WO2019103017A1 - 消音システム - Google Patents

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WO2019103017A1
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piezoelectric
layer
film
piezoelectric film
speaker
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PCT/JP2018/042909
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裕介 河本
智昭 日紫喜
康平 大戸
沙織 山本
裕香 関口
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日東電工株式会社
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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms
    • H04R7/045—Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion

Definitions

  • the present invention relates to a silencing system, and in particular to a silencing system provided with at least one silencing speaker for emitting acoustic waves for silencing.
  • piezoelectric speakers A speaker using a piezoelectric film (hereinafter sometimes referred to as a piezoelectric speaker) is known. Piezoelectric speakers have the advantage of being small and light in volume.
  • Patent Document 1 describes that a noise reduction system is configured by using a piezoelectric speaker as a noise reduction speaker. Specifically, in this sound deadening system, the piezoelectric film is directly adhered with an adhesive to a wooden board that looks like a wall material as a support.
  • An object of the present invention is to provide a muffling system in which sound waves for muffling are favorably emitted from a piezoelectric film.
  • a muffling system comprising at least one muffling speaker for radiating muffling sound waves, comprising:
  • the at least one mute speaker comprises a piezoelectric speaker,
  • the piezoelectric speaker includes a piezoelectric film, a fixed surface in contact with a support for supporting the piezoelectric speaker, and a film holding unit disposed between the piezoelectric film and the fixed surface.
  • the above-mentioned film holding unit includes a pressure-sensitive adhesive layer, and the fixing surface is formed by the surface of the pressure-sensitive adhesive layer, and / or
  • the film holding unit includes a porous layer.
  • the above-mentioned sound deadening system is suitable for favorably emitting sound waves for sound deadening from the piezoelectric film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in a cross section parallel to the thickness direction of the piezoelectric speaker.
  • FIG. 2 is a top view when the piezoelectric speaker is observed from the side opposite to the fixed surface.
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the noise reduction system.
  • FIG. 4 is a view showing a piezoelectric speaker according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a figure for demonstrating the structure produced in the Example.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration for measuring a sample.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration for measuring a sample.
  • FIG. 8 is a block diagram of an output system.
  • FIG. 9 is a block diagram of an evaluation system.
  • FIG. 10A is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 10A is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 10B is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the degree of restraint of the intervening layer and the frequency at which sound begins to be emitted.
  • FIG. 12 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the third embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the fifth example.
  • FIG. 17 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the degree of restraint of the intervening layer and the frequency at which sound begins to be emitted.
  • FIG. 12 is a graph showing the frequency characteristics of the sound
  • FIG. 18 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the seventh example.
  • FIG. 19 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 8.
  • FIG. 20 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 9.
  • FIG. 21 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the tenth embodiment.
  • FIG. 22 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 11.
  • FIG. 23 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 12.
  • FIG. 24 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 13.
  • FIG. 25 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 14.
  • FIG. 26 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 15.
  • FIG. 27 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 16.
  • FIG. 28 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 17.
  • FIG. 29 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Reference Example 1.
  • FIG. 30 is a graph showing the frequency characteristic of the sound pressure level of background noise.
  • FIG. 31 is a view for explaining a support structure of the piezoelectric film.
  • the piezoelectric speaker 10 includes a piezoelectric film 35, a fixing surface 17, and a film holding portion 55.
  • the fixing surface 17 can be used to fix the piezoelectric film 35 to a support.
  • the film holder 55 is disposed between the piezoelectric film 35 and the fixing surface 17.
  • the film holding portion 55 may be referred to as an intervening layer 40, an adhesive layer or adhesive layer 51 (hereinafter sometimes referred to simply as adhesive layer 51), and an adhesive layer or adhesive layer 52 (hereinafter simply referred to as adhesive layer 52). And).
  • the fixing surface 17 is formed by the surface (main surface) of the adhesive layer 51. That is, the fixed surface 17 is an adhesive surface or an adhesive surface.
  • the piezoelectric film 35 includes a piezoelectric body 30, an electrode 61, and an electrode 62.
  • the adhesive layer 51, the intervening layer 40, the adhesive layer 52, and the piezoelectric film 35 are laminated in this order.
  • the adhesive layer 51 may be referred to as a first adhesive layer 51
  • the adhesive layer 52 may be referred to as a second adhesive layer 52
  • the electrode 61 may be referred to as a first electrode 61
  • the electrode 62 may be referred to as a second electrode 62.
  • the piezoelectric body 30 has a film shape.
  • the piezoelectric body 30 vibrates when a voltage is applied.
  • a ceramic film, a resin film or the like can be used.
  • materials of the piezoelectric body 30 which is a ceramic film include polyvinylidene fluoride and polylactic acid.
  • the material of the piezoelectric body 30 which is a resin film may be a polyolefin such as polyethylene or polypropylene. Further, the piezoelectric body 30 may be a non-porous body or a porous body.
  • the thickness of the piezoelectric body 30 is, for example, in the range of 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, and may be in the range of 30 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 are in contact with the piezoelectric body 30 so as to sandwich the piezoelectric body 30.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 have a film shape.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 are respectively connected to lead wires (not shown).
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 may be formed on the piezoelectric body 30 by vapor deposition, plating, sputtering or the like.
  • a metal foil can also be used as the first electrode 61 and the second electrode 62.
  • the metal foil can be attached to the piezoelectric body 30 by a double-sided tape, an adhesive, an adhesive or the like.
  • Examples of the material of the first electrode 61 and the second electrode 62 include metals, and specific examples include gold, platinum, silver, copper, palladium, chromium, molybdenum, iron, bell, aluminum, nickel and the like. Examples of the material of the first electrode 61 and the second electrode 62 also include carbon, a conductive polymer, and the like. As a material of the 1st electrode 61 and the 2nd electrode 62, these alloys are also mentioned.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 may contain a glass component or the like.
  • each of the first electrode 61 and the second electrode 62 is, for example, in the range of 10 nm to 150 ⁇ m, and may be in the range of 20 nm to 100 ⁇ m.
  • the first electrode 61 covers the entire one main surface of the piezoelectric body 30. However, the first electrode 61 may cover only a part of the one main surface of the piezoelectric body 30.
  • the second electrode 62 covers the entire other main surface of the piezoelectric body 30. However, the second electrode 62 may cover only a part of the other main surface of the piezoelectric body 30.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the fixing surface 17.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the first adhesive layer 51.
  • the intervening layer 40 may be a layer other than the adhesive layer and the adhesive layer, and may be an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the intervening layer 40 is a porous layer and / or a resin layer.
  • the resin layer is a concept including a rubber layer and an elastomer layer, and thus the intervening layer 40 which is a resin layer may be a rubber layer or an elastomer layer.
  • intervening layer 40 which is a resin layer, an ethylene propylene rubber layer, a butyl rubber layer, a nitrile rubber layer, a natural rubber layer, a styrene butadiene rubber layer, a silicone layer, a urethane layer, an acrylic resin layer etc. are mentioned.
  • a foam layer etc. are mentioned as an intervening layer 40 which is a porous body layer.
  • the intervening layer 40 which is a porous body layer and a resin layer
  • an ethylene propylene rubber foam layer, a butyl rubber foam layer, a nitrile rubber foam layer, a natural rubber foam layer, a styrene butadiene rubber foam layer, A silicone foam layer, a urethane foam layer, etc. are mentioned.
  • An acrylic resin layer etc. are mentioned as the intervening layer 40 which is not a porous body layer but is a resin layer.
  • a metal porous layer and the like can be mentioned.
  • the resin layer refers to a layer containing a resin, which may contain 30% or more of a resin, 45% or more of a resin, 60% or more of a resin, 80 It refers to a layer that may contain% or more.
  • the intervening layer 40 may be a blend layer of two or more materials.
  • Elastic modulus of the intervening layer 40 is, for example, 10000N / m 2 ⁇ 20000000N / m 2, may be a 20000N / m 2 ⁇ 100000N / m 2.
  • the pore diameter of the intervening layer 40 which is a porous layer is 0.1 mm to 7.0 mm, and may be 0.3 mm to 5.0 mm. In another example, the pore diameter of the intervening layer 40 which is a porous layer is, for example, 0.1 mm to 2.5 mm, and may be 0.2 mm to 1.5 mm, or 0.3 mm to 0.7 mm. May be The porosity of the intervening layer 40 which is a porous body layer is, for example, 70% to 99%, and may be 80% to 99%, or may be 90% to 95%.
  • the intervening layer 40 which is a foam layer may have an open cell structure, may have a closed cell structure, or may have a semi-closed cell structure.
  • An open cell structure refers to a structure in which the open cell rate is 100%.
  • the closed cell structure refers to a structure having an open cell rate of 0%.
  • Semi-independent semi-open cell structure refers to a structure in which the open cell rate is greater than 0% and less than 100%.
  • the “volume of water absorbed” is the mass of water replaced by air in the foam layer bubbles after the foam layer is submerged in water and left under a reduced pressure of ⁇ 750 mmHg for 3 minutes. It can be obtained by measuring the density of water as 1.0 g / cm 3 and converting it to volume.
  • the expansion ratio (density ratio before and after expansion) of the intervening layer 40 which is a foam layer is, for example, 5 to 40 times, and may be 10 to 40 times.
  • the thickness of the intervening layer 40 in the non-compressed state is, for example, in the range of 0.1 mm to 30 mm, may be in the range of 1 mm to 30 mm, may be in the range of 1.5 mm to 30 mm, and 2 mm to 25 mm. It may be in the range of Typically, in the uncompressed state, the intervening layer 40 is thicker than the piezoelectric film 35. In the non-compressed state, the ratio of the thickness of the intervening layer 40 to the thickness of the piezoelectric film 35 is, for example, 3 times or more, 10 times or more, or 30 times or more. Also, typically, in the uncompressed state, the intervening layer 40 is thicker than the first adhesive layer 51.
  • the first adhesive layer 51 forms a fixing surface 17 by its surface.
  • the first adhesive layer 51 is a layer bonded to the support. In the example of FIG. 1, the first adhesive layer 51 is bonded to the intervening layer 40.
  • the first adhesive layer 51 may, for example, be a double-sided tape having a substrate and an adhesive applied on both sides of the substrate.
  • a base material of the double-sided tape used as the 1st adhesion layer 51 a nonwoven fabric etc. are mentioned.
  • the adhesive etc. which contain an acrylic resin are mentioned.
  • the first adhesive layer 51 may be a layer of an adhesive having no base material.
  • the thickness of the first adhesive layer 51 is, for example, 0.01 mm to 1.0 mm, and may be 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the second adhesive layer 52 is disposed between the intervening layer 40 and the piezoelectric film 35. Specifically, the second adhesive layer 52 is bonded to the intervening layer 40 and the piezoelectric film 35.
  • the second adhesive layer 52 may, for example, be a double-sided tape having a substrate and an adhesive applied on both sides of the substrate.
