JP2007181156A - 発音体モジュール，それを利用した発音構造体及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】音圧特性を確保しつつ、薄型で実装性にも優れた圧電型の発音体モジュールと、それを利用した発音構造体及び電子機器を提供する。
【解決手段】発音体モジュール１０は、振動板１４の表裏に圧電素子２０及び４０が貼り合わせられた圧電振動板１２と、保持部材５０及び音響空間形成部材６０を貼り合わせた構造となっている。前記保持部材５０には、前記圧電振動板１２の振動を妨げないようにするための窓５２と引出部５４が形成され、音響空間形成部材６０には、音響空間６２，引出部６４，導音路６６が形成される。前記保持部材５０に、圧電振動板１２及び音響空間形成部材６０を貼り付けると、導音路６６を予め備えた薄型の発音体モジュール１０が形成される。前記発音体モジュール１０は、側面９４に放音孔９６が設けられた筐体９０の内側に実装される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発音体モジュール，それを利用した発音構造体及び電子機器に関し、更に具体的には、薄型化と実装性の改善に関するものである。

例えば、携帯電話で使用されている音響変換電子部品としては、電磁誘導を利用したダイナミック型のものと、圧電現象を利用した圧電型のものがある。これらのうち、ダイナミック型の音響変換電子部品は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂からなる振動板，駆動源のコイル，コイルを取り囲む磁石，ステンレスなどの金属製のケースやカバーから構成されており、構造が複雑で部品点数も多い。また、コイルが存在するためにある程度の厚みを確保しなければならず、薄型化に適しているとはいいがたい。

一方、圧電型の音響変換電子部品は、音に変換する圧電振動板のほか、該圧電振動板を支持する構造体として、ケースやカバーを用いている。例えば、圧電スピーカなどの圧電振動板（圧電発音体）は、振動板の少なくとも一方の主面に圧電素子が貼り合わせられており、前記振動板の縁部が前記ケースやカバーに取り付けられている。前記振動板としては、例えば、ステンレスなどの金属板やＰＥＴなどの樹脂板が用いられ、圧電素子としては、例えば、ＰＺＴなどの圧電セラミックスが用いられる。前記ケースやカバーとしては、例えば、ステンレスなどの金属やＰＰＳなどの樹脂が用いられる。また、これらケースやカバーは、圧電発音体の音響空間を形成するためにも用いられるが、ケースやカバーを用いずに、両面テープリングのみで、圧電振動板の固定から音響空間形成までをこなす場合もある。

例えば、以下の特許文献１及び特許文献２には、フレームないしケースの内側に設けた段差によって支持される圧電音響装置が開示されている。
特開２００２−２２３４９７公報 特開２００３−１５８７９４公報

以上のような圧電発音体は、一般的には電子機器の筐体内部に実装される。具体的には、電子機器の筐体の内面に貼り付けられ、圧電発音体の内側の筐体に形成された孔（放音孔）から音を発生させる構造がとられる。このような実装例としては、以下の特許文献３の圧電発音器及び特許文献４の携帯通信端末器がある。
特開平１０−１５０６９７号公報 特開２００２−７７３４６公報

また、実装空間を有効に用いるために、他の電子部品（例えば、液晶表示装置）に圧電発音体を貼り付けたり（例えば、特許文献５）、前記電子部品内部に圧電発音体を包含したモジュールとして電子機器の筐体内部に実装し、筐体に形成された放音孔から音を発生させる構造としたりする場合がある。
特開２００５−１１７２０１公報

上述した圧電発音体は、構造が簡単で部品点数も少なく軽量化が可能であるとともに、圧電振動板の振幅さえ確保できれば薄型化が可能である。しかしながら、上述した特許文献１及び２のように、ケースないしフレームに段差を設ける構成では、ケース自体の厚みがあるため大幅な薄型化を図ることはできないという不都合がある。また、ケースを形成するための金型なども必要になる。次に、前記特許文献３及び４のように、電子機器の筐体内部に実装する場合は、筐体側に音響空間を設定する必要がある。このほか、圧電発音体の横方向から音を導くためには、別途筐体に音を導く通路を設定する必要がある。

