特許 7702304 パネルスピーカ

(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】2025-06-25

(45)【発行日】2025-07-03

(54)【発明の名称】パネルスピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 7/04 20060101AFI20250626BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20250626BHJP

   H04R 1/02 20060101ALI20250626BHJP

【ＦＩ】

H04R7/04

H04R17/00

H04R1/02 105A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021134513

(22)【出願日】2021-08-20

(65)【公開番号】P2023028666

(43)【公開日】2023-03-03

【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】山中 康誉

【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】特開２０００－２２４６９６（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、前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを前記パネルに締結するねじを有し、
前記ブラケットと前記スペーサとはともに絶縁体であって、前記振動アクチュエータは、前記パネルと電気的に絶縁され、
前記ブラケット及び前記スペーサのうち一方は突起部を有し、前記ブラケット及び前記スペーサのうち他方は前記突起部を嵌められる突起部用穴を有し、前記振動アクチュエータは前記突起部が貫通する突起部用貫通穴を有する、
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、前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを前記パネルに締結するねじを有し、
前記ブラケットと前記スペーサとはともに絶縁体であって、前記振動アクチュエータは、前記パネルと電気的に絶縁され、
前記ブラケット及び前記スペーサのうち一方は２つの突起部を有し、前記ブラケット及び前記スペーサのうち他方は前記２つの突起部をそれぞれ嵌められる２つの突起部用穴を有し、前記振動アクチュエータは前記突起部が貫通する２つの突起部用貫通穴を有し、
前記２つの突起部、前記２つの突起部用穴、前記２つの突起部用貫通穴は、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。

【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】

【文献】特開２０１０－１７１９２７号公報

【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、金属製ねじを使用することで、振動アクチュエータとディスプレイパネルとがショートすると、振動アクチュエータが振動しなくなるという問題がある。

【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、前記スペーサ、前記振動アクチュエータ、前記ブラケットを前記パネルに締結するねじを有し、
前記ブラケットと前記スペーサとはともに絶縁体であって、前記振動アクチュエータは、前記パネルと電気的に絶縁される、
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、突起部２３０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。

【0015】

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。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。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１３
０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、突起部２３０を含む。ブラケット２００は、複数の脚部２２０、複数の突起部２３０を含みうる。図１等の例では、ブラケット２００は、２つの脚部２２０、２つの突起部２３０を有する。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を通されるねじ用貫通穴を有する。当該ねじ用貫通穴の径は、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。突起部２３０は、本体部２１０の上面から振動アクチュエータ３００の方向に延在する。突起部２３０は、例えば、円柱、四角柱などの柱状である。突起部２３０は、振動アクチュエータ３００の振動板３１０の突起部用貫通穴を貫通し、突起部２３０に対応するスペーサ４００の突起部用穴に嵌められる。図１などの例では、各突起部２３０からねじ用貫通穴（中央）まで距離は等しい。また、図１などの例では、２つの突起部２３０、ねじ用貫通穴は、ブラケット２００の本体部２１０の上面で、ｘ方向に平行な一直線上に存在する。すなわち、２つの突起部２３０は、ねじ５００を中心として、対称の位置に設けられる。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を通されるねじ用貫通穴が存在する。ねじ用貫通穴の径は、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）。また、振動板３１０の中央部分のねじ用貫通穴の周囲に、ブラケット２００の突起部２３０を通される突起部用貫通穴が存在する。突起部用貫通穴の径は、突起部２３０の径よりも大きい。突起部２３０と突起部用貫通穴とは接触してもよい。突起部用貫通穴の位置は、ブラケット２００の突起部２３０の位置に合わせられる。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。ねじ用貫通穴、突起部用貫通穴は、当該露出する部分に存在する。図１などの例では、各突起部用貫通穴からねじ用貫通穴（中央）まで距離は等しい。また、図１などの例では、２つの突起部用貫通穴、ねじ用貫通穴は、ｘ方向に平行な一直線上に存在する。すなわち、２つの突起部用貫通穴は、ねじ５００を中心として、対称の位置に設けられる。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を通されるねじ用貫通穴を有する。当該ねじ用貫通穴の径は、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のねじ用貫通穴の径とブラケット２００のねじ用貫通穴の径とは、等しいことが好ましい。

【0021】

また、スペーサ４００は、下面に、ブラケット２００の突起部２３０を通される突起部用穴を有する。突起部用穴は、下面から上面まで貫通する貫通穴であっても、貫通しない非貫通穴であってもよい。突起部用穴は、突起部２３０を嵌められる穴である。突起部用穴の径は、突起部２３０の径よりも大きい。突起部２３０と突起部用穴とは接触してもよい。突起部用穴の位置は、ブラケット２００の突起部２３０の位置に合わせられる。ここでは、ブラケット２００の本体部２１０の上面に突起部２３０を有し、スペーサ４００の下面に突起部２３０に対応する突起部用穴を有するとしているが、スペーサ４００の下面
に突起部を有し、ブラケット２００の本体部２１０の上面に突起部用穴を有してもよい。また、ブラケット２００の本体部２１０の上面とスペーサ４００の下面とのそれぞれが、突起部と突起部用穴とを有してもよい。図１などの例では、各突起部用穴からねじ用貫通穴（中央）まで距離は等しい。また、図１などの例では、２つの突起部用穴、ねじ用貫通穴は、ｘ方向に平行な一直線上に存在する。すなわち、２つの突起部用穴は、ねじ５００を中心として、対称の位置に設けられる。

【0022】

ねじ５００は、スペーサ４００のねじ用貫通穴、振動アクチュエータ３００の振動板３１０のねじ用貫通穴、ブラケット２００の本体部２１０のねじ用貫通穴に、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。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突起部２３０が設けられる。振動板３１０の突起部用貫通穴、スペーサ４００の突起部用穴についても同様である。すなわち、ブラケット２００の突起部２３０、振動アクチュエータ３００の振動板３１０の突起部用貫通穴、スペーサ４００の突起部用穴は、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つの突起部２３０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個の突起部２３０、２個の突起部用貫通穴、２個の突起部用穴が設けられているが、２個以上の突起部２３０、２個以上の突起部用貫通穴、２個以上の突起部用穴により、振動アクチュエータ３００が固定されてもよい。ブラケット２００の突起部２３０が、振動板３１０の突起部用貫通穴を貫通し、スペーサ４００の突起部用穴に嵌められる。突起部２３０等で、振動アクチュエータ３００が固定されることにより、振動アクチュエータ３００がｚ方向（ねじ５００）を回転軸として回転することを抑制することができる。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個の突起部２３０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のねじ用貫通穴、振動アクチュエータ３００のねじ用貫通穴、スペーサ４００のねじ用貫通穴に、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。また、ブラケット２００は、突起部２３
０を有する。突起部２３０は、振動板３１０の突起部用貫通穴を貫通し、スペーサ４００の下面の突起部用穴に嵌められる。これにより、振動アクチュエータ３００がねじ５００の軸周りに回転することを抑制できる。すなわち、振動アクチュエータ３００の位置を確実に固定することができる。また、ブラケット２００の２つの突起部２３０の位置は、ねじ用貫通穴（中心位置）からの距離が等しい。ブラケット２００の突起部２３０、振動アクチュエータ３００の振動板３１０の突起部用貫通穴、スペーサ４００の突起部用穴は、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。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
２３０ 突起部
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】