(57)【要約】【課題】  音圧の周波数特性を平坦化することができる音響発生器、音響発生装置及び電子機器を提供することを課題とする。【解決手段】  音響発生器は、振動体３を有する。また、音響発生器は、振動体３の外周部に接合材２２により貼り付けられた枠部材５ａを有する。また、音響発生器は、枠部材５ａの枠内の振動体３上に設けられた励振器１を有する。ここで、音響発生器は、さらに枠部材５ａから枠内の振動体３上に延設された接合材２２のはみ出し部２２ａを有することを特徴とする。【選択図】  図１Ｂ
2014045719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と、
該振動体の外周部に接合材により貼り付けられた枠部材と、
該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器とを有し、
前記枠部材から枠内の前記振動体上に前記接合材のはみ出し部を有していることを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記はみ出し部は前記枠部材の内側面に及んでい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】
前記はみ出し部がメニスカス状であることを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記振動体は、その両面が前記枠部材に挟持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項５】
前記はみ出し部は、前記振動体の上面と下面とで、平面視したときのはみ出し量が異なることを特徴とする請求項４に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記はみ出し部が、幅を異ならせて前記枠部材の内縁の全周に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記はみ出し部が気孔を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項８】
前記気孔が球形状であることを特徴とする請求項７に記載の音響発生器。
【請求項９】
前記励振器はバイモルフ型の圧電素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
前記励振器と前記枠部材との間の前記振動体上および前記はみ出し部上に設けられた樹脂層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１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
を少なくとも有することを特徴とする音響発生装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１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
を少なくとも有しており、
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】
本発明は、音響発生器、音響発生装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電スピーカに代表される音響発生器は、圧電体を電気音響変換素子に用いた小型、低電流駆動の音響機器として知られており、例えば、モバイルコンピューティング機器等、小型の電子機器に組み込まれる音響発生装置として使用されている。【０００３】
一般に、圧電体を電気音響変換素子に用いた音響発生器は、金属製の振動板に銀薄膜等による電極が形成された励振器としての圧電素子を貼り付けた構造となっている。圧電体を電気音響変換素子に用いた音響発生器の発音機構は、圧電素子の両面に交流電圧を印加することで圧電素子に形状歪を発生させ、圧電素子の形状歪を金属製の振動板に伝えて振動させることにより音を発生させるというものである。【０００４】
また、金属製の振動板の代わりに、樹脂フィルムを振動板として適用した音響発生器が知られている。この音響発生器は、バイモルフ型の積層型圧電素子を、その厚み方向から一対の樹脂フィルムによって挟持し、さらに、この樹脂フィルムを、張力をかけた状態で枠部材に固定したものである。これにより、音響変換効率を向上させ、高い音圧の発生を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２３４３６号公報
【特許文献２】特開２００１−２８５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の音響発生器は、励振器の振動に誘導された樹脂フィルム等の共振に起因するひずみにより大きなピークやディップが発生しやすく、特定の周波数において音圧が急激に変化してしまうという問題がある。このため、音圧の周波数特性の平坦化が求められている。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音圧の周波数特性を平坦化することができる音響発生器、音響発生装置及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】
【０００８】
