JP7360002B2 - ＳｏＴモジュール - Google Patents
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Description
本発明は、矩形平板に形成された圧電素子を備えるＳｏＴモジュールに関する。
音響分野では、一般的にコイルによるダイナミックスピーカが用いられる。ダイナミックスピーカは、低音域であっても十分な音圧を発生させることができるが、その重量や容積が大きくなり、消費電力も大きいため、用途が限定される。一方、圧電素子を用いた圧電スピーカの応用が進められている（例えば特許文献１参照）。圧電スピーカは、嵩張らず、重量も小さく、消費電力も小さいため、ダイナミックスピーカの適用が難しい用途にも使える。
しかしながら、圧電スピーカでは、中低音域で十分な音圧が得られ難い。その結果、全体的に音圧も小さくなる場合が多い。この弱点を克服できれば、圧電モジュールは、テレビ番組、映画、音楽等を鑑賞するスピーカに止まらず、様々な用途に応用できる。中低音域で十分な音圧を得られる圧電モジュールは、孔や空洞のような音響構造を持たない物であっても振動板さえあれば、スピーカやノイズキャンセラとして利用可能である。
このような圧電モジュールは、従来の圧電モジュールとは全く異なる可能性を有しており、ＳｏＴ（Ｓｏｕｎｄ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）モジュールと呼ぶべきものである（以下、特定音域の音圧を向上できる圧電モジュールをＳｏＴモジュールと呼ぶ）。
上記のような事情から、本発明の発明者らは、中低音域でも十分な音圧が得られる圧電モジュールの開発において試行錯誤を続けてきた。例えば、図２５に示す圧電モジュール２１００では、振動板２１３０上に、中央部を弾性体２１２０により支持された圧電素子２１１０が設けられている。このような圧電モジュール２１００の弾性体２１２０や振動板２１３０の材料として、様々な材料が試された。
また、複数の圧電素子を設けることで音圧を大きくする試みもなされてきた。図２６に示す圧電モジュール３１００では、中央部を弾性体３１２０ａ、３１２０ｂにより支持された２つの圧電素子３１１０ａ、３１１０ｂを並列に設けることで音圧を増大させている。しかしながら、このように改良された圧電モジュール３１００であっても、中低音域で十分な音圧は得られなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中低音域で十分な音圧が得られ、多様な用途に適用できるＳｏＴモジュールを提供するものである。
上記の目的を達成するため、ＳｏＴモジュールは、交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、を備え、前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置がある。これにより、モジュール全体のスティフネスを小さくし、振動板の変位幅を大きくすることができる。その結果、中低音域で十分な音圧が得られ、多様な用途に適用できる。
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態（並列型）］
（ＳｏＴモジュールの構成）
図１は、ＳｏＴモジュール１００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１００は、圧電素子１１０ａ、１１０ｂ、弾性体１２０ａ、１２０ｂおよび振動板１３０で構成されている。圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、それぞれが屈曲型で矩形平板に形成され、交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる。
（ＳｏＴモジュールの構成）
図１は、ＳｏＴモジュール１００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１００は、圧電素子１１０ａ、１１０ｂ、弾性体１２０ａ、１２０ｂおよび振動板１３０で構成されている。圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、それぞれが屈曲型で矩形平板に形成され、交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる。
圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、並列に配置されており、それらは連結されていない。弾性体１２０ａ、１２０ｂの間に、それぞれ圧電素子１１０ａ、１１０ｂの重心位置がある。その結果、中低音域で十分な音圧が得られ、ＳｏＴモジュール１００を多様な用途に適用できる。圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ圧電複合体を構成している。
（１）圧電素子
図２は、圧電素子１１０の構成および動作の一例を示す断面図である。圧電素子１１０は、圧電素子１１０ａ、１１０ｂの構成の一例である。圧電素子１１０は、圧電体１１１、１１２、電極１１３、１１４、シム板１１５を備えている。シム板１１５は、金属製であり、電極の機能も有している。
図２は、圧電素子１１０の構成および動作の一例を示す断面図である。圧電素子１１０は、圧電素子１１０ａ、１１０ｂの構成の一例である。圧電素子１１０は、圧電体１１１、１１２、電極１１３、１１４、シム板１１５を備えている。シム板１１５は、金属製であり、電極の機能も有している。
圧電体１１１、１１２は、圧電セラミックス材料により形成されていることが好ましい。圧電材料には、例えば、チタン酸ジルコニウム酸塩（Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、いわゆるＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が用いられる。いずれも強誘電体であり、効率の面ではＰＺＴが好ましいが、鉛フリーの観点ではチタン酸バリウムが好ましい。圧電体１１１、１１２は、圧電ポリマーで形成されていてもよい。圧電ポリマーには、ポリフッ化ビニリデンおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリシアン化ビニリデン、ポリ尿素および奇数ナイロンが挙げられる。
圧電体１１１は、電極１１３からシム板１１５の方向に分極処理されており、圧電体１１２は、シム板１１５から電極１１４の方向に分極処理されている。電極１１３、１１４に一方の電極が接続され、シム板１１５に他方の電極が接続されている。この構成で、電源Ｐ１により交流電圧を圧電体１１１、１１２に印加すると、逆圧電効果により表面に平行な方向に沿って一方が縮むと他方が伸び、図２に示す矢印Ｓ１、Ｓ２の動きを繰り返すことで屈曲振動する。
上記の圧電素子１１０は、各圧電体１１１、１１２の分極方向が同じパラレル型のバイモルフ構造を有しているが、分極方向が異なるシリーズ型のバイモルフ構造であってもよい。また、中央のシム板に絶縁体を用いてもよい。圧電素子１１０は、バイモルフ構造を有することが好ましいが、ユニモルフ構造を有していてもよい。また、圧電素子１１０には、単板の圧電体に代えて圧電積層体を用いてもよい。その場合には外部電極を用いてもよいしバイア構造で電極を形成してもよい。また、圧電素子１１０は、圧電体層と電極とが積層されることで形成され、積層方向に伸縮する伸縮型の圧電素子でもよい。
（２）弾性体
弾性体１２０ａ、１２０ｂは、一端が圧電素子１１０ａ、１１０ｂの主面に接着され、他端が振動板１３０の主面に接着されている。接着には、例えばエポキシ系、アクリル系、またはウレタン系の接着剤を用いることができる（以下、いずれの接着も同様）。弾性体１２０ａ、１２０ｂは、ウレタン等の樹脂で形成されていることが好ましい。また、弾性体１２０ａ、１２０ｂの弾性率は、７０ＭＰａ以上６９０ＭＰａ以下であることが好ましい。弾性体１２０ａ、１２０ｂにより圧電素子１１０ａ、１１０ｂの変位が振動板１３０に伝達される。
弾性体１２０ａ、１２０ｂは、一端が圧電素子１１０ａ、１１０ｂの主面に接着され、他端が振動板１３０の主面に接着されている。接着には、例えばエポキシ系、アクリル系、またはウレタン系の接着剤を用いることができる（以下、いずれの接着も同様）。弾性体１２０ａ、１２０ｂは、ウレタン等の樹脂で形成されていることが好ましい。また、弾性体１２０ａ、１２０ｂの弾性率は、７０ＭＰａ以上６９０ＭＰａ以下であることが好ましい。弾性体１２０ａ、１２０ｂにより圧電素子１１０ａ、１１０ｂの変位が振動板１３０に伝達される。
弾性体１２０ａ、１２０ｂの間に、圧電素子１１０ａ、１１０ｂの重心位置があることが好ましい。これにより、ＳｏＴモジュール１００全体のスティフネスを小さくでき、固有周波数を小さく設定した圧電素子１１０ａ、１１０ｂに発生する中音域のピークディップを解消できる。弾性体１２０ａ、１２０ｂは、特に圧電素子１１０ａ、１１０ｂのぞれぞれの端部に接着されていることが好ましい。なお、圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ中央部、２つの中間部、２つの端部の領域を分けることができる。
弾性体１２０ａ、１２０ｂは、図１に示すように矩形状に形成されていることが好ましいが、円柱状または楕円柱状に形成されていてもよい。弾性体１２０ａ、１２０ｂは、接着される圧電素子１１０ａ、１１０ｂに対して対称的な形状および配置であることが好ましい。
（３）振動板
振動板１３０は、平板状に形成され、弾性体１２０ａ、１２０ｂに接着されている。振動板１３０の材料は、用途によりまちまちである。振動板１３０には、例えば、スチレンボードを用いることができる。また、ＴＶ用スピーカの振動板１３０としてＯＬＥＤパネルを用いることができる。樹脂製の振動板１３０が用いられやすいが、木や纎維組職を用いて非弾性力を高めたものが用いられることもある。
振動板１３０は、平板状に形成され、弾性体１２０ａ、１２０ｂに接着されている。振動板１３０の材料は、用途によりまちまちである。振動板１３０には、例えば、スチレンボードを用いることができる。また、ＴＶ用スピーカの振動板１３０としてＯＬＥＤパネルを用いることができる。樹脂製の振動板１３０が用いられやすいが、木や纎維組職を用いて非弾性力を高めたものが用いられることもある。
振動板１３０は、弾性体１２０ａ、１２０ｂを介して伝達された変位力により厚み方向に振動し、空気を振動させ、音波を発生する。圧電素子１１０ａ、１１０ｂに与えられる信号の周波数と電流の強さによって、振動板１３０から発生する音の高低、音圧の大小が異なって現れる。大きい音圧を作り出すためには、振動板まで繋がる、振動効率の向上が有効である。
（ＳｏＴモジュールの動作）
ＳｏＴモジュール１００の動作を説明する。アンプで増幅された音の電気信号がＳｏＴモジュール１００に入力されることで圧電複合体１０５が振動する。そして、その振動による変位が弾性体１２０ａ、１２０ｂを介して振動板１３０に伝達され、振動板１３０が振動することで電気信号に応じた音が発生する。
