(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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板と、
前記振動板を略扁平に支持する支持体とを備え、
該支持体は、前記振動板の外周部を挟み込むように配置された略同一形状の２つの枠部材からなり、
前記支持体には少なくとも１つの穴部が設けられ、該穴部は前記２つの枠部材を貫通する貫通孔であることを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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板と、
前記振動板を略扁平に支持する支持体とを備え、
前記支持体には、少なくとも１つの穴部が設けられ、前記穴部の内部に前記振動板の一部を有していることを特徴とする音響発生器。
【請求項３】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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板と、
前記振動板を略扁平に支持する支持体とを備え、
該支持体は、一方向に延びる複数の穴部を有し、該複数の穴部のうちの少なくとも１つの前記穴部の口径は、他の前記穴部の口径と異なっていることを特徴とする音響発生器。
【請求項４】
前記穴部は、前記支持体を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項２または３に記載の音響発生器。
【請求項５】
前記支持体は、前記振動板の主面の外周部に設けられ、少なくとも１つの角部を有する枠体であって、前記穴部は、前記枠体の前記角部に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項６】
前記穴部は、前記振動板の主面に直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記穴部は一方向に延びており、前記一方向に直交する方向で切断したときの前記穴部の輪郭が閉曲線であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項８】
前記振動板は、樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項９】
前記励振器は、バイモルフ型の積層型圧電素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
請求項１〜９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１１】
請求項１〜９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、圧電素子を用いた音響発生器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる音響発生器は、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、かかる振動の共振を積極的に利用することで音響を出力するものである。【０００３】
また、かかる音響発生器は、振動板に樹脂フィルムなどの薄膜を用いることができるため、一般的な電磁式スピーカなどに比べて薄型かつ軽量に構成することが可能である。【０００４】
なお、振動板に薄膜を用いる場合、薄膜は、優れた音響変換効率を得られるように、たとえば一対の枠部材によって厚み方向から挟持されることによって均一に張力をかけられた状態で支持されることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２３４３６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、上記した従来の音響発生器は、均一に張力がかけられた振動板の共振を積極的に利用するが故に、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）が生じやすく、良質な音質を得にくいという問題があった。【０００７】
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、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】
【０００８】
実施形態の一態様に係る音響発生器は、励振器と、振動板と、支持体とを備える。前記励振器は、電気信号が入力されて振動する。前記振動板は、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。前記支持体は、前記振動板の外周部を挟み込むように配置された略同一形状の２つの枠部材からなり、前記振動体を略扁平に支持する。また、前記支持体には少なくとも１つの穴部が設けられ、該穴部は前記２つの枠部材を貫通する貫通孔である。
【０００９】
また、実施形態の一態様に係る音響発生装置は、上記の音響発生器と、該音響発生器を収容する筐体とを備えている。【００１０】
また、実施形態の一態様に係る電子機器は、上記の音響発生器と、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している。