また、前記特許文献５のように、他の電子部品に圧電発音体を貼り付ける場合は、音響空間を調整する必要があり、音を前面に誘導する構造を別途設ける必要もあるという不都合がある。更に、他の電子部品内部に圧電発音体を包含したモジュールとして電子機器の筐体内部に実装する場合も、モジュールに音響空間を予め設定しておく必要がある。従って、圧電発音体側に音響空間を予め設定しておくことができれば、音圧特性の確保，薄型化，実装性の面からも都合がよい。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、音圧特性を確保しつつ、薄型で実装性にも優れた圧電型の発音体モジュールを提供することである。他の目的は、前記発音体モジュールを利用した発音構造体及び電子機器を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の発音体モジュールは、振動板の主面に圧電素子を備えた圧電振動板，該圧電振動板を保持するフィルム状の保持部材，前記圧電素子の音響空間を形成するフィルム状の音響空間形成部材，を備えるとともに、前記保持部材及び音響空間形成部材を貼り合わせたことを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記音響空間形成部材が、前記音響空間に連続する少なくとも１つの導音路を備えたことを特徴とする。他の形態は、前記導音路の幅をＷ，前記圧電振動板の直径をφとしたときに、１／２φ≦Ｗ≦φの関係を満たすことを特徴とする。更に他の形態は、前記音響空間形成部材の厚みをｔとしたときに、０．２ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍであることを特徴とする。

更に他の形態は、(1)前記保持部材と音響空間形成部材が、同一の材料により構成されること，(2)前記保持部材及び音響空間形成部材の少なくとも一方が、樹脂フィルムであること，(3)前記樹脂フィルムが、ＰＥＴであること，(4)前記保持部材及び音響空間形成部材の少なくとも一方が、緩衝材フィルムであることを特徴とする。更に他の形態は、一対の前記保持部材及び音響空間形成部材に対して、複数の圧電振動板を配置したことを特徴とする。

本発明の発音構造体は、請求項１〜９のいずれかに記載の発音体モジュールを利用した発音構造体であって、前記発音体モジュールが直接または間接的に取り付けられる筐体が、放音孔を有することを特徴とする。

本発明の電子機器は、請求項１〜９のいずれかに記載の発音体モジュール又は請求項１０記載の発音構造体を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明は、圧電振動板を保持する保持部材と、前記圧電振動板の音響空間を形成する音響空間形成部材をともにフィルム状とし、これらを貼り合わせた発音体モジュールを形成することで、製造が容易になるとともに、薄型化が可能となる。また、発音体モジュールに音響空間が設定されているため、音圧特性の確保及び実装性の向上を図ることができるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

＜基本構成＞・・・最初に、図１〜図６を参照しながら本発明の実施例１を説明する。まず、図１を参照して、本実施例の基本構成を説明する。図１(A)は、本実施例の発音体モジュールの分解斜視図，図１(B)は、前記発音体モジュールを組み立てた状態で、前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図１(C)は、前記発音体モジュールの実装例を示す断面図である。前記図１(C)に示すように、本実施例の発音体モジュール１０は、電子機器の筐体９０の内側に実装されるものである。

図１(A)及び(B)に示すように、発音体モジュール１０は、圧電振動板１２と、フィルム状の保持部材５０及び音響空間形成部材６０を積層した構造となっている。前記圧電振動板１２は、ステンレスなどの金属やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料によって形成された略円形の振動板１４の表裏に、圧電素子２０及び４０が貼り合わせられたバイモルフ構造となっている。

図２(A)には、前記圧電振動板１２の積層構造の一例が示されている。前記振動板１４は、絶縁性であって屈曲に優れた材料，例えば、ＰＥＴなどの絶縁フィルムからなる絶縁板１５の一方の主面に、例えば、銀，銅，カーボンのペーストなどにより形成された一対の導体パターン１６及び１８を設けた構成となっている。前記絶縁板１５には、径方向に突出した一対の突出部１５Ａ及び１５Ｂが設けられている。

前記圧電素子２０は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスによって形成された圧電層２２Ａ及び２２Ｂと、電極層２４Ａ〜２４Ｃ及び２６Ａ〜２６Ｃを交互に積層し、各圧電層を挟んで電極層が対向した構造となっている。電極層２４Ａ〜２４Ｃ，２６Ａ〜２６Ｃとしては、例えば、ＡｇやＡｇ／Ｐｄ合金などの導電層などが利用される。まず、略円形の圧電層２２Ａの一方の主面（図２(A)では上面）には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２４Ａ及び２６Ａが、圧電層２２Ａの主面をほぼ２等分した各々の領域に、互いに離間するように形成されている。２層目の圧電層２２Ｂの両面には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２４Ｂ及び２６Ｂと、電極層２４Ｃ及び２６Ｃが形成されている。これら電極層２４Ｂ，２６Ｂ，２４Ｃ，２６Ｃも、圧電層２２Ｂのほぼ中心を通る分割線３６を境として、ほぼ半月状となっている。また、前記電極層２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに印加される信号電圧の極性が同じになり、電極層２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃに印加される信号電圧の極性が同じになるように配置されている。すなわち、圧電層を挟んで対向する電極層に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加されるように配置される。

