JP2022172901A - 音響デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】自己共振周波数の低下を抑制するコイル部品を提供する。【解決手段】音響デバイス１は、圧電振動子２と、圧電振動子２によって振動する振動パネル３と、振動パネル３とともに内部空間８０を画定している筐体４と、振動パネル３と対向するように配置されており、内部空間８０を複数の空間（第１空間８１、第２空間８２）に区画する仕切り６と、を備えている。仕切り６には、複数の空間（第１空間８１、第２空間８２）同士を連通する少なくとも一つの貫通孔６７が形成されている。【選択図】図３

Description

本開示は、音響デバイスに関する。

圧電振動子と、圧電振動子によって振動する振動パネルとを備えている音響デバイスが知られている（例えば、特許文献１）。

特開平０４－７０１００号公報

本発明の一つの態様は、振動パネルから発生する音の音圧を調整し得る音響デバイスを提供することを目的とする。

本発明の一つの態様に係る音響デバイスは、圧電振動子と、圧電振動子によって振動する振動パネルと、振動パネルとともに内部空間を画定している筐体と、振動パネルと対向するように配置されており、内部空間を複数の空間に区画する仕切りと、を備えている。仕切りには、複数の空間同士を連通する少なくとも一つの貫通孔が形成されている。

上記態様に係る音響デバイスでは、仕切りによって内部空間が複数の空間に区画されている。区画された複数の空間は、仕切りに形成されている少なくとも一つの貫通孔によって連通されている。そのため、振動パネルから発生する音が、少なくとも一つの貫通孔を介して、仕切りによって区画された空間に入り込む。音が入り込む少なくとも一つの貫通孔及び該貫通孔とつながっている空間は、ヘルムホルツ共鳴器を構成し音圧の増大又は低減を行い得る。したがって、本実施形態に係る音響デバイスは、振動パネルから発生する音の音圧を調整し得る。

上記一つの態様では、圧電振動子は、振動パネル上に配置されていてもよい。仕切りは、少なくとも一つの貫通孔が形成されている領域を有し、該領域は、圧電振動子と対向していてもよい。
少なくとも一つの貫通孔が形成されている領域が圧電振動子と対向している場合、該領域に形成されている少なくとも一つの貫通孔と、該貫通孔につながっている空間とによって構成されるヘルムホルツ共鳴器に対して、振動パネルから発生する音が入り込みやすい。したがって、上記ヘルムホルツ共鳴器による音圧の調整が効率的に行われ得る。

上記一つの態様では、仕切りには、少なくとも一つの貫通孔を含む複数の貫通孔が形成されていてもよい。
仕切りに複数の貫通孔が形成されている場合、複数の貫通孔それぞれについて形状及び位置の調整を行うことが可能となる。そのため、所望のヘルムホルツ共鳴周波数を実現するための音響デバイスの設計が容易となり得る。

上記一つの態様では、振動パネルは、内部空間に面する内側主面を有していてもよい。圧電振動子は、内側主面上に配置されていてもよい。
圧電振動子が内側主面上に配置されている場合、圧電振動子は内部空間に位置する。そのため、例えば音響デバイスの外部からの衝撃から、振動パネル及び筐体によって圧電振動子が保護される。

上記一つの態様では、仕切りは、内部空間を二つの空間に区画していてもよい。筐体は、二つの空間のうち一方の空間を振動パネルとともに画定している枠体と、二つの空間のうち他方の空間を画定しているベース部とを有していてもよい。ベース部は、底壁、及び該底壁と交差する方向に延在している側壁を含んでいてもよい。仕切りは、平板形状を有しているとともに、側壁の端面上に配置されていてもよい。枠体は、仕切りを端面と挟むように、仕切り上に配置されていてもよい。
仕切りを挟むように配置されている枠体とベース部とが別体であることにより、音響デバイスの製造が容易となる。

上記一つの態様では、枠体には、圧電振動子に電気的に接続されている配線が挿通されている貫通孔が形成されていてもよい。
貫通孔が枠体に形成されている場合、配線が接続されている圧電振動子が内部空間に位置していても、配線が内部空間から貫通孔を介して音響デバイスの外部空間へと配置される。したがって、圧電振動子及び配線の配置自由度が向上する。