【発明の効果】
【００１１】
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】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、基本的な音響発生器の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図２は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ’線断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂに示す角部Ｃ１の拡大図（その１）である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ｂに示す角部Ｃ１の拡大図（その２）である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図３Ｂに示す角部Ｃ２の拡大図（その１）である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、図３Ｂに示す角部Ｃ２の拡大図（その２）である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、「穴部」の軸方向の変形例を示す模式的な断面図である。
【図３Ｈ】図３Ｈ（ａ）は、他の実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図、図３Ｈ（ｂ）は、図３Ｈ（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の変形例に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第２の変形例に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図である。
【図５】図５は、第３の変形例に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図である。
【図６Ａ】図６Ａ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６Ｂ】図６Ｂ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】
【００１３】
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。
【００１４】
まず、実施形態に係る音響発生器１の説明に先立って、基本的な音響発生器１’の概略構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、音響発生器１’の概略構成を示す模式的な平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
【００１５】
なお、説明を分かりやすくするために、図１Ａおよび図１Ｂ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。
【００１６】
また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１個にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１個とその他とは同様の構成であるものとする。
【００１７】
また、図１Ａにおいては、樹脂層７（後述）の図示を省略している。また、説明を分かりやすくするために、図１Ｂは、音響発生器１’を厚み方向（Ｚ軸方向）に大きく誇張して示している。
【００１８】
図１Ａに示すように、音響発生器１’は、枠体２と、振動板３と、圧電素子５とを備える。なお、図１Ａに示すように、以下の説明では、圧電素子５が１個である場合を例示するが、圧電素子５の個数を限定するものではない。
【００１９】
枠体２は、矩形の枠状で同一形状を有する２枚の枠部材によって構成されており、振動板３の主面の外周部（周縁部）を挟み込んで振動板３を支持する支持体として機能する。振動板３は、板状やフィルム状の形状を有しており、その外周部（周縁部）が枠体２に挟み込まれて固定され、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持される。
【００２０】
なお、振動板３のうち枠体２の内周よりも内側の部分、すなわち、振動板３のうち枠体２に挟み込まれておらず自由に振動することができる部分を振動体３ａとする。すなわち、振動体３ａは、枠体２の枠内において略矩形状をなす部分である。
【００２１】
また、振動板３は、樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、厚さ１０〜２００μｍのポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムで振動板３を構成することができる。
【００２２】
また、枠体２を構成する枠部材の厚みや材質などについても、特に限定されるものではなく、金属や樹脂など種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ１００〜５０００μｍのステンレス製のものなどが枠体２を構成する枠部材として好適に用いることができる。