本発明に係る音響発生器は、振動体と、該振動体の外周部に接合材により貼り付けられた枠部材と、該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器と、前記枠部材から枠内の前記振動体上にはみ出した前記接合材のはみ出し部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る音響発生器の一つの態様によれば、音圧の周波数特性を平坦化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、第１形態の音響発生器を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、第１形態の音響発生器を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、接合材のはみ出し部を示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、接合材のはみ出し部が枠部材の内側面と接する例を説明する断面図である。
【図２】図２は、第２形態の音響発生器を示す断面図である。
【図３】図３は、第３形態の音響発生器を示す断面図である。
【図４】図４は、第４形態の音響発生器を示す断面図である。
【図５】図５は、第５形態の音響発生器を示す平面図である。
【図６】図６は、接合材のはみ出し部に気孔を分布させた例を示す断面図である。
【図７】図７は、振動体との界面付近に気孔を分布させた例を示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態に係る音響発生装置の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る音響発生器、音響発生装置及び電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態は本発明を限定するものではない。そして、実施形態として下記に例示する各形態は、音響発生器を構成する各部材の形状や寸法を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
（第１形態）
［音響発生器の構造］
まず、音響発生器の第１形態を図１Ａ及び図１Ｂに基づいて説明する。図１Ａは、第１形態の音響発生器を示す平面図であり、また、図１Ｂは、第１形態の音響発生器を示す断面図である。なお、図１Ｂには、図１Ａに示すＡ−Ａ線に沿った断面図が示されている。また、図１Ｂでは、理解を容易にするために、励振器１として示した積層型の圧電素子１の厚み方向（ｙ方向）を拡大して示している。
【００１２】
なお、本実施形態では、励振器１が圧電素子である場合を例に挙げて説明したが、励振器１は圧電素子に限定されるものではなく、電気信号が入力されて振動する機能を有しているものであれば良い。例えば、スピーカーを振動させる励振器としてよく知られた動電型励振器や、静電型励振器や、電磁型励振器であっても構わない。なお、動電型励振器は、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。また、本実施形態の音響発生器に適用する励振器としては、薄型化、軽量化、振動板の変化が小さいなどの点で圧電素子を適用するのがよい。また、本実施形態では、振動体としてフィルムを例示している。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂに示す第１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部材５に支持板となるフィルム３が貼り付けられており、このフィルム３の一方主面側に励振器１が設けられている。具体的には、枠部材５ａ、５ｂに挟持された支持板となるフィルム３の上面に、例えば図１Ｂに示すような積層型の圧電素子１が接合されている。すなわち、第１形態の音響発生器は、図１Ｂに示すように、張力がかけられた状態でフィルム３を第１および第２の枠部材５ａ、５ｂで挟持することによってフィルム３が第１および第２の枠部材５ａ、５ｂに固定されており、このフィルム３の上面に圧電素子１が配置されている。なお、フィルム３は、図１Ｂに示すような一対の枠部材５ａ、５ｂによって挟持された構成の他に、後述するように、枠部材５がフィルム３の一方方向のみに貼り付けられた構成であってもよい。
【００１４】
ここで、第１形態の音響発生器は、フィルム３に枠部材５ａを貼り付ける際に接合材２２が用いられている。接合材２２としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂などの公知のものを使用できる。また、接合材２２に使用する樹脂の硬化方法としては、熱硬化、光硬化や嫌気性硬化等のいずれの方法を用いてもよい。
【００１５】
そして、接合材２２は、枠部材５ａとフィルム３との間から枠部材５ａの枠内に延びてフィルム３上にはみ出したはみ出し部２２ａを有している。以下、図１Ｃを用いて、枠部材５ａとフィルム３との間からフィルム３上に形成された接合材２２のはみ出し部２２ａについて説明する。
【００１６】
図１Ｃは、接合材のはみ出し部を示す断面図である。図１Ｃに示すように、枠部材５は、接合材２２を介してフィルム３に貼り付けられており、この場合、接合材２２が枠内のフィルム３側へ延びており、その一部がフィルム３上にはみ出している。このように、第１形態の音響発生器は、枠部材５ａとフィルム３との間から、フィルム３上にかけて延設された接合材２２のはみ出し部２２ａを有している。このため、フィルム３上に振動する際の変位が異なる領域を点在させることができる。この結果、第１形態の音響発生器では、フィルム３の各領域が振動する際の変位を不揃いにすることができることから、フィルム３が振動する際の共振点における音圧ピークをなだらかにでき、ピークやディップを抑え、周波数特性を平坦化することができる。なお、フィルム３の各領域が振動する際の変位を不揃いにするとは、はみ出し部２２ａと接する領域と接していない領域との間で振動の振幅が異なることを意味している。
【００１７】
はみ出し部２２ａのはみ出す幅（はみ出している距離）としては、図１Ｃの断面において例えば０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。
