特許 7115953 圧電スピーカー

(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】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】圧電スピーカー

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20220802BHJP

   H04R 7/04 20060101ALI20220802BHJP

   H04R 7/22 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

H04R17/00

H04R7/04

H04R7/22

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018191932

(22)【出願日】2018-10-10

(65)【公開番号】P2020061660

(43)【公開日】2020-04-16

【審査請求日】2021-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000134257

【氏名又は名称】株式会社トーキン

(74)【代理人】

【識別番号】100117341

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 拓哉

(74)【代理人】

【識別番号】100148840

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 健志

(74)【代理人】

【識別番号】100191673

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 久典

(72)【発明者】

【氏名】阿部 善幸

(72)【発明者】

【氏名】河盛 淳

【審査官】西村 純

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０２９７６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５６－１６９５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－００１４９８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １／００－３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームと、圧電素子と、振動板と、エッジと、スペーサとを備える圧電スピーカーであって、
前記フレームは、所定領域を囲んでおり、
前記フレームは、上下方向において上面及び下面を有しており、
前記圧電素子は、前記フレームの前記下面に固定されており、
前記圧電素子は、前記上下方向において前記所定領域の下方に位置しており、
前記エッジは、前記フレームの前記上面に固定されていると共に、前記振動板の外周端を振動自在に支持しており、
前記振動板は、前記上下方向において前記所定領域の上方に位置しており、
前記スペーサは、前記所定領域内に配置されており、
前記スペーサは、前記上下方向において、前記圧電素子と前記振動板とに固定されており、
前記振動板のヤング率をＧ１とし、前記エッジのヤング率をＧ２とするとき、１．５≦Ｇ１／Ｇ２≦５を満たす
圧電スピーカー。

【請求項2】

請求項１記載の圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーを前記上下方向に沿って見た場合、前記振動板の前記外周端は、前記所定領域内に位置している
圧電スピーカー。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の圧電スピーカーであって、
１００ＭＰａ≦Ｇ１≦４ＧＰａを満たす
圧電スピーカー。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれかに記載の圧電スピーカーであって、
前記振動板の重量をＷとするとき、０．０４ｇ≦Ｗ≦０．１ｇを満たす
圧電スピーカー。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれかに記載の圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーは、第１ダンパーを更に備えており、
前記第１ダンパーは、前記フレームと前記圧電素子との間、前記スペーサと前記圧電素子との間、及び前記スペーサと前記振動板との間の少なくとも一箇所に配置されている
圧電スピーカー。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれかに記載の圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーは、第２ダンパーを更に備えており、
前記振動板は、主振動部と、支持体とを備えており、
前記支持体は、前記エッジと一体形成されており、
前記第２ダンパーは、前記上下方向において前記支持体と前記主振動部との間に配置されている
圧電スピーカー。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれかに記載の圧電スピーカーであって、
前記エッジは、弧状の断面を有している
圧電スピーカー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電素子を備える圧電スピーカーに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の圧電スピーカーとしては、特許文献１に開示されたものがある。詳しくは、図５を参照して、特許文献１の圧電スピーカー９００は、フレーム９１０と、圧電素子９２０と、振動板９３０と、ダンパー９４０と、スペーサ９５０と、固定材９６０とを備えている。圧電素子９２０のＸ方向における両端９２２は、フレーム９１０に支持されている。振動板９３０は、ダンパー９４０の＋Ｚ面に貼り付けられている。スペーサ９５０は、Ｚ方向において圧電素子９２０とダンパー９４０とを連結している。固定材９６０は、ダンパー９４０の外周部９４２の－Ｚ面と、フレーム９１０の＋Ｚ面とを、接着している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９７７４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の圧電スピーカー９００においては、振動板９３０は、ダンパー９４０及び固定材９６０を介してフレーム９１０に固定されている。これにより、振動板９３０のＺ方向への変位は一定の制限があり、圧電スピーカー９００から発生可能な音圧には限界がある。