【００２３】
なお、図１Ａには、その内側の領域の形状が略矩形状である枠体２を示しているが、平行四辺形、台形および正ｎ角形といった多角形であってもよい。本実施形態では、図１Ａに示すように、略矩形状であるものとする。
【００２４】
また、上述の説明では、枠体２を積層体として２枚の枠部材によって構成し、かかる２枚の枠部材で振動板３の外周部（周縁部）を挟み込んで支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、枠体２を１枚の枠部材で構成し、かかる枠体２へ振動板３の外周部（周縁部）を接着固定して支持することとしてもよい。また、枠体２を３枚以上の枠部材を積層させて構成してもよい。
【００２５】
圧電素子５は、振動板３（振動体３ａ）の表面に貼り付けられるなどして設けられ、電圧の印加を受けて振動することによって振動板３（振動体３ａ）を励振する励振器である。
【００２６】
かかる圧電素子５は、図１Ｂに示すように、たとえば、４層のセラミックスからなる圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、３層の内部電極層５ｅが交互に積層された積層体と、かかる積層体の上面および下面に形成された表面電極層５ｆ、５ｇと、内部電極層５ｅが露出した側面に形成された外部電極５ｈ、５ｊとを備える。また、外部電極５ｈ、５ｊには、リード端子６ａ、６ｂが接続される。
【００２７】
なお、圧電素子５は板状であり、上面側および下面側の主面が長方形状または正方形状といった多角形をなしている。また、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、図１Ｂに矢印で示すように分極されている。すなわち、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが厚み方向（図のＺ軸方向）における一方側と他方側とで逆転するように分極されている。
【００２８】
そして、リード端子６ａ、６ｂを介して圧電素子５に電圧が印加されると、たとえば、ある瞬間において、振動板３（振動体３ａ）に接着された側の圧電体層５ｃ、５ｄは縮み、圧電素子５の上面側の圧電体層５ａ、５ｂは延びるように変形する。よって、圧電素子５に交流信号を与えることにより、圧電素子５が屈曲振動し、振動板３（振動体３ａ）に屈曲振動を与えることができる。
【００２９】
また、圧電素子５は、その主面が、振動板３（振動体３ａ）の主面と、エポキシ系樹脂等の接着剤により接合されている。
【００３０】
なお、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを構成する材料には、チタン酸ジルコン酸鉛（lead  zirconate  titanate）、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、従来から用いられている圧電セラミックスを用いることができる。
【００３１】
また、内部電極層５ｅの材料としては、種々の金属材料を用いることができる。たとえば、銀とパラジウムとからなる金属成分と、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを構成するセラミック成分とを含有した場合、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと内部電極層５ｅとの熱膨張差による応力を低減することができるので、積層不良のない圧電素子５を得ることができる。
【００３２】
また、リード端子６ａ、６ｂは、種々の金属材料を用いて形成することができる。たとえば、銅またはアルミニウムなどの金属箔を樹脂フィルムで挟んだフレキシブル配線を用いてリード端子６ａ、６ｂを構成すると、圧電素子５の低背化を図ることができる。
【００３３】
また、図１Ｂに示すように、音響発生器１’は、枠体２の枠内において圧電素子５および振動板３（振動体３ａ）の表面に被せるように配置されて、振動板３（振動体３ａ）および圧電素子５と一体化された樹脂層７をさらに備える。
【００３４】
樹脂層７は、たとえば、アクリル系樹脂を用いてヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲程度となるように形成されることが好ましい。なお、かかる樹脂層７に圧電素子５を埋設することで適度なダンピング効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、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えることができる。
【００３５】
また、図１Ｂには、樹脂層７が、枠体２と同じ高さとなるように形成された状態を示しているが、圧電素子５が埋設されていればよく、たとえば、樹脂層７が枠体２の高さよりも高くなるように形成されてもよい。
【００３６】
このように、振動板３（振動体３ａ）、圧電素子５および樹脂層７は一体化されており、一体的に振動するいわば複合振動体を構成している。
【００３７】
なお、図１Ｂでは、圧電素子５として、バイモルフ型の積層型圧電素子を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、伸縮する圧電素子５を振動板３（振動体３ａ）に貼り付けたユニモルフ型であっても構わない。
【００３８】
