WO2014091833A1 - 音響発生器、音響発生装置および電子機器 - Google Patents

音響発生器、音響発生装置および電子機器 Download PDF

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WO2014091833A1
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piezoelectric vibration
vibration element
generator
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神谷　哲
寺園　正喜
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Kyocera Corp
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    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a sound generator, a sound generation device, and an electronic apparatus.
  • Patent Document 1 describes a sound generator that outputs a sound by vibrating a diaphragm by applying a voltage to a piezoelectric element attached to the diaphragm and causing it to vibrate.
  • the frequency characteristics of the sound pressure have a peak (a portion where the sound pressure is higher than the surroundings) and a dip (the sound pressure is higher than the surroundings). There is a problem that it is difficult to obtain a high-quality sound quality.
  • One aspect of the embodiments has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an acoustic generator, an acoustic generator, and an electronic apparatus that can obtain a favorable frequency characteristic of sound pressure.
  • the acoustic generator includes a vibrating body, an exciter, and a damping material.
  • the exciter is provided on the vibrating body.
  • the damping material is attached so as to be integrated with the vibrating body.
  • the exciter and the damping material have the symmetry axis or center of gravity of the figure drawn by the outline of the other member with respect to the symmetry axis or center of gravity of the figure drawn by the outline of one of the members. They are arranged so that they do not match.
  • a favorable sound pressure frequency characteristic can be obtained.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the first embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1A.
  • FIG. 2 is an explanatory view in plan view for explaining the arrangement of the damping material.
  • FIG. 3 is a block diagram of the sound generator.
  • FIG. 4 is a block diagram of the electronic device.
  • FIG. 5A is an explanatory diagram in a plan view of an acoustic generator according to a first modification example of the first embodiment.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram in a plan view of an acoustic generator according to a second modification example of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is an explanatory diagram in plan view of an acoustic generator according to a first modification example of the first embodiment.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram in a plan view of
  • FIG. 7 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 8A is an explanatory diagram in plan view of an acoustic generator according to a second modification of the second embodiment.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram in a plan view of an acoustic generator according to a third modification of the second embodiment.
  • FIG. 8C is an explanatory diagram of the acoustic generator according to the fourth modification example of the second embodiment in plan view.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the fourth embodiment.
  • the sound generator 1 is a so-called piezoelectric speaker, and has a configuration for generating sound pressure using a resonance phenomenon of a vibrating body.
  • the acoustic generator 1 includes a frame body 10, a vibrating body 20 stretched on the frame body 10, and a piezoelectric element provided on the vibrating body 20.
  • the vibration element 30 and the damping material 50 are provided.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram in a plan view of the sound generator 1 according to the first embodiment viewed from a direction perpendicular to the main surface of the vibrating body 20, and FIG. 1B is an AA ′ diagram in FIG. 1A. It is line sectional drawing. In FIG. 1B, in order to facilitate understanding, the sound generator 1 is shown expanded and deformed in the vertical direction.
  • the vibrating body 20 can be formed using various materials such as resin, metal, and paper.
  • the thin plate-like vibrating body 20 can be made of a resin film made of polyethylene, polyimide, polypropylene, or the like having a thickness of 10 to 200 ⁇ m. Since the resin film is a material having a lower elastic modulus and mechanical Q value than a metal plate or the like, the vibration body 20 is made of a resin film, so that the vibration body 20 bends and vibrates with a large amplitude, thereby reducing the sound pressure. It is possible to reduce the difference between the resonance peak and the dip by widening the width of the resonance peak and reducing the height in the frequency characteristics. A composite of metal and resin may be used as the vibrating body 20.
  • the frame body 10 plays a role of holding the vibrating body 20 and forming a fixed end of vibration.
  • a frame body 10 is configured by vertically joining together an upper frame member 11 and a lower frame member 12 that are rectangular.
  • the outer peripheral part of the vibrating body 20 which consists of a resin film is pinched
  • the thickness and material of the upper frame member 11 and the lower frame member 12 constituting the frame body 10 are not particularly limited, but in the first embodiment, because of excellent mechanical strength and corrosion resistance,
  • a stainless steel material having a thickness of 100 to 5000 ⁇ m is used.
  • the piezoelectric vibration element 30 includes a laminated body 33, surface electrode layers 34 and 35 formed on the upper and lower surfaces of the laminated body 33, and an external surface formed on the side surface where the end face of the internal electrode layer 32 of the laminated body 33 is exposed. Electrodes 36 and 37 are provided. Lead terminals 38 and 39 are connected to the external electrodes 36 and 37.
  • the laminated body 33 is formed by alternately laminating four piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, 31d made of ceramics and three internal electrode layers 32.
  • the piezoelectric vibration element 30 has a rectangular main surface on the upper surface side and the lower surface side, and the piezoelectric layers 31a and 31b and the piezoelectric layers 31c and 31d are polarized in different directions in the thickness direction, respectively.
  • the piezoelectric layers 31b and 31c are polarized in the same direction.
  • the piezoelectric vibration element 30 when a voltage is applied to the piezoelectric vibration element 30 via the lead terminals 38 and 39, for example, the lower surface side of the piezoelectric vibration element 30, in other words, the piezoelectric layers 31c and 31d on the vibration body 20 side contract, while the upper surface The piezoelectric layers 31a and 31b on the side are deformed so as to extend.
  • the piezoelectric layers 31a and 31b on the upper surface side of the piezoelectric vibration element 30 and the piezoelectric layers 31c and 31d on the lower surface side exhibit opposite expansion and contraction behavior, and as a result, the piezoelectric vibration element 30 is bent by a bimorph type. By vibrating, a certain vibration can be given to the vibrating body 20 to generate a sound.
  • the piezoelectric vibration element 30 is a bimorph-type laminated piezoelectric vibration element, and the piezoelectric vibration element 30 itself bends and vibrates alone. Therefore, the piezoelectric vibration element 30 is, for example, a soft vibration body 20 regardless of the material of the vibration body 20. However, strong vibrations can be generated, and a sufficient sound pressure can be obtained with a small number of piezoelectric vibration elements 30.
  • piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, 31d As a material constituting the piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, 31d, conventionally used are lead-free piezoelectric materials such as lead zirconate titanate, Bi layered compounds, and tungsten bronze structure compounds. Piezoelectric ceramics can be used.
  • the material of the internal electrode layer 32 is mainly composed of a metal, for example, silver and palladium.
  • the internal electrode layer 32 may contain ceramic components constituting the piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, and 31d, whereby the piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, and 31d and the internal electrode layers 32 and 32 are included. , 32 can be obtained, and the piezoelectric vibration element 30 in which the stress due to the difference in thermal expansion is reduced can be obtained.
  • the surface electrode layers 34 and 35 and the external electrodes 36 and 37 are mainly composed of metal such as silver. Moreover, you may contain a glass component. By containing the glass component, it is possible to obtain a strong adhesion between the piezoelectric layers 31a, 31b, 31c, 31d and the internal electrode layer 32 and the surface electrode layers 34, 35 or the external electrodes 36, 37. .
  • the glass component content may be, for example, 20% by volume or less.
  • the wiring connected to the lead terminals 38 and 39 in order to reduce the height of the piezoelectric vibration element 30, it is preferable to use flexible wiring in which a metal foil such as copper or aluminum is sandwiched between resin films.
  • the acoustic generator 1 includes a resin coating layer 40 filled in the frame body 10 so as to embed the piezoelectric vibration element 30.
  • the piezoelectric vibration element 30 can be protected from the external environment.
  • the entire surface of the vibrating body 20 is covered with the covering layer 40, but it is not necessary to cover the entire surface. That is, the acoustic generator 1 only needs to cover the piezoelectric vibration element 30 and at least a part of the surface of the vibration body 20 on the side where the piezoelectric vibration element 30 is disposed with the coating layer 40.
  • the damping material 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, for example.
  • two damping members 50 having the same shape are disposed on both the left and right sides (Y-axis negative direction side and Y-axis positive direction side) of the piezoelectric vibration element 30.
  • each damping material 50 is integrated with the vibrating body 20, the piezoelectric vibrating element 30, and the coating layer 40 by being attached to the surface of the coating layer 40 via an adhesive 60.
  • the region in the vibrating body 20 in which the damping material 50 is disposed receives vibration loss due to the damping material 50 through the coating layer 40, thereby suppressing the resonance phenomenon. It becomes. That is, since the difference between the resonance peak and the dip can be reduced and the frequency characteristic of the sound pressure can be flattened, a favorable frequency characteristic of the sound pressure can be obtained.
  • the exciter (piezoelectric vibration element 30) and the damping material 50 have the contour of the other member with respect to the axis of symmetry or the center of gravity of the figure drawn by the contour of one of the members. It was determined that the symmetry axis or the center of gravity of the figure to be drawn was not matched.
  • the other member is a damping material 50.
  • the other member is an exciter (piezoelectric vibration element 30). It is.
  • the plurality of damping materials 50 are arranged such that the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 is asymmetric as a whole.
  • the degenerated vibration mode is dispersed into a plurality of vibration modes to generate a plurality of resonance peaks.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram in plan view for explaining the arrangement of the damping material 50.
  • 1A, 1B and FIG. 2 illustrate two damping members 50, the number is not limited.
  • the two damping members 50 describe the outline of the piezoelectric vibration element 30 when the vibrating body 20 is viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface of the vibrating body 20 (Z-axis direction in the drawing). They are arranged so as to be asymmetric with respect to the symmetry axis of the figure. More specifically, the two damping materials 50 are arranged at a position where the rotational symmetry axis a2 of the two damping materials 50 does not coincide with the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30.
  • the two damping members 50 are arranged in a non-rotational symmetry with respect to the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30.
  • the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 becomes asymmetric as a whole.
  • the degeneration of the vibration mode can be solved and dispersed in a plurality of vibration modes.
  • the sound generator 1 it is possible to reduce the peak level of the resonance frequency and obtain a favorable sound pressure frequency characteristic with small fluctuation.
  • the frequency characteristics of the sound pressure in the middle range can be made close to flat, good sound quality can be obtained.
  • the two damping members 50 are both with respect to the other symmetry axes of the piezoelectric vibration element 30 (longitudinal line symmetry axis L shown in FIG. 5A and short line symmetry axis W shown in FIG. 5B). Are also arranged axisymmetrically with respect to each other. This also makes it possible to reduce the symmetry of the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material 50.
  • the position of the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30 is assumed to coincide with the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30. That is, since the two damping materials 50 are arranged in a non-rotationally symmetrical manner with respect to the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30, the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material are also arranged by this. The symmetry of the composite vibrator constituted by 50 can be lowered.
  • the axis of symmetry of the piezoelectric vibration element 30 means the symmetry of the figure drawn by the outline of the piezoelectric vibration element 30 when the vibration body 20 is viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface of the vibration body 20. It means the axis.
  • the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30 means the center of gravity (center) of a figure drawn by the outline of the piezoelectric vibration element 30 or the center of gravity (center of mass) of the piezoelectric vibration element 30 itself when viewed in plan.
  • the two damping members 50 are arranged asymmetrically with respect to all three symmetry axes and the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30 .
  • the two damping members 50 may be asymmetric with respect to any of the three symmetry axes and the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30.
  • the two damping members 50 are arranged at positions that are non-rotationally symmetric with respect to the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30 but are symmetric with respect to the line symmetry axis L or the line symmetry axis W. Also good.
  • the two damping members 50 are non-axisymmetric with respect to the line symmetry axis L or the line symmetry axis W of the piezoelectric vibration element 30, but may be arranged at positions that are rotationally symmetric with respect to the rotation symmetry axis a ⁇ b> 1. Good.
  • the damping material 50 may be any member that has mechanical loss, but is preferably a member having a high mechanical loss factor, in other words, a low mechanical quality factor (so-called mechanical Q).
  • a damping material 50 can be formed using various elastic bodies, for example, but since it is desirable that it is soft and easily deformed, it can be suitably formed using a rubber material such as urethane rubber. In particular, a porous rubber material such as urethane foam can be suitably used.
