(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
振動板と、
前記振動板の上に配置された圧電素子と、
前記フレームと前記振動板とに接続され、前記振動板がリニアに振幅可能となるように前記振動板を支持するダンパと、
前記振動板と前記ダンパと前記フレームとの間の空隙を埋めるように形成されたエッジとを備え、
前記ダンパが電極を兼ねることを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項２】
フレームと、
複数の振動板と、
前記複数の振動板の上に配置された少なくとも１つの圧電素子と、
前記フレームと前記複数の振動板とに接続され、前記複数の振動板のそれぞれがリニアに振幅可能となるように前記複数の振動板を支持する複数のダンパと、
前記複数の振動板と前記フレームとの間の空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジとを備え、
前記ダンパが電極を兼ねることを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの圧電素子は、第１の圧電素子と複数の第２の圧電素子とを含み、前記第１の圧電素子は、前記複数の振動板に振動を伝達し、前記複数の第２の圧電素子のそれぞれは、前記複数の振動板のうち対応する１つに振動を伝達する、請求項２に記載の圧電スピーカ。
【請求項４】
前記複数の振動板の少なくとも一部の面には樹脂が形成されている、請求項２に記載の圧電スピーカ。
【請求項５】
前記樹脂と、前記エッジを形成するために使用される樹脂とには共通の樹脂が使用される、請求項４に記載の圧電スピーカ。
【請求項６】
前記複数のダンパは、異なる物理特性を有する複数の部分を含む、請求項２に記載の圧電スピーカ。
【請求項７】
前記エッジは、異なる物理特性を有する複数の部分を含む、請求項２に記載の圧電スピーカ。
【請求項８】
前記複数の振動板は、互いに異なる重量を有する、請求項２に記載の圧電スピーカ。
【請求項９】
前記複数の振動板には、互いに異なる厚さの樹脂が形成されている、請求項８に記載の圧電スピーカ。
【請求項１０】
前記複数の振動板は、互いに異なる厚さを有している、請求項８に記載の圧電スピーカ。
【請求項１１】
複数の圧電スピーカを備えたスピーカシステムであって、
前記複数の圧電スピーカのそれぞれは、請求項１ないし１０のいずれかに記載の圧電スピーカである、スピーカシステム。
【請求項１２】
前記複数の圧電スピーカは、ピークディップを互いに補完しあうように異なる音響特性を有している、請求項１１に記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響機器などに用いられる圧電スピーカ、その製造方法およびスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電スピーカの音響再生機構は、面共振に基づいている。しかし、従来の圧電スピーカは、振動板の周辺部分がフレームに固着された構造を有しているため、振動板の周辺部分に近づくほど振動板の振幅が大きく減少する。その結果、振動板の周辺部分では、空気に伝達できる振動エネルギーが大きく減少してしまうこととなる。このような振動板の挙動は、太鼓の振動面の挙動と同じである。
【０００３】
このような理由から、従来の圧電スピーカでは、小振幅で再生可能な高い周波数領域（高域）では高い音圧が得られるのに対し、おおよそ１ｋＨｚ以下の周波数帯域（低域）では十分に高い音圧が得られないという問題点があった。
【０００４】
このため、従来の圧電スピーカの用途は、高域のみを担当するツイーターや、電話機のレシーバー用のスピーカなどに限定されていた。
【０００５】
図２２は、振動板を樹脂発泡体で挟み込んだ構造を有する従来の圧電スピーカ２２０の構造を示す。圧電スピーカ２２０は、金属振動板２２４と、金属振動板２２４の上に形成された圧電素子２２３と、金属振動板２２４の周辺部分を固定する樹脂発泡体２２２とを含んでいる。
【０００６】
樹脂発泡体２２２は、柔軟性を有する部材である。樹脂発泡体２２２は、金属振動板２２４を挟み込むように設けられている。
【０００７】
圧電スピーカ２２０は、金属振動板２２４の振幅を大きくする目的で設けられている樹脂発泡体２２２自身が金属振動板２２４の周辺部分を固定する支持部材を兼ねているという相反した構造を有している。実際には、樹脂発泡体２２２の役割は、金属振動板２２４の周辺部分を固定するということに比重が置かれていることが多い。このため、十分なコンプライアンスが得られることがない。
【０００８】
圧電スピーカ２２０における振動板の挙動も、太鼓の振動面の挙動と同じ程度にすぎない。従って、低い周波数帯域の音を再生することが困難であるという問題点は、振動板の周辺部分がフレームに固着された構造を有する従来の圧電スピーカと同じである。さらに、圧電スピーカ２２０は、樹脂発泡体の厚さとそれらを挟み込むフレームの厚さ分だけ圧電スピーカの厚さが増大してしまうため、薄型タイプの圧電スピーカを実現することが困難であるというデメリットをかかえている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の圧電スピーカでは、振動板の周辺部分がフレームまたは樹脂発泡体に固定されているため、低い周波数帯域の音を再生することが困難であるという問題点があった。さらに、従来の圧電スピーカでは、特定の周波数において強い共振モードが発生するため、音圧差の大きいピークディップが広い周波数帯域にわたって音響特性に現れてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、より低い周波数帯域の音を再生することが可能な圧電スピーカ、その製造方法およびスピーカシステムを提供することを目的とする。また、本発明は、音圧差の大きいピークディップが音響特性に現れることを抑制する圧電スピーカ、その製造方法およびスピーカシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電スピーカは、フレームと、振動板と、前記振動板の上に配置された圧電素子と、前記フレームと前記振動板とに接続され、前記振動板がリニアに振幅可能となるように前記振動板を支持するダンパと、前記振動板と前記フレームとの間の空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジとを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１２】
本発明の他の圧電スピーカは、フレームと、複数の振動板と、前記複数の振動板の上に配置された少なくとも１つの圧電素子と、前記フレームと前記複数の振動板とに接続され、前記複数の振動板のそれぞれがリニアに振幅可能となるように前記複数の振動板を支持する複数のダンパと、前記複数の振動板と前記フレームとの間の空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジとを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１３】