本発明の一つの態様は、振動パネルから発生する音の音圧を調整し得る音響デバイスを提供する。

図１は、本実施形態に係る音響デバイスを示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る音響デバイスを示す分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る音響デバイスの断面構成を示す図である。 図４は、本実施形態に係る音響デバイスを示す平面図である。 図５は、振動パネルと枠体との間の隙間を示す拡大図である。 図６は、第１変形例に係る音響デバイスの断面構成を示す図である。 図７は、第２変形例に係る音響デバイスの断面構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１から図４を参照して、本実施形態に係る音響デバイス１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る音響デバイス１を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る音響デバイス１を示す分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る音響デバイス１の断面構成を示す図である。図３に示す断面は、本実施形態に係る音響デバイス１を、図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線において切断したときの断面である。図４は、本実施形態に係る音響デバイス１を示す平面図である。図４は、音響デバイス１を圧電振動子２側から視認したときの図であり、音響デバイス１の内部に位置している複数の貫通孔６７を破線で示している。実際には、複数の貫通孔６７は音響デバイス１の外部から視認され得ない。音響デバイス１は、圧電振動子２と、振動パネル３と、振動パネル３とともに内部空間８０を画定している筐体４と、内部空間８０を複数の空間に区画する仕切り６とを備えている。圧電振動子２は、振動パネル３上に配置されている。

音響デバイス１は、例えばスピーカとして機能する。音響デバイス１は、略直方体形状を有している。本実施形態において、「直方体形状」は、角部及び稜線部が面取りされている直方体形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体形状を含んでいる。以下、音響デバイス１の長手方向を方向Ｘとし、音響デバイス１の短手方向を方向Ｙとし、音響デバイス１の厚み方向を方向Ｚとして説明を行う。本実施形態において、方向Ｘ、方向Ｙ及び方向Ｚは互いに直交している。方向Ｚにおいて、仕切り６から圧電振動子２に向かう方向を上方向とし、逆方向を下方向として説明を行う。一例として、音響デバイス１の方向Ｘにおける幅は１００ｍｍであってもよく、方向Ｙにおける幅は５０ｍｍであってもよく、方向Ｚにおける厚みは４０ｍｍであってもよい。

圧電振動子２は、電圧が印加されることにより振動する。本実施形態では、圧電振動子２は、積層型圧電素子である。圧電振動子２は、バイモルフ型圧電素子であってもよい。圧電振動子２は、略直方体形状を有している。圧電振動子２は、図３に示すように、方向Ｚにおいて互いに対向している一対の主面２１，２２を有している。主面２１は、主面２２よりも方向Ｚにおいて上側に位置している。圧電振動子２は、後述する振動パネル３の外側主面３１上に配置されている。本実施形態において、ある要素が他の要素上に配置されていると記述されている場合、ある要素は、他の要素上に直接的に配置されていてもよく、他の要素上に間接的に配置されていてもよい。ある要素が他の要素上に直接的に配置されているとは、ある要素と他の要素との間に、介在要素が存在していないことをいう。ある要素が他の要素上に間接的に配置されているとは、ある要素と他の要素との間に、介在要素が存在していることをいう。圧電振動子２は、接着層を介して、振動パネル３に接合されている。

各主面２１，２２は、方向Ｚから見て長方形状を有している。本実施形態において、「長方形状」は、角部が面取りされている長方形状、及び、角部が丸められている長方形状を含んでいる。各主面２１，２２は、一対の長辺及び一対の短辺を有している。圧電振動子２は、各主面２１，２２の長辺が方向Ｘに沿い、各主面２１，２２の短辺が方向Ｙに沿うように振動パネル３上に配置されている。圧電振動子２の配置方向は限定されない。圧電振動子２は、例えば、各主面２１，２２の長辺が方向Ｙに沿い、各主面２１，２２の短辺が方向Ｘに沿うように振動パネル３上に配置されてもよい。

圧電振動子２は、方向Ｚにおいて積層された複数の圧電体層（不図示）と、各圧電体層の間にそれぞれ位置している複数の内部電極（不図示）とを含んでいる。本実施形態では、複数の圧電体層のうち、方向Ｚにおいて最も上側に位置している圧電体層の表面が主面２１を構成し、最も下側に位置している圧電体層の表面が主面２２を構成している。圧電振動子２は、複数の内部電極と電気的に接続されている外部電極（不図示）を主面２１上に有している。複数の圧電体層、複数の内部電極、及び複数の外部電極を備える圧電振動子は、当業者にとって周知であり、該圧電振動子の詳細な構成の説明は省略される。

各圧電体層は、圧電材料からなる。本実施形態では、各圧電体層は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料は、例えば、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）である。各圧電体層は、例えば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電振動子２では、各圧電体層は、各圧電体層の間の境界が認識できない程度に一体化されている。

