JP7596232B2

JP7596232B2 - パネルスピーカ

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Publication number: JP7596232B2
Application number: JP2021134514A
Authority: JP
Inventors: 真一池田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2024-12-09
Anticipated expiration: 2041-08-20
Also published as: JP2023028667A; US20230056700A1; CN115708364B; CN115708364A; US11743624B2

Description

本発明は、パネルスピーカに関する。

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。

特開２０１０－１７１９２７号公報

ディスプレイパネルに外力が加えられると、ディスプレイの背面の振動アクチュエータが、振動アクチュエータの背面に存在する、ディスプレイスピーカを覆う部品の一部であるバックシャーシに接触することがある。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。

本発明は、振動アクチュエータのバックシャーシへの接触を低減するパネルスピーカを提供することを目的とする。

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、
振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータを前記パネルに締結するねじと、
前記振動アクチュエータの前記パネルと反対側に配置されるバックシャーシとを有し、
前記バックシャーシは、前記ねじの頭部と対向する部分に、前記振動アクチュエータ側に突出した凸部を有する、
パネルスピーカとする。

本発明によれば、振動アクチュエータのバックシャーシへの接触を低減するパネルスピーカを提供することができる。

図１は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例１を示す図である。図２は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例２を示す図である。図３は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例３を示す図である。

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。

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。ディスプレイスピーカの背面側は、バックシャーシ等によって覆われている。

〈実施形態〉
（構成例１）
図１は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例１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、バックシャーシ６００を含む。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。また、バックシャーシ６００は、ディスプレイパネル１００などにより支持される。バックシャーシ６００、通常状態（ディスプレイパネル１００に外力が加えられていない状態）では、ねじ５００、振動アクチュエータ３００に接触しない。

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。

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。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１３
０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。

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。

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。

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、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。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。

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。

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。

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。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。

バックシャーシ６００は、ディスプレイパネル１００の背面を覆う部品の一部である。バックシャーシ６００は、振動アクチュエータ３００の背面側に存在する面状の部材である。バックシャーシ６００は、例えば、金属などの導体である。バックシャーシ６００は、ディスプレイパネル１００などにより支持される。バックシャーシ６００は、中央部分に、振動アクチュエータ３００側に突出した凸部を有する。当該凸部は、振動アクチュエータ３００側に押し出された押し出し部である。当該中央部分は、ねじ５００の頭部に対向する部分に含まれる。バックシャーシ６００が凸部を有することにより、振動アクチュエータ３００の中央部分とバックシャーシ６００との距離（図１の距離Ａ）は、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００との距離（図１の距離Ｂ）よりも短い。振動アクチュエータ３００の中央部分とバックシャーシ６００との距離は、振動アクチュエータ３００の他の部分とバックシャーシ６００との距離よりも短い。また、ディスプレイパネル１００に、背面側に向けて外力が加えられた場合、ねじ５００はバックシャーシ６００の凸部に当接する。これにより、ディスプレイパネル１００がさらに背面側に押し込まれることを阻止することができる。また、距離Ａが距離Ｂよりも短いことにより、ねじ５００がバックシャーシ６００の凸部に当接した場合であっても、振動アクチュエータ３００が振動しても、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００とが接触することを低減することができる。仮に、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャ
ーシ６００とが接触すると、振動アクチュエータ３００とバックシャーシ６００とが電気的に短絡し、音響の出力に影響する。また、ねじ５００と振動アクチュエータ３００とは、電気的に絶縁しているため、ねじ５００とバックシャーシ６００とが当接しても、振動アクチュエータ３００とバックシャーシ６００とが電気的に短絡することはない。

（構成例２）
ここでは、構成例２について説明する。構成例２は、構成例１と共通点を有する。ここでは、主として、構成例１との相違点について説明する。

図２は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例２を示す図である。図２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、バックシャーシ６００を含む。構成例２のバックシャーシ６００は、構成例１のバックシャーシ６００と異なる。

