JP2016072744A - 音響発生器およびそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な音質の音を発生させることができる音響発生器およびそれを用いた電子機器を提供する。【解決手段】 音響発生器は、圧電素子１と、振動体３ａと、エンクロージャー１０とを有している。圧電素子１は、電気信号が入力されて振動する。振動体３ａは、主面３ｃおよび主面３ｃと反対側の主面３ｄを有しており、圧電素子１が設けられて圧電素子１の振動によって振動して音響を発生させる。エンクロージャー１０は、振動体３ａを取り囲んでいる。エンクロージャー１０は、振動体３ａの主面３ｃに面する部分である第１部分１１ａを有しており、第１部分１１ａは複数の貫通孔２１を有している。各々の貫通孔２１の開口の面積を全ての貫通孔２１について合計した面積をＡとし、振動体３ａの主面３ｃの面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、２．７≦Ｃ≦１４．５である。【選択図】 図２

Description

本発明は、音響発生器およびそれを用いた電子機器に関するものである。

従来、振動板に圧電素子を取り付けたスピーカーが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−２３４３６号公報

上述した従来のスピーカーでは振動板の共振を積極的に利用するため、基本モードの共振に加えて複数の高次モードの共振が発生する。このため、高調波歪みが大きくなって音質が低下するという問題があった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、良好な音質の音を発生させることができる音響発生器およびそれを用いた電子機器を提供することにある。

本発明の音響発生器は、電気信号が入力されて振動する圧電素子と、第１主面および該第１主面と反対側の第２主面を有しており、前記圧電素子が設けられて該圧電素子の振動によって振動して音響を発生させる振動体と、該振動体を取り囲むエンクロージャーと、を有しており、該エンクロージャーは、前記振動体の前記第１主面に面する部分である第１部分を有しており、該第１部分は複数の貫通孔を有しており、各々の前記貫通孔の開口の面積を全ての前記貫通孔について合計した面積をＡとし、前記振動体の前記第１主面の面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、２．７≦Ｃ≦１４．５であることを特徴とする。

本発明の電子機器は、前記音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路とを有し、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする。

本発明の音響発生器および本発明の電子機器は、良好な音質の音を発生させることができる。

本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す斜視図である。 図１のＤ−Ｅ線断面図である。 本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。 本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。 本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。 本発明の第４実施形態の電子機器の構成を示すブロック図である。 開口率と歪み率の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態である音響発生器およびそれを用いた電子機器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＤ−Ｅ線断面図である。図３，図４および図５は、本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。なお、図においては、互いに直交するｘ軸，ｙ軸，ｚ軸を用いて方向を示している。図３は、−ｚ方向から見た状態を示している。図４は、−ｚ方向から見た状態を示しており、部材１３および樹脂層２０を取り除いた状態を示している。図５は、＋ｚ方向から見た状態を示しており、部材１１を取り除いた状態を示している。

本実施形態の音響発生器は、図１〜図５に示すように、圧電素子１と、フィルム３と、枠部材５ａと、枠部材５ｂと、樹脂層２０と、エンクロージャー１０とを有している。また、エンクロージャー１０は、部材１１と、部材１２と、部材１３とによって構成されている。

枠部材（５ａ，５ｂ）は、矩形の枠状の形状を有している。枠部材５ａおよび枠部材５ｂの間にフィルム３の外周部が挟み込まれており、張力を加えた状態でフィルム３を固定している。枠部材（５ａ，５ｂ）の材質および形状は特に限定されるものではなく、フィルム３および樹脂層２０よりも変形し難いものであれば良い。例えば、硬質樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック、セラミックス、金属等を用いて枠部材（５ａ，５ｂ）を形成することができる。例えば、厚み１００〜１０００μｍのステンレス製の枠部材（５ａ，５ｂ）を用いることができる。また、枠部材（５ａ，５ｂ）の内側の形状は、矩形状に限定されるものではなく、楕円形や菱形であってもよい。なお、枠部材５ｂを有さない場合には、例えば、枠部材５ａの＋ｚ方向の表面にフィルム３を接着すればよい。

フィルム３は、張力をかけられた状態で、矩形状の周縁部を全体的に枠部材５ａおよび枠部材５ｂで挟まれて固定されており、枠部材（５ａ，５ｂ）によって振動可能に支持されている。そして、フィルム３における枠部材（５ａ，５ｂ）の内側に位置する振動可能な部分が、圧電素子１が取り付けられて圧電素子１とともに振動する振動体３ａとして機能している。振動体３ａは、平板状または膜状であり、＋ｚ方向側の主面３ｃと、−ｚ方向側の主面３ｄとを有している。そして、振動体３ａの主面３ｄに圧電素子１が取り付けられている。フィルム３の厚みは、例えば、１０〜２００μｍとされる。フィルム３は、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂を用いて形成することができる。