ＳｏＴモジュール１００の動作を説明する。アンプで増幅された音の電気信号がＳｏＴモジュール１００に入力されることで圧電複合体１０５が振動する。そして、その振動による変位が弾性体１２０ａ、１２０ｂを介して振動板１３０に伝達され、振動板１３０が振動することで電気信号に応じた音が発生する。
連結されていない圧電素子１１０ａ、１１０ｂは、逆相または同相で駆動されることが好ましい。低音域での音圧等、求められる特性に応じて振動が伝達する経路全体のスティフネスと各圧電素子を駆動する位相の組み合わせが決められる。なお、経路全体のスティフネスは、それぞれの要素によって決まる。例えば、圧電素子１１０ａ、１１０ｂおよび振動板１３０のスティフネスが大きい場合でも、弾性体１２０ａ、１２０ｂのスティフネスが小さい場合には、経路全体のスティフネスは小さくなる場合がある。
［第２実施形態（端部連結型）］
（ＳｏＴモジュールの構成）
上記の実施形態では、独立した２枚の圧電素子を並列に配置しているが、並列に設置された圧電素子を連結部材で連結してもよい。図３は、ＳｏＴモジュール２００を示す斜視図である。
（ＳｏＴモジュールの構成）
上記の実施形態では、独立した２枚の圧電素子を並列に配置しているが、並列に設置された圧電素子を連結部材で連結してもよい。図３は、ＳｏＴモジュール２００を示す斜視図である。
ＳｏＴモジュール２００は、圧電素子２１０ａ、２１０ｂ、弾性体２２０ａ、２２０ｂ、連結部材２４０ａ、２４０ｂおよび振動板１３０を備えている。圧電素子２１０ａ、２１０ｂは、それぞれ圧電素子１１０ａ、１１０ｂと同様の構成を有している。ただし、圧電素子２１０ａ、２１０ｂは、振動板１３０上に互いに並列に設けられており、互いの一部が連結され、平板状の圧電複合体２０５を構成している。これにより、連結部分を介して振動を増幅させ、振動板１３０の変位幅を大きくすることができる。弾性体２２０ａ、２２０ｂは、弾性体１２０ａ、１２０ｂと同様の材料および配置で矩形板状に形成されている。
２枚の連結部材２４０ａ、２４０ｂは、例えばＰＥＴのような樹脂で平板状に形成され、それぞれ圧電素子２１０ａの端部と圧電素子２１０ｂの端部とを連結している。連結は、連結部材２４０ａ、２４０ｂの裏面と圧電素子２１０ａ、２１０ｂの表面とを接着することで行われる。連結部材２４０ａ、２４０ｂは、互いの長手方向が交差しないように配置され、互いに平行であることが好ましい。連結部材２４０ａ、２４０ｂの厚みは、全体の構成に応じて設計され、例えば１００μｍ以上１０００μｍ以下に設計される。圧電素子２１０ａ、２１０ｂおよび連結部材２４０ａ、２４０ｂは、圧電複合体２０５を構成している。なお、断面図において圧電素子２１０ａ、２１０ｂの電極は省略している。
（ＳｏＴモジュールの動作）
圧電素子２１０ａ、２１０ｂは、お互いに同相または逆相で駆動されるように配線されていることが好ましい。すなわち、圧電素子２１０ａ、２１０ｂを逆相または同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させる。これにより、連結部材２４０ａ、２４０ｂを介して圧電素子２１０ａ、２１０ｂの振動を増幅することができ、低音域から中音域の音圧を向上できる。求められる特性と振動が伝達する経路全体のスティフネスとの組み合わせに応じて同相または逆相のどちらかが選択されうる。
圧電素子２１０ａ、２１０ｂは、お互いに同相または逆相で駆動されるように配線されていることが好ましい。すなわち、圧電素子２１０ａ、２１０ｂを逆相または同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させる。これにより、連結部材２４０ａ、２４０ｂを介して圧電素子２１０ａ、２１０ｂの振動を増幅することができ、低音域から中音域の音圧を向上できる。求められる特性と振動が伝達する経路全体のスティフネスとの組み合わせに応じて同相または逆相のどちらかが選択されうる。
（１）逆相駆動
例えば、圧電素子２１０ａ、２１０ｂを互いに逆相で駆動するように配線し、電気信号を入力させることができる。圧電複合体２０５を上側に、振動板１３０を下側に配置したＳｏＴモジュール２００に対し、各圧電素子２１０ａ、２１０ｂを逆相で駆動させる。その場合、圧電素子２１０ａの中央部が下向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部は上向きに変位する。
例えば、圧電素子２１０ａ、２１０ｂを互いに逆相で駆動するように配線し、電気信号を入力させることができる。圧電複合体２０５を上側に、振動板１３０を下側に配置したＳｏＴモジュール２００に対し、各圧電素子２１０ａ、２１０ｂを逆相で駆動させる。その場合、圧電素子２１０ａの中央部が下向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部は上向きに変位する。
（２）同相駆動
圧電素子２１０ａ、２１０ｂを互いに同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させてもよい。各圧電素子を同相で駆動させる場合、圧電素子２１０ａの中央部が下向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部も下向きに変位する。また、圧電素子２１０ａの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部も上向きに変位する。
圧電素子２１０ａ、２１０ｂを互いに同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させてもよい。各圧電素子を同相で駆動させる場合、圧電素子２１０ａの中央部が下向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部も下向きに変位する。また、圧電素子２１０ａの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子２１０ｂの中央部も上向きに変位する。
ＳｏＴモジュール２００は、低音域の音圧を大きくする駆動方式で駆動されることが好ましい。位置に対する圧電複合体２０５の変位を曲線で表し、反対の位相における曲線を重ねると曲線が交差する位置が現れる。この位置を変位点と呼ぶとすると、駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体２２０ａ、２２０ｂに近づけたり遠ざけたりすることができる。この調節により、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。このようにして、例えば低音域でも十分な音圧が得らえる。
［第３実施形態（平板状の弾性体）］
第２実施形態では、矩形板状の弾性体が圧電素子の両端部の位置のみに設けられているが、振動板全体にわたって弾性体が設けられていてもよい。その弾性体は、一様な平板状であってもよいし、後述のように一定のパターンで形成されていてもよい。
第２実施形態では、矩形板状の弾性体が圧電素子の両端部の位置のみに設けられているが、振動板全体にわたって弾性体が設けられていてもよい。その弾性体は、一様な平板状であってもよいし、後述のように一定のパターンで形成されていてもよい。
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール３００を示す平面図および断面図である。図４（ｂ）の断面図は、図４（ａ）に示す断面４ｂを表している。ＳｏＴモジュール３００は、弾性体３２０を除いてＳｏＴモジュール２００と同様に構成されている。
一方、弾性体３２０は、振動板１３０全体にわたって一様な平板状に形成されている。これにより、弾性体３２０の配置が容易になることから製造上の負担を軽減しつつ、弾性体３２０でＳｏＴモジュール３００のスティフネスを小さくすることができる。なお、ＳｏＴモジュール３００の動作は、ＳｏＴモジュール２００の動作と同様である。
［第４実施形態（円形孔パターンの弾性体）］
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール４００を示す平面図および断面図である。図５（ｂ）の断面図は、図５（ａ）に示す断面５ｂを表している。ＳｏＴモジュール４００は、弾性体４２０を除いてＳｏＴモジュール３００と同様に構成されている。
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール４００を示す平面図および断面図である。図５（ｂ）の断面図は、図５（ａ）に示す断面５ｂを表している。ＳｏＴモジュール４００は、弾性体４２０を除いてＳｏＴモジュール３００と同様に構成されている。
弾性体４２０は、振動板１３０全体の上に厚み方向に垂直な断面にわたって一定のパターン形状を有する。一定のパターン形状は、複数の円柱孔が周期的に並んだ形状であることが好ましい。また、直径の異なる複数種類の円柱孔が設けられていることがさらに好ましい。これにより、圧電複合体２０５の拘束が緩くなり、変位を妨げない。その結果、系全体のスティフネスＳ値を下げ、振動伝達経路の減衰比を最適化できる。
［第５実施形態（球状パターンの弾性体）］
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール５００を示す平面図および断面図である。図６（ｂ）の断面図は、図６（ａ）に示す断面６ｂを表している。ＳｏＴモジュール５００は、弾性体５２０を除いてＳｏＴモジュール３００と同様に構成されている。
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール５００を示す平面図および断面図である。図６（ｂ）の断面図は、図６（ａ）に示す断面６ｂを表している。ＳｏＴモジュール５００は、弾性体５２０を除いてＳｏＴモジュール３００と同様に構成されている。
弾性体４２０は、振動板１３０全体にわたって厚み方向に垂直な断面上で一定のパターン形状を有する。一定のパターン形状は、複数の球状の突起または円柱が周期的に並んだ形状であることが好ましい。これにより、圧電複合体２０５の拘束が緩くなり、変位を妨げない。その結果、系全体のスティフネスＳ値を下げ、振動伝達経路の減衰比を最適化できる。
［第６実施形態（Ｈ型）］
上記の実施形態では２枚の圧電素子を用いているが、ＳｏＴモジュールは３枚の圧電素子を連結してもよい。その場合、並列に設置されたＳｏＴモジュールの中央部同士を圧電素子で連結できる。
上記の実施形態では２枚の圧電素子を用いているが、ＳｏＴモジュールは３枚の圧電素子を連結してもよい。その場合、並列に設置されたＳｏＴモジュールの中央部同士を圧電素子で連結できる。
（ＳｏＴモジュールの構成）
図７および図８は、ＳｏＴモジュール６００の構成を示す概略図である。図中の矢印は、矢印の種類に応じて各圧電素子の変位を示している（以下同様）。ＳｏＴモジュール６００は、圧電素子６１０ａ～６１０ｃ、弾性体６２０ａ、６２０ｂおよび振動板１３０を備えている。３枚の圧電素子６１０ａ～６１０ｃがＨ型に連結されることで圧電複合体６０５を構成している。