各内部電極及び各外部電極は、導電性材料からなる。導電性材料には、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。各内部電極及び各外部電極は、例えば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。

音響デバイス１は、配線部材２５及び一対のリード線２６を有している。配線部材２５、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）又はフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。配線部材２５は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。配線部材２５の方向Ｘにおける一端は、圧電振動子２の各外部電極に電気的に接続されている。配線部材２５の方向Ｘにおける他端は、各リード線２６の一端に電気的に接続されている。各リード線２６は、配線部材２５を介して圧電振動子２に電気的に接続されている配線である。各リード線２６の他端は、例えば音響デバイス１の制御部（不図示）と電気的に接続されている。制御部は、リード線２６及び配線部材２５を介して、圧電振動子２に電圧信号を送る。電圧信号に基づいて外部電極に電圧が印加され、圧電振動子２が振動する。

振動パネル３は、圧電振動子２の振動、すなわち、圧電振動子２の繰り返し変位が伝達されることにより振動する板部材である。振動パネル３は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。振動パネル３は、図２に示すように、外側主面３１、内側主面３２及び端面３３，３４，３５，３５を有している。外側主面３１及び内側主面３２は、方向Ｚにおいて互いに対向している。外側主面３１は、内側主面３２よりも方向Ｚにおいて上側に位置している。外側主面３１は、音響デバイス１の外部空間に面している。内側主面３２は、内部空間８０に面している。外側主面３１及び内側主面３２は、方向Ｚから見て長方形状を有している。外側主面３１及び内側主面３２は、一対の長辺及び一対の短辺をそれぞれ有している。振動パネル３は、外側主面３１及び内側主面３２の長辺が方向Ｘに沿い、外側主面３１及び内側主面３２の短辺が方向Ｙに沿うように後述する枠体４０の端面４６上に配置されている。端面３３，３４は、方向Ｘに沿って延在している面である。端面３５，３６は、方向Ｙに沿って延在している面である。

振動パネル３の方向Ｘにおける幅は、８６ｍｍ以上２００ｍｍ以下であってもよい。振動パネル３の方向Ｙにおける幅は、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよい。振動パネル３の方向Ｚにおける厚みは、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。振動パネル３の方向Ｚにおける厚みは、振動パネル３の全体にわたって均一であってもよい。振動パネル３は、樹脂又は金属から構成されていてもよい。振動パネル３を構成している樹脂は、ポリカーボネイト樹脂、又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂であってもよい。振動パネル３を構成している金属は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４）、又はＮｉ－Ｆｅ合金（例えば、４２アロイ）であってもよい。振動パネル３を構成している材料の弾性率は、筐体４を構成している材料の弾性率よりも小さくてもよい。すなわち、振動パネル３は、筐体４よりも弾性変形しやすくてもよい。

方向Ｘにおける振動パネル３の両端部は、枠体４０に固定されている。本実施形態では、図３に示すように、内側主面３２のうち方向Ｚにおいて端面４６と重なっている領域３２ａ、３２ｂが、例えば接着剤によって端面４６に固定されている。これにより、振動パネル３は、方向Ｘにおける両端部が筐体４に固定された状態で方向Ｚに沿って上下に振動する。方向Ｙにおける振動パネル３の両端部は枠体４０に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。本実施形態では、方向Ｙにおける振動パネル３の両端部は枠体４０に固定されておらず、該両端部と枠体４０との間には隙間８５が形成されている。

ここで、図５を参照して、隙間８５について説明する。図５は、振動パネル３と枠体４０との間の隙間８５を示す拡大図である。図５では、方向Ｙにおける振動パネル３の両端部のうち端面３３側の端部と、後述する枠体４０の壁部４２との間の隙間８５を示している。図５に示すように、端面３３は、方向Ｚから見て壁部４２と重ならないように、壁部４２よりも音響デバイス１の内側に位置している。これにより、振動パネル３の端面３３側の端部と壁部４２との間に隙間８５が形成される。隙間８５は、内部空間８０と音響デバイス１の外部空間とを連通している。方向Ｙにおける端面３３から壁部４２までの距離、すなわち隙間８５の幅Ｗ１は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。方向Ｙにおける振動パネル３の端面３４側の端部と壁部４３との間にも、隙間８５と同様の隙間が形成されている。隙間８５の構成は、上述した構成に限定されない。例えば、壁部４２，４３における端面４６に段差が形成され、該段差上に振動パネル３が配置されてもよい。端面４６に段差が形成されている場合、端面４６と該端面４６上の振動パネル３との間に、方向Ｚに幅を有する隙間が形成される。