圧電素子１は、平板状の形状を有している。圧電素子１の２つの主面（＋ｚ方向の表面および−ｚ方向の表面）は、＋ｘ方向が長く＋ｙ方向が短い矩形である。詳細な図示を省略するが、圧電素子１は、積層体と、複数の表面電極と、複数の側面電極とで構成されている。積層体は、圧電セラミックスからなる圧電体層と、内部電極層とを、＋ｚ方向に交互に積層して構成される。複数の表面電極は、積層体の２つの主面にそれぞれ配置されている。複数の側面電極は、積層体の＋ｘ方向の表面および−ｘ方向の表面にそれぞれ設けられている。なお、表面電極および内部電極層は、積層体の＋ｘ方向の表面および−ｘ方向の表面に交互に引き出されており、それぞれ側面電極に接続されている。

圧電素子１は、バイモルフ型の圧電素子とされており、電気信号が入力されたときに、任意の瞬間において、＋ｚ方向と−ｚ方向とで伸縮が逆になるようにされている。よって、圧電素子１は、電気信号が入力されて屈曲振動する。そして、圧電素子１とフィルム３とは、例えば、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等の既知の接着剤や両面テープ等によって接着されている。よって、電気信号が入力されて圧電素子１が振動すると、フィルム３の枠部材（５ａ，５ｂ）の内側の部分で構成される振動体３ａは、圧電素子１とともに振動する。なお、圧電素子１は、電気信号が入力されて伸縮振動する圧電素子と金属板とを張り合わせて構成したモノモルフ型の振動素子でも構わない。

圧電素子１の圧電体層は、ジルコン酸鉛（ＰＺ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等、従来用いられている圧電セラミックスを用いて形成することができる。圧電体層の１層の厚みは、例えば、１０〜１００μｍ程度とするのが望ましい。

圧電素子１の内部電極層は、既知の種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銀とパラジウムとからなる金属成分と圧電体層を構成する材料成分とを含有する内部電極層とすることができる。圧電素子１の表面電極および側面電極は、既知の種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銀からなる金属成分およびガラス成分を含有する材料を用いて、表面電極および側面電極を形成することができる。

樹脂層２０は、圧電素子１を埋設するように、枠部材５ａの内側の全体に渡って充填されている。樹脂層２０は、既知の種々の材料を用いて形成することができる。例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂や、あるいはゴム等を用いることができる。また、樹脂層２０は、枠部材５ａの内側の全体に渡って充填されていなくても良いが、圧電素子１を完全に覆う程度の厚みを有することが望ましい。また、樹脂層２０は必須ではなく、場合によっては無くても構わない。

エンクロージャー１０は直方体の箱状の形状を有しており、エンクロージャー１０の中に振動体３ａが収容されている。エンクロージャー１０は、部材１１，部材１２および部材１３によって構成されている。部材１１は、矩形の平板状の形状を有しており、部材１２は矩形の枠状の形状を有しており、部材１３は、＋ｚ方向が開口した直方体の箱状の形状を有している。そして、部材１２の−ｚ方向側の表面の外側の部分に部材１３の＋ｚ方向側の表面が接合され、部材１２の＋ｚ方向側の表面に部材１１の−ｚ方向側の表面が接合されることにより、直方体の箱状の形状を有するエンクロージャー１０が構成されている。そして、部材１２の−ｚ方向の表面の内側の部分に、枠部材５ｂの＋ｚ方向側の表面が接合されている。

エンクロージャー１０の部材１１は、振動体３ａの主面３ｃに面する部分である第１部分１１ａを有している。なお、「部材１１における振動体３ａの主面３ｃに面する部分」とは、部材１１の振動体３ａ側の表面に対して、振動体３ａの主面３ｃから下ろした垂線が、部材１１と交わる部分を意味する。そして、第１部分１１ａには、部材１１を貫通する複数の貫通孔２１が形成されている。複数の貫通孔２１はマトリクス状に整列して配置されている。また、複数の貫通孔２１は、全て同じ形状を有しており、各々の貫通孔２１の開口の形状は円形である。なお、貫通孔２１開口の直径は、所望する特性に応じて適宜設定することができるが、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定される。また、貫通孔２１の開口の形状は、矩形状や三角形状など種々の形状であっても構わないが、円形が望ましく、楕円形が更に望ましい。