  • the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30 and the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30 coincide with each other is shown, but the rotation symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30 and the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30 are It doesn't necessarily need to match. If these do not match, the plurality of damping members 50 may be disposed asymmetrically with respect to either the symmetry axis or the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30.
  • FIG. 3 is a block diagram of the sound generator.
  • the acoustic generator 4 can be configured by housing the acoustic generator 1 having the above-described configuration in a resonance box 400.
  • the resonance box 400 is a housing that houses the sound generator 1, and resonates the sound emitted from the sound generator 1 and radiates it as sound waves from the housing surface.
  • Such a sound generator 4 can be used alone as a speaker, and can be suitably incorporated into various electronic devices 2, for example.
  • the sound generator 1 can be used for a mobile phone or a thin television. Alternatively, it can be suitably incorporated into the electronic device 2 such as a tablet terminal.
  • the electronic device 2 to which the sound generator 1 can be incorporated is not limited to the above-described mobile phone, flat-screen TV, tablet terminal, and the like, and for example, a refrigerator, a microwave oven, a vacuum cleaner, a washing machine, and the like. Conventionally, home appliances that have not been focused on sound quality are also included.
  • FIG. 4 is a block diagram of the electronic device 2.
  • the electronic device 2 includes the acoustic generator 1 described above, an electronic circuit connected to the acoustic generator 1, and a housing 200 that houses the acoustic generator 1 and the electronic circuit.
  • the electronic device 2 includes an acoustic generator 1, an electronic circuit including a control circuit 21, a signal processing circuit 22, and a wireless circuit 23 as an input device, an antenna 24, and these And a housing 200 for storing the.
  • the wireless input device is shown in FIG. 4, it can be provided as a signal input by normal electric wiring.
  • the control circuit 21 controls the entire electronic device 2 including the wireless circuit 23 via the signal processing circuit 22.
  • An output signal to the sound generator 1 is input from the signal processing circuit 22.
  • the control circuit 21 generates a sound signal S by controlling the signal processing circuit 22 from the signal input to the radio circuit 23 and outputs the sound signal S to the sound generator 1.
  • the electronic device 2 shown in FIG. 4 incorporates the small and thin acoustic generator 1 and reduces the difference between the resonance peak and the dip to suppress the frequency fluctuation as much as possible. It is possible to improve the sound quality as a whole even in a high sound region including a low sound region having a low sound level.
  • the electronic device 2 in which the sound generator 1 is directly mounted is illustrated as the sound output device.
  • the sound output device for example, a sound generator 4 in which the sound generator 1 is housed in a housing is mounted. It may be the configuration.
  • the arrangement example of the damping material 50 that lowers the symmetry of the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 is not limited to the one shown in FIG. .
  • Another arrangement example of the damping material 50 will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • 5A and 5B are explanatory views of the sound generator according to the first and second modifications of the first embodiment in plan view.
  • FIG. 5A shows the symmetry axis in the longitudinal direction of the piezoelectric vibration element 30 as the symmetry axis L
  • FIG. 5B shows the symmetry axis in the short direction of the piezoelectric vibration element 30 as the symmetry axis W.
  • the symmetry axis L and the symmetry axis W may be shown in other drawings used in the description below.
  • the two damping members 50 are arranged at positions that are asymmetric with respect to the longitudinal symmetry axis L of the piezoelectric vibration element 30. Thereby, the symmetry of the composite vibrating body constituted by the vibrating body 20, the piezoelectric vibrating element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 can be lowered.
  • the two damping members 50 are arranged at positions that are asymmetric with respect to the symmetry axis W in the short direction of the piezoelectric vibration element 30. Thereby, the symmetry of the composite vibrating body constituted by the vibrating body 20, the piezoelectric vibrating element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 can be lowered.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the second embodiment.
  • the sound generator 1 ⁇ / b> A according to the second embodiment is replaced with a damping material instead of one of the two damping materials 50 included in the sound generator 1 according to the first embodiment. 50a.
  • the area of the damping material 50 a when the vibrating body 20 is viewed in plan is smaller than that of the damping material 50.
  • FIG. 6 shows a case where two damping members 50 are arranged at positions that are rotationally symmetric with respect to the rotational symmetry axis a ⁇ b> 1 of the piezoelectric vibration element 30.
  • one of the damping materials 50 in such an assumption is shown by the broken-line rectangle which abbreviate
  • two damping members 50 are arranged symmetrically with respect to the rotational symmetry axis a1 of the piezoelectric vibration element 30.
  • one of the damping members 50 indicated by a broken line is By making the damping material 50 a smaller in area in plan view than the other damping material 50, the symmetry of the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40 and the damping material 50 is increased. Can be lowered.
  • the symmetry of the composite vibrator can be lowered. Therefore, it is possible to obtain a sound generator having a good sound pressure frequency characteristic in which the vibration mode degeneration can be solved and dispersed, and the sound pressure fluctuation is small.
  • the damping materials 50 and 50a having different areas are arranged at positions facing each other with the piezoelectric vibration element 30 interposed therebetween.
  • the areas of the damping materials 50 and 50a facing each other across the piezoelectric vibration element 30 different from each other, for example, when the areas of the adjacent damping materials are made different, the symmetry of the composite vibrator is further reduced. can do.
  • FIG. 6 shows an example in which the area of the damping material in plan view is different, but this is not limiting, and the shape of the damping material in plan view may be different. This point will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the first modification of the second embodiment.
  • one of the damping materials 50 indicated by the broken line is replaced with the other damping material 50 under the same assumptions as in FIG.
  • the damping material 50b has a different planar shape. Thereby, the symmetry of the composite vibration body constituted by the vibration body 20, the piezoelectric vibration element 30, the coating layer 40, and the damping material 50 can be lowered.
  • the planar shape of the at least one damping material 50b (the shape when seen in a plan view from the direction perpendicular to the main surface of the vibrating body 20) is different from the planar shape of the other damping materials 50, thereby combining The symmetry of the vibrating body can be lowered. Therefore, it is possible to obtain the sound generator 1A-1 having a good sound pressure frequency characteristic in which the vibration mode degeneration can be solved and dispersed, and the fluctuation of the sound pressure is small.