図７および図８は、ＳｏＴモジュール６００の構成を示す概略図である。図中の矢印は、矢印の種類に応じて各圧電素子の変位を示している（以下同様）。ＳｏＴモジュール６００は、圧電素子６１０ａ～６１０ｃ、弾性体６２０ａ、６２０ｂおよび振動板１３０を備えている。３枚の圧電素子６１０ａ～６１０ｃがＨ型に連結されることで圧電複合体６０５を構成している。
圧電素子６１０ａ、６１０ｂは、それぞれ圧電素子２１０ａ、２１０ｂと同様に構成される。弾性体６２０ａ、６２０ｂは、弾性体１２０ａ、１２０ｂと同様の材料で形成され、同様に配置される。弾性体６２０ａ、６２０ｂは、振動板１３０上でそれぞれ圧電素子６１０ａ、６１０ｂを支持しており、圧電素子６１０ａ、６１０ｂの振動を振動板１３０に伝達する。
圧電素子６１０ｃは、圧電素子６１０ａと同様の構成を有し、圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部を連結している。連結は、圧電素子６１０ｃの一端の裏面と圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部の表面が接着されることで、なされている。
（ＳｏＴモジュールの動作）
（１）同相駆動
図７は、ＳｏＴモジュール６００の動作例（同相）を示す概略図である。圧電複合体６０５を上側に、振動板１３０を下側に配置したＳｏＴモジュール６００に対し、圧電素子６１０ａ～６１０ｃをすべて同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させる。その場合、図７に示す矢印の通りに変位が生じ、圧電複合体６０５全体で大きな変位を得ることができる。各圧電素子を互いに同相で駆動させる場合、圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子６１０ｃの両端部は下向きに変位し、中央部は上向きに変位する。
（１）同相駆動
図７は、ＳｏＴモジュール６００の動作例（同相）を示す概略図である。圧電複合体６０５を上側に、振動板１３０を下側に配置したＳｏＴモジュール６００に対し、圧電素子６１０ａ～６１０ｃをすべて同相で駆動するように配線し、電気信号を入力させる。その場合、図７に示す矢印の通りに変位が生じ、圧電複合体６０５全体で大きな変位を得ることができる。各圧電素子を互いに同相で駆動させる場合、圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子６１０ｃの両端部は下向きに変位し、中央部は上向きに変位する。
（２）逆相駆動
圧電素子６１０ａ、６１０ｂと圧電素子６１０ｃとを互いに逆相で駆動するように配線し、電気信号を入力させてもよい。図８は、ＳｏＴモジュール６００の動作例（逆相）を示す概略図である。この場合、図８に示す矢印の通りに変位が生じ、圧電複合体６０５全体で大きな変位を得ることができる。圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子６１０ｃの両端部は上向きに変位し、中央部は下向きに変位する。
圧電素子６１０ａ、６１０ｂと圧電素子６１０ｃとを互いに逆相で駆動するように配線し、電気信号を入力させてもよい。図８は、ＳｏＴモジュール６００の動作例（逆相）を示す概略図である。この場合、図８に示す矢印の通りに変位が生じ、圧電複合体６０５全体で大きな変位を得ることができる。圧電素子６１０ａ、６１０ｂの中央部が上向きに変位するとき、圧電素子６１０ｃの両端部は上向きに変位し、中央部は下向きに変位する。
反対の位相における圧電複合体６０５の変位の曲線を重ねたときの曲線が交差する位置を変位点と呼ぶとすると、駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体６２０ａ、６２０ｂに近づけたり遠ざけたりすることができる。この調節により、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。このようにして圧電複合体６０５の変位を増幅し、振動板１３０に振動を伝達することで、低音域の音圧を向上できる。
［第７実施形態（中央連結ループ型）］
上記の実施形態では、圧電素子の変位の増幅経路に終端があるが、ＳｏＴモジュールは変位をループ状に増幅させる構造を有していてもよい。なお、以下の例では、効率の観点から４枚の圧電素子を用いているが、３枚、５枚等その他の枚数の圧電素子を用いてもよい。
上記の実施形態では、圧電素子の変位の増幅経路に終端があるが、ＳｏＴモジュールは変位をループ状に増幅させる構造を有していてもよい。なお、以下の例では、効率の観点から４枚の圧電素子を用いているが、３枚、５枚等その他の枚数の圧電素子を用いてもよい。
図９（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュール７００を示す斜視図、側面図およびその動作例を示す概略図である。ＳｏＴモジュール７００は、圧電素子７１０ａ～７１０ｄ、弾性体７２０ａ～７２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電素子７１０ａ～７１０ｄは、それぞれ圧電素子１１０ａと同様の素子構造を有する。４枚の圧電素子７１０ａ～７１０ｄがループ構造で連結されることで圧電複合体７０５を構成している。
連結は、例えば圧電素子７１０ａの一端の裏面と圧電素子７１０ｂの中央部の表面が接着されることで行われる。図９（ａ）に示す点線で囲った領域は接着領域である。このような連結が、圧電素子７１０ｂ、７１０ｃ、圧電素子７１０ｃ、７１０ｄおよび圧電素子７１０ｄ、７１０ａのいずれの間でも行われることでループ構造が形成される。これにより、飽和するまで連結部材を介してループ状に圧電素子の振動を増幅することができ、低音域の音圧を向上できる。複数の圧電素子７１０ａ～７１０ｄのそれぞれの端部が連結される位置は、他の圧電素子の中央部である。これにより、低音域の特性を向上できる。
弾性体７２０ａ～７２０ｄは、弾性体１２０ａと同様の材料で構成されている。上記の通り、圧電素子７１０ａの一端は他の圧電素子７１０ｂの中央部に連結され、他端は弾性体７２０ａで支持されている。このように、弾性体７２０ａ～７２０ｄは、振動板１３０上でそれぞれ圧電素子７１０ａ～７１０ｄの端部を支持しており、圧電素子７１０ａ～７１０ｄの振動を振動板１３０に伝達する。圧電素子７１０ａ～７１０ｄは、同相または逆相で駆動され、これらの駆動方式は、振動が伝達される経路全体のスティフネス等に応じて設定される。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体７２０ａ～７２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
［第８実施形態（中間連結ループ型）］
第７実施形態では、圧電素子の一端の連結先は、他の圧電素子の中央部であるが、中央部と端部との中間部であってもよい。図１０（ａ）は、ＳｏＴモジュール８００の斜視図である。連結は、一方の裏面と他方の表面との接着で行われる。図１０（ａ）に示す点線で囲った領域は接着領域である。ＳｏＴモジュール８００は、各圧電素子８１０ａ～８１０ｄの連結位置以外は、ＳｏＴモジュール７００と同様に構成されている。圧電素子８１０ａ～８１０ｄは、同相または逆相で駆動され、これらの駆動方式は、振動が伝達される経路全体のスティフネス等に応じて設定される。これにより、中音域の特性を向上できる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体８２０ａ～８２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
第７実施形態では、圧電素子の一端の連結先は、他の圧電素子の中央部であるが、中央部と端部との中間部であってもよい。図１０（ａ）は、ＳｏＴモジュール８００の斜視図である。連結は、一方の裏面と他方の表面との接着で行われる。図１０（ａ）に示す点線で囲った領域は接着領域である。ＳｏＴモジュール８００は、各圧電素子８１０ａ～８１０ｄの連結位置以外は、ＳｏＴモジュール７００と同様に構成されている。圧電素子８１０ａ～８１０ｄは、同相または逆相で駆動され、これらの駆動方式は、振動が伝達される経路全体のスティフネス等に応じて設定される。これにより、中音域の特性を向上できる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体８２０ａ～８２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
［第９実施形態（端部連結ループ型）］
第７実施形態では、圧電素子の一端の連結先は、他の圧電素子の中央部であるが、端部であってもよい。図１０（ｂ）は、ＳｏＴモジュール９００の斜視図である。連結は、一方の裏面と他方の表面との接着で行われる。図１０（ｂ）に示す点線で囲った領域は接着領域である。ＳｏＴモジュール９００は、各圧電素子９１０ａ～９１０ｄの連結位置以外は、ＳｏＴモジュール７００と同様に構成されている。圧電素子９１０ａ～９１０ｄは、同相または逆相で駆動され、これらの駆動方式は、振動が伝達される経路全体のスティフネス等に応じて設定される。これにより、高音域の特性を向上できる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体９２０ａ～９２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
第７実施形態では、圧電素子の一端の連結先は、他の圧電素子の中央部であるが、端部であってもよい。図１０（ｂ）は、ＳｏＴモジュール９００の斜視図である。連結は、一方の裏面と他方の表面との接着で行われる。図１０（ｂ）に示す点線で囲った領域は接着領域である。ＳｏＴモジュール９００は、各圧電素子９１０ａ～９１０ｄの連結位置以外は、ＳｏＴモジュール７００と同様に構成されている。圧電素子９１０ａ～９１０ｄは、同相または逆相で駆動され、これらの駆動方式は、振動が伝達される経路全体のスティフネス等に応じて設定される。これにより、高音域の特性を向上できる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体９２０ａ～９２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
［その他の連結型の実施形態（交差型）］
圧電素子が互いの長手方向を交差させて連結して圧電複合体を構成していてもよい。例えば、圧電素子が、互いの長手方向を交差させ、中央部を重ねて配置される。そして、一方の圧電素子の中央部の裏面と他方の圧電素子の中央部の表面とが接着される。これにより、振動板の変位を増幅し、特に低音域から中音域の音圧を向上できる。なお、交差は直交またはそれと同等の効果が得られる角度でなされていることが好ましい。
圧電素子が互いの長手方向を交差させて連結して圧電複合体を構成していてもよい。例えば、圧電素子が、互いの長手方向を交差させ、中央部を重ねて配置される。そして、一方の圧電素子の中央部の裏面と他方の圧電素子の中央部の表面とが接着される。これにより、振動板の変位を増幅し、特に低音域から中音域の音圧を向上できる。なお、交差は直交またはそれと同等の効果が得られる角度でなされていることが好ましい。