本実施形態の音響発生器は、主に＋ｚ方向へ音響を放射するものである。そして、本実施形態の音響発生器は、振動体３ａの主面３ｃで発生した音響を、貫通孔２１を介して外
部へ放射する。そして、複数の貫通孔２１は、貫通孔２１を介して外部へ放射される音響の音質を制御する。

また、エンクロージャー１０の部材１３は、振動体３ａの主面３ｄに面する部分である第２部分１３ａを有している。また、部材１３には、部材１３を貫通する２つの貫通孔２２が形成されている。各々の貫通孔２２は、＋ｙ方向に長い矩形状の開口を有している。２つの貫通孔２２は、振動体３ａの主面３ｄが閉空間で囲まれることによる特性の悪化を防止する。

エンクロージャー１０は、例えば、合成樹脂，木材，金属，セラミックス等の種々の材料を用いて形成することができる。エンクロージャー１０は振動体３ａを取り囲んでいれば良いため、エンクロージャー１０の形状は直方体の箱状に限定されるものではなく、種々の形状であって構わない。部材１１，部材１２および部材１３の厚みも、特に限定されるものではなく、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定される。

本実施形態の音響発生器は、圧電素子１と、振動体３ａと、エンクロージャー１０とを有している。圧電素子１は、電気信号が入力されて振動する。振動体３ａは、主面３ｃおよび主面３ｃと反対側の主面３ｄを有しており、圧電素子１が設けられて圧電素子１の振動によって振動して音響を発生させる。エンクロージャー１０は、振動体３ａを取り囲んでいる。そして、エンクロージャー１０は、振動体３ａの主面３ｃに面する部分である第１部分１１ａを有しており、第１部分１１ａは複数の貫通孔２１を有している。そして、各々の貫通孔２１の開口の面積を全ての貫通孔２１について合計した面積をＡとし、振動体３ａの主面３ｃの面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、２．７≦Ｃ≦１４．５である。このような構成により、音質が高い音響を発生させることができる。

本発明の発明者らは、複数の貫通孔２１の大きさ、個数、間隔などのパラメータを変化させて、発生する音響における音圧、音質などの特性を調べた結果、前述した条件を満足することにより、発生する音響の音質（歪み率）を大きく改善できることを見出した。この現象のメカニズムは特定できていないが、実験によって、開口率（Ａ／Ｂ）の減少に伴う基本波の音圧の増加や、開口率（Ａ／Ｂ）の減少に伴う特定周波数の音圧の低下が確認されており、これらが関係しているのではないかと推測される。なお、貫通孔２１の開口の面積を測定する際には、部材１１の一方の表面（例えば＋ｚ方向側の表面）で測定すれば良い。

また、本実施形態の音響発生器では、エンクロージャー１０は、振動体３ａの主面３ｃに面する部分である第１部分１１ａと、振動体３ａの主面３ｄに面する部分である第２部分１３ａとを有している。そして、振動体３ａの主面３ｃとエンクロージャー１０の第１部分１１ａとの間隔をｄ１とし、振動体３ａの主面３ｄとエンクロージャー１０の第２部分１３ａとの間隔をｄ２とすると、ｄ１＜ｄ２である。これにより、発生する音響の音質を更に改善することができる。この効果が得られるメカニズムは特定できていないが、振動体３ａの主面３ｃで発生した音響がそのまま貫通孔２１を通過しやすくなることや、振動体３ａの主面３ｄを取り囲む空間を大きくできることによって空気の抵抗が低下して振動体３ａが振動しやすくなること等が関係すると考えられる。

本実施形態の音響発生器は、例えば次のようにして製造することができる。まず、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑剤、溶剤を添加して掻き混ぜて、スラリーを作製する。圧電材料としては、鉛系、非鉛系のうちいずれでも使用することができる。次に、得られたスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシートに導体ペーストを印刷して内部電極となる導体パターンを形成し、この導体パターンが形成されたグリーンシートを積層して、積層成形体を作製する。