  • FIGS. 8A to 8C are explanatory views in plan view of the acoustic generators according to second to fourth modifications of the second embodiment, respectively.
  • 8A to 8C show an example in which four damping materials are arranged.
  • the upper side X-axis negative direction side
  • the lower side Two damping materials are arranged side by side on the X-axis positive direction side.
  • the damping material 50d and the damping material 50e are arranged side by side on the upper side of the piezoelectric vibration element 30, and the damping material 50f and the damping material 50g are arranged on the lower side of the piezoelectric vibration element 30.
  • the damping materials 50d and 50e have different areas when the vibrating body 20 is viewed in plan, and the damping materials 50f and 50g also have different areas when the vibrating body 20 is viewed in plan. .
  • the composite The symmetry of the vibrating body can be lowered.
  • the sound generator 1A-3 according to the third modification includes four damping materials 50h to 50k. These damping materials 50h to 50k have different areas in plan view. Thus, by making the areas of all the damping materials 50h to 50k different, the symmetry of the composite vibrator can be further reduced.
  • the sound generator 1A-4 according to the third modification includes four damping materials 50l to 50o. These damping materials 50l to 50o are all different in shape in plan view. Thus, by making all the four damping members 50l to 50o different in shape, the symmetry of the composite vibrator can be further reduced.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the third embodiment.
  • the acoustic generator 1B according to the third embodiment differs from the above-described embodiments in that it includes one damping material 50p and a plurality of piezoelectric vibration elements (here, two Piezoelectric vibration elements 30a and 30b).
  • the arrangement of the damping material 50p is assumed by broken lines so that the two piezoelectric vibration elements 30a and 30b are symmetrical with respect to the damping material 50p. That is, when the vibrating body 20 is viewed in plan, the symmetry axis of the figure drawn by the outline of the damping material 50p indicated by the broken line (rotation symmetry axis a3, longitudinal line symmetry axis L1, transverse direction line symmetry axis W1) The piezoelectric vibration elements 30a and 30b are arranged so as to be symmetric with respect to each other.
  • the position of the rotational symmetry axis a3 of the damping material 50p is assumed to coincide with the center of gravity of the damping material 50p. Accordingly, the two piezoelectric vibration elements 30a and 30b are arranged in rotational symmetry with respect to the center of gravity of the damping material 50p indicated by a broken line.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram in plan view of the sound generator according to the fourth embodiment.
  • the sound generator 1C includes one piezoelectric vibration element 30c and one damping material 50q.
  • the arrangement of the damping material 50q that is symmetric with respect to the piezoelectric vibration element 30c is indicated by a broken line.
  • the damping material 50q indicated by the broken line shows the symmetry axis (rotation symmetry axis a4, longitudinal line symmetry axis L2, longitudinal direction line symmetry axis W2) of the piezoelectric vibration element 30c when the vibrating body 20 is viewed in plan. ) With respect to each other.
  • the damping material 50q indicated by the broken line is disposed rotationally symmetrically with respect to the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30c.
  • the damping material 50q is arranged symmetrically with respect to the symmetry axis or the center of gravity of the piezoelectric vibration element 30c.
  • the damping material 50q is located from the position indicated by the broken line.
  • the acoustic generator is provided with a plurality of piezoelectric vibration elements and a plurality of damping materials. May be. Further, although the piezoelectric vibration element is rectangular in plan view, the piezoelectric vibration element may be square.