前記少なくとも１つの圧電素子は、第１の圧電素子と複数の第２の圧電素子とを含み、前記第１の圧電素子は、前記複数の振動板に振動を伝達し、前記複数の第２の圧電素子のそれぞれは、前記複数の振動板のうち対応する１つに振動を伝達してもよい。
【００１４】
前記複数の振動板の少なくとも一部の面には樹脂が形成されていてもよい。
【００１５】
前記樹脂と、前記エッジを形成するために使用される樹脂とには共通の樹脂が使用されてもよい。
【００１６】
前記複数のダンパは、異なる物理特性を有する複数の部分を含んでいてもよい。
【００１７】
前記エッジは、異なる物理特性を有する複数の部分を含んでいてもよい。
【００１８】
前記複数の振動板は、互いに異なる重量を有していてもよい。
【００１９】
前記複数の振動板には、互いに異なる厚さの樹脂が形成されていてもよい。
【００２０】
前記複数の振動板は、互いに異なる厚さを有していてもよい。
【００２１】
本発明の圧電スピーカの製造方法は、板を加工することにより、フレームと、複数の振動板と、前記フレームと前記複数の振動板とに接続され、前記複数の振動板のそれぞれがリニアに振幅可能となるように前記複数の振動板を支持する複数のダンパとを形成する工程と、前記複数の振動板の上に少なくとも１つの圧電素子を配置する工程と、前記複数の振動板と前記フレームとの間の空隙から空気が漏れることを防止するエッジを形成する工程とを包含しており、これにより、上記目的が達成される。
【００２２】
前記エッジは、前記複数の振動板にシートを貼付することによって形成されてもよい。
【００２３】
前記シートは、弾性を有するゴムの薄膜フィルムであってもよい。
【００２４】
前記シートは、弾性を有する織布または不織布にゴム弾性を有する樹脂を含浸またはコートして目止めを行ったものであってもよい。
【００２５】
前記エッジは、液状の高分子樹脂の表面張力による毛細管現象を利用して、前記複数の振動板と前記フレームとの間の前記空隙に前記高分子樹脂を保持することによって形成されてもよい。
【００２６】
前記高分子樹脂は、溶剤揮発硬化型、二液以上の混合反応硬化型および低温反応型のいずれかの樹脂であってもよい。
【００２７】
前記高分子樹脂は、ディッピング法またはスピンコート法を用いて前記空隙に保持されてもよい。
【００２８】
前記方法は、前記エッジを形成する工程の前に、前記複数の振動板と前記高分子樹脂との接着性を向上させる工程をさらに包含してもよい。
【００２９】
前記方法は、前記少なくとも１つの圧電素子を電気的に接続する工程をさらに包含してもよい。
【００３０】
本発明のスピーカシステムは、複数の圧電スピーカを備えたスピーカシステムであって、前記複数の圧電スピーカのそれぞれは、上述した圧電スピーカである。これにより、上記目的が達成される。
【００３１】
前記複数の圧電スピーカは、ピークディップを互いに補完しあうように異なる音響特性を有していてもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
１．圧電スピーカの構造
図１は、本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ａの構造を示す。
【００３４】
圧電スピーカ１ａは、アウタフレーム２ａと、インナフレーム２ｂと、振動板４ａ〜４ｄと、振動板４ａ〜４ｄに振動を伝達する圧電素子３とを有している。
【００３５】
振動板４ａは、ダンパ５ａ、５ｂを介してインナフレーム２ｂに接続されている。同様に、振動板４ｂは、ダンパ５ｃ、５ｄを介してインナフレーム２ｂに接続されており、振動板４ｃは、ダンパ５ｅ、５ｆを介してインナフレーム２ｂに接続されており、振動板４ｄは、ダンパ５ｇ、５ｈを介してインナフレーム２ｂに接続されている。
【００３６】
インナフレーム２ｂは、ダンパ６ａ〜６ｂを介してアウタフレーム２ａに接続されている。アウタフレーム２ａは、圧電スピーカ１ａの固定部材（図示せず）に固定されている。
【００３７】
ダンパ５ａ〜５ｈおよびダンパ６ａ〜６ｄは、それらの形状から「蝶ダンパ」と呼ばれる。
【００３８】
ダンパ５ａ、５ｂは、振動板４ａがリニアに振幅可能となるように振動板４ａを支持する。ここで、本明細書では、「振動板４ａがリニアに振幅可能」とは、「振動板４ａの面と基準面とが実質的に平行な状態を保ちつつ、かつ、振動板４ａがその基準面に対して実質的に垂直な方向に振動する」ことをいうと定義する。同一の定義が振動板４ｂ〜４ｃおよび本発明の圧電スピーカの他の振動板についてもあてはまる。例えば、アウタフレーム２ａが図１の紙面と同一の面（基準面）に固定されていると仮定する。この場合、振動板４ａは、振動板４ａの面と図１の紙面とが実質的に平行な状態を保ちつつ、かつ、振動板４ａが図１の紙面に対して実質的に垂直な方向に振動するように支持される。
【００３９】
同様に、ダンパ５ｃ、５ｄは、振動板４ｂがリニアに振幅可能となるように振動板４ｂを支持し、ダンパ５ｅ、５ｆは、振動板４ｃがリニアに振幅可能となるように振動板４ｃを支持し、ダンパ５ｇ、５ｈは、振動板４ｄがリニアに振幅可能となるように振動板４ｄを支持する。
【００４０】
ダンパ６ａ〜６ｄは、振動板４ａ〜４ｄが同時にリニアに振幅可能となるように振動板４ａ〜４ｄを支持する。
【００４１】
圧電スピーカ１ａは、振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジ７ａと、インナフレーム２ｂとアウタフレーム２ａとの空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジ７ｂとをさらに有している。振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの空隙やインナフレーム２ｂとアウタフレーム２ａとの空隙から空気が漏れてしまうと、振動板４ａ〜４ｄの前後に生じた逆位相の音が相互に干渉することにより、音圧が低下する。エッジ７ａ、７ｂは、このような空気漏れを防止することにより、特性劣化が顕著な低周波数帯域における音圧の低下を防止するように形成されている。その結果、圧電スピーカ１ａによれば、従来の圧電スピーカに比較して、より低い周波数帯域の音を再生することが可能になる。
【００４２】
さらに、エッジ７ａ、７ｂは、振動板４ａ〜４ｄを支持する支持部材の一部として機能する。エッジ７ａ、７ｂによって振動板４ａ〜４ｄの周囲を支持することにより、振動板４ａ〜４ｄの振幅運動が容易になる。もし、エッジ７ａ、７ｂが振動板４ａ〜４ｄの支持部材として機能せず、ダンパ５ａ〜５ｈ、６ａ〜６ｄのみが振動板４ａ〜４ｄの支持部材として機能する場合には、振動板４ａ〜４ｄは、特定の周波数帯域において適当な方向に暴れやすくなる。その結果、不要共振が生じやすくなる。
【００４３】
図２Ａは、圧電素子３が配置された振動板４ａ〜４ｄの面と反対側の面にシート８を貼付することによってエッジ７ａ、７ｂを形成した例を示す。
【００４４】
シート８の材料としては、通気性がなく、かつ、弾力性を有している材料が好ましい。シート８は、例えば、弾性を有するゴムの薄膜フィルムである。あるいは、シート８は、弾性を有する織布または不織布にゴム弾性を有する樹脂を含浸またはコートして目止めを行ったものであってもよい。
【００４５】
弾性を有するゴムの薄膜フィルムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのゴム、または、それらの変成体の材料からなるゴム系高分子樹脂フィルムを使用することができる。