［第１０実施形態（単独段差型）］
上記の実施形態では、屈曲型の圧電素子を用いているが、伸縮型の圧電素子を用いてもよい。伸縮型の圧電素子としては、伸縮方向に圧電体と電極とを積層した圧電素子を用いることが好ましい。図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール１０００を示す斜視図および断面図である。図１１（ｂ）の断面図は、図１１（ａ）の断面１１ｂを示している。
上記の実施形態では、屈曲型の圧電素子を用いているが、伸縮型の圧電素子を用いてもよい。伸縮型の圧電素子としては、伸縮方向に圧電体と電極とを積層した圧電素子を用いることが好ましい。図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール１０００を示す斜視図および断面図である。図１１（ｂ）の断面図は、図１１（ａ）の断面１１ｂを示している。
ＳｏＴモジュール１０００は、圧電素子１０１０、１０８０、弾性体１０２０および振動板１３０で構成されている。圧電素子１０１０、１０８０は、それぞれが伸縮型の圧電素子である。圧電素子１０１０、１０８０は、圧電セラミックスで形成され分極処理された圧電体と電極とが積層されることで形成されていることが好ましい。圧電素子１０１０、１０８０は、交流電圧の印加により伸縮振動を発生させる。
圧電素子１０１０、１０８０は、長手方向に沿って互い違い一列に配置されており、端部同士が連結されることで、上りと下りの段差を形成している。具体的には、端部において圧電素子１０１０の表面と圧電素子１０８０の裏面が接着されている。中央に配置された圧電素子１０８０の両側に互いに一部が重なった状態で圧電素子１０１０が配置されている。圧電素子１０１０、１０８０は、対称形の圧電複合体１００５を構成している。
複数の圧電素子１０１０、１０８０が単一の信号の入力で駆動されてもよいし（同相駆動）、両側の圧電素子１０１０に対して中央の圧電素子１０８０だけ位相をずらして異なる信号で駆動されてもよい。位置に対する圧電複合体１００５の変位を曲線で表し反対の位相の曲線を重ねると曲線が交差する変位点が現れる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１０２０に近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。このようにして、連結部分を介して変位量を増幅させることができる。圧電素子１０８０だけ位相をずらして駆動させる場合には、両側の圧電素子１０１０に対して逆相駆動を行うことが好ましい。
［第１１実施形態（並列段差型）］
図１２（ａ）は、ＳｏＴモジュール１１００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１１００は、圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂ、弾性体１１２０ａ、１１２０ｂおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１１０５ａは、圧電複合体１００５と同様に構成され、圧電素子１１１０ａ、１１８０ａを有し、それぞれの端部が一列に連結されることで形成されている。圧電複合体１１０５ｂも、圧電素子１１１０ｂ、１１８０ｂが端部を連結されることで形成されており、圧電複合体１００５と同様に構成されている。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１１２０ａ、１１２０ｂに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂが並列で設置されていることから変位量を増幅させることができる。圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂの駆動は、圧電複合体１００５の駆動と同様に行うことができる。
図１２（ａ）は、ＳｏＴモジュール１１００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１１００は、圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂ、弾性体１１２０ａ、１１２０ｂおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１１０５ａは、圧電複合体１００５と同様に構成され、圧電素子１１１０ａ、１１８０ａを有し、それぞれの端部が一列に連結されることで形成されている。圧電複合体１１０５ｂも、圧電素子１１１０ｂ、１１８０ｂが端部を連結されることで形成されており、圧電複合体１００５と同様に構成されている。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１１２０ａ、１１２０ｂに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂが並列で設置されていることから変位量を増幅させることができる。圧電複合体１１０５ａ、１１０５ｂの駆動は、圧電複合体１００５の駆動と同様に行うことができる。
［第１２（１）実施形態（交差段差型）］
図１２（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１２００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１２００は、圧電複合体１２０５、弾性体１２２０ａ～１２２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１２０５は、中央の圧電素子１２８０および中央の圧電素子１２８０の縁に端部が連結された周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄを有している。中央の圧電素子１２８０は、周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄより大きい。一列に連結された圧電素子１２１０ａ、１２８０、１２１０ｃの連結方向と別の一列に連結された圧電素子１２１０ｂ、１２８０、１２１０ｄの連結方向が中央で直角に交差している。
図１２（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１２００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１２００は、圧電複合体１２０５、弾性体１２２０ａ～１２２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１２０５は、中央の圧電素子１２８０および中央の圧電素子１２８０の縁に端部が連結された周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄを有している。中央の圧電素子１２８０は、周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄより大きい。一列に連結された圧電素子１２１０ａ、１２８０、１２１０ｃの連結方向と別の一列に連結された圧電素子１２１０ｂ、１２８０、１２１０ｄの連結方向が中央で直角に交差している。
複数の圧電素子１２８０、１２１０ａ～１２１０ｄは単一の信号の入力で駆動されてもよいし（同相駆動）、周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄに対して中央の圧電素子１２８０だけ位相をずらして異なる信号で駆動されてもよい。圧電素子１２８０だけ位相をずらして駆動させる場合には、周囲の圧電素子１２１０ａ～１２１０ｄに対して逆相駆動を行うことが好ましい。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１２２０ａ～１２２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
［第１２（２）実施形態（交差段差型）］
中央の圧電素子は、周囲の圧電素子の振動板側に連結されていてもよい。また、各連結部分は、中央の圧電素子の中心を通る面から一方側にずれていてもよい。図１３（ａ）、（ｂ）は、ＳｏＴモジュール２２００を示す平面図および断面図である。図１３（ｂ）の断面図は、図１３（ａ）に示す断面１３ｂを表している。
中央の圧電素子は、周囲の圧電素子の振動板側に連結されていてもよい。また、各連結部分は、中央の圧電素子の中心を通る面から一方側にずれていてもよい。図１３（ａ）、（ｂ）は、ＳｏＴモジュール２２００を示す平面図および断面図である。図１３（ｂ）の断面図は、図１３（ａ）に示す断面１３ｂを表している。
ＳｏＴモジュール２２００は、圧電複合体２２０５、弾性体２２２０ａ～２２２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体２２０５は、中央の圧電素子２２８０およびその縁に端部が連結された周囲の圧電素子２２１０ａ～２２１０ｄを有している。中央の圧電素子２２８０の幅は、周囲の圧電素子２２１０ａ～２２１０ｄの幅より大きい。中央の圧電素子２２８０は、周囲の圧電素子２２１０ａ～２２１０ｄの振動板１３０側に連結されている。一列に連結された圧電素子２２１０ａ、２２８０、２２１０ｃの連結方向と別の一列に連結された圧電素子２２１０ｂ、２２８０、２２１０ｄの連結方向が中央で直角に交差している。
各連結部分は、中央の圧電素子２２８０の中心を通る面から一方側にずれている。例えば、面Ｐ１に対して圧電素子２２１０ｄの連結位置は、圧電素子２２１０ａ側にずれており、圧電素子２２１０ｂの連結位置は、圧電素子２２１０ｃ側にずれている。このようにして、ＳｏＴモジュール２２００は、風車のような形状で形成されている。
面Ｐ１は、圧電複合体２２０５を均等に分割する２分面であり、圧電複合体２２０５は面Ｐ１で分割される両側の形状が、面Ｐ１上の一点に対して点対称となるように形成されている。すなわち、圧電複合体２２０５は、面Ｐ１で分割される一方側から他方側を見たときに上下左右が反転した形状である。圧電複合体２２０５は、面Ｐ１だけでなく角度によらず均等に分割する２分面（例えば面Ｐ２）に対して同様の対称性を有している。
複数の圧電素子２２８０、２２１０ａ～２２１０ｄは単一の信号の入力で駆動されてもよいし（同相駆動）、周囲の圧電素子２２１０ａ～２２１０ｄに対して中央の圧電素子２２８０だけ位相をずらして異なる信号で駆動されてもよい。圧電素子２２８０だけ位相をずらして駆動させる場合には、周囲の圧電素子２２１０ａ～２２１０ｄに対して逆相駆動を行うことが好ましい。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体２２２０ａ～２２２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。このような調節は、上記の対称性により容易になる。
