JP6027827B2 - 音響発生器、音響発生装置および電子機器 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、音響発生器、音響発生装置および電子機器に関する。

従来、圧電素子を用いた音響発生器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる音響発生器は、振動板に取り付けた圧電素子に電圧を印加して振動させることによって振動板を振動させ、かかる振動の共振を積極的に利用することで音響を出力するものである。

また、かかる音響発生器は、振動板に樹脂フィルムなどの薄膜を用いることができるため、一般的な電磁式スピーカなどに比べて薄型かつ軽量に構成することが可能である。

なお、振動板に薄膜を用いる場合、薄膜は、優れた音響変換効率を得られるように、たとえば一対の枠部材によって厚み方向から挟持されることによって均一に張力をかけられた状態で支持されることが求められる。

特開２００４−０２３４３６号公報

しかしながら、上記した従来の音響発生器は、均一に張力がかけられた振動板の共振を積極的に利用するが故に、音圧の周波数特性においてピーク（周囲よりも音圧が高い部分）およびディップ（周囲よりも音圧が低い部分）が生じやすく、良質な音質を得にくいという問題があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる音響発生器、音響発生装置および電子機器を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る音響発生器は、励振器と、扁平な振動体と、ダンピング材とを備える。前記励振器は、電気信号が入力されて振動する。前記振動体は、前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する。前記ダンピング材は、気孔を介在させながら前記振動体および前記励振器と一体化するように取り付けられている。また、前記ダンピング材は、前記気孔が前記励振器の近傍に分布するように取り付けられている。

実施形態の一態様によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

図１Ａは、基本的な音響発生器の概略構成を示す模式的な平面図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。 図２は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。 図３Ａは、実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な断面図である。 図３Ｂは、ボイドの形成例を示す模式図（その１）である。 図３Ｃは、ボイドの形成例を示す模式図（その２）である。 図３Ｄは、ボイドの形成例を示す模式図（その３）である。 図３Ｅは、ボイドの形成例を示す模式図（その４）である。 図３Ｆは、ボイドの形成例を示す模式図（その５）である。 図４Ａは、ボイドの分布領域を示す模式的な平面図（その１）である。 図４Ｂは、ダンピング材の配置形態を示す模式的な断面図である。 図４Ｃは、ボイドの分布領域を示す模式的な平面図（その２）である。 図４Ｄは、ダンピング材の配置形態を示す模式的な平面図（その１）である。 図４Ｅは、ダンピング材の配置形態を示す模式的な平面図（その２）である。 図４Ｆは、ボイドの分布領域を示す模式的な平面図（その３）である。 図４Ｇは、ダンピング材の配置形態を示す模式的な平面図（その３）である。 図４Ｈは、ダンピング材の配置形態を示す模式的な平面図（その４）である。 図５Ａは、第１の変形例に係る音響発生器の構成を示す模式的な断面図である。 図５Ｂは、第２の変形例に係る音響発生器の構成を示す模式的な断面図である。 図６Ａは、実施形態に係る音響発生装置の構成を示す図である。 図６Ｂは、実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、実施形態に係る音響発生器１の説明に先立って、基本的な音響発生器１’の概略構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、音響発生器１’の概略構成を示す模式的な平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。

なお、説明を分かりやすくするために、図１Ａおよび図１Ｂには、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１部とその他とは同様の構成であるものとする。

また、図１Ａにおいては、樹脂層７（後述）の図示を省略している。また、説明を分かりやすくするために、図１Ｂは、音響発生器１’を厚み方向（Ｚ軸方向）に大きく誇張して示している。

図１Ａに示すように、音響発生器１’は、枠体２と、振動板３と、圧電素子５とを備える。なお、図１Ａに示すように、以下の説明では、圧電素子５が１個である場合を例示するが、圧電素子５の個数を限定するものではない。

枠体２は、矩形の枠状で同一形状を有する２枚の枠部材によって構成されており、振動板３の周縁部を挟み込んで振動板３を支持する支持体として機能する。振動板３は、板状やフィルム状の形状を有しており、その周縁部が枠体２に挟み込まれて固定され、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持される。

