JP5927944B2 - 圧電発音体装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機などに用いられる圧電発音体装置に関し、より詳細には、屈曲振動する複数の屈曲振動素子を積層してなり、該複数の屈曲振動素子積層体の屈曲振動を利用した圧電発音体装置に関する。

従来、小型化を図り得るために、圧電スピーカーが電子機器内蔵用スピーカーとして広く用いられている。

下記の特許文献１には、金属板からなる振動板の両面に、拡がり振動モードを利用した圧電素子が貼り付けられたバイモルフ構造の圧電スピーカーが開示されている。

また、下記の特許文献２には、金属板からなる振動板の片面に、拡がり振動モードを利用した圧電素子が貼り付けられているユニモルフ構造の圧電スピーカーが開示されている。特許文献２では、圧電素子の一方面に複数の分割電極が形成されており、他方面の全面に該複数の分割電極と対向する共通電極が形成されている。

特開２０００−２６９６５６号公報 特開平２−１４１０９６号公報

携帯電話機などの小型の電子機器では、圧電スピーカーを内蔵させるスペースは非常に狭い。そのため、圧電スピーカーに用いられる圧電素子の寸法も小さくなる。小さな圧電素子を用いた圧電スピーカーでは、基本振動の共振周波数が高くなる。さらに、圧電スピーカーでは、圧電素子の前面と後面とに逆位相の音波が放射される。従って、圧電素子の後面側の音波を前面側に回り込ませないことが必要である。そのために、圧電素子の後面の空間を密閉し、後気室を形成するのが通常である。この後気室は閉じられた空間であるため、後気室内の空気のバネ作用の影響を受け、上記共振周波数がさらに高くなりがちであった。そのため、このような狭いスペースで圧電スピーカーを使用した場合、低周波数域の音を効率よく発生させることが困難であった。

なお、上記後気室の空気のバネ作用の影響を低めるには、圧電素子や金属板などの振動板の厚みを厚くすればよい。しかしながら、圧電素子や金属板の厚みを厚くした場合、それによっても基本振動の共振周波数が高くなる。

他方、特許文献２では、圧電素子の一方面に複数の分割電極を形成しており、それによって、デジタル入力信号の各ビット信号毎に駆動される複数の圧電振動部が構成されている。このような構造においても、狭いスペースに該圧電スピーカーを構成した場合、低域の音を効率よく発生させることは困難であった。

本発明の目的は、狭いスペースへの設置を可能とするために小型化を図った場合であっても、低周波数域の音を効率よく発生させ得る圧電発音体装置を提供することにある。

本発明に係る圧電発音体装置は、圧電体を有し、屈曲振動する板状の第１の屈曲振動素子と、前記第１の屈曲振動素子の片面に積層された樹脂層と、圧電体を有し、前記樹脂層の前記第１の屈曲振動素子が積層されている側とは反対側の面に積層されており、かつ第１の屈曲振動素子と同相で屈曲振動する第２の屈曲振動素子と、前記第１の屈曲振動素子、前記樹脂層及び前記第２の屈曲振動素子を有し、屈曲モードで振動する第１の屈曲振動部を支持するために、弾性材料からなり、該第１の屈曲振動部に固定されており、かつ該第１の屈曲振動部の外周縁よりも外側に延ばされているシートと、前記シートの前記第１の屈曲振動部の外周縁よりも外側に延ばされている部分において前記シートを支持するように該シートに固定されている支持部材とを備える。

本発明に係る圧電発音体装置のある特定の局面では、前記樹脂層が前記シートの一部であり、前記樹脂層及び前記シートが一つの部材からなるバイモルフ構造の圧電発音体装置が構成されている。この場合には、樹脂層とシートが共通化されているため、部品点数の低減を図ることができる。

さらに、バイモルフ構造の場合、上記シートの中心が振動の中心に近づくことになるため、シートを挟んだ振動部分の振動の対称性を高めることができる。それによって、音の歪みを小さくすることができる。