［第１３実施形態（単独ベース板型）］
第１０～１２実施形態では、伸縮型の圧電素子の端部を接着することで連結しているが、ベース板を介して連結してもよい。図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール１３００を示す斜視図および断面図である。図１４（ｂ）の断面図は、図１４（ａ）の断面１３ｂを示している。
第１０～１２実施形態では、伸縮型の圧電素子の端部を接着することで連結しているが、ベース板を介して連結してもよい。図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれＳｏＴモジュール１３００を示す斜視図および断面図である。図１４（ｂ）の断面図は、図１４（ａ）の断面１３ｂを示している。
ＳｏＴモジュール１３００は、圧電素子１３１０、１３９０、弾性体１３２０、ベース板１３６０および振動板１３０で構成されている。圧電素子１３１０、１３９０は、それぞれが伸縮型の圧電素子である。圧電素子１３１０、１３９０は、圧電セラミックスで形成され分極処理された圧電体と電極とが積層されることで形成されていることが好ましい。圧電素子１３１０、１３９０は、交流電圧の印加により伸縮振動を発生させる。
圧電素子１３１０、１３９０は、矩形のベース板１３６０上にその長手方向に沿って一列に設けられている。圧電素子１３１０、１３９０は、互い違いに均一な間隔で並べられており、圧電複合体１３０５は対称形に構成されている。圧電素子１３１０、１３９０は、対称形の圧電複合体１３０５を構成している。
複数の圧電素子１３１０、１３９０が単一の信号の入力で駆動されてもよいし（同相駆動）、両側の圧電素子１３１０に対して中央の圧電素子１３９０だけ位相をずらして異なる信号で駆動されてもよい。位置に対する圧電複合体１３０５の変位を曲線で表し反対の位相の曲線を重ねると曲線が交差する変位点が現れる。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１３２０に近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。このようにして、連結部分を介して変位量を増幅させることができる。なお、弾性体１３２０と振動板１３０を省き、ベース板１３６０を振動板として用いる場合でも同様の効果が得られる。
［第１４実施形態（並列ベース板型）］
図１５（ａ）は、ＳｏＴモジュール１４００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１４００は、圧電複合体１４０５ａ、１４０５ｂ、弾性体１４２０ａ、１４２０ｂおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１４０５ａは、圧電素子１４１０ａ、１４９０ａおよびベース板１４６０ａを備え、圧電複合体１３０５と同様に構成されている。圧電複合体１４０５ｂも、圧電素子１４１０ｂ、１４９０ｂおよびベース板１４６０ｂを備え、圧電複合体１３０５と同様に構成されている。
図１５（ａ）は、ＳｏＴモジュール１４００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１４００は、圧電複合体１４０５ａ、１４０５ｂ、弾性体１４２０ａ、１４２０ｂおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１４０５ａは、圧電素子１４１０ａ、１４９０ａおよびベース板１４６０ａを備え、圧電複合体１３０５と同様に構成されている。圧電複合体１４０５ｂも、圧電素子１４１０ｂ、１４９０ｂおよびベース板１４６０ｂを備え、圧電複合体１３０５と同様に構成されている。
駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１３２０に近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。また、圧電複合体１４０５ａ、１４０５ｂが並列で設置されていることから変位量を増幅させることができる。圧電複合体１４０５ａ、１４０５ｂの駆動は、圧電複合体１３０５の駆動と同様に行うことができる。
［第１５実施形態（交差ベース板型）］
図１５（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１５００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１５００は、圧電複合体１５０５、弾性体１５２０ａ～１５２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１５０５は、圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０およびベース板１５６０で構成されている。圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０は、ベース板１５６０上に接着されている。
図１５（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１５００を示す斜視図である。ＳｏＴモジュール１５００は、圧電複合体１５０５、弾性体１５２０ａ～１５２０ｄおよび振動板１３０を備えている。圧電複合体１５０５は、圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０およびベース板１５６０で構成されている。圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０は、ベース板１５６０上に接着されている。
圧電複合体１５０５では、十字形状のベース板１５６０上に中央の圧電素子１５９０および周囲の圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄが配置されている。周囲の圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄは、いずれも同じサイズで形成されている。図１５（ｂ）に示す例では、中央の圧電素子１５９０のサイズは、周囲の圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄのサイズと同じであるが、異なっていてもよい。
圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０が単一の信号の入力で駆動されてもよいし（同相駆動）、周囲の圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄに対して中央の圧電素子１５９０だけ位相をずらして異なる信号で駆動されてもよい。圧電素子１５９０だけ位相をずらして駆動させる場合には、周囲の圧電素子１５１０ａ～１５１０ｄに対して逆相駆動を行うことが好ましい。駆動信号（逆相、同相）を調節することによって、変位点を弾性体１５２０ａ～１５２０ｄに近づけたり遠ざけたりすることで、特定の周波数の音圧の増幅が可能になる。
［第１６実施形態（高熱伝導率構造）］
ＳｏＴモジュールは、高熱伝導率を有する構造で構成されていてもよい。図１６は、ＳｏＴモジュール１６００を示す断面図である。
ＳｏＴモジュールは、高熱伝導率を有する構造で構成されていてもよい。図１６は、ＳｏＴモジュール１６００を示す断面図である。
ＳｏＴモジュール１６００は、圧電素子１６１０ａ、１６１０ｂ、ベース板１６６０、弾性体１６２０および振動板１３０を備えている。２枚の圧電素子１６１０ａ、１６１０ｂおよびそれらが接着されたベース板１６６０で圧電複合体１６０５が構成されている。ベース板１６６０は、金属で形成されていることが好ましい。
圧電素子１６１０ａ、１６１０ｂは、それぞれ圧電素子１１０ａと同様の素子構造を有する。弾性体１６２０は、弾性体４２０と同様の材料および配置で、振動板１３０上でベース板１６６０を支持しており、圧電複合体１６０５の振動を振動板１３０に伝達する。ベース板１６６０に弾性体１６２０の一端が接着されていることで、圧電素子１６１０ａ、１６１０ｂに溜まる熱を放出できる。
弾性体１６２０は、エラストマーで形成されていることが好ましい。また、弾性体は、熱伝導率が１×１０－４ｃａｌ・ｓ－１ｃｍ－２以上であることが好ましい。これにより、弾性体１６２０は高い熱伝導性で放熱できる。
［第１７実施形態（仕切り型パーティション）］
第１６実施形態のＳｏＴモジュールは、圧電素子、ベース板、弾性体および振動板で構成されているが、さらにパーティションを有していてもよい。図１７（ａ）は、ＳｏＴモジュール１７００を示す断面図である。図１７（ａ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切った断面を表している。
第１６実施形態のＳｏＴモジュールは、圧電素子、ベース板、弾性体および振動板で構成されているが、さらにパーティションを有していてもよい。図１７（ａ）は、ＳｏＴモジュール１７００を示す断面図である。図１７（ａ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切った断面を表している。
ＳｏＴモジュール１７００は、圧電素子、弾性体１７２０、振動板１３０およびパーティション１７７０を備えている。圧電素子は、圧電素子１１０と同様の素子構造を有している。圧電素子同士は、互いに連結されていることが好ましい。複数の圧電素子は、左右それぞれに分離されて圧電複合体を形成している。
弾性体１７２０は、一端が圧電複合体に接着され、他端が振動板１３０に接着されており、２つの圧電複合体のそれぞれに対して弾性体１７２０の集合が形成されている。そして、それらの間には、パーティション１７７０が設けられている。パーティション１７７０により、左右それぞれのスピーカにおける音響干渉を抑制できる。
［第１８実施形態（包囲型パーティション）］
パーティションは弾性体の集合を取り囲む構造を有していてもよい。図１７（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１８００を示す断面図である。図１７（ｂ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切ったときの断面を表している。
パーティションは弾性体の集合を取り囲む構造を有していてもよい。図１７（ｂ）は、ＳｏＴモジュール１８００を示す断面図である。図１７（ｂ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切ったときの断面を表している。
ＳｏＴモジュール１８００は、パーティション１７７０に代えてパーティション１８７０ａ、１８７０ｂを備えていることを除いてＳｏＴモジュール１７００と同様に構成されている。
パーティション１８７０ａ、１８７０ｂは、左右それぞれの弾性体１７２０の集合を取り囲んでいる。また、パーティション１８７０ａ、１８７０ｂは、それぞれ内側のパーティション１８７１ａ、１８７１ｂおよび外側のパーティション１８７２ａ、１８７２ｂで構成されている。パーティション１８７０ａ、１８７０ｂが弾性体１７２０を取り囲む２重構造を有することで、音が各パーティションの外に伝達されにくくなる。これにより、左右それぞれのスピーカの内部で生じる音響干渉を効果的に抑制できる。
