JP5890209B2 - 音響発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、音響発生装置に関するものである。

従来、振動板に圧電振動素子を取り付けたスピーカーが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−２３４３６号公報

しかしながら、上述した従来のスピーカーは、特定の周波数において音圧が急激に変化して、音圧の周波数特性上に大きなピーク・ディップが生じやすいという問題があった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、特定の周波数における音圧の急激な変化が低減された音響発生装置を提供することにある。

本発明の音響発生装置は、平面状の振動体と、該振動体に接合された、該振動体を振動させる圧電振動素子と、内側の表面が前記振動体の一方主面と対向する第１の壁を含む複数の壁で構成されており、該複数の壁で囲まれた第１空間内に前記振動体および前記圧電振動素子を収容する筐体と、前記第１の壁における、前記振動体の前記一方主面から見通せる部分であり、且つ前記振動体の前記一方主面の中央部と結ぶ線分と前記振動体の前記一方主面とのなす角度が鋭角である部分に形成された貫通孔と、を少なくとも有しており、前記振動体の前記一方主面は、前記第１の壁の前記内側の表面に対して傾いており、前
記筐体は、前記第１の壁に隣接する第２の壁を有しており、前記第１の壁の前記内側の表面と前記第２の壁の内側の表面との両方に前記一方主面が対向するように前記振動体が配置されており、前記振動体の前記一方主面と、前記第１の壁の前記内側の表面と、前記第２の壁の前記内側の表面とで囲まれているとともに、前記振動体の前記一方主面、前記第１の壁の前記内側の表面および前記第２の壁の前記内側の表面に平行な方向が開放された第２空間が、前記第１空間内に形成されていることを特徴とする。

本発明の音響発生装置によれば、特定の周波数における音圧の急激な変化が低減された音響発生装置を得ることができる。

本発明の実施の形態の第１の例の音響発生装置を模式的に示す斜視図である。 図１に示す音響発生装置の壁１１を透視した状態を模式的に示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ’線断面図である。 音響発生部３４を模式的に示す平面図である。 図４におけるＢ−Ｂ’線断面図である。 本発明の実施の形態の第２の例の音響発生装置を模式的に示す斜視図である。 図６に示す音響発生装置の表示装置３９および壁１１を透視した状態を模式的に示す平面図である。 図６におけるＣ−Ｃ’線断面図である。 本発明の実施の形態の第２の例の音響発生装置の音圧の周波数特性を示すグラフである。 比較例の音響発生装置の音圧の周波数特性を示すグラフである。

以下、本発明の音響発生装置を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態の第１の例）
図１は、本発明の実施の形態の第１の例の音響発生装置を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す音響発生装置の壁１１を透視した状態を模式的に示す平面図である。図３は、図１におけるＡ−Ａ’線断面図である。本例の音響発生装置は、図１〜３に示すように、筐体１０と、音響発生部３４と、支持体３５とを有している。

筐体１０は、直方体の箱状の形状を有しており、壁１１，１２，１３，１４，１５，１６によって構成されている。また、筐体１０の内部には壁１１〜１６によって囲まれた空間３７が形成されており、空間３７の中に音響発生部３４および支持体３５が収容されている。そして、壁１１には、矩形状の貫通孔３３が形成されており、壁１１と対向する壁１６の内側の表面には、直方体状の支持体３５が取り付けられている。筐体１０は、筐体として適当な剛性を有していれば良く、例えば、各種金属や樹脂材料等の種々の材料を用いて構成することができる。支持体３５は、音響発生部３４を筐体１０の内側の表面に対して斜めに取り付けるためのスペーサーとして機能するものであり、例えば、筐体１０と同様の材料を用いて構成することができる。

図４は、音響発生部３４の構造を模式的に示す平面図であり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ’線断面図である。なお、構造を理解しやすくするために、図４においては樹脂層２０および接着剤層２１の図示を省略しており、図５においては、圧電振動素子３２の構造の図示を省略している。

音響発生部３４は、図４，図５に示すように、圧電振動素子３２と、フィルム３と、枠部材５と、樹脂層２０と、導線２２ａ，２２ｂと、接着剤層２１とを有している。そして、フィルム３と、フィルム３の上に配置された接着剤層２１，圧電振動素子３２および樹脂層２０と、導線２２ａ，２２ｂの一部分とによって振動体３１が構成されている。

