(57)【要約】【課題】  良好な音圧の周波数特性を得ることのできる音響発生器、音響発生装置および電子機器を提供する。【解決手段】  外部電極７を有し、電気信号により振動する励振器５と、励振器５が取り付けられており、励振器５の振動によって励振器５とともに振動する振動体３と、励振器５に設けられた外部電極７に接続され、励振器５に電気信号を入力する配線部材９と、を有しており、配線部材９は、巻き線状、撚り線状および網目状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材９ａを有している。【選択図】図２
2014127844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極を有し、電気信号により振動する励振器と、
前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する振動体と、
前記励振器に設けられた前記外部電極に接続され、該励振器に電気信号を入力する配線部材と、を有しており、
前記配線部材は、巻き線状、撚り線状および網目状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材を有していることを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記励振器が圧電素子であることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項３】
前記配線部材は、一部の部位が扁平な形状であり、該扁平な部位が前記外部電極に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記外部電極に接続されている部分の前記配線部材は直線状の金属線材が平行に配列した構造であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の音響発生器。
【請求項５】
前記配線部材は、前記金属線材が芯材を取り巻く構造であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の音響発生器。
【請求項６】
前記配線部材は、前記外部電極に接続される部位の少なくとも一部に前記芯材を有しないことを特徴とする請求項５に記載の音響発生器。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【請求項８】
請求項１〜６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
特許文献１に記載の音響発生器では、圧電素子にリード線がハンダ付けされており、このリード線を介して圧電素子に電圧が印加されるようになっており、また、圧電素子に接続されたリード線は音響発生器の外周側の枠部材などに一旦固定されて電源装置に結線された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の音響発生器に見られるような構造では、振動板の振動によってリード線が振動し、このリード線の振動により、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）が生じ易くなり、良質な音質を得難くなるという問題があった。
【０００６】
従って本発明は、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一態様に係る音響発生器は、外部電極を有し、電気信号により振動する励振器と、前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する振動体と、前記励振器に設けられた前記外部電極に接続され、該励振器に電気信号を入力する配線部材と、を有しており、前記配線部材は、巻き線状、撚り線状および網目状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、第１実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図２】配線部材を構成する金属線材の模式図であり、（ａ）は巻き線状、（ｂ）は撚り線状および（ｃ）は網目状である。
【図３】（ａ）は、第２実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】（ａ）は、第３実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図５】（ａ）は、従来の音響発生器の一実施形態の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
まず、本実施形態の音響発生器１の構成について、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）および図２を用いて説明する。図１（ａ）は、第１実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。図２は、配線部材を構成する金属線材の模式図であり、（ａ）は巻き線状、（ｂ）は撚り線状および（ｃ）は網目状である。ここで、図２において金属線材の内部に記した筒状体は、巻き線状および網目状の構造を示すために便宜上記したものであり、筒状体を有していることを示すものではない。
【００１２】
説明を分かりやすくするために、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。また、同じく説明を分かりやすくするために、図１（ｂ）、（ｃ）は、音響発生器を厚み方向（Ｚ軸方向）に大きく誇張して示している。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の音響発生器は、四辺形の形状に中央領域を開口させた枠体１に振動体３となるフィルムが貼り付けられており、この振動体３の一方主面側に電気信号により振動する励振器５が設けられている。
【００１４】