  • a base material of the double-sided tape used as the 2nd adhesion layer 52 a nonwoven fabric etc. are mentioned.
  • an adhesive of the double-sided tape used as the 2nd adhesive layer 52 the adhesive etc. which contain an acrylic resin are mentioned.
  • the second adhesive layer 52 may be a layer of an adhesive having no base material.
  • the thickness of the second adhesive layer 52 is, for example, 0.01 mm to 1.0 mm, and may be 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the piezoelectric film 35 is integrated with the layer on the fixing surface 17 side by bringing the adhesive surface or the adhesive surface into contact with the piezoelectric film 35.
  • the adhesive surface or the adhesive surface is a surface formed by the surface of the second adhesive layer or the adhesive layer 52.
  • the piezoelectric speaker 10 is applicable to the noise reduction system 500 shown in FIG.
  • the muffling system 500 is a system provided with at least one muffling speaker for emitting a sound wave for muffling.
  • the sound wave for muffling is a sound wave that has an opposite phase to the sound wave to be canceled in the predetermined area (area to be muffled) 300.
  • the noise reduction system 500 further includes a reference microphone 130, an error microphone 140, and a control device 110.
  • the piezoelectric speaker 10 has a shorter time (hereinafter, may be referred to as a delay time) from the arrival of an electrical signal to itself to the production of sound as compared with the dynamic speaker.
  • the piezoelectric speaker 10 is suitable not only for its small size but also for reducing the distance between the reference microphone 130 and the piezoelectric speaker 10, which is suitable for the configuration of a small-sized muffling system.
  • the at least one muffling speaker includes at least one, in the present embodiment, a plurality of piezoelectric speakers 10.
  • the noise reduction system 500 includes a support 80 that supports the piezoelectric speaker 35.
  • the piezoelectric speaker 10 is fixed to a support 80.
  • the fixed surface 17 is in contact with the support 80.
  • the presence of a plurality of piezoelectric speakers 10 is advantageous from the viewpoint of performing noise reduction in a wide area.
  • the piezoelectric speaker 10 With the piezoelectric speaker 10 fixed to the support 80, a voltage is applied to the piezoelectric film 35 via the lead wire. Thereby, the piezoelectric film 35 vibrates and a sound wave is emitted from the piezoelectric film 35.
  • the support 80 has a flat surface
  • the piezoelectric speaker 10 is fixed on the flat surface
  • the piezoelectric film 35 spreads in a flat shape. This aspect is advantageous from the viewpoint of bringing the sound wave emitted from the piezoelectric film 35 closer to a plane wave.
  • the piezoelectric speaker 10 may be fixed on the curved surface.
  • the sound wave to be canceled reaches the area 300 from the noise source 200 and has a waveform 290 in the area 300.
  • the piezoelectric speaker 10 emits an acoustic wave that will have a waveform 90 that is opposite in phase to the waveform 290 when the region 300 is reached. These sound waves cancel each other in the area 300. Stated differently, these sound waves are combined in region 300 to produce a combined sound wave having a waveform 390 whose amplitude is reduced to zero or less level. In the muffling system 500, muffling is realized in this manner.
  • the plurality of piezoelectric speakers 10 each form a wavefront.
  • a combined wavefront obtained by combining these wavefronts propagates to region 300.
  • the propagation direction of the combined wavefront can be controlled.
  • feedforward control is performed using the reference microphone 130, the error microphone 140, and the control device 110.
  • the reference microphone 130 senses the sound from the noise source 200.
  • the reference microphone 130 is typically disposed on the noise source 200 side as viewed from the piezoelectric speaker 10.
  • the controller 110 adjusts the phase of the sound wave emitted from the piezoelectric speaker 10.
  • the error microphone 140 is disposed in the area 300 and senses the sound in the area 300. Based on the sound sensed by the error microphone 140, the controller 110 adjusts the amplitude of the sound wave emitted from the piezoelectric speaker 10 so that the amplitude of the synthetic sound wave in the region 300 is reduced.
  • the reference microphone 130 is omitted. Then, feedback control using the error microphone 140 and the control device 110 is performed. Specifically, the error microphone 140 adjusts the phase and amplitude of the sound wave emitted from the piezoelectric speaker 10 so that the amplitude of the sound wave in the region 300 is reduced. Even in this case, as a result, in the region 300, the sound waves from the noise source 200 are canceled by the sound waves of the opposite phase generated by the piezoelectric speaker 10.
  • the support 80 is one in which an article made for applications other than the support of the piezoelectric film 35 is diverted to the support of the piezoelectric film 35. For this reason, the silencing system 500 does not require a dedicated item for supporting the piezoelectric film 35. Such a system is advantageous from the viewpoint of space narrowing elimination.
  • the support 80 is a) a partition that separates the room including the space to be muffled by the muffling system 500 or the space where the sound leakage to the outside is to be prevented from the outdoor or another room B) Products movably or movably installed in the room that perform functions other than muffling speakers c) Tools or equipment designed to be carried or worn by a person or d) Sound barriers installed outdoors Is.
  • Examples of the support 80 in the above a) include the wall of a building, a ceiling, a window glass, the body of a vehicle, a door, and a barrier that defines a space for people to enter.
  • Examples of the support 80 in the above b) include partitions, chairs, office furniture such as tables, home appliances, sash and the like. A helmet etc. are mentioned as the support body 80 of said c).
  • the area of the surface of the support 80 facing the fixing surface 17 is equal to or larger than the area of the fixing surface 17.
  • the area of the former is, for example, 1.0 times or more, 1.5 times or more, or 5 times or more of the area of the latter.
  • the support 80 has greater stiffness (the product of Young's modulus and second moment of area), greater Young's modulus, and / or greater thickness.
  • the support 80 may have the same rigidity, Young's modulus and / or thickness as the intervening layer 40, and may have rigidity, Young's modulus and / or thickness smaller than that of the intervening layer 40. Good.
  • the Young's modulus of the support 80 is, for example, 1 GPa or more, may be 10 GPa or more, and may be 50 GPa or more.
  • the upper limit of the Young's modulus of the support 80 is not particularly limited, and is, for example, 1000 GPa. Since various articles can be used as the support 80, it is difficult to define the thickness range, but the thickness of the support 80 is, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or more. It may be 10 mm or more, or 50 mm or more.
  • the upper limit of the thickness of the support 80 is not particularly limited, and is, for example, 1 m.
  • the position and / or shape of the support 80 is fixed independently of the piezoelectric speaker 10.
  • the support 80 is produced assuming that it does not bend.
  • the muffling system 500 is used to muffle an area where people are present.
  • the area 300 is an area where people exist.
  • the silencing system 500 is used to prevent sound leakage from areas where people are present.
  • the area where people exist is the noise source 200.
  • the size of the region 300 is not particularly limited, and in one example, the region 300 is the entire room, and in another example, the region 300 is a part of the room.
  • noise reduction system 500 The whole of the noise reduction system 500 according to the present embodiment and the components thereof will be further described.
  • the film holding unit 55 is disposed between the piezoelectric film 35 and the support 80.
  • the film holder 55 includes an adhesive layer, the fixing surface 17 is formed by the surface of the adhesive layer, and / or (ii) the film holder 55 includes a porous layer.
  • Such a muffling system 500 is suitable for well emitting a muffling sound wave from the piezoelectric film 35.
  • the 1st adhesion layer 51 may correspond to the adhesion layer of said (i).
  • the intervening layer 40 may correspond to the porous material layer of (ii) above.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the support 80.
  • the piezoelectric film 35 Although it is necessary to wait for further study of the details of the action, by appropriately restraining one of the main surfaces of the piezoelectric film 35 by the intervening layer 40, the piezoelectric film 35 generates a low frequency sound in the audible range. It may be easier. Taking this into consideration, when the piezoelectric film 35 is observed in a plan view, the intervening layer 40 can be disposed in a region of 25% or more of the area of the piezoelectric film 35.
  • the intervening layer 40 may be disposed in a region of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35, and in the region of 75% or more of the area of the piezoelectric film 35
  • the layer 40 may be disposed, and the intervening layer 40 may be disposed in the entire area of the piezoelectric film 35.
  • 50% or more of the main surface 15 on the opposite side to the fixed surface 17 in the piezoelectric speaker 10 can be configured by the piezoelectric film 35.
  • 75% or more of the main surface 15 may be configured by the piezoelectric film 35, and the entire main surface 15 may be configured by the piezoelectric film 35.
  • the separation of the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 is prevented by the second adhesive layer 52.
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 are disposed in a region of 25% or more of the area of the piezoelectric film 35 Can be
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in a region of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35.
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in the% or more region, and the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in the entire region of the piezoelectric film 35.
  • the ratio of the region in which the intervening layer 40 is disposed is not a microscopic point of view considering pores derived from the porous structure, but a more macroscopic point of view It is defined from
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40 which is a porous body, and the second adhesive layer 52 are plate-like bodies having a common outline in plan view, the second adhesive layer in the region 100% of the area of the piezoelectric film 35 It is expressed that 52 and the intervening layer 40 are arrange
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is 5 ⁇ 10 9 N / m 3 or less.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is, for example, 1 ⁇ 10 4 N / m 3 or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is preferably 5 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, more preferably 2 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, and still more preferably 1 ⁇ 10 5 to 5 ⁇ 10 7 N / M 3
  • the degree of restraint (N / m 3 ) of the intervening layer 40 is obtained by multiplying the product of the elastic modulus (N / m 2 ) of the intervening layer 40 and the surface filling rate of the intervening layer 40 as the following equation It is a value obtained by dividing by the thickness (m) of 40.
  • the degree of restraint can be considered as a parameter representing the degree of restraint of the piezoelectric film 35 by the intervening layer 40. It is represented by the above equation that the degree of restraint increases as the elastic modulus of the intervening layer 40 increases. It is expressed by the above equation that the degree of restraint increases as the surface filling rate of the intervening layer 40 increases. It is expressed by the above equation that the degree of restraint increases as the thickness of the intervening layer 40 decreases.
  • the relationship between the degree of restraint of the intervening layer 40 and the sound generated from the piezoelectric film 35 needs to be further studied, but if the degree of restraint is excessively large, it is necessary to produce a low frequency sound.
  • the deformation of the piezoelectric film 35 may be hindered.
  • the degree of restraint is excessively small, the piezoelectric film 35 does not deform sufficiently in its thickness direction, but expands and contracts only in its in-plane direction (direction perpendicular to the thickness direction). There is a possibility that the generation of sound is obstructed.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 in an appropriate range, expansion and contraction in the in-plane direction of the piezoelectric film 35 is appropriately converted to deformation in the thickness direction, and the piezoelectric film 35 bends as a whole as a whole. It can be considered that the sound of the side is easily generated.
  • the support 80 may have a greater degree of restraint. Even in this case, the sound of the low frequency side may be generated from the piezoelectric film 35 by the contribution of the intervening layer 40.
  • the support 80 may have the same degree of restraint as the intervening layer 40, or may have a degree of restraint smaller than that of the intervening layer 40.