枠部材５は、同一の形状を有する２つの枠部材５ａ，５ｂが接合されて構成されている。枠部材５ａ，５ｂは、それぞれ矩形の枠状の形状を有している。枠部材５ａ，５ｂ間にはフィルム３の外周部が挟み込まれており、フィルム３に張力を加えた状態で固定している。枠部材５ａ，５ｂは、例えば、厚み１００〜１０００μｍのステンレス製のものを好適に用いることができるが、材質および厚みは特に限定されるものではなく、振動体３１を構成するフィルム３および樹脂層２０よりも変形し難いものであれば良い。例えば、金属、硬質樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック、セラミックス等を用いて枠部材５ａ，５ｂを形成することができる。また、枠部材５ａ，５ｂの形状も、矩形状に限定されるものではなく、円形や菱形であってもよい。

フィルム３は、面方向に張力をかけられた状態で、矩形状の周縁部を全体的に枠部材５ａ，５ｂで挟持されて固定されており、枠部材５ａ，５ｂによって振動可能に支持されている。フィルム３の厚みは、例えば、１０〜２００μｍとされる。フィルム３は、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂、あるいはパルプや繊維等からなる紙を用いて形成することができる。

圧電振動素子３２は、上下の主面が矩形状の板状の形状を有している。また、圧電振動素子３２は、セラミックスからなる複数の圧電体層（図示せず）と複数の内部電極層（図
示せず）とが厚み方向（図のｚ軸方向）に交互に積層されて形成された積層体２３と、この積層体２３の上下面（図のｚ軸方向の両端面）に形成された表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、積層体２３の長手方向（図のｘ軸方向）の両端面（両側面）にそれぞれ設けられた接続電極（図示せず）とで構成されている。

内部電極（図示せず）は、第１の内部電極，第２の内部電極，第３の内部電極の３種類がある。そして、積層体２３の厚み方向（図のｚ軸方向）における一方側では、第１の内部電極（図示せず）と第２の内部電極（図示せず）とが交互に配置されており、積層体２３の厚み方向（図のｚ軸方向）における他方側では、第１の内部電極（図示せず）と第３の内部電極（図示せず）とが交互に配置されている。

そして、第１の内部電極（図示せず）は、積層体２３の長さ方向における一端側（図の−ｘ側）の側面に露出しており、第１の接続電極（図示せず）を介して第１の表面電極２５ａに接続されている。また、第２の内部電極（図示せず）は、積層体２３の長さ方向における他端側（図の＋ｘ側）の側面に露出しており、第２の接続電極（図示せず）を介して第２の表面電極２５ｂに接続されている。また、第３の内部電極（図示せず）は、積層体２３の長さ方向における他端側（図の＋ｘ側）の側面に露出しており、第３の接続電極（図示せず）を介して第３の表面電極２５ｃに接続されている。

そして、例えば、第１の表面電極２５ａを基準電位に接続し、第２の表面電極２５ｂを基準電位よりも高い電位に接続し、第３の表面電極２５ｃを基準電位よりも低い電位に接続して直流電圧を加えて各々の圧電体層（図示せず）を分極した後に、第１の表面電極２５ａに導線２２ａが接続され、第２の表面電極２５ｂおよび第３の表面電極２５ｃに導線２２ｂが接続されている。よって、導線２２ａ，２２ｂを介して電圧が加えられたときに、各々の圧電体層（図示せず）における分極の向きと加えられる電界の向きとの関係が、積層体２３の厚み方向（図のｚ軸方向）における一方側と他方側とで逆になるようにされている。

よって、導線２２ａ，２２ｂを介して交流電圧が加えられると、各々の時点で積層体２３の厚み方向（図のｚ軸方向）における一方側と他方側とで伸縮が逆になる。例えば、積層体２３の厚み方向（図のｚ軸方向）における一方側が長さ方向（図のｘ軸方向）に伸びるときには、厚み方向（図のｚ軸方向）における他方側が長さ方向（図のｘ軸方向）に縮む。よって、圧電振動素子３２は、長さ方向（図のｘ軸方向）に振幅が変化するように、厚み方向（図のｚ軸方向）に屈曲振動する。このように、圧電振動素子３２は、よく知られた圧電バイモルフ素子としての構造および機能を有している。

