特許 6047575 音響発生器、音響発生装置および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6047575

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】音響発生器、音響発生装置および電子機器

(51)【国際特許分類】

   H04R 7/04 20060101AFI20161212BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   H04R7/04

   H04R17/00

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-529438(P2014-529438)

(86)(22)【出願日】2013年7月30日

(86)【国際出願番号】JP2013070641

(87)【国際公開番号】WO2014024736

(87)【国際公開日】20140213

【審査請求日】2014年12月10日

(31)【優先権主張番号】特願2012-179063(P2012-179063)

(32)【優先日】2012年8月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】玖島 徳幸

(72)【発明者】

【氏名】福岡 修一

(72)【発明者】

【氏名】平山 武

(72)【発明者】

【氏名】山川 健二

(72)【発明者】

【氏名】二宮 弘

【審査官】 下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１０６７３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５００９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１００１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ ７／０４

Ｈ０４Ｒ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の圧電体層および電極からなり、電気信号が入力されて振動する複数の圧電素子と、
該複数の圧電素子が取り付けられた振動体と
を少なくとも有しており、
前記複数の圧電素子は、
同一の平面形状を有する２個の前記圧電素子で構成されているとともに、
平面視した場合に、前記振動体の輪郭が描く図形が有する全ての対称軸に対して非対称となるように、前記振動体に取り付けられており、
前記２個の圧電素子の間に前記振動体の重心が位置するとともに、前記２個の圧電素子で構成される平面図形の対称の中心が、前記振動体の重心からずれるように配置されていること
を特徴とする音響発生器。

【請求項2】

前記複数の圧電素子は、
平面視した場合に、前記振動体の輪郭が描く図形の重心に対して非対称となるように、前記振動体に取り付けられていること
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。

【請求項3】

前記複数の圧電素子は、
平面視した場合に非点対称である形状を有していること
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】

平面視した場合の前記複数の圧電素子の質量分布が、前記全ての対称軸に対して非対称となるように、前記複数の圧電素子の少なくとも１つの厚みが、他の前記圧電素子の厚みと異なっていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の音響発生器。

【請求項5】

筐体と
該筐体に設けられた請求項１〜４のいずれか一つに記載の音響発生器と、
を備えることを特徴とする音響発生装置。

【請求項6】

筐体と
該筐体に設けられた請求項１〜４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、
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、アクチュエータ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アクチュエータ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て音響を出力するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１３０６６３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、上記した従来の音響発生器は、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。

【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、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】

【0006】

実施形態の一態様に係る音響発生器は、複数の圧電素子と、振動体とを少なくとも有している。前記複数の圧電素子は、複数の圧電体層および電極からなり、電気信号が入力されて振動する。前記振動体は、前記複数の圧電素子が取り付けられている。また、前記複数の圧電素子は、同一の平面形状を有する２個の前記圧電素子で構成されているとともに、平面視した場合に、前記振動体の輪郭が描く図形が有する全ての対称軸に対して非対称となるように、前記振動体に取り付けられており、前記２個の圧電素子の間に前記振動体の重心が位置するとともに、前記２個の圧電素子で構成される平面図形の対称の中心が、前記振動体の重心からずれるように配置されている。

【発明の効果】

【0007】

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】

【0008】

【図1A】図１Ａは、第１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、音圧の周波数特性を示す図（その１）である。

【図2B】図２Ｂは、音圧の周波数特性を示す図（その２）である。

【図3】図３は、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その１）である。

【図4A】図４Ａは、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その２）である。

【図4B】図４Ｂは、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その３）である。

【図5A】図５Ａは、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その４）である。

【図5B】図５Ｂは、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その５）である。

【図6A】図６Ａは、圧電素子の配置例を示す模式的な平面図（その６）である。

【図6B】図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ’線断面図である。

【図7A】図７Ａは、第２の実施形態に係る音響発生装置の構成を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、第３の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】

【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。

【0010】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る音響発生器の構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、本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り、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。

【0011】

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、３次元の直交座標系を示している。また、図１Ａにおいては、樹脂層７の図示を省略している。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。