また、前記圧電層２２Ａには、スルーホール２８Ａ及び３０Ａが設けられ、圧電層２２Ｂには、スルーホール２８Ｂ及び３０Ｂが形成される。一方、２層目の電極層２４Ｂと２６Ｂが対向する縁部には、前記分割線３６を越えて互いの領域に達する突出形状３２及び３４が形成されている。なお、前記スルーホール２８Ａ，３０Ａ，２８Ｂ，３０Ｂは分割線３６からずれた位置となるように形成されている。そして、前記電極層２４Ａ〜２４Ｃは、スルーホール２８Ａ，２８Ｂ，突出形状３２によって厚み方向にほぼ直線的に電気的に接続されており、全て共通電位となっている。また、電極層２６Ａ〜２６Ｃは、スルーホール３０Ａ，３０Ｂ，突出形状３４によって、厚み方向にほぼ直線的に接続されており、全て共通電位となっている。そして、前記電極層２４Ｃが、絶縁板１５の主面上に設けられた一方の導体パターン１６に接触し、電極層２６Ｃが他方の導体パターン１８に接触するように、図示しない導電性接着剤などにより貼り合わせられる。なお、図示しないが、前記絶縁板１５の他方の面にも、前記圧電素子２０と同様の構成の圧電素子４０が設けられており、該振動板１４の表裏で導通可能となっている。

このような圧電振動板１２では、引出電極となる導体パターン１６及び１８の引出部１６Ａ及び１８Ａから、前記図１(A)に示す電気接続部３８を介して、図示しないリード線などによって電極が引き出され、電源（図示せず）に接続される。そして、例えば、一方の導体パターン１６はプラス，他方の導体パターン１８はマイナスという具合に信号電圧を印加することにより、圧電振動板１２を駆動することができる。すなわち、圧電素子２０の表面から電極を引き出すのではなく、該圧電素子２０が貼り合わせられた振動板１４の表面から電極を引き出すことが可能になるため、引き出し部分を薄型化することができる。なお、以上のような圧電振動板１２の構造及び電極引出構造は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。

次に、以上のような圧電振動板１２を保持する保持部材５０について説明する。保持部材５０は、フィルム状であって、本実施例では、例えばＰＥＴなどの樹脂フィルムが用いられている。そして、略中央部には、前記圧電振動板１２の振動を妨げないようにするための略円形の窓５２が形成されるとともに、該窓５２に連続して、前記圧電振動板１２の電極引出部に相当する位置に、引出部５４が形成されている。前記窓５２の径は、前記圧電振動板１２の振動板１４の径よりも小さく、かつ、圧電素子２０の径よりも大きくなるように設定されている。前記窓５２や引出部５４は、例えば、樹脂フィルムの打ち抜きなどにより形成される。また、保持部材５０の背面には、両面に接着層を備えた接着テープ５６が設けられており、これによって、前記圧電振動板１２及び音響空間形成部材６０が貼り付け可能となっている。なお、前記保持部材５０の厚みは、前記圧電素子２０よりも厚くなるように設定されており、前記圧電振動板１２を貼りつけたときに、前記圧電素子２０の表面が窓５２から突出しないようになっている。

前記保持部材５０とともに積層構造を形成する音響空間形成部材６０は、フィルム状であって、本実施例では、前記保持部材５０と同一の材料により構成されている。音響空間形成部材６０の略中央部には、略円形の音響空間６２が形成されている。そして更に、前記音響空間６２に連続する引出部６４と、発生した音を外部に導くための導音路６６が形成されている。前記音響空間６２の径は、前記圧電振動板１２の振動板１４と略同一であって、かつ、圧電素子４０よりも大きくなるように設定されている。また、導音路６６は、音響空間形成部材６０の縁部に達している。なお、図示の例では、前記引出部６４と導音路６６を略直交する方向に設けたが、前記導音路６６は、音響空間形成部材６０の縁部に達するものであれば、いずれの位置に形成するようにしてもよい。前記音響空間６２，引出部６４，導音路６６は、例えば、樹脂フィルムの打ち抜きにより形成される。以上のような音響空間形成部材６０の背面には、前記保持部材５０と同様に、両面に接着層を備えた接着テープ６８が設けられる。