【００４６】
織布または不織布の素材としては、例えば、ポリウレタン繊維を使用することができる。
【００４７】
さらに、シート８の材料として内部損失の高い弾性高分子素材を用いることにより、振動板４ａ〜４ｄの不要共振を抑制することが可能になる。
【００４８】
図２Ｂは、シート８を用いる代わりに、振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの空隙を樹脂で埋めることによってエッジ７ａを形成した例を示す。エッジ７ｂも同様の方法によって形成され得る。
【００４９】
例えば、エッジ７ａは、金属板をエッチング加工または打ち抜き加工することにより、振動板４ａ〜４ｄ、ダンパ５ａ〜５ｈおよびインナフレーム２ｂを形成した後、その金属板に硬化後柔軟性（ゴム弾性）を有する高分子樹脂の溶液を塗布することによって形成される。硬化した高分子樹脂９は、図２Ｂに示されるように、振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの空隙に保持される。
【００５０】
エッジ７ａを形成する方法としては、液状の高分子樹脂の表面張力による毛細管現象を利用して、その高分子樹脂を空隙に保持する任意の方法を使用することができる。例えば、ディッピング、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗工などのいずれの方法によってもエッジ７ａを形成することが可能である。従って、エッジ７ａを形成する方法の選択の自由度が高いという利点がある。
【００５１】
なお、高分子樹脂９は、空気のシーリングだけでなく、ダンパ５ａ〜５ｈや振動板４ａ〜４ｄの不要共振を除去する目的で使用される。従って、高分子樹脂９は、内部損失が高く、かつ、硬化後もある程度の柔軟性を有する素材であることが好ましい。低い周波数帯域の音声の再生を重視したスピーカを設計するためには、例えば、高分子樹脂９の弾性率は、５．０×１０4（Ｎ／ｃｍ2）以下であることが望ましい。その理由は、高分子樹脂９の弾性率が５．０×１０4（Ｎ／ｃｍ2）より高い場合には、振動板４ａ〜４ｄの振幅が得られ難くなり、最低共振周波数（ｆ0）が高い周波数帯域にシフトしてしまうからである。また、高分子樹脂９の内部損失は、０．０５以上あることが望ましい。その理由は、高分子樹脂９の内部損失が０．０５より小さい場合には、尖鋭度の高いピークディップを生じた特性が音響特性に現れやすくなり、音圧の平坦性が損なわれやすくなるからである。
【００５２】
また、高分子樹脂９は、常温にて使用することが可能な素材であることが望ましい。具体的には、１００℃以下で使用することが可能な素材であることが望ましい。その理由は、エッジを形成する工程は、圧電素子を形成する工程より後であるため、硬化温度によって圧電素子が脱分極してしまうことを防止するためである。なお、高分子樹脂９としては、硬化条件の異なる様々なタイプの樹脂を使用することができる。例えば、高分子樹脂９として、溶剤揮発硬化型、二液以上の混合反応硬化型、または、低温反応型の樹脂を使用することが可能である。
【００５３】
このように、圧電スピーカ１ａにおいては、振動板４ａ〜４ｄとダンパ５ａ〜５ｈ、６ａ〜６ｄとエッジ７ａ、７ｂとは同一平面上に形成される。これにより、圧電スピーカ１ａの厚味を小さくすることができる。その結果、薄型タイプの圧電スピーカを実現することが可能になる。
【００５４】
樹脂を用いてエッジを形成する方法（図２Ｂ）によれば、シートを用いてエッジを形成する方法（図２Ａ）に比較して、シートの厚さ分だけ、より薄型タイプの圧電スピーカを提供することができる。
【００５５】
また、シートを用いてエッジを形成する方法（図２Ａ）および樹脂を用いてエッジを形成する方法（図２Ｂ）のいずれの方法においても、内部損失が高く、かつ、ゴム弾性を有する樹脂を振動板４ａ〜４ｄの全面または一部の面に塗布することによって、振動板４ａ〜４ｄの不要共振を効果的に除去することができる。この場合、その樹脂の内部損失は、上述した理由と同様の理由から、０．０５以上あることが望ましい。
【００５６】
特に、樹脂を用いてエッジを形成する方法（図２Ｂ）においては、エッジを形成するために使用される樹脂と、振動板４ａ〜４ｄの全面または一部の面に形成される樹脂とに共通の樹脂を使用することにより、ディッピングやスピンコート法などを用いてこれらの樹脂を塗布する工程を共通化することができる。これにより、圧電スピーカ１ａの製造工程が単純化される。
【００５７】
なお、このような樹脂の素材として耐水性を有する素材を用いることにより、湿度の高い状況や水中での使用などのいわゆる水まわりの使用においても振動板４ａ〜４ｄが腐食しにくい圧電スピーカ１ａを実現することができる。あるいは、樹脂の素材として、耐湿性、耐溶剤性、耐熱性、耐酸化性ガスなどの耐環境性を有する素材を用いてもよい。このように、耐環境性を有する素材の高分子樹脂で振動板４ａ〜４ｄと圧電素子３とを覆うことにより、圧電スピーカ１ａ全体の耐環境性を向上させることができる。
【００５８】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｂ、１ｃの構造を示す。
【００５９】
圧電スピーカ１ｂ、１ｃは、図１に示される振動板４ａ〜４ｄに代えて単一の振動板１４と、振動板１４に振動を伝達する圧電素子１３とを有している。
【００６０】
振動板１４は、ダンパ１６ａ〜１６ｄを介してフレーム１２に接続されている。ダンパ１６ａ〜１６ｄは、振動板１４がリニアに振幅可能となるように振動板１４を支持する。
【００６１】
フレーム１２は、圧電スピーカ１ｂ、１ｃの固定部材（図示せず）に固定されている。
【００６２】
なお、ダンパ１６ａ〜１６ｄが設けられる位置、個数および形状は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるそれらには限定されない。ダンパ１６ａ〜１６ｄは、振動板１４がリニアに振幅可能となるように振動板１４を支持するという機能を達成する限り、任意の位置、個数および形状をとり得る。
【００６３】
圧電スピーカ１ｂ、１ｃは、振動板１４とフレーム１２との空隙から空気が漏れることを防止するように形成されたエッジ１７をさらに有している。エッジ１７の材料および形成方法は、上述したエッジ７ａ、７ｂの材料および形成方法と同様である。従って、ここではその説明を省略する。
【００６４】
図４は、本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｄの構造を示す。
【００６５】
圧電スピーカ１ｄは、図１に示される圧電素子３に代えて圧電素子３ａ〜３ｄを有している。圧電素子３ａ〜３ｄのそれぞれは、振動板４ａ〜４ｄのうち対応する１つの振動板に振動を伝達するように配置されている。
【００６６】
圧電スピーカ１ｄによれば、圧電素子３ａ〜３ｄを同時に駆動することにより、単一の振動板１４を用いる圧電スピーカ１ｂ、１ｃ（図３Ａ、図３Ｂ）に比較して、低い周波数帯域の音圧を向上させ、かつ、音圧差の大きいピークディップが音響特性に現れることを抑制することができる。
【００６７】
低い周波数帯域の音圧を向上させることができる理由は、振動板４ａ〜４ｄのそれぞれにおける低い周波数帯域の微小振幅が合成され、その合成された振幅で振動板４ａ〜４ｄが振動するからである。