構成例２のバックシャーシ６００は、端部から中央部分にかけて、振動アクチュエータ３００側に湾曲した曲面を有する。当該曲面は、湾曲部の一例である。また、湾曲部は、凸部の一例である。バックシャーシ６００と振動アクチュエータとの距離は、中央部分において最も短く、端部に向かって長くなる。バックシャーシ６００が曲面を有することにより、振動アクチュエータ３００の中央部分とバックシャーシ６００との距離（図２の距離Ａ）は、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００との距離（図２の距離Ｂ）よりも短い。また、ディスプレイパネル１００に、背面側に向けて外力が加えられた場合、ねじ５００はバックシャーシ６００の中央部分に当接する。これにより、ディスプレイパネル１００がさらに背面側に押し込まれることを阻止することができる。また、距離Ａが距離Ｂよりも短いことにより、ねじ５００がバックシャーシ６００の中央部分に当接した場合であっても、振動アクチュエータ３００が振動しても、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００とが接触することを低減することができる。

（構成例３）
ここでは、構成例３について説明する。構成例３は、構成例１と共通点を有する。ここでは、主として、構成例１との相違点について説明する。

図３は、本実施形態のディスプレイスピーカ１０の構成例３を示す図である。図３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、バックシャーシ６００を含む。構成例３のバックシャーシ６００は、構成例１のバックシャーシ６００と異なる。

構成例３のバックシャーシ６００は、ディスプレイパネル１００に平行な面と、当該面の振動アクチュエータ３００側の中央部分に設置されるスペーサ６１０とを有する。バックシャーシ６００は、スペーサ６１０を有することにより、振動アクチュエータ３００の中央部分とバックシャーシ６００との距離（図３の距離Ａ）は、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００との距離（図３の距離Ｂ）よりも短い。また、ディスプレイパネル１００に、背面側に向けて外力が加えられた場合、ねじ５００はバックシャーシ６００のスペーサ６１０に当接する。これにより、ディスプレイパネル１００がさらに背面側に押し込まれることを阻止することができる。また、距離Ａが距離Ｂよりも短いことにより、ねじ５００がバックシャーシ６００のスペーサ６１０に当接した場合であっても、振動アクチュエータ３００が振動しても、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００とが接触することを低減することができる。スペーサ６１０は、例えば、絶縁体である。スペーサ６１０を絶縁体とすることで、ねじ５００とスペーサ６１０とが
当接した場合に、仮に、ねじ５００と振動アクチュエータ３００とが電気的に短絡しているとしても、振動アクチュエータ３００とバックシャーシ６００とが電気的に短絡しない。スペーサ６１０は、構成例１や構成例２において使用されてもよい。

（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、バックシャーシ６００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。バックシャーシ６００は、振動アクチュエータ３００の中央部分とバックシャーシ６００との距離（最短距離）が振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００との距離（最短距離）よりも短くなる形状を有する。これにより、ディスプレイパネル１００に、背面側に向けて外力が加えられた場合、ねじ５００はバックシャーシ６００のスペーサ６１０に当接することで、ディスプレイパネル１００がさらに背面側に押し込まれることを阻止することができる。また、ねじ５００がバックシャーシ６００に当接した場合、振動アクチュエータ３００が振動しても、振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００とが接触することを低減することができる。振動アクチュエータ３００の端部とバックシャーシ６００とが接触することを回避することで、ディスプレイスピーカ１０は、品質の高い音響を出力することができる。

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。

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
６００バックシャーシ
６１０スペーサ

Claims

パネルと、
振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータを前記パネルに締結するねじと、
前記振動アクチュエータの前記パネルと反対側に配置されるバックシャーシとを有し、
前記バックシャーシは、前記ねじの頭部と対向する部分に、前記振動アクチュエータ側に突出した凸部を有し、
前記ねじの頭部と前記凸部とは、離間した状態で配置されている、
パネルスピーカ。
前記凸部は前記バックシャーシが前記振動アクチュエータ側へ押し出された押し出し部である、
請求項１に記載のパネルスピーカ。
前記凸部は前記バックシャーシが前記振動アクチュエータ側へ湾曲された湾曲部である、
請求項１に記載のパネルスピーカ。
前記凸部は前記バックシャーシの前記振動アクチュエータ側に設けられたスペーサである、
請求項１に記載のパネルスピーカ。
前記ねじと前記振動アクチュエータとは、電気的に絶縁されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載のパネルスピーカ。
前記スペーサは、絶縁体である、
請求項４に記載のパネルスピーカ。