(57)【要約】  周波数による音圧の変動が小さい高音質な音響を発生させることのできる音響発生器、ならびに、それを用いた、音響発生装置および電子機器を提供すること。枠体と、枠体の内側に設けられた振動体と、振動体上に設けられた圧電振動素子とを備え、振動体は、弾性率が互いに異なる、薄板上の第１部分と、薄板上の第２部分とが積層された複合構造を有している音響発生器とする。
2014024756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、
該枠体の内側に設けられた振動体と、
該振動体上に設けられた圧電振動素子と、
を備え、
前記振動体は、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分と、薄板状の第２部分とが積層された構造を有している
ことを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記圧電振動素子は、前記振動体における、相対的に弾性率が低い第１部分側の主面に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項３】
前記第１部分は、前記第２部分よりも厚い
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記第１部分が樹脂からなり、前記第２部分が金属からなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項５】
前記第１部分がポーラスな樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項６】
前記振動体の全体が、前記第１部分と前記第２部分とが積層された構造を有している
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記振動体は、前記第１部分および前記第２部分の一方が、前記第１部分および前記第２部分の他方に局所的に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項８】
前記第１部分および前記第２部分の前記他方と、前記圧電振動素子とによって複合振動体が構成されており、
前記第１部分および前記第２部分の前記一方は、平面視したときに、前記複合振動体における剛性が変化する部分に設けられている
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】
前記圧電振動素子が配置されている側の前記振動体の表面の少なくとも一部が、被覆層によりさらに被覆されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
前記振動体と前記圧電振動素子とが、接着材によって接合されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１１】
筐体と、
該筐体に設けられた、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の音響発生器と、
を少なくとも備える
ことを特徴とする音響発生装置。
【請求項１２】
筐体と、
該筐体に設けられた、請求項１〜１０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、
を少なくとも備え、
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、圧電スピーカーは、小型で薄型の音響発生器として知られている。従来の圧電スピーカーとしては、例えば、矩形形状の枠体と、枠体に張設されたフィルムと、フィルム上に設けられた圧電振動素子とを備えたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された圧電スピーカーは、共振現象に起因して、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）やディップ（周囲よりも音圧が低い部分）が生じてしまい、周波数による音圧の急激な変動があるという問題があった。また、共振現象に起因するピークの分布が不均一であること等により、ピークやディップを平均化した平均的な音圧についても、周波数による変動があるという問題があった。【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、周波数による音圧の変動が小さい高音質の音響を発生させることが可能な音響発生器、ならびに、それを用いた、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】
【０００６】