  • the degree of restraint (N / m 3 ) of the support 80 refers to the product of the elastic modulus (N / m 2 ) of the support 80 and the surface filling factor of the support 80 as the thickness (m) of the support 80 It is a value obtained by dividing by.
  • the surface filling factor of the support 80 is the filling factor (value obtained by subtracting the porosity from 1) of the main surface of the support 80 on the piezoelectric film 35 side.
  • the piezoelectric film 35 when the piezoelectric film 35 is observed in a plan view, at least a part of the piezoelectric film 35 overlaps with the fixing surface 17 (in the example of FIG. 1, overlapping with the first adhesive layer 51)
  • the face 17 is arranged. From the viewpoint of stably fixing the piezoelectric speaker 10 to the support 80, when the piezoelectric film 35 is observed in a plan view, the fixing surface 17 is disposed in a region of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35 can do.
  • the fixing surface 17 may be disposed in an area of 75% or more of the area of the piezoelectric film 35, and the fixing surface 17 is disposed in the entire area of the piezoelectric film 35 You may
  • adjacent layers present between the piezoelectric film 35 and the fixing surface 17 are bonded.
  • “between the piezoelectric film 35 and the fixing surface 17” includes the piezoelectric film 35 and the fixing surface 17.
  • the first adhesive layer 51 and the intervening layer 40 are joined, the intervening layer 40 and the second adhesive layer 52 are joined, and the second adhesive layer 52 and the piezoelectric film 35 are joined. . Therefore, the piezoelectric film 35 can be stably disposed regardless of the mounting posture to the support 80, and furthermore, the mounting to the support 80 is easy. Furthermore, due to the contribution of the intervening layer 40, sound is emitted from the piezoelectric film 35 regardless of the mounting posture.
  • layers adjacent to each other are joined means that layers adjacent to each other are wholly or partially joined.
  • layers adjacent to each other are joined in a predetermined region which extends along the thickness direction of the piezoelectric film 35 and passes through the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, and the fixing surface 17 in this order.
  • each of the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 has a substantially constant thickness. This is often advantageous from various viewpoints such as storage of the piezoelectric speaker 10, usability, and control of sound emitted from the piezoelectric film 35.
  • the thickness is substantially constant indicates, for example, that the minimum value of the thickness is 70% or more and 100% or less of the maximum value.
  • the minimum value of the thickness of each of the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 may be 85% or more and 100% or less of the maximum value.
  • each of the piezoelectric film 35 and the film holding portion 55 has a substantially constant thickness.
  • the piezoelectric film 35 and the film holding portion 55 may each have a minimum thickness of 85% or more and 100% or less of the maximum thickness.
  • the piezoelectric body 30 of the piezoelectric film 35 is a resin film
  • the intervening layer 40 is a resin layer which does not function as a piezoelectric film. This is advantageous from the viewpoint of cutting the piezoelectric speaker 10 with scissors, a human hand or the like without causing the piezoelectric body 30 or the intervening layer 40 to crack (the piezoelectric speaker 10 is a scissors, a human hand, etc.
  • the ability to cut at the same time contributes to the improvement of the design freedom of the noise reduction system 500 and also facilitates the construction of the noise reduction system 500).
  • the piezoelectric body 30 is a resin film and the intervening layer 40 is a resin layer is advantageous from the viewpoint of fixing the piezoelectric speaker 10 on the curved surface without causing the piezoelectric body 30 or the intervening layer 40 to crack.
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, the first adhesive layer 51, and the second adhesive layer 52 have an undivided, non-framed plate-like shape, and their contours match in plan view. ing. However, some or all of them may have a frame shape, some or all of them may be divided into a plurality, or their outlines may be deviated.
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, the first adhesive layer 51, and the second adhesive layer 52 are rectangular having a lateral direction and a longitudinal direction in plan view. However, they may be square, circular, oval or the like.
  • the piezoelectric speaker may include layers other than the layers shown in FIG.
  • the film holding portion 55 can include a layer that can be adopted as the intervening layer 40. This point is the same as in the second embodiment described later.
  • the film holding portion 55 can include a resin layer which does not function as the piezoelectric film 35.
  • the film holding portion 55 can include a porous body layer.
  • the film holding portion 55 can include an ethylene propylene rubber foam layer.
  • the film holding unit 55 can include a layer that can be adopted as the first adhesive layer 51. It can be described that the film holding unit 55 can include a layer that can be adopted as the second adhesive layer 52. For example, it can be described that the film holding unit 55 can include an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the piezoelectric speaker 110 includes a piezoelectric film 35, a fixing surface 117, and a film holding portion 155.
  • the fixing surface 117 can be used to fix the piezoelectric film 35 to a support.
  • the film holding portion 155 is disposed between the piezoelectric film 35 and the fixing surface 117 (here, “in between” includes the fixing surface 117. The same applies to the first embodiment).
  • the film holding unit 155 is configured by the intervening layer 140.
  • the fixed surface 117 is formed by the surface (main surface) of the intervening layer 140.
  • the intervening layer 140 is a porous layer and / or a resin layer.
  • the intervening layer 140 is an adhesive layer or an adhesive layer.
  • an adhesive containing an acrylic resin can be used.
  • another pressure-sensitive adhesive may be used, for example, a pressure-sensitive adhesive containing rubber, silicone or urethane.
  • the intervening layer 140 may be a blend layer of two or more materials.
  • Elastic modulus of the intervening layer 140 is, for example, 10000N / m 2 ⁇ 20000000N / m 2, may be a 20000N / m 2 ⁇ 100000N / m 2.
  • the thickness of the intervening layer 140 in the non-compressed state is, for example, in the range of 0.1 mm to 30 mm, may be in the range of 1 mm to 30 mm, may be in the range of 1.5 mm to 30 mm, and 2 mm to 25 mm. It may be in the range of Typically, in the uncompressed state, the intervening layer 140 is thicker than the piezoelectric film 35. In the non-compressed state, the ratio of the thickness of the intervening layer 140 to the thickness of the piezoelectric film 35 is, for example, 3 times or more, 10 times or more, or 30 times or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is 5 ⁇ 10 9 N / m 3 or less.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is, for example, 1 ⁇ 10 4 N / m 3 or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is preferably 5 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, more preferably 2 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, and still more preferably 1 ⁇ 10 5 to 5 ⁇ 10 7 N / M 3
  • the definition of the degree of restraint is as described above.
  • the piezoelectric film 35 is integrated with the layer on the fixing surface 117 side by bringing the adhesive surface or the adhesive surface into contact with the piezoelectric film 35.
  • the adhesive surface or the adhesive surface is a surface formed by the intervening layer 140.
  • the piezoelectric speaker 110 may also be fixed to the support 80 of FIG. As such, the noise reduction system 500 using the piezoelectric speaker 110 can be configured.
  • the film holder 155 includes an adhesive layer and the fixing surface 117 is formed by the surface of the adhesive layer, and / or (ii) the film holder 155 includes a porous layer.
  • Such a muffling system 500 is suitable for well emitting a muffling sound wave from the piezoelectric film 35.
  • Example 1 By sticking the fixed surface 17 of the piezoelectric speaker 10 to the fixed support member 680, a structure shown in FIG. 5 was produced. Specifically, a stainless steel flat plate (SUS flat plate) having a thickness of 5 mm was used as the support member 680. As the first adhesive layer 51, an adhesive sheet (double-sided tape) having a thickness of 0.16 mm was used, in which both surfaces of the non-woven fabric were impregnated with an acrylic adhesive. As the intervening layer 40, a closed-cell foam of 3 mm thickness was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber and butyl rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times.
  • SUS flat plate stainless steel flat plate
  • an adhesive sheet double-sided tape
  • an acrylic adhesive As the intervening layer 40, a closed-cell foam of 3 mm thickness was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber and butyl rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times.
  • the second adhesive layer 52 an adhesive sheet (double-sided tape) having a thickness of 0.15 mm was used, in which the base material is a non-woven fabric and an adhesive containing a solventless acrylic resin is applied on both sides of the base material.
  • the piezoelectric film 35 a polyvinylidene fluoride film (total thickness 33 ⁇ m) in which copper electrodes (including nickel) were vapor-deposited on both sides was used.
  • the first adhesive layer 51, the intervening layer 40, the second adhesive layer 52, and the piezoelectric film 35 of Example 1 have dimensions of 37.5 mm in length ⁇ 37.5 mm in width in plan view, and the outline is in plan view.
  • the support member 680 has dimensions of 50 mm long ⁇ 50 mm wide in a plan view, and entirely covers the first adhesive layer 51.
  • Example 2 As the intervening layer 40, a foam having a thickness of 3 mm and a semi-closed semi-open cell type in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times was used. The foam contains sulfur. A sample of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 3 In Example 3, a foam having a thickness of 5 mm and having the same material and the same structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used as the intervening layer 40. A sample of Example 3 was made in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 4 In Example 4, a foam having a thickness of 10 mm and having the same material and structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used as the intervening layer 40. A sample of Example 4 was produced in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 5 In Example 5, as the intervening layer 40, a 20 mm thick foam made of the same material and having the same structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used. A sample of Example 5 was produced in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 6 As the intervening layer 40, a 20-mm thick semi-separable semi-open cell foam was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times. This foam does not contain sulfur and is softer than the foam used as the intervening layer 40 of Examples 2-5. A sample of Example 6 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 7 As the intervening layer 40, a 20-mm thick semi-separable semi-open cell foam was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 20 times. A sample of Example 7 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 8 As the intervening layer 40, a metal porous body was used.
  • the metal porous body is made of nickel, has a pore diameter of 0.9 mm, and a thickness of 2.0 mm.
  • the second adhesive layer 52 the same adhesive layer as the first adhesive layer 51 of Example 1 was used.
  • a sample of Example 8 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 9 The first adhesive layer 51 and the second adhesive layer 52 of Example 1 were omitted, and only the intervening layer 140 was interposed between the piezoelectric film 35 and the support 80.
  • As the intervening layer 140 a substrate-less pressure-sensitive adhesive sheet of 3 mm in thickness made of an acrylic pressure-sensitive adhesive was used. Except for this point, the sample of Example 9 was produced in the same manner as in Example 1 and having the configuration in which the laminate of FIG. 5 was attached to the support member 680 of FIG. 4.