【0005】

一方、圧電スピーカーにおいて、より大きな音圧を発生させたいとの要望がある。

【0006】

そこで、本発明は、より大きな音圧を発生可能な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】

本発明の発明者らは、振動板９３０のＺ方向への変位をより大きくするため、従来の圧電スピーカーに採用されていなかったエッジで、振動板９３０を支持する構造を発案した。

【0008】

しかしながら、この発案を具現化した圧電スピーカーを試作したところ、振動板が分割振動して適切にＺ方向に大きく変位しないという、新たな問題が生じた。

【0009】

ここで、本発明の発明者らは、この問題について鋭意研究した結果、振動板のヤング率及びエッジのヤング率を適切な範囲に調整することにより、分割振動を抑制しながら振動板を適切にＺ方向に大きく変位させることができることを見出した。

【0010】

本発明は、かかる知見に基づくものであり、具体的には上述した課題を解決するための手段として以下に掲げる圧電スピーカーを提供する。

【0011】

即ち、本発明は、第１の圧電スピーカーとして、
フレームと、圧電素子と、振動板と、エッジと、スペーサとを備える圧電スピーカーであって、
前記フレームは、所定領域を囲んでおり、
前記フレームは、上下方向において上面及び下面を有しており、
前記圧電素子は、前記フレームの前記下面に固定されており、
前記圧電素子は、前記上下方向において前記所定領域の下方に位置しており、
前記エッジは、前記フレームの前記上面に固定されていると共に、前記振動板の外周端を振動自在に支持しており、
前記振動板は、前記上下方向において前記所定領域の上方に位置しており、
前記スペーサは、前記所定領域内に配置されており、
前記スペーサは、前記上下方向において、前記圧電素子と前記振動板とに固定されており、
前記振動板のヤング率をＧ１とし、前記エッジのヤング率をＧ２とするとき、１．５≦Ｇ１／Ｇ２≦５を満たす
圧電スピーカーを提供する。

【0012】

また、本発明は、第２の圧電スピーカーとして、第１の圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーを前記上下方向に沿って見た場合、前記振動板の前記外周端は、前記所定領域内に位置している
圧電スピーカーを提供する。

【0013】

また、本発明は、第３の圧電スピーカーとして、第１又は第２の圧電スピーカーであって、
１００ＭＰａ≦Ｇ１≦４ＧＰａを満たす
圧電スピーカーを提供する。

【0014】

また、本発明は、第４の圧電スピーカーとして、第１から第３までのいずれかの圧電スピーカーであって、
前記振動板の重量をＷとするとき、０．０４ｇ≦Ｗ≦０．１ｇを満たす
圧電スピーカーを提供する。

【0015】

また、本発明は、第５の圧電スピーカーとして、第１から第４までのいずれかの圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーは、第１ダンパーを更に備えており、
前記第１ダンパーは、前記フレームと前記圧電素子との間、前記スペーサと前記圧電素子との間、及び前記スペーサと前記振動板との間の少なくとも一箇所に配置されている
圧電スピーカーを提供する。

【0016】

また、本発明は、第６の圧電スピーカーとして、第１から第５までのいずれかの圧電スピーカーであって、
前記圧電スピーカーは、第２ダンパーを更に備えており、
前記振動板は、主振動部と、支持体とを備えており、
前記支持体は、前記エッジと一体形成されており、
前記第２ダンパーは、前記上下方向において前記支持体と前記主振動部との間に配置されている
圧電スピーカーを提供する。

【0017】

また、本発明は、第７の圧電スピーカーとして、第１から第６までのいずれかの圧電スピーカーであって、
前記エッジは、弧状の断面を有している
圧電スピーカーを提供する。

【発明の効果】

【0018】

本発明の圧電スピーカーにおいて、エッジは、フレームの上面に固定されていると共に、振動板の外周端を振動自在に支持しており、また、振動板のヤング率をＧ１とし、エッジのヤング率をＧ２とするとき、１．５≦Ｇ１／Ｇ２≦５を満たしている。これにより、本発明の圧電スピーカーは、より大きな音圧を発生可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態による圧電スピーカーを示す断面図である。