【００１８】
また、図１Ａに示すように、フィルム３を平面視したときに、はみ出し部２２ａのうちの少なくとも一部が波打った形状であってもよい。ここで、波打った形状の部分とは、外周面（平面視によるはみ出し部２２ａの外縁）が突出したり凹んだりしてうねっている部分のことを意味していて、そのうねり具合（振幅）は、例えば隣り合う山の頂点と山の頂点とを結ぶ線分に対して、これらの間に位置する谷の頂点から下ろした垂線の長さが０．０５ｍｍ以上になっている。また、隣り合う山の頂点と山の頂点とを結ぶ線分の長さは、例えば０．１ｍｍ以上である。
【００１９】
圧電素子１は、例えば、板状に形成されており、上下の主面は、正方形状、長方形状あるいは多角形状のうちいずれかとなっている。かかる圧電素子１は、例えば、４層のセラミックスからなる圧電体層７と３層の内部電極層９とを交互に積層してなる積層体１３と、この積層体１３の上下両面に形成された表面電極層１５ａ、１５ｂと、積層体１３の長手方向ｘの両端部にそれぞれ設けられた一対の外部電極１７、１９とを有している。
【００２０】
外部電極１７は、表面電極層１５ａ、１５ｂと、１層の内部電極層９ｂとに接続されている。また、外部電極１９は、２層の内部電極層９ａ、９ｃに接続されている。圧電体層７は、図１Ｂに矢印で示すように分極されており、圧電体層７ａ、７ｂが縮む場合には圧電体層７ｃ、７ｄが延びるように、あるいは圧電体層７ａ、７ｂが延びる場合には圧電体層７ｃ、７ｄが縮むように、外部電極１７、１９に電圧が印加されるように構成されている。
【００２１】
外部電極１９の上下端部は、積層体１３の上下面まで延設されてそれぞれ折返外部電極１９ａが形成されており、これらの折返外部電極１９ａは、積層体１３の表面に形成された表面電極層１５ａ、１５ｂに接触しないように、表面電極層１５ａ、１５ｂとの間で所定の距離を隔てて延設されている。
【００２２】
上記の４層の圧電体層７および上記の３層の内部電極層９は、積層された状態で同時に焼成されて形成されたものであり、表面電極層１５ａ、１５ｂは、積層体１３を作製した後、ペーストを塗布し焼き付けて形成される。
【００２３】
また、圧電素子１は、フィルム３側の主面とフィルム３とが接合材２１により接合されている。これら圧電素子１とフィルム３との間の接合材２１の厚みは、例えば０．０２μｍ以上２０μｍ以下とされおり、特に、その接合材２１の厚みは、１０μｍ以下であることが望ましい。このように、接合材２１の厚みが２０μｍ以下である場合には、積層体１３の振動をフィルム３に伝えやすくなる。
【００２４】
接合材２１としては、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂などの公知のものを使用できる。また、接合材２１に使用する樹脂の硬化方法としては、熱硬化、光硬化や嫌気性硬化等のいずれの方法を用いてもよい。
【００２５】
また、第１形態の音響発生器は、圧電素子１（励振器）と枠部材５ａとの間のフィルム３（振動体）上およびはみ出し部２２ａ上に設けられた樹脂層２０を有する。より具体的には、圧電素子１を埋設するように、枠部材５ａの内側に樹脂が充填されて樹脂層２０が形成されている。なお、図１Ａでは、理解を容易にするため、樹脂層の図示を省略した。
【００２６】
樹脂層２０には、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を採用できる。また、樹脂層２０は、スプリアスを抑制する観点から、好ましくは、圧電素子１を完全に覆う状態で塗布されるのが良い。さらに、支持板となるフィルム３も圧電素子１と一体となって振動することから、圧電素子１で覆われないフィルム３の領域も同様に樹脂層２０によって被覆されているのがよい。
【００２７】
このように、第１形態の音響発生器は、圧電素子１を樹脂層２０で埋設することによって、圧電素子１の共振現象に伴うピークやディップに対し、適度なダンピング効果を誘発させることができる。かかるダンピング効果によって、共振現象を抑制するとともにピークやディップを小さく抑制することができる。この結果、音圧の周波数依存性を小さくすることが可能になる。
【００２８】
なお、圧電体層７としては、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、既存の圧電セラミックスを用いることができる。圧電体層７の厚みは、低電圧駆動という観点から、例えば１０〜１００μｍであるのがよい。
【００２９】
また、内部電極層９の材料としては、銀およびパラジウムを主とする金属成分と圧電体層７を構成する材料成分を包含するものが望ましい。内部電極層９に圧電体層７を構成するセラミック成分を含有させることによって、圧電体層７と内部電極層９との熱膨張差による応力を低減でき、積層不良のない圧電素子１を得ることができる。内部電極層９は、特に、銀とパラジウムからなる金属成分に限定されるものではなく、他の金属成分であってよく、また、セラミック成分として、圧電体層７を構成する材料成分に限定されるものではなく、他のセラミック成分であってもよい。
【００３０】
表面電極層１５ａ、１５ｂと外部電極１７、１９の材料は、銀を主とする金属成分にガラス成分を含有するものであることが望ましい。このようにガラス成分を含有させることによって、圧電体層７や内部電極層９と、表面電極層１５または外部電極１７、１９との間に強固な密着力を得ることができる。
【００３１】