  • Example 10 As the intervening layer 40, the same intervening layer as the intervening layer 140 of Example 9 was used. A sample of Example 10 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 11 As the intervening layer 40, a urethane foam having a thickness of 5 mm was used. A sample of Example 11 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 12 As the intervening layer 40, a urethane foam with a thickness of 10 mm was used. This urethane foam has a smaller pore size than the urethane foam used as the intervening layer 40 of Example 11. A sample of Example 12 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 13 As the intervening layer 40, a 5 mm thick, closed-cell, acrylonitrile-butadiene rubber foam was used. A sample of Example 13 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 14 As the intervening layer 40, a closed-cell ethylene-propylene rubber foam with a thickness of 5 mm was used. A sample of Example 14 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 15 As the intervening layer 40, a 5 mm-thick, closed-cell foam of a blend of natural rubber and styrene butadiene rubber was used. A sample of Example 15 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 16 As the intervening layer 40, a 5 mm thick, closed-cell silicone foam was used. A sample of Example 16 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 17 As the intervening layer 40, a 10 mm thick foam made of the same material and having the same structure as the intervening layer 40 of Example 1 was used. As the second adhesive layer 52, the same adhesive sheet as in Example 1 was used. As the piezoelectric body 30 of the piezoelectric film 35, a resin sheet mainly composed of 35 ⁇ m thick corn-derived polylactic acid was used. The first electrode 61 and the second electrode 62 of the piezoelectric film 35 are aluminum films each having a thickness of 0.1 ⁇ m, and are formed by vapor deposition. Thus, a piezoelectric film 35 having a total thickness of 35.2 ⁇ m was obtained. A sample of Example 17 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Reference Example 1 The piezoelectric film 35 of Example 1 was used as a sample of Reference Example 1. In Reference Example 1, the sample was placed on a table parallel to the ground without adhesion.
  • ⁇ Pore diameter of intervening layer> A magnified image of the intervening layer was obtained by a microscope. The average value of the hole diameter of the intervening layer was determined by image analysis of this magnified image. The average value determined was taken as the hole diameter of the intervening layer.
  • ⁇ Porosity of intervening layer> A rectangular parallelepiped piece was cut out of the intervening layer. The apparent density was determined from the volume and mass of the cut pieces. The apparent density was divided by the density of the matrix (solid body) forming the intervening layer. Thus, the filling rate was calculated. Furthermore, the filling rate was subtracted from one. Thereby, the porosity was obtained.
  • Conductive copper foil tapes 70 (CU-35C manufactured by 3M) having a thickness of 70 ⁇ m and a length of 5 mm ⁇ width 70 mm were attached to the corner portions of both surfaces of the piezoelectric film 35.
  • a non-abrasive clip 75 was attached to each of the conductive copper foil tapes 70.
  • the conductive copper foil tape 70 and the sheared clip 75 constitute a part of an electrical path for applying an alternating voltage to the piezoelectric film 35.
  • the configuration for measuring the sample of Example 9 is shown in FIG.
  • the configuration of FIG. 7 does not have the first adhesive layer 51 and the second adhesive layer 52 of FIG. There is an intervening layer 140 in the configuration of FIG.
  • the configuration for measuring the sample of Reference Example 1 is similar to FIGS. 6 and 7. Specifically, according to FIG. 6 and FIG. 7, conductive copper foil tapes 70 were attached to the corner portions of both surfaces of the piezoelectric film 35, and a copy clip 75 was attached to these tapes 70. The assembly thus obtained was placed unbonded on a table parallel to the ground.
  • FIG. 8 shows an output system
  • FIG. 9 shows an evaluation system
  • an audio output personal computer (hereinafter, the personal computer may be simply described as a PC) 401, an audio interface 402, a speaker amplifier 403, and a sample 404 (example and reference) And the example piezoelectric speaker) were connected in this order.
  • the speaker amplifier 403 is also connected to the oscilloscope 405 so that the output from the speaker amplifier 403 to the sample 404 can be confirmed.
  • WaveGene is installed in the voice output PC 401. WaveGene is free software for generating a test audio signal.
  • the audio interface 402 QUAD-CAPTURE manufactured by Roland Corp. was used. The sampling frequency of the audio interface 402 was 192 kHz.
  • the microphone 501, the acoustic evaluation device (PULSE) 502, and the acoustic evaluation PC 503 are connected in this order.
  • Type 4939-C-002 manufactured by B & K was used as the microphone 501.
  • the microphone 501 was placed at a position 1 m away from the sample 404.
  • Type 3052-A-030 manufactured by B & K was used as the sound evaluation device 502.
  • an output system and an evaluation system are configured, and an AC voltage is applied to the sample 404 from the audio output PC 401 via the audio interface 402 and the speaker amplifier 403.
  • a test voice signal whose frequency sweeps from 100 Hz to 100 kHz is generated in 20 seconds.
  • the voltage output from the speaker amplifier 403 was checked by the oscilloscope 405.
  • the sound generated from the sample 404 was evaluated by an evaluation system.
  • a sound pressure frequency characteristic measurement test was conducted.
  • FIGS. 10A to 29 show the frequency characteristics of the sound pressure level of the background noise.
  • E1 to E17 correspond to Examples 1 to 17.
  • FIG. 31 A support structure based on this design concept is illustrated in FIG. In the virtual piezoelectric speaker 108 shown in FIG. 31, the frame 88 supports the peripheral portion of the piezoelectric film 35 at a position away from the support 680.