【００６８】
また、音圧差の大きいピークディップが音響特性に現れることを抑制することができる理由は、単一の振動板１４を用いる場合に比べて、振動板４ａ〜４ｄのそれぞれの面積が小さいため、振動板４ａ〜４ｄのそれぞれがたわみにくいからである。振動板４ａ〜４ｄのたわみが小さいと、振動板４ａ〜４ｄに共振モードが生じても音圧差が大きいピークディップは現れにくい。さらに、振動板４ａ〜４ｄのそれぞれがよりリニアに振幅可能となるようになる。その結果、従来の圧電スピーカにおいて生じていた共振運動が生じにくくなる。
【００６９】
図５は、本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｅの構造を示す。
【００７０】
圧電スピーカ１ｅは、図１に示される圧電素子３に代えて圧電素子３ｅ〜３ｉを有している。圧電素子３ｅは、振動板４ａ〜４ｄに振動を伝達するように配置されている。圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれは、振動板４ａ〜４ｄのうち対応する１つの振動板に振動を伝達するように配置されている。
【００７１】
このように、圧電素子３ｅを低域再生を補う圧電素子として、圧電素子３ｆ〜３ｉを中高域再生を補う圧電素子として使用することにより、圧電スピーカ１ｅの構造を擬似的に２ウェイスピーカの構造とすることができる。その結果、広い周波数帯域において音圧の平坦性を向上させることができる。
【００７２】
なお、圧電スピーカ１ｅに使用されるエッジ材料の内部損失は、０．１５であり、かつ、エッジ材料の弾性率は１．０×１０4（Ｎ／ｃｍ2）である。
【００７３】
なお、本発明の圧電スピーカの圧電素子に１００Ｈｚ以下の電圧信号を印加することにより、圧電スピーカをバイブレーション機能を有するバイブレータとして使用することもできる。このようなバイブレータは、例えば、携帯電話の振動着信機能を実現するために使用され得る。
【００７４】
２．圧電スピーカの音響特性
以下、樹脂発泡体で金属板を挟んだ構造を有する従来の圧電スピーカ（図２２）と対比して、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）および圧電スピーカ１ｅ（図５）の音響特性を説明する。
【００７５】
図６は、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）のＪＩＳ箱における音響特性を示す。図７は、本発明の圧電スピーカ１ｅ（図５）のＪＩＳ箱における音響特性を示す。図８は、従来の圧電スピーカ（図２２）のＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【００７６】
なお、これらの音響特性の測定において、圧電スピーカ１ａ（図１）、圧電スピーカ１ｅ（図５）、従来の圧電スピーカ（図２２）に印加されている電圧は、それぞれ、２Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【００７７】
図６と図８とを対比することにより、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）によれば、従来の圧電スピーカ（図２２）に比較して、最低共振周波数が低いことが分かる。これにより、より低い周波数帯域の音を再生することが可能になる。
【００７８】
表１に示されるように、従来の圧電スピーカ（図２２）の最低共振周波数は、３００Ｈｚであるのに対し、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）の最低共振周波数は、１３０Ｈｚである。
【００７９】
【表１】
0004163377.tif 000002
【００８０】
また、図８に示されるように、従来の圧電スピーカ（図２２）では、周波数帯域が低くなるにつれて音圧が低下していることが分かる。これは、従来の圧電スピーカ（図２２）の構造上、低い周波数帯域の音を再生することが困難であることを証明するものである。
【００８１】
図６と図７とを対比することにより、本発明の圧電スピーカ１ｅ（図５）によれば、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）に比較して、２ｋＨｚ〜５ｋＨｚの周波数帯域（中域）においてディップの音圧が上昇していることが分かる。これは、圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれを振動板４ａ〜４ｄのうち対応する１つに貼付することの効果である。このように、圧電スピーカ１ｅ（図５）の構造を擬似的に２ウェイスピーカの構造とすることにより、中域においてディップが補完されている。その結果、中域における音圧の平坦性が向上している。
【００８２】
また、本発明の圧電スピーカ１ｅ（図５）によれば、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）に比較して、１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数帯域（低域）において音圧が約３ｄＢ向上していることが分かる。これは、圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれが、圧電素子３ｅに比較して、小さい面積の振動板を駆動することによる効果である。圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれによって再生される音圧が合成されることにより、低域における音圧のレベルが向上している。
【００８３】
また、本発明の、圧電スピーカ１ｅ（図５）によれば、本発明の圧電スピーカ１ａ（図１）に比較して、５〜２０ｋＨｚの周波数帯域（高域）において、音圧向上およびピークディップが低減していることが分かる。これは、圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれが、高域再生を担っている為、音圧が付加されたと共に、一つの素子の共振モードで音を再生していたものに、複数の素子による共振モードが合成され、振動板全体からみて共振モードが分散したためである。
【００８４】
なお、本発明の圧電スピーカに含まれる圧電素子、振動板、ダンパおよびエッジは、必ずしも上述した形状や特性を有している必要はない。音響特性を制御する上で本発明の圧電スピーカのさまざまなバリエーションが考えられる。
【００８５】
一般に、圧電スピーカは、振動板の共振運動に基づく音響再生メカニズムを採用しているため、振動板に共振モードが生じやすい。また、金属振動板やセラミックスなど内部損失の低い素材を圧電素子の材料として用いるため、共振が生じた場合には、非常に尖鋭度の高いピークディップを生じた特性が音響特性に現れる。
【００８６】
このピークディップを低減させるために、以下、さまざまなパラメータの音響特性への影響を考察する。
【００８７】
３．蝶ダンパおよびエッジの物理特性
以下、振動板を支持する支持部材である蝶ダンパおよびエッジの物理特性の変化と音響特性への影響との関係を説明する。
【００８８】