枠部材５ａ、５ｂは、例えば、厚み１００〜５０００μｍのステンレス製とされている。なお、枠部材５ａ、５ｂの材質は、ステンレス製に限らず、樹脂層２０よりも変形し難いものであればよく、例えば、硬質樹脂、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ができ、本形態では、枠部材５ａ、５ｂの材質、厚み等は特に限定されるものでない。更に枠形状も矩形状に限定されるものではなく、内周部の一部を円形、楕円形または菱形としたり、内周部の全部を円形、楕円形または菱形としてもよい。また、外周部を同様に円形、楕円形または菱形としてもよい。
【００３２】
フィルム３は、上述したように、枠部材５ａ、５ｂ間にフィルム３の外周部を挟み込むことによってフィルム３が面方向に張力をかけられた状態で、接合材２２により枠部材５ａ、５ｂに固定されており、振動板の役割を果たしている。フィルム３の厚みは、例えば１０〜２００μｍとされ、フィルム３の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂、あるいはパルプや繊維等からなる紙などを好適に用いることができる。これらの材料を用いることでピークやディップを抑えることができる。なお、所望の音圧特性を得ることができる振動体となり得るフィルムであれば、上記した有機系材料に限らず、金属系材料も適用することが可能である。
［製法］
本発明の音響発生器の製法について説明する。
【００３３】
最初に、圧電素子１を準備する。かかる圧電素子１は、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑材、溶剤を混練し、スラリーを作製する。圧電材料としては、鉛系、非鉛系のうちいずれでも使用することができる。
【００３４】
次に、上記のスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを得ることができ、このグリーンシートに内部電極ペーストを印刷して内部電極パターンを形成し、この電極パターンが形成されたグリーンシートを３枚積層し、最上層にはグリーンシートのみ積層して、積層成形体を作製する。
【００３５】
次に、上記の積層成形体を脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることによって積層体１３を得ることができる。積層体１３は、必要に応じて外周部を加工し、積層体１３の圧電体層７の積層方向の主面に表面電極層１５ａ、１５ｂのペーストを印刷し、引き続き、積層体１３の長手方向ｘの両端面に外部電極１７、１９を印刷し、所定の温度で電極の焼付けを行う。以上の工程によって図１Ａ及び図１Ｂに示すような圧電素子１を得ることができる。
【００３６】
次に、この圧電素子１に圧電性を付与するために、表面電極層１５ａ、１５ｂ又は外部電極１７、１９を通じて直流電圧を印加して、圧電素子１の圧電体層７の分極を行う。かかる分極は、図１Ｂに矢印で示す方向となるように、ＤＣ電圧を印加して行う。
【００３７】
次に、支持体となるフィルム３を準備し、このフィルム３を枠部材５に固定する。例えば、図１Ｂに示す上下両面側から挟むような構成の場合には、フィルム３の外周部を枠部材５ａ、５ｂ間に挟み、フィルム３に張力をかけた状態で固定する。この際、枠部材５ａがフィルム３を挟む箇所に予め接合材を塗布し、フィルム３を枠部材５ａ、５ｂで挟む際に枠部材５ａ、５ｂの枠内のフィルム３上に接合材がはみ出るように押し付けて、硬化後に接合材のはみ出し部２２ａが形成されるようにする。この場合、はみ出し部２２ａのはみ出る量（幅）は、塗布する接合材の量や押圧によって調整する。
【００３８】
次に、フィルム３の表面の特定の領域に圧電素子を接合するための接合材を塗布して、そのフィルム３上に圧電素子１の表面電極１５ａ側を押し当て、この後、接合材を加熱又は紫外線照射によって硬化させる。
【００３９】
次に、樹脂層２０となる樹脂を圧電素子１を覆うように枠部材５ａの内側に流し込む。その上で、圧電素子１を完全に埋設させ、樹脂層２０を硬化させることによって第１形態の音響発生器を得ることができる。
【００４０】
以上のように構成された音響発生器は、枠部材５ａから枠内のフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ａを有するものとなる。このため、第１形態の音響発生器は、フィルム３の各領域における振動の変位を不揃いにする結果、フィルム３が振動する際に、共振点での音圧ピークがなだらかにし、ピークディップを抑え、周波数特性を平坦化することができる。
【００４１】
なお、図１Ａ、図１Ｂに示した例では、第１形態の音響発生器は、枠部材５の内縁のうち、短手方向の辺（図１Ａ中Ｗに示す辺）に接合材２２のはみ出し部２２ａを設けた構成を示したが、本発明は、これに限定するものではなく、枠部材５の内縁のうち、長手方向の辺（図１Ａ中Ｌに示す辺）に接合材２２のはみ出し部２２ａが形成されていてもよい。すなわち、枠部材５とフィルム３との間から、一箇所でもフィルム３上に接合材がはみ出していれば、フィルム３の各領域における共振周波数を不揃いにすることができるために、ピークディップを抑え、周波数特性を平坦化することができる。なお、長手方向の辺からはみ出すほうが、波長の長い低周波である低音の周波数特性を積極的に平坦化することができる。そして、共振周波数よりも低音の音圧をゆるやかに減衰させることができるので、音域を大きく感じさせることができる。
【００４２】
また、枠部材５ａから枠内のフィルム３上に延びた接合材２２のはみ出し部２２ａは、枠部材５ａの内側面５ａａと接していても良い。例えば、図１Ｄは、接合材２２のはみ出し部２２ａが枠部材５ａの内側面と接する例を説明する断面図である。図１Ｄに示す例では、図１Ｃと同様に、枠部材５ａとフィルム３との間から、フィルム３上に接合材２２のはみ出し部２２ａが形成されているが、図１Ｄに示す例では、はみ出し部２２ａが、枠部材５ａの内側面５ａａをつたうように接しており、この場合、はみ出し部２２ａは、枠部材５ａのうち側面５ａａからフィルム３と接する端までがなだからな凹型のメニスカス形状となっている。
