(57)【要約】  圧電スピーカー（１０）は、圧電フィルム（３５）と、第１接合層（５１）と、介在層（４０）と、を備える。圧電フィルム（３５）は、第１電極（６１）、第２電極（６２）、及び、第１電極（６１）と第２電極（６２）とに挟持された圧電体（３０）を含む。第１接合層（５１）は、粘着性又は接着性の層である。介在層（４０）は、圧電フィルム（３５）と第１接合層（５１）の間に配置されている。圧電フィルム（３５）の両主面全体が、上下に振動する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、第２電極、及び、前記第１電極と前記第２電極とに挟持された圧電体を含む圧電フィルムと、
粘着性又は接着性の第１接合層と、
前記圧電フィルムと前記第１接合層の間に配置された介在層と、を備え、
前記圧電フィルムの両主面全体が、上下に振動する、圧電スピーカー。
【請求項２】
前記第1接合層及び前記介在層は、それぞれ、均一な厚さを有する、請求項１に記載の圧電スピーカー。
【請求項３】
前記第１接合層は、第１接合面を含み、
前記第１接合面は、
（ｉ）露出面である、又は、
（ii）前記第１接合面から剥離可能な剥離層に覆われている、請求項１又は２に記載の圧電スピーカー。
【請求項４】
前記介在層は、樹脂層及び／又は多孔体層である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧電スピーカー。
【請求項５】
前記介在層は、接着層及び粘着層以外の、樹脂層及び／又は多孔体層である、請求項４に記載の圧電スピーカー。
【請求項６】
第１電極、第２電極、及び、前記第１電極と前記第２電極とに挟持された圧電体を含む圧電フィルムと、
粘着性又は接着性の第１接合層と、
前記圧電フィルムと前記第１接合層の間に配置された介在層と、を備え、
前記圧電フィルムにおける前記介在層側の主面を被支持面と定義したとき、
前記介在層が、前記被支持面全体に接合されている、圧電スピーカー。
【請求項７】
前記介在層を前記被支持面全体に接合する第２接合層をさらに備え、
前記第２接合層は、粘着性又は接着性の層である、請求項６に記載の圧電スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音響機器用又は消音用のスピーカーとして、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）が採用されることがある。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。【０００３】
特許文献１には、圧電スピーカーの一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１４９９９７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
十分な音量を確保するために、特許文献１の圧電スピーカーでは、圧電フィルムの縁部が支持部材により固定され、圧電フィルムが湾曲形状に維持されている。しかしながら、設置場所の制約が少ない圧電スピーカーを実現する観点からは、圧電フィルムを湾曲させることは、必須でないほうがよい。【０００６】
本発明は、圧電フィルムが湾曲形状に維持されていなくても実用的な音響特性を示す圧電スピーカー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】
本発明は、
第１電極、第２電極、及び、前記第１電極と前記第２電極とに挟持された圧電体を含む圧電フィルムと、
粘着性又は接着性の第１接合層と、
前記圧電フィルムと前記第１接合層の間に配置された介在層と、を備え、
前記圧電フィルムの両主面全体が、上下に振動する、圧電スピーカーを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
圧電フィルムの両主面全体が上下に振動する圧電スピーカーは、圧電フィルムが湾曲形状に維持されていなくても、実用的な音響特性を示し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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】図２は、圧電スピーカーを第１接合面とは反対側から観察したときの上面図である。
【図３】図３は、圧電スピーカーが支持体に固定された様子を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは、圧電フィルムが振動する様子を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、圧電フィルムが振動する様子を模式的に示す図である。
【図５】図５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６】図６は、出力系のブロック図である。
【図７】図７は、評価系のブロック図である。
【図８Ａ】図８Ａは、サンプルの評価結果を示す表である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、サンプルの評価結果を示す表である。
【図９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４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１５】図１５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１６】図１６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１７】図１７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１８】図１８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１９】図１９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２０】図２０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２１】図２１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２２】図２２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２３】図２３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２４】図２４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２５】図２５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２６】図２６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２７】図２７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２８】図２８は、圧電フィルムの支持構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［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、第１接合層５１と、介在層４０と、第２接合層５２と、を備えている。第１接合層５１と、介在層４０と、第２接合層５２と、圧電フィルム３５とは、この順に積層されている。