本発明に係る圧電発音体装置の他の特定の局面では、前記シートが、前記第２の屈曲振動素子の前記樹脂層が積層されている側とは反対側の面に積層されているユニモルフ構造の圧電発音体装置が構成されている。この場合には、シートの振動部が構成されている側とは反対側の面に屈曲振動素子が存在しないので、狭いスペースにおいても、後気室または前気室を無理なく形成することができる。また、シートと樹脂層とが別部材からなるため、樹脂層として、共振周波数を低め得るのに適した樹脂材料を用いることができる。また、シートは、振動部を保持するのに適した樹脂材料により構成することができる。

本発明に係る圧電発音体装置のさらに他の特定の局面では、前記第１及び第２の屈曲振動素子が複数の圧電体層を積層してなる積層型圧電体を有する。この場合には、屈曲振動素子の変位量を大きくすることができ、それによって低周波数域の音圧をより一層高めることができる。

本発明に係る圧電発音体装置のさらに別の特定の局面では、前記シートが、前記第２の屈曲振動素子の前記樹脂層が積層されている側とは反対側の面に積層されており、前記第１の屈曲振動部が積層されている側とは反対側の面に、前記第１の屈曲振動部と同一の構造を有する第２の屈曲振動部が積層されている。そのため、バイモルフ構造の圧電発音体装置が構成され、音圧を効果的に高めることができる。

本発明に係る圧電発音体装置のさらに他の特定の局面では、前記第１及び第２の屈曲振動素子が、前記圧電体に積層された金属板を有する。このように、第１，第２の屈曲振動素子は、圧電体の一方面に金属板が積層された構造であってもよい。

本発明に係る圧電発音体装置のさらに他の特定の局面では、前記支持部材が、前記第１の屈曲振動部を囲む枠状部材からなる。この場合には、携帯電話機の狭いスペースにおいて、該枠状部材を配置し、該枠状の支持部材の内部に前記振動部を構成することができる。従って、圧電発音体装置構成部分の小型化を図ることができる。また、枠状部材により、枠状部材に囲まれた振動部を保護することができる。

本発明に係る圧電発音体装置では、第１の屈曲振動部において第１の屈曲振動素子と第２の屈曲振動素子とが樹脂層を介して積層されているため、従来の圧電スピーカーに比べ、後気室が狭い場合であっても、基本振動の共振周波数を低めることができる。そのため、低周波数域における音圧を高めることができ、音質の良好なスピーカーを実現することができる。

また、一枚の屈曲振動素子を用いた場合に比べ、振動の歪みを小さくすることができ、それによって音の歪みも小さくすることが可能となる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる圧電発音体装置の略図的斜視図であり、（ｂ）は該圧電発音体装置の枠状の支持部材を示す斜視図であり、（ｃ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる屈曲振動部の正面断面図である。 第１の実施形態にかかる圧電発音体装置の第１，第２の屈曲振動素子が積層型圧電体からなる場合の変位状態を示す模式的正面図である。 第１の実施形態にかかる圧電発音体装置の第１，第２の屈曲振動素子が積層型圧電体からなる場合の図３に示した変位状態と逆の変位状態を示す模式的正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電発電体装置の変形例を説明するための部分切欠き断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電発電体装置の他の変形例を説明するための部分切欠き断面図である。 本発明の第１の実施形態の圧電発音体装置及び第１の比較例の圧電発音体装置の周波数特性を示す図である。 第１の比較例、第２の比較例及び第１の実施形態の圧電発音体装置における後気室の容積と、共振周波数との関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態の圧電発音体装置に用いられる振動部のさらに他の変形例の正面断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる圧電発音体装置の振動部の他の変形例を示す正面断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる圧電発音体装置の要部を示す部分切欠き正面断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る圧電発音体装置の略図的斜視図、該圧電発音体装置の枠状支持部材を示す斜視図及び図１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う部分の略図的断面図である。

圧電発音体装置１は、矩形板状の支持部材２を有する。図１（ｂ）に示すように、支持部材２は、矩形の開口部２ａを有する。また、図１（ｃ）に示すように、支持部材２は、矩形枠状の第１の枠体２ｂと、矩形枠状の第２の枠体２ｃとを積層した構造を有する。