実施形態の一態様に係る音響発生器は、枠体と、該枠体の内側に設けられた振動体と、該振動体上に設けられた圧電振動素子と、を備え、前記振動体は、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分と、薄板状の第２部分とが積層された構造を有している。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様の音響発生器によれば、音圧の周波数による変動が小さい高音質の音響を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態に係る音響発生器を模式的に示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態に係る音響発生器の音圧の周波数依存性の一例を示すグラフである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、比較例に係る音響発生器の音圧の周波数依存性の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る音響発生装置の構成を説明するための図である。
【図４】図４は、第３の実施形態に係る電子機器の構成を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第４の実施形態に係る音響発生器を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第５の実施形態に係る音響発生器を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、第６の実施形態に係る音響発生器を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、第７の実施形態に係る音響発生器を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る音響発生器１０１の構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、第１の実施形態に係る音響発生器１０１を振動体２０の厚さ方向（主面に垂直な方向であり、図の＋Ｚ方向）から見た平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。なお、理解を容易にするために、図１Ａは、樹脂層４０を透視した状態を示しており、図１Ｂは、音響発生器１０１をＺ軸方向に拡大して示している。
【００１１】
第１の実施形態に係る音響発生器１０１は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、枠体１０と、枠体１０の内側に設けられた振動体２０と、振動体２０上に設けられた圧電振動素子３０と、樹脂層４０とを備えている。そして、振動体２０は、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分２０１と、薄板状の第２部分２０２とが積層された構造を有している。
【００１２】
第１部分２０１は、第２部分２０２を形成している材料と弾性率が異なる材料によって形成されており、弾性率が第２部分２０２と異なっている。詳細には、第１部分２０１の弾性率は、第２部分２０２の弾性率よりも小さくされている。また、第１部分２０１は、第２部分２０２を形成している材料よりも機械的なＱ値（機械的品質係数）が低い材料を用いて形成されており、第１部分２０１は、第２部分２０２よりも機械的なＱ値が低くされている。
【００１３】
第１部分２０１は、弾性率や機械的なＱ値が低い種々の材料、例えば、樹脂やゴム等を用いて形成することができる。例えば、ポリエチレン、ポリイミド等の樹脂からなるフィルムを第１部分２０１として好適に用いることができる。第１部分２０１の厚みとしては、例えば、１０〜２００μｍとすることができる。また、第１部分２０１は、音質を向上させるためにはポーラスな樹脂であることが望ましく、第２部分２０２よりも厚く形成されていることが望ましい。なお、両者の厚みの差の度合いは、所望する音圧や音質に応じて適宜決定することができる。
【００１４】
第２部分２０２は、弾性率や機械的なＱ値が高い種々の材料、例えば、金属やセラミックス等を用いて形成することができる。また、第２部分２０２の厚さとしては、例えば、１０μｍ〜２００μｍとすることができる。例えば、アルミ箔のような金属箔を第２部分２０２として好適に用いることができる。
【００１５】
枠体１０は、同一の形状（矩形の枠状）を有する上枠部材１１および下枠部材１２によって構成されている。そして、振動体２０の周縁部が、上枠部材１１および下枠部材１２によって挟まれて固定されており、振動体２０における枠体１０の内側に位置する部分が、振動可能な状態で枠体１０に支持されている。このように、枠体１０は、振動体２０を振動可能に保持する役割を担っており、振動体２０に所定の張力を付与した状態で振動体２０を固定している。すなわち、振動体２０は、枠体１０の内側に、張力が加えられた状態で設けられている（張られている）。これにより、長期間使用してもたわみなどの変形の少ない振動体２０を備えた音響発生器１０１となる。
【００１６】