【００４３】
このように、接合材２２のはみ出し部２２ａがフィルム３上と枠部材５ａの内側面に及んでいる場合には、ピークやディップを抑え、周波数特性を平坦化するだけではなく、音響発生器の耐久性を向上させることができる。また、接合材２２のはみ出し部２２ａが、枠部材５ａと接する端からフィルム３と接する端までがなだからな凹型のメニスカス形状となっている場合には、フィルム３に対する拘束力が、フィルム３の中央に向かってなだらかに減少することとなるので、様々な周波数で振動するフィルム３の振動に対する束縛を緩和させることができる。この結果、第１形態の音響発生器は、音を安定させるとともに、耐久性を向上させることができる。
【００４４】
なお、接合材２２のはみ出し部２２ａが枠部材５ａの内側面５ａａに及ぶか、又はメニスカス状となる構成の場合は、例えば、フィルム３を枠部材５ａ、５ｂで挟持する際に、枠部材５ａ、５ｂの内側面５ａａに予め接合材と濡れ性のよい界面活性剤を塗布し、接合材を塗布し、その後、加熱又は紫外線照射によって硬化させればよい。また、図１Ａでは、理解を容易にするため、接合材のはみ出し部２２ａのみについて図示したが、音響発生器は、はみ出し部２２ａと同様に形成された複数のはみ出し部を有する構成であってもよい。
（第２形態）
これまで第１形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、図２を用いて、フィルム３が枠部材５ａ、５ｂに挟持されており、枠部材５ａ、５ｂから枠内のフィルム３の両面に接合材のはみ出し部が形成されている音響発生器を第２形態として説明する。
【００４５】
図２は、第２形態の音響発生器を示す断面図である。なお、図２には、図１Ｂと同様に、第２形態の音響発生器を長手方向に切断した断面図を記載するとともに、理解を容易にするため、樹脂層の図示を省略した。図２に示すように、第２形態の音響発生器は、第１形態の音響発生器と同様にフィルム３の上面に圧電素子１が貼り付けられており、枠部材５ａから枠内のフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ｂ、２２ｃが形成されている。また、接合材のはみ出し部２２ｂ、２２ｃは、フィルム３及び枠部材５ａの内側面に及んでおり、その断面図がメニスカス状となっている。
【００４６】
また、図２に示す例では、フィルム３の下面においても、枠部材５ｂから枠内のフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ｄ、２２ｅが形成されている。また、この場合も、接合材のはみ出し部２２ｄ、２２ｅは、フィルム３及び枠部材５ｂの内側面に及んでおり、その断面図がメニスカス状となっている。
【００４７】
なお、この場合も、接合材のはみ出し部２２ｂ〜２２ｅは、上述の第１形態と同様の方法によって形成される。
【００４８】
以上のように構成された第２形態の音響発生器は、フィルム３を枠部材５ａ、５ｂで挟持し、フィルム３の両面において、枠部材５ａ、５ｂから枠内のフィルム３の両面に延設置された接合材のはみ出し部２２ｂ〜２２ｅを有する。このため、第２形態の音響発生器は、周波数特性を平坦化しつつ、耐久性を向上させることができる。
【００４９】
また、第２形態の場合も、はみ出し部２２ｂ〜２２ｅがフィルム３と枠部材５の内側面に及び、その断面がメニスカス状となっているのがよい。このため、第２形態の音響発生器においても、フィルム３の振動が束縛されにくいため、音圧を安定させるとともに、耐久性を向上させることができる。
（第３形態）
これまで第１形態、及び第２形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、図３を用いて、フィルム３の両面で平面視したときのはみ出し量（はみ出し部の幅）が異なる第３形態の音響発生器について説明する。
【００５０】
図３は、第３形態の音響発生器を示す平面図である。なお、図３には、図１Ｂと同様に、第３形態の音響発生器を長手方向に切断した断面図を記載するとともに、理解を容易にするため、樹脂層の図示を省略した。
【００５１】
図３に示すように、第３形態の音響発生器は、第２形態の音響発生器と同様に、枠部材５ａからフィルム３の上面に接合材のはみ出し部２２ｆ、２２ｇが形成されており、フィルム３の下面に接合材のはみ出し部２２ｈ、２２ｉが形成されている。また、はみ出し部２２ｆ〜２２ｉは、枠部材５ａ、５ｂの内側面に及んでおり、また、メニスカス状にもなっている。
【００５２】
また、図３中（Ａ）に示すように、接合材のはみ出し部２２ｆがフィルム３上にはみ出した幅と、接合材のはみ出し部２２ｈがフィルム３上にはみ出した幅とが異なっている。ここでは、幅の差を（Ａ）として示している。すなわち、接合材のはみ出し部２２ｆがフィルム３の上面にはみ出した面積と、接合材のはみ出し部２２ｈがフィルム３の下面にはみ出した面積とは、それぞれ異なっている。このため、第３形態の音響発生器は、上下の振幅に差が生じて、フィルム自体の共振を抑えることができる結果、フィルム３における共振点での音圧ピークを低く広がらせることができ、これにより周波数特性を平坦化することができる。なお、この場合、はみ出し部２２ｆ〜２２ｉは、枠部材５の内側面に接していなくとも良い。
【００５３】
なお、第３形態では、フィルム３の上下に形成する接合材２２のはみ出し部２２ｆ〜２２ｉの幅を異ならせた例を説明したが、はみ出し部２２ｆ〜２２ｉの幅は異ならせずに、フィルム３の上面にはみ出した接合材のはみ出し部２２ｆ、２２ｇと、フィルム３の下面にはみ出した接合材のはみ出し部２２ｈ、２２ｉとで、平面視によるはみ出し位置が異なっていてもよい。例えば、はみ出し部２２ｆ、２２ｇが枠部材５の内縁の短手方向の辺からはみ出し、はみ出し部２２ｈ、２２ｉが枠部材５の内縁の長手方向の辺からはみ出してもよい。