なお、振動板３のうち枠体２の内周よりも内側の部分、すなわち、振動板３のうち枠体２に挟み込まれておらず自由に振動することができる部分を振動体３ａとする。すなわち、振動体３ａは、枠体２の枠内において略矩形状をなす部分である。

また、振動板３は、樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、厚さ１０〜２００μｍ程度のポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムで振動板３を構成することができる。

また、枠体２の厚みや材質などについても、特に限定されるものではなく、金属や樹脂など種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ１００〜１０００μｍ程度のステンレス製のものなどを枠体２として好適に用いることができる。

なお、図１Ａには、その内側の領域の形状が略矩形状である枠体２を示しているが、平行四辺形、台形および正ｎ角形といった多角形であってもよい。本実施形態では、図１Ａに示すように、略矩形状であるものとする。

また、上述の説明では、枠体２を２枚の枠部材によって構成し、かかる２枚の枠部材で振動板３の周縁部を挟み込んで支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、枠体２を１枚の枠部材で構成し、かかる枠体２へ振動板３の周縁部を接着固定して支持することとしてもよい。

圧電素子５は、振動体３ａの表面に貼り付けられるなどして設けられ、電圧の印加を受けて振動することによって振動体３ａを励振する励振器である。

かかる圧電素子５は、図１Ｂに示すように、たとえば、４層のセラミックスからなる圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、３層の内部電極層５ｅが交互に積層された積層体と、かかる積層体の上面および下面に形成された表面電極層５ｆ、５ｇと、内部電極層５ｅが露出した側面に形成された外部電極５ｈ、５ｊとを備える。また、外部電極５ｈ、５ｊには、リード端子６ａ、６ｂが接続される。

なお、圧電素子５は板状であり、上面側および下面側の主面が長方形状または正方形状といった多角形をなしている。また、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、図１Ｂに矢印で示すように分極されている。すなわち、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが厚み方向（図のＺ軸方向）における一方側と他方側とで逆転するように分極されている。

そして、リード端子６ａ、６ｂを介して圧電素子５に電圧が印加されると、たとえば、ある瞬間において、振動体３ａに接着された側の圧電体層５ｃ、５ｄは縮み、圧電素子５の上面側の圧電体層５ａ、５ｂは延びるように変形する。よって、圧電素子５に交流信号を与えることにより、圧電素子５が屈曲振動し、振動体３ａに屈曲振動を与えることができる。

また、圧電素子５は、その主面が、振動体３ａの主面と、エポキシ系樹脂等の接着剤により接合されている。

なお、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを構成する材料には、ＰＺＴ（lead zirconate titanate）、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、従来から用いられている圧電セラミックスを用いることができる。

また、内部電極層５ｅの材料としては、種々の金属材料を用いることができる。たとえば、銀とパラジウムとからなる金属成分と、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを構成するセラミック成分とを含有した場合、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと内部電極層５ｅとの熱膨張差による応力を低減することができるので、積層不良のない圧電素子５を得ることができる。

また、リード端子６ａ、６ｂは、種々の金属材料を用いて形成することができる。たとえば、銅またはアルミニウムなどの金属箔を樹脂フィルムで挟んだフレキシブル配線を用いてリード端子６ａ、６ｂを構成すると、圧電素子５の低背化を図ることができる。

また、図１Ｂに示すように、音響発生器１’は、枠体２の枠内において圧電素子５および振動体３ａの表面に被せるように配置されて、振動体３ａおよび圧電素子５と一体化された樹脂層７をさらに備える。

樹脂層７は、たとえば、アクリル系樹脂を用いてヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲程度となるように形成されることが好ましい。なお、かかる樹脂層７に圧電素子５を埋設することで適度なダンピング効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑えることができる。

また、図１Ｂには、樹脂層７が、枠体２と同じ高さとなるように形成された状態を示しているが、圧電素子５が埋設されていればよく、たとえば、樹脂層７が枠体２の高さよりも高くなるように形成されてもよい。

また、図１Ｂでは、圧電素子５として、バイモルフ型の積層型圧電素子を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、伸縮する圧電素子５を振動体３ａに貼り付けたユニモルフ型であっても構わない。

ところで、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、振動体３ａは、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持されている。このような場合、圧電素子５の振動に誘導された共振に起因するピークディップや歪みが生じるために、特定の周波数において音圧が急激に変化し、音圧の周波数特性が平坦化しづらい。