枠体１０の材質は、特に限定されるものではなく、金属，プラスチック，ガラス，セラミック，木材など、既知の種々の材料を用いることができるが、機械的強度および耐食性に優れているという理由から、たとえば、ステンレスを好適に用いることができる。また、枠体１０の厚さも、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定することができるが、例えば、１００〜１０００μｍ程度に設定することができる。
【００１７】
圧電振動素子３０は、上下の主面が矩形の板状の形状を有している。圧電振動素子３０は、４層の圧電体層３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）と３層の内部電極層３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）とを交互に積層してなる積層体３３と、この積層体３３の上下両面に形成された表面電極層３４、３５と、積層体３３の長手方向（Ｙ軸方向）の端部に設けられた、第１〜第３の外部電極とを含んでいる。
【００１８】
第１の外部電極３６は、積層体３３の−Ｙ方向の端部に配置されており、表面電極層３４、３５と、内部電極層３２ｂとに接続されている。積層体３３の＋Ｙ方向の端部には、第２の外部電極３７と、第３の外部電極（図示せず）とが、Ｘ軸方向に間隔を開けて配置されている。第２の外部電極３７は、内部電極層３２ａに接続されており、第３の外部電極（図示せず）は、内部電極３２ｃに接続されている。
【００１９】
第２の外部電極３７の上下端部は、積層体３３の上下面まで延設されてそれぞれ折返外部電極３７ａが形成されており、これらの折返外部電極３７ａは、積層体３３の表面に形成された表面電極層３４、３５に接触しないように、表面電極層３４、３５との間で所定の距離を隔てて延設されている。同様に、第３の外部電極（図示せず）の上下端部は、積層体３３の上下面まで延設されてそれぞれ折返外部電極（図示せず）が形成されており、これらの折返外部電極（図示せず）は、積層体３３の表面に形成された表面電極層３４、３５に接触しないように、表面電極層３４、３５との間で所定の距離を隔てて延設されている。
【００２０】
そして、圧電体層３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）は、図１Ｂに矢印で示す向きに分極されており、圧電体層３１ａ、３１ｂが縮む場合には圧電体層３１ｃ、３１ｄが延びるように、そして、圧電体層３１ａ、３１ｂが延びる場合には圧電体層３１ｃ、３１ｄが縮むように、第１の外部電極３６、第２の外部電極３７および第３の外部電極に電圧が印加される。このように、圧電振動素子３０は、バイモルフ型の圧電素子であり、電気信号が入力されるとＹ軸方向に振幅が変化するようにＺ軸方向に屈曲振動する。
【００２１】
圧電体層３１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３１の厚みは、所望の振動特性に応じて適宜設定することができるが、例えば、低電圧駆動という観点から、１０〜１００μｍとすることができる。
【００２２】
内部電極層３２は、既存の種々の導体材料を用いて形成することができるが、例えば、銀とパラジウムからなる金属成分と圧電体層３１を構成する材料成分を包含するものとすることができる。内部電極層３２に圧電体層３１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３１と内部電極層３２との熱膨張差による応力を低減することができる。なお、内部電極層３２は、銀とパラジウムからなる金属成分を含まなくてもよく、また、圧電体層３１を構成する材料成分を含まなくてもよい。
【００２３】
表面電極層３４、３５および第１〜第３の外部電極は、既存の種々の導体材料を用いて形成することができるが、例えば、銀からなる金属成分およびガラス成分を含有するものとすることができる。このように、表面電極層３４、３５および第１〜第３の外部電極がガラス成分を含有することによって、表面電極層３４、３５および第１〜第３の外部電極と、圧電体層３１および内部電極層３２との間に強固な密着力を得ることができるが、これに限定されるものではない。
【００２４】
また、圧電振動素子３０の振動体２０側の主面と振動体２０とが接着材２６で接合されている。接着材２６の厚みは、２０μｍ以下が望ましいが、１０μｍ以下が更に望ましい。接着材２６の厚みが２０μｍ以下である場合には、積層体３３の振動を振動体２０に伝えやすくなる。
【００２５】
接着材２６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を用いた公知の接着剤を硬化させることによって形成することができる。接着剤の硬化方法は、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良い。なお、接着材２６として、両面テープなど、接着剤以外の接着用材料を用いても構わない。
【００２６】
さらに、本実施形態の音響発生器１０１は、振動体２０の表面の少なくとも一部が、樹脂層４０からなる被覆層によって被覆されている。詳細には、本実施形態の音響発生器１０１は、振動体２０および圧電振動素子３０を埋設するように、上枠部材１１の内側に樹脂が充填されており、充填された樹脂によって樹脂層４０が形成されている。