ところで、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、振動板３（振動体３ａ）は、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持されている。このような場合、圧電素子５の振動に誘導された共振に起因するピークやディップ、または歪みが生じるために、特定の周波数において音圧が急激に変化し、音圧の周波数特性が平坦化しづらい。
【００３９】
かかる点を、図２に図示する。図２は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。図１Ａの説明で既に述べたように、振動板３（振動体３ａ）は、枠体２の枠内において均一に張力をかけられた状態で略扁平に支持されている。
【００４０】
しかしながら、このような場合、振動体３ａの共振によって特定の周波数にピークが集中して縮退するため、図２に示すように、周波数領域全体にわたって急峻なピークやディップが散在して生じやすい。
【００４１】
一例として、図２において破線の閉曲線ＰＤで囲んで示した部分に着目する。このようなピークが生じる場合、周波数によって音圧にばらつきが生じることとなるため、良好な音質を得にくくなる。
【００４２】
こうした場合、図２に示すように、ピークＰの高さを下げ（図中の矢印２０１参照）、かつ、ピーク幅を広げ（図中の矢印２０２参照）、ピークＰやディップ（図示略）を小さくするような方策をとることが有効である。
【００４３】
ここで、枠体２に着目する。枠体２は、上述のように、振動体３ａへ均一に張力をかけつつ支持する支持体であるが、振動体３ａが振動する際には、その振動体３ａの共振に誘導されてやはり枠体２自体も振動している。また、枠体２は、振動体３ａに対して反射波を返している。したがって、枠体２は、上述の、一体的に振動する複合振動体の構成要素の一つとみなすことができる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、支持体としての枠体２に対して、少なくとも１つの「穴部」または「溝部」をあえて設けることによってかかる「穴部」または「溝部」の周囲で振動波を乱すことで、枠体２から振動体３ａへ返る反射波を乱すこととした。そして、これにより、共振周波数を部分的に揃わなくさせることで共振モードの縮退を解いて分散させ、ピークＰの高さを下げるとともに、ピーク幅を広げることとした。
【００４５】
以下、実施形態に係る音響発生器１について、具体的に図３Ａ〜図５を用いて順次説明する。まず、図３Ａは、実施形態に係る音響発生器１の構成を示す模式的な平面図である。また、図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ’線断面図である。
【００４６】
なお、図３Ａの模式的な平面図を含め、以下に示す各図面では、説明の便宜上、図１Ａと同様に樹脂層７の図示を省略する場合がある。また、以下では、穴部それぞれに対して「Ｈ＋数値」の符号を付与するが、これらをまとめて総称する場合には、符号を付さずに「」付けで「穴部」と記載する。
【００４７】
図３Ａに示すように、音響発生器１は、図１Ａおよび図１Ｂに示した音響発生器１’に加えて、支持体としての枠体２に「穴部」を備える。かかる「穴部」は、たとえば、図３Ａに示すように、枠体２の角部に穴部Ｈ１〜Ｈ４として設けられる。
【００４８】
このように、枠体２の角部に穴部Ｈ１〜Ｈ４を設けた場合、枠体２を伝播し、角部を形成している枠体２のフレームの両辺からぶつかり合う振動波を、さらにかかる穴部Ｈ１〜Ｈ４の周囲で激しく乱れさせることができる。
【００４９】
その結果、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００５０】
また、「穴部」は、図３Ａの穴部Ｈ１およびＨ４のように、対角線上となる位置（図中の一点鎖線ｄ１参照）に、言い換えればより長い距離をおいて設けられることによって、波長の長い低周波の音圧の共振周波数を部分的に揃わなくすることができる。
【００５１】
これにより、やはり共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００５２】
なお、図３Ａでは、枠体２の４つの角部に穴部Ｈ１〜Ｈ４をそれぞれ１つずつ設ける場合を例示したが、「穴部」の個数を限定するものではない。
【００５３】
ここで、「穴部」は、いわゆる窪みのように浅いものであってもよいし、所定の深さをもって形成される明らかな穴であってもよい。また、支持体としての枠体２は振動板３の外周部を挟み込むように配置された略同一形状の２つの枠部材からなり、これに穴が設けられている場合、図３Ｂに示す穴部Ｈ１のように、２枚の枠部材を貫通する貫通孔として形成されてもよいし、穴部Ｈ２のように非貫通孔として形成されてもよい。
【００５４】
さらに、図３Ｈに示すように、「穴部」に代えて溝部Ｊを設けた構成としてもよい。なお、図３Ｈ（ａ）は、他の実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な平面図、図３Ｈ（ｂ）は、図３Ｈ（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。
【００５５】
「穴部」に代えて、図３Ｈに示すような枠体２の幅方向に延びる溝部Jを設けた場合、「穴部」の効果に加えて以下の効果も奏する。