  • piezoelectric vibration element a so-called bimorph type laminated piezoelectric vibration element is illustrated, but a unimorph type piezoelectric vibration element can also be used.
  • the exciter is not limited to a piezoelectric vibration element, and an electric signal is input. What has a function to vibrate is sufficient.
  • an electrodynamic exciter, an electrostatic exciter, or an electromagnetic exciter well known as an exciter for vibrating a speaker may be used.
  • the electrodynamic exciter is such that an electric current is passed through a coil disposed between the magnetic poles of a permanent magnet to vibrate the coil.
  • the electrostatic exciter is composed of two metals facing each other. A bias and an electric signal are passed through the plate to vibrate the metal plate, and an electromagnetic exciter is an electric signal that is passed through the coil to vibrate a thin iron plate.

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Abstract

【課題】良好な音圧の周波数特性を得ること。 【解決手段】実施形態に係る音響発生器は、振動体と、励振器と、ダンピング材とを備える。励振器は、振動体上に設けられる。ダンピング材は、振動体と一体化するように取り付けられる。そして、振動体を平面視した場合に、励振器およびダンピング材のいずれか一方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して他方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心が一致しないように他方が配置されている。

Description

音響発生器、音響発生装置および電子機器
　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、アクチュエータ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には、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、振動板を振動させて音響を出力する音響発生器が記載されている。
特開２００４－２３４３６号公報
　しかしながら、上記した従来の音響発生器は、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、振動体と、励振器と、ダンピング材とを備える。励振器は、振動体上に設けられる。ダンピング材は、振動体と一体化するように取り付けられる。そして、振動体を平面視した場合に、励振器およびダンピング材は、いずれか一方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して他方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心が一致しないように配置されている。
　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、第１の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ’線断面図である。 図２は、ダンピング材の配置を説明するための平面視による説明図である。 図３は、音響発生装置のブロック図である。 図４は、電子機器のブロック図である。 図５Ａは、第１の実施形態における第１の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図５Ｂは、第１の実施形態における第２の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図６は、第２の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図７は、第２の実施形態の第１の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図８Ａは、第２の実施形態の第２の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図８Ｂは、第２の実施形態の第３の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図８Ｃは、第２の実施形態の第４の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図９は、第３の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。 図１０は、第４の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　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について説明する。なお、以下に示す各実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態に係る音響発生器の構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。
　第１の実施形態に係る音響発生器１は、いわゆる圧電スピーカと呼ばれるものであり、振動体の共振現象を用いて音圧を発生させる構成を備える。具体的には、音響発生器１は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、枠体１０と、この枠体１０に張設された振動体２０と、この振動体２０上に設けられた圧電振動素子３０と、ダンピング材５０とを備える。
　なお、図１Ａは、第１の実施形態に係る音響発生器１を振動体２０の主面に垂直な方向から見た平面視による説明図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ’線断面図である。図１Ｂにおいては、理解を容易にするために、音響発生器１を上下方向に拡張してデフォルメして示している。
　振動体２０は、樹脂、金属、紙などの種々の材料を用いて形成することができる。例えば、厚さ１０～２００μｍのポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレンなどの樹脂フィルムにより薄板状の振動体２０を構成することができる。樹脂フィルムは金属板などに比べて弾性率および機械的なＱ値の低い材料であるため、振動体２０を樹脂フィルムにより構成することで、振動体２０を大きな振幅で屈曲振動させ、音圧の周波数特性における共振ピークの幅を広く、高さを低くして共振ピークとディップとの差を低減することができる。なお、金属と樹脂との複合体を振動体２０として用いてもよい。
　枠体１０は、振動体２０を保持して振動の固定端を形成する役割を担っている。たとえば、図１Ｂに示すように、共に矩形状の上枠部材１１と下枠部材１２とを、上下に接合して枠体１０を構成している。そして、上枠部材１１と下枠部材１２との間に樹脂フィルムからなる振動体２０の外周部を挟み込み、所定の張力を付与した状態で固定している。したがって、長期間使用してもたわみなどの変形の少ない振動体２０を備えた音響発生器１となる。
　枠体１０を構成する上枠部材１１と下枠部材１２の厚みおよび材質は、特に限定されるものではないが、第１の実施形態では、機械的強度および耐食性に優れているという理由から、たとえば、厚さ１００～５０００μｍのステンレス製の材料を用いている。
　圧電振動素子３０は、積層体３３と、この積層体３３の上面および下面に形成された表面電極層３４、３５と、積層体３３の内部電極層３２の端面が露出する側面に形成された外部電極３６、３７とを備えている。そして、外部電極３６、３７にリード端子３８、３９が接続されている。
　積層体３３は、セラミックスからなる４層の圧電体層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと、３層の内部電極層３２とが交互に積層されて形成される。また、圧電振動素子３０は、上面側および下面側の主面を矩形状としており、圧電体層３１ａと３１ｂ、圧電体層３１ｃと３１ｄは、それぞれ厚み方向に互いに異なる向きに分極されており、圧電体層３１ｂと３１ｃは同じ向きに分極されている。