かかる点を、図２に図示する。図２は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。図１Ａの説明で既に述べたように、振動体３ａは、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持されている。したがって、振動体３ａは、全体として均一なヤング率を有しているといえる。

しかしながら、このような場合、振動体３ａの共振によって特定の周波数にピークが集中して縮退するため、図２に示すように、周波数領域全体にわたって急峻なピークやディップが散在して生じやすい。

一例として、図２において破線の閉曲線ＰＤで囲んで示した部分に着目する。このようなピークが生じる場合、周波数によって音圧にばらつきが生じることとなるため、良好な音質を得にくくなる。

こうした場合、図２に示すように、ピークＰの高さを下げ（図中の矢印２０１参照）、かつ、ピーク幅を広げ（図中の矢印２０２参照）、ピークＰやディップ（図示略）を小さくするような方策をとることが有効である。

そこで、本実施形態では、まず、振動体３ａに対して、ダンピング材８（後述）による機械的な振動損失を与えることによって、ピークＰの高さを下げることとした。

さらに、本実施形態では、気孔、いわゆる「ボイド」をあえて介在させながらダンピング材８を振動体３ａに対して取り付けることによって、ダンピング材８と振動体３ａとの界面に沿ってヤング率の異なる領域を点在させ、共振周波数が部分的に揃わなくなるようにした。そして、これにより、共振モードの縮退を解いて分散させ、ピークＰの高さを下げるとともに、ピーク幅を広げることとした。

以下、実施形態に係る音響発生器１について、具体的に図３Ａ〜図４Ｈを用いて順次説明する。まず、図３Ａは、実施形態に係る音響発生器１の構成を示す模式的な断面図である。

なお、説明を分かりやすくするため、図３Ａをはじめとする以下の図面では、ボイドＶの大きさを誇張して示している。また、図３Ａを含め、以下では、模式的な断面図を示す場合があるが、そのいずれも図１ＡのＡ−Ａ’線で切った模式的な断面図であるものとする。

図３Ａに示すように、音響発生器１は、図１Ａおよび図１Ｂに示した音響発生器１’に加えて、ダンピング材８を備える。なお、図３Ａには、２個のダンピング材８を例示しているが、その個数を限定するものではない。

ダンピング材８は、機械的損失を有するものであればよいが、機械的損失係数が高い、言い換えれば、機械的品質係数（いわゆる、メカニカルＱ）が低い部材であることが望ましい。

このようなダンピング材８は、たとえば、種々の弾性体を用いて形成することができるが、柔らかく変形しやすいことが望ましいため、ウレタンゴム等のゴム材料を用いて好適に形成することができる。

また、たとえば、ダンピング材８は、図３Ａに示すように、振動体３ａの圧電素子５が取り付けられている側とは反対側の主面に取り付けられて、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層７と一体化され、一体的に振動する複合振動体を構成する。

そして、このようにダンピング材８を設けることによって、振動体３ａとダンピング材８との界面は、ダンピング材８による振動損失を受け、共振現象が抑制されることとなる。

また、図３Ａに示すように、本実施形態では、さらにボイドＶを介在させながらダンピング材８を振動体３ａに対して取り付けている。かかるボイドＶを介在させることにより、ダンピング材８と振動体３ａとの界面に沿ってヤング率の異なる領域を点在させ、共振周波数を部分的に揃わなくなるようにすることができる。

すなわち、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。言い換えれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

なお、ボイドＶの大きさの一例としては、ボイドＶがダンピング材８の厚み方向（Ｚ軸方向）に重なる場合を想定して、ダンピング材８全体の厚みの半分よりも小さい程度であることが好ましい。

また、ボイドＶの外形状の代表例としては、円形が挙げられるが、その他の形状であっても構わない。なお、ボイドＶの分布形態（見方を変えれば、ダンピング材８の配置形態）については、図４Ａ〜図４Ｈを用いて後述する。

次に、図３Ｂ〜図３Ｆを用いて、ボイドＶの形成例について説明する。図３Ｂ〜図３Ｆは、ボイドＶの形成例を示す模式図（その１）〜（その５）である。なお、図３Ｃは、図３Ｂに示すＭ１部の拡大図になっている。