【００５６】
すなわち、枠体２の幅方向の内側から外側にかけて溝部Ｊが設けられている場合、溝部Ｊの底の部分を支点にして開口部が開閉するように溝部Ｊ自体の形状の変形が生じ、共振周波数を平坦化させることができる。さらに、このような溝部Jを複数配置することで、溝部Jと溝部Ｊとで挟まれた領域も自在に変形しやすくなり、さらに共振周波数を平坦化させることができる。
【００５７】
次に、「穴部」の詳細について説明する。図３Ｃおよび図３Ｄは、図３Ｂに示す角部Ｃ１の拡大図（その１）および（その２）である。また、図３Ｅおよび図３Ｆは、図３Ｂに示す角部Ｃ２の拡大図（その１）および（その２）である。
【００５８】
また、図３Ｇは、「穴部」の軸方向の変形例を示す模式的な断面図である。なお、図３Ｇは、図１ＡのＡ−Ａ’線で切った模式的な断面図であるものとする。
【００５９】
図３Ｃに穴部Ｈ１として示すように、支持体としての枠体２が振動板３の外周部を挟み込むように配置された略同一形状の２枚の枠体２からなる場合において、「穴部」は、２枚の枠体２を貫通する貫通孔として形成されてもよい。かかる場合、上側の枠部材と下側の枠部材の双方において穴部Ｈ１の周囲で振動波を乱すことができるうえ、振動に応じて穴部Ｈ１内部の空洞でも振動波を形成して、枠体２から振動体３ａへの反射波をさらに乱すことができる。
【００６０】
その結果、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００６１】
また、穴部Ｈ１は貫通孔であるが故に、その周囲の枠体２は変形しやすい。このため、音圧が高い場合には、枠体２が穴部Ｈ１の周囲で変形することによって貫通孔自体の形状を変形させる。
【００６２】
したがって、さらに共振周波数を部分的に揃わなくさせることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００６３】
なお、枠体２にドリル等で貫通孔を設けて穴部Ｈ１を形成した後、振動板３を枠体２に貼り付けることで、穴部Ｈ１内部に振動板３の一部ｒｅを設けることができる。さらに、枠体２の貫通孔よりも径の小さいドリル等で穴部Ｈ１内部の振動板３に貫通孔を設けることで、穴部Ｈ１内部に貫通孔を設けた振動板３の一部ｒｅを形成することができる。
【００６４】
また、図３Ｃに示すように、振動板３の周縁部を挟み込む２枚の枠体２をドリル等で貫通孔を設けて穴部Ｈ１を形成して、穴部Ｈ１内部に振動板３の一部ｒｅを形成することができる（図中の破線の閉曲線で囲まれた部分参照）。
【００６５】
そして、このように振動板３の一部ｒｅを穴部Ｈ１の内部に設けることによっても、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができる。これは、振動板３の一部ｒｅを内部に設けた穴部Ｈ１に振動波が伝播した場合、かかる伝播によって振動板３の一部ｒｅが自在に変形して振動波を減衰する役割を果たすためである。
【００６６】
これにより、穴部Ｈ１の周囲を伝播する振動波が小さくなる現象が生じるため、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができる。したがって、枠体２から振動体３ａへの反射波も乱すことができることから、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００６７】
なお、図３Ｃでは穴部Ｈ１内部に設けた振動板３には貫通孔が設けられているが、必ずしも貫通孔はなくてもよい。
【００６８】
また、図３Ｄに示すように、穴部Ｈ１は、ずれＴを有する貫通孔であってもよい。たとえば、図３Ｄではやや誇張して図示しているが、２枚の枠体２に対してＺ軸方向からドリル等を用いて貫通孔を形成する場合、かかるドリル等によって加わる力によって公差の範囲でずれＴが生じうる。
【００６９】
そして、かかるずれＴによって継ぎ目が露わであれば、穴部Ｈ１は、もともと貫通孔であることによってその内部の空洞に振動波を形成するのに加えて、さらに継ぎ目によって空洞内の振動を乱すことができる。
【００７０】
その結果、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。すなわち、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００７１】
なお、ずれＴをほとんど生じることなく穴部Ｈ１が形成されていても、２枚の枠体２による継ぎ目自体は存在するので、やはり共振周波数を部分的に揃わなくさせる効果は得ることができる。
【００７２】
さらに、穴部Ｈ１を形成した後、穴部Ｈ１にねじやボルトを挿入して音響発生器を固定する場合、ねじと穴部Ｈ１との間に隙間を設けることで、隙間自身が穴部Ｈ１と同じ効果を生じさせることができる。
【００７３】
枠体２をねじやボルトで筐体に固定すると、枠体２の中で最も固定された穴部Ｈ１付近に振動は集中する。こことき、ねじと穴部Ｈ１との間に隙間を設けることで、集中した振動を隙間の空間内で共振させ、振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、共振周波数の音圧を低減させることができ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。
【００７４】