第１及び第２の枠体２ｂ，２ｃによりシート３が挟持されている。

上記第１及び第２の枠体２ｂ，２ｃは、金属または合成樹脂などの適宜の材料からなる。もっとも、枠体２ｂ，２ｃ間にシート３を挟持し、シート３及びシート３に積層される後述する第１の屈曲振動部４を支持する。従って、第１及び第２の枠体２ｂ，２ｃは、耐久性に優れた金属や、硬質の合成樹脂からなることが望ましい。

上記シート３は、図１（ｂ）に示した開口部２ａを閉成するように設けられている。すなわち、シート３は、開口部２ａよりも大きな面積を有し、シート３の外周縁部が、第１及び第２の枠体２ｂ，２ｃに挟持されている。それによって、シート３は、その全外周縁において支持部材２により支持されている。

シート３は弾性材料からなり、好ましくは、１ＧＰａ以下の低い弾性率を有する。それによって共振周波数を低めることができる。上記シート３としては、ポリプロピレン、エチレン−ポリプロピレン共重合体、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などの合成樹脂からなる樹脂シートを好適に用いることができる。もっとも、シート３としては、薄い金属板からなるものを用いてもよい。

本実施形態では、シート３はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）からなり、弾性率は１５ＭＰａである。

上記シート３上に、第１の屈曲振動部４が貼り合わされて、支持されている。従って、シート３の表面の第１の屈曲振動部４が貼り合わされる部分は、粘着性表面であることが好ましい。このような粘着性表面は、粘着剤層の形成により達成することができる。

第１の屈曲振動部４は、矩形板状の第１の屈曲振動素子５と、矩形板状の第２の屈曲振動素子７とを、樹脂層６を介して貼り合わせた構造を有する。第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７は、屈曲振動する振動素子であり、かつ同相で駆動される。

上記樹脂層６は、第１，第２の屈曲振動素子５，７の変位を妨げ難いような低弾性率の樹脂からなることが好ましい。この場合の低弾性率とは１０ＭＰａ以下であることが望ましい。本実施形態では、樹脂層６は粘着性樹脂からなり、弾性率は１ＭＰａである。

矩形板状の積層型の第１の屈曲振動素子５と、第２の屈曲振動素子７とが同相で駆動されるため、第１の屈曲振動部４全体が屈曲モードで変位する。

このような第１及び第２の屈曲振動素子５，７の具体的な構造については後ほど詳述する。

本実施形態の圧電発音体装置１の特徴は、第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７とが、低弾性率の樹脂層６を介して積層されていること、並びに低弾性率のシート３により第１の屈曲振動部４が支持されていることにある。それによって、第１及び第２の屈曲振動素子５，７の変位が妨げられ難い。よって、比較的低周波数域の音を大きな音圧で発生させることができる。

図２は、上記の第１の屈曲振動部４を示す拡大正面断面図である。第１の屈曲振動部４は、上記のように、第１の屈曲振動素子５と、第２の屈曲振動素子７とが、樹脂層６を介して積層されている構造を有する。ここでは、第１の屈曲振動素子５は、複数の圧電体層８ａ〜８ｆを積層してなる積層型圧電体を有する。圧電体層８ａ〜８ｆを介して対向するように、第１の電極９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇと、第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆとが設けられている。上記第１の電極９ａ，９ｇは、積層型圧電体の上面及び下面にそれぞれ形成されている。第１の電極９ｃ，９ｅ及び第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆは内部電極の形態で配置されている。

上記積層型圧電体の第１の端面には、上記第１の電極９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇが引き出されている。第２の端面には、第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆが引き出されている。

他方、積層型圧電体の第１の端面には、第１の外部電極１０ａ，１０ｂが形成されている。第１の外部電極１０ａは、樹脂層６の上方に位置しており、第１の外部電極１０ｂは樹脂層６の下方に位置している。第１の電極９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇは、上記第１の外部電極１０ａに電気的に接続されている。