【００２７】
樹脂層４０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４０は、ピークやディップを抑制する観点から、圧電振動素子３０を完全に覆うのが好ましが、圧電振動素子３０を完全に覆わなくても構わない。さらに、樹脂層４０は、必ずしも振動体２０の全体を覆う必要はなく、場合によっては、振動体２０の一部を覆うように樹脂層４０を設けても構わない。なお、樹脂層４０の厚さは、適宜設定することができるが、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度に設定される。また、場合によっては、樹脂層４０を設けなくても構わない。
【００２８】
このように、樹脂層４０を設けることによって、振動体２０の共振を適度にダンピングすることができる。これによって、共振現象に起因して発生する、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑制することができ、周波数による音圧の変動を低減することができる。
【００２９】
上述してきたように、本実施形態に係る音響発生器１０１においては、振動体２０が、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分２０１と、薄板状の第２部分２０２とが積層された構造を有している。これにより、周波数による音圧の変動が小さい高音質の音響を発生させることができる。これは、弾性率が低い第１部分２０１のみの振動では、低い周波数領域における音圧が高くなり、弾性率が高い第２部分２０２のみの振動では、高い周波数領域における音圧が高くなるため、振動体２０を第１部分２０１と第２部分２０２とが積層された構造とすることにより、広い周波数範囲における巨視的な音圧の変動を小さくできるのではないかと考えられる。
【００３０】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、圧電振動素子３０が、振動体２０における、相対的に弾性率が低い第１部分２０１側の主面に設けられており、第１部分２０１に取り付けられている。これにより、高い周波数領域における音圧が高くなりすぎるのを抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、圧電振動素子３０が、振動体２０における、相対的に機械的なＱ値が低い第１部分２０１側の主面に設けられており、第１部分２０１に取り付けられている。これにより、共振をダンピングする効果が高くなり、共振現象に起因して発生する音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さくすることができるので、狭い周波数範囲における微視的な音圧の変動を小さくすることができる。
【００３２】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、第１部分２０１の厚みが、第２部分２０２の厚みよりも厚くされている。これにより、第１部分２０１による音圧の変動を小さくする効果を高めることができる。また、相対的に弾性率が低い第１部分２０１の厚みを第２部分２０２の厚みよりも厚くすることにより、機械的な強度を保ったままで音質を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、第１部分２０１が樹脂製であり、第２部分２０２が金属製であることから、高音質な音響を発生させることができるとともに、機械的強度が高く、製造が容易な音響発生器１０１を得ることができる。また、第１部分２０１がポーラスな樹脂製であることから、共振をダンピングする効果が更に高くなり、共振現象に起因して発生する音圧の周波数特性におけるピークやディップを更に小さくすることができるので、狭い周波数範囲における微視的な音圧の変動を更に小さくすることができる。
【００３４】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、振動体２０の全体が、第１部分２０１と第２部分２０２とが積層された構造を有している。これにより、振動体２０の全体が均一に振動するようにできるので、さらに高音質な音響を発生することができる。
【００３５】
また、本実施形態の音響発生器１０１においては、振動体２０および圧電振動素子３０を埋設するように、上枠部材１１の内側に樹脂が充填されており、充填された樹脂によって被覆層（樹脂層４０）が形成されている。すなわち、本実施形態の音響発生器１０１においては、圧電振動素子３０が配置されている側の振動体２０の表面の少なくとも一部が被覆層によってさらに被覆されている。これにより、共振をダンピングする効果が更に高くなり、共振現象に起因して発生する音圧の周波数特性におけるピークやディップをさらに小さくすることができるので、狭い周波数範囲における微視的な音圧の変動をさらに小さくすることができる。
【００３６】