また、つづいて図３Ｅに穴部Ｈ２として示すように、「穴部」は非貫通孔であってもよい。このように非貫通孔であっても、穴部Ｈ２はその周囲で振動波を乱すことができるので、枠体２から振動体３ａへの反射波もまた乱すことができ、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができる。すなわち、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００７５】
また、「穴部」を非貫通孔として形成する場合、図３Ｆに穴部Ｈ２およびＨ５として示すように、たとえば、２枚の枠体２のそれぞれの主面から穴の方向が互いに向き合うように形成することとしてもよい。
【００７６】
かかる場合、穴部Ｈ２およびＨ５によって枠体２を薄肉化することができるので、枠体２を変形しやすくすることができ、さらに振動波を乱して共振周波数を部分的に揃わなくさせるのに資することができる。
【００７７】
また、図３Ｆに示すように、このとき、穴部Ｈ２およびＨ５の底部が異なる形状となるようにしてもよい。これは、たとえば、図３Ｆの穴部Ｈ２の形成にはドリルを用い、穴部Ｈ５の形成にはエンドミルを用いることによって、それぞれの底部の形状に差異をつけることができる。
【００７８】
このように、「穴部」それぞれの形状に差異をつけることによって、「穴部」を含めた複合振動体全体の形状に非対称性をもたせることができるので、振動波を乱し、共振周波数を部分的に揃わなくさせるのに資することができる。
【００７９】
なお、図３Ｆでは、穴部Ｈ２およびＨ５が互いに向き合うように形成される場合を例示しているが、互いに向き合わない場合であっても共振周波数を部分的に揃わなくさせる効果を得られることは言うまでもない。
【００８０】
上述の効果は、穴部に代えて溝部とした場合であっても同様に得られる効果である。
【００８１】
ところで、これまでに挙げた例では、「穴部」が振動板３の主面に直交する方向に延びている（図中のＺ軸方向参照）場合について説明してきたが、かかる場合、次のような効果を得ることができる。
【００８２】
すなわち、かかる場合、音響発生器１の発生させる音声の伝播方向と「穴部」の軸方向とが一致するので、「穴部」の内部に音声信号に誘導された振動波が入り込んで「穴部」を振動させやすくなる。
【００８３】
したがって、「穴部」の周囲では、伝播される振動波が乱されやすくなり、これにともなって共振周波数を部分的に揃わなくさせることができる。すなわち、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【００８４】
なお、「穴部」の軸方向は、無論これに限られない。すなわち、図３Ｇに穴部Ｈ６およびＨ７として示すように、振動板３の平面方向（図中のＸＹ平面方向参照）に沿って形成されてもよい。
【００８５】
また、このとき、穴部Ｈ６のように貫通孔として形成されてもよいし、穴部Ｈ７のように非貫通孔として形成されてもよい。
【００８６】
また、図示しないが、「穴部」の延びている方向（軸方向）が、図中のＸＹＺの各軸に沿わなくともよい。たとえば、ＸＹＺの各軸に対して斜め方向であってもよい。また、軸方向自体が、中途でその向きを変えていてもよい。
【００８７】
さらに、穴部に代えて溝部としてもよい。
【００８８】
ところで、これまでは、枠体２の４つの角部に１つずつ「穴部」が設けられる場合や、平面視した場合の「穴部」の輪郭が略真円状である場合を例に挙げて説明してきた（たとえば、図３Ａ参照）。
【００８９】
しかし、「穴部」の個数や形状は、これまでの例に限られるものではない。そこで、それ以外の変形例について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、第１の変形例に係る音響発生器１ＡＡの構成を示す模式的な平面図であり、図４Ｂは、第２の変形例に係る音響発生器１ＡＢの構成を示す模式的な平面図である。
【００９０】
図４Ａに示すように、第１の変形例に係る音響発生器１ＡＡは、上述した実施形態に係る音響発生器１（図３Ａ参照）に加えて、さらに穴部Ｈ８を備える。
【００９１】
かかる穴部Ｈ８は、図４Ａに示すように、枠体２の角部ではない部位に設けられる。たとえば、図４Ａでは、穴部Ｈ８は、枠体２の長辺側のフレームの略中央部に設けられているが、枠体２の角部でない任意の部位であればよい。
【００９２】
このように穴部Ｈ８を設けることで、複合振動体としての対称性を低下させることができる。したがって、共振周波数を部分的に揃わなくさせるのに資することができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得やすくすることができる。
【００９３】
また、枠体２の角部にのみ穴部Ｈ１〜Ｈ４を設ける場合と比べて、穴部Ｈ８があることによって位置決めをしやすくすることができる。すなわち、音響発生器１ＡＡの取り付けをしやすくすることができる。
【００９４】
また、支持体としての枠体２は一方向に延びる複数の穴部を有し、複数の穴部のうちの少なくとも１つの穴部の口径は、他の穴部の口径と異なっていてもよい。具体的には、図４Ａに示すように、穴部Ｈ８は、例えば角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４と同じ深さである場合に、角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４とは口径に差異をつけて設けられてよい。これにより、穴部Ｈ８の固有の振動数を、穴部Ｈ１〜Ｈ４とは異なったものにすることができるので、共振周波数を部分的に揃わなくさせやすくすることができる。すなわち、やはり共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得やすくすることができる。