［第１９実施形態（空冷型パーティション）］
パーティションは空気の流通経路を有していてもよい。図１７（ｃ）は、ＳｏＴモジュール１９００を示す平面図である。図１７（ｃ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切ったときの断面を表している。
パーティションは空気の流通経路を有していてもよい。図１７（ｃ）は、ＳｏＴモジュール１９００を示す平面図である。図１７（ｃ）は、振動板１３０に平行な面で弾性体１７２０を切ったときの断面を表している。
ＳｏＴモジュール１９００は、パーティション１８７０ａ、１８７０ｂに代えてパーティション１９７０ａ、１９７０ｂを備えていることを除いてＳｏＴモジュール１８００と同様に構成されている。
パーティション１９７０ａ、１９７０ｂは、左右それぞれの弾性体１７２０の集合を取り囲むように設けられている。パーティション１９７０ａ、１９７０ｂは、それぞれ内側のパーティション１９７１ａ、１９７１ｂおよび外側のパーティション１９７２ａ、１９７２ｂで構成されている。パーティション１９７０ａ、１９７０ｂは弾性体１７２０を取り囲む２重構造を有する。
内側のパーティション１９７１ａ、１９７１ｂは、それぞれ開口部１９７３ａ、１９７３ｂおよび仕切り１９７４ａ、１９７４ｂを有している。また、外側のパーティション１９７２ａ、１９７２ｂは、それぞれ仕切り１９７５ａ、１９７５ｂおよび開口部１９７６ａ、１９７６ｂを有している。これにより、弾性体１７２０からパーティション１９７０ａ、１９７０ｂの外まで連続する空気の流通経路が形成される。その結果、ＳｏＴモジュール１９００は、音響干渉を抑制しつつ冷却効率を向上できる。
［応用製品］
以上のように構成されたＳｏＴモジュールは、様々な用途に用いることができる。用途は、概ね音響とノイズキャンセルに分類できる。ノイズキャンセルは、逆位相の音を用いる技術であり、特にモータ音のような規則性のあるノイズの除去に効果的である。１ｋＨｚ以上のノイズをキャンセルするのは難しいと言われているが、ＳｏＴモジュールであれば１ｋＨｚ以下のノイズキャンセルにも十分に対応できる。
以上のように構成されたＳｏＴモジュールは、様々な用途に用いることができる。用途は、概ね音響とノイズキャンセルに分類できる。ノイズキャンセルは、逆位相の音を用いる技術であり、特にモータ音のような規則性のあるノイズの除去に効果的である。１ｋＨｚ以上のノイズをキャンセルするのは難しいと言われているが、ＳｏＴモジュールであれば１ｋＨｚ以下のノイズキャンセルにも十分に対応できる。
（自動車）
振動板として機能する平板があれば、そこに圧電素子および弾性体を設置することでＳｏＴモジュールを構成できる。例えば、自動車のドア、天井、トランク、ヘッドレスト、ダッシュボードのプラスチックパネルの一部を振動板として利用し、ＳｏＴモジュールを構成できる。
振動板として機能する平板があれば、そこに圧電素子および弾性体を設置することでＳｏＴモジュールを構成できる。例えば、自動車のドア、天井、トランク、ヘッドレスト、ダッシュボードのプラスチックパネルの一部を振動板として利用し、ＳｏＴモジュールを構成できる。
自動車のように内部空間に制約がある場合、一つの位置から広がる音より、様々な位置にＳｏＴモジュールを置いて生成した音の方が、聴取者には空間的にバランスの取れた音として聞こえる。例えば、席の後ろや前の席の背中部分から小さい音量で音を発生させることができる。
このような音響用途に限られず、自動車においてはノイズキャンセラとしてもＳｏＴモジュールを利用できる。具体的には、シートの下にＳｏＴモジュールを形成し、エンジン音と逆相の音でノイズをキャンセルできる。
上記のような構成を、コイルを用いたスピーカで実現しようとすると、車内の空間を確保するのが困難である。また、電源の確保や重量の低減の観点でも、コイルを用いたスピーカを用いるのは難しい。これに対し、圧電素子を用いたＳｏＴモジュールであれば、限られた空間、許容重量や電源を十分に活かせる。
（電気製品）
電気製品は、容易に電源が確保でき、筐体を振動板として利用できるため、ＳｏＴモジュールの応用に適している。例えば、洗濯機のノイズキャンセルにＳｏＴモジュールを利用できる。その際には、ＳｏＴモジュールを洗濯機自体に設置することもできるし、洗濯機の付属品に設置することもできる。例えば、ノイズキャンセラとして洗濯機のパンにＳｏＴモジュールを設置し、音を伝達させない機構を形成するのが好ましい。洗濯機から漏れた音は防音材を通った１ｋＨｚ以下の低音であり、通常の圧電モジュールではこの音をキャンセルできないが、ＳｏＴモジュールであればキャンセル可能である。
電気製品は、容易に電源が確保でき、筐体を振動板として利用できるため、ＳｏＴモジュールの応用に適している。例えば、洗濯機のノイズキャンセルにＳｏＴモジュールを利用できる。その際には、ＳｏＴモジュールを洗濯機自体に設置することもできるし、洗濯機の付属品に設置することもできる。例えば、ノイズキャンセラとして洗濯機のパンにＳｏＴモジュールを設置し、音を伝達させない機構を形成するのが好ましい。洗濯機から漏れた音は防音材を通った１ｋＨｚ以下の低音であり、通常の圧電モジュールではこの音をキャンセルできないが、ＳｏＴモジュールであればキャンセル可能である。
（ＣＳＯ）
ＳｏＴモジュールの代表的な応用製品として、Ｃｉｎｅｍａｔｉｃ Ｓｏｕｎｄ ＯＬＤＥ（ＣＳＯ）が挙げられる。ＣＳＯは、自己発光ＯＬＥＤに音響技術が追加され、画面の音の位置と実際の音の発生位置を一致させる技術である。ＯＬＥＤパネルを振動板として用い、ＴＶに内蔵された別途のスピーカからではなく、ＯＬＥＤ画面から直接音をユーザに伝えることで画像に応じた音を聞くことを可能にする。すなわち、ユーザは、映画やドラマの出演者の口からお互いに話し合う音を聞け、空から落ちる雨が地面に触れる音も実際の画面で地面にぶつかる位置から音を聞ける。このようにして、ユーザは沒入感を高められる。この用途はＴＶに限られず、サイネージであっても同様にＳｏＴモジュールを適用できる。
ＳｏＴモジュールの代表的な応用製品として、Ｃｉｎｅｍａｔｉｃ Ｓｏｕｎｄ ＯＬＤＥ（ＣＳＯ）が挙げられる。ＣＳＯは、自己発光ＯＬＥＤに音響技術が追加され、画面の音の位置と実際の音の発生位置を一致させる技術である。ＯＬＥＤパネルを振動板として用い、ＴＶに内蔵された別途のスピーカからではなく、ＯＬＥＤ画面から直接音をユーザに伝えることで画像に応じた音を聞くことを可能にする。すなわち、ユーザは、映画やドラマの出演者の口からお互いに話し合う音を聞け、空から落ちる雨が地面に触れる音も実際の画面で地面にぶつかる位置から音を聞ける。このようにして、ユーザは沒入感を高められる。この用途はＴＶに限られず、サイネージであっても同様にＳｏＴモジュールを適用できる。
（家具、建築部材）
ＳｏＴモジュールは、家具や建築部材にも応用可能である。例えば、フレームが組まれたラックに用いられるボックス型の引き出しに圧電素子および弾性体を設置し、ＳｏＴモジュールを形成できる。このようにして机の引き出しの中を鳴らし、ボックスの中をスピーカとして用いることができる。引き出しに物が入っていても、所望の音を発生させることが可能である。
ＳｏＴモジュールは、家具や建築部材にも応用可能である。例えば、フレームが組まれたラックに用いられるボックス型の引き出しに圧電素子および弾性体を設置し、ＳｏＴモジュールを形成できる。このようにして机の引き出しの中を鳴らし、ボックスの中をスピーカとして用いることができる。引き出しに物が入っていても、所望の音を発生させることが可能である。
道路に設置されたＬＥＤ投光機の裏の鉄板に圧電素子および弾性体を設置し、鉄板を振動板と使用して、ＳｏＴモジュールを構成することもできる。例えばＬＥＤ投光機から、直接に警報の音を発生させることができる。天井、壁またはパーティションを振動板として用いてＳｏＴモジュールを構成することも可能である。その場合、音響およびノイズキャンセルのいずれにも利用できる。このような構成は、低音域の音圧の観点ではコイルによるスピーカでも可能であるが、建物内の空間を確保できない。また、コイルによるスピーカでは強い電源が必要となり法律上の制限を受けかねない。ＳｏＴモジュールであれば、わずかな空間にも設置可能であり、一般用の過程電源を流用して後付けすることも可能である。
［実施例］
数式（１）は、圧電モジュールの固有振動数ｆｓを表す数式である。ＭおよびＳは、それぞれ圧電モジュールの質量およびスティフネスを表す。平板型の圧電モジュールの場合は、全体のスティフネス値が主に弾性体のスティフネスに依存する。
数式（１）は、圧電モジュールの固有振動数ｆｓを表す数式である。ＭおよびＳは、それぞれ圧電モジュールの質量およびスティフネスを表す。平板型の圧電モジュールの場合は、全体のスティフネス値が主に弾性体のスティフネスに依存する。
したがって、弾性体のスティフネスを小さくすることによって、システム全体の固有振動数を小さくできる。また、システム全体のスティフネスは振動板の引張強度にも依存性を持っているため、振動板の材料の選定に応じて低音の音圧を向上させることも可能である。
しかし、一方で振動板の重さによって伝達率が下がり、音圧特性が劣化する可能性もある。これを解消するため圧電複合体と振動板の付着強度を高めて伝達率を高めるとすれば、パネルの重さを圧電複合体が全部受けなければならず、振幅を維持できない。このような事情も考慮の上、単なる振動経路への弾性体の追加だけでなく、振動伝達経路の減衰比の調整まで行うことにより音圧向上が可能となる。
［実施例１］
弾性体の配置を変えて試験用の圧電モジュールを作製し、音圧の周波数特性を測定した。図１８（ａ）は、それぞれ弾性体の位置が異なる試験用の圧電モジュールｔ１～ｔ３を示す側面図である。図１８（ａ）に示すように、試験用の圧電モジュールｔ１は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ１、振動板ｗ１で構成されている。圧電素子ｖ１は、ＰＺＴを用いた屈曲型の圧電素子である。弾性体ｕ１は、圧電素子ｖ１の長手方向に８ｍｍの長さで、ウレタンにより形成され、一方の面が圧電素子ｖ１の長手方向の中央部に接着されている。振動板ｗ１はＯＬＥＤパネルであり、弾性体ｕ１の他方の面が接着されている。
弾性体の配置を変えて試験用の圧電モジュールを作製し、音圧の周波数特性を測定した。図１８（ａ）は、それぞれ弾性体の位置が異なる試験用の圧電モジュールｔ１～ｔ３を示す側面図である。図１８（ａ）に示すように、試験用の圧電モジュールｔ１は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ１、振動板ｗ１で構成されている。圧電素子ｖ１は、ＰＺＴを用いた屈曲型の圧電素子である。弾性体ｕ１は、圧電素子ｖ１の長手方向に８ｍｍの長さで、ウレタンにより形成され、一方の面が圧電素子ｖ１の長手方向の中央部に接着されている。振動板ｗ１はＯＬＥＤパネルであり、弾性体ｕ１の他方の面が接着されている。