第２の端面においては、第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆが、上方に設けられている第２の外部電極１１ａに電気的に接続されている。

ある瞬間において、圧電体層８ａ〜８ｃでは分極と同じ方向に電圧が印加され、８ｄ〜８ｆでは逆方向に印加されている。別の瞬間には圧電体層８ａ〜８ｃに逆方向、８ｄ〜８ｆに順方向の電圧が印加されるように、各層が分極されている。

上記積層型圧電体を構成する圧電材料は特に限定されず、例えばＰＺＴ系セラミックスなどの圧電セラミックスなどを用いることができる。また、第１の電極９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ及び第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔなどの適宜の金属もしくは合金により形成することができる。

他方、第２の屈曲振動素子７も、第１の屈曲振動素子５と同様に構成されている。すなわち、複数の圧電体層１３ａ〜１３ｆを有する積層型圧電体１３と、第１の電極１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇと、第２の電極１４ｂ，１４ｄ，１４ｆとを有する。そして１３ａ〜１３ｃと１３ｄ〜１３ｆでは分極に対する電圧印加方向が逆とされている。

上記第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７とが、樹脂層６を介して貼り合わされている。

第１の電極１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇは、第１の端面において、第１の外部電極１０ｂに電気的に接続されている。また、第２の電極１４ｂ，１４ｄ，１４ｆは、第２の端面において第２の外部電極１１ｂに電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、樹脂層６の端面を覆わないように、第１の外部電極１０として第１の外部電極１０ａ，１０ｂが設けられていた。もっとも、第１の外部電極１０ａ，１０ｂは駆動に際し同電位に接続される。従って、第１の外部電極１０ａと第１の外部電極１０ｂとを連ね、すなわち樹脂層６の端面を覆うように形成してもよい。しかしながら、樹脂層６は柔らかいため、駆動時に大きく変形する。よって、樹脂層６の端面を覆うように第１の外部電極を形成した場合、樹脂層６を覆っている部分で断線が生じるおそれがある。従って、本実施形態のように、第１の外部電極１０ａと第１の外部電極１０ｂとに分割することが望ましい。

第２の外部電極１１についても、同じ理由により第２の外部電極１１ａと第２の外部電極１１ｂとに分割されている。駆動に際しては、第２の外部電極１１ａと第２の外部電極１１ｂも同電位に接続されることになる。

ところで、圧電体層８ａ〜８ｆの分極方向は、圧電体層１３ａ〜１３ｆとそれぞれ同一方向である。また、第１の電極９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ及び第２の電極９ｂ，９ｄ，９ｆと、上記第１の電極１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇ及び第２の電極１４ｂ，１４ｅ，１４ｆが同様に形成されており、それぞれ、上記のように電気的に接続されている。従って、第１の外部電極１０と第２の外部電極１１から電界を印加すると、第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７とは、同相で駆動される。これを、図２を参照してより詳しく説明する。

図２において、略図的に示すように電源１６から電界を印加した場合、第１の屈曲振動素子５では、圧電体層８ａ〜８ｃが矢印Ｅ１で示すように拡がりモードで変位する。他方、圧電体層８ｄ〜８ｆは矢印Ｅ２で示すように、拡がりモードで矢印Ｅ１と反対方向に変位する。すなわち、圧電体層８ａ〜８ｃと圧電体層８ｄ〜８ｆとが拡がりモードで逆方向に変位するため、第１の屈曲振動素子５全体が屈曲モードで振動することとなる。

第２の屈曲振動素子７においても同様である。すなわち、圧電体層１３ａ〜１３ｃが矢印Ｅ１で示すように拡がりモードで変位する。他方、圧電体層１３ｄ〜１３ｆが矢印Ｅ２で示すように拡がりモードで逆方向に変位する。よって、屈曲振動素子７もまた、全体が屈曲振動する。