振動パネル３から発生する音は、筐体４内にも伝わることがある。筐体４内に伝わる音は、筐体４の内部において反射する。筐体４内から振動パネル３へと向かう反射音は、隙間８５を介して音響デバイス１の外部へと抜ける。そのため、反射音の振動が振動パネル３の振動に影響を与え難い。

筐体４は、振動パネル３とともに内部空間８０を画定している。筐体４は、枠体４０及びベース部５０を有している。枠体４０は、振動パネル３とともに第１空間８１を画定している。枠体４０は、仕切り６をベース部５０と挟むように、仕切り６上に配置されている。枠体４０は、例えば接着剤によって仕切り６に固定されている。枠体４０は、図２に示すように、枠壁４１を有している。枠壁４１は、方向Ｚから見て圧電振動子２を囲むように位置している。枠壁４１の外側輪郭は、方向Ｚから見て長方形状を有している。枠体４０は、枠壁４１の外側輪郭の長辺が方向Ｘに沿い、短辺が方向Ｙに沿うように配置されている。

枠壁４１は、複数の壁部４２，４３，４４，４５を有している。本実施形態では、枠壁４１は、四つの壁部４２，４３，４４，４５を有している。壁部４２及び壁部４３は、それぞれ方向Ｘに沿って延在している。壁部４２と壁部４３とは、方向Ｙにおいて離間しているとともに、互いに対向している。壁部４４及び壁部４５は、それぞれ方向Ｙに沿って延在している。壁部４４と壁部４５とは、方向Ｘにおいて離間しているとともに、互いに対向している。枠体４０は、方向Ｚにおいて互いに対向している一対の端面４６，４７を有している。各端面４６，４７は、四つの壁部４２，４３，４４，４５の方向Ｚにおける端面から構成されている。端面４６は、端面４７よりも方向Ｚにおいて上側に位置している。

ベース部５０は、第２空間８２を画定している。ベース部５０は、上側に開口を有している箱部材である。ベース部５０は、図２に示すように、底壁５１及び側壁５２を有している。底壁５１は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。底壁５１は、方向Ｚから見て長方形状を有している。ベース部５０は、底壁５１の長辺が方向Ｘに沿い、短辺が方向Ｙに沿うように配置されている。側壁５２は、底壁５１と交差する方向Ｚに延在している。底壁５１と側壁５２とは一体に形成されている。

側壁５２は、複数の壁部５３，５４，５５，５６を有している。本実施形態では、側壁５２は、四つの壁部５３，５４，５５，５６を有している。壁部５３及び壁部５４は、それぞれ方向Ｘに沿って延在している。壁部５３と壁部５４とは、方向Ｙにおいて離間しているとともに、互いに対向している。各壁部５５，５６は、方向Ｙに沿って延在している。壁部５５と壁部５６とは、方向Ｘにおいて離間しているとともに、互いに対向している。側壁５２は、方向Ｚにおいてベース部５０の上部に位置している端面５７を有している。端面５７は、四つの壁部５３，５４，５５，５６の方向Ｚにおける端面から構成されている。

仕切り６は、内部空間８０を複数の空間に区画する。本実施形態では、仕切り６は、内部空間８０を第１空間８１と、第１空間８１よりも振動パネル３から離れて位置する第２空間とに区画している。仕切り６は、方向Ｚにおいて振動パネル３と直接的又は間接的に対向している。仕切り６が振動パネル３と対向しているとは、仕切り６の少なくとも一部が振動パネル３と対向していることをいい、仕切り６の全体が振動パネル３と対向していなくてもよい。仕切り６が振動パネル３と直接的に対向しているとは、仕切り６と振動パネル３との間に空気以外の介在要素が存在していないことをいう。仕切り６が振動パネル３と間接的に対向しているとは、仕切り６と振動パネル３との間に空気以外の介在要素が存在していることをいう。本実施形態では、内部空間８０においては仕切り６と振動パネル３との間に空気以外の介在要素が存在していないので、内部空間８０において仕切り６は振動パネル３と直接的に対向している。

