り付けられる凹部である。ブラケット取付部120の形状は、ブラケット200の脚部220の形状に合わせた穴である。ブラケット取付部120は、ブラケット200の脚部220を嵌められることで、ブラケット200がz方向回りに回転しないようにする。ブラケット取付部120は、本体部110の振動アクチュエータ300側の平面から、振動アクチュエータ300側の反対側に突き出て存在する。ブラケット取付部120は、穴の一例である。ブラケット200にブラケット取付部120のような穴が存在し、ディスプレイパネル100に脚部220のような突
起部が存在し、当該穴と当該突起部とが嵌合してもよい。ねじ取付部130は、ねじ500を固定する固定軸である。ねじ取付部130は、ねじ500を固定するねじ穴を有する。ねじ500は、ねじ取付部130によりz方向に平行に取り付けられる。ねじ取付部130は、本体部110の振動アクチュエータ300側の平面から、振動アクチュエータ300側に突き出て存在する。ねじ取付部130は、本体部110の振動アクチュエータ300側の平面から、突き出ていなくてもよい。ディスプレイパネル100は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等などに含まれるディスプレイパネルである。
【0016】
ブラケット200は、本体部210、脚部220を含む。ブラケット200は、振動アクチュエータ300の振動をディスプレイパネル100に伝達する。ブラケット200は、絶縁体である。ブラケット200は、例えば、樹脂である。ブラケット200の本体部210は、例えば、柱状の物体であり、互いにほぼ平行な上面と下面とを有する。上面は振動アクチュエータ300に接し、下面はディスプレイパネル100に接する。上面の形状と、下面の形状とは異なってもよい。本体部210は、上面と下面との間に、ねじ500を通される貫通穴を有する。当該貫通穴の径は、振動アクチュエータ300側で、ねじ500の軸の径よりも大きい径であり、ディスプレイパネル100側で、ディスプレイパネル100のねじ取付部130の外径よりも大きい径である。脚部220は、本体部210の下面からディスプレイパネル100の方向に延在する。脚部220は、ディスプレイパネル100のブラケット取付部120に嵌められる形状を有する。脚部220は、例えば、円柱、四角柱などの柱状である。振動アクチュエータ300の振動板310は、ブラケット200を介して、ディスプレイパネル100に結合される。本体部210の上面の形状は、例えば、長方形である。
【0017】
振動アクチュエータ300の振動板310は、長方形の板状の部材であって、厚み方向に直交する方向に表面(第1面)及び裏面(第2面)を有する。振動板310の平面視の形状は、円形や楕円形であってもよい。また、振動板310の平面視の形状は、左右対称であって、上下対称の形状であれば、他の形状であってもよい。表面は、裏面にほぼ平行である。また、振動板310の中央部分(第1面の中心を含む部分、平面視中央部分)は、圧電素子320の開口部により露出している。ここで、振動板310の形状が長方形である場合、振動板310の第1面(第2面)の中心は、長方形の2つの対角線の交点である。また、振動板310の形状が円形または楕円形である場合、振動板310の第1面(第2面)の中心は、円形または楕円形の中心である。振動板310の形状が他の形状であっても、振動板310の第1面(第2面)の中心は、例えば重心などによって定義され得る。振動板310は、導体(例えば、金属)である。また、振動板310は、振動板310の表面がディスプレイパネル100の背面とほぼ平行となるように配置される。
【0018】
圧電素子320、330は、電圧を印加すると、電圧に応じて形状が変形する素子である。圧電素子320、330は、圧電効果を示すセラミックなどの板状の材料による素子である。圧電素子320、330には、電圧を印加するための電極が取り付けられる。圧電素子320は、振動板310の第1面に貼り付けられる。圧電素子330は、振動板310の第2面に貼り付けられる。振動板310が導体であることにより、振動板310は、圧電素子320の1つの電極、及び、圧電素子330の1つの電極となる。圧電素子320は、振動板310の中央部分が第1面側から見て露出するように、開口部をする。また、振動板310の中央部分に、ねじ500を通される貫通穴が存在する。貫通穴の径は、ねじ500と接触しないように、ねじ500の軸の径よりも大きい。ねじ500と、振動板310とは接触しないため、振動板310とディスプレイパネル100とは電気的に短絡しない(ショートしない)。すなわち、振動板310とディスプレイパネル100とは電気的に絶縁されている。振動板310は、圧電素子320の開口部により、振動板310の第1面の中央部分に露出する部分(露出部分)を有する。当該開口部に、ブラケッ
ト200の本体部210の上面が接する。当該開口部は、ブラケット200の本体部210の上面よりも大きい。このとき、圧電素子320とブラケット200とは接触しない。圧電素子330は、振動板310の中央部分が第2面側から見て露出するように、開口部をする。振動板310は、圧電素子330の開口部により、振動板310の第2面の中央部分に露出する部分(露出部分)を有する。当該開口部に、スペーサ400の下面が接する。当該開口部は、スペーサ400下面よりも大きい。このとき、圧電素子330とスペーサ400とは接触しない。圧電素子330は、振動板310に貼り付けられなくてもよい。第1面、第2面は、xy平面に平行な面上にある。
【0019】
圧電素子320の開口部は、長方形(正方形)であっても、ブラケット200の形状に合わせて、円形、楕円形などであってもよい。圧電素子320の面積を大きくするために、圧電素子320の開口部の大きさをできるだけ小さくすることが望ましい。圧電素子320の面積を大きくすることで、ディスプレイスピーカ10の出力(最大出力)をより大きくすることができる。また、振動アクチュエータ300を第1面側から見たとき、圧電素子320の外側の端は、振動板310の端の内側にあることが望ましい。圧電素子320の外側の端が、振動板310の端の外側にあると、圧電素子320が損傷しやすくなる。振動板310の第2面に貼り付けられる圧電素子330についても同様である。