【００９５】
なお、図示しないが、穴部Ｈ８は、例えば角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４と同じ口径である場合に、角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４とは深さに差異をつけて設けられてよい。また、図示しないが、角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４のうちのいずれか（例えば穴部Ｈ１）が他の穴部（例えば穴部Ｈ２〜Ｈ４）と同じ深さであって異なる口径であってもよい。また、角部の穴部Ｈ１〜Ｈ４のうちのいずれか（例えば穴部Ｈ１）が他の穴部（例えば穴部Ｈ２〜Ｈ４）と同じ口径であって異なる深さであってもよい。
【００９６】
複数の穴部を設ける場合において、深さのみあるいは口径のみを異なる形状にすることで、穴部の容積に起因した固有振動を不揃いにすることができるので、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得やすくすることができる。また、穴部の容積に起因した固有振動を不揃いにするためには、深さや口径の比は整数倍にならないようにすることで、高調波成分の発生を抑止することができるので、良好な音圧の周波数特性を得やすくすることができる。
【００９７】
上述の効果は、複数の穴部に代えて複数の溝部とした場合であっても、幅、深さ、長さ、形状などを異ならせた場合に同様に得られる効果である。
【００９８】
また、つづいて図４Ｂに示す第２の変形例に係る音響発生器１ＡＢのように、「穴部」は平面視した場合に、その輪郭が略真円状でなくともよい。たとえば、音響発生器１ＡＢは、平面視した場合の輪郭が略楕円状である穴部Ｈ２’およびＨ３’を備える。
【００９９】
このように、穴部は一方向に延びており、略真円状および略楕円状を含め、一方向に直交する方向で切断したときの穴部の輪郭が閉曲線をなすように「穴部」を形成した場合、「穴部」の開口部が、「穴部」の周囲を伝播する振動波に応じて自在に変形しやすくなるので、共振周波数を部分的に揃わなくさせやすくすることができる。すなわち、かかる場合も、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得やすくすることができる。
【０１００】
なお、ここに言う「穴部」を平面視した場合とは、「穴部」を軸方向に対して横断面視した場合に含まれるため、「穴部」は、横断面視した場合の輪郭の形状が閉曲線をなすように形成されると言い換えてもよい。
【０１０１】
また、これまでは、枠体２が矩形の枠状であるとともに、その内側の領域の形状が略矩形状である場合を例に挙げ、正ｎ角形といった多角形であってもよいこととしたが、音響発生器の搭載される箇所や求められるデザイン性に応じた形状をなしていてもよい。
【０１０２】
かかる変形例について図５を用いて説明する。図５は、第３の変形例に係る音響発生器１ＡＣの構成を示す模式的な平面図である。
【０１０３】
図５に示すように、枠体２は、その内側の領域の形状が、角部にＲを付けられて形成されていてもよい。また、枠体２の外周は、角部が外側に突出するように設けられ、穴部Ｈ９は、かかる突出した角部に形成されてもよい。
【０１０４】
このように、枠体２が、搭載される箇所や求められるデザイン性に応じた特異な形状をなしている場合であっても、枠体２にこれまでの説明と同様に「穴部」を設けることによって、共振周波数を部分的に揃わなくさせることができる。すなわち、共振点の音圧のピークＰをばらつかせ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【０１０５】
次に、これまで説明してきた実施形態に係る音響発生器１を搭載した音響発生装置および電子機器について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ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６Ｂは、実施形態に係る電子機器５０の構成を示す図である。なお、両図には、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。
【０１０６】
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６Ａ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、たとえば低周波数帯域における音圧を高めることができる。
【０１０７】
また、音響発生器１は、種々の電子機器５０に搭載することができる。たとえば、次に示す図６Ｂ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ものとする。
【０１０８】
図６Ｂ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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