【００１２】
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。圧電フィルム３５は、フィルム形状を有している。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
電極６１及び電極６２は、圧電体３０を挟持している。具体的には、圧電体３０は、電極６１及び電極６２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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
介在層４０は、圧電フィルム３５と第１接合層５１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。本実施形態では、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。
【００１９】
介在層４０の弾性率は、例えば１００００Ｎ／ｍ2〜１０００００００Ｎ／ｍ2であり、２００００Ｎ／ｍ2〜１０００００Ｎ／ｍ2であってもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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接合層５１よりも厚い。
【００２４】
第１接合層５１は、粘着性又は接着性の層である。別の言い方をすると、第１接合層５１は、接着層又は粘着層である。第１接合層５１は、支持体に貼り付けられ得る。図１の例では、第１接合層５１は、介在層４０に接している。第１接合層５１は、介在層４０を支持体に接合するのに用いられる。具体的には、第１接合層５１は、支持体に貼り付けられるための第１接合面１７を有する。第１接合層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接合層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接合層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接合層５１は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
【００２５】
第１接合層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。
【００２６】
第２接合層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。本実施形態では、第２接合層５２は、粘着性又は接着性の層である。別の言い方をすると、第２接合層５２は、接着層又は粘着層である。第２接合層５２は、介在層４０と圧電フィルム３５とに接している。第２接合層５２は、介在層４０及び圧電フィルム３５を接合している。第２接合層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接合層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接合層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接合層５２は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
【００２７】
第２接合層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。
【００２８】
本実施形態では、圧電フィルム３５に第２接合層５２が接触することによって、圧電フィルム３５が第１接合面１７側の層と一体化されている。
【００２９】
図３に、図１の圧電スピーカー１０を第１接合面１７によって支持体８０に貼り付けた構造を示す。この状態で、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から音が出る。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が貼り付けられており、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を貼り付けてもよい。
【００３０】
典型的には、支持体８０における第１接合面１７に対向する面の面積は、第１接合面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。
【００３１】
支持体８０に固定された圧電スピーカー１０は、音響用のスピーカーとしても、消音用のスピーカーとしても利用可能である。
【００３２】
圧電スピーカー１０では、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動する。このような圧電スピーカー１０は、圧電フィルム３５が湾曲形状に維持されていなくても、実用的な音響特性を示し得る。
【００３３】
詳細には、第１接合層５１における介在層４０とは反対側の主面である第１接合面１７全体が支持体８０に貼り付けられた状態で第１電極６１と第２電極６２との間に電圧が印加されたとき、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動する。主面全体が上下に振動するとは、第１電極６１と第２電極６２との間に電圧が印加されていないときの主面の位置を基準に、主面が圧電フィルム３５の厚さ方向の一方及び他方の両方に変位するように振動することをいう。
【００３４】