試験用の圧電モジュールｔ２は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ２、振動板ｗ２で構成されている。２つの弾性体ｕ２は、弾性体ｕ１と同様に圧電素子ｖ１の長手方向に８ｍｍの長さで、ウレタンにより形成されているが、それぞれ圧電素子ｖ１の長手方向の中央部と両端部との中間位置に配置されている。
試験用の圧電モジュールｔ３は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ３、振動板ｗ１で構成されている。２つの弾性体ｕ３は、弾性体ｕ１と同様に圧電素子ｖ１の長手方向に８ｍｍの長さで、ウレタンにより形成されているが、それぞれ圧電素子ｖ１の長手方向の両端部に配置されている。
図１８（ｂ）は、試験用の圧電モジュールｔ１～ｔ３の音圧の周波数特性を示すグラフである。図１８（ｂ）に示すように、試験用の圧電モジュールｔ１、ｔ２で生じている中音域のピークディップが、試験用の圧電モジュールｔ１では生じていない。
［実施例２］
弾性体の形状を変えて試験用の圧電モジュールを作製し、音圧の周波数特性を測定した。図１９（ａ）は、弾性体の形状が異なる試験用の圧電モジュールｔ４、ｔ５を示す側面図である。
弾性体の形状を変えて試験用の圧電モジュールを作製し、音圧の周波数特性を測定した。図１９（ａ）は、弾性体の形状が異なる試験用の圧電モジュールｔ４、ｔ５を示す側面図である。
図１９（ａ）に示すように、試験用の圧電モジュールｔ４は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ４、振動板ｗ１で構成されている。２つの弾性体ｕ４は、圧電素子ｖ１の長手方向の両端において直径１０ｍｍの円柱状にウレタンで形成されている。また、試験用の圧電モジュールｔ５は、圧電素子ｖ１、弾性体ｕ５、振動板ｗ５で構成されている。２つの弾性体ｕ５は、圧電素子ｖ１の長手方向の両端において長さ５ｍｍの矩形体状にウレタンで形成されている。
図１９（ｂ）は、試験用の圧電モジュールｔ４、ｔ５の音圧の周波数特性を示すグラフである。図１９（ｂ）に示すように、低音域ではわずかに試験用の圧電モジュールｔ５の音圧が大きく、中音域では試験用の圧電モジュールｔ４の音圧が大きい。しかし、弾性体の形状によって音圧の周波数特性に大きな相違は生じなかった。
［実施例３］
第１実施形態のＳｏＴモジュール１００（実施例Ｅ１（並列型））について音圧の周波数特性を測定した。図２０は、実施例Ｅ１の圧電モジュールおよび圧電モジュールｔ５の音圧の周波数特性を示すグラフである。図２０に示すように、１００Ｈｚ付近に音圧の落ち込みがあるものの２００Ｈｚから１ｋＨｚの低中音域において、高音域と同等の音圧が得られている。なお、１．５ｋＨｚ付近に音圧の落ち込みが見られる。
第１実施形態のＳｏＴモジュール１００（実施例Ｅ１（並列型））について音圧の周波数特性を測定した。図２０は、実施例Ｅ１の圧電モジュールおよび圧電モジュールｔ５の音圧の周波数特性を示すグラフである。図２０に示すように、１００Ｈｚ付近に音圧の落ち込みがあるものの２００Ｈｚから１ｋＨｚの低中音域において、高音域と同等の音圧が得られている。なお、１．５ｋＨｚ付近に音圧の落ち込みが見られる。
［実施例４］
第２実施形態のＳｏＴモジュール２００（実施例Ｅ２（端部連結型））を用意し、その音圧の周波数特性を測定した。図２１は、各実施例Ｅ１およびＥ２のＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。実施例Ｅ１では、１００Ｈｚから４００Ｈｚの低音域に音圧の小さい領域がある。しかし、１ｋＨｚ付近の中音域の領域では、実施例Ｅ１よりも実施例Ｅ２の方がフラットな音圧の特性を有しており、実施例Ｅ１で生じた音圧の落ち込みが実施例Ｅ２では解消されている。また、１０ｋＨｚ以上の高音域でも実施例Ｅ２ではフラットな特性が得られている。
第２実施形態のＳｏＴモジュール２００（実施例Ｅ２（端部連結型））を用意し、その音圧の周波数特性を測定した。図２１は、各実施例Ｅ１およびＥ２のＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。実施例Ｅ１では、１００Ｈｚから４００Ｈｚの低音域に音圧の小さい領域がある。しかし、１ｋＨｚ付近の中音域の領域では、実施例Ｅ１よりも実施例Ｅ２の方がフラットな音圧の特性を有しており、実施例Ｅ１で生じた音圧の落ち込みが実施例Ｅ２では解消されている。また、１０ｋＨｚ以上の高音域でも実施例Ｅ２ではフラットな特性が得られている。
［実施例５］
第７実施形態のＳｏＴモジュール７００（実施例Ｅ７（中央連結ループ型））を用意し、その音圧の周波数特性を測定した。図２２は、各実施例Ｅ１およびＥ７についてＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２２に示すように、低音域では、実施例Ｅ７の方が、実施例Ｅ１よりフラットで大きい音圧を得られる。また、中高音域では、実施例Ｅ１の方が、実施例Ｅ７よりフラットで大きい音圧を得られる。実施例Ｅ７（中央連結ループ型）は、低音域での音圧を大きく向上させることが分かった。
第７実施形態のＳｏＴモジュール７００（実施例Ｅ７（中央連結ループ型））を用意し、その音圧の周波数特性を測定した。図２２は、各実施例Ｅ１およびＥ７についてＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２２に示すように、低音域では、実施例Ｅ７の方が、実施例Ｅ１よりフラットで大きい音圧を得られる。また、中高音域では、実施例Ｅ１の方が、実施例Ｅ７よりフラットで大きい音圧を得られる。実施例Ｅ７（中央連結ループ型）は、低音域での音圧を大きく向上させることが分かった。
［実施例６］
第７実施形態のＳｏＴモジュール７００（実施例Ｅ７（中央連結ループ型））、第８実施形態のＳｏＴモジュール８００（実施例Ｅ８（中間連結ループ型））および第９実施形態のＳｏＴモジュール９００（実施例Ｅ９（端部連結ループ型））を用意し、それぞれの音圧の周波数特性を測定した。図２３は、各実施例Ｅ７～Ｅ９についてＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２３に示すように、低音域では、実施例Ｅ７で最も大きい音圧が得られた。中音領域では、実施例Ｅ８で最も大きい音圧が得られた。高音域では、実施例Ｅ９で最も大きい音圧が得られた。したがって、ＳｏＴモジュール７００、８００および９００は、それぞれ低音域、中音域および高音域の用途に適していることが分かった。
第７実施形態のＳｏＴモジュール７００（実施例Ｅ７（中央連結ループ型））、第８実施形態のＳｏＴモジュール８００（実施例Ｅ８（中間連結ループ型））および第９実施形態のＳｏＴモジュール９００（実施例Ｅ９（端部連結ループ型））を用意し、それぞれの音圧の周波数特性を測定した。図２３は、各実施例Ｅ７～Ｅ９についてＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２３に示すように、低音域では、実施例Ｅ７で最も大きい音圧が得られた。中音領域では、実施例Ｅ８で最も大きい音圧が得られた。高音域では、実施例Ｅ９で最も大きい音圧が得られた。したがって、ＳｏＴモジュール７００、８００および９００は、それぞれ低音域、中音域および高音域の用途に適していることが分かった。
［実施例７］
第１３実施形態のＳｏＴモジュール１３００（実施例Ｅ１３（単独ベース板型））を用意し、中央の圧電素子１３９０と両側の圧電素子１３１０とを同相駆動または逆相駆動し、音圧の周波数特性を測定した。図２４は、実施例Ｅ１３について同相および逆相で駆動したときのＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２４に示すように、逆相駆動では低音域での音圧が向上しており、同相駆動では、中高音域の音圧が向上している。
第１３実施形態のＳｏＴモジュール１３００（実施例Ｅ１３（単独ベース板型））を用意し、中央の圧電素子１３９０と両側の圧電素子１３１０とを同相駆動または逆相駆動し、音圧の周波数特性を測定した。図２４は、実施例Ｅ１３について同相および逆相で駆動したときのＳｏＴモジュールの音圧の周波数特性を示すグラフである。図２４に示すように、逆相駆動では低音域での音圧が向上しており、同相駆動では、中高音域の音圧が向上している。
１００ ＳｏＴモジュール（第１実施形態）
１１０ 圧電素子
１１０ａ、１１０ｂ 圧電素子
Ｐ１ 電源
１１１、１１２ 圧電体
１１３、１１４ 電極
１１５ シム板
１２０ａ、１２０ｂ 弾性体
１３０ 振動板
２００ ＳｏＴモジュール（第２実施形態）
２０５ 圧電複合体
２１０ａ、２１０ｂ 圧電素子
２２０ａ、２２０ｂ 弾性体
２４０ａ、２４０ｂ 連結部材
３００、４００、５００ ＳｏＴモジュール（第３～５実施形態）
３２０、４２０、５２０ 弾性体
６００ ＳｏＴモジュール（第６実施形態）
６０５ 圧電複合体
６１０ａ～６１０ｃ 圧電素子
６２０ａ、６２０ｂ 弾性体
７００ ＳｏＴモジュール（第７実施形態）
７０５ 圧電複合体
７１０ａ～７１０ｄ 圧電素子
７２０ａ～７２０ｄ 弾性体
８００ ＳｏＴモジュール（第８実施形態）
８１０ａ～８１０ｄ 圧電素子
８２０ａ～８２０ｄ 弾性体
９００ ＳｏＴモジュール（第９実施形態）
９１０ａ～９１０ｄ 圧電素子
９２０ａ～９２０ｄ 弾性体
１０００ ＳｏＴモジュール
１００５ 圧電複合体
１０１０、１０８０ 圧電素子
１０２０ 弾性体
１１００ ＳｏＴモジュール
１１０５ａ、１１０５ｂ 圧電複合体
１１１０ａ、１１８０ａ、１１１０ｂ、１１８０ｂ 圧電素子
１１２０ａ、１１２０ｂ 弾性体
１２００ ＳｏＴモジュール
１２０５ 圧電複合体
１２１０ａ～１２１０ｄ、１２８０ 圧電素子
１２２０ａ～１２２０ｄ 弾性体
１３００ ＳｏＴモジュール
１３０５ 圧電複合体
１３１０、１３９０ 圧電素子
１３２０ 弾性体
１３６０ ベース板
１４００ ＳｏＴモジュール
１４０５ａ、１４０５ｂ 圧電複合体
１４１０ａ、１４９０ａ、１４１０ｂ、１４９０ｂ 圧電素子
１４２０ａ、１４２０ｂ 弾性体
１４６０ａ、１４６０ｂ ベース板
１５００ ＳｏＴモジュール
１５０５ 圧電複合体
１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０ 圧電素子
１５２０ａ～１５２０ｄ 弾性体
１５６０ ベース板
１６００ ＳｏＴモジュール（第１６実施形態）
１６０５ 圧電複合体
１６１０ａ、１６１０ｂ 圧電素子
１６２０ 弾性体
１６６０ ベース板
１７００ ＳｏＴモジュール（第１７実施形態）
１７２０ 弾性体
１７７０ パーティション
１８００ ＳｏＴモジュール（第１８実施形態）
１８７０ａ、１８７０ｂ パーティション（全体）
１８７１ａ、１８７１ｂ 内側のパーティション
１８７２ａ、１８７２ｂ 外側のパーティション
１９００ ＳｏＴモジュール（第１９実施形態）
１９７０ａ、１９７０ｂ パーティション
１９７１ａ、１９７１ｂ 内側のパーティション（全体）
１９７２ａ、１９７２ｂ 外側のパーティション
１９７３ａ、１９７３ｂ、１９７６ａ、１９７６ｂ 開口部