図２Ａは、本実施形態に係る音響発生器１０１の音圧の周波数依存性の一例を示すグラフであり、図２Ｂは、振動体２０が１層の樹脂フィルムのみで構成されている以外は本実施形態の音響発生器１０１と同様の構造を有する比較例に係る音響発生器の音圧の周波数依存性の一例を示すグラフである。図２Ａおよび図２Ｂに示したグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は音圧を示している。
【００３７】
図２Ａおよび図２Ｂを比較すれば明らかなように、本実施形態に係る音響発生器１０１は、比較例の音響発生器と比較して、周波数による音圧の変動が小さい高音質な音響を発生することができる。
【００３８】
なお、第１部分２０１の弾性率と第２部分２０２の弾性率との大小関係を求めるには、例えば、第１部分２０１および第２部分２０２のそれぞれの表面において、押し込み硬さ試験を実施し、それぞれの表面における弾性率を測定して、その大小関係を比較すればよい。押し込み硬さ試験は、弾性率を測定する材料の表面に徐々に荷重をかけて圧子を押し込んだ後に荷重を徐々に取り除き、荷重の変化と圧子の変位量の変化との関係から硬さや弾性率を求める試験である。例えば、島津製作所製の硬さ試験機ＤＵＨ−２１１Ｓのような、種々の試験機（硬さ試験機、押し込み硬さ試験機などと称される）を用いて押し込み硬さ試験を実施することができる。
【００３９】
次に、本実施形態の音響発生器１０１の製造方法の一例について説明する。最初に、圧電振動素子３０を準備する。まず、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。
【００４０】
次に、スラリーをシート状に成形してグリーンシートを作製する。そして、このグリーンシートに導体ペーストを印刷して、内部電極となる導体パターンを形成し、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、その上には極パターンが印刷されていないグリーンシートを積層して、積層成形体を作製する。そして、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３３を得る。
【００４１】
次に、必要に応じて積層体３３の外周部を加工し、積層体３３の積層方向の両主面に表面電極層３４、３５を形成するための導体ペーストを印刷し、引き続き、積層体３３の長手方向（Ｙ軸方向）の両端面に第１〜第３の外部電極を形成するための導体ペーストを印刷し、所定の温度で電極の焼付けを行う。このようにして、図１Ａ及び図１Ｂに示す圧電振動素子３０を得ることができる。
【００４２】
次に、圧電振動素子３０に圧電性を付与するために、第１〜第３の外部電極を通じて直流電圧を印加して、圧電振動素子３０の圧電体層３１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。
【００４３】
次に、振動体２０を準備し、この振動体２０の外周部を枠部材１１、１２間に挟み、振動体２０に張力をかけた状態で固定する。この後、振動体２０に接着材２６となる接着剤を塗布して、その振動体２０上に圧電振動素子３０の表面電極３４側を押し当て、この後、接着剤を加熱や紫外線を照射することによって硬化させる。そして、硬化前の樹脂を枠部材１１の内側に流し込み、樹脂を硬化させることによって、樹脂層４０を形成する。このようにして、本実施形態の音響発生器１０１を作製することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る音響発生装置７０の構成について説明する。図３は、上述した第１の実施形態の音響発生器１０１を用いて構成した音響発生装置７０の構成の一例を示す図である。なお、図３においては、説明に必要となる構成要素のみを示しており、音響発生器１０１の詳細な構成や一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４５】
本実施形態の音響発生装置７０は、いわゆるスピーカーのような発音装置であり、図３に示すように、たとえば、筐体７１と、筐体７１に取り付けられた音響発生器１０１とを備える。筐体７１は、直方体の箱状の形状を有しており、１つの表面に開口７１ａを有している。このような筐体７１は、例えば、プラスチック、金属、木材などの既知の材料を用いて形成することができる。また、筐体７１の形状は、直方体の箱状に限定されるものではなく、例えば、円筒状や錐台状など、種々の形状とすることができる。
【００４６】
そして、筐体７１の開口７１ａに音響発生器１０１が取り付けられている。音響発生器１０１は、前述した第１の実施形態の音響発生器であり、音響発生器１０１についての説明は省略する。このような構成を有する音響発生装置７０は、音質が高い音響を発生させる音響発生器１０１を用いて音響を発生させるので、音質が高い音響を発生させることができる。また、音響発生装置７０は、音響発生器１０１から発生する音を筐体７１の内部で共鳴させることができるので、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。なお、音響発生器１０１が取り付けられる場所は自由に設定することができる。また、音響発生器１０１が他の物を介して筐体７１に取り付けられるようにしても構わない。