なお、「圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動する」は、両主面における完全に全ての領域が振動する場合のみならず、両主面における実質的に全ての領域が振動する場合を含む概念である。具体的に、「圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動する」は、両主面における一方面（被支持面１６）の面積の９０％以上の領域が上下に振動し、かつ、両主面における他方面の面積の９０％以上の領域が上下に振動することをいう。上記一方面の面積の９５％以上の領域が上下に振動してもよく、上記一方面の面積の１００％の領域が上下に振動してもよい。上記他方面の面積の９５％以上の領域が上下に振動してもよく、上記他方面の面積の１００％の領域が上下に振動してもよい。
【００３５】
圧電フィルム３５の一方面の外縁は、閉じた輪郭によって構成されている。典型的には、この閉じた輪郭の９０％以上の部分が、上下に振動する。閉じた輪郭の９５％以上の部分が上下に振動してもよく、閉じた輪郭の１００％の部分が上下に振動してもよい。
【００３６】
圧電フィルム３５の他方面の外縁は、閉じた輪郭によって構成されている。典型的には、この閉じた輪郭の９０％以上の部分が、上下に振動する。閉じた輪郭の９５％以上の部分が上下に振動してもよく、閉じた輪郭の１００％の部分が上下に振動してもよい。
【００３７】
典型的には、圧電スピーカー１０は、第１接合面１７全体が支持体８０に貼り付けられた状態で第１電極６１と第２電極６２との間に電圧が印加されたときに、支持体８０に対して圧電フィルム３５の一部を固定して当該一部を圧電フィルム３５の振動の節として機能させる固定部材（ビス、かしめ等）を有さない。
【００３８】
非限定的な一形態では、介在層４０における圧電フィルム３５側の主面全体が上下に振動する。詳細には、第１接合面１７全体が支持体８０に貼り付けられた状態で第１電極６１と第２電極６２との間に電圧が印加されたとき、介在層４０における圧電フィルム３５側の主面全体が上下に振動する。
【００３９】
「介在層４０における圧電フィルム３５側の主面全体が上下に振動する」は、該主面における完全に全ての領域が振動する場合のみならず、該主面における実質的に全ての領域が振動する場合を含む概念である。具体的に、「介在層４０における圧電フィルム３５側の主面全体が上下に振動する」は、該主面の面積の９０％以上の領域が上下に振動することをいう。該主面の面積の９５％以上の領域が上下に振動してもよく、該主面の面積の１００％の領域が上下に振動してもよい。
【００４０】
図４Ａ及び４Ｂを参照して、圧電フィルム３５が振動する様子を説明する。図４Ａ及び４Ｂにおいて、基準位置ＲＰは、圧電フィルム３５が振動していないときにおける、圧電フィルム３５の被支持面１６の位置を表している。ここで、被支持面１６は、圧電フィルム３５における介在層４０側の主面を指す。図４Ａ及び４Ｂでは、第１接合層５１及び第２接合層５２の図示が省略されている。図４Ａ及び４Ｂを用いた説明では、厚さ方向は、振動していない圧電フィルム３５の厚さ方向を指し、面内方向は、その厚さ方向に直交する方向を指す。
【００４１】
図４Ａは、圧電フィルム３５が、比較的低い周波数で振動している様子を表している。
【００４２】
図４Ａに示す例では、ある時点において、圧電フィルム３５は、ブロック矢印の左側の状態にある。この状態において、圧電フィルム３５の被支持面１６は、面内方向の中央領域では基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位しており、周辺領域では基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位している。圧電フィルム３５における被支持面１６とは反対側の主面についても、非振動時におけるその主面の位置を基準に、同様に変位している。
【００４３】
図４Ａに示す例では、別の時点において、圧電フィルム３５は、ブロック矢印の右側の状態にある。この状態において、圧電フィルム３５の被支持面１６は、面内方向の中央領域では基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位しており、周辺領域では基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位している。圧電フィルム３５における被支持面１６とは反対側の主面についても、非振動時におけるその主面の位置を基準に、同様に変位している。
【００４４】
図４Ｂは、圧電フィルム３５が、比較的高い周波数で振動している様子を表している。
【００４５】
図４Ｂに示す例では、ある時点において、圧電フィルム３５は、ブロック矢印の左側の状態にある。この状態において、圧電フィルム３５では、面内方向について、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位した部分と、がこの順に並んでいる。圧電フィルム３５における被支持面１６とは反対側の主面についても、非振動時におけるその主面の位置を基準に、同様に変位している。
【００４６】
図４Ｂに示す例では、別の時点において、圧電フィルム３５は、ブロック矢印の右側の状態にある。この状態において、圧電フィルム３５では、面内方向について、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０とは反対側に変位した部分と、被支持面１６が基準位置ＲＰからみて支持体８０側に変位した部分と、がこの順に並んでいる。圧電フィルム３５における被支持面１６とは反対側の主面についても、非振動時におけるその主面の位置を基準に、同様に変位している。
【００４７】
図４Ａ及び４Ｂに示す形態では、介在層４０における圧電フィルム３５側の主面全体も、上下方向に振動している。
【００４８】
圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動することは、圧電フィルム３５が実用的な音響特性を発揮する観点から有利である。さらに、本実施の形態では、圧電フィルム３５と第１接合層５１の間に介在層４０が配置されている。介在層４０の存在は、圧電フィルム３５の実用的な音響特性の発揮に寄与していると考えられる。以下、介在層４０を含め、本実施形態に係る圧電スピーカー１０について、さらに説明する。
【００４９】
本実施形態では、介在層４０により、圧電スピーカー１０の第１接合面１７を支持体８０に貼り付けることが原因で可聴音域における低周波側の音が出難くなるのが防止されている。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。
【００５０】