１９７４ａ、１９７５ａ 仕切り
２２００ ＳｏＴモジュール
２２０５ 圧電複合体
２２１０ａ～２２１０ｄ、２２８０ 圧電素子
２２２０ａ～２２２０ｄ 弾性体
ｔ１～ｔ５ 圧電モジュール（試験用）
ｕ１～ｕ５ 弾性体
ｖ１ 圧電素子
ｗ１ 振動板
１１０ 圧電素子
１１０ａ、１１０ｂ 圧電素子
Ｐ１ 電源
１１１、１１２ 圧電体
１１３、１１４ 電極
１１５ シム板
１２０ａ、１２０ｂ 弾性体
１３０ 振動板
２００ ＳｏＴモジュール（第２実施形態）
２０５ 圧電複合体
２１０ａ、２１０ｂ 圧電素子
２２０ａ、２２０ｂ 弾性体
２４０ａ、２４０ｂ 連結部材
３００、４００、５００ ＳｏＴモジュール（第３～５実施形態）
３２０、４２０、５２０ 弾性体
６００ ＳｏＴモジュール（第６実施形態）
６０５ 圧電複合体
６１０ａ～６１０ｃ 圧電素子
６２０ａ、６２０ｂ 弾性体
７００ ＳｏＴモジュール（第７実施形態）
７０５ 圧電複合体
７１０ａ～７１０ｄ 圧電素子
７２０ａ～７２０ｄ 弾性体
８００ ＳｏＴモジュール（第８実施形態）
８１０ａ～８１０ｄ 圧電素子
８２０ａ～８２０ｄ 弾性体
９００ ＳｏＴモジュール（第９実施形態）
９１０ａ～９１０ｄ 圧電素子
９２０ａ～９２０ｄ 弾性体
１０００ ＳｏＴモジュール
１００５ 圧電複合体
１０１０、１０８０ 圧電素子
１０２０ 弾性体
１１００ ＳｏＴモジュール
１１０５ａ、１１０５ｂ 圧電複合体
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１２００ ＳｏＴモジュール
１２０５ 圧電複合体
１２１０ａ～１２１０ｄ、１２８０ 圧電素子
１２２０ａ～１２２０ｄ 弾性体
１３００ ＳｏＴモジュール
１３０５ 圧電複合体
１３１０、１３９０ 圧電素子
１３２０ 弾性体
１３６０ ベース板
１４００ ＳｏＴモジュール
１４０５ａ、１４０５ｂ 圧電複合体
１４１０ａ、１４９０ａ、１４１０ｂ、１４９０ｂ 圧電素子
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１５００ ＳｏＴモジュール
１５０５ 圧電複合体
１５１０ａ～１５１０ｄ、１５９０ 圧電素子
１５２０ａ～１５２０ｄ 弾性体
１５６０ ベース板
１６００ ＳｏＴモジュール（第１６実施形態）
１６０５ 圧電複合体
１６１０ａ、１６１０ｂ 圧電素子
１６２０ 弾性体
１６６０ ベース板
１７００ ＳｏＴモジュール（第１７実施形態）
１７２０ 弾性体
１７７０ パーティション
１８００ ＳｏＴモジュール（第１８実施形態）
１８７０ａ、１８７０ｂ パーティション（全体）
１８７１ａ、１８７１ｂ 内側のパーティション
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１９００ ＳｏＴモジュール（第１９実施形態）
１９７０ａ、１９７０ｂ パーティション
１９７１ａ、１９７１ｂ 内側のパーティション（全体）
１９７２ａ、１９７２ｂ 外側のパーティション
１９７３ａ、１９７３ｂ、１９７６ａ、１９７６ｂ 開口部
１９７４ａ、１９７５ａ 仕切り
２２００ ＳｏＴモジュール
２２０５ 圧電複合体
２２１０ａ～２２１０ｄ、２２８０ 圧電素子
２２２０ａ～２２２０ｄ 弾性体
ｔ１～ｔ５ 圧電モジュール（試験用）
ｕ１～ｕ５ 弾性体
ｖ１ 圧電素子
ｗ１ 振動板
Claims (10)
- 交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、
一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、
前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、
複数の前記圧電素子の各端部を連結する複数の連結部材を備え、
前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、
複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置があり、
前記圧電複合体は、複数の前記圧電素子を有し、前記圧電素子のそれぞれは、互いの一部が連結されており、
複数の前記圧電素子は、互いの長手方向が交差しないように設置され、前記複数の連結部材は、互いに長手方向が交差しないように設置されていることを特徴とするＳｏＴモジュール。 - 交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、
一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、
前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、を備え、
前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、
複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置があり、
前記圧電複合体は、複数の前記圧電素子を有し、前記圧電素子のそれぞれは、互いの一部が連結されており、
複数の前記圧電素子として、３枚の前記圧電素子がＨ型に連結されることを特徴とするＳｏＴモジュール。 - 交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、
一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、
前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、を備え、
前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、
複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置があり、
前記圧電複合体は、複数の前記圧電素子を有し、前記圧電素子のそれぞれは、互いの一部が連結されており、
複数の前記圧電素子のそれぞれは、一端が他の前記圧電素子に接着されることで、変位を増幅するループ構造が形成されていることを特徴とするＳｏＴモジュール。 - 複数の前記圧電素子のそれぞれの他端が接着される位置は、他の前記圧電素子の中央部であることを特徴とする請求項３記載のＳｏＴモジュール。
- 複数の前記圧電素子のそれぞれの他端が接着される位置は、他の前記圧電素子の中央部と端部との中間部であることを特徴とする請求項３記載のＳｏＴモジュール。
- 複数の前記圧電素子のそれぞれの他端が接着される位置は、他の前記圧電素子の端部であることを特徴とする請求項３記載のＳｏＴモジュール。
- 交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、
一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、
前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、を備え、
前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、
複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置があり、
前記圧電複合体は、複数の前記圧電素子を有し、前記圧電素子のそれぞれは、互いの一部が連結されており、
複数の前記圧電素子のそれぞれは、端部同士が一列に連結されていることを特徴とするＳｏＴモジュール。 - 交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる平板状の圧電複合体と、
一端が前記圧電複合体の主面に接着され、前記圧電複合体の振動を伝える複数の弾性体と、
前記弾性体の他端に主面が接着された振動板と、を備え、
前記圧電複合体は、矩形平板に形成された圧電素子を含み、
複数の前記弾性体の間に、前記圧電複合体の重心位置があり、
前記圧電複合体は、複数の前記圧電素子が接着されたベース板を含み、
前記ベース板に前記弾性体の一端が接着され、
前記ベース板と前記振動板との間に、前記弾性体の集合を区画するパーティションをさらに備え、
前記弾性体は、左右それぞれに分離された集合を形成していることを特徴とするＳｏＴモジュール。 - 前記振動板には、自動車の部品が用いられ、
前記自動車に搭載されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のＳｏＴモジュール。 - 前記振動板には、電気製品の部品または付属品が用いられ、
前記電気製品または前記電気製品の付属品に搭載されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のＳｏＴモジュール。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JPWO2023084623A5 JPWO2023084623A5 (ja) | 2023-10-04 |
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| JP2015149632A (ja) | 2014-02-07 | 2015-08-20 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 圧電振動ユニットおよび圧電スピーカ |
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| JP2021016118A (ja) | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 株式会社デンソーテン | 音響放射装置、および、音響放射ユニット |
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-
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- 2021-11-10 CN CN202180099959.3A patent/CN117581565B/zh active Active
- 2021-11-10 WO PCT/JP2021/041263 patent/WO2023084623A1/ja active Application Filing
- 2021-11-10 EP EP21963478.9A patent/EP4340386A1/en active Pending
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| WO2008146678A1 (ja) | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Nec Corporation | 圧電アクチュエータ及び電子機器 |
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