【0012】

また、同じく説明を分かりやすくするために、図１Ｂは、音響発生器１をＺ軸方向に大きく誇張して示している。

【0013】

図１Ａに示すように、本実施形態に係る音響発生器１は、枠体２と、振動板３と、複数個の圧電素子５と、樹脂層７とを備える。

【0014】

なお、図１Ａに示すように、本実施形態では、音響発生器１が２個の圧電素子５を備えた場合を主に例示するが、複数個であればよく、３個以上であってもよい。また、本実施形態では、２個の圧電素子５は、明記しない限り同一形状であるものとして説明を進める。

【0015】

枠体２は、矩形の枠状の同じ形状を有する２枚の枠部材２ａ，２ｂによって構成されており、振動板３の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している。枠体２の厚みや材質などは、特に限定されるものではない。金属や樹脂など種々の材料を用いて枠体２を形成することができる。例えば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ１００〜１０００μｍ程度のステンレス製のものなどを枠体２として好適に用いることができる。

【0016】

振動板３は、フィルム状の形状を有しており、張力が加えられた状態で、その周縁部が枠体２に挟まれて固定されている。なお、振動板３のうち、枠体２よりも内側に位置する部分、すなわち、振動板３のうち枠体２に挟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。したがって、振動体３ａは、枠体２の内側の略矩形状をなす部分であり、枠体２の内側に振動可能に設けられている。

【0017】

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。例えば、厚さ１０〜２００μｍ程度のポリエチレン、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。なお、振動板３が充分な剛性を有する場合には、枠体２を有さなくても構わない。

【0018】

圧電素子５は、振動体３ａの表面に複数個取り付けられており、電圧の印加を受けて振動することによって振動体３ａを励振する励振器として機能している。圧電素子５は、上下の主面が矩形の板状の形状を有している。圧電素子５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。

【0019】

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、内部電極層３２ｃに接続されている。

【0020】

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。

【0021】

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、圧電素子５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。なお、図示せぬ配線導体の一方端が第１の外部電極３６、第２の外部電極３７および第３の外部電極に接続されているとともに、図示せぬ配線導体の他方端が樹脂層７の外側に引き出されており、この配線導体を介して、第１の外部電極３６、第２の外部電極３７および第３の外部電極に電気信号が入力される。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

また、圧電素子５の振動体３ａ側の主面と振動体３ａとが接着剤層２６で接合されている。接着剤層２６の厚みは、２０μｍ以下が望ましいが、１０μｍ以下が更に望ましい。接着剤層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３ａに伝えやすくなる。

【0026】

接着剤層２６を形成するための接着剤としては、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。接着剤に使用する樹脂の硬化方法は、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。

【0027】

さらに、本実施形態の音響発生器１は、振動体３ａの表面の少なくとも一部が、樹脂層７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１は、振動体３ａおよび圧電素子５を埋設するように、枠部材２ａ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７が形成されている。

【0028】

樹脂層７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７は、ピークやディップを抑制する観点から、圧電素子５を完全に覆うのが好ましいが、圧電素子５を完全に覆わなくても構わない。さらに、樹脂層７は、必ずしも振動体３ａの全体を覆う必要はなく、場合によっては、振動体３ａの一部を覆うように樹脂層７を設けても構わない。なお、樹脂層７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７を設けなくても構わない。

【0029】

このように、樹脂層７を設けることによって、振動体３ａ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。

【0030】

本実施形態の音響発生器１では、複数の励振器（圧電素子５）が、振動体３ａの主面に垂直な方向（図のＺ軸方向）から音響発生器１を平面視した場合に、振動体３ａの輪郭が描く図形（枠体２の内側の輪郭が描く図形に同じ）が有する全ての対称軸に対して非対称となるように、振動体３ａに取り付けられている。なお、音響発生器１（枠体２，振動体３ａ，圧電素子５を含む）を平面視する場合には、特に記載がない場合、振動体３ａの厚み方向（振動体３ａ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。