圧電振動素子３２を構成する圧電体層としては、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、従来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。圧電体層の１層の厚みは、低電圧駆動という観点から、１０〜１００μｍとするのが望ましい。大きな屈曲撓み振動を誘起させ音圧を高めるために、圧電体層の圧電ｄ３１定数が１８０ｐｍ／Ｖ以上であることが望ましい。

圧電振動素子３２を構成する内部電極層としては、例えば、銀とパラジウムとからなる金属成分と圧電体層を構成するセラミック成分とを含有することが望ましい。ただし、セラミック成分を含まなくても良く、金属成分も銀やパラジウム以外の金属であっても構わない。表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃおよび接続電極（図示せず）は、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ことが望ましいが、銀以外の金属であっても構わない。

圧電振動素子３２のフィルム３側の主面とフィルム３とは接着剤層２１で接合されている。接着剤層２１の厚みは２０μｍ以下が望ましく、１０μｍ以下がさらに望ましい。接着剤層２１の厚みが２０μｍ以下とすることにより、圧電振動素子３２の振動をフィルム３に伝えやすくなる。接着剤層２１を形成するための接着剤としては、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等公知のものを使用することができる。

樹脂層２０は、圧電振動素子３２を埋設するように、枠部材５ａの内側の全体に渡って充填されている。導線２２ａ，２２ａの一部も樹脂層２０中に埋設されている。樹脂層２０は、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂や、あるいはゴム等を用いることができ、ヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にあるものが望ましく、特には、１ＭＰａ〜８５０ＭＰａであるものが望ましい。また、樹脂層２０の厚みは、スプリアスを抑制するという点から、圧電振動素子３２を完全に覆う程度の厚みであることが望ましい。

そして、フィルム３と、フィルム３の上に配置された接着剤層２１および圧電振動素子３２と、導線２２ａ，２２ａの一部分とが、樹脂層２０によって被覆されて一体化しており、これら全体で振動体３１が構成されている。すなわち、振動体３１は、矩形の平面状（板状）であり、その周囲（周縁部）が全体的に枠部材５ａ，５ｂによって支持されている。また、圧電振動素子３２は、振動体３１に接合されて、振動体３１と一体化している。そして、圧電振動素子３２は、導線２２ａ，２２ｂを介して電気信号が入力されて、自身が屈曲振動することによって振動体３１を屈曲振動させる。そして、振動体３１の屈曲振動によって音が発生する。このようにして、音響発生部３４は、電気信号が入力されることによって音を発生する。

音響発生部３４は、図１〜３に示すように、枠部材５の一端が支持体３５を介して壁１６の内側の表面に取り付けられているとともに、枠部材５の他端が直接的に壁１６の内側の表面に取り付けられており、壁１６の内側の表面に対して斜めに取り付けられている。これにより、壁１６と対向する壁１１の内側の表面１１ａと、壁１１および壁１６に隣接する壁１２の内側の表面１２ａとの両方に対して、振動体３１の一方主面３１ａが斜めに対向するように音響発生部３４が取り付けられている。すなわち、振動体３１の一方主面３１ａは、壁１１の内側の表面１１ａおよび壁１２の内側の表面１２ａの両方に対向しているとともに、壁１１の内側の表面１１ａおよび壁１２の内側の表面１２ａの両方に対して傾いている。

なお、本明細書において、『Ａ面とＢ面とが対向する』とは、Ａ面とＢ面との位置関係が、Ｂ面と反対側からＡ面に対して垂直に光を当てたときにＡ面の影の少なくとも一部がＢ面に投影される位置関係か、または、Ａ面と反対側からＢ面に対して垂直に光を当てたときにＢ面の影の少なくとも一部がＡ面に投影される位置関係の少なくとも一方に該当することを意味する。

また、振動体３１の一方主面３１ａと、壁１１の内側の表面１１ａと、壁１２の内側の表面１２ａとで囲まれているとともに、振動体３１の一方主面３１ａ，壁１１の内側の表面１１ａおよび壁１２の内側の表面１２ａに平行な方向（図のβ方向）が開放された空間３８が空間３７内に形成されている。