第１の屈曲振動素子５を例にとると、図３に略図的に示すように屈曲モードで変位する。そして、加わる電位が逆転すると、図４に示すように逆方向に変位する。第２の屈曲振動７も同様に変位する。そのため、第１，第２の屈曲振動素子５，７を有する第１の屈曲振動部４が屈曲モードで振動を繰り返すことになる。よって、第１の屈曲振動部４により音を発生させることができる。

本実施形態の圧電発音体装置１では、第１，第２の屈曲振動素子５，７が、前述した低弾性率の樹脂層６により積層されており、かつ第１の屈曲振動部４が低弾性率のシート３により支持されている。そのため、従来の圧電スピーカーに比べて、低い周波数域における音圧を高めることができる。

上記実施形態では、第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７とが樹脂層６を介して積層され、第２の屈曲振動素子７の下面に支持のためのシート３が貼り合わされていた。しかしながら、図５に略図的に示す変形例のように、シート３の下面に第２の屈曲振動部４Ａを設けてもよい。第２の屈曲振動部４Ａは、第１の屈曲振動部４と同様に構成されている。すなわち、シート３の両面に屈曲振動部を構成し、それによってバイモルフ型の圧電発音体装置としてもよい。この場合には、より大きな音圧を取り出すことができる。

また、図６に示す他の変形例のように、第１の実施形態の圧電発電体装置における第１の屈曲振動部４の上面に、樹脂層６を介してさらに１以上の屈曲振動素子４Ｂを積層してもよい。この屈曲振動素子４Ｂは、第１の屈曲振動素子と同様に構成されている。

次に、具体的な実験例を説明する。

図１に示した上記実施形態の圧電発音体装置１を以下の仕様で作成した。

第１，第２の屈曲振動素子：１３×９．５ｍｍ×厚み０．０９ｍｍ、ＰＺＴ系セラミックスからなる。第１，第２の屈曲振動素子５，７のそれぞれにおける圧電体層の積層数は６とした。

第１，第２の電極間に挟まれている圧電体層の厚みは１５μｍ。

樹脂層６：アクリル系粘着剤からなり、厚み０．０３ｍｍ。弾性率は１ＭＰａ。

シート３：ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）からなり、厚み０．０６ｍｍ。弾性率は１５ＭＰａ。

枠体２ｂ，２ｃ：ステンレスからなり、それぞれ厚みは０．２ｍｍ。開口部２ａの寸法は１４．２×１２．３ｍｍ。

上記圧電発音体装置１において、上記支持部材２の第１の屈曲振動部４が設けられている側の空間を閉成し、０．３ｃｃの容積の後気室を設けた。このようにして形成した圧電発音体装置の周波数特性を図７に実線で示す。

比較のために、上記第１の屈曲振動部４を第１の屈曲振動素子５により構成してなることを除いては同様である圧電発音体装置を比較例１として用意した。

上記比較例１の圧電発音体装置の周波数特性を図７に破線で示す。

図７から明らかなように、後気室の容積が０．３ｃｃである場合、比較例に比べ、本実施形態によれば、より低い周波数域における音圧を効果的に高めることができる。従って、低音の再生能力に優れた高音質のスピーカーを提供し得ることがわかる。これは、０．３ｃｃと狭い後気室を用いた場合において、本実施形態では、基本振動の共振周波数が比較例の場合に比べて低くなることによると考えられる。

また、上記実施形態の圧電発音体装置に対し、後気室の容積を種々変化させ、基本モードの共振周波数を測定した。結果を図８に実線で示す。比較のために上記比較例１の圧電発音体装置においても、同様に後気室の大きさを変化させ、基本モードの共振周波数を求めた。図８に比較例１の結果を破線で示す。さらに、比較例１の圧電発音体装置において、振動部の面積を１．５倍と大型化した構造を比較例２として用意し、同様にして後気室の容積と基本モードの共振周波数との関係を求めた。結果を図８に一点鎖線で示す。

図８から明らかなように、本実施形態の圧電発音体装置１では、後気室の容積が小さくなっても、基本モードの共振周波数が比較例１及び比較例２に比べて高くならないことがわかる。従って、後気室の小型化を図った場合であっても、低周波数域の音を高い効率で発生させ得ることがわかる。