図３Ｂに示すように、ボイドＶは、たとえば、ダンピング材８を振動体３ａへ取り付けるにあたり、ダンピング材８に塗布形成される接着剤層ａｄに対して設けることができる。

ここで、接着剤層ａｄには、たとえば、エポキシ樹脂系の２液混合型の接着剤を用いることとしたうえで、あえて空気をまき込むように２液を混練することによってボイドＶを設けることができる。

なお、このように、接着剤層ａｄにボイドＶを設ける場合、ボイドＶは振動体３ａの平面方向に略平行に分布されることとなる。すなわち、ダンピング材８と振動体３ａの界面に沿ってヤング率の異なる領域を点在させることができるので、かかる界面で共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

また、図３Ｃに示すように、ボイドＶはその内部に、ボイドＶの内壁と異なる組成の組成物Ｖａをあえて含むように設けられてもよい。たとえば、ポア材のカーボン粉末とともにＰＶＡ（polyvinyl alcohol）を入れて硬化させることによって、ボイドＶの内部にＰＶＡを揮発させずに組成物Ｖａとして残留させることができる。

このとき、図３Ｃに示すように、ボイドＶは、その内壁の少なくとも一部が、組成物Ｖａによって覆われていればよい。これにより、ダンピング材８と振動体３ａとの界面に沿って複数のヤング率の異なる領域を点在させることができるので、かかる界面で共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

また、図３Ｄに示すように、ボイドＶは、ダンピング材８の表面に開口された開気孔として形成されたうえで、ダンピング材８が接着剤層ａｄを介して振動体３ａへ取り付けられることによって、ダンピング材８と振動体３ａとの界面に沿って閉じられた閉気孔として設けられてもよい。

また、図３Ｅに示すように、たとえば、ピンホールのような気孔として用いることができる孔部があらかじめ形成された孔付きダンピング材８ａと孔無しダンピング材８ｂとを、接着剤層ａｄを挟みつつ積層することによってボイドＶを設けることとしてもよい。

なお、図３Ｄや図３Ｅに示すように、ダンピング材８へ直接ボイドＶを設ける場合、かかるボイドＶの形成や、ボイドＶのもたらす効果をみながらの調整（いわゆる、チューニング）が容易に行えるというメリットもある。

また、図３Ｆに示すように、ボイドＶは、これまで説明した形成例の組み合わせによって厚み方向に多段に設けられてもよい。また、図３Ｆに示すように、ボイドＶは、ダンピング材８の表面に開口された開気孔として設けられてもよい。また、図３ＦにＭ２部として示すように、複数個のボイドＶが連接されていても構わない。

次に、ボイドＶの分布領域について、図４Ａ〜図４Ｈを用いて説明する。なお、ここに言うボイドＶの分布領域とは、音響発生器１を平面透視した場合にボイドＶが分布している音響発生器１の部分領域を指すものとする。

なお、ここで見方を変えれば、ボイドＶの分布領域とは、ダンピング材８がどこに配置されるかというダンピング材８の配置形態でもある。そこで、図４Ａ〜図４Ｈを用いた説明では、あわせてダンピング材８の配置形態についても説明する。

なお、かかる説明においては特に明記しない限り、ボイドＶは、振動体３ａとの接触面となるダンピング材８の主面に沿ってくまなく設けられているものとする。また、図４Ａ〜図４Ｈでは、説明に必要となる場合を除いてボイドＶの図示を省略している。また、図４Ａ、図４Ｃおよび図４Ｆでは、ボイドＶの分布領域を斜線で塗りつぶした斜線領域として明示する。

まず、ボイドＶは、圧電素子５の近傍に分布させることが好ましい。これは、振動源である圧電素子５の近傍により多くのボイドＶを設けることで、振動源の振動によって発生する応力をボイドＶの近辺に集中させることができるためである。

これにより、ボイドＶの近辺の局所的な歪みを大きくできるので、振動によって発生するエネルギーの一部をボイドＶで吸収でき、振動を効果的に損失させることができる。したがって、振動体３ａの共振をなだらかにすることができ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。