そして、貫通孔３３は、壁１１における振動体３１の一方主面３１ａから見通せる部分、すなわち、壁１１における空間３８に面した部分であり、且つこの部分と振動体３１の一方主面３１ａの中央部３１ｂとを結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度θが鋭角である部分に形成されている。なお、壁１１の内側の表面１１ａへの貫通孔３３の開口部の全ての部分において、その部分と振動体３１の一方主面３１ａの中央部３１ｂとを結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度θが鋭角になるように、貫通孔
３３の位置および形状が設定される。

貫通孔３３の大きさは、大きすぎると本発明の効果が小さくなり、小さすぎると発生する音響の音圧が小さくなるため、例えば、貫通孔３３の断面積が、振動体３１の一方主面３１ａの面積の０．１倍〜０．５倍程度に設定される。また、貫通孔３３の位置としては、例えば、貫通孔３３が形成された部分と振動体３１の一方主面３１ａの中央部３１ｂとを結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度θが、０°≦θ≦７０°を満たすように設定される。

本例の音響発生装置は、振動体３１が筐体１０の内部の空間３７に収容されており、振動体３１から発生する音響が、振動体３１の一方主面３１ａから見通せる部分であり、且つ振動体３１の一方主面３１ａの中央部と結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度が鋭角である部分に形成された貫通孔３３を介して筐体１０の外部へ放出される。これにより、貫通孔３３から筐体１０の外部へ放出される音響、すなわち、音響発生装置が発生する音響を、特定の周波数における音圧の急激な変化が低減されたものにすることができる。

すなわち、振動体３１を圧電振動素子３２により屈曲振動させて音響を発生させる音響発生装置は、指向性が小さいという利点と共に、特定の周波数における音圧の急激な変化があるという問題を有している。本例の音響発生装置は、この問題を低減することができる。この効果が得られるメカニズムは解明できていないが、振動体３１から発生する音響が、そのまま直接的に筐体１０の外部へ放出され難くなることが関係していると考えられる。なお、振動体３１から発生する音響の指向性が小さいことにより、貫通孔３３から外部へ放出される音響の音圧の低下が低減されていると考えられる。

また、本例の音響発生装置は、振動体３１の一方主面３１ａが壁１１の内側の表面１１ａに対して傾いていることから、特定の周波数における音圧の急激な変化をさらに低減することができる。これは、振動体３１の一方主面３１ａと壁１１の内側の表面１１ａとの間で音響の多重反射が生じ難くなることが関係しているのではないかと推測される。

また、本例の音響発生装置は、振動体３１の一方主面３１ａと、壁１１の内側の表面１１ａと、壁１２の内側の表面１２ａとで囲まれているとともに、振動体３１の一方主面３１ａ，壁１１の内側の表面１１ａおよび壁１２の内側の表面１２ａに平行な方向（図のβ方向）が開放された空間３８が空間３７内に形成されている。これにより、特定の周波数における音圧の急激な変化をさらに低減することができる。なお、壁１１の内側の表面１１ａおよび壁１２の内側の表面１２ａの両方に対して振動体３１の一方主面３１ａが斜めに傾いていることも、特定の周波数における音圧の急激な変化の低減に役立っている。なお、高周波数領域に存在する音圧のピークを低減することができることから、低周波数領域の音が聞こえやすくなる効果も得ることができる。

本例の音響発生装置における音響発生部３４は、例えば次のようにして製造することができる。

まず、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑剤、溶剤を添加して掻き混ぜて、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。次に、得られたスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシートに導体ペーストを印刷して図示せぬ内部電極となる導体パターンを形成し、この導体パターンが形成されたグリーンシートを積層して、積層成形体を作製する。

次に、この積層成形体を脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることにより積層体２３を
得ることができる。次に、必要に応じて、積層体２３の外周部を加工する。次に、積層体２３の積層方向の主面に、導体ペーストを印刷して表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃとなる導体パターンを形成し、積層体２３の長手方向（図のｘ軸方向）の両側面に、導体ペーストを印刷して図示せぬ接続電極となる導体パターンを形成する。そして、所定の温度で電極の焼付けを行うことにより、圧電振動素子３２となる構造体を得ることができる。その後に、圧電振動素子３２に圧電性を付与するために表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃまたは接続電極を通じて直流電圧を印加して、圧電振動素子３２の図示せぬ圧電体層の分極を行う。このようにして、図４，５に示す圧電振動素子３２を得ることができる。