【００５４】
さらには、フィルム３の上面のみにはみ出し部が設けられてもよく、あるいはフィルム３下面のみにはみ出し部が設けられてもよい。
（第４形態）
これまで第１形態から第３形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、図４を用いて、フィルム３が１つの枠部材に貼り付けられている第４形態の音響発生器について説明する。
【００５５】
図４は、第４形態の音響発生器を示す断面図である。図４に示すように、第４形態の音響発生器は、枠部材５ｃの一方向のみにフィルム３が張られ、そのフィルム３の枠部材５ｃ側に圧電素子１が設けられている。また、フィルム３は、張力をかけた状態で枠部材５ｃの上部に貼り付けられており、枠部材５ｃからフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ｊ、２２ｋが形成されている。この場合、はみ出し部２２ｊ、２２ｋは、枠部材５ｃの内側面に及び、メニスカス状になっていてもよい。また、圧電素子１は、フィルム３の枠部材５ｃとは逆の面に設けられていても良い。
【００５６】
このように、フィルム３の一方のみに枠部材５を貼り付けたものであっても、枠部材５ｃから枠内のフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ｊ、２２ｋを形成した場合には、フィルム３の各領域における共振周波数を不揃いにすることができるので、ピークディップを抑え、周波数特性を平坦化できる。このため、第４形態に係る音響発生器は、枠部材５の構造や圧電素子１を貼り付ける位置等によらず、ピークディップを抑え、周波数特性を平坦化することができる。
（第５形態）
これまで第１形態から第４形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、図５を用いて、フィルム３上に形成された接合材のはみ出し部２２ｌが、はみ出した幅Ｗを異ならせて枠部剤５の内縁の全周に形成されている音響発生器を第５形態として説明する。
【００５７】
図５は、第５形態の音響発生器を示す平面図である。なお、図５には、図１Ａと同様に、樹脂層の図示を省略した。図５に示すように、第５形態の音響発生器は、枠部材５の内縁の全周に接合材のはみ出し部２２ｌのはみ出し部分を有する。また、接合材のはみ出し部２２ｌは、枠部材５からフィルム３上にはみ出した幅Ｗが各位置で異なっている。例えば、フィルム３を平面視したときに、はみ出し部２２１のうちの少なくとも一部が波打った形状であになっている。
【００５８】
このように構成された第５形態の音響発生器は、フィルム３の振動に伴う応力を不均一に分散させることができることから、クラックに対する耐久性を向上させることができる。また、第５形態の音響発生器は、枠部材５の内縁の全周に不均一にはみ出した接合材のはみ出し部２２ｌを有するので、フィルム３の各領域における共有周波数を不揃いにし、ピークディップを抑え、周波数特性を平坦化することができる。
【００５９】
なお、この場合も、接合材のはみ出し部２２ｌは、枠部材５ａの内側面５ａａに接していなくとも良い。また、接合材のはみ出し部２２ｌがフィルム３と枠部材５ａの内側面５ａａに接しており、その断面がメニスカス状となっていてもよい。このような場合には、第２形態の音響発生器は、音を安定させるとともに、さらに耐久性を向上させることができる。
【００６０】
また、第５形態の音響発生器は、第２形態の音響発生器と同様に、枠部材５の内縁の全周に不均一にはみ出した接合材のはみ出し部を、フィルム３の両面において有しても良い。このような場合には、第５形態の音響発生器は、耐久性をさらに向上させることができる。また、第５形態の音響発生器は、第３形態の音響発生器と同様に、フィルム３の上面と下面とで、はみ出し部がフィルム３上にはみ出す幅または平面視による形状が異なっていてもよい。このような場合には、第５形態の音響発生器は、フィルム３の振動に伴う応力を分散させることができ、これにより、クラックに対する耐久性を向上させることができるとともに、共振点の音圧ピークを低く広がらせることができることから、周波数特性をさらに平坦化することができる。また、第５形態の音響発生器は、第４形態の音響発生器と同様に、枠部材５がフィルム３の上面、あるいは下面にのみあってもよい。
（第６形態）
さて、これまで実施形態の各形態について説明したが、本実施形態は上述した形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本実施形態に含まれる他の形態を説明する。
［接合材に対する気孔の添加］
例えば、第１形態から第５形態の音響発生器は、枠部材５から枠内のフィルム３上に接合材のはみ出し部２２ａ〜２２ｌを有していた。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、各接合材のはみ出し部２２ａ〜２２ｌは、内部に気孔、いわゆるボイドを含んでいても良い。以下、図６を用いて、内部に気孔を含んだはみ出し部２２ｍを有する音響発生器について説明する。
【００６１】
図６は、接合材のはみ出し部に気孔を分布させた例を示す断面図である。図６に示すように、はみ出し部２２ｍは、枠部材５から枠内のフィルム３上に形成され、はみ出し部２２ｍが端部材５の内側面に及んでいる。また、はみ出し部２２ｍは、メニスカス状となっている。
【００６２】
この場合、はみ出し部２２ｍは、気孔３０ａを多数含む。かかる気孔３０ａの外形状の代表例としては、球形が挙げられるが、その他の形状であってもかまわない。このように、はみ出し部２２ｍに気孔が存在する場合には、フィルム３の振動によって発生する応力が気孔３０ａ付近に集中する。この結果、振動の節となる枠部材５周辺で発生した振動の伝播を気孔３０ａが抑え込む結果、枠部材５で発生するノイズを抑えることができることから、クリアな音を得ることができる。また、はみ出し部２２ｍは、気孔３０ａの外形状を球形状にすると、枠部材５周辺で発生した振動を伝播方向によらずに抑えこむことができる。これにより、よりクリアな音を得ることができる。