図９Ａに示される形状の蝶ダンパ２６ａを有する圧電スピーカを圧電スピーカ１ｆと定義する。図９Ｂに示される形状の蝶ダンパ２６ｂを有する圧電スピーカを圧電スピーカ１ｇと定義する。ここで、図９Ｂに示される形状の蝶ダンパの弾性は、図９Ａに示される形状の蝶ダンパの弾性より高い。従って、圧電スピーカ１ｇは、圧電スピーカ１ｆに比較して、振動板４ａ〜４ｄが振幅しにくい構造（すなわち、振動板４ａ〜４ｄの共振モードに影響を与える構造）を有していることになる。
【００８９】
表２に示されるように、エッジ材料の内部損失が０．１であり、かつ、エッジ材料の弾性率が１．７×１０4（Ｎ／ｃｍ2）である圧電スピーカを圧電スピーカ１ｈと定義する。また、エッジ材料の内部損失が０．２であり、かつ、エッジ材料の弾性率が０．７×１０4（Ｎ／ｃｍ2）である圧電スピーカを圧電スピーカ１ｉと定義する。
【００９０】
なお、圧電スピーカ１ｆ、１ｇの蝶ダンパの物理特性以外のパラメータは、圧電スピーカ１ｅ（図５）のパラメータに等しいとする。圧電スピーカ１ｈ、１ｉのエッジの物理特性以外のパラメータは、圧電スピーカ１ｅ（図５）のパラメータに等しいとする。
【００９１】
【表２】
0004163377.tif 000003
【００９２】
図１０は、圧電スピーカ１ｈのＪＩＳ箱における音響特性を示す。図１１は、圧電スピーカ１ｉのＪＩＳ箱における音響特性を示す。図１２は、圧電スピーカ１ｆのＪＩＳ箱における音響特性を示す。図１３は、圧電スピーカ１ｇのＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【００９３】
なお、図１０〜図１３において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。これらの音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉに印加されている電圧は、それぞれ、３．３Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【００９４】
図１０と図１１とを対比することにより、圧電スピーカ１ｈよりエッジ材料の内部損失が高い圧電スピーカ１ｉの方が音圧の平坦性の向上および歪み率の低減に寄与していることが分かる。
【００９５】
図１２と図１３とを対比することにより、圧電スピーカ１ｆより蝶ダンパの弾性が高い圧電スピーカ１ｇの方が最低共振周波数から中域にかけてピークが高域にシフトし、共振モードが変化していることが分かる。
【００９６】
このように、振動板を支持する支持部材である蝶ダンパおよびエッジの物理特性を変化させることにより、音響特性に影響を与えることが可能である。これは、支持部材の物理的特性を変化させることにより、振動板の共振モードに影響を与えるからである。
【００９７】
なお、単一の圧電スピーカに含まれる単数または複数の蝶ダンパが物理的特性の異なる複数の部分を有していてもよく、単一の圧電スピーカに含まれる単数または複数のエッジが物理的特性の異なる複数の部分を有していてもよい。複数の振動板の共振周波数をずらすことにより、ピークディップを低減することが可能である。
【００９８】
４．スピーカシステムの音響特性
図１４Ａは、スピーカシステム１４０の外観を示す。スピーカシステム１４０は、スピーカボックス１４２と、スピーカボックス１４２に固定された圧電スピーカ１ｆ〜１ｉとを含む。圧電スピーカ１ｆ〜１ｉは、２次元的に配置されている。
【００９９】
上記３．で説明したように、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉの振動板の支持部材（蝶ダンパまたはエッジ）の物理特性はそれぞれ異なっている。
【０１００】
図１４Ｂは、スピーカシステム１４０における圧電スピーカ１ｆ〜１ｉの接続関係を示す。圧電スピーカ１ｆ〜１ｉのそれぞれは、＋配線１４４と−配線１４６とに電気的に接続されている。これにより、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉは、同時に駆動され得る。
【０１０１】
図１５は、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉを同時に駆動した場合におけるスピーカシステム１４０のＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【０１０２】
なお、図１５において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。この音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉに印加されている電圧は３．３Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【０１０３】
図１５と、図１０〜図１３のそれぞれとを対比することにより、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉを組み合わせることにより、音圧の平坦性が向上していることが分かる。これは、圧電スピーカ１ｆ〜１ｉがピークディップを互いに補完しあっているからである。
【０１０４】
このように、ピークディップを互いに補完しあうように意図的に支持部材の物理特性を変化させた複数の圧電スピーカを同時に駆動することにより、音圧の平坦性に優れたスピーカシステムを実現することができる。
【０１０５】
５．振動板の重量バランス
以下、振動板の重量バランスと音響特性への影響との関係を説明する。
【０１０６】
上記３．で説明した圧電スピーカ１ｈの振動板の代わりに図１６に示されるよ振動板４ａ〜４ｄを用いる圧電スピーカを圧電スピーカ１ｊと定義する。ここで、図１６に示される振動板４ａ〜４ｄの重量は、振動板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの重量比が１：２：３：４となるように予め設定されている。
【０１０７】
振動板４ａ〜４ｄのこのような重量バランスは、例えば、振動板４ａ〜４ｄにそれぞれ異なる量の高分子樹脂を塗布することにより、振動板４ａ〜４ｄの上にそれぞれ異なる厚さの高分子樹脂を形成することによって得られる。振動板４ａ〜４ｄの上に形成された高分子樹脂は、その高分子樹脂のダンピング効果により音圧の平坦性を向上させるという利点を提供する。
【０１０８】
あるいは、振動板４ａ〜４ｄにそれぞれ異なる密度の高分子樹脂を塗布することにより、上述した振動板４ａ〜４ｄの重量バランスを得るようにしてもよい。
【０１０９】
なお、この高分子樹脂としては、エッジを形成するのに用いた樹脂と同じ樹脂が使用され得る。
【０１１０】
図１７は、圧電スピーカ１ｊのＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【０１１１】
なお、図１７において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。この音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｊに印加されている電圧は３．３Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【０１１２】