次に、フィルム３を準備し、このフィルム３の外周部を枠部材５ａ，５ｂ間に挟み、フィルム３に張力をかけた状態で固定する。次に、フィルム３の一方主面に接着剤を塗布して圧電振動素子３２を押し当て、接着剤を熱や紫外線照射により硬化させる。そして、導線２０ａ，２０ｂを接続した後に、枠部材５ａの内側に樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂層２０を形成する。このようにして、本例の音響発生装置における音響発生部３４を得ることができる。

（実施の形態の第２の例）
図６は、本発明の実施の形態の第２の例の音響発生装置を模式的に示す斜視図である。図７は、図６に示す音響発生装置の表示装置３９および壁１１を透視した状態を模式的に示す平面図である。図８は、図６におけるＣ−Ｃ’線断面図である。なお、本例においては、前述した実施の形態の第１の例の音響発生装置と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。

本例の音響発生装置は、図６〜８に示すように、筐体１０の壁１１ではなく壁１２に２つの貫通孔３３が形成されており、２つの貫通孔３３に対応するように配置された、２つの音響発生部３４および２つの支持体３５を有している。また、２つの支持体３５は、両方とも壁１２に取り付けられている。そして、２つの音響発生部３４の各々は、対応する支持体３５に枠部材５の一方端が取り付けられているとともに、枠部材５の他方端が壁１６にとりつけられている。

すわなち、２つの音響発生部３４の各々は、壁１２の内側の表面１２ａおよび壁１６の内側の表面１６ａの両方に対して、振動体３１の一方主面３１ａが斜めに対向するように取り付けられている。すなわち、振動体３１の一方主面３１ａは、壁１２の内側の表面１２ａおよび壁１６の内側の表面１６ａの両方に対向しているとともに、壁１２の内側の表面１２ａおよび壁１６の内側の表面１６ａの両方に対して傾いている。

また、振動体３１の一方主面３１ａと、壁１２の内側の表面１２ａと、壁１６の内側の表面１６ａとで囲まれているとともに、振動体３１の一方主面３１ａ，壁１２の内側の表面１２ａおよび壁１６の内側の表面１６ａに平行な方向（図のβ方向）が開放された空間３８が、２つの音響発生部３４の各々において空間３７内に形成されている。

そして、２つの貫通孔３３の各々は、対応する音響発生部３４に対して、壁１２における振動体３１の一方主面３１ａから見通せる部分、すなわち、壁１２における空間３８に面した部分であり、且つこの部分と振動体３１の一方主面３１ａの中央部３１ｂとを結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度θが鋭角である部分に形成されている。

また、壁１１には表示装置３９が取り付けられており、壁１６の壁１２から遠い側には電子回路３６が搭載されている。電子回路３６は、図示せぬ配線によって音響発生部３４や表示装置３９に接続されており、音響発生部３４や表示装置３９を駆動させる。なお、電子回路３６は、音響発生部３４のみを駆動させるものであってもよく、他の回路を含ん
でいても良く、電源を含んでいても構わない。

このような構成を有する本例の音響発生装置も、前述した実施形態の第１の例の音響発生装置と同様の効果を得ることができる。また、本例の音響発生装置は、貫通孔３３が壁１２に形成されていることから、壁１１の全面に渡って表示装置３９を配置することができる。なお、本例の音響発生装置は、上述した構成を備えているとともに、圧電振動素子３２によって振動体３１を屈曲振動させることによって音響を発生させているので、発生する音響の指向性が小さい。このため、表示装置３９が取り付けられた壁１１に対して垂直な壁１２に垂直に形成した貫通孔３３を介して音響を筐体１０の外部へ放出しても、表示装置３９の表面に対して垂直な方向に対して大きな音圧を有する音響を伝達させることができる。これにより、大きな表示装置３９を有するとともに、表示装置を見る人に充分な音量の音響を伝達することが可能な、小型の音響発生装置を得ることができる。

（変形例）
本発明は前述した実施の形態の例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において種々の変更，改良が可能である。