  • the inclusion whose thickness is a convex whose upper surface is convex is not constant is arranged in the space 48 surrounded by the piezoelectric film 35, the frame 88, and the support 680. It is conceivable to push it upwards. However, such inclusions are not bonded to the piezoelectric film 35 so as not to inhibit the vibration of the piezoelectric film 35. Therefore, even if the inclusions are disposed in the space 48, only the frame 88 supports the piezoelectric film 35 in a mode defining its vibration.
  • the piezoelectric speaker 10 As described above, in the piezoelectric speaker 108 shown in FIG. 31, a local support structure of the piezoelectric film 35 is employed. On the other hand, as shown in FIG. 5, in the piezoelectric speaker 10, the piezoelectric film 35 is not supported at a specific portion. Surprisingly, the piezoelectric speaker 10 exhibits practical acoustic characteristics despite the fact that the entire surface of the piezoelectric film 35 is fixed to the support 80. Specifically, in the piezoelectric speaker 10, the peripheral portion of the piezoelectric film 35 can vibrate up and down. The piezoelectric film 35 can also vibrate up and down in its entirety. Therefore, as compared with the piezoelectric speaker 108, the piezoelectric speaker 10 has a high degree of freedom of vibration, which is relatively advantageous for realizing good sounding characteristics.

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Abstract

消音システム（５００）は、消音用の音波を放射するための少なくとも１つの消音スピーカーを備える。少なくとも１つの消音スピーカーは、圧電スピーカー（１０）を含む。圧電スピーカー（１０）は、圧電フィルム（３５）と、圧電スピーカー（３５）を支持する支持体に接する固定面（１７）と、圧電フィルム（３５）と固定面（１７）との間に配置されたフィルム保持部（５５）と、を備える。（ｉ）フィルム保持部（５５）は粘着層を含み且つ固定面（１７）は粘着層の表面により形成されている、及び／又は、（ii）フィルム保持部（５５）は多孔体層を含む。

Description

消音システム
　本発明は、消音システムに関し、具体的には、消音用の音波を放射するための少なくとも１つの消音スピーカーを備えた消音システムに関する。
　圧電フィルムを用いたスピーカー（以下、圧電スピーカーと称することがある）が知られている。圧電スピーカーには、体積が小さくて軽いという利点がある。
　特許文献１には、圧電スピーカーを消音スピーカーとして用いることによって消音システムを構成することが記載されている。具体的には、この消音システムでは、圧電フィルムが支持体である壁材に見立てた木製ボードに接着剤で直接貼り付けられている。
特開平６－２３６１８９号公報 特開２０１６－１２２１８７号公報
　本発明は、圧電フィルムから消音用の音波が良好に放射される消音システムを提供することを目的とする。
　本発明者らの検討によれば、圧電フィルムと支持体との間に適切な層を介在させると、圧電フィルムから可聴音域の音が出易くなる。圧電フィルムを固定するための接着剤も圧電フィルムと支持体との間に介在する（特許文献１）。しかし、この接着剤は、消音システムを構成するべき現場で塗布されるため、その介在の態様の再現性に乏しい。このため、支持体への固定の際に、圧電フィルムに塗布される接着剤は、少なくともそれのみでは圧電スピーカーを用いた消音システムの改善には適していない。
　本発明は、
　消音用の音波を放射するための少なくとも１つの消音スピーカーを備えた消音システムであって、
　前記少なくとも１つの消音スピーカーは、圧電スピーカーを含み、
　前記圧電スピーカーは、圧電フィルムと、前記圧電スピーカーを支持する支持体に接する固定面と、前記圧電フィルムと前記固定面との間に配置されたフィルム保持部と、を備え、
　（ｉ）前記フィルム保持部は粘着層を含み且つ前記固定面は前記粘着層の表面により形成されている、及び／又は、（ii）前記フィルム保持部は多孔体層を含む、消音システムを提供する。
　上記消音システムは、圧電フィルムから消音用の音波を良好に放射することに適している。
図１は、圧電スピーカーの厚さ方向に平行な断面における断面図である。 図２は、圧電スピーカーを固定面とは反対側から観察したときの上面図である。 図３は、消音システムを説明するための模式図である。 図４は、別の実施形態に係る圧電スピーカーを示す図である。 図５は、実施例で作製した構造を説明するための図である。 図６は、サンプルを測定するための構成を説明するための図である。 図７は、サンプルを測定するための構成を説明するための図である。 図８は、出力系のブロック図である。 図９は、評価系のブロック図である。 図１０Ａは、サンプルの評価結果を示す表である。 図１０Ｂは、サンプルの評価結果を示す表である。 図１１は、介在層の拘束度と音が出始める周波数との関係を示すグラフである。 図１２は、実施例１のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１３は、実施例２のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１４は、実施例３のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１５は、実施例４のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１６は、実施例５のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１７は、実施例６のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１８は、実施例７のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図１９は、実施例８のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２０は、実施例９のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２１は、実施例１０のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２２は、実施例１１のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２３は、実施例１２のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２４は、実施例１３のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２５は、実施例１４のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２６は、実施例１５のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２７は、実施例１６のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２８は、実施例１７のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図２９は、参考例１のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図３０は、暗騒音の音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図３１は、圧電フィルムの支持構造を説明するための図である。
　以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明するが、以下は本発明の実施形態の例示に過ぎず、本発明を制限する趣旨ではない。
［第１実施形態］
　図１及び図２を用いて、第１実施形態に係る圧電スピーカーを説明する。圧電スピーカー１０は、圧電フィルム３５と、固定面１７と、フィルム保持部５５と、を備えている。固定面１７は、圧電フィルム３５を支持体に固定することに利用可能である。
　フィルム保持部５５は、圧電フィルム３５と固定面１７との間に配置されている。フィルム保持部５５は、介在層４０と、粘着層又は接着層５１（以下、単に粘着層５１と称することがある）と、粘着層又は接着層５２（以下、単に粘着層５２と称することがある）とを含んでいる。図１の例では、固定面１７は、粘着層５１の表面（主面）により形成されている。つまり、固定面１７は、粘着面又は接着面である。
　圧電フィルム３５は、圧電体３０と、電極６１と、電極６２と、を含んでいる。粘着層５１と、介在層４０と、粘着層５２と、圧電フィルム３５とは、この順に積層されている。
　以下では、粘着層５１を第１粘着層５１と称し、粘着層５２を第２粘着層５２と称し、電極６１を第１電極６１と称し、電極６２を第２電極６２と称することがある。
　圧電体３０は、フィルム形状を有している。圧電体３０は、電圧が印加されることによって振動する。圧電体３０として、セラミックフィルム、樹脂フィルム等を用いることができる。セラミックフィルムである圧電体３０の材料としては、ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物、チタン酸バリウムとビスマスフェライトとの固溶体等が挙げられる。樹脂フィルムである圧電体３０の材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸等が挙げられる。樹脂フィルムである圧電体３０の材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンであってもよい。また、圧電体３０は、無孔体であってもよく、多孔体であってもよい。
　圧電体３０の厚さは、例えば１０μｍ～３００μｍの範囲にあり、３０μｍ～１１０μｍの範囲にあってもよい。
　第１電極６１及び第２電極６２は、圧電体３０を挟むように圧電体３０に接している。第１電極６１及び第２電極６２は、フィルム形状を有している。第１電極６１及び第２電極６２は、それぞれ、図示しないリード線に接続されている。第１電極６１及び第２電極６２は、蒸着、めっき、スパッタリング等により圧電体３０上に形成され得る。第１電極６１及び第２電極６２として、金属箔を用いることもできる。金属箔は、両面テープ、粘着剤、接着剤等によって圧電体３０に貼り付け可能である。第１電極６１及び第２電極６２の材料としては、金属が挙げられ、具体的には、金、白金、銀、銅、パラジウム、クロム、モリブデン、鉄、鈴、アルミニウム、ニッケル等が挙げられる。第１電極６１及び第２電極６２の材料として、炭素、導電性高分子等も挙げられる。第１電極６１及び第２電極６２の材料として、これらの合金も挙げられる。第１電極６１及び第２電極６２は、ガラス成分等を含んでいてもよい。
　第１電極６１及び第２電極６２の厚さは、それぞれ、例えば１０ｎｍ～１５０μｍの範囲にあり、２０ｎｍ～１００μｍの範囲にあってもよい。
　図１及び図２の例では、第１電極６１は、圧電体３０の一方の主面全体を覆っている。ただし、第１電極６１は、圧電体３０の該一方の主面の一部のみを覆っていてもよい。第２電極６２は、圧電体３０の他方の主面全体を覆っている。ただし、第２電極６２は、圧電体３０の該他方の主面の一部のみを覆っていてもよい。
　介在層４０は、圧電フィルム３５と固定面１７との間に配置されている。本実施形態では、介在層４０は、圧電フィルム３５と第１粘着層５１との間に配置されている。介在層４０は、接着層及び粘着層以外の層であってもよく、接着層又は粘着層であってもよい。介在層４０は、多孔体層及び／又は樹脂層である。ここで、樹脂層はゴム層及びエラストマ層を含む概念であり、従って樹脂層である介在層４０はゴム層又はエラストマ層であってもよい。樹脂層である介在層４０としては、エチレンプロピレンゴム層、ブチルゴム層、ニトリルゴム層、天然ゴム層、スチレンブタジエンゴム層、シリコーン層、ウレタン層、アクリル樹脂層等が挙げられる。多孔体層である介在層４０としては、発泡体層等が挙げられる。具体的には、多孔体層及び樹脂層である介在層４０としては、エチレンプロピレンゴム発泡体層、ブチルゴム発泡体層、ニトリルゴム発泡体層、天然ゴム発泡体層、スチレンブタジエンゴム発泡体層、シリコーン発泡体層、ウレタン発泡体層等が挙げられる。多孔体層ではないが樹脂層である介在層４０としては、アクリル樹脂層等が挙げられる。樹脂層ではないが多孔体層である介在層４０としては、金属の多孔体層等が挙げられる。ここで、樹脂層は、樹脂を含む層を指し、樹脂を３０％以上含んでいてもよく、樹脂を４５％以上含んでいてもよく、樹脂を６０％以上含んでいてもよく、樹脂を８０％以上含んでいてもよい層を指す。ゴム層、エラストマ層、エチレンプロピレンゴム層、ブチルゴム層、ニトリルゴム層、天然ゴム層、スチレンブタジエンゴム層、シリコーン層、ウレタン層、アクリル樹脂層、金属層、樹脂フィルム、セラミックフィルム等についても同様である。介在層４０は、２種類以上の材料のブレンド層であってもよい。