次に、この積層成形体を脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることにより積層体を得ることができる。そして、必要に応じて、積層体の外周部を加工する。次に、積層体の積層方向の主面に、導体ペーストを印刷して表面電極となる導体パターンを形成し、積層体の長手方向（＋ｘ方向）の両側面に、導体ペーストを印刷して側面電極となる導体パターンを形成する。そして、所定の温度で電極の焼付けを行うことにより、圧電素子１となる構造体を得ることができる。その後に、圧電素子１に圧電性を付与するために表面電極または側面電極を通じて直流電圧を印加して、圧電素子１の圧電体層の分極を行う。このようにして圧電素子１を得ることができる。

次に、フィルム３および枠部材（５ａ，５ｂ）を準備し、フィルム３に張力をかけた状態で、フィルム３の周縁部を枠部材５ａおよび枠部材５ｂで挟んで接着剤で接合する。次に、フィルム３の表面に圧電素子１を接着剤等により接合し、圧電素子１に配線を接続する。そして、枠部材５ａの内側に樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂層２０を形成する。そして、枠部材５ａに部材１２を接着剤等で接合し、部材１１および部材１３を部材１２に接着剤等で接合する。このようにして、本実施形態の音響発生器を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の音響発生器について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図であり、＋ｚ方向から見た状態を示している。なお、本実施形態においては、前述した第１実施形態の音響発生器と異なる点について説明し、同様の構成要素には同様の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

前述した第１実施形態の音響発生器では、開口の大きさが等しい１種類の貫通孔２１が、エンクロージャー１０の第１部分１１ａに形成されていたのに対し、本実施形態の音響発生器では、大きさが異なる２種類の貫通孔（貫通孔２１ａおよび貫通孔２１ｂ）が、エンクロージャー１０の第１部分１１ａに形成されている。この点を除いて、本実施形態の音響発生器は、前述した第１実施形態の音響発生器と同じ構成を有している。

本実施形態の音響発生器は、部材１１の第１部分１１ａが有する複数の貫通孔が、開口の大きさが異なる複数種類の貫通孔（貫通孔２１ａおよび貫通孔２１ｂ）を含んでいる。これにより、特定の周波数において音圧が低下する現象を抑制することができ、さらに音質が高い音響を発生させることができる。

なお、開口の大きさとは、開口を平面視したときに、開口の周縁上に位置する２点間の距離の最大値を意味する。すなわち、開口が円形状であるときは円の直径であり、開口が楕円形状であるときは楕円の長軸の長さであり、開口が矩形状であるときは矩形の対角線の長さである。また、平面視するときは、＋ｚ方向または−ｚ方向から平面視すればよい。

図６では、作図を簡単にするために２種類の貫通孔（貫通孔２１ａおよび貫通孔２１ｂ）を有する場合を示した。このような構成でも効果を奏することができるが、大きい効果を得るためには、開口の大きさが異なる貫通孔の種類は多い方が望ましい。また、開口の大きさが異なる貫通孔の種類が少ない場合には、種類による開口の大きさの差異が大きい方が望ましいが、開口の大きさが異なる貫通孔の種類が多い場合には、種類による開口の大きさの差異は小さくても効果を奏することができ、例えば１０％程度の差異でも構わない。

なお、本実施形態の音響発生器においても、各々の貫通孔（貫通孔２１ａ，貫通孔２１ｂ）の開口の面積を全ての貫通孔（貫通孔２１ａ，貫通孔２１ｂ）について合計した面積をＡとし、振動体３ａの主面３ｃの面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、２．７≦Ｃ≦１４．５である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の音響発生器について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第３実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図であり、＋ｚ方向から見た状態を示している。なお、本実施形態においては、前述した第１実施形態の音響発生器と異なる点について説明し、同様の構成要素には同様の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

前述した第１実施形態の音響発生器では、開口が円形である１種類の貫通孔２１が、エンクロージャー１０の第１部分１１ａに形成されていたのに対し、本実施形態の音響発生器では、＋ｚ方向または−ｚ方向から平面視したときの開口の形状が楕円形である貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）が、エンクロージャー１０の第１部分１１ａに複数形成されている。そして、貫通孔２１ｃの開口の楕円の長軸の方向と、貫通孔２１ｄの開口の楕円の長軸の方向とが異なっている。本実施形態の音響発生器の構成と第１実施形態の音響発生器の構成との差異は、エンクロージャー１０の第１部分１１ａに形成された複数の貫通孔の形状のみであり、この点を除いて、本実施形態の音響発生器は、前述した第１実施形態の音響発生器と同じ構成を有している。