例えば、前述した実施の形態の例においては、横断面が矩形状の貫通孔３３が形成された例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、横断面が円形や楕円形等の他の形状である貫通孔３３であっても構わない。

また、前述した実施の形態の例においては、貫通孔３３の数と音響発生部３４の数とが等しく、それぞれ１個または２個である例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、貫通孔３３および音響発生部３４の数が３つ以上でも良く、音響発生部３４の数と貫通孔３３の数とが異なっていても構わない。

また、前述した実施の形態の例においては、振動体３１の一方主面３１ａが、貫通孔３３が形成された壁の内面に対して斜めに傾いている場合を示したが、これに限定されるものではない。場合によっては、振動体３１の一方主面３１ａが、貫通孔３３が形成された壁の内面に対して平行であっても構わない。

また、前述した実施の形態の例においては、電気信号が入力されて単独で屈曲振動するバイモルフ形の圧電振動素子３２がフィルム３に取り付けられた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、電気信号が入力されて伸縮振動する２つのモノモルフ型の圧電振動素子を、厚み方向（図のｚ軸方向）にフィルム３を挟むように配置して、２つのモノモルフ型の圧電振動素子の一方が伸びるときに他方が縮むようにしても構わない。周知のように、このような構成の音響発生装置であっても、振動体３１を屈曲振動させることができる。

また、前述した実施の形態の例においては、フィルム３の一方主面に１つの圧電振動素子３２が取り付けられた例を示したが、これに限定されるものではない。フィルム３の一方主面に多数の圧電振動素子３２が取り付けられるようにしても構わない。

また、前述した実施の形態の例においては、フィルム３と、フィルム３の上に配置された接着剤層２１，圧電振動素子３２および樹脂層２０と、導線２２ａ，２２ｂの一部分とによって振動体３１が構成された例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、樹脂２０を有していなくても良く、フィルム３またはこれに代わる板状の物体によって振動体３１が構成されるようにしても構わない。

次に、本発明の音響発生装置の具体例について説明する。図６〜８に示した本発明の実施の形態の第２の例の音響発生装置を作製して、その電気特性を測定した。

まず、Ｚｒの一部をＳｂで置換したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含有する圧電粉末と、バインダーと、分散剤と、可塑剤と、溶剤とをボールミル混合により２４時間混練してスラリーを作製した。そして、得られたスラリーを用いてドクターブレード法によりグリーンシートを作製した。このグリーンシートにＡｇおよびＰｄを含有する導体ペーストをスクリーン印刷法により所定形状に塗布して、内部電極層となる導体パターンを形成した。そして、導体パターンが形成されたグリーンシートおよびその他のグリーンシートを積層して加圧し、積層成形体を作製した。そして、この積層成形体を５００℃で１時間、大気中で脱脂し、その後、１１００℃で３時間、大気中で焼成して、積層体２３を得た。

次に、得られた積層体２３の長手方向の両端面部をダイシング加工によりカットし、内部電極の一端を積層体２３の側面に露出させた。そして、積層体２３の両主面にＡｇとガラスを含有する導体ペーストをスクリーン印刷法により塗布して、表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃを形成した。その後、積層体２３の長手方向の両側面に、Ａｇとガラスを含有する導体ペーストをディップ法により塗布し、７００℃で１０分間、大気中で焼き付けて接続電極を形成した。これによって、圧電振動素子３２の本体となる構造体を作製した。構造体の寸法は、幅を１８ｍｍ、長さを４６ｍｍとし、厚みを１００μｍとした。そして、表面電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃを通して１００Ｖの電圧を２分間加えて分極を行って圧電振動素子３２を得た。

次に、厚み２５μｍのポリイミド樹脂からなるフィルム３を準備し、張力を与えた状態で枠部材５ａ，５ｂに固定した。枠部材５ａ，５ｂは、それぞれ厚さ０．５ｍｍのステンレス製のものを用いた。枠部材５ａ，５ｂ内のフィルム３の寸法は、長さが２４ｍｍ、幅が１５ｍｍとした。そして、固定されたフィルム３の一方主面にアクリル樹脂からなる接着剤にて圧電振動素子３２を接着した。この後、圧電振動素子３２に導線２２ａ，２２ｂを接合して配線を行った。そして、枠部材５ａの内側に、枠部材５ａと同じ高さとなるように、固化後のヤング率が１７ＭＰａとなるアクリル系樹脂を充填して固化させて、樹脂層２０を形成した。このようにして、図４，５に示す音響発生部３４を作製した。