なお、振動部の面積を大きくした比較例２では、後気室の容積が２ｃｃ以上と大きくなった場合には、上記実施形態に比べて基本モードの共振周波数が低くなる。しかしながら、後気室の容積が１．５ｃｃ以下では、上記実施形態の圧電発音体装置１の方が比較例２よりも基本モードの共振周波数を低くし得ることがわかる。よって、上記実施形態によれば、小型化と低周波数域の音の再生とを両立し得ることがわかる。

図９は、上記第１の実施形態の圧電発音体装置１のさらに他の変形例の要部を示す正面断面図である。図９に示す変形例の圧電発音体装置２１では、図１に示した樹脂層６に代えて、前述したシート３と同様に低弾性率のシート３Ａが用いられている。このシート３Ａは、図示のように圧電発音体装置２１の外側に引き出されており、前述したシート３と同様に支持部材により支持されている。すなわち、本変形例では、上記実施形態の樹脂層６とシート３とがシート３Ａにより共通化されている。従って、部品点数を低減でき、かつ組み立て工程の簡略化を図ることができる。加えて、シート３Ａの上面に第１の屈曲振動素子５が、下面に第２の屈曲振動素子７が貼り合わされている。そのため、第１の屈曲振動部の中心に対して、変位状態の対称が高められる。従って、発生する音の歪みを小さくすることができる。

なお、第１の屈曲振動素子５と第２の屈曲振動素子７は、シート３Ａに対し適宜の接着剤により貼り合わされてもよい。あるいは、シート３Ａの両面を粘着性表面として、シート３Ａの両面に第１，第２の屈曲振動素子５，７を貼り合わせてもよい。

図１０は、本発明の圧電発音体装置における振動部のさらに他の変形例を示す正面断面図である。本変形例の第１の屈曲振動部２２では、第１の屈曲振動素子５Ｂと、第２の屈曲振動素子７Ｂとが樹脂層６を介して貼り合わされている。第１の屈曲振動素子５Ｂでは、圧電体層２２ａ〜２２ｈが積層されている。圧電体層２２ａ〜２２ｃは、第１の実施形態の圧電体層８ａ〜８ｃに相当し、圧電体層２２ｆ〜２２ｈは、第１の実施形態における圧電体層８ｄ〜８ｆに相当する。本変形例が第１の実施形態と異なるところは、電圧が印加されない圧電体層２２ｄ，２２ｅが、圧電体層２２ａ〜２２ｃと、圧電体層２２ｆ〜２２ｈとの間に積層されていることにある。このように、第１の屈曲振動素子５Ｂにおいて、電界が印加されない圧電体層２２ｄ，２２ｅが設けられていてもよい。なお、圧電体層２２ｄ，２２ｅに電界を印加しないために、圧電体層２２ｄ，２２ｅを、同電位に接続される第２の電極２３ａ，２３ｂ間に挟まれている。なお、圧電体層２２ｄ，２２ｅの分極方向は、矢印Ｐ２方向とされている。もっとも、圧電体層２２ｄ，２２ｅは、電界が印加されない部分であるため、分極されておらずともよく、また分極方向はＰ１で示す方向であってもよい。

上記のように、第１の屈曲振動素子５Ｂでは、圧電体層２２ａ〜２２ｃと、下方の逆相で駆動される圧電体層２２ｆ〜２２ｈとが電界が印加されない圧電体層２２ｄ，２２ｅを介して積層されている。従って、圧電体層２２ａ〜２２ｃの変位による応力と、圧電体層２２ｆ〜２２ｈの変位による応力とを、間の圧電体層２２ｄ，２２ｅにより緩和させることができる。