具体的には、枠体１に保持された支持板となるフィルム状の振動体３の上面に、例えば、図１（ｂ）に示すような圧電素子が接合されている。ここで、励振器５の表面には外部から電源を供給するための外部電極７が設けられている。また、励振器５に設けられた外部電極７には、励振器に電気信号を入力する配線部材９が接続されており、続いて、この配線部材９は枠体１に固定されている。ここで、配線部材９は、図２に示すような巻き線状、撚り線状および網目状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材９ａにより形成されている。
【００１５】
例えば、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した従来の音響発生器を例にすると、励振器１０５上および枠体１０１上に固定された単線の金属線材により構成される配線部材１０９は、通常、励振器１０５である圧電素子の励振に伴って振動体１０３に振動が誘起されるが、枠体１０１も振動体１０３とともに同時に振動する。
【００１６】
このとき配線部材１０９は励振器１０５と枠部材１０１との間を橋渡しするようにほぼ直線状（配線部材１０９は励振器１０５と枠体１０１との間で振動体１０３の表面にほぼ平行）になるように設けられている。配線部材１０９がこのように直線状である場合には、配線部材１０９には、たいてい、励振器１０５および振動体１０３と枠体１０１との間において、張力がはたらき、励振器１０５の振動が拘束されやすくなる。
【００１７】
その結果、励振器１０５は配線導体１０９の方向とそれ以外の方向との間で振動の振幅の大きさに差が生じ、振動体１０３には、ときに振動の振幅が大きいところと小さいところといった分布が発生しやすくなることから音圧が部分的に増幅されやすくなり、こうして音圧の周波数特性において大きなピークディップが発生しやすくなる。
【００１８】
これに対し、第１実施形態の音響発生器では、図２に示しているように、励振器５に設
けられた外部電極７と枠体１との間に設置された配線部材９が一見直線状であっても、配線部材９自体が形状を変化させて寸法を変えることのできる巻き線状、撚り線状および網目状といった構造である。このため励振器５の外部電極７と枠体１との間の配線部材９には張力が発生しにくく、これにより配線部材９による励振器５の振動への拘束を弱めることができる。
【００１９】
その結果、励振器５は配線部材９の方向とそれ以外の方向との間での振動の振幅の大きさの差が小さくなり、振動体３における部分的な音圧の増幅が低減されるため、これにより音圧の周波数特性におけるピークディップを小さくでき、音圧を安定化させることができる。
【００２０】
この場合、配線部材９の形状としては、張力による拘束力を低減し、形状保持性をより高めることができるという点で網目状であることが望ましい。
【００２１】
配線部材９を構成する金属線材としては、形状を巻き線状、撚り線状および網状などに加工できる金属材料であれば適用できるが、音質向上という点で、低抵抗である金、銀および銅のうちのいずれかの金属材料を用いることが望ましい。
【００２２】
また、配線部材９の最大径としては、励振器５をはじめ、振動体３や枠体１への拘束力を弱くするという理由から、励振器５の厚みの１／２倍〜３倍程度が望ましい。
【００２３】
図３は、（ａ）は、第２実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２４】
第２実施形態の音響発生器では、配線部材９は、一部の部位９ｂが扁平な形状であり、この扁平な部位９ｂが外部電極７に接続されていることが望ましい。
【００２５】
外部電極７に接続される部位９ｂを励振器５の動く方向（振動体３の面に垂直な方向）に薄くなる形状とすることにより、励振器５が変形し（曲がり）、振動体３が最も湾曲するときに、配線部材９が励振器５（または振動体３）および枠体１による拘束からの応力をより小さくすることができる。これにより音圧の周波数特性におけるピークディップをさらに小さくすることができ音圧をより安定化させることができる。
【００２６】
この場合、配線部材９の中で、外部電極７に接続されている部位９ｂは直線状の金属線材９ａが平行に配列した構造であることが望ましい。配線部材９において外部電極７に接続されている部位９ｂが巻き線状、撚り線状および網目状などにように、多数の線材が互いに絡み合うかまたは重なっておらず、直線状の複数の線材が平行に配列した状態であると、配線部材９を覆う外部電極７の厚みを薄くすることができる。これにより外部電極７に起因する励振器５への応力を低減することができることから、さらに音圧の周波数特性におけるピークディップをさらに小さくすることが可能となり、こうして音圧をさらに安定化させることができる。
【００２７】
図４（ａ）は、第３実施形態の音響発生器の構成を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２８】
配線部材９を構成する金属線材９ａの中に芯材９ｃを挿入する構造とすることにより、励振器５や振動体３の振動による配線部材９の永久的な変形を抑制することができ、これにより励振器５が振動しないときの配線部材９における基底状態を保つことができることから、音圧の基本波形を長期間維持することが可能となる。
【００２９】
なお、この場合、配線部材９は、外部電極７に接続される部位７ｂの少なくとも一部に芯材９ｃが無いほうが良い。配線部材９のうち外部電極７に接続される部位７ｂの少なくとも一部に芯材９ｃが無いと、励振器５への応力緩和が低減されるため、励振器５がピーク時に振動するときに、外部電極７に接続される部位７ｂが振動を抑制することで励振器５全体が曲がりにくくなり、これにより励振器５自体の曲がりに起因した音圧のピークディップを抑制することが可能になる。
【００３０】
ここで、励振器５となる圧電素子は、４層のセラミックスからなる圧電体層と内部電極層とが交互に積層してなる積層体の長手方向の両端部に一対の外部電極を有する積層体の構成となっており、この場合、圧電素子は振動体３であるフィルム上に接合材を介して接合される。この場合、圧電素子の形状は、音響発生器をより薄型にすることができるという理由から板状であることが望ましく、その上方側および下方側の主面は、正方形状、長方形状あるいは多角形状のうちいずれかの形状であるのが良い。この場合、圧電素子としては、ユニモルフ型あるいはバイモルフ型のいずれも採用することができる。