仕切り６は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。仕切り６は、内部空間８０を複数の空間に区画する部材であればよく、仕切り６の全体が方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在していなくてもよい。例えば、仕切り６は、方向Ｚに沿って延在するとともに底壁５１と接触する壁部を備えていてもよい。仕切り６は、一対の主面６１，６２及び端面６３，６４，６５，６６を有している。一対の主面６１，６２は、方向Ｚにおいて互いに対向している。主面６１は、主面６２よりも方向Ｚにおいて上側に位置している。各主面６１，６２は、方向Ｚから見て長方形状を有している。各主面６１，６２は、一対の長辺及び一対の短辺を有している。仕切り６は、各主面６１，６２の長辺が方向Ｘに沿い、各主面６１，６２の短辺が方向Ｙに沿うように端面５７上に配置されている。端面６３，６４は、方向Ｘに沿って延在している面である。端面６５，６６は、方向Ｙに沿って延在している面である。

仕切り６の方向Ｘにおける幅は、１０６ｍｍ以上２２０ｍｍ以下であってもよい。仕切り６の方向Ｙにおける幅は、７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であってもよい。仕切り６の方向Ｚにおける厚みは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよい。仕切り６の方向Ｚにおける厚みは、仕切り６の全体にわたって均一であってもよい。仕切り６は、樹脂又は金属から構成されていてもよい。仕切り６を構成している樹脂は、ポリカーボネイト樹脂、又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂であってもよい。仕切り６を構成している金属は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４）、又はアルミニウムであってもよい。仕切り６は、振動パネル３と同一又は異なる材料から構成されていてもよい。仕切り６を構成している材料の弾性率は、振動パネル３を構成している材料の弾性率よりも大きくてもよい。すなわち、仕切り６は、振動パネル３よりも弾性変形しにくくてもよい。方向Ｘ及び方向Ｙにおける仕切り６の端部はベース部５０に固定されている。本実施形態では、主面６２のうち方向Ｚにおいて端面５７と重なっている領域が、例えば接着剤によって端面５７に固定されている。

仕切り６は、少なくとも一つの貫通孔６７が形成されている領域Ａを有している。本実施形態では、複数の貫通孔６７が形成されている。領域Ａは、図２及び図４において一点鎖線により示されている。各貫通孔６７は、仕切り６によって区画された複数の空間同士を連通している。本実施形態では、各貫通孔６７は、主面６１から主面６２に向かって形成されており、第１空間８１と第２空間８２とを連通している。本実施形態では、各貫通孔６７は、方向Ｚから見て円形状を有している。円の半径は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。各貫通孔６７の形状は限定されず、方向Ｚから見て楕円形状、矩形状又は多角形状を有していてもよい。

本実施形態では、仕切り６は、方向Ｘに沿って並んでいる五つの貫通孔６７からなる列を、方向Ｙにおいて三列有している。仕切り６は、合計１５個の貫通孔６７を有しているが、貫通孔６７の個数は限定されない。以下では、貫通孔６７からなる各列を、方向Ｙにおいて端面６３に最も近い列から順に第１列、第２列、第３列として説明する。すなわち、方向Ｙにおいて端面６４に最も近い列が第３列となる。

本実施形態では、複数の貫通孔６７は、仕切り６の中央に寄って位置している。複数の貫通孔６７は、方向Ｘ及び方向Ｙにおいて、隣り合う貫通孔６７同士の間隔が等しくなるように位置している。複数の貫通孔６７の位置は限定されない。例えば、複数の貫通孔６７は、仕切り６の全体において不規則な位置に点在していてもよいし、仕切り６の中央よりも端面６３，６４，６５，６６に寄って位置していてもよい。

領域Ａは、複数の貫通孔６７が形成されている領域である。領域Ａは、図４に示すように、圧電振動子２と対向している。これにより、複数の貫通孔６７のうち少なくともいずれかが圧電振動子２と方向Ｚにおいて重なり得る。本実施形態では、第２列の各貫通孔６７は、その全体が圧電振動子２と重なっている。第１列及び第３列の各貫通孔６７は、その一部分が圧電振動子２と重なっている。

次に、振動パネル３から発生する音の音圧の調整手法、及び音響デバイス１の効果について説明する。図３に示すように、内部空間８０は、仕切り６によって第１空間８１及び第２空間８２に区画されている。第１空間８１は、振動パネル３、枠体４０及び仕切り６によって囲まれている。第２空間８２は、仕切り６及びベース部５０によって囲まれている。上述したように、第２空間８２は、第１空間８１よりも振動パネル３から離れて位置しているとともに、複数の貫通孔６７を介して第１空間８１と連通している。そのため、振動パネル３から発生する音は、第１空間８１及び複数の貫通孔６７を通って第２空間８２へと伝達される。