次に、本実施例の実装手順について説明する。振動板１４の表裏に圧電素子２０及び４０を貼り合わせて圧電振動板１２を形成し、該圧電振動板１２を保持部材５０の背面側の接着テープ５６によって保持部材５０に貼り付ける。次に、前記保持部材５０の背面側に、音響空間形成部材６０を同じく接着テープ５６によって貼り合わせ、振動板１４の上面から引き出された電極を、電気接続部３８によって図示しないリード線などに接続する。以上のようにして形成された発音体モジュール１０は、図１(C)に示す電子機器の筐体９０の主面９２の内側に、音響空間形成部材６０の背面の接着テープ６８によって取り付けられる。なお、前記筐体９０の側面９４には、前記導音路６６に対応する位置に予め放音孔９６が形成されており、圧電振動板１２から発生した音が、音響空間６２，導音路６６，放音孔９６を通って外部に伝えられる。

＜導音路の幅＞・・・次に、図３及び図４を参照して、導音路６６の幅について検討する。図３は、本実施例の導音路の幅を変更したときの周波数と音圧の関係を示す図であり、図４は、導音路の幅と、実用帯域内の平均音圧と共振周波数での音圧の差との関係を示す図である。なお、ここでいう導音路の幅とは、導音方向と略直交する方向の幅のことであり、圧電振動板１２の径とは、保持部材５０によって支持された部分を除いた有効径のことである。本実施例の発音体モジュール１０の音圧特性は、導音路６６の幅に依存するが、図１(A)に示すように、導音路６６の幅をＷ，圧電振動板１２の径をφとした場合に、０ｍｍ＜Ｗ＜１／２φ，とすると、圧電振動板１２の発する音が筐体９０の外部へ充分伝わらないため、効果が得られない。

そこで、図１(A)に矢印Ｆ１で示す方向に、前記導音路幅Ｗを、Ｗ＝１／４φ，Ｗ＝１／２φ，Ｗ＝φと変化させると、そのときの音圧周波数特性は、図３で示すようになる。図３は、横軸が周波数［ｋＨｚ］，縦軸が音圧［ｄＢ］を表わしている。図３に示すように、導音路幅Ｗが狭いほど低周波側の音圧が下がり、高周波の特性のみ強調されている。できるだけ平坦な周波数特性が良好とされていることを考えると、導音路幅Ｗが狭すぎると、音質として好ましくないと考えられる。

ここで、図３で示した実用帯域内の平均音圧をＡ［ｄＢ］，共振周波数での音圧をＢ［ｄＢ］として、これらの音圧差Ｄ＝（Ｂ−Ａ）［ｄＢ］と導音路幅Ｗの関係を示すと、図４のグラフのようになる。また、以下の表１には、前記音圧差Ｄ，音のエネルギー，感じ方の対応が示されている。

前記表１に示すように、一般的に聴感上、差異が判る音圧レベルは３ｄＢ以上とされることから、良好な音圧特性範囲を、−３＜音圧差Ｄ＜＋３［ｄＢ］とすると、導音路幅Ｗの範囲が定義可能となる。最大幅Ｗ_ＭＡＸと、最小幅Ｗ_ＭＩＮについては、多くの測定結果から求められ、おおむね以下の通りとなる。
最大幅Ｗ_ＭＡＸ＝圧電振動板１２の径φ
最小幅Ｗ_ＭＩＮ＝１／２φ
従って、導音路幅Ｗを、１／２φ≦Ｗ≦φの関係を満たすように設定することにより、良好な音圧特性を得ることができる。

＜前気室の厚み＞・・・次に、筐体９０の主面９２と圧電振動板１２との間に形成される前気室の厚みｔ（図１(C)参照）の厚みについて、図５及び図６を参照して説明する。なお、本発明でいう前気室の厚みは、音響空間形成部材６０の厚みに相当する。図５(A)及び(B)は、本実施例の発音体モジュール１０の前気室厚みｔを変更した場合の音圧周波数特性を示す図である。図６は、前気室の厚みｔと、実用帯域内の平均音圧と共振周波数での音圧差との関係を示す図である。

まず、図５(A)に示すように、前気室の厚みｔを、ｔ＝５．５ｅ^−７×φ^４（圧電振動板１２の振幅），ｔ＝０．２ｍｍ，ｔ＝０．４ｍｍとすると、前気室の厚みｔが０．２ｍｍ以下の薄さになると圧電振動板１２の接触や空気抵抗により、低周波側の音圧が下がることが確認される。また、図５(B)に示すように、前気室の厚みｔを、ｔ＝０．４ｍｍ，ｔ＝４ｍｍ，ｔ＝８ｍｍとすると、厚みｔを４ｍｍ以上に厚くすることにより、全体の音圧が下がることが確認される。