なお、図６Ｂ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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
ところで、図６Ｂ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。
【０１１６】
また、図６Ａおよび図６Ｂに示した音響発生器１に代わり、図４Ａ、図４Ｂおよび図５において示した音響発生器１ＡＡ、１ＡＢおよび１ＡＣを搭載できることは言うまでもない。
【０１１７】
上述してきたように、実施形態に係る音響発生器は、励振器（圧電素子）と、振動体と、支持体（枠体）とを備える。上記励振器は、電気信号が入力されて振動する。上記振動体は、上記励振器が取り付けられており、かかる励振器の振動によってこの励振器とともに振動する。上記支持体は、上記振動体を略扁平に支持する。また、上記支持体には、少なくとも１つの穴部が設けられる。
【０１１８】
したがって、実施形態に係る音響発生器によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
【０１１９】
なお、上述した実施形態では、振動体の一方の主面に圧電素子を設けた場合を主に例示して説明を行ったが、これに限られるものではなく、振動体の両面に圧電素子が設けられてもよい。
【０１２０】
また、上述した実施形態では、枠体の内側の領域の形状が略矩形状である場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、円形や楕円形であってもよい。
【０１２１】
また、上述した実施形態では、枠体の枠内において圧電素子および振動体を覆ってしまうように樹脂層を形成する場合を例に挙げたが、かかる樹脂層を必ずしも形成しなくともよい。
【０１２２】
また、上述した実施形態では、樹脂フィルムなどの薄膜で振動板を構成する場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、板状の部材で構成することとしてもよい。
【０１２３】
また、上述した実施形態では、振動体を支持する支持体が枠体であり、振動体の周縁を支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、振動体の長手方向あるいは短手方向の両端のみを支持することとしてもよい。
【０１２４】
また、上述した実施形態では、励振器が圧電素子である場合を例に挙げて説明したが、励振器としては、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よい。
【０１２５】
たとえば、スピーカを振動させる励振器としてよく知られた、動電型の励振器や、静電型の励振器や、電磁型の励振器であっても構わない。
【０１２６】
なお、動電型の励振器は、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、静電型の励振器は、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、電磁型の励振器は、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。
【０１２７】
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、添付の特許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】
【０１２８】
１、１’、１ＡＡ、１ＡＢ、１ＡＣ  音響発生器
２    枠体
３    振動板
３ａ  振動体
５    圧電素子
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  圧電体層
５ｅ  内部電極層
５ｆ、５ｇ  表面電極層
５ｈ、５ｊ  外部電極
６ａ、６ｂ  リード端子
７    樹脂層
２０    音響発生装置
３０、４０  筐体
５０    電子機器
５０ａ  コントローラ
５０ｂ  送受信部
５０ｃ  キー入力部
５０ｄ  マイク入力部
５０ｅ  表示部
５０ｆ  アンテナ
６０    電子回路
Ｃ１、Ｃ２  角部
Ｈ１〜Ｈ９  穴部
Ｊ  溝部
Ｐ    ピーク
Ｔ    ずれ
ｒｅ  振動板の一
【図１Ａ】
0005952426.tif 000002
【図１Ｂ】
0005952426.tif 000003
【図２】
0005952426.tif 000004
【図３Ａ】
0005952426.tif 000005
【図３Ｂ】
0005952426.tif 000006
【図３Ｃ】
0005952426.tif 000007
【図３Ｄ】
0005952426.tif 000008
【図３Ｅ】
0005952426.tif 000009
【図３Ｆ】
0005952426.tif 000010
【図３Ｇ】
0005952426.tif 000011
【図３Ｈ】
0005952426.tif 000012
【図４Ａ】
0005952426.tif 000013
【図４Ｂ】
0005952426.tif 000014
【図５】
0005952426.tif 000015
【図６Ａ】
0005952426.tif 000016
【図６Ｂ】
0005952426.tif 000017