【００４７】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る電子機器の構成について説明する。図４は、前述した第１の実施形態の音響発生器１０１を用いて構成した電子機器２の構成の一例を示す図である。なお、図４においては、説明に必要となる構成要素のみを示しており、音響発生器１０１の詳細な構成や一般的な構成要素についての記載を省略している。電子機器２は、筐体２００と、筐体２００に設けられた音響発生器１０１と、音響発生器１０１に接続された電子回路とを備えている。
【００４８】
詳細には、電子機器２は、図４に示すように、制御回路２１と、信号処理回路２２と、通信回路２３とを含む電子回路と、アンテナ２４と、これらを収納する筐体２００とを備えている。なお、電子機器２が備える他の電子部材（たとえば、ディスプレイ、マイクなどのデバイスや回路）については記載を省略した。
【００４９】
通信回路２３は、アンテナ２４から入力された信号を受信して信号処理回路２２へ出力する。信号処理回路２２は、通信回路２３から入力された信号を処理して音声信号Ｓを生成し、音響発生器１０１へ出力する。音響発生器１０１は、音声信号Ｓに基づいて音響を発生させる。制御回路２１は、信号処理回路２２および通信回路２３を含む電子機器２全体を制御する。
【００５０】
このような構成を有する電子機器２は、周波数特性による音圧の変動が小さい高音質な音響を発生させることが可能な音響発生器１０１を有していることから、高音質な音響を発生させることができる。
【００５１】
なお、図４においては、電子機器２の筐体２００に音響発生器１０１が直接取り付けられた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示したような、音響発生器１０１が筐体７１に取り付けられた音響発生装置７０が、電子機器２の筐体２００に取り付けられるような構成としても構わない。
【００５２】
また、このような音響発生器１０１が搭載される電子機器２は、携帯電話機，タブレット端末，テレビ，オーディオ機器など、音響を発生させる電子機器として従来知られたものに限定されるものではない。音響発生器１０１が搭載される電子機器２は、例えば、冷蔵庫、電子レンジ、掃除機、洗濯機などのような電気製品であっても構わない。
【００５３】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る音響発生器１０２の構成について、図５Ａを用いて説明する。図５Ａは、本実施形態に係る音響発生器１０２の構成を模式的に示す断面図である。なお、図５Ａにおいては、圧電振動素子３０の構造および接着材２６の図示を省略している。また、本実施形態においては、前述した第１の実施形態の音響発生器１０１と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５４】
本実施形態に係る音響発生器１０２は、図５Ａに示すように、振動体２０が第１部分２０１と第２部分２０２ａとで構成されており、第２部分２０２ａを第１部分２０１の下側（圧電振動素子３０と反対側）の主面の一部分に局所的に設けている。すなわち、本例の音響発生器１０２においては、第１部分２０１および第２部分２０２ａの一方が、第１部分２０１および第２部分２０２ａの他方に局所的に設けられている。これにより、周波数による音圧の変動を小さくすることができるとともに、振動体２０の振動状態を細かく調整することができる。
【００５５】
また、第２部分２０２ａは、平面視したときに、第１部分２０１と圧電振動素子３０とで構成される複合振動体における剛性が変化する部分に設けられている。なお、第１部分２０１と圧電振動素子３０とで構成される複合振動体における剛性が変化する部分とは、圧電振動素子３０が存在する部分と存在しない部分との境界である。そして、この境界を跨ぐように、すなわち、圧電振動素子３０が存在する部分と存在しない部分との両方に跨るように、第２部分２０２ａが設けられている。剛性が変化する部分は応力が集中する部分であるため、このような構成とすることにより、発生する音響の音質を高めることができる。なお、本明細書において、音響発生器を平面視する場合には、特別な記載がない限り、振動体２０の厚さ方向（振動体２０の主面に垂直な方向であり、図のＺ軸方向）から平面視するものとする。
【００５６】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る音響発生器１０３の構成について、図５Ｂを用いて説明する。図５Ｂは、本実施形態に係る音響発生器１０３の構成を模式的に示す断面図である。なお、図５Ｂにおいては、圧電振動素子３０の構造および接着材２６の図示を省略している。また、本実施形態においては、前述した第１の実施形態の音響発生器１０１と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施形態の音響発生器１０３は、図５Ｂに示すように、振動体２０が第１部分２０１ａと第２部分２０２とによって構成されており、第２部分２０２の上側（圧電振動素子３０側）の主面の一部分に第１部分２０１ａが設けられており、その第１部分２０１ａの上に圧電振動素子３０が取り付けられている。このような構成を有する本例の音響発生器１０３も、前述した第１の実施形態の音響発生器１０１や第４の実施形態の音響発生器１０２と同様に、周波数による音圧の変動が小さい高音質な音響を発生することができる。