このように、本実施形態の音響発生器では、部材１１の第１部分１１ａが有する複数の貫通孔が、平面視したときの開口の形状が特定の方向に長い形状である貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）を複数含んでいる。また、部材１１の第１部分１１ａが有する複数の貫通孔が、特定の方向（平面視したときの開口の形状の輪郭上に位置する２点間の距離が最大になるときの２つの点の一方から他方へ向かう方向であり、以下、第１方向と呼ぶ）が異なる複数種類の貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）を含んでいる。これにより、発生する音響の音質を改善することができる。

図７では、作図を簡単にするために、第１方向が異なる２種類の貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）を有する場合を示した。このような構成でも効果を奏することができるが、大きい効果を得るためには、第１方向が異なる貫通孔の種類は多い方が望ましい。また、第１方向が異なる貫通孔が２種類しか存在しない場合には、２種類の貫通孔の第１方向が直交するのが望ましいが、第１方向が異なる貫通孔の種類が多い場合には、各々の種類の貫通孔における第１方向の違いは小さくてもよく、それぞれの種類の貫通孔の第１方向が様々な方向を向いていることが望ましい。

また、１つの貫通孔の１つの開口を平面視したときに、開口の周縁上に位置する２点間の距離の最大値を第１寸法とし、開口の周縁上に位置する２点間の距離の最小値を第２寸法とすると、第１寸法と第２寸法の差異は、５０％程度が望ましいが、１０％程度でも構わない。

なお、本実施形態の音響発生器においても、各々の貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）の開口の面積を全ての貫通孔（貫通孔２１ｃ，貫通孔２１ｄ）について合計した面積をＡとし、振動体３ａの主面３ｃの面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、２．７≦Ｃ≦１４．５である。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態の電子機器５０の構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態の電子機器５０は、図８に示すように、音響発生器３０と、電子回路６０と、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄと、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆとを有している。なお、図８は、例えば、携帯電話、タブレット端末、あるいはパーソナルコンピュータのような電子機器を想定したブロック図である。

電子回路６０は、制御回路５０ａと、通信回路５０ｂとを有している。また、電子回路６０は、音響発生器３０に接続されており、音響発生器へ音声信号を出力する機能を有している。制御回路５０ａは、電子機器５０の制御部である。通信回路５０ｂは、制御回路５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送信や受信などを行う。

キー入力部５０ｃは、電子機器５０の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部５０ｄは、同じく電子機器５０の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。表示部５０ｅは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、制御回路５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。

音響発生器３０は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態のような音響発生器である。そして、音響発生器３０は、電子機器５０における音響出力デバイスとして機能しており、電子回路６０から入力された音声情報を有する電気信号に基づいて音響（可聴周波数帯域外の音響も含む）を発生させる。なお、音響発生器３０は、電子回路６０の制御回路５０ａに接続されており、制御回路５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発生させる。

本実施形態の電子機器５０は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態のような音響発生器３０を用いて音響を発生させることから、高音質な音響を発生させることができるとともに、小型化することができる。

なお、電子機器５０の構造の一例としては、例えば、電子機器５０の筐体の内部に、図８に示す電子回路６０，キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０ｅ，アンテナ５０ｆおよび音響発生器３０を備えたものとすることができる。また、電子機器５０の構造の他の例としては、図８に示す電子回路６０，キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０およびアンテナ５０ｆを筐体に備えた機器本体と、音響発生器３０とを、リード線等を介して電気信号が伝達可能に接続したものとすることができる。

また、本実施形態の電子機器は、図８に示した、キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０ｅおよびアンテナ５０ｆを全て有している必要はなく、音響発生器３０と、電子回路６０とを少なくとも有していれば良い。また、電子機器５０は、他の構成要素を有していても良い。電子回路６０も、上述した構成の電子回路６０に限定されるものではなく、他の構成を有する電子回路であっても構わない。

また、本実施形態の電子機器は、上述した、携帯電話，タブレット端末，パーソナルコンピュータ等の電子機器に限定されるものではない。音響や音声を発生させる機能を有する、テレビ、オーディオ機器、ラジオ、掃除機，洗濯機，冷蔵庫，電子レンジ等の種々の電子機器において、前述した第１実施形態乃至第３実施形態のような音響発生器３０を、音響発生装置として用いることができる。

（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。

前述した実施形態においては、フィルム３を用いて振動体３ａを構成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、フィルム３の代わりに、例えば、金属，セラミックス，合成樹脂等で形成された薄板状の物体を用いても良く、また、各種ゴム材料からなる膜状の物体を用いても良く、パルプや繊維等からなる紙を用いても構わない。