　介在層４０の弾性率は、例えば１００００Ｎ／ｍ2～２０００００００Ｎ／ｍ2であり、２００００Ｎ／ｍ2～１０００００Ｎ／ｍ2であってもよい。
　一例では、多孔体層である介在層４０の孔径は、０．１ｍｍ～７．０ｍｍであり、０．３ｍｍ～５．０ｍｍであってもよい。別の例では、多孔体層である介在層４０の孔径は、例えば０．１ｍｍ～２．５ｍｍであり、０．２ｍｍ～１．５ｍｍであってもよく、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであってもよい。多孔体層である介在層４０の空孔率は、例えば７０％～９９％であり、８０％～９９％であってもよく、９０％～９５％であってもよい。
　発泡体層である介在層４０として、公知の発泡体を利用できる（例えば、特許文献２の発泡体を利用できる）。発泡体層である介在層４０は、連続気泡構造を有していてもよく、独立気泡構造を有していてもよく、半独立半連続気泡構造を有していてもよい。連続気泡構造は、連続気泡率が１００％である構造を指す。独立気泡構造は、連続気泡率が０％である構造を指す。半独立半連続気泡構造は、連続気泡率が０％よりも大きく１００％よりも小さい構造を指す。ここで、連続気泡率は、例えば、発泡体層を水中に沈める試験を行い、式：連続気泡率（％）＝｛（吸水した水の体積）／（気泡部分体積）｝×１００を用いて計算することができる。一具体例では、「吸水した水の体積」は、発泡体層を水中に沈めて－７５０ｍｍＨｇの減圧下で３分間放置した後に、発泡体層の気泡中の空気と置換された水の質量を測り、水の密度を１．０ｇ／ｃｍ3として体積に換算することで得られるものである。「気泡部分体積」は、式：気泡部分体積（ｃｍ3）＝｛（発泡体層の質量）／（発泡体層の見かけ密度）｝－｛（発泡体層の質量）／（材料密度）｝を用いて計算される値である。「材料密度」は、発泡体層を形成する母材（中実体）の密度である。
　発泡体層である介在層４０の発泡倍率（発泡前後の密度比）は、例えば５～４０倍であり、１０～４０倍であってもよい。
　非圧縮状態における介在層４０の厚さは、例えば０．１ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあり、１ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあってもよく、１．５ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあってもよく、２ｍｍ～２５ｍｍの範囲にあってもよい。典型的には、非圧縮状態において、介在層４０は、圧電フィルム３５よりも厚い。非圧縮状態において、圧電フィルム３５の厚さに対する介在層４０の厚さの比率は、例えば３倍以上であり、１０倍以上であってもよく、３０倍以上であってもよい。また、典型的には、非圧縮状態において、介在層４０は、第１粘着層５１よりも厚い。
　第１粘着層５１は、その表面により固定面１７を形成している。第１粘着層５１は、支持体に接合される層である。図１の例では、第１粘着層５１は、介在層４０に接合している。第１粘着層５１としては、基材と、基材の両面に塗布された粘着剤とを有する両面テープが挙げられる。第１粘着層５１として用いられる両面テープの基材としては、不織布等が挙げられる。第１粘着層５１として用いられる両面テープの粘着剤としては、アクリル樹脂を含む粘着剤等が挙げられる。ただし、第１粘着層５１は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
　第１粘着層５１の厚さは、例えば０．０１ｍｍ～１．０ｍｍであり、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍであってもよい。
　第２粘着層５２は、介在層４０と圧電フィルム３５との間に配置されている。具体的には、第２粘着層５２は、介在層４０と圧電フィルム３５とに接合している。第２粘着層５２としては、基材と、基材の両面に塗布された粘着剤とを有する両面テープが挙げられる。第２粘着層５２として用いられる両面テープの基材としては、不織布等が挙げられる。第２粘着層５２として用いられる両面テープの粘着剤としては、アクリル樹脂を含む粘着剤等が挙げられる。ただし、第２粘着層５２は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
　第２粘着層５２の厚さは、例えば０．０１ｍｍ～１．０ｍｍであり、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍであってもよい。
　本実施形態では、圧電フィルム３５に接着面又は粘着面が接触することによって、圧電フィルム３５が固定面１７側の層と一体化されている。具体的には、本実施形態では、当該接着面又は粘着面は、第２粘着層又は接着層５２の表面により形成された面である。
　圧電スピーカー１０は、図３に示す消音システム５００に適用可能である。消音システム５００は、消音用の音波を放射するための少なくとも１つの消音スピーカーを備えたシステムである。具体的には、消音用の音波は、所定領域（消音されるべき領域）３００において打ち消されるべき音波と逆位相を有することとなる音波である。また、消音システム５００は、参照マイクロフォン１３０と、誤差マイクロフォン１４０と、制御装置１１０と、をさらに備えている。圧電スピーカー１０は、ダイナミックスピーカーに比べ、自身に電気信号が届いてから音が出るまでにかかる時間（以下、遅延時間と称することがある）が短い。このため、圧電スピーカー１０は、自身のサイズが小さい点のみならず、参照マイクロフォン１３０と圧電スピーカー１０との距離を短くできる点でも、小型の消音システムの構成に適している。例えば、参照マイクロフォン１３０、制御装置１１０及び圧電スピーカー１０を１つのパーティションに取り付けることも可能である。
　消音システム５００では、少なくとも１つの消音スピーカーは、少なくとも１つの、本実施形態では複数の圧電スピーカー１０を含んでいる。消音システム５００は、圧電スピーカー３５を支持する支持体８０を含んでいる。圧電スピーカー１０は、支持体８０に固定されている。固定面１７は支持体８０に接している。圧電スピーカー１０が複数存在することは、広範な領域で消音を実施する観点から有利である。
　圧電スピーカー１０が支持体８０に固定された状態で、電圧が、リード線を介して、圧電フィルム３５に印加される。これにより、圧電フィルム３５が振動し、圧電フィルム３５から音波が放射される。図３の例では、支持体８０が平面を有し、その平面上に圧電スピーカー１０が固定されており、圧電フィルム３５が平面状に拡がっている。この態様は、圧電フィルム３５から放射される音波を平面波に近づける観点から有利である。ただし、支持体８０が湾曲面を有している場合には、その湾曲面上に圧電スピーカー１０を固定してもよい。
　図３に示すように、打ち消されるべき音波が、騒音源２００から領域３００に到達し、領域３００において波形２９０を有するとする。圧電スピーカー１０は、領域３００に到達したときに波形２９０とは位相が逆の波形９０を有することとなる音波を放射する。これらの音波が、領域３００で互いに打ち消し合う。別の言い方をすると、これらの音波は領域３００で合成され、振幅がゼロまたは小さいレベルに低減された波形３９０を有する合成音波が生成される。消音システム５００では、このようにして消音が実現される。
　一具体例では、複数の圧電スピーカー１０は、それぞれ、波面を形成する。これらの波面が合成された合成波面は、領域３００へと伝搬する。各圧電スピーカー１０に印加される電圧の位相差を制御することにより、合成波面の伝搬方向を制御できる。
　図３に示す消音システム５００では、参照マイクロフォン１３０、誤差マイクロフォン１４０及び制御装置１１０を用いたフィードフォワード制御がなされる。具体的には、参照マイクロフォン１３０が、騒音源２００からの音を感知する。参照マイクロフォン１３０は、典型的には、圧電スピーカー１０から見て騒音源２００側に配置される。参照マイクロフォン１３０で感知した音に基づいて、制御装置１１０は、圧電スピーカー１０から放射される音波の位相を調整する。また、誤差マイクロフォン１４０は、領域３００に配置され、領域３００における音を感知する。誤差マイクロフォン１４０で感知した音に基づいて、制御装置１１０は、領域３００における合成音波の振幅が小さくなるように、圧電スピーカー１０から放射される音波の振幅を調整する。
　変形例の消音システムでは、参照マイクロフォン１３０が省略される。そして、誤差マイクロフォン１４０及び制御装置１１０を用いたフィードバック制御がなされる。具体的には、誤差マイクロフォン１４０は、領域３００における音波の振幅が小さくなるように、圧電スピーカー１０から放射される音波の位相及び振幅を調整する。このようにしても、結果的に、領域３００において、圧電スピーカー１０によって生成された逆位相の音波により騒音源２００からの音波が打ち消されることになる。
　本実施形態の消音システム５００では、支持体８０は、圧電フィルム３５の支持以外の用途のために作られた物品を圧電フィルム３５の支持に流用したものである。このため、消音システム５００は、圧電フィルム３５の支持のための専用品を要さない。このようなシステムは、空間の狭隘化解消の観点から有利である。具体的には、本実施形態では、支持体８０は、ａ）消音システム５００により消音されるべき空間若しくは外部への音漏れが防止されるべき空間を含む室内を屋外又は別の室内と隔てる隔壁、ｂ）室内に移動不能若しくは移動可能に設置された、消音スピーカー以外の機能を奏する製品、ｃ）人が携帯若しくは着用できるように設計された機具若しくは器具、又はｄ）屋外に設置された遮音壁、である。
　上記ａ）の支持体８０としては、建物の壁、天井、窓ガラス、車両のボディ、ドア、その他、人が入る空間の規定する障壁が例示される。上記ｂ）の支持体８０としては、パーティション、椅子、テーブル等のオフィス家具、家電製品、サッシ等が挙げられる。上記ｃ）の支持体８０としては、ヘルメット等が挙げられる。
　典型的には、支持体８０における固定面１７に対向する面の面積は、固定面１７の面積以上である。前者の面積は、後者の面積の、例えば１．０倍以上であり、１．５倍以上であってもよく、５倍以上であってもよい。典型的には、介在層４０に比べ、支持体８０は、大きい剛性（ヤング率と断面２次モーメントの積）、大きいヤング率及び／又は大きい厚さを有する。ただし、支持体８０は、介在層４０と同じ剛性、ヤング率及び／又は厚さを有していてもよく、介在層４０よりも小さい剛性、ヤング率及び／又は厚さを有していてもよい。支持体８０のヤング率は、例えば１ＧＰａ以上であり、１０ＧＰａ以上であってもよく、５０ＧＰａ以上であってもよい。支持体８０のヤング率の上限は特に限定されないが、例えば１０００ＧＰａである。支持体８０として種々の物品を利用可能であるため、その厚さの範囲を規定するのは困難であるが、支持体８０の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上であり、１ｍｍ以上であってもよく、１０ｍｍ以上であってもよく、５０ｍｍ以上であってもよい。支持体８０の厚さの上限は特に限定されないが、例えば１ｍである。典型的には、支持体８０の位置及び／又は形状は、圧電スピーカー１０によらず固定されている。典型的には、支持体８０は、屈曲させないことを想定して作製されたものである。
　一例では、消音システム５００は、人が存する領域の消音に用いられる。具体的には、領域３００が、人が存する領域となる。別例では、消音システム５００は、人が存する領域からの音漏れの防止に用いられる。具体的には、人が存する領域が、騒音源２００となる。また、領域３００の大きさは特に限定されず、一例では領域３００は室内全体であり、別例では領域３００は室内の一部である。
　本実施形態に係る消音システム５００全体及びその構成要素について、さらに説明する。
　消音システム５００では、フィルム保持部５５は、圧電フィルム３５と支持体８０との間に配置される。
　消音システム５００では、（ｉ）フィルム保持部５５は粘着層を含み且つ固定面１７は粘着層の表面により形成されている、及び／又は、（ii）フィルム保持部５５は多孔体層を含む。
　そのような消音システム５００は、圧電フィルム３５から消音用の音波を良好に放射することに適している。なお、第１粘着層５１は、上記（ｉ）の粘着層に該当し得る。介在層４０は、上記（ii）の多孔体層に該当し得る。
　消音システム５００では、介在層４０は、圧電フィルム３５と支持体８０との間に配置される。
　作用の詳細については今後の検討を待つ必要があるが、圧電フィルム３５の片方の主面を介在層４０によって適度に拘束することにより、圧電フィルム３５から可聴音域における低周波側の音が発生し易くなっている可能性がある。これを考慮すると、圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の２５％以上の領域において介在層４０が配置されるようにすることができる。圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の５０％以上の領域において介在層４０が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム３５の面積の７５％以上の領域において介在層４０が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム３５の全領域において介在層４０が配置されるようにしてもよい。また、圧電スピーカー１０における固定面１７とは反対側の主面１５の５０％以上を圧電フィルム３５よって構成することができる。主面１５の７５％以上を圧電フィルム３５によって構成してもよく、主面１５全体を圧電フィルム３５によって構成してもよい。
　本実施形態では、第２粘着層５２によって、圧電フィルム３５と介在層４０との分離が防止されている。上記の「適度な拘束」の観点からは、圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の２５％以上の領域において第２粘着層５２及び介在層４０が配置されるようにすることができる。圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の５０％以上の領域において第２粘着層５２及び介在層４０が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム３５の面積の７５％以上の領域において第２粘着層５２及び介在層４０が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム３５の全領域において第２粘着層５２及び介在層４０が配置されるようにしてもよい。