ここで、圧電素子５の「近傍」について具体的に説明する。図４Ａは、ボイドＶの分布領域を示す模式的な平面図（その１）であり、図４Ｂは、ダンピング材８の配置形態を示す模式的な断面図である。

図４Ａに斜線領域として示すように、ボイドＶは、平面透視した場合に圧電素子５と重なる部分領域に対して分布されることが好ましい。

この場合、ダンピング材８は、かかる圧電素子５と重なる部分領域に対してボイドＶが分布するように取り付けられればよい。たとえば、圧電素子５の主面と略同一面積の主面を有するダンピング材８を、図４Ｂに示すように、圧電素子５のちょうど裏側に位置付くように取り付ければよい。

また、図４Ｃは、ボイドＶの分布領域を示す模式的な平面図（その２）であり、図４Ｄおよび図４Ｅは、ダンピング材８の配置形態を示す模式的な平面図（その１）および（その２）である。

図４Ｃに斜線領域として示すように、ボイドＶは、平面透視した場合の圧電素子５の輪郭に沿った部分領域に対して分布されてもよい。

この場合、ダンピング材８は、かかる圧電素子５の輪郭に沿った部分領域に対してボイドＶが分布するように取り付けられればよい。たとえば、図４Ｄのダンピング材８に示すように、圧電素子５の輪郭に外側から接するようにダンピング材８を取り付ければよい。また、図４Ｄのダンピング材８’に示すように、圧電素子５の輪郭を跨ぐように取り付けられてもよい。

また、図４Ｅに示すように、圧電素子５の輪郭に内側から接するようにダンピング材８を取り付けてもよい。なお、図４Ｄおよび図４Ｅでは、圧電素子５の輪郭を形成する各辺に１個ずつのダンピング材８あるいは８’を割り当てている例を示したが、たとえば、矩形の枠状のダンピング材８を１個、圧電素子５の輪郭に沿った部分領域全体に取り付けることとしてもよい。また、圧電素子５の輪郭に沿った四方すべてではなく、輪郭の任意の辺にのみ取り付けていてもよい。

また、図４Ｆは、ボイドＶの分布領域を示す模式的な平面図（その３）であり、図４Ｇおよび図４Ｈは、ダンピング材８の配置形態を示す模式的な平面図（その３）および（その４）である。

図４Ｆに斜線領域として示すように、ボイドＶは、平面透視した場合の枠体２と振動体３ａとの境界に沿った部分領域に対して分布されてもよい。この場合、振動の節となる枠体２の周辺での振動の伝播をボイドＶが押さえ込むため、圧電素子５からの振動の入射速度と反射速度とにずれを生じさせることができる。

したがって、振動体３ａの表面および内部で共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができるので、良好な周波数特性を得ることができる。

この図４Ｆに示す例の場合、ダンピング材８は、かかる枠体２と振動体３ａとの境界に沿った部分領域に対してボイドＶが分布するように取り付けられればよい。たとえば、図４Ｇに示すように、枠体２と振動体３ａとの境界を形成する辺のそれぞれに内側から接するようにダンピング材８を取り付ければよい。

また、図４Ｈに示すように、枠体２と振動体３ａとの境界、および、圧電素子５の輪郭の間の空隙を埋めるようにダンピング材８を取り付けてもよい。かかる場合、ボイドＶは、これまで説明したようにダンピング材８の主面に沿ってくまなく設けられている必要は必ずしもない。たとえば、図４ＨのボイドＶのように、少なくとも枠体２と振動体３ａとの境界、あるいは、圧電素子５の輪郭に沿って設けられていれば足りる。

ところで、これまでは、ダンピング材８が、ボイドＶを介在させながら振動体３ａに対して取り付けられる場合を例に挙げて説明してきたが、これに限られるものではない。たとえば、ダンピング材８は、同じくボイドＶを介在させながら樹脂層７の表面に取り付けられてもよい。

かかる変形例について、図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、第１の変形例に係る音響発生器１ＡＡの構成を示す模式的な断面図であり、図５Ｂは、第２の変形例に係る音響発生器１ＡＢの構成を示す模式的な断面図である。