複数の貫通孔６７及び第２空間８２は、ヘルムホルツ共鳴器を構成している。このヘルムホルツ共鳴器のヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈは、次の式（１）により表される。

式（１）において、νは、音速である。Ｓは、方向Ｚから見たときの各貫通孔６７の面積の合計値である。Ｖは、第２空間８２の体積である。本実施形態では、体積Ｖは、底壁５１、側壁５２及び仕切り６によって囲まれた空間の体積である。Ｌは、方向Ｚにおける各貫通孔６７の長さである。本実施形態では、長さＬは、仕切り６の方向Ｚにおける厚みである。Ｒは、面積がＳである円の半径である。すなわち、半径Ｒは、Ｓ／πの平方根によって求められる。半径Ｒは、開口端補正値である。

振動パネル３から発生する音の音圧は、複数の貫通孔６７及び第２空間８２から構成されるヘルムホルツ共鳴器によって増大又は低減され得る。具体的には、振動パネル３から発生する音の振動周波数ｆ_０が、ヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈと一致する場合、振動パネル３から発生する音の音圧は上記ヘルムホルツ共鳴器によって増大される。したがって、振動周波数ｆ_０がヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈと一致するように音響デバイス１を設計することで、音響デバイス１から発生する音の音圧が大きくなり得る。本実施形態では、内部空間８０において音圧が増大された音は、隙間８５を通って音響デバイス１の外部へと放出される。

振動周波数ｆ_０がヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈよりも小さい場合、振動パネル３から発生する音の音圧は上記ヘルムホルツ共鳴器によって低減される。したがって、振動周波数ｆ_０がヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈよりも小さくなるように音響デバイス１を設計することで、音響デバイス１から発生する音の音圧が小さくなり得る。

ヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈは、式（１）を用いて上述したように、第２空間８２の体積Ｖ、各貫通孔６７の面積の合計値Ｓ、及び方向Ｚにおける各貫通孔６７の長さＬに応じて変化する。したがって、体積Ｖ、合計値Ｓ、及び長さＬを適宜調整して音響デバイス１を設計することにより、所望のヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈが実現され得る。体積Ｖは、例えば、ベース部５０の大きさを変更することにより調整され得る。合計値Ｓは、貫通孔６７の個数又は大きさを変更することにより調整され得る。長さＬは、仕切り６の厚みを変更することにより調整され得る。

本実施形態に係る音響デバイス１では、仕切り６によって内部空間８０が複数の空間に区画されている。区画された複数の空間は、少なくとも一つの貫通孔６７によって連通されている。そのため、振動パネル３から発生する音が、少なくとも一つの貫通孔６７を介して、仕切り６によって区画された空間に入り込む。音が入り込む少なくとも一つの貫通孔６７及び該貫通孔６７とつながっている空間は、ヘルムホルツ共鳴器を構成し音圧の増大又は低減を行い得る。したがって、本実施形態に係る音響デバイス１は、振動パネル３から発生する音の音圧を調整し得る。

圧電振動子２は、振動パネル３上に配置されている。仕切り６は、少なくとも一つの貫通孔６７が形成されている領域Ａを有している。領域Ａは、圧電振動子２と対向している。
領域Ａが圧電振動子２と対向している場合、領域Ａに形成されている少なくとも一つの貫通孔６７と、該貫通孔６７とつながっている空間とによって構成されるヘルムホルツ共鳴器に対して、振動パネル３から発生する音が入り込みやすい。したがって、上記ヘルムホルツ共鳴器による音圧の調整が効率的に行われ得る。

仕切り６には、少なくとも一つの貫通孔６７を含む複数の貫通孔６７が形成されている。
仕切り６に複数の貫通孔６７が形成されている場合、複数の貫通孔６７それぞれについて形状及び位置の調整を行うことが可能となる。そのため、所望のヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈを実現するための音響デバイス１の設計が容易となり得る。

仕切り６は、内部空間８０を二つの空間に区画している。筐体４は、二つの空間のうち一方の空間（第１空間８１）を振動パネル３とともに画定している枠体４０と、二つの空間のうち他方の空間（第２空間８２）を画定しているベース部５０とを有している。ベース部５０は、底壁５１、及び該底壁５１と交差する方向Ｚに延在している側壁５２を含んでいる。仕切り６は、平板形状を有しているとともに、側壁５２の端面５７上に配置されている。枠体４０は、仕切り６を端面５７と挟むように、仕切り６上に配置されている。
仕切り６を挟むように配置されている枠体４０とベース部５０とが別体であることにより、音響デバイス１の製造が容易となる。