図１７と図１０とを対比することにより、圧電スピーカ１ｈより圧電スピーカ１ｊの方が、共振ピークの抑制と音圧の平坦性の向上とに寄与していることが分かる。これは、振動板４ａ〜４ｄの重量を異ならせることにより、振動板４ａ〜４ｄのそれぞれの共振モードがずれるからである。
【０１１３】
このように、振動板の重量バランスを変化させることにより、音響特性に影響を与えることが可能である。
【０１１４】
なお、金属振動板のハーフエッチング処理により、振動板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの重量比が１：２：３：４となるように振動板４ａ〜４ｄ自身の厚さを異ならせることによっても、上述した効果と同様の効果が得られる。振動板４ａ〜４ｄのそれぞれの共振モードがずれるからである。
【０１１５】
なお、上記３．で説明したエッジの物理特性の変化または蝶ダンパの物理特性の変化と振動板の重量バランスの変化とを組み合わせることにより、音響特性に影響を与えることも可能である。
【０１１６】
６．圧電素子
図１８は、本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｋの構造を示す。圧電スピーカ１ｋの振動板４ａ〜４ｄの上には圧電素子１８０が配置されている。圧電スピーカ１ｋの圧電素子１８０以外のパラメータは、圧電スピーカ１ｅ（図５）のパラメータに等しいとする。
【０１１７】
圧電素子１８０は、図５に示される複数の圧電素子３ｅ〜３ｉを部分的に結合させた形状を有している。これにより、圧電スピーカ１ｅ（図５）に比較して、配線により圧電素子３ｅ〜３ｉを電気的に接続する工程を省略することができる。
【０１１８】
なお、図１８には示されていないが、振動板４ａ〜４ｄの裏面には、圧電スピーカ１ｅ（図５）と同様に、口径φ２４ｍｍの圧電素子が貼付されている。
【０１１９】
図１９は、圧電スピーカ１ｋのＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【０１２０】
なお、図１９において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。この音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｋに印加されている電圧は３．３Ｖであるとする。
【０１２１】
図１９に示されるように、圧電スピーカ１ｋによれば、より低い周波数帯域の音を再生することが可能になる。
【０１２２】
圧電スピーカ１ｋの振動板の形状を図２１に示される振動板２４の形状としたものを圧電スピーカ１ｍと定義する。ただし、バイモルフとして振動板の裏面に配置される圧電素子の口径φは３２ｍｍとした。その圧電素子は、振動板の中央でなく、振動板の中央からダンパにかかる直前まで下方にシフトした位置に配置される。これにより、共振モードが変化する。
【０１２３】
ここで、圧電スピーカ１ｍに使用されるエッジ材料は、圧電スピーカ１ｅ（図５）に使用されるエッジ材料と同一である。すなわち、エッジ材料の内部損失が０．１５であり、エッジ材料の弾性率が１．０×１０4（Ｎ／ｃｍ2）である。
【０１２４】
図２３は、圧電スピーカ１ｍのＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【０１２５】
なお、図２３において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。この音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｍに印加されている電圧は７．０Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【０１２６】
圧電スピーカ１ｍでは、圧電素子は振動板の中心からずらして配置される。これにより、共振モードが変化する。その結果、図２３に示されるように、上述した圧電スピーカ１ａ〜１ｋにおいて１ｋＨｚ〜２ｋＨｚという周波数帯域に生じていたピークディップを低減することが可能になる。
【０１２７】
圧電スピーカ１ｍの振動板に、内部損失が０．４であり、かつ、弾性率が０．５×１０4（Ｎ／ｃｍ2）のゴム系高分子樹脂を塗布したものを圧電スピーカ１ｎと定義する。
【０１２８】
図２４は、圧電スピーカ１ｎのＪＩＳ箱における音響特性を示す。
【０１２９】
なお、図２４において、（Ａ）は音圧周波数特性を示し、（Ｂ）は２次歪み特性を示す。この音響特性の測定において、圧電スピーカ１ｎに印加されている電圧は７．０Ｖであり、測定距離は０．５ｍとする。
【０１３０】
図２４に示されるように、圧電スピーカ１ｎによれば、高い内部損失を有する材料を振動板に塗布することにより、歪みを効果的に低減することができ、音圧の平坦性を向上させることができる。
【０１３１】
７．エッジを形成するために使用される高分子樹脂の接着性
エッチング加工または打ち抜き加工によって所定の形状に加工された金属振動板の表面に、７０Ｗの低圧紫外線ランプを用いて距離２．０ｃｍで６０秒間、紫外線ＵＶを照射した。ここで利用される紫外線ＵＶは、低圧水銀ランプを光源として発生するものであり、放射される紫外線ＵＶのうち８０％の紫外線ＵＶの波長が２５３．７ｎｍであり、６％の紫外線ＵＶの波長が１８４．９ｎｍであった。
【０１３２】
照射した紫外線ＵＶのエネルギーにより、金属振動板の表面の洗浄（不純物の分解）が行われる。また、紫外線ＵＶのエネルギーで生成されたオゾンの分解物である活性酸素によって、金属振動板の表面に、−ＯＨや−ＣＯＯＨなどの親水性をもった官能基を付与することができる。その結果、金属振動板に極性を与えることができる。この効果により、エッジを形成するために使用される高分子樹脂に対する金属振動板の濡れ性を向上することができ、高分子樹脂と金属振動板との接着性を向上させることができる。
【０１３３】
金属振動板の表面に、プラズマ照射や、コロナ照射などを行った場合にも、上述した理由と同様の理由により、金属振動板の改質が行われる。これにより、高分子樹脂と金属振動板との接着性を向上させることができる。
【０１３４】
なお、ここで用いた圧電材料は１００℃の環境で脱分極が起きるため、熱融着が必要な樹脂を用いた場合には、より低温での振動板と高分子樹脂材料との密着性が要求される。
【０１３５】
８．圧電スピーカの製造方法
以下、本発明の圧電スピーカの製造方法を代表して、圧電スピーカ１ｅ（図５）の製造方法を説明する。他の圧電スピーカ１ａ〜１ｄ、１ｆ〜１ｊの製造方法も同様である。圧電スピーカ１ｅ（図５）の製造方法は、板を加工する工程と、圧電素子を配置する工程と、エッジを形成する工程と、配線を形成する工程とを含む。
【０１３６】
以下、図２０Ａ〜図２０Ｎを参照して、各工程を詳細に説明する。
【０１３７】
８．１  板を加工する工程
この工程では、板を加工することにより、アウタフレーム２ａとインナフレーム２ｂと振動板４ａ〜４ｄとダンパ５ａ〜５ｈ、６ａ〜６ｄとが形成される。
【０１３８】
ダンパ５ａ、５ｂは、振動板４ａを支持し、かつ、振動板４ａがリニアに振幅可能となるように形成される。同様に、ダンパ５ｃ、５ｄは、振動板４ｂを支持し、かつ、振動板４ｂがリニアに振幅可能となるように形成され、ダンパ５ｅ、５ｆは、振動板４ｃを支持し、かつ、振動板４ｃがリニアに振幅可能となるように形成され、ダンパ５ｇ、５ｈは、振動板４ｄを支持し、かつ、振動板４ｄがリニアに振幅可能となるように形成される。