またさらに、前述した実施形態においては、フィルム３および圧電素子１の表面を被覆する樹脂層２０を形成した例を示したが、これに限定されるものではない。樹脂層２０を形成しないようにしても構わない。

次に本発明の音響発生器の具体例について説明する。図１〜図５に示したような構造を有する音響発生器を作製した。圧電素子１は、ＰＺＴ系の圧電体層と電極層とが積層されたバイモルフ型の圧電素子とした。圧電素子１の形状は、長さが７ｍｍで幅が６ｍｍの矩形の板状とした。フィルム３は、厚さが０．０２５ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムを使用した。フィルム３における、枠部材（５ａ，５ｂ）の内側の振動体３ａとして機能する部分は、長さが１５ｍｍで幅が１３ｍｍの矩形状とした。枠部材（５ａ，５ｂ）は厚み０，３ｍｍのステンレスを用いて形成した。エンクロージャー１０の部材１１，部材１２，部材１３はアクリル樹脂を用いて形成した。部材１１は、１辺が２０ｍｍで厚みが１ｍｍの正方形の板状とした。部材１２の開口は、長さが１５ｍｍで幅が１３ｍｍの矩形状とし、部材１２の厚みは１ｍｍとした。部材１３の＋ｚ方向の寸法は６ｍｍとした。

そして、部材１１の第１部分１１ａに形成する貫通孔２１の大きさや個数を種々に変化させた１２種類の音響発生器を作製し、それぞれの特性を測定した。特性の測定は、無響室の中において、１辺が１６ｃｍの正方形の外形を有する金属製の枠状の固定具の中央に音響発生器を固定し、部材１１の中央から＋ｚ方向に１ｍ離れた場所で行った。圧電素子１に入力する電気信号は、実効値が７Ｖのサイン波とし、周波数を５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの間で変化させた。

その結果を表１に示す。表１において、「直径」は各々の貫通孔２１の直径を示し、「間隔」は隣り合う貫通孔２１同士の間隔を示し、「面積」は各々の貫通孔２１の開口の面積を示し、「総数」は貫通孔２１の個数を示す。「開口率」は、各々の貫通孔２１の開口の面積の合計（「面積」×「総数」）を振動体３ａの主面３ｃの面積（１９５ｍｍ）で割った値の百分率である。「歪み率」は、全高調波歪率（THD）である。なお、表１におい
ては、「開口率」の大きさの順番にデータを並べている。

また、表１における「開口率」と「歪み率」の関係を図９のグラフに示す。グラフにおいて、横軸は「開口率」を示し、縦軸は「歪み率」を示す。表１および図９に示すグラフによれば、「開口率」を２．７％以上１４．５％以下とすることにより、それ以外の場合と比較して、「歪み率」を大きく改善できることがわかる。これにより本発明の有効性が確認できる。

１：圧電素子
３ａ：振動体
３ｃ，３ｄ：主面
１０：エンクロージャー
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ：貫通孔
３０：音響発生器
５０：電子機器
６０：電子回路

Claims (5)

1. 電気信号が入力されて振動する圧電素子と、
   第１主面および該第１主面と反対側の第２主面を有しており、前記圧電素子が設けられて該圧電素子の振動によって振動して音響を発生させる振動体と、
   該振動体を取り囲むエンクロージャーと、
   を有しており、
   該エンクロージャーは、前記振動体の前記第１主面に面する部分である第１部分を有しており、
   該第１部分は複数の貫通孔を有しており、
   各々の前記貫通孔の開口の面積を全ての前記貫通孔について合計した面積をＡとし、前記振動体の前記第１主面の面積をＢとし、Ａ／Ｂの百分率をＣ（％）とすると、
   ２．７≦Ｃ≦１４．５である
   ことを特徴とする音響発生器。
2. 前記複数の貫通孔は、前記開口の大きさが異なる複数種類の貫通孔を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
3. 前記複数の貫通孔は、平面視したときの前記開口の形状が特定の方向に長い形状である貫通孔を複数含んでおり、
   前記複数の貫通孔は、前記特定の方向が異なる複数種類の貫通孔を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。
4. 前記エンクロージャーは、前記振動体の前記第２主面に面する部分である第２部分を有しており、
   前記振動体の前記第１主面と前記エンクロージャーの前記第１部分との間隔をｄ１とし、前記振動体の前記第２主面と前記エンクロージャーの前記第２部分との間隔をｄ２とすると、ｄ１＜ｄ２である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の音響発生器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路とを有し、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする電子機器。

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