　したがって、リード端子３８、３９を介して圧電振動素子３０に電圧が印加された場合、例えば圧電振動素子３０の下面側、換言すれば振動体２０側の圧電体層３１ｃ、３１ｄは縮む一方、上面側の圧電体層３１ａ、３１ｂは伸びるように変形する。このように、圧電振動素子３０の上面側の圧電体層３１ａ、３１ｂと下面側の圧電体層３１ｃ、３１ｄとが、相反する伸縮挙動を示し、その結果、圧電振動素子３０がバイモルフ型の屈曲振動をすることにより、振動体２０に一定の振動を与えて音を発生させることができる。
　このように、圧電振動素子３０がバイモルフ型の積層型圧電振動素子であり、圧電振動素子３０自体が単独で屈曲振動することから、振動体２０の材質によらず、例えば柔らかい振動体２０であっても強い振動を発生させることができ、少数の圧電振動素子３０により充分な音圧を得ることができる。
　ここで、圧電体層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物などの非鉛系圧電体材料などの、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３２の材料は、金属、例えば銀とパラジウムを主成分とする。なお、内部電極層３２には圧電体層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを構成するセラミック成分を含有しても良く、これにより、圧電体層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと内部電極層３２、３２、３２との熱膨張差による応力を低減した圧電振動素子３０を得ることができる。
　また、表面電極層３４、３５と外部電極３６、３７は、金属、例えば銀などを主成分とする。また、ガラス成分を含有しても良い。ガラス成分を含有させることによって、圧電体層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄや内部電極層３２と、表面電極層３４、３５または外部電極３６、３７との間に強固な密着力を得ることができる。ガラス成分の含有量は、たとえば２０体積％以下とすればよい。
　また、リード端子３８、３９に接続する配線としては、圧電振動素子３０の低背化を図るために、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るのが好ましい。
　また、第１の実施形態に係る音響発生器１は、図１Ｂに示すように、圧電振動素子３０を埋設するように、枠体１０内に充填された樹脂製の被覆層４０を備える。このように、圧電振動素子３０を樹脂製の被覆層４０で埋設することにより、適度なダンピング効果を誘発させることができ、共振現象を抑制するとともに、共振ピークとディップとの差をより小さく抑えることができる。さらに、圧電振動素子３０を外部環境から保護することもできる。
　なお、第１の実施形態では、振動体２０の表面全てが被覆層４０により被覆されているが、全てが被覆される必要はない。すなわち、音響発生器１は、圧電振動素子３０と、この圧電振動素子３０が配置されている側の振動体２０の表面の少なくとも一部とが被覆層４０により被覆されていればよい。
　ダンピング材５０は、例えば略直方体形状に形成される。第１の実施形態では、同一の形状を有する２個のダンピング材５０が、圧電振動素子３０の左右両側（Ｙ軸負方向側およびＹ軸正方向側）にそれぞれ配置される。また、各ダンピング材５０は、図１Ｂに示すように、被覆層４０の表面に接着剤６０を介して取り付けられることによって、振動体２０、圧電振動素子３０および被覆層４０と一体化される。
　このように、ダンピング材５０を設けることによって、ダンピング材５０が配置された振動体２０における領域は、被覆層４０を介してダンピング材５０による振動損失を受け、これにより共振現象が抑制されることとなる。すなわち、共振ピークとディップとの差を低減させ、音圧の周波数特性を平坦化することができるため、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
　さらに、振動体２０を平面視した場合に、励振器（圧電振動素子３０）およびダンピング材５０は、いずれか一方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して他方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心が一致しないように配置されていることとした。ここで、一方の部材が励振器（圧電振動素子３０）の場合、他方の部材はダンピング材５０であり、一方の部材がダンピング材５０の場合、他方の部材は励振器（圧電振動素子３０）である。
　例えば、第１の実施形態では、複数のダンピング材５０を、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体が全体として非対称となるように配置することによって、縮退した振動モードを複数の振動モードに分散させ、複数の共振ピークを発生させることとした。
　この点について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、ダンピング材５０の配置を説明するための平面視による説明図である。なお、図１Ａ、１Ｂおよび図２には、２個のダンピング材５０を例示しているが、その個数を限定するものではない。
　図２に示すように、２個のダンピング材５０は、振動体２０を振動体２０の主面に垂直な方向（図のＺ軸方向）から平面視した場合に圧電振動素子３０の輪郭が描く図形の対称軸に対して互いに非対称となるように配置される。より具体的には、２個のダンピング材５０の回転対称軸ａ２が圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１と一致しない位置に、これら２個のダンピング材５０を配置する。
　これにより、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１に対して互いに非回転対称に配置される。この結果、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体が全体として非対称となる。これにより、振動モードの縮退を解いて複数の振動モードに分散させることができる。
　したがって、第１の実施形態に係る音響発生器１によれば、共振周波数のピークのレベルを小さくして、変動の小さい、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。とりわけ、中音域の音圧の周波数特性をフラットに近づけることができるので、良好な音質を得ることができる。
　また、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の他の対称軸（図５Ａに示す長手方向の線対称軸Ｌおよび図５Ｂに示す短手方向の線対称軸Ｗ）の両方に対しても互いに非線対称に配置される。これによっても、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　また、第１の実施形態において、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１の位置は、圧電振動素子３０の重心と一致するものとする。すなわち、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の重心に対しても互いに非回転対称に配置されているため、これによっても、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　なお、本明細書において、「圧電振動素子３０の対称軸」とは、振動体２０を振動体２０の主面に垂直な方向から平面視した場合に圧電振動素子３０の輪郭が描く図形の対称軸のことを意味する。また、「圧電振動素子３０の重心」とは、平面視した場合に圧電振動素子３０の輪郭が描く図形の重心（中心）もしくは圧電振動素子３０そのものの重心（質量中心）を意味する。
　このように、複数のダンピング材５０を、圧電振動素子３０の対称軸または重心に対して非対称に配置することにより、良好な音圧を得ることができる。
　なお、ここでは、２個のダンピング材５０が、圧電振動素子３０の３つの対称軸および重心のすべてに対して非対称に配置される場合の例を示した。しかし、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の３つの対称軸および重心のうちのいずれかに対して非対称であればよい。たとえば、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１に対して非回転対称であるが線対称軸Ｌまたは線対称軸Ｗに対しては線対称となる位置に配置されてもよい。また、２個のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の線対称軸Ｌまたは線対称軸Ｗに対して非線対称であるが回転対称軸ａ１に対して回転対称となる位置に配置されてもよい。
　ダンピング材５０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５０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。特に、ウレタンフォーム等の多孔質なゴム材料を好適に用いることができる。