【0031】

図１Ａに示す例では、平面視した場合、振動体３ａの輪郭が描く図形は略矩形状であり、長さ方向（Ｙ軸方向）に平行な対称軸Ｌと、幅方向（Ｘ軸方向）に平行な対称軸Ｗとの、２つの対称軸を有している。そして、２つの圧電素子５の一方を、破線の矩形で示した位置から、図１Ａに矢印１０１で示した方向へ、対称軸Ｌに沿ってずらした位置に配置している。これにより、複数の圧電素子５が、振動体３ａの２つの対称軸（対称軸Ｌおよび対称軸Ｗ）に対して非対称に振動体３ａに取り付けられている。なお、本明細書において、「振動体３ａの対称軸」とは、平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形の対称軸のことを意味する。

【0032】

このように、複数の励振器（圧電素子５）を、振動体３ａの対称軸に対して非対称となるように振動体３ａに取り付けることにより、一体的に振動する振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させることができる。これにより、複合振動体の振動における共振モードの縮退を解いて、音圧の周波数特性における共振ピークを分散させることが可能となる。そして、これにより、音圧の周波数特性における共振ピークの高さを抑えるとともに、ピークの幅を広げることができるので、音圧の変動が小さい、より平坦で優れた音圧の周波数特性を有する高音質な音響を発生させることができる音響発生器１を得ることができる。なお、圧電素子５の位置を、対称軸に対して対称な状態からずらす程度については、所望する効果の大きさに応じて適宜設定することができる。例えば、圧電素子５の位置を０．５ｍｍ程度異ならせた場合でも相応の効果を得ることができるが、ある程度の効果を所望する場合には、圧電素子５の位置を５ｍｍ程度以上異ならせるのが望ましく、大きな効果を所望する場合には、圧電素子５の位置を１０ｍｍ程度以上異ならせるのが望ましい。

【0033】

かかる点につき、図２Ａおよび図２Ｂを用いて説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、音圧の周波数特性を示す図である。なお、図２Ａは、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性が高い状態（圧電素子５の一方が図１Ａに破線の矩形で示す位置にある状態）における音圧の周波数特性を示しており、図２Ｂは、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性が低い状態（圧電素子５の一方を図１Ａに矢印１０１で示した向きに移動させた後の状態）における音圧の周波数特性を示している。

【0034】

振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性が高い状態では、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体における複数の振動モードの縮退が生じ、図２Ａに示すように、音圧の周波数特性において、大きく急峻なピークやディップが生じやすい。

【0035】

これに対し、圧電素子５を含めた振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性が低い状態では、複数の振動モードの縮退が解かれて、図２Ｂに示すように、音圧の周波数特性におけるピークやディップが小さくなる。このようにして、音圧の変動が少ない、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。また、とりわけ、中音域の音圧の周波数特性をフラットに近づけることができるので、良好な音質を得ることができる。

【0036】

次に、本実施形態の音響発生器１の製造方法の一例について説明する。最初に、圧電素子５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。

【0037】

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、その上には電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。

【0038】

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。

【0039】

次に、圧電素子５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、圧電素子５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。このようにして、図１Ａ及び図１Ｂに示す圧電素子５を得ることができる。

【0040】

次に、振動板３を準備し、この振動板３の外周部を、枠体２を構成する枠部材２ａ、２ｂ間に挟み、振動板３に張力をかけた状態で固定する。この後、振動板３に接着剤層２６となる接着剤を塗布して、その振動板３上に圧電素子５の表面電極層３５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２ａ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７を形成する。このようにして、本実施形態の音響発生器１を作製することができる。

【0041】

次に、本実施形態の音響発生器１における、圧電素子５の他の配置例について、図３〜図６Ｂを用いて順次説明する。なお、図３〜図６Ｂでは、図１Ａと同様に、圧電素子５をはじめとする音響発生器１の各部材を、ごく簡略化して図示するとともに、樹脂層７の図示を省略している。また、図３〜図６Ｂにおいては、図１Ａと異なる部分についてのみ説明し、同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、図３〜図６Ｂにおいては、図１Ａと同様に、平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形は、略矩形状であり、長さ方向（Ｙ軸方向）に平行な対称軸Ｌと、幅方向（Ｘ軸方向）に平行な対称軸Ｗとの、２つの対称軸を有している。