　ここで、介在層４０が多孔体である場合、介在層４０が配置される領域の比率は、その多孔質構造に由来する細孔を考慮した微視的な観点ではなく、より巨視的な観点から規定されるものである。例えば、圧電フィルム３５、多孔体である介在層４０及び第２粘着層５２が平面視で共通の輪郭を有する板状体である場合、圧電フィルム３５の面積の１００％の領域において第２粘着層５２及び介在層４０が配置されていると表現される。
　本実施形態では、介在層４０の拘束度は、５×１０9Ｎ／ｍ3以下である。介在層４０の拘束度は、例えば、１×１０4Ｎ／ｍ3以上である。介在層４０の拘束度は、好ましくは５×１０8Ｎ／ｍ3以下であり、より好ましくは２×１０8Ｎ／ｍ3以下であり、さらに好ましくは１×１０5～５×１０7Ｎ／ｍ3である。ここで、介在層４０の拘束度（Ｎ／ｍ3）は、以下の式のように、介在層４０の弾性率（Ｎ／ｍ2）と介在層４０の表面充填率との積を介在層４０の厚さ（ｍ）で割ることによって得られる値である。介在層４０の表面充填率は、介在層４０における圧電フィルム３５側の主面の充填率（１から空孔率を引いた値）である。介在層４０の孔が均等に分布している場合、表面充填率は、介在層４０の３次元的な充填率に等しいとみなすことができる。
　　拘束度（Ｎ／ｍ3）＝弾性率（Ｎ／ｍ2）×表面充填率÷厚さ（ｍ）
　拘束度は、介在層４０による圧電フィルム３５の拘束の程度を表すパラメータと考えることができる。介在層４０の弾性率が大きいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層４０の表面充填率が大きいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層４０の厚さが小さいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層４０の拘束度と圧電フィルム３５から発生する音との関係については今後の検討を待つ必要があるが、拘束度が過度に大きい場合には、低周波側の音を出すのに必要な圧電フィルム３５の変形が妨げられている可能性がある。逆に、拘束度が過度に小さい場合には、圧電フィルム３５がその厚さ方向に十分に変形せず、その面内方向（厚さ方向に垂直な方向）のみに伸縮し、低周波側の音の発生が妨げられている可能性がある。介在層４０の拘束度を適度な範囲に設定することによって、圧電フィルム３５の面内方向の伸縮が厚さ方向の変形に適度に変換され、圧電フィルム３５が全体として適切に屈曲し、低周波側の音が発生し易くなっていると考えることができる。
　介在層４０に比べ、支持体８０は、大きい拘束度を有していてもよい。この場合であっても、介在層４０の寄与により、圧電フィルム３５から低周波側の音が発生し得る。ただし、支持体８０は、介在層４０と同じ拘束度を有していてもよく、介在層４０よりも小さい拘束度を有していてもよい。ここで、支持体８０の拘束度（Ｎ／ｍ3）は、支持体８０の弾性率（Ｎ／ｍ2）と支持体８０の表面充填率との積を支持体８０の厚さ（ｍ）で割ることによって得られる値である。支持体８０の表面充填率は、支持体８０における圧電フィルム３５側の主面の充填率（１から空孔率を引いた値）である。
　本実施形態では、圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の少なくとも一部が固定面１７と重複する（図１の例では第１粘着層５１と重複する）ように、固定面１７が配置されている。圧電スピーカー１０を支持体８０に安定して固定する観点からは、圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の５０％以上の領域において固定面１７が配置されるようにすることができる。圧電フィルム３５を平面視で観察したときに、圧電フィルム３５の面積の７５％以上の領域において固定面１７が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム３５の全領域において固定面１７が配置されるようにしてもよい。
　本実施形態では、圧電フィルム３５と固定面１７との間に存在する互いに隣接する層は接合されている。ここで、「圧電フィルム３５と固定面１７との間」は、圧電フィルム３５及び固定面１７を含む。具体的には、第１粘着層５１と介在層４０は接合されており、介在層４０と第２粘着層５２は接合されており、第２粘着層５２と圧電フィルム３５とは接合されている。このため、支持体８０への取付姿勢によらず、圧電フィルム３５を安定して配置でき、しかも支持体８０への取付が容易である。さらに、介在層４０の寄与により、取付姿勢によらず、圧電フィルム３５から音が出る。従って、本実施形態では、これらが相俟って、使い勝手がよい圧電スピーカーが実現される。なお、「互いに隣接する層は接合されている」は、互いに隣接する層が全体的又は部分的に接合されていることを意味する。図示の例では、圧電フィルム３５の厚さ方向に沿って延び圧電フィルム３５、介在層４０及び固定面１７をこの順に通る所定領域において、互いに隣接する層が接合されている。
　本実施形態では、圧電フィルム３５及び介在層４０は、それぞれ、厚さが実質的に一定である。このことは、圧電スピーカー１０の保管、使い勝手、圧電フィルム３５から出る音の制御等の種々の観点から有利である場合が多い。なお、「厚さが実質的に一定」は、例えば、厚さの最小値が最大値の７０％以上１００％以下であることを指す。圧電フィルム３５及び介在層４０は、それぞれ、厚さの最小値が最大値の８５％以上１００％以下であってもよい。
　本実施形態では、圧電フィルム３５及びフィルム保持部５５は、それぞれ、厚さが実質的に一定である。圧電フィルム３５及びフィルム保持部５５は、それぞれ、厚さの最小値が最大値の８５％以上１００％以下であってもよい。
　ところで、樹脂は、セラミック等に比べ、クラックが発生し難い材料である。一具体例では、圧電フィルム３５の圧電体３０は樹脂フィルムであり、介在層４０は圧電フィルムとしては機能しない樹脂層である。このようにすることは、圧電体３０又は介在層４０でクラックを生じさせることなく圧電スピーカー１０をハサミ、人の手等で切断する観点から有利である（圧電スピーカー１０がハサミ、人の手等で切断可能であることは、消音システム５００の設計自由度向上に寄与し、また、消音システム５００の構築を容易にする）。また、このようにすれば、圧電スピーカー１０を曲げても圧電体３０又は介在層４０でクラックが生じ難くなる。また、圧電体３０が樹脂フィルムであり介在層４０が樹脂層であることは、圧電体３０又は介在層４０でクラックを生じさせることなく湾曲面上に圧電スピーカー１０を固定する観点から有利である。
　図１の例では、圧電フィルム３５、介在層４０、第１粘着層５１及び第２粘着層５２は、非分割かつ非枠状の板状形状を有しており、平面視で輪郭が一致している。ただし、これらの一部又は全部が枠状形状を有していたり、これらの一部又は全部が複数に分割されていたり、これらの輪郭がずれていたりしても構わない。
　図１の例では、圧電フィルム３５、介在層４０、第１粘着層５１及び第２粘着層５２は、平面視で短手方向及び長手方向を有する長方形である。ただし、これらは、正方形、円形、楕円形等であってもよい。
　また、圧電スピーカーは、図１に示す層以外の層を含んでいてもよい。
　改めて断るまでもないが、フィルム保持部５５は、介在層４０として採用され得る層を含み得ると説明できる。この点は、後述する第２実施形態についても同様である。例えば、フィルム保持部５５は、圧電フィルム３５としては機能しない樹脂層を含み得ると説明できる。フィルム保持部５５は、多孔体層を含み得ると説明できる。フィルム保持部５５は、エチレンプロピレンゴム発泡体層を含み得ると説明できる。
　同様に、フィルム保持部５５は、第１粘着層５１として採用され得る層を含み得ると説明できる。フィルム保持部５５は、第２粘着層５２として採用され得る層を含み得ると説明できる。例えば、フィルム保持部５５は、粘着層又は接着層を含み得ると説明できる。
［第２実施形態］
　以下、図４を用いて第２実施形態に係る圧電スピーカー１１０を説明する。以下では、第１実施形態と同様の部分については、説明を省略することがある。
　圧電スピーカー１１０は、圧電フィルム３５と、固定面１１７と、フィルム保持部１５５と、を備えている。固定面１１７は、圧電フィルム３５を支持体に固定することに利用可能である。
　フィルム保持部１５５は、圧電フィルム３５と固定面１１７との間（ここで、「間」は固定面１１７を含む。第１実施形態についても同様である）に配置されている。図４の例では、フィルム保持部１５５は、介在層１４０によって構成されている。固定面１１７は、介在層１４０の表面（主面）により形成されている。
　介在層１４０は、多孔体層及び／又は樹脂層である。介在層１４０は、粘着層又は接着層である。介在層１４０として、アクリル樹脂を含む粘着剤を用いることができる。介在層１４０として、他の粘着剤、例えば、ゴム、シリコーン又はウレタンを含む粘着剤を用いてもよい。介在層１４０は、２種類以上の材料のブレンド層であってもよい。
　介在層１４０の弾性率は、例えば１００００Ｎ／ｍ2～２０００００００Ｎ／ｍ2であり、２００００Ｎ／ｍ2～１０００００Ｎ／ｍ2であってもよい。
　非圧縮状態における介在層１４０の厚さは、例えば０．１ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあり、１ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあってもよく、１．５ｍｍ～３０ｍｍの範囲にあってもよく、２ｍｍ～２５ｍｍの範囲にあってもよい。典型的には、非圧縮状態において、介在層１４０は、圧電フィルム３５よりも厚い。非圧縮状態において、圧電フィルム３５の厚さに対する介在層１４０の厚さの比率は、例えば３倍以上であり、１０倍以上であってもよく、３０倍以上であってもよい。
　本実施形態では、介在層１４０の拘束度は、５×１０9Ｎ／ｍ3以下である。介在層１４０の拘束度は、例えば、１×１０4Ｎ／ｍ3以上である。介在層１４０の拘束度は、好ましくは５×１０8Ｎ／ｍ3以下であり、より好ましくは２×１０8Ｎ／ｍ3以下であり、さらに好ましくは１×１０5～５×１０7Ｎ／ｍ3である。拘束度の定義は、先に説明した通りである。
　本実施形態では、圧電フィルム３５に接着面又は粘着面が接触することによって、圧電フィルム３５が固定面１１７側の層と一体化されている。具体的には、本実施形態では、当該接着面又は粘着面は、介在層１４０により形成された面である。
　圧電スピーカー１１０も、固定面１１７によって、図３の支持体８０に固定され得る。そのようにして、圧電スピーカー１１０を用いた消音システム５００を構成できる。
　消音システム５００では、（ｉ）フィルム保持部１５５は粘着層を含み且つ固定面１１７は粘着層の表面により形成されている、及び／又は、（ii）フィルム保持部１５５は多孔体層を含む。
　そのような消音システム５００は、圧電フィルム３５から消音用の音波を良好に放射することに適している。
　実施例により、本発明を詳細に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明の一例を示すものであり、本発明は以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
　固定された支持部材６８０に圧電スピーカー１０の固定面１７を貼り付けることによって、図５に示す構造を作製した。具体的には、支持部材６８０として、厚さ５ｍｍのステンレス平板（ＳＵＳ平板）を用いた。第１粘着層５１として、不織布の両面にアクリル系粘着剤を含侵させた、厚み０．１６ｍｍの粘着シート（両面テープ）を用いた。介在層４０として、エチレンプロピレンゴムとブチルゴムとを含む混和物を約１０倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ３ｍｍで独立気泡型の発泡体を用いた。第２粘着層５２として、基材が不織布でありその基材の両面に無溶剤型のアクリル樹脂を含む粘着剤が塗布された、厚さ０．１５ｍｍの粘着シート（両面テープ）を用いた。圧電フィルム３５として、両面に銅電極（ニッケルを含む）が蒸着されたポリフッ化ビニリデンフィルム（総厚み３３μｍ）を用いた。実施例１の第１粘着層５１、介在層４０、第２粘着層５２及び圧電フィルム３５は、平面視で縦３７．５ｍｍ×横３７．５ｍｍの寸法を有しており、平面視で輪郭が重複した非分割かつ非枠状の板状形状を有している（後述の実施例及び参考例でも同様である）。支持部材６８０は、平面視で縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの寸法を有しており、第１粘着層５１を全体的に覆っている。このようにして、図５に示す構成を有する実施例１のサンプルを作製した。
（実施例２）
　介在層４０として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約１０倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ３ｍｍで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。この発泡体は、硫黄を含むものである。それ以外は、実施例１と同様にして、実施例２のサンプルを作製した。
（実施例３）
　実施例３では、介在層４０として、実施例２の介在層４０と同一材料かつ同一構造の、厚さ５ｍｍの発泡体を用いた。それ以外は、実施例２と同様にして、実施例３のサンプルを作製した。
（実施例４）
　実施例４では、介在層４０として、実施例２の介在層４０と同一材料かつ同一構造の、厚さ１０ｍｍの発泡体を用いた。それ以外は、実施例２と同様にして、実施例４のサンプルを作製した。
（実施例５）
　実施例５では、介在層４０として、実施例２の介在層４０と同一材料かつ同一構造の、厚さ２０ｍｍの発泡体を用いた。それ以外は、実施例２と同様にして、実施例５のサンプルを作製した。
（実施例６）