【００５８】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る音響発生器１０４の構成について、図６を用いて説明する。図６は、第６の実施形態に係る音響発生器１０４の構成を模式的に示す断面図である。なお、図６においては、圧電振動素子３０の構造および接着材２６の図示を省略している。また、本実施形態においては、前述した第４の実施形態の音響発生器１０２と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５９】
第６の実施形態に係る音響発生器１０４は、図６に示すように、振動体２０が、第１部分２０１と、２つの第２部分（２０２ｂ、２０２ｃ）とによって構成されており、２つの第２部分２０２ｂ，２０２ｃを、第１部分２０１の下側（圧電振動素子３０と反対側）の主面に、主面に平行な方向に所定間隔をあけて設けている。また、２枚の第２部分２０２ｂ，２０２ｃは、互いに弾性率を異ならせている。例えば、２枚の第２部分２０２ｂ，２０２ｃのいずれか一方をアルミ箔製とすれば、他方は弾性率の異なる他の金属箔などで形成するとよい。このような構成を有する本実施形態の音響発生器１０４によっても、周波数による音圧の変動が小さい高音質な音響を発生させることができる。
【００６０】
なお、図６では、第１部分２０１の他方主面に２枚の第２部分２０２ｂ，２０２ｃを設けたものとしたが、３枚以上の第２部分を設けることもできる。その場合、複数枚の第２部分のうち、少なくとも２枚の第２部分の弾性率を互いに異ならせるのが望ましい。なお、複数の第２部分２０２の弾性率が全て同じでも構わない。
【００６１】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態に係る音響発生器１０５の構成について、図７を用いて説明する。図７は、第７の実施形態に係る音響発生器１０５を模式的に示す断面図である。なお、図７においては、圧電振動素子３０の構造および接着材２６の図示を省略している。また、本実施形態においては、前述した第４の実施形態の音響発生器１０２と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６２】
本実施形態に係る音響発生器１０５は、図７に示すように、振動体２０が、第１部分２０１と、２つの第２部分２０２ｄ，２０２ｅとによって構成されている。そして、第１部分２０１および２つの第２部分２０２ｄ，２０２ｅを順次積層するとともに、各層の弾性率を、第１部分２０１から遠ざかるにつれて漸次高くしたものである。詳細には、本実施形態の音響発生器１０５は、互いに積層した２枚の第２部分２０２ｄ，２０２ｅを、第１部分２０１の下側の主面に設けている。そして、第１部分２０１に直接設けられた一層目の第２部分２０２ｄよりも、二層目の第２部分２０２ｅの弾性率を高くしている。
【００６３】
この場合、例えば、一層目の第２部分２０２ｄをアルミ箔製とすれば、二層目の第２部分２０２ｅは、アルミ箔よりも弾性率の高い他の金属箔などで形成する。逆に、二層目の第２部分２０２ｅをアルミ箔製とすれば、一層目の第２部分２０２ｄは、アルミ箔よりも弾性率の低い他の金属箔などで形成する。
【００６４】
このような構成を有する本例の音響発生器１０５によれば、周波数による音圧の変動がさらに小さく、さらに高音質の音響を発生させることができる。なお、図７に示した例では、第１部分２０１の他側面に２枚の第２部分２０２ｄ，２０２ｅを積層したものとしたが、３枚以上の第２部分を積層してもよい。そして、各層の金属箔の種類を変えて、第１部分２０１から離隔するに従って弾性率を漸次高くすると良いが、必ずしもそうでなくても構わない。また、各層の金属箔の厚みを適宜変えることもできる。
【００６５】
（変形例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更または改良が可能である。
【００６６】
例えば、上述した実施形態においては、振動体２０における、相対的に弾性率が低い第１部分２０１側の主面に、圧電振動素子３０が設けられた例を示したが、場合によっては、相対的に弾性率が高い第２部分２０２側の主面に、圧電振動素子３０が設けられるようにしても構わない。
【００６７】
また、上述した実施形態においては、第１部分２０１の厚みが第２部分２０２の厚みよりも大きい例を示したが、第１部分２０１の厚みが第２部分２０２の厚みよりも小さくても構わない。
【００６８】
また、上述した実施形態では、振動体２０上に１個の圧電振動素子３０が配置された例を示したが、振動体２０上に複数の圧電振動素子３０を配置しても構わない。また、圧電振動素子３０を平面視で矩形形状としたが、例えば楕円形状など、他の形状であってもよい。