図５Ａに示す音響発生器１ＡＡのように、ダンピング材８は、ボイドＶを介在させながら樹脂層７の表面に取り付けられてもよい。

このように、樹脂層７の表面にダンピング材８を取り付けることによっても、振動体３ａに対し、樹脂層７を介してダンピング材８による振動損失を与えることができるので、共振現象を抑制することができる。

また、樹脂層７とダンピング材８との界面に沿ってヤング率の異なる領域を点在させることができるので、共振周波数を部分的に揃わなくさせ、共振点の音圧のピークＰをばらつかせることができる。すなわち、音圧の周波数特性を平坦化させ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

なお、図５Ａには、ボイドＶを介在させたダンピング材８が、枠体２と振動体３ａとの境界、および、圧電素子５の輪郭の間の空隙を埋めるように樹脂層７の表面に取り付けられた配置形態（図４Ｈ参照）を示した。

また、図５Ｂに示す音響発生器１ＡＢのように、たとえば、ユニモルフ型の圧電素子５が、振動体３ａの両面に取り付けられるような場合、振動体３ａの下面側にも樹脂層７を形成し、かかる樹脂層７の表面にダンピング材８を取り付けてもよい。

かかる場合によっても、樹脂層７とダンピング材８との界面に沿ってヤング率の異なる領域を点在させることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

なお、図５Ｂには、ボイドＶを介在させたダンピング材８が、平面透視した場合に圧電素子５と重なる部分領域に対して取り付けられた配置形態（図４Ａおよび図４Ｂ参照）を示した。

次に、これまで説明してきた実施形態に係る音響発生器１を搭載した音響発生装置および電子機器について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施形態に係る音響発生装置２０の構成を示す図であり、図６Ｂは、実施形態に係る電子機器５０の構成を示す図である。なお、両図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

音響発生装置２０は、いわゆるスピーカのような発音装置であり、図６Ａに示すように、たとえば、音響発生器１と、音響発生器１を収容する筐体３０を備える。筐体３０は、音響発生器１の発する音響を内部で共鳴させるとともに、筐体３０に形成された図示せぬ開口から音響を外部へ放射する。このような筐体３０を有することにより、たとえば低周波数帯域における音圧を高めることができる。

また、音響発生器１は、種々の電子機器５０に搭載することができる。たとえば、次に示す図６Ｂでは、電子機器５０が、携帯電話やタブレット端末のような携帯端末装置であるものとする。

図６Ｂに示すように、電子機器５０は、電子回路６０を備える。電子回路６０は、たとえば、コントローラ５０ａと、送受信部５０ｂと、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄとから構成される。電子回路６０は、音響発生器１に接続されており、音響発生器１へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器１は電子回路６０から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。

また、電子機器５０は、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆと、音響発生器１とを備える。また、電子機器５０は、これら各デバイスを収容する筐体４０を備える。

なお、図６Ｂでは、１つの筐体４０にコントローラ５０ａをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路６０と音響発生器１とが、１つの筐体４０に収容されていればよい。

コントローラ５０ａは、電子機器５０の制御部である。送受信部５０ｂは、コントローラ５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送受信などを行う。

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、コントローラ５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。

そして、音響発生器１は、電子機器５０における音響出力デバイスとして動作する。なお、音響発生器１は、電子回路６０のコントローラ５０ａに接続されており、コントローラ５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。

ところで、図６Ｂでは、電子機器５０が携帯用端末装置であるものとして説明を行ったが、電子機器５０の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、「話す」といった音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。

また、図６Ａおよび図６Ｂに示した音響発生器１に代わり、音響発生器１ＡＡ（図５Ａ参照）あるいは音響発生器１ＡＢ（図５Ｂ参照）を搭載できることは言うまでもない。

上述してきたように、実施形態に係る音響発生器は、励振器（圧電素子）と、扁平な振動体と、ダンピング材とを備える。上記励振器は、電気信号が入力されて振動する。上記振動体は、上記励振器が取り付けられており、かかる励振器の振動によってこの励振器とともに振動する。上記ダンピング材は、気孔（ボイド）を介在させながら上記振動体および上記励振器と一体化するように取り付けられる。

したがって、実施形態に係る音響発生器によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

なお、上述した実施形態では、枠体の内側の領域の形状が略矩形状である場合を例に挙げ、多角形であればよいこととしたが、これに限られるものではなく、円形や楕円形であってもよい。