＜第１変形例＞
図６を参照して、第１変形例に係る音響デバイス１００について説明する。図６は、第１変形例に係る音響デバイス１００の断面構成を示す図である。図６に示す断面は、音響デバイス１００を方向Ｘ及び方向Ｚに沿う面で切断したときの断面である。音響デバイス１００の説明では、上述した音響デバイス１と異なる点を主に説明し、共通する点については説明を省略する場合がある。

音響デバイス１００は、吸音部材７０を備えている点で音響デバイス１と異なっている。吸音部材７０は、振動パネル３から内部空間８０に伝達された音を吸収する。本変形例では、吸音部材７０は、底壁５１の内面及び側壁５２の内面に配置されている。底壁５１の内面とは、底壁５１の表面のうち内部空間８０に面する部分をいう。側壁５２の内面とは、側壁５２の表面のうち内部空間８０に面する部分をいう。本実施形態では、吸音部材７０は、底壁５１の内面及び側壁５２の内面の全域に配置されている。吸音部材７０は、底壁５１の内面及び側壁５２の内面の全域に配置されていなくてもよい。例えば、吸音部材７０は、底壁５１の内面のうち方向Ｚにおいて圧電振動子２と重なる領域のみに配置されていてもよい。吸音部材７０は、例えば接着剤によって底壁５１の内面及び側壁５２の内面に固定されている。吸音部材７０は、枠壁４１の内面に配置されていてもよい。枠壁４１の内面とは、枠壁４１の表面のうち内部空間８０に面する部分をいう。

吸音部材７０は、多孔質吸音材であってもよい。多孔質吸音材とは、ベースとなる部材の内部に多数の孔が形成されている吸音材である。吸音部材７０を構成している材料は、ウレタン樹脂、又はエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）であってもよい。吸音部材７０の厚みは、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。

音響デバイス１００における、ヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_Ｈを求める際の体積Ｖは、第２空間８２の体積から吸音部材７０の体積を減算した値であってもよい。すなわち、体積Ｖは、底壁５１、側壁５２及び仕切り６によって囲まれた空間の体積から、吸音部材７０の体積を減算した値であってもよい。

＜第２変形例＞
図７を参照して、第２変形例に係る音響デバイス２００について説明する。図７は、第２変形例に係る音響デバイス２００の断面構成を示す図である。図７に示す断面は、音響デバイス２００を方向Ｘ及び方向Ｚに沿う面で切断したときの断面である。音響デバイス２００の説明では、上述した音響デバイス１と異なる点を主に説明し、共通する点については説明を省略する場合がある。

音響デバイス２００は、主に、圧電振動子２が内側主面３２上に配置され内部空間８０に位置している点で音響デバイス１と異なっている。音響デバイス２００における圧電振動子２の向きは、音響デバイス１における圧電振動子２の向きと異なっている。具体的には、圧電振動子２が反転しており、主面２１が主面２２よりも方向Ｚにおいて下側に位置している。主面２１は、方向Ｚにおいて仕切り６と対向している。

枠体４０は、一対のリード線２６がそれぞれ挿通されている一対の貫通孔４９を有している。図７においては、一対の貫通孔４９のうち一方のみを図示しているが、紙面奥側に他方の貫通孔４９が存在している。各貫通孔４９は、方向Ｘに沿って延びており、内部空間８０と音響デバイス２００の外部空間とを連通している。貫通孔４９の個数及び形状は、限定されない。枠体４０は、複数のリード線２６がまとめて挿通される一つの貫通孔を有していてもよいし、本変形例のように複数のリード線２６がそれぞれ挿通される複数の貫通孔を有していてもよい。

本変形例では、各貫通孔４９は、壁部４５に形成されている。各貫通孔４９の位置は、限定されない。各貫通孔４９は、壁部４２，４３，４４に形成されていてもよい。各貫通孔４９は、端面４６に形成された切欠きであってもよい。各貫通孔４９が端面４６に形成された切欠きである場合、各貫通孔４９に挿通された各リード線２６は、枠壁４１と振動パネル３との間に配置される。この場合、各リード線２６が振動パネル３に接触することによって振動パネル３の振動が阻害されないように、各貫通孔４９の大きさを各リード線２６の径よりも大きくし、各リード線２６が振動パネル３に接触しないようにしてもよい。各貫通孔４９は、端面４７に形成された切欠きであってもよい。各貫通孔４９が端面４７に形成された切欠きである場合、各貫通孔４９に挿通された各リード線２６は、枠壁４１と仕切り６との間に配置される。