　介在層４０として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約１０倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ２０ｍｍで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。この発泡体は、硫黄を含まないものであり、実施例２～５の介在層４０として用いた発泡体に比べて柔軟である。それ以外は、実施例１と同様にして、実施例６のサンプルを作製した。
（実施例７）
　介在層４０として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約２０倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ２０ｍｍで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、実施例７のサンプルを作製した。
（実施例８）
　介在層４０として、金属多孔体を用いた。この金属多孔体は、材料がニッケルであり、孔径が０．９ｍｍであり、厚みが２．０ｍｍのものである。第２粘着層５２として、実施例１の第１粘着層５１と同じ粘着層を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、実施例８のサンプルを作製した。
（実施例９）
　実施例１の第１粘着層５１及び第２粘着層５２を省略し、圧電フィルム３５と支持体８０との間に介在層１４０のみを介在させた。介在層１４０として、アクリル系粘着剤によって構成された、厚さ３ｍｍの基材レス粘着シートを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、図４の支持部材６８０に図５の積層体が取り付けられた構成を有する、実施例９のサンプルを作製した。
（実施例１０）
　介在層４０として、実施例９の介在層１４０と同じ介在層を用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１０のサンプルを作製した。
（実施例１１）
　介在層４０として、厚さ５ｍｍのウレタンフォームを用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１１のサンプルを作製した。
（実施例１２）
　介在層４０として、厚さ１０ｍｍのウレタンフォームを用いた。このウレタンフォームは、実施例１１の介在層４０として用いたウレタンフォームに比べて孔径が小さいものである。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１２のサンプルを作製した。
　（実施例１３）
　介在層４０として、厚さ５ｍｍで独立気泡型のアクリルニトリルブタジエンゴムの発泡体を用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１３のサンプルを作製した。
　（実施例１４）
　介在層４０として、厚さ５ｍｍで独立気泡型のエチレンプロピレンゴムの発泡体を用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１４のサンプルを作製した。
　（実施例１５）
　介在層４０として、天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとがブレンドされた厚さ５ｍｍで独立気泡型の発泡体を用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１５のサンプルを作製した。
　（実施例１６）
　介在層４０として、厚さ５ｍｍで独立気泡型のシリコーンの発泡体を用いた。それ以外は、実施例８と同様にして、実施例１６のサンプルを作製した。
　（実施例１７）
　介在層４０として、実施例１の介在層４０と同一材料かつ同一構造の、厚さ１０ｍｍの発泡体を用いた。第２粘着層５２として、実施例１と同じ粘着シートを用いた。圧電フィルム３５の圧電体３０として、厚さ３５μｍのトウモロコシ由来のポリ乳酸を主原料とした樹脂シートを用いた。圧電フィルム３５の第１電極６１及び第２電極６２は、それぞれ、厚さ０．１μｍのアルミニウム膜であり、蒸着によって形成した。こうして、総厚みが３５．２μｍの圧電フィルム３５を得た。それ以外は、実施例１と同様にして、実施例１７のサンプルを作製した。
（参考例１）
　実施例１の圧電フィルム３５を、参考例１のサンプルとした。参考例１では、地面に平行な台上に、接着せずにサンプルを置いた。
　実施例及び参考例に係るサンプルの評価方法は、以下の通りである。
＜介在層の厚さ（非圧縮状態）＞
　介在層の厚さは、厚みゲージを用いて測定した。
＜介在層の弾性率＞
　介在層から、小片を切り出した。切り出した小片に対して、引張試験機（ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製「ＲＳＡ－Ｇ２」）を用いて、常温で圧縮試験を行った。これにより、応力－ひずみ曲線を得た。応力－ひずみ曲線の初期傾きから、弾性率を算出した。
＜介在層の孔径＞
　顕微鏡により、介在層の拡大画像を得た。この拡大画像を画像解析することにより、介在層の孔径の平均値を求めた。求めた平均値を、介在層の孔径とした。
＜介在層の空孔率＞
　介在層から直方体の小片を切り出した。切り出した小片の体積及び質量から見かけの密度を求めた。見かけの密度を、介在層を形成する母材（中実体）の密度で除した。これにより、充填率を算出した。さらに１から充填率を差し引いた。これにより、空孔率を得た。
＜介在層の表面充填率＞
　実施例２～１６については、上述の充填率を表面充填率とした。実施例１及び１７では、介在層は表面スキン層を有しているため、表面充填率は１００％とした。
＜サンプルの音圧レベルの周波数特性＞
　実施例１～８及び１０～１７のサンプルを測定するための構成を、図６に示す。圧電フィルム３５の両面の角部に、厚さ７０μｍであり縦５ｍｍ×横７０ｍｍである導電性銅箔テープ７０（３Ｍ社製のＣＵ－３５Ｃ）を取り付けた。また、これらの導電性銅箔テープ７０のそれぞれに、みのむしクリップ７５を取り付けた。導電性銅箔テープ７０及びみのむしクリップ７５は、圧電フィルム３５に交流電圧を印加するための電気経路の一部を構成する。
　実施例９のサンプルを測定するための構成を、図７に示す。図７の構成には、図６の第１粘着層５１及び第２粘着層５２がない。図７の構成には、介在層１４０がある。
　参考例１のサンプルを測定するための構成は、図６及び図７に倣ったものである。具体的には、図６及び図７に倣って、圧電フィルム３５の両面の角部に導電性銅箔テープ７０を取り付け、これらのテープ７０にみのむしクリップ７５を取り付けた。こうして得られたアセンブリを、地面に平行な台上に接着せずに置いた。
　図８及び９に、サンプルの音響特性を測定するためのブロック図を示す。具体的に、図８は出力系を示し、図９は評価系を示す。
　図８に示す出力系では、音声出力用パーソナルコンピュータ（以下、パーソナルコンピュータをＰＣと簡略化して記載することがある）４０１と、オーディオインターフェース４０２と、スピーカーアンプ４０３と、サンプル４０４（実施例及び参考例の圧電スピーカ）と、をこの順に接続した。スピーカーアンプ４０３からサンプル４０４への出力を確認できるように、スピーカーアンプ４０３をオシロスコープ４０５にも接続した。
　音声出力用ＰＣ４０１には、ＷａｖｅＧｅｎｅがインストールされている。ＷａｖｅＧｅｎｅは、テスト用音声信号を発生させるためのフリーソフトである。オーディオインターフェース４０２として、ローランド株式会社製のＱＵＡＤ－ＣＡＰＴＵＲＥを用いた。オーディオインターフェース４０２のサンプリング周波数は、１９２ｋＨｚとした。スピーカーアンプ４０３として、オンキヨー株式会社製のＡ－９２４を用いた。オシロスコープ４０５として、テクトロニクス社製のＤＰＯ２０２４を用いた。
　図９に示す評価系では、マイクロホン５０１と、音響評価装置（ＰＵＬＳＥ）５０２と、音響評価用ＰＣ５０３と、をこの順に接続した。
　マイクロホン５０１として、Ｂ＆Ｋ社製のＴｙｐｅ４９３９－Ｃ－００２を用いた。マイクロホン５０１は、サンプル４０４から１ｍ離れた位置に配置した。音響評価装置５０２として、Ｂ＆Ｋ社製のＴｙｐｅ３０５２－Ａ－０３０を用いた。
　このように出力系及び評価系を構成し、音声出力用ＰＣ４０１からオーディオインターフェース４０２及びスピーカーアンプ４０３を介してサンプル４０４に交流電圧を印加した。具体的には、音声出力用ＰＣ４０１を用いて、２０秒間で周波数が１００Ｈｚから１００ｋＨｚまでスイープするテスト用音声信号を発生させた。この際、スピーカーアンプ４０３から出力される電圧を、オシロスコープ４０５により確認した。また、サンプル４０４から発生した音を、評価系で評価した。このようにして、音圧周波数特性測定試験を行った。
　出力系及び評価系の設定の詳細は、以下の通りである。
［出力系の設定］
・周波数範囲：１００Ｈｚ～１００ｋＨｚ
・スイープ時間：２０秒
・実効電圧：１０Ｖ
・出力波形：サイン波
［評価系の設定］
・測定時間：２２秒
・ピークホールド
・測定範囲：４Ｈｚ～１０２．４ｋＨｚ
・ライン数：６４００
＜音が出始める周波数の判断＞
　暗騒音よりも３ｄＢ以上音圧レベルが大きい周波数域（音圧レベルが暗騒音＋３ｄＢ以上に保たれる周波数範囲がピーク周波数（音圧レベルがピークとなる周波数）の±１０％に満たないような急峻なピーク部を除く）の下端を、音が出始める周波数と判断した。
　実施例１～１７及び参考例１の評価結果を、図１０Ａ～図２９に示す。図３０に、暗騒音の音圧レベルの周波数特性を示す。なお、図１１において、Ｅ１～Ｅ１７は実施例１～１７に対応する。
［圧電フィルムの支持構造と振動の自由度］
　図５に戻って本発明による圧電スピーカーの支持構造の一例を参照する。圧電スピーカー１０では、圧電フィルム３５の全面が粘着層５１、５２及び介在層４０を介して支持体（支持構造）６８０に固定されている。
　圧電フィルム３５の振動が支持体６８０により阻害されないようにするためには、圧電フィルム３５の一部を支持して支持体６８０から離間させることも考えられる。この設計思想に基づく支持構造を図３１に例示する。図３１に示した仮想的な圧電スピーカー１０８では、枠体８８が支持体６８０から離れた位置で圧電フィルム３５の周縁部を支持している。
　予め一方に湾曲させて湾曲の向きが固定された圧電フィルムからは十分な音量を確保しやすい。このため、例えば圧電スピーカー１０８において、圧電フィルム３５、枠体８８及び支持体６８０に囲まれた空間４８に上面が凸面となった厚みが一定でない介在物を配置し、圧電フィルム３５の中央部を上方に押し上げておくことが考えられる。しかし、このような介在物は、圧電フィルム３５の振動を阻害することがないように圧電フィルム３５と接合されることがない。したがって、空間４８に介在物を配置したとしても、圧電フィルム３５をその振動を規定する態様で支持しているのは枠体８８のみである。
　上述のとおり、図３１に示す圧電スピーカー１０８では、圧電フィルム３５の局部的な支持構造が採用されている。これに対し、図５に示したように、圧電スピーカー１０では圧電フィルム３５が特定の部分で支持されていない。意外なことに、圧電スピーカー１０は、圧電フィルム３５の全面が支持体８０に固定されているにも関わらず、実用的な音響特性を示す。具体的には、圧電スピーカー１０では、圧電フィルム３５の周縁部までが上下に振動しうる。圧電フィルム３５は、その全体が上下に振動することも可能である。したがって、圧電スピーカー１０８と比較すると、圧電スピーカー１０はその振動の自由度が高く、良好な発音特性の実現には相対的に有利である。

Claims (9)

  1. 　消音用の音波を放射するための少なくとも１つの消音スピーカーを備えた消音システムであって、
    　前記少なくとも１つの消音スピーカーは、圧電スピーカーを含み、
    　前記圧電スピーカーは、圧電フィルムと、前記圧電スピーカーを支持する支持体に接する固定面と、前記圧電フィルムと前記固定面との間に配置されたフィルム保持部と、を備え、
    　（ｉ）前記フィルム保持部は粘着層を含み且つ前記固定面は前記粘着層の表面により形成されている、及び／又は、（ii）前記フィルム保持部は多孔体層を含む、消音システム。
  2. 　前記支持体は、
    ａ）前記消音システムにより消音されるべき空間若しくは外部への音漏れが防止されるべき空間を含む室内を屋外又は別の室内と隔てる隔壁、
    ｂ）前記室内に移動不能若しくは移動可能に設置された、消音スピーカー以外の機能を奏する製品、
    ｃ）人が携帯若しくは着用できるように設計された機具若しくは器具、又は
    ｄ）屋外に設置された遮音壁、である、請求項１に記載の消音システム。
  3. 　前記圧電フィルムの圧電体は、樹脂フィルムであり、
    　前記フィルム保持部は、圧電フィルムとしては機能しない樹脂層を含む、請求項１又は２に記載の消音システム。
  4. 　前記圧電フィルム及び前記フィルム保持部は、それぞれ、厚さが実質的に一定である、請求項１～３のいずれか一項に記載の消音システム。
  5. 　前記圧電スピーカーにおける前記固定面とは反対側の主面の５０％以上が、前記圧電フィルムによって構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の消音システム。
  6. 　前記フィルム保持部は、多孔体層を含み、
    　前記フィルム保持部は、粘着層又は接着層をさらに含み、前記固定面が前記粘着層又は接着層の表面により形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の消音システム。
  7. 　前記圧電フィルムを平面視で観察したときに、前記圧電フィルムの少なくとも一部が前記固定面と重複するように前記固定面が配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の消音システム。
  8. 　前記フィルム保持部は、エチレンプロピレンゴム発泡体層を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の消音システム。
  9. 　前記圧電フィルムと前記固定面との間に存在する互いに隣接する層は接合されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の消音システム。
    　ここで、前記圧電フィルムと前記固定面との間は、前記圧電フィルム及び前記固定面を含む。
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