【図2】図１の圧電スピーカーのうちのＡ線で囲まれた部分を示す拡大図である。

【図3】図１の圧電スピーカーを示す上面図である。

【図4】図１の圧電スピーカーの振動板の振動の測定結果を示す画像である。ここで、振動板以外の構成要素については省略されている。

【図5】特許文献１の圧電スピーカーを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１に示されるように、本発明の実施の形態による圧電スピーカー１００は、フレーム２００と、圧電素子３００と、振動板４００と、エッジ５００と、接着層６００と、スペーサ７００とを備えている。また、本実施の形態の圧電スピーカー１００は、内部に所定領域２５０を有している。

【0021】

図１を参照して、本実施の形態のフレーム２００は、金属製である。より詳しくは、フレーム２００は、ＳＵＳ製である。本実施の形態のフレーム２００は、所定領域２５０を囲んでいる。より詳しくは、フレーム２００は、上下方向と直交する平面内において、所定領域２５０を囲んでいる。フレーム２００は、上下方向において上面２１０及び下面２２０を有している。本実施の形態において、上下方向はＺ方向であり、上下方向と直交する平面はＸＹ平面である。ここで、上方を＋Ｚ方向とし、下方を－Ｚ方向とする。

【0022】

図１を参照して、本実施の形態の圧電素子３００は、上下方向に電圧を印加することにより伸縮運動する圧電セラミックスを圧電素子要素として積層した、積層型圧電素子である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧電素子３００は、バイモルフ型やユニモルフ型の圧電素子であってもよい。なお、図１において、圧電素子３００に電圧を印加するためのリード線や端子は図示していない。

【0023】

図１に示されるように、本実施の形態の圧電素子３００は、上下方向と直交する平板形状を有している。圧電素子３００は、上下方向において上面３０４及び下面３０６を有している。圧電素子３００は、フレーム２００の下面２２０に固定されている。圧電素子３００は、上下方向において所定領域２５０の下方に位置している。即ち、圧電素子３００の上面３０４は、上下方向において所定領域２５０の下方に位置している。

【0024】

図１を参照して、本実施の形態の振動板４００は、樹脂製である。より詳しくは、振動板４００は、ＰＥＴ樹脂製である。振動板４００は、上下方向と直交する平板形状を有している。図３に示されるように、振動板４００は、上下方向と直交する直交方向において、外周端４０２を有している。振動板４００の外周端４０２は、上下方向と直交する第１水平方向と平行な２つの辺と、上下方向及び第１水平方向の双方と直交する第２水平方向と平行な２つの辺とを有する、略矩形の形状を有している。本実施の形態において、第１水平方向はＸ方向であり、第２水平方向はＹ方向である。

【0025】

図１に示されるように、本実施の形態の振動板４００は、上下方向において上面４１４及び下面４３６を有している。振動板４００は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。即ち、振動板４００の下面４３６は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。図３に示されるように、圧電スピーカー１００を上下方向に沿って見た場合、振動板４００の外周端４０２は、所定領域２５０内に位置している。

【0026】

振動板４００のヤング率をＧ１とすると、Ｇ１は、１００ＭＰａ≦Ｇ１≦４ＧＰａを満たしている。Ｇ１が１００ＭＰａ未満である場合、振動板４００が圧電素子３００にスペーサ７００を介して押圧された時に、振動板４００全体として移動せずにスペーサ７００で直接的に押圧される部分のみが移動し、大きな音圧を発生させることができず、好ましくない。即ち、Ｇ１が１００ＭＰａ未満である場合、振動板４００が圧電素子３００にスペーサ７００を介して押圧された時に、スペーサ７００で直接的に押圧される部分はスペーサ７００の動きに追従して移動する一方、直接的に押圧されない部分はスペーサ７００の動きに追従しないため、大きな音圧を発生させることができず、好ましくない。また、Ｇ１が４ＧＰａを超える場合、振動板４００の屈曲運動が支配的となり、好ましくない。

【0027】

また、振動板４００の重量をＷとするとき、Ｗは、０．０４ｇ≦Ｗ≦０．１ｇを満たす。Ｗが０，１ｇを超える場合、振動板４００の駆動に必要な圧電素子３００が、形状の大型化や積層数の増加により高価なものとなるため、好ましくない。