なお、第２の屈曲振動素子７Ｂは、第１の屈曲振動素子５Ｂと同様に形成されている。

図１１は、本発明のさらに他の変形例にかかる圧電発音体装置を示す略図的部分切欠き断面図である。本変形例の圧電発音体装置３１では、第１の屈曲振動素子５Ｃ及び第２の屈曲振動素子７Ｃが、それぞれ、金属板３２，３３を有する。本変形例の圧電発音体装置３１が、第１の実施形態の圧電発音体装置１と異なるところは、上記金属板３２，３３が設けられている点だけである。すなわち、第１の屈曲振動素子５Ｃは、略図的に示す圧電素子の片面に金属板３２を貼り合わせた構造を有する。同様に、第２の屈曲振動素子７Ｃも、圧電素子の片面に金属板３３を貼り合わせた構造を有する。このように、本発明における第１，第２の屈曲振動素子は、ユニモルフ型の構造を有していてもよい。

また、本発明においては、第１，第２の屈曲振動素子は、前述した実施形態及び変形例から明らかなように、ユニモルフ型及びバイモルフ型などの様々な構造を有し得る。

本変形例では、金属板３２は圧電素子の下面に貼り合わされていたが、逆に上面に貼り合わされていてもよい。その場合には、第２の屈曲振動素子７Ｃにおいても、下面ではなく上面に金属板を貼り合わせることが好ましい。

１…圧電発音体装置
２…支持部材
２ａ…開口部
２ｂ…第１の枠体
２ｃ…第２の枠体
３，３Ａ…シート
４，４Ａ…屈曲振動部
４Ｂ…屈曲振動素子
５，５Ｂ，５Ｃ…第１の屈曲振動素子
６…樹脂層
７，７Ｂ，７Ｃ…第２の屈曲振動素子
８ａ〜８ｆ…圧電体層
９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ…第１の電極
９ｂ，９ｄ，９ｆ…第２の電極
１０，１０ａ，１０ｂ…第１の外部電極
１１，１１ａ，１１ｂ…第２の外部電極
１３…積層型圧電体
１３ａ〜１３ｆ…圧電体層
１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇ…第１の電極
１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ…第２の電極
１６…電源
２１…圧電発音体装置
２２ａ〜２２ｈ…圧電体層
２３ａ…第１の電極
２３ｂ…第２の電極
３１…圧電発音体装置
３２，３３…金属板

Claims (7)

1. 圧電体を有し、屈曲振動する板状の第１の屈曲振動素子と、
   前記第１の屈曲振動素子の片面に積層された樹脂層と、
   圧電体を有し、前記樹脂層の前記第１の屈曲振動素子が積層されている側とは反対側の面に積層されており、かつ第１の屈曲振動素子と同相で屈曲振動する第２の屈曲振動素子と、
   前記第１の屈曲振動素子、前記樹脂層及び前記第２の屈曲振動素子を有し、屈曲モードで振動する第１の屈曲振動部を支持するために、弾性材料からなり、該第１の屈曲振動部に固定されており、かつ該第１の屈曲振動部の外周縁よりも外側に延ばされているシートと、
   前記シートの前記第１の屈曲振動部の外周縁よりも外側に延ばされている部分において前記シートを支持するように該シートに固定されている支持部材とを備える、圧電発音体装置。
2. 前記樹脂層が前記シートの一部であり、前記樹脂層及び前記シートが一つの部材からなる、請求項１に記載の圧電発音体装置。
3. 前記シートが、前記第２の屈曲振動素子の前記樹脂層が積層されている側とは反対側の面に積層されている、請求項１に記載の圧電発音体装置。
4. 前記第１及び第２の屈曲振動素子が、複数の圧電体層を積層してなる積層型圧電体を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電発音体装置。
5. 前記シートが、前記第２の屈曲振動素子の前記樹脂層が積層されている側とは反対側の面に積層されており、前記第１の屈曲振動部が積層されている側とは反対側の面に、前記第１の屈曲振動部と同一の構造を有する第２の屈曲振動部が積層されており、それによってバイモルフ構造の屈曲振動部が構成されている、請求項１に記載の圧電発音体装置。
6. 前記第１及び第２の屈曲振動素子が、前記圧電体に積層された金属板を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電発音体装置。
7. 前記支持部材が、前記第１の屈曲振動部を囲む枠状部材からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電発音体装置。

Images