【0042】

図３は、本実施形態の音響発生器１における、圧電素子５の配置例を示す模式的な平面図（その１）である。図３に示す例では、２個の圧電素子５で構成される２次元図形の対称の中心（対称点）Ｃ２が、振動体３ａの重心Ｃ１（対称軸Ｌと対称軸Ｗの交点であり、振動体３ａの対称点）からずらして配置されている。これにより、振動体３ａを平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の２本の対称軸Ｌ，Ｗおよび重心Ｃ１に対して非対称となるように、複数の圧電素子５が振動体３ａに取り付けられている。このような圧電素子５の配置によっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させて、音圧の変動が小さい良好な音圧の周波数特性を有する音響発生器１を得ることができる。

【0043】

つづいて、図４Ａおよび図４Ｂに示す配置例を説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、圧電素子５の配置例を示す模式的な平面図（その２）および（その３）である。

【0044】

図４Ａに示す例では、２個の圧電素子５の一方を長さ方向の中央に配置し、２個の圧電素子５の他方を長さ方向の中央と異なる位置に配置している。これにより、平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の２本の対称軸Ｌ，Ｗおよび重心Ｃ１に対して非対称となるように、２個の圧電素子５が振動体３ａに取り付けられている。このような圧電素子５の配置によっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させることができる。

【0045】

図４Ｂに示す例では、２個の圧電素子５の一方を幅方向の中央に配置し、２個の圧電素子５の他方を幅方向の中央と異なる位置に配置している。これにより、平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の２本の対称軸Ｌ，Ｗおよび重心Ｃ１に対して非対称となるように、２個の圧電素子５が振動体３ａに取り付けられている。このような圧電素子５の配置によっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させることができる。

【0046】

つづいて、図５Ａおよび図５Ｂに示す配置例を説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、圧電素子５の配置例を示す模式的な平面図（その４）および（その５）である。

【0047】

図５Ａに示す例では、２個の圧電素子５のうちの一方の圧電素子５Ａを平面視した場合の面積が、他方の圧電素子５を平面視した場合の面積よりも小さくされている。これにより、平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の２本の対称軸Ｌ，Ｗおよび重心Ｃ１に対して非対称となるように、２個の圧電素子５が振動体３ａに取り付けられている。このような圧電素子５の配置によっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させることができる。

【0048】

図５Ｂに示す例では、２個の圧電素子５のうちの一方の圧電素子５Ｂを平面視した時の形状を、他方の圧電素子５を平面視したときの形状と異ならせている。すなわち、複数の励振器（圧電素子５）の少なくとも１つを平面視した場合の形状が、他の励振器を平面視した場合の形状と異なっている。これにより、平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の２本の対称軸Ｌ，Ｗおよび重心Ｃ１に対して非対称となるように、２個の圧電素子５が振動体３ａに取り付けられている。このような圧電素子５の配置によっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させて、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

【0049】

また、図５Ｂに示す例では、一方の圧電素子５Ｂを平面視した時の形状が、等脚ではない台形であり、非点対称な図形である。このように、複数の励振器（圧電素子５）の少なくとも１つが、平面視した場合に非点対称である形状を有するようにすることによっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させて、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。

【0050】

つづいて、図６Ａおよび図６Ｂに示す配置例を説明する。図６Ａは、圧電素子５の配置例を示す模式的な平面図（その６）であり、図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ’線断面図である。