【0028】

図１に示されるように、本実施の形態の振動板４００は、主振動部４１０と、支持体４３０とを備えている。

【0029】

図１に示されるように、本実施の形態の主振動部４１０は、上下方向と直交する平板形状を有している。主振動部４１０は、直交方向において、外周端４１２を有している。外周端４１２は、直交方向において、外側に露出している。主振動部４１０は、上下方向において上面４１４及び下面４１６を有している。上面４１４は、外部に露出している。

【0030】

図１に示されるように、本実施の形態の支持体４３０は、上下方向と直交する平板形状を有している。支持体４３０は、直交方向において、外周端４３２を有している。支持体４３０は、上下方向において上面４３４及び下面４３６を有している。支持体４３０は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。即ち、支持体４３０の下面４３６は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。

【0031】

図２を参照して、本実施の形態のエッジ５００は、樹脂製である。より詳しくは、エッジ５００は、ポリエチレンナフタレート製である。図２に示されるように、エッジ５００は、弧状の断面を有している。エッジ５００は、内端５１２と、外端５２４とを有している。エッジ５００のヤング率をＧ２とするとき、Ｇ１及びＧ２は、１．５≦Ｇ１／Ｇ２≦５を満たしている。ここで、Ｇ１／Ｇ２が１．５未満の場合、振動板４００の屈曲運動が支配的となるため、好ましくない。また、Ｇ１／Ｇ２が５より大きい場合、振動板４００に対してエッジ５００が柔らかすぎるため、振動板４００が圧電素子３００にスペーサ７００を介して押圧された時に、振動板４００全体として上下運動せず、また振動板４００に上下方向を軸とする回転方向の動きが加わるため、好ましくない。

【0032】

図２に示されるように、本実施の形態のエッジ５００は、湾曲部５１０と、平板部５２０とを有している。

【0033】

図３に示されるように、本実施の形態の湾曲部５１０は、上下方向に沿って見た場合、略矩形の外周を有している。図２に示されるように、湾曲部５１０は、上下方向及び直交方向で構成される平面において、弧状の断面を有している。湾曲部５１０は、内端５１２と、外端５１４とを有している。内端５１２は、湾曲部５１０の直交方向内端を規定している。外端５１４は、湾曲部５１０の直交方向外端を規定している。

【0034】

図１に示されるように、本実施の形態の平板部５２０は、上下方向と直交する平板形状を有している。図３に示されるように、平板部５２０は、上下方向に沿って見た場合、矩形の外周を有している。平板部５２０は、内端５２２と、外端５２４とを有している。内端５２２は、平板部５２０の直交方向内端を規定している。外端５２４は、平板部５２０の直交方向外端を規定している。平板部５２０は、直交方向において湾曲部５１０の外側に位置している。平板部５２０は、直交方向において湾曲部５１０と連結されている。詳しくは、平板部５２０の内端５２２は、直交方向において湾曲部５１０の外端５１４と連結されている。

【0035】

図１及び図２に示されるように、本実施の形態のエッジ５００は、フレーム２００の上面２１０に固定されていると共に、振動板４００の外周端４０２を振動自在に支持している。

【0036】

図１に示されるように、エッジ５００は、接着層６００を介してフレーム２００の上面２１０に固定されている。より詳しくは、エッジ５００の平板部５２０は、接着層６００を介してフレーム２００の上面２１０に固定されている。エッジ５００の湾曲部５１０は、フレーム２００の上面２１０に固定されていない。

【0037】

図２に示されるように、エッジ５００の湾曲部５１０の内端５１２は、振動板４００の支持体４３０の外周端４３２を振動自在に支持している。エッジ５００の湾曲部５１０の内端５１２は、直交方向において、振動板４００の支持体４３０の外周端４３２と連結されている。即ち、支持体４３０は、エッジ５００と一体形成されている。

【0038】

図１及び図２から理解されるように、湾曲部５１０は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。平板部５２０は、上下方向において所定領域２５０の上方に位置している。