【００３１】
圧電素子の材料としては、例えば、ジルコン酸鉛（ＰＺ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等から選ばれるセラミックスを適用すること望ましい。
【００３２】
また、上記した音響発生器では、励振器５を埋設するように、枠体１の内側の振動体３上に樹脂が充填されているのが良く、これにより励振器５と振動体３とが強固に接合され、安定な振動を発生させることが可能となる。なお、配線部材９はその一部が樹脂層中に埋設されていると、配線部材９の外部との接続端からの振動が励振器５に伝わりにくくなり、音圧に雑音が入りにくくなるので良い。
【００３３】
この場合、樹脂層の材料としては、音響発生器の軽量化および音圧の周波数特性におけるピークディップを小さくできるという理由から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂やゴムなどの有機材料を用いることが望ましい。
【００３４】
また、内部電極層および外部電極の材料としては、銀およびパラジウムから選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とするものが好ましく、これに圧電材料を含ませてもよい。
【００３５】
枠体１としては、耐食性および高強度という理由からステンレス等の金属を用いるのが良いが、軽量化という点で、プラスチック、エンジニアリングプラスチック、セラミックス等を用いることも可能である。この場合、厚みは１００〜１０００μｍであることが望ましい。なお、枠体１の枠形状（平面視したときの形状）は、図１（ａ）に示したような矩形状に限定されるものではなく、その一部または全部を円形、楕円形あるいは菱形としてもよい。
【００３６】
振動体３となるフィルムの材料としては、音圧の周波数特性におけるピークディップを小さくできるという理由から、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、テン等の樹脂、あるいはパルプや繊維等からなる紙など、金属やセラミックスに比較してヤング率の低い材料を選択するのがよい。この場合、振動体３のヤング率は枠体１のヤング率よりも低いことが望ましい。
【００３７】
次に、以上述べた第１形態、第２形態および第３形態のうち、第１形態の音響発生器を作製する手順を説明する。なお、第２形態および第３形態の音響発生器も同様の手順によって作製できることはいうまでもない。
【００３８】
まず、励振器５となる平面形状が略長方形の板状の積層型の圧電素子を準備する。
【００３９】
次に、振動体３となるフィルムを準備し、このフィルムを枠体１に固定する。
【００４０】
次に、振動体３の表面のほぼ中央領域に接合材を介して外部電極７を有する圧電素子を接合する。この場合、接合材は加熱または紫外線照射によって硬化させる。
【００４１】
次に、配線部材９を用意し、その配線部材９の一方の端部を圧電素子に形成した外部電極にはんだあるいは導電性樹脂などの接合材を用いて接合し、他端側の途中の部位を枠体１に接着材により接着して固定する。
【００４２】
ここで、配線部材９としては、巻き線状、撚り線状および網目状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材を有しているものを適用する。
【００４３】
なお、枠体１の内側に樹脂を流し込んで、励振器５と振動体３とを覆う樹脂層を形成する場合には、配線部材９は外部電極７に接続された部分を除いて樹脂層の外になるように形成されるのがよい。
【００４４】
以上のように構成された音響発生器は、配線部材９が、巻き線状、撚り線状、網目状および錦糸線状のうちのいずれかの形状に形成された金属線材を有して音響発生器となる。
【００４５】
また、上記の第１形態で説明した音響発生器は、当該音響発生器を収納する筐体、いわゆる共鳴ボックスへ収納することによって音響発生装置、いわゆる「スピーカ装置」として構成することもできる。例えば、テレビやパーソナルコンピュータ等に用いられる大型のスピーカ装置として構成することもできれば、スマートフォン、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal  Handyphone  System）、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistants）などのモ
バイル端末に搭載される中型または小型のスピーカ装置として構成することもできる。なお、スピーカ装置は、上記の用途に限定されず、掃除機、洗濯機や冷蔵庫などの任意の電子機器に搭載するスピーカ装置として構成することができる。
【００４６】
さらに、上記の第１形態で説明した音響発生器は、当該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および音響発生器を収容する筐体とを少なくとも有しており、音響発生器から音響を発生させる機能を有する電子機器として構成することもできる。かかる電子機器の一例としては、テレビやパーソナルコンピュータ、各種のモバイル端末、携帯端末、移動端末の他、掃除機、洗濯機や冷蔵庫などが挙げられる。また、かかる電子機器の一例として、自動車に設置されるカーナビゲーションシステム等の各種端末装置や、警告音等を発生させる車載装置などが挙げられる。
【符号の説明】
【００４７】
１、１０１・・・・・・・・・枠体
３、１０３・・・・・・・・・振動体
５、１０５・・・・・・・・・励振器
７、１０７・・・・・・・・・外部電極
９、１０９・・・・・・・・・配線部材
９ａ・・・・・・・・・・・・金属線材
９ｂ・・・・・・・・・・・・配線部材の一部の部位（扁平な部位）
９ｃ・・・・・・・・・・・・芯材
【図１】
2014127844.tif 000003
【図２】
2014127844.tif 000004
【図３】
2014127844.tif 000005
【図４】
2014127844.tif 000006
【図５】
2014127844.tif 000007