【０１３９】
例えば、金属板２００をエッチング加工または打ち抜き加工することにより、上述した各部材を形成することができる。金属板２００としては、例えば、厚さ１００μｍの４２アロイ金属板を使用することができる。なお、金属板２００の代わりに、導電性プラスチックス、あるいは、所定の場所に電極が形成されたプラスチック板を用いてもよい。
【０１４０】
図２０Ａは、加工前の金属板２００を示す。図２０Ｂは、加工後の金属板２００を示す。なお、図２０Ｂにおいて、参照番号１０ａは振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの間の空隙を示し、参照番号１０ｂはインナフレーム２ｂとアウタフレーム２ａとの間の空隙を示す。
【０１４１】
なお、図２１に示されるように、後の工程において圧電素子３ｅが配置されることになる位置（図２１において破線で示される）に対応する位置の打ち抜きを省略してもよい。
【０１４２】
８．２  圧電素子を配置する工程
この工程では、２種類の圧電素子が使用される。
【０１４３】
圧電素子３ｅは、厚さ５０μｍ、口径φ２４ｍｍのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）圧電素子である。圧電素子３ｅの両面には、導電ペーストにより電極が形成されている。
【０１４４】
圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれは、口径φ１０ｍｍのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）圧電素子である。圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれの両面には、導電ペーストにより電極が形成されている。
【０１４５】
圧電素子３ｅは、図２０Ｃに示される（Ｘ）の位置に、例えば、アクリル系接着剤を用いて、貼付される。圧電素子３ｅは、バイモルフ構造を形成するように金属板の両面に（すなわち、振動板４ａ〜４ｄを挟むように）形成される。このようにして、圧電素子３ｅは、振動板４ａ〜４ｄに振動を伝達するように配置される。
【０１４６】
圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれは、図２０Ｃに示される（Ｙ）の位置に、例えば、アクリル系接着剤を用いて、貼付される。圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれは、モノモルフ構造を形成するように金属板の片側に（すなわち、振動板４ａ〜４ｄの上面のみに）形成される。このようにして、圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれは、振動板４ａ〜４ｄのうち対応する１つの振動板に振動を伝達するように配置される。
【０１４７】
なお、圧電素子３ｅの極性と、圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれの極性とは、振動板４ａ〜４ｄの上面から見て同一の極性となるように、圧電素子３ｅ、圧電素子３ｆ〜３ｉが配置される。
【０１４８】
８．３  エッジを形成する工程
この工程では、振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの間の空隙１０ａにエッジ７ａが形成され、インナフレーム２ｂとアウタフレーム２ａとの間の空隙１０ｂにエッジ７ｂが形成される（図２０Ｄ）。エッジ７ａ、７ｂは、空隙１０ａ、１０ｂから空気が漏れることを防止するという機能とともに、振動板４ａ〜４ｄを支持するという機能を有するように形成される。
【０１４９】
エッジ７ａ、７ｂは、例えば、スチレン−ブタジエン系ゴム（ＳＢＲ）の高分子樹脂の溶液を空隙１０ａ、１０ｂにスキージを用いて充填し、その高分子樹脂の溶液の表面張力（毛細管現象）を利用してその高分子樹脂の溶液を空隙１０ａ、１０ｂに保持させた状態で、３０分常温乾燥硬化させ、その後５０℃の恒温槽に１時間放置することによりさらに乾燥硬化させることによって形成され得る。
【０１５０】
例えば、ＳＢＲゴムの配合率を変えることにより、物理特性（内部損失および弾性率）が異なるエッジを形成することが可能である。
【０１５１】
高分子樹脂の溶液として、圧電素子が脱分極しない温度範囲（１００℃〜常温）において硬化するものを使用する場合には、乾燥を行うことにより、エッジ形成工程の迅速化を図ることができる。また、高分子樹脂の溶液の種類によっては架橋反応を行うことにより、エッジ形成工程の迅速化を図ることができる。
【０１５２】
なお、工程を簡素化することを目的として、ディッピング法またはスピンコート法を用いて高分子樹脂の溶液を空隙１０ａ、１０ｂに塗布してもよい。この場合、マスクを用いて圧電素子の電極が高分子樹脂によって完全に覆われることを防止する必要がある。圧電素子の電極が高分子樹脂によって完全に覆われてしまうと電極が絶縁されてしまうからである。
【０１５３】
なお、上記１．で説明したように、振動板４ａ〜４ｄの裏面に高分子樹脂を含浸させたシートを貼付することによってもエッジ７ａ、７ｂを形成することができる。
【０１５４】
８．４  配線を形成する工程
例えば、スクリーン印刷法を用いて絶縁樹脂を塗布し、常温で３０分乾燥させた後、５０℃の恒温槽で１時間乾燥させることにより、圧電素子３ｅ〜３ｉと金属振動板４ａ〜４ｄとがショートすることを防止する絶縁被膜２８が形成される（図２０Ｅ）。
【０１５５】
ここで、絶縁樹脂としては、エッジ７ａ、７ｂを形成するのに使用した樹脂と同一の樹脂を使用することができる。
【０１５６】
絶縁被膜２８の主目的は、圧電素子３ｅ〜３ｉと金属振動板４ａ〜４ｄとを絶縁することである。従って、絶縁被膜２８は、ピンホールが無く、絶縁性に十分に耐える被膜であれば足り、絶縁被膜２８の形状や塗布量が特定の形状もしくは特定の量である必要はない。ただし、絶縁被膜２８の素材としては、内部損失が高く、かつ、柔軟性を有する素材が望ましい。
【０１５７】
次に、例えば、スクリーン印刷法を用いて導電ペーストを塗布することにより、圧電素子３ｅと圧電素子３ｆ〜３ｉのそれぞれとを電気的に接続する配線２９が形成される（図２０Ｆ）。
【０１５８】
同様にして、振動板４ａ〜４ｄの表面の所定の位置に絶縁被膜３８ａが形成され（図２０Ｇ）、振動板４ａ〜４ｄの裏面の所定の位置に絶縁被膜３８ｂが形成される（図２０Ｈ）。絶縁被膜３８ａの上に配線４９ａが形成され（図２０Ｉ）、絶縁被膜３８ｂの上に配線４９ｂが形成される（図２０Ｊ）。
【０１５９】
その後、外部端子５１が、配線４９ａと配線４９ｂとを挟み込むように挿入される（図２０Ｋ）。図２０Ｌは、図２０Ｋに示されるＬ−Ｌ’線に沿った断面を示す。
【０１６０】
ここで、絶縁樹脂の塗布は、マスク６８ａ（図２０Ｍ）、マスク６８ｂ（図２０Ｎ）を用いてエッジ７ａ、７ｂを形成する際に同時に行ってもよい。
【０１６１】
ここで用いた導電ペーストは、溶剤揮発型のものであり、圧電素子が脱分極する温度以下で導電性能が得られるタイプのものである。
【０１６２】
【発明の効果】