【0039】

図１に示されるように、本実施の形態の接着層６００は、上下方向においてフレーム２００とエッジ５００との間に位置している。より詳しくは、接着層６００は、上下方向において、フレーム２００の上面２１０とエッジ５００の平板部５２０とを接着している。エッジ５００の湾曲部５１０は、接着層６００に接着されていない。

【0040】

図１を参照して、本実施の形態のスペーサ７００は、樹脂製である。より詳しくは、スペーサ７００は、ポリカーボネート製である。本実施の形態の圧電スピーカー１００において、スペーサ７００は一つである。スペーサ７００は、上下方向と直交する平面において、正方形の断面を有している。

【0041】

図１及び図３を参照して、スペーサ７００は、直交方向において圧電スピーカー１００の中央に位置している。スペーサ７００は、第１水平方向において圧電スピーカー１００の中央に位置している。スペーサ７００は、第２水平方向において圧電スピーカー１００の中央に位置している。

【0042】

図１及び図３を参照して、スペーサ７００は、直交方向において振動板４００の中央に位置している。スペーサ７００は、第１水平方向において振動板４００の中央に位置している。スペーサ７００は、第２水平方向において振動板４００の中央に位置している。

【0043】

図１を参照して、スペーサ７００は、直交方向において圧電素子３００の中央に位置している。スペーサ７００は、第１水平方向において圧電素子３００の中央に位置している。スペーサ７００は、第２水平方向において圧電素子３００の中央に位置している。

【0044】

図１に示されるように、本実施の形態のスペーサ７００は、所定領域２５０内に配置されている。スペーサ７００は、上下方向において、圧電素子３００と振動板４００とに固定されている。スペーサ７００は、上下方向において上面７０４及び下面７０６を有している。

【0045】

図１に示されるように、本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第１ダンパー７５２，７５４，７５６を更に備えている。第１ダンパー７５２，７５４，７５６は、樹脂製である。より詳しくは、第１ダンパー７５２，７５４，７５６は、ＰＥＴ樹脂からなる基材の上下両面にアクリル粘着剤を塗布した両面テープである。

【0046】

図１に示されるように、第１ダンパー７５２は、フレーム２００と圧電素子３００との間に設けられている。即ち、第１ダンパー７５２は、上下方向において、フレーム２００の下面２２０と圧電素子３００の上面３０４との間に設けられている。第１ダンパー７５２は、フレーム２００の下面２２０及び圧電素子３００の上面３０４に接着されている。圧電素子３００は、第１ダンパー７５２を介してフレーム２００の下面２２０に連結されている。

【0047】

図１に示されるように、第１ダンパー７５４は、振動板４００とスペーサ７００との間に設けられている。即ち、第１ダンパー７５４は、上下方向において、振動板４００の下面４３６とスペーサ７００の上面７０４との間に設けられている。より詳しくは、第１ダンパー７５４は、上下方向において、振動板４００の支持体４３０の下面４３６とスペーサ７００の上面７０４との間に設けられている。第１ダンパー７５４は、振動板４００の支持体４３０の下面４３６及びスペーサ７００の上面７０４に接着されている。スペーサ７００は、第１ダンパー７５４を介して振動板４００の下面４３６に連結されている。

【0048】

図１に示されるように、第１ダンパー７５６は、スペーサ７００と圧電素子３００との間に設けられている。即ち、第１ダンパー７５６は、上下方向において、スペーサ７００の下面７０６と圧電素子３００の上面３０４との間に設けられている。第１ダンパー７５６は、スペーサ７００の下面７０６及び圧電素子３００の上面３０４に接着されている。スペーサ７００は、第１ダンパー７５６を介して圧電素子３００の上面３０４に連結されている。

【0049】

本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第１ダンパー７５２，７５４，７５６を備えていることにより、共振周波数付近のみの損失抵抗を上げる一方、非共振周波数における損失抵抗を抑制し、非共振周波数における音圧を上げることができる。即ち、本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第１ダンパー７５２，７５４，７５６を備えていることにより、音圧周波数特性の平坦化が図られている。なお、本発明はこれに限定されず、第１ダンパー７５２，７５４，７５６は、フレーム２００と圧電素子３００との間、スペーサ７００と圧電素子３００との間、及びスペーサ７００と振動板４００との間の少なくとも一箇所に配置されていればよい。また、圧電スピーカー１００は、第１ダンパー７５２，７５４，７５６を備えていなくてもよい。