【0051】

本配置例では、図６Ｂに示すように、一方の圧電素子５Ｃの厚みｈ１と、他方の圧電素子５の厚みｈ２とが異なっている。これにより、一方の圧電素子５Ｃの質量と、他方の圧電素子５の質量とが異なっている。そして、これにより、平面視した場合の、複数の圧電素子５，５Ｃの質量分布が、２つの対称軸Ｌ，Ｗに対して非対称となっている。このように、平面視した場合の複数の励振器（圧電素子５，５Ｃ）の質量分布が、平面視したときに振動体３ａの輪郭が描く図形の全ての対称軸に対して非対称となるように、複数の励振器の少なくとも１つの厚みが、他の励振器の厚みと異なっているようにすることによっても、振動体３ａおよび複数の圧電素子５によって構成される複合振動体の対称性を低下させて、良好な音圧の周波数特性を有する音響発生器１を得ることができる。このとき、複数の圧電素子５の平面的な配置が対称性を有していても構わない。

【0052】

このように、「平面視した場合に、振動体（振動体３ａ）の輪郭が描く図形が有する全ての対称軸に対して非対称となるように、複数の励振器（圧電素子５）が振動体に取り付けられている」とは、次の第１の場合および第２の場合のどちらかに該当することを意味する。第１の場合は、複数の励振器の平面形状や配置が非対称であることによって、複数の励振器が振動体に取り付けられた状態が、２次元図形として、全ての対称軸に対して非対称になっている場合である。そして、第２の場合は、複数の励振器が振動体に取り付けられた状態が、２次元図形としては全ての対称軸に対して非対称になっていないが、複数の励振器の質量が異なることによって、複数の励振器の２次元的な質量分布が、全ての対称軸に対して非対称になっている場合である。

【0053】

（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７Ａは、上述した第１の実施形態の音響発生器１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７Ａ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１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。

【0054】

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７Ａ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１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。

【0055】

そして、筐体７１の開口７１ａに音響発生器１が取り付けられている。音響発生器１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１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１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１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１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１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。

【0056】

（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７Ｂは、前述した第１の実施形態の音響発生器１を用いて構成した電子機器５０の構成の一例を示す図である。なお、図７Ｂ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１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。

【0057】

図７Ｂ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は電子回路から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。

【0058】

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。

【0059】

なお、図７Ｂ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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

ところで、図７Ｂ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は、音響を発する機能を有する様々な電子機器であっても構わない。電子機器５０は、例えば、テレビやオーディオ機器は無論のこと、音響を発生する機能を有する他の電気製品、例を挙げれば、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の電気製品に用いられてよい。

【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内で種々の変更および改良が可能である。

【0066】

例えば、上述した実施形態においては、平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形が矩形状である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、二等辺三角形，正ｎ角形（ｎは３以上の正数），菱形，等脚台形，扇形，楕円，円など、対称軸を有する種々の形状であって構わない。

【0067】

また、上述した実施形態では、枠体２の枠内に圧電素子５を埋設するように樹脂層７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。

【0068】

また、上述した実施形態では、振動体３ａを支持する支持体が枠体２であり、振動体３ａ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く、たとえば、振動体３ａの長手方向あるいは短手方向の両端のみで支持することとしてもよい。

【0069】

また、上述した実施形態では、励振器がバイモルフ型の圧電素子５である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バイモルフ型の圧電素子に代えて、面方向に伸縮振動する圧電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素子を振動板３の両面に設けるようにしても良く、振動板３の両面にユニモルフ型やバイモルフ型の圧電素子を設けるようにしても良い。

【0070】

また、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。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。

【0071】

また、上述した実施形態では、平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形が有する全ての対称軸に対して非対称であり、且つ平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形の重心に対して非対称であるように、複数の励振器（圧電素子５）が振動体３ａに取り付けられた場合を示したが、これに限定されるものではない。平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形の重心に対して対称に配置されている場合であっても、平面視した場合に振動体３ａの輪郭が描く図形が有する全ての対称軸に対して非対称であれば、それだけでも効果を奏することができる。

【0072】

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。なお、本発明は、可聴音よりも周波数が高い音響を発生させる音響発生装置にも適用可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0073】

１：音響発生器
２：枠体
３：振動板
３ａ：振動体
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ：圧電素子
７：樹脂層
４０、７１：筐体
５０：電子機器
６０：電子回路
７０：音響発生装置
Ｃ１：振動体の重心
Ｌ、Ｗ：対称軸

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】