本発明の圧電スピーカによれば、振動板がリニアに振幅可能となるように振動板が支持されており、振動板とフレームとの間の空隙から空気が漏れることを防止し、振動板の振幅をより平坦に保つための支持部材としてエッジが形成されている。これにより、従来の圧電スピーカに比較して、より低い周波数帯域の音を再生することが可能になる。
【０１６３】
また、本発明の他の圧電スピーカによれば、複数の振動板のそれぞれがリニアに振幅可能となるように複数の振動板が支持されている。これにより、面形状による共振運動が複数の振動板に分散される。その結果、音圧差の大きいピークディップが音響特性に現れることが防止される。
【０１６４】
本発明の圧電スピーカの製造方法によれば、上述した構造を有する圧電スピーカを提供することが可能になる。
【０１６５】
また、上述した構造を有する複数の圧電スピーカを組み合わせることにより、音圧レベルが十分に平坦なスピーカシステムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ａの構造を示す平面図である。
【図２Ａ】振動板４ａ〜４ｄにシート８を貼付することによってエッジ７ａ、７ｂを形成する例を説明するための図である。
【図２Ｂ】振動板４ａ〜４ｄとインナフレーム２ｂとの空隙を樹脂で埋めることによってエッジ７ａを形成する例を説明するための図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｂの構造を示す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｃの構造を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｄの構造を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｅの構造を示す平面図である。
【図６】圧電スピーカ１ａ（図１）のＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図７】圧電スピーカ１ｅ（図５）のＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図８】従来の圧電スピーカ（図２２）のＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図９Ａ】圧電スピーカ１ｆにおいて使用される蝶ダンパの形状を示す図である。
【図９Ｂ】圧電スピーカ１ｇにおいて使用される蝶ダンパの形状を示す図である。
【図１０】圧電スピーカ１ｈのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１１】圧電スピーカ１ｉのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１２】圧電スピーカ１ｆのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１３】圧電スピーカ１ｇのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１４Ａ】スピーカシステム１４０の外観を示す図である。
【図１４Ｂ】スピーカシステム１４０における圧電スピーカ１ｆ〜１ｉの接続関係を示す図である。
【図１５】スピーカシステム１４０のＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１６】圧電スピーカ１ｊにおいて使用される振動板４ａ〜４ｄを示す図である。
【図１７】圧電スピーカ１ｊのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態の圧電スピーカ１ｋの構造を示す平面図である。
【図１９】圧電スピーカ１ｋのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図２０Ａ】加工前の金属板２００の形状を示す図である。
【図２０Ｂ】加工後の金属板２００の形状を示す図である。
【図２０Ｃ】圧電素子３ｅ〜３ｉを配置した状態を示す図である。
【図２０Ｄ】エッジ７ａ、７ｂを形成した状態を示す図である。
【図２０Ｅ】絶縁被膜２８を形成した状態を示す図である。
【図２０Ｆ】配線２９を形成した状態を示す図である。
【図２０Ｇ】絶縁被膜３８ａを形成した状態を示す図である。
【図２０Ｈ】絶縁被膜３８ａを形成した状態を示す図である。
【図２０Ｉ】配線４９ａを形成した状態を示す図である。
【図２０Ｊ】配線４９ｂを形成した状態を示す図である。
【図２０Ｋ】外部端子５１を挿入した状態を示す図である。
【図２０Ｌ】図２０Ｋに示されるＬ−Ｌ’線に沿った断面を示す図である。
【図２０Ｍ】マスク６８ａの形状を示す図である。
【図２０Ｎ】マスク６８ｂの形状を示す図である。
【図２１】加工後の金属板２００の形状を示す図である。
【図２２】従来の圧電スピーカ２２０の構造を示す図である。
【図２３】圧電スピーカ１ｍのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【図２４】圧電スピーカ１ｎのＪＩＳ箱における音響特性を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｋ、１ｍ〜１ｎ  圧電スピーカ
２ａ  アウタフレーム
２ｂ  インナフレーム
３、３ａ〜３ｉ  圧電素子
４ａ〜４ｄ  振動板
５ａ〜５ｈ  ダンパ
６ａ〜６ｄ  ダンパ
７ａ、７ｂ  エッジ
８  シート
９  高分子樹脂
１２  フレーム
１３  圧電素子
１４  振動板
１６ａ〜１６ｄ  ダンパ
１７  エッジ
１４０  スピーカシステム
【図１】
0004163377.tif 000004
【図２Ａ】
0004163377.tif 000005
【図２Ｂ】
0004163377.tif 000006
【図３Ａ】
0004163377.tif 000007
【図３Ｂ】
0004163377.tif 000008
【図４】
0004163377.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２０Ｇ】
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【図２０Ｈ】
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【図２０Ｉ】
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【図２０Ｊ】
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【図２０Ｋ】
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【図２０Ｌ】
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【図２０Ｍ】
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【図２０Ｎ】
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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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