上記の「適度な拘束」は、適切に選定された介在層４０の拘束度により達成されていると考えることができる。例えば、介在層４０の拘束度は、５×１０8Ｎ／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２×１０8Ｎ／ｍ3以下であり、より好ましくは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）
【００５１】
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。
【００５２】
上述の説明から理解されるように、圧電フィルム３５と第１接合面１７との間に、介在層４０とは異なる層があってもよい。当該異なる層は、例えば、第２粘着層５２である。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施形態の圧電スピーカー１０では、介在層４０及び第１接合層５１の両方が、被支持面１６全体を支持している。
【００５５】
なお、「介在層４０及び第１接合層５１の両方が、被支持面１６全体を支持している」は、介在層４０及び第１接合層５１の両方が、被支持面１６における完全に全ての領域を支持している場合のみならず、被支持面１６における実質的に全ての領域を支持している場合を含む概念である。具体的に、「介在層４０及び第１接合層５１の両方が、被支持面１６全体を支持している」は、介在層４０が被支持面１６の面積の９０％以上の領域を支持し、かつ、第１接合層５１が被支持面１６の面積の９０％以上の領域を支持していることをいう。介在層４０が被支持面１６の面積の９５％以上の領域を支持していてもよく、介在層４０が被支持面１６の面積の１００％の領域を支持していてもよい。第１接合層５１が被支持面１６の面積の９５％以上の領域を支持していてもよく、第１接合層５１が被支持面１６の面積の１００％の領域を支持していてもよい。
【００５６】
上記圧電スピーカー１０は、支持体８０への貼り付けが容易である。また、上記圧電スピーカー１０は、支持体８０に貼り付けられた状態において、実用的な音響特性を示すことができる。
【００５７】
本実施形態では、第１接合層５１が支持体８０に貼り付けられた状態で第１電極６１及び第２電極６２に電圧が印加されたとき、介在層４０及び第１接合層５１は、圧電フィルム３５の振動を許容しつつ、被支持面１６全体を支持する。
【００５８】
本実施形態では、介在層４０が、被支持面１６全体に接合されている。具体的には、第２接合層５２は、被支持面１６全体を介在層４０に接合している。より具体的には、第２接合層５２は、被支持面１６全体に接している。第１接合層５１が支持体８０に貼り付けられた状態で第１電極６１及び第２電極６２に電圧が印加されたとき、圧電フィルム３５は、被支持面１６全体が第２接合層５２によって介在層４０に接合された状態で、振動する。
【００５９】
本発明に係る圧電スピーカー１０を、以下のように解釈することも可能である；
第１電極６１、第２電極６２、及び、第１電極６１と第２電極６２とに挟持された圧電体３０を含む圧電フィルム３５と、
粘着性又は接着性の第１接合層５１と、
圧電フィルム３５と第１接合層５１の間に配置された介在層４０と、を備え、
圧電フィルム３５における介在層４０側の主面を被支持面１６と定義したとき、
介在層４０が、被支持面１６全体に接合されている、圧電スピーカー１０。
このような圧電スピーカー１０は、圧電フィルム３５が湾曲形状に維持されていなくても、実用的な音響特性を示し得る。
【００６０】
なお、「介在層４０が、被支持面１６全体に接合されている」は、介在層４０が被支持面１６における完全に全ての領域に接合されている場合のみならず、介在層４０が被支持面１６における実質的に全ての領域に接合されている場合を含む概念である。具体的に、「介在層４０が、被支持面１６全体に接合されている」は、介在層４０が被支持面１６の面積の９０％以上の領域に接合されていることをいう。介在層４０は、被支持面１６の面積の９５％以上の領域に接合されていてもよく、被支持面１６の面積の１００％の領域に接合されていてもよい。「第２接合層５２は、被支持面１６全体を介在層４０に接合している」の文脈においても、「被支持面１６全体」は、同様に、被支持面１６の面積の９０％以上の領域、被支持面１６の面積の９５％以上の領域、あるいは、被支持面１６の面積の１００％の領域と解釈され得る。
【００６１】
同様に、「第２接合層５２は、被支持面１６全体に接している」は、第２接合層５２が被支持面１６における完全に全ての領域に接している場合のみならず、第２接合層５２が被支持面１６における実質的に全ての領域に接している場合を含む概念である。具体的に、「第２接合層５２は、被支持面１６全体に接している」は、第２接合層５２が被支持面１６の面積の９０％以上の領域に接していることをいう。第２接合層５２は、被支持面１６の面積の９５％以上の領域に接していてもよく、被支持面１６の面積の１００％の領域に接していてもよい。
【００６２】
上述の説明から理解されるように、圧電スピーカー１０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の面積の９０％以上の領域において介在層４０が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の９５％以上の領域において介在層４０が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の１００％の領域において介在層４０が配置されていてもよい。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９０％以上の領域において第１接合層５１が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の９５％以上の領域において第１接合層５１が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の１００％の領域において第１接合層５１が配置されていてもよい。さらに、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９０％以上の領域において第２接合層５２が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の９５％以上の領域において第２接合層５２が配置されていてもよく、圧電フィルム３５の面積の１００％の領域において第２接合層５２が配置されていてもよい。
【００６３】
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及び多孔体である介在層４０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％の領域において介在層４０が配置されていると表現される。
【００６４】