　ここでは、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１と圧電振動素子３０の重心とが一致する場合の例を示したが、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１と圧電振動素子３０の重心とは、必ずしも一致することを要しない。これらが一致しない場合、複数のダンピング材５０は、圧電振動素子３０の対称軸または重心のいずれかに対して非対称に配置されればよい。
　次に、本実施形態に係る音響発生器１を搭載した音響発生装置について図３を参照して説明する。図３は、音響発生装置のブロック図である。
　図３に示すように、上述してきた構成の音響発生器１を、共鳴ボックス４００に収納することにより音響発生装置４を構成することができる。共鳴ボックス４００は、音響発生器１を収納する筐体であり、音響発生器１の発する音響を共鳴させて筐体面から音波として放射する。かかる音響発生装置４は、スピーカとして単独で用いることができる他、例えば、各種電子機器２へ好適に組み込むことが可能である。
　上述してきたように、圧電スピーカでは不利であった音圧の周波数特性における共振ピークとディップとの差を低減させることができるため、本実施形態に係る音響発生器１は、携帯電話機や薄型テレビ、あるいはタブレット端末などの電子機器２へ好適に組み込むことが可能である。
　なお、音響発生器１が組み込まれる対象となりうる電子機器２としては、前述の携帯電話機や薄型テレビ、あるいはタブレット端末などに限らず、たとえば、冷蔵庫、電子レンジ、掃除機、洗濯機などのように、従来、音質については重視されなかった家電製品も含まれる。
　ここで、上述した音響発生器１を備える電子機器２について、図４を参照しながら簡単に説明する。図４は、電子機器２のブロック図である。電子機器２は、上述してきた音響発生器１と、音響発生器１に接続された電子回路と、音響発生器１および電子回路を収納する筐体２００とを備えている。
　具体的には、図４に示すように、電子機器２は、音響発生器１と、制御回路２１、信号処理回路２２および入力装置としての無線回路２３を含む電子回路と、アンテナ２４と、これらを収納する筐体２００とを備えている。なお、無線による入力装置を図４に図示しているが、通常の電気配線による信号入力としても当然設けることができる。
　なお、ここでは、電子機器２が備える他の電子部材（たとえば、ディスプレイ、マイク、スピーカなどのデバイスや回路）については記載を省略した。また、図４では、１つの音響発生器１を例示したが、２つ以上の音響発生器１やその他の発振器を設けることもできる。
　制御回路２１は、信号処理回路２２を介して無線回路２３を含む電子機器２全体を制御する。音響発生器１への出力信号は、信号処理回路２２から入力される。そして、制御回路２１は、無線回路２３へ入力された信号を、信号処理回路２２を制御することによって音声信号Ｓを生成し、音響発生器１に対して出力する。
　このようにして、図４に示す電子機器２は、小型かつ薄型である音響発生器１を組み込みながらも、共振ピークとディップとの差を低減して周波数変動を可及的に抑制し、周波数の低い低音領域をはじめ、高音領域においても全体的に音質の向上を図ることができる。
　なお、図４においては、音響出力デバイスとして音響発生器１を直接搭載した電子機器２を例示したが、音響出力デバイスとしては、たとえば音響発生器１を筐体に収納した音響発生装置４を搭載した構成であってもよい。
　ところで、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くするようなダンピング材５０の配置例は、図２に示したものに限定されない。こうしたダンピング材５０の他の配置例について、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、第１の実施形態における第１および第２の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　なお、図５Ａには、圧電振動素子３０の長手方向の対称軸を対称軸Ｌとして、図５Ｂには、圧電振動素子３０の短手方向の対称軸を対称軸Ｗとして、それぞれ示している。かかる対称軸Ｌおよび対称軸Ｗは、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。
　図５Ａに示す音響発生器１－１では、２個のダンピング材５０が、圧電振動素子３０の長手方向の対称軸Ｌに対して非対称となる位置に配置される。これにより、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　また、図５Ｂに示す音響発生器１－２では、２個のダンピング材５０が、圧電振動素子３０の短手方向の対称軸Ｗに対して非対称となる位置に配置される。これにより、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　なお、図２、図５Ａおよび図５Ｂに示した例は、圧電振動素子３０が有する３つの対称軸のいずれに対しても非対称になるように、さらに、圧電振動素子３０の重心に対しても非対称となるように複数のダンピング材５０を配置するものである。このように、圧電振動素子３０の全ての対称軸および重心に対して複数のダンピング材５０を非対称に配置することにより、上記複合振動体の対称性をより一層低くすることができる。ただし、複数のダンピング材５０は、圧電振動素子３０が有する対称軸および重心のうち少なくとも１つに対して非対称であればよい。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態に係る音響発生器の構成について図６を参照して説明する。図６は、第２の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　図６に示すように、第２の実施形態に係る音響発生器１Ａは、第１の実施形態に係る音響発生器１が備える２個のダンピング材５０のうちの１個に代えて、ダンピング材５０ａを備える。ダンピング材５０ａは、振動体２０を平面視した場合の面積がダンピング材５０よりも小さい。
　図６では、２個のダンピング材５０が、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１について回転対称となる位置に配置された場合を仮定して示している。なお、かかる仮定におけるダンピング材５０の一方を、図６では、符号を略した破線の矩形で示している。
　かかる仮定のもとにおいては、圧電振動素子３０の回転対称軸ａ１に対して対称に２個のダンピング材５０が配置されることとなるが、たとえば、破線で示したダンピング材５０の一方を、平面視した場合の面積が他方のダンピング材５０よりも小さいダンピング材５０ａとすることによって、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　このように、少なくとも１つのダンピング材の平面視における面積を他のダンピング材の平面視における面積と異ならせることにより、複合振動体の対称性を低くすることができる。したがって、振動モードの縮退を解いて分散させることができ、音圧の変動が小さい良好な音圧の周波数特性を有する音響発生器を得ることができる。
　また、第２の実施形態に係る音響発生器１Ａでは、面積が互いに異なるダンピング材５０、５０ａが、圧電振動素子３０を挟んで対向する位置に配置される。このように、圧電振動素子３０を挟んで向かい合うダンピング材５０、５０ａの面積を異ならせることにより、たとえば隣り合うダンピング材の面積を異ならせる場合と比較して、複合振動体の対称性をさらに低くすることができる。
　さらに、図６に示すように、面積が互いに異なるダンピング材を振動体２０の長手方向に配置することで、短手方向に配置した場合と比較して、複合振動体の対称性をより効果的に低くすることができる。
　図６では、ダンピング材の平面視における面積を異ならせる場合の例を示したが、これに限らず、ダンピング材の平面視における形状を異ならせてもよい。かかる点について図７を参照して説明する。図７は、第２の実施形態の第１の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　図７に示すように、第１の変形例に係る音響発生器１Ａ－１では、図６と同様の仮定のもとで、破線で示したダンピング材５０の一方を、他方のダンピング材５０と平面形状の異なるダンピング材５０ｂとしている。これによって、振動体２０、圧電振動素子３０、被覆層４０およびダンピング材５０によって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　このように、少なくとも１つのダンピング材５０ｂの平面形状（振動体２０の主面に垂直な方向から平面視したときの形状）が他のダンピング材５０の平面形状と異なるようにすることにより、複合振動体の対称性を低くすることができる。したがって、振動モードの縮退を解いて分散させることができ、音圧の変動が小さい良好な音圧の周波数特性を有する音響発生器１Ａ－１を得ることができる。
　次に、第２の実施形態に係る音響発生器１Ａのさらなる変形例について図８Ａ～図８Ｃを参照して説明する。図８Ａ～図８Ｃは、それぞれ第２の実施形態の第２～第４の変形例に係る音響発生器の平面視による説明図である。図８Ａ～図８Ｃには、４個のダンピング材が配置される場合の例を示している。