【0020】
スペーサ400は、ねじ500の頭部と、振動アクチュエータ300の振動板310との間に挟まれる部材である。スペーサ400は、絶縁体である。スペーサ400は、例えば、樹脂である。スペーサ400の材質は、ブラケット200の材質と同じであることが好ましい。また、スペーサ400の弾性率と、ブラケット200の弾性率とが等しいことが好ましい。スペーサ400は、例えば、柱状の物体であり、互いにほぼ平行な上面と下面とを有する。上面はねじ500の頭部の下部に接し、下面は振動板310に接する。上面の面積と、下面の面積とは異なってもよい。スペーサ400は、上面と下面との間に、ねじ500を通される貫通穴を有する。当該貫通穴の径は、ねじ500の頭部の径よりも小さい径であり、ねじ500の軸の径よりも大きい径である。スペーサ400の貫通穴の径とブラケット200の貫通穴の径とは、等しいことが好ましい。
【0021】
ここで、スペーサ400の下面の平面視の形状と、ブラケット200の上面の平面視の形状とは、同一である。また、z方向からディスプレイスピーカ10を見た場合、スペーサ400の下面の位置と、ブラケット200の上面の位置とは、一致する。スペーサ400と、ブラケット200において、振動板310と接する面積の形状を同一にして、振動板310をはさんでブラケット200とスペーサ400とを対向させることで、振動アクチュエータの振動を均等にすることができる。また、ブラケット200の材質とスペーサ400の材質と同一にすることで、振動アクチュエータの振動をより均等にすることができる。
【0022】
ねじ500は、スペーサ400の貫通穴、振動アクチュエータ300の振動板310の貫通穴、ブラケット200の本体部210の貫通穴に、順に、貫通し、ディスプレイパネル100のねじ取付部130のねじ穴に締結される。これにより、スペーサ400、振動アクチュエータ300、ブラケット200が、ディスプレイパネル100に固定される。また、ねじ500と振動板310とは接触せず、ブラケット200は絶縁体であるため、ディスプレイパネル100と振動板310とは電気的に短絡しない。すなわち、ディスプレイパネル100と振動板310とは、電気的に絶縁している。これにより、振動板310が接地でない場合であっても、圧電素子320、圧電素子330に電圧が正常に印加される。ねじ500の代わりにボルト及びナットが使用されてもよい。
【0023】
ここで、振動板310のx方向がz方向に弓なりになるたわみ振動が発生しているとする。すなわち、圧電素子320、330に印加された電圧により、振動板310のx方向
がz方向に弓なりになるたわみ振動が発生するとする。このとき、振動板310のx方向にたわみ振動が伝搬する。このとき、
図1などのように、振動板310のたわみ振動が伝搬する方向に沿った方向に複数の脚部220及び複数のブラケット取付部120が設けられる。すなわち、ブラケット200の脚部220、ディスプレイパネル100のブラケット取付部120は、z方向から見たときに、ねじ500の中心を通り、x方向に平行な直線上に存在する。たわみ振動の伝搬方向に、より多くの位置で固定されることにより、振動モードが分散されて、広い帯域にわたって振動板310の振動をより効率的にディスプレイパネル100に伝達することができる。
図1などの例では、2つの脚部220のねじ用貫通穴からの距離は、等しい。これにより、振動アクチュエータ300は、ディスプレイパネル100を均等に振動させることができる。
図1などの例では、2個の脚部220、2個のブラケット取付部120が設けられているが、2個以上の脚部220、2個以上のブラケット取付部120により、ブラケット200がディスプレイパネル100に固定されてもよい。また、z方向から見たときに、ねじ500の中心を通り、x方向に平行な直線上に、ねじ500の中心からの距離が等しくなるように2個の脚部220等を配置することで、振動板310の振動を均等に効率的にディスプレイパネル100に伝達することができる。
【0024】
(実施形態の作用、効果)
本実施形態のディスプレイスピーカ10は、ディスプレイパネル100、ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400、ねじ500を有する。振動アクチュエータ300は、振動板310、圧電素子320、圧電素子330を有する。ブラケット200、振動アクチュエータ300、スペーサ400は、ねじ500により、ディスプレイパネル100に固定される。ねじ500は、ブラケット200の貫通穴、振動アクチュエータ300の貫通穴、スペーサ400の貫通穴に、通される。振動板310とねじ500とが接触しないことで、ディスプレイパネル100と振動板310との電気的な短絡を回避することができる。ブラケット200の上面、及び、スペーサ400の下面は、振動板310を挟んで対向する。ブラケット200の上面、及び、スペーサ400の下面は、同一の外形形状を有する。ブラケット200の材質は、スペーサ400の材質と同一である。これにより、振動アクチュエータ300は、均等に振動することができる。ディスプレイスピーカ10は、振動アクチュエータ300が均等に振動することで、効率的にディスプレイスピーカ10を振動させることができる。また、ディスプレイスピーカ10は、振動アクチュエータ300が均等に振動することで、品質の高い音響を出力することができる。
【0025】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0026】
10 ディスプレイスピーカ
100 ディスプレイパネル
110 本体部
120 ブラケット取付部
130 ねじ取付部
200 ブラケット
210 本体部
220 脚部
300 振動アクチュエータ
310 振動板
320 圧電素子
330 圧電素子
400 スペーサ
500 ねじ