【0050】

図１に示されるように、本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第２ダンパー７７０を更に備えている。第２ダンパー７７０は、樹脂製である。より詳しくは、第２ダンパー７７０は、ＰＥＴ樹脂からなる基材の上下両面にアクリル粘着剤を塗布した両面テープである。

【0051】

図１に示されるように、第２ダンパー７７０は、上下方向において、主振動部４１０と支持体４３０との間に配置されている。第２ダンパー７７０は、直交方向において外周端７７２を有している。即ち、振動板４００の外周端４０２は、主振動部４１０の外周端４１２と、第２ダンパー７７０の外周端７７２と、支持体４３０の外周端４３２とで構成されている。第２ダンパー７７０は、上下方向において上面７７４及び下面７７６を有している。

【0052】

図１に示されるように、本実施の形態の第２ダンパー７７０は、上下方向において主振動部４１０に接着されている。より詳しくは、第２ダンパー７７０の上面７７４は、上下方向において、主振動部４１０の下面４１６に接着されている。

【0053】

図１に示されるように、本実施の形態の第２ダンパー７７０は、上下方向において支持体４３０に接着されている。より詳しくは、第２ダンパー７７０の下面７７６は、上下方向において、支持体４３０の上面４３４に接着されている。

【0054】

図１に示されるように、本実施の形態の振動板４００は、主振動部４１０と、第２ダンパー７７０と、支持体４３０とで構成されている。より詳しくは、本実施の形態の振動板４００においては、主振動部４１０と、第２ダンパー７７０と、支持体４３０とが、上下方向において、この順に上から積層されている。

【0055】

本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第２ダンパー７７０を更に備えていることにより、共振周波数付近のみの損失抵抗を更に上げる一方、非共振周波数における損失抵抗を更に抑制し、非共振周波数における音圧を更に上げることができる。即ち、本実施の形態の圧電スピーカー１００は、第２ダンパー７７０を更に備えていることにより、音圧周波数特性の平坦化がより図られている。なお、本発明はこれに限定されず、圧電スピーカー１００は、第２ダンパー７７０を備えていなくてもよい。

【0056】

圧電素子３００に電圧を印加した際の、圧電スピーカー１００の各部位の動作を、以下に詳述する。

【0057】

図１を参照して、圧電素子３００に電圧を印加すると、圧電素子３００は、一次モードにおいては、直交方向における中心部分のみが上下方向に移動するように湾曲振動する。即ち、圧電素子３００に電圧を印加すると、圧電素子３００は、直交方向における中心部分を腹とし、直交方向両端を節とする、湾曲振動を行う。これにより、第１ダンパー７５６、スペーサ７００及び第１ダンパー７５４は上下方向に振動し、これに伴って振動板４００は上下方向に振動する。

【0058】

上述のように、本実施の形態のエッジ５００は、フレーム２００の上面２１０に固定されていると共に、振動板４００の外周端４０２を振動自在に支持している。これにより、振動板４００の上下方向への振動は、エッジ５００によって妨げられることはなく、また、圧電素子３００から振動板４００へ伝達される振動力のベクトルが常に上下方向に維持され、振動板４００の直交方向への揺れ動きが抑制されている。