また、上述した実施形態では、枠体の枠内において圧電素子および振動体を覆ってしまうように樹脂層を形成する場合を例に挙げたが、かかる樹脂層を必ずしも形成しなくともよい。

また、上述した実施形態では、樹脂フィルムなどの薄膜で振動板を構成する場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、板状の部材で構成することとしてもよい。

また、上述した実施形態では、振動体を支持する支持体が枠体であり、振動体の周縁を支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、振動体の長手方向あるいは短手方向の両端のみを支持することとしてもよい。

また、上述した実施形態では、励振器が圧電素子である場合を例に挙げて説明したが、励振器としては、圧電素子に限定されるものではなく、電気信号が入力されて振動する機能を有しているものであればよい。

たとえば、スピーカを振動させる励振器としてよく知られた、動電型の励振器や、静電型の励振器や、電磁型の励振器であっても構わない。

なお、動電型の励振器は、永久磁石の磁極の間に配置されたコイルに電流を流してコイルを振動させるようなものであり、静電型の励振器は、向き合わせた２つの金属板にバイアスと電気信号とを流して金属板を振動させるようなものであり、電磁型の励振器は、電気信号をコイルに流して薄い鉄板を振動させるようなものである。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１’、１ＡＡ、１ＡＢ 音響発生器
２ 枠体
３ 振動板
３ａ 振動体
５ 圧電素子
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 圧電体層
５ｅ 内部電極層
５ｆ、５ｇ 表面電極層
５ｈ、５ｊ 外部電極
６ａ、６ｂ リード端子
７ 樹脂層
８、８’ ダンピング材
８ａ 孔付きダンピング材
８ｂ 孔無しダンピング材
２０ 音響発生装置
３０、４０ 筐体
５０ 電子機器
５０ａ コントローラ
５０ｂ 送受信部
５０ｃ キー入力部
５０ｄ マイク入力部
５０ｅ 表示部
５０ｆ アンテナ
６０ 電子回路
Ｐ ピーク
Ｖ ボイド
Ｖａ 組成物
ａｄ 接着剤層

Claims (11)

1. 電気信号が入力されて振動する励振器と、
   前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する扁平な振動体と、
   気孔を介在させながら前記振動体および前記励振器と一体化するように取り付けられているダンピング材と
   を備え、
   前記ダンピング材は、
   前記気孔が前記励振器の近傍に分布するように取り付けられていること
   を特徴とする音響発生器。
2. 前記気孔は、
   前記ダンピング材および該ダンピング材に塗布形成された接着剤層の双方またはいずれか一方に設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
3. 前記ダンピング材は、
   平面透視した場合に前記励振器と重なる部分領域に対して前記気孔が分布するように取り付けられていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の音響発生器。
4. 前記ダンピング材は、
   平面透視した場合の前記励振器の輪郭に沿った部分領域に対して前記気孔が分布するように取り付けられていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の音響発生器。
5. 電気信号が入力されて振動する励振器と、
   前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する扁平な振動体と、
   気孔を介在させながら前記振動体および前記励振器と一体化するように接着剤層を介して取り付けられているダンピング材と
   を備え、
   前記気孔は、
   前記接着剤層に設けられており、該気孔の内壁の少なくとも一部が、該内壁と異なる組成の組成物によって覆われるように設けられていること
   を特徴とする音響発生器。
6. 前記振動体を支持する支持体
   をさらに備え、
   前記ダンピング材は、
   平面透視した場合の前記支持体と前記振動体との境界に沿って前記気孔が分布するように取り付けられていること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の音響発生器。
7. 前記気孔は、
   前記ダンピング材が取り付けられた際に前記振動体の平面方向に略平行に分布するように設けられていること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の音響発生器。
8. 前記振動体は、樹脂フィルムからなること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の音響発生器。
9. 前記励振器は、バイモルフ型の積層型圧電素子であること
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の音響発生器。
10. 請求項１〜９のいずれか一つに記載の音響発生器と、
    該音響発生器を収容する筐体と
    を備えていることを特徴とする音響発生装置。
11. 請求項１〜９のいずれか一つ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、
    該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体と
    を備え、
    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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