【００６９】
また、上述した実施形態では、圧電振動素子３０がバイモルフ型の圧電素子である例を示したが、これに限られるものではない。例えば、バイモルフ型の圧電振動素子に代えて、面方向に伸縮振動する圧電振動素子の一方主面に金属等の板を貼り付けて構成したユニモルフ型の圧電振動素子を用いても、同様の効果を得ることができる。また、面方向に伸縮振動する圧電振動素子を振動体２０の両面に設けるようにしても良く、振動体２０の両面にユニモルフ型やバイモルフ型の圧電振動素子を設けるようにしても良い。
【００７０】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
２：電子機器
１０：枠体
２０：振動体
７０：音響発生装置
１０１〜１０５：音響発生器
２０１，２０１ａ：第１部分
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ：第２部分
【図１Ａ】
2014024756.tif 000003
【図１Ｂ】
2014024756.tif 000004
【図２Ａ】
2014024756.tif 000005
【図２Ｂ】
2014024756.tif 000006
【図３】
2014024756.tif 000007
【図４】
2014024756.tif 000008
【図５Ａ】
2014024756.tif 000009
【図５Ｂ】
2014024756.tif 000010
【図６】
2014024756.tif 000011
【図７】
2014024756.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月8日(2015.12.8)
【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】
枠体と、
該枠体の内側に設けられた振動体と、
該振動体上に設けられた圧電振動素子と、
を備え、
前記振動体は、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分と、薄板状の第２部分とが積層された構造を有し、
前記圧電振動素子は、前記振動体における、相対的に弾性率が低い第１部分側の主面に設けられている
ことを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記第１部分は、前記第２部分よりも厚い
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】
前記第１部分が樹脂からなり、前記第２部分が金属からなる
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】
前記第１部分がポーラスな樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項５】
前記振動体の全体が、前記第１部分と前記第２部分とが積層された構造を有している
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項６】
前記振動体は、前記第１部分および前記第２部分の一方が、前記第１部分および前記第２部分の他方に局所的に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記第１部分および前記第２部分の前記他方と、前記圧電振動素子とによって複合振動体が構成されており、
前記第１部分および前記第２部分の前記一方は、平面視したときに、前記複合振動体における剛性が変化する部分に設けられている
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】
前記圧電振動素子が配置されている側の前記振動体の表面の少なくとも一部が、被覆層によりさらに被覆されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項９】
前記振動体と前記圧電振動素子とが、接着材によって接合されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
筐体と、
該筐体に設けられた、請求項１〜９のいずれか１つに記載の音響発生器と、
を少なくとも備える
ことを特徴とする音響発生装置。
【請求項１１】
筐体と、
該筐体に設けられた、請求項１〜９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、
を少なくとも備え、
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
実施形態の一態様に係る音響発生器は、枠体と、該枠体の内側に設けられた振動体と、該振動体上に設けられた圧電振動素子と、を備え、前記振動体は、弾性率が互いに異なる、薄板状の第１部分と、薄板状の第２部分とが積層された構造を有し、前記圧電振動素子は、前記振動体における、相対的に弾性率が低い第１部分側の主面に設けられている。
【国際調査報告】
2014024756.tif 000013
2014024756.tif 000014