圧電スピーカー１０における第１接合面１７とは反対側の主面１５の５０％以上を圧電フィルム３５に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。
【００６５】
本実施形態では、圧電フィルム３５と第１接合面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と第１接合面１７との間」は、圧電フィルム３５及び第１接合面１７を含む。具体的には、第１接合層５１と介在層４０は接合されており、介在層４０と第２接合層５２は接合されており、第２接合層５２と圧電フィルム３５とは接合されている。このため、圧電スピーカー１０の支持体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、しかも圧電スピーカー１０の支持体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１０が実現される。
【００６６】
本実施形態では、第1接合層５１は、均一な厚さを有する。介在層４０は、均一な厚さを有する。圧電フィルム３５は、均一な厚さを有する。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、「均一な厚さを有する」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。第1接合層５１、介在層４０および圧電フィルム３５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。第1接合層５１、介在層４０および圧電フィルム３５は、それぞれ、厚さの最小値が最大値の９０％以上１００％以下であってもよい。また、「均一な厚さを有する」は、振動していない状態で厚さが均一であることをいう。
【００６７】
図１に示す例では、第１接合層５１の第１接合面１７は、露出面である。ただし、第１接合面１７は、第１接合面１７から剥離可能な剥離層によって覆われていてもよい。典型的には、剥離層は、第１接合面１７の面積の１００％の領域を覆っている。剥離層としては、フィルムと、該フィルムの第１接合面１７側の主面に塗布された剥離剤とを有するものが挙げられる。剥離層のフィルムとしては、紙、樹脂フィルム等が挙げられる。剥離層の剥離剤としては、長鎖アルキル基を有するポリマー、フッ素原子を含む化合物又はポリマー、シリコーン系のポリマー等が挙げられる。剥離層を除去した状態で第１接合面１７を支持体８０に貼り付けることにより、圧電フィルム３５及び介在層４０を支持体８０に固定することが可能である。このような貼付作業は、作業者にとって負担が少ない。
【００６８】
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。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。
【００６９】
図１の例では、圧電フィルム３５、介在層４０、第１接合層５１及び第２接合層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。
【００７０】
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。
【実施例】
【００７１】
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。【００７２】
（実施例１）
固定された支持部材に圧電スピーカー１０の第１接合面１７を貼り付けることによって、図３の支持体８０として上記支持部材を用いた構造を作製した。具体的には、支持部材として、厚さ５ｍｍのステンレス平板（ＳＵＳ平板）を用いた。第１接合層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接合層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接合層５１、介在層４０、第２接合層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８０は、平面視で縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの寸法を有しており、第１接合層５１を全体的に覆っている。このようにして、図３に示す構成を有する実施例１のサンプルを作製した。【００７３】
（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。【００７４】
（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。【００７５】
（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。【００７６】
（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。【００７７】
（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。【００７８】
（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。【００７９】
（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接合層５２として、実施例１の第１接合層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。【００８０】
（実施例９）
介在層４０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８と同様にして、実施例９のサンプルを作製した。【００８１】
（実施例１０）
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１０のサンプルを作製した。【００８２】
（実施例１１）
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１０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１１のサンプルを作製した。【００８３】
（実施例１２）
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１２のサンプルを作製した。【００８４】
（実施例１３）
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１３のサンプルを作製した。【００８５】
（実施例１４）