　図８Ａに示すように、第２の変形例に係る音響発生器１Ａ－２では、振動体２０を平面視した場合に、圧電振動素子３０の上辺側（Ｘ軸負方向側）および下辺側（Ｘ軸正方向側）にダンピング材がそれぞれ２個ずつ並べて配置される。具体的には、圧電振動素子３０の上辺側には、ダンピング材５０ｄおよびダンピング材５０ｅが並べて配置され、圧電振動素子３０の下辺側には、ダンピング材５０ｆおよびダンピング材５０ｇが並べて配置される。
　そして、図８Ａに示すように、ダンピング材５０ｄ、５０ｅは、振動体２０を平面視した場合の面積がそれぞれ異なり、ダンピング材５０ｆ、５０ｇも、振動体２０を平面視した場合の面積がそれぞれ異なる。
　このように、面積が互いに異なるダンピング材を、圧電振動素子３０の一方側に並べて配置することにより、面積の等しいダンピング材を圧電振動素子３０の一方側に並べて配置した場合と比較して、複合振動体の対称性を低くすることができる。
　また、図８Ｂに示すように、第３の変形例に係る音響発生器１Ａ－３は、４個のダンピング材５０ｈ～５０ｋを備える。これらダンピング材５０ｈ～５０ｋは、平面視における面積が全て異なっている。このように、全てのダンピング材５０ｈ～５０ｋの面積を異ならせることにより、複合振動体の対称性をさらに低くすることができる。
　また、図８Ｃに示すように、第３の変形例に係る音響発生器１Ａ－４は、４個のダンピング材５０ｌ～５０ｏを備える。これらダンピング材５０ｌ～５０ｏは、平面視における形状がすべて異なっている。このように、４個のダンピング材５０ｌ～５０ｏの形状を全て異ならせることにより、複合振動体の対称性をさらに低くすることができる。
（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態に係る音響発生器について図９を参照して説明する。図９は、第３の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　図９に示すように、第３の実施形態に係る音響発生器１Ｂは、上述してきた各実施形態とは異なり、１個のダンピング材５０ｐと、複数の圧電振動素子（ここでは、２個の圧電振動素子３０ａ、３０ｂ）とを備える。
　ここで、図９では、２個の圧電振動素子３０ａ、３０ｂがダンピング材５０ｐに対して対称となるようなダンピング材５０ｐの配置を破線で仮定している。すなわち、振動体２０を平面視した場合に、破線で示したダンピング材５０ｐの輪郭が描く図形の対称軸（回転対称軸ａ３、長手方向の線対称軸Ｌ１、短手方向の線対称軸Ｗ１）に対して対称となるように、各圧電振動素子３０ａ、３０ｂが配置されている。
　また、第３の実施形態において、ダンピング材５０ｐの回転対称軸ａ３の位置は、ダンピング材５０ｐの重心と一致するものとする。したがって、２個の圧電振動素子３０ａ、３０ｂは、破線で示したダンピング材５０ｐの重心に対しても互いに回転対称に配置されていることとなる。
　このように、かかる仮定のもとにおいては、ダンピング材５０ｐの対称軸または重心に対して対称に２個の圧電振動素子３０ａ、３０ｂが配置されることとなるが、たとえば、ダンピング材５０ｐを破線で示した位置からずらすことによって、振動体２０、圧電振動素子３０ａ、３０ｂ、被覆層４０およびダンピング材５０ｐによって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
（第４の実施形態）
　次に、第４の実施形態に係る音響発生器について図１０を参照して説明する。図１０は、第４の実施形態に係る音響発生器の平面視による説明図である。
　図１０に示すように、第４の実施形態に係る音響発生器１Ｃは、圧電振動素子３０ｃおよびダンピング材５０ｑをそれぞれ１個ずつ備えている。
　ここで、図１０では、圧電振動素子３０ｃに対して対称となるダンピング材５０ｑの配置を破線で示している。すなわち、破線で示したダンピング材５０ｑは、振動体２０を平面視した場合に、圧電振動素子３０ｃの対称軸（回転対称軸ａ４、長手方向の線対称軸Ｌ２、短手方向の線対称軸Ｗ２）に対して対称となる位置に配置されている。
　また、第４の実施形態において、圧電振動素子３０ｃの回転対称軸ａ４の位置は、圧電振動素子３０ｃの重心と一致するものとする。したがって、破線で示したダンピング材５０ｑは、圧電振動素子３０ｃの重心に対しても回転対称に配置されていることとなる。
　このように、かかる仮定のもとにおいては、圧電振動素子３０ｃの対称軸または重心に対して対称にダンピング材５０ｑが配置されることとなるが、たとえば、ダンピング材５０ｑを破線で示した位置からずらすことによって、振動体２０、圧電振動素子３０ｃ、被覆層４０およびダンピング材５０ｑによって構成される複合振動体の対称性を低くすることができる。
　なお、上述してきた各実施形態では、圧電振動素子およびダンピング材のいずれかが単数である場合の例を示したが、音響発生器には、複数の圧電振動素子および複数のダンピング材が設けられてもよい。また、圧電振動素子を平面視で矩形状としたが、圧電振動素子は正方形であってもよい。
　また、圧電振動素子として、いわゆるバイモルフ型の積層型圧電振動素子を例示したが、ユニモルフ型の圧電振動素子を用いることもできる。
　また、上述した各実施形態では、励振器の一例として圧電振動素子を用いる場合を例に挙げて説明したが、励振器は、圧電振動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良い。例えば、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　音響発生器
　２　電子機器
　４　音響発生装置
　１０　枠体
　２０　振動体
　３０　圧電振動素子
　４０　被覆層
　５０　ダンピング材
　６０　接着剤

Claims (12)

  1. 　振動体と、
    　該振動体上に設けられた励振器と、
    　前記振動体と一体化するように取り付けられたダンピング材とを備え、
    　前記振動体を平面視した場合に、前記励振器および前記ダンピング材は、いずれか一方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して他方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心が一致しないように配置されていることを特徴とする音響発生器。
  2. 　前記励振器および前記ダンピング材のいずれか一方の部材が１個、他方の部材が複数設けられており、前記一方の部材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して、複数の他方の部材が互いに非対称に配置さ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. 　前記一方の部材が前記励振器であり、複数の前記他方の部材が前記ダンピング材であり、前記励振器の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して、複数の前記ダンピング材が互いに非回転対称または非線対称に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
  4. 　前記一方の部材が前記ダンピング材であり、複数の前記他方の部材が前記励振器であり、前記ダンピング材の輪郭が描く図形の対称軸または重心に対して、複数の前記励振器が互いに非回転対称または非線対称に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
  5. 　複数の前記他方の部材の少なくとも一つは、前記振動体を平面視した場合の面積が他の前記他方の部材と異なることを特徴とする請求項２～４のいずれか一つに記載の音響発生器。
  6. 　前記面積が互いに異なる複数の前記他方の部材が、前記一方の部材を挟んで対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の音響発生器。
  7. 　前記面積が互いに異なる複数の前記他方の部材が、前記一方の部材の一方側に並べて配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載の音響発生器。
  8. 　複数の前記他方の部材の少なくとも一つは、前記振動体を平面視した場合の形状が他の前記他方の部材と異なることを特徴とする請求項５～７のいずれか一つに記載の音響発生器。
  9. 　全ての前記他方の部材の前記面積が異なることを特徴とする請求項５～８のいずれか一つに記載の音響発生器。
  10. 　前記励振器は、バイモルフ型の積層型圧電振動素子であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の音響発生器。
  11. 　請求項１～１０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
    　を備えることを特徴とする音響発生装置。
  12. 　請求項１～１０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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007052835A1 (ja) * 2005-11-02 2007-05-10 Nec Corporation スピーカ、画像素子保護スクリーン、端末装置の筐体、および端末装置
JP2010199818A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Panasonic Corp 平板スピーカ

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