【００６３】
なお、気孔３０ａは、はみ出し部２２ｍ全体に分布するようにしてもよいし、フィルム３との界面付近に気孔を分布させてもよい。例えば、図７は、振動体との界面付近に気孔を分布させた例を示す断面図である。図７に示す例では、はみ出し部２２ｎは、気孔３０ａをフィルム３の界面付近に分布させた場合には、振動するフィルム３により近い位置に気孔３０ａを多数分布させることによって振動をより効果的に損失させることができるので、音圧のピークディップの差もより効果的に低減できる。
（第７形態）
上述の形態に加え、さらに、枠部材５の外側ａに接合材がはみ出し、はみ出した接合材が枠部材５の外側面に及んでいてもよい。このような形態の音響発生器においても、周波数特性を平坦化しつつ、さらに耐久性を向上させることができる。
［適用範囲］
例えば、上記の各実施形態では、バイモルフ型の圧電素子を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、圧電素子がバイモルフ型である場合に限定されず、ユニモルフ型であっても上記の各実施形態を採用することができる。
［スピーカ装置］
音響発生器１は、当該音響発生器を収容する筐体、いわゆる共鳴ボックスへ収容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。図８は、実施形態に係る音響発生装置２０の構成を示す図であり、図８にそって説明する。なお、図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００６４】
音響発生装置２０は、いわゆるスピーカのような発音装置であり、図８に示すように、たとえば、音響発生器１と、音響発生器１を収容する筐体３０を備える。筐体３０は、音響発生器１の発する音響を内部で共鳴させるとともに、筐体３０に形成された図示せぬ開口から音響を外部へ放射する。このような筐体３０を有することにより、例えば低周波数帯域における音圧を高めることができる。
【００６５】
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。
［電子機器］
さらに、音響発生器１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。図９は、実施形態に係る電子機器５０の構成を示す図であり、図９にそって説明する。なお、図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、次に示す図９では、電子機器５０が、携帯電話やタブレット端末のような携帯端末装置である。
【００６６】
図９に示すように、電子機器５０は、電子回路６０を備える。電子回路６０は、たとえば、コントローラ５０ａと、送受信部５０ｂと、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄとから構成される。電子回路６０は、音響発生器１に接続されており、音響発生器１へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器１は電子回路６０から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。
【００６７】
また、電子機器５０は、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆと、音響発生器１とを備える。また、電子機器５０は、これら各デバイスを収容する筐体４０を備える。
【００６８】
なお、図９では、１つの筐体４０にコントローラ５０ａをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路６０と音響発生器１とが、１つの筐体４０に収容されていればよい。
【００６９】
コントローラ５０ａは、電子機器５０の制御部である。送受信部５０ｂは、コントローラ５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送受信などを行う。
【００７０】
キー入力部５０ｃは、電子機器５０の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部５０ｄは、同じく電子機器５０の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。
【００７１】
表示部５０ｅは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、コントローラ５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。
【００７２】
そして、音響発生器１は、電子機器５０における音響出力デバイスとして動作する。なお、音響発生器１は、電子回路６０のコントローラ５０ａに接続されており、コントローラ５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。
【００７３】
ところで、図９では、電子機器５０が携帯用端末装置であるものとして説明を行ったが、電子機器５０の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビや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、カーオーディオ機器は無論のこと、「話す」といった音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。