第２変形例では、振動パネル３は、内部空間８０に面する内側主面３２を有している。圧電振動子２は、内側主面３２上に配置されている。
圧電振動子２が内側主面３２上に配置されている場合、圧電振動子２は内部空間８０に位置する。そのため、例えば音響デバイス２００の外部からの衝撃から、振動パネル３及び筐体４によって圧電振動子２が保護される。

枠体４０には、圧電振動子２に電気的に接続されている配線（リード線２６）が挿通されている貫通孔４９が形成されている。
貫通孔４９が枠体４０に形成されている場合、配線が接続されている圧電振動子２が内部空間８０に位置していても、配線が内部空間８０から貫通孔４９を介して音響デバイス２００の外部空間へと配置される。したがって、圧電振動子２及び配線の配置自由度が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

例えば、音響デバイス１の形状は、立方体形状又は円柱形状であってもよい。音響デバイス１の形状が立方体形状又は円柱形状である場合、振動パネル３及び仕切り６の形状は、方向Ｚから見て正方形状又は円形状であってもよい。

上記実施形態及び変形例では、枠体４０は、ベース部５０と別体に形成されているが、枠体４０は、ベース部５０と一体に形成されていてもよい。上記実施形態及び変形例では、仕切り６は、枠体４０及びベース部５０と別体に形成されているが、仕切り６は、枠体４０及びベース部５０の少なくともいずれか一方と一体に形成されていてもよい。

上記実施形態及び変形例では、仕切り６は、ＸＹ平面に対して平行に配置されているが、ＸＹ平面に対して傾斜して配置されていてもよい。

上記第２変形例では、各リード線２６は、各貫通孔４９に挿通されているが、各貫通孔４９に挿通されずに振動パネル３と枠体４０とに挟まれるように配置されてもよいし、枠体４０と仕切り６とに挟まれるように配置されてもよい。各リード線２６は、隙間８５を通るように配置されてもよい。

１，１００，２００…音響デバイス、２…圧電振動子、３…振動パネル、４…筐体、６…仕切り、２１，２２…主面、２５…配線部材、２６…リード線、３１…外側主面、３２…内側主面、３３，３４，３５，３６…端面、４０…枠体、４１…枠壁、４２，４３，４４，４５…壁部、４６，４７…端面、４９…貫通孔、５０…ベース部、５１…底壁、５２…側壁、５３，５４，５５，５６…壁部、５７…端面、６１，６２…主面、６３，６４，６５，６６…端面、６７…貫通孔、７０…吸音部材、８０…内部空間、８１…第１空間、８２…第２空間、８５…隙間、Ａ…領域。

Claims (6)

1. 圧電振動子と、
   圧電振動子によって振動する振動パネルと、
   前記振動パネルとともに内部空間を画定している筐体と、
   前記振動パネルと対向するように配置されており、前記内部空間を複数の空間に区画する仕切りと、を備え、
   前記仕切りには、前記複数の空間同士を連通する少なくとも一つの貫通孔が形成されている、
   音響デバイス。
2. 前記圧電振動子は、前記振動パネル上に配置されており、
   前記仕切りは、前記少なくとも一つの貫通孔が形成されている領域を有し、該領域は、前記圧電振動子と対向している、
   請求項１に記載の音響デバイス。
3. 前記仕切りには、前記少なくとも一つの貫通孔を含む複数の貫通孔が形成されている、
   請求項１又は２に記載の音響デバイス。
4. 前記振動パネルは、前記内部空間に面する内側主面を有し、
   前記圧電振動子は、前記内側主面上に配置されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の音響デバイス。
5. 前記仕切りは、前記内部空間を二つの空間に区画し、
   前記筐体は、前記二つの空間のうち一方の空間を前記振動パネルとともに画定している枠体と、前記二つの空間のうち他方の空間を画定しているベース部とを有し、
   前記ベース部は、底壁、及び該底壁と交差する方向に延在している側壁を含んでおり、
   前記仕切りは、平板形状を有しているとともに、前記側壁の端面上に配置されており、
   前記枠体は、前記仕切りを前記端面と挟むように、前記仕切り上に配置されている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の音響デバイス。
6. 前記枠体には、前記圧電振動子に電気的に接続されている配線が挿通されている貫通孔が形成されている、
   請求項５に記載の音響デバイス。
   
   

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