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１４のサンプルを作製した。【００８６】
（実施例１５）
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１５のサンプルを作製した。【００８７】
（実施例１６）
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接合層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１６のサンプルを作製した。【００８８】
（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。【００８９】
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。【００９０】
＜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。【００９１】
＜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。【００９２】
＜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。【００９３】
＜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。【００９４】
＜介在層の表面充填率＞
実施例２〜１５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１６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。【００９５】
＜サンプルの音圧レベルの周波数特性＞
実施例１〜１６のサンプルを測定するための構成を、図５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。【００９６】
参考例１のサンプルを測定するための構成は、図５に倣ったものである。具体的には、図５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。【００９７】
図６及び７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６は出力系を示し、図７は評価系を示す。【００９８】
図６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。【００９９】
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。【０１００】
図７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。【０１０１】
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。【０１０２】
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。【０１０３】
出力系及び評価系の設定の詳細は、以下の通りである。【０１０４】
［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【０１０５】
［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【０１０６】
＜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。【０１０７】
実施例１〜１６及び参考例１の評価結果を、図８Ａ〜図２６に示す。図２７に、暗騒音の音圧レベルの周波数特性を示す。なお、図９において、Ｅ１〜Ｅ１６は実施例１〜１６に対応する。【０１０８】
＜振動評価＞
さらに、図６を参照して説明した出力系を用い、１０Ｖで２０００Ｈｚの電圧を実施例１のサンプル４０４に印加することによって、サンプル４０４を振動させた。振動中のサンプル４０４における圧電フィルム３５の厚さ方向の変位を、ポリテックジャパン株式会社製のレーザドップラー振動計(ＰＳＶ−４００)を用いて、非接触でレーザーにより測定した。測定結果は、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動していることを示していた。【０１０９】
実施例２〜７のサンプル４０４についても同様の測定を行った。実施例２〜７のサンプル４０４についても、測定結果は、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動していることを示していた。【０１１０】
電圧の周波数を２０００Ｈｚから可聴音域の別の周波数に変更し、実施例１〜７のサンプル４０４について同様の測定を行った。この場合も、測定結果は、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動していることを示していた。【０１１１】
この振動評価により、現実においても、図４Ａおよび４Ｂで模式的に示したように、圧電フィルム３５の両主面全体が上下に振動し得ることが示された。【０１１２】
［圧電フィルムの支持構造と振動の自由度］
図３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８０に固定されている。【０１１３】
圧電フィルム３５の振動が支持体８０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８０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２８に例示する。図２８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８０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。【０１１４】
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８０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。【０１１５】
上述のとおり、図２８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３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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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