【0059】

以下、本発明の実施の形態について、実施例を参照しながら更に詳細に説明する。

【0060】

図１を参照して、実施例の圧電スピーカー１００は、フレーム２００と、圧電素子３００と、振動板４００と、エッジ５００と、スペーサ７００と、第１ダンパー７５２，７５４，７５６と、第２ダンパー７７０とを備えている。ここで、フレーム２００は、ＳＵＳ製であり、サイズが縦１３．８ｍｍ×横１６．６ｍｍ×厚さ０．３ｍｍとなっている。また、圧電素子３００は、一層の厚さが２５μｍの圧電素子要素を２８層積層して形成された積層型圧電素子であり、サイズが縦４．０ｍｍ×横１６．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍとなっている。振動板４００は、ＰＥＴ樹脂製であり、ヤング率Ｇ１が４ＧＰａ、比重が０．７ｇ／ｃｍ^３、サイズが縦１０ｍｍ×横１３ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとなっている。エッジ５００は、ポリエチレンナフタレート製であり、ヤング率Ｇ２が１ＧＰａ、比重が１．１ｇ／ｃｍ^３、厚さが３８μｍ、曲率半径Ｒが０．５ｍｍとなっている。スペーサ７００は、ポリカーボネート製であり、サイズが縦２ｍｍ×横２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍとなっている。更に、第１ダンパー７５２，７５４，７５６及び第２ダンパー７７０は、ＰＥＴ樹脂からなる基材の上下両面にアクリル粘着剤を塗布した、厚さ０．１ｍｍの両面テープである。なお、この実施例において、縦方向はＹ方向であり、横方向はＸ方向であり、厚さ方向はＺ方向である。また、縦方向は第２水平方向であり、横方向は第１水平方向であり、厚さ方向は上下方向でもある。

【0061】

図１を参照して、実施例の圧電スピーカー１００の振動板４００において、主振動部４１０は、第２ダンパー７７０に接着されており、第２ダンパー７７０は、支持体４３０に接着されている。また、実施例の圧電スピーカー１００において、支持体４３０は、第１ダンパー７５４に接着されており、第１ダンパー７５４は、スペーサ７００に接着されており、スペーサ７００は、第１ダンパー７５６に接着されており、第１ダンパー７５６は、圧電素子３００に接着されている。更に、実施例の圧電スピーカー１００において、エッジ５００の平板部５２０は、接着層６００を介してフレーム２００の上面２１０に固定されており、フレーム２００の下面２２０は、第１ダンパー７５２に接着されており、第１ダンパー７５２は、圧電素子３００の横方向端部付近に接着されている。

【0062】

実施例の圧電スピーカー１００から発生される音圧を測定したところ、上記の特許文献１に係る圧電スピーカーよりも１０ｄＢ大きい音圧を発生可能であることが確認された。また、実施例の圧電スピーカー１００は、同体積の電磁スピーカーと比較して、２倍の音圧を発生可能であることが確認された。

【0063】

図４に、実施例の圧電スピーカー１００の振動板４００の振動の測定結果の画像を示す。この測定結果の画像において、振動板４００の部分的な変位量の大小が、濃淡で表現されている。この測定結果から、振動板４００が局所的に振動することなく、振動板４００全体として上下方向に振動していることが確認された。即ち、実施例の圧電スピーカー１００においては、振動板４００の振動が、上下方向と直交する平面内で概略均一となっていることが分かった。

【0064】

以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。

【0065】

本実施の形態の圧電スピーカー１００の振動板４００は、主振動部４１０と、支持体４３０とを備えていたが、本発明はこれに限定されない。即ち、振動板４００は、支持体４３０を有さなくてもよく、主振動部４１０の外周端４１２がエッジ５００によって直接支持されていてもよい。この場合、主振動部４１０とエッジ５００とを二色成形により成形してもよい。

【符号の説明】

【0066】

１００ 圧電スピーカー
２００ フレーム
２１０ 上面
２２０ 下面
２５０ 所定領域
３００ 圧電素子
３０４ 上面
３０６ 下面
４００ 振動板
４０２ 外周端
４１０ 主振動部
４１２ 外周端
４１４ 上面
４１６ 下面
４３０ 支持体
４３２ 外周端
４３４ 上面
４３６ 下面
５００ エッジ
５１０ 湾曲部
５１２ 内端
５１４ 外端
５２０ 平板部
５２２ 内端
５２４ 外端
６００ 接着層
７００ スペーサ
７０４ 上面
７０６ 下面
７５２ 第１ダンパー
７５４ 第１ダンパー
７５６ 第１ダンパー
７７０ 第２ダンパー
７７２ 外周端
７７４ 上面
７７６ 下面
Ｇ１ ヤング率
Ｇ２ ヤング率
Ｗ 重量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】