次に、支持体３５および貫通孔３３が形成された筐体１０を用意した。筐体１０の材質はＡＢＳ樹脂とし、筐体１０の形状は、長さが２００ｍｍで、幅が１２０ｍｍで、高さが１０ｍｍの直方体の箱状とした。２つの貫通孔３３の各々は、長さが２０ｍｍで、幅が３ｍｍの矩形状の横断面を持つものとし、壁１２に形成した。

そして、２つの音響発生部３４の各々について、枠部材５の一方端を、支持体３５を介して筐体１０の壁１２に取り付けるとともに、枠部材５の他方端を筐体１０の壁１６にそのまま取り付けた。なお、支持体３５は、ＡＢＳ樹脂からなる長さが１０ｍｍで、幅が３０ｍｍで、厚みが１ｍｍの板状とした。そして、壁１２の内側の表面１２ａへの貫通孔３３の開口部の中央部と振動体３１の一方主面３１ａの中央部３１ｂとを結ぶ線分と振動体３１の一方主面３１ａとのなす角度θを１５°とした。

そして、作製した音響発生装置の音圧の周波数特性を、ＪＥＩＴＡ（電子情報技術産業協会規格）ＥＩＪＡ ＲＣ−８１２４Ａに準じて測定した。測定においては、２つのうちの一方の音響発生部３４の導線２２ａ，２２ｂ間に、実効値５Ｖの正弦波信号を入力し、正弦波信号を入力した音響発生部３４に対応する貫通孔３３から１００ｍｍ離れた位置にマイクを設置して音圧を測定した。その結果を図９のグラフに示す。また、音響発生部３４のみからなる比較例の音響発生装置を作製して、振動体３１の中央から１００ｍｍ離れ
た位置にマイクを設置して音圧を測定した。なお、比較例の音響発生装置の音圧の測定においては、振動体３１の裏面（他方主面）から発生する逆位相の音響による影響を低減するために、アクリル樹脂からなる一辺が２０ｃｍで厚みが２ｍｍの正方形の板状のバッフルボードを用意し、その中央部に形状を合わせて形成した貫通孔に音響発生部３４を固定して測定した。その結果を図１０のグラフに示す。なお、図９，１０のグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は音圧を示す。

図１０に示す比較例の音響発生装置の音圧の周波数特性と比較すると、図９に示す実施の形態の第２の例の音響発生装置の音圧の周波数特性では、特定の周波数における音圧の急激な変化（ピーク・ディップ）が低減されていることがわかる。これにより本発明の有効性が確認できた。

１０：筐体
１１，１２，１３，１４，１５，１６：壁
３１：振動体
３２：圧電振動素子
３７，３８：空間

Claims (1)

1. 平面状の振動体と、
   該振動体に接合された、該振動体を振動させる圧電振動素子と、
   内側の表面が前記振動体の一方主面と対向する第１の壁を含む複数の壁で構成されており、該複数の壁で囲まれた第１空間内に前記振動体および前記圧電振動素子を収容する筐体と、
   前記第１の壁における、前記振動体の前記一方主面から見通せる部分であり、且つ前記振動体の前記一方主面の中央部と結ぶ線分と前記振動体の前記一方主面とのなす角度が鋭角である部分に形成された貫通孔と、
   を少なくとも有しており、
   前記振動体の前記一方主面は、前記第１の壁の前記内側の表面に対して傾いており、
   前記筐体は、前記第１の壁に隣接する第２の壁を有しており、
   前記第１の壁の前記内側の表面と前記第２の壁の内側の表面との両方に前記一方主面が対向するように前記振動体が配置されており、
   前記振動体の前記一方主面と、前記第１の壁の前記内側の表面と、前記第２の壁の前記内側の表面とで囲まれているとともに、前記振動体の前記一方主面、前記第１の壁の前記内側の表面および前記第２の壁の前記内側の表面に平行な方向が開放された第２空間が、前記第１空間内に形成されている
   ことを特徴とする音響発生装置。

Images