【符号の説明】
【００７４】
１    圧電素子
３    フィルム
５、５ａ、５ｂ、５ｃ    枠部材
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ    圧電体層
９、９ａ、９ｂ、９ｃ    内部電極層
１３    積層体
１５ａ、１５ｂ    表面電極層
１７、１９    外部電極
２０    樹脂層
２１、２２  接合材
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋ、２２ｌ、２２ｍ、２２ｎ    はみ出し部
３０ａ    気孔
ｘ    積層体の長手方向
ｙ    圧電素子の厚み方向
【図１Ａ】
2014045719.tif 000003
【図１Ｂ】
2014045719.tif 000004
【図１Ｃ】
2014045719.tif 000005
【図１Ｄ】
2014045719.tif 000006
【図２】
2014045719.tif 000007
【図３】
2014045719.tif 000008
【図４】
2014045719.tif 000009
【図５】
2014045719.tif 000010
【図６】
2014045719.tif 000011
【図７】
2014045719.tif 000012
【図８】
2014045719.tif 000013
【図９】
2014045719.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と、
該振動体の外周部の両面を挟持するように接合材により貼り付けられた枠部材と、
該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器とを有し、
前記枠部材から枠内の前記振動体上に前記接合材のはみ出し部を有しており、該はみ出し部は、前記振動体の上面と下面とで平面視したときのはみ出し量が異なっていることを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
振動体と、
該振動体の外周部に接合材により貼り付けられた枠部材と、
該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器とを有し、
前記枠部材から枠内の前記振動体上に前記接合材のはみ出し部を有しており、該はみ出し部が幅の異なる領域を有していることを特徴とする音響発生器。
【請求項３】
前記はみ出し部が幅を異ならせて前記枠部材の内縁の全周に形成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。
【請求項４】
前記はみ出し部は前記枠部材の内側面に及んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項５】
前記はみ出し部がメニスカス状であることを特徴とする請求項４に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記はみ出し部が気孔を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記気孔が球形状であることを特徴とする請求項６に記載の音響発生器。
【請求項８】
前記励振器はバイモルフ型の圧電素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項９】
前記励振器と前記枠部材との間の前記振動体上および前記はみ出し部上に設けられた樹脂層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１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
を少なくとも有することを特徴とする音響発生装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれか１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
を少なくとも有しており、
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一実施態様に係る音響発生器は、振動体と、該振動体の外周部の両面を挟持するように接合材により貼り付けられた枠部材と、該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器と、前記枠部材から枠内の前記振動体上にはみ出した前記接合材のはみ出し部とを有しており、該はみ出し部は、前記振動体の上面と下面とで平面視したときのはみ出し量が異なっている。
また本発明の一実施態様に係る音響発生器は、振動体と、該振動体の外周部に接合材により貼り付けられた枠部材と、該枠部材の枠内の前記振動体上に設けられた励振器とを有し、前記枠部材から枠内の前記振動体上に前記接合材のはみ出し部を有しており、該はみ出し部が幅の異なる領域を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図５は、第５形態の音響発生器を示す平面図である。なお、図５には、図１Ａと同様に、樹脂層の図示を省略した。図５に示すように、第５形態の音響発生器は、枠部材５の内縁の全周に接合材のはみ出し部２２ｌのはみ出し部分を有する。また、接合材のはみ出し部２２ｌは、枠部材５からフィルム３上にはみ出した幅Ｗが各位置で異なっている。例えば、フィルム３を平面視したときに、はみ出し部２２１のうちの少なくとも一部が波打った形状になっている。
【国際調査報告】
2014045719.tif 000015
2014045719.tif 000016
2014045719.tif 000017
2014045719.tif 000018