ここで、前記図５に示す実用帯域内の平均音圧をＡ［ｄＢ］，共振周波数での音圧をＢ［ｄＢ］とし、平均音圧Ａとの音圧差Ｄ＝（Ｂ−Ａ）［ｄＢ］と前気室の厚みｔの関係を示すと図６のグラフのようになる。良好な音圧特性範囲は、前記表１で示すように、−３＜音圧差Ｄ＜＋３［ｄＢ］であるから、これに基づいて必要な前気室厚みｔが定義可能となる。前気室最大厚みｔ_ＭＡＸと、前気室最小厚みｔ_ＭＩＮについては、多くの測定結果から求められ、おおむね以下の通りとなる。
前気室最大厚みｔ_ＭＡＸ＝４ｍｍ
前気室最小厚みｔ_ＭＩＮ＝０．２ｍｍ

従って、前気室の厚みｔを、０．２ｍｍ〜４ｍｍの間に設定する，すなわち、０．２ｍｍ≦ｔ≦４ｍｍの関係を満たすように設定することにより、平均音圧が高く、音圧の平坦化が可能となり、良好な音圧特性を得ることができる。なお、前気室の幅は、圧電振動板１２の径φと同一とし、それ以下になると所望の特性を得にくくなる。また、前気室の幅が圧電振動板１２の径以上であっても、径が同一の場合と同じ特性を示す。

具体的に説明すると、例えば、前気室の厚みをｔ，圧電振動板１２の径をφとしたときに、圧電振動板１２の振幅は、およそ、５．５ｅ^−７×φ^４で表わされる。ここで、０＜ｔ＜５．５ｅ^−７×φ^４では、圧電振動板１２が振動すると、筐体９０の主面９２の内側に接触して音圧が低くなってしまい、５．５ｅ^−７×φ^４＜ｔ＜０．２ｍｍでは、圧電振動板１２が振動しても、前気室が狭いために音が筐体９０の側面９４に十分に伝わらず、音圧が低くなってしまう。また、４ｍｍ＜ｔになると、導音路６６に対して圧電振動板１２の位置が遠くなってしまうため、全体の音圧が下がってしまう。従って、０．２ｍｍ≦ｔ≦４ｍｍであれば、圧電振動板１２の音が筐体９０の側面９４に十分に出るため、フラットな特性が得られる。例えば、φ＝２０ｍｍの場合は、振幅は０．０８８ｍｍとなるが、上述した範囲内に前気室の厚みｔを設定することにより、良好な音圧特性が得られる。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)圧電振動板１２を保持する保持部材５０と、前記圧電振動板１２の音響空間６２を備えた音響空間形成部材６０をともにフィルム状とし、これらを貼り合わせたことで、発音体モジュール１０の薄型化が可能となる。また、加工しやすく製造も容易となる。
(2)発音体モジュール１０に音響空間６２が設けられているため、音圧特性を確保することができる。また、筐体９０側に音響空間を設定する必要がなくなるため、単体で筐体９０などへ実装することができ、実装性の向上や薄型化を図ることができる。
(3)前記保持部材５０と音響空間形成部材６０の貼り合わせを接着テープ５６により行い、前記音響空間形成部材６０と筐体９０の貼り合わせを接着テープ６８により行うこととしたので、発音体モジュール１０の組み立て及び筐体９０への取り付けが容易である。
(4)圧電発音体１２の振動板１４の一方の面から電極を引き出すこととしたので、電極引き出し部分によって薄型化が妨げられることがない。
(5)保持部材５０及び音響空間形成部材６０を共通の樹脂フィルムによって形成することとしたので、コストダウンを図ることができる。
(6)圧電振動板１２の直径をφ，導音路６６の幅をＷとしたときに、１／２φ≦Ｗ≦φとし、圧電振動板１２と筐体９０の間に形成される前気室の厚みｔを、０．２ｍｍ≦ｔ≦４ｍｍとすることにより、良好な音圧特性が得られる。

次に、図７を参照しながら本発明の実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。図７(A)は本実施例の発音体モジュールの分解斜視図，図７(B)は前記発音体モジュールを組み立てた状態で、前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。上述した実施例１は、保持部材５０と音響空間形成部材６０を共通の材料で形成したものであり、筐体９０が硬くて平滑な場合に適した例であるが、本実施例２は、保持部材５０と音響空間形成部材６０を、異なる材料で形成した例である。

本実施例の発音体モジュール１００は、基本的な構造は前記実施例１と同様であるが、圧電振動板１２を保持する保持部材１０２が、ポロンなどの緩衝性を有するフィルムにより形成されている。前記保持部材１０２には、前記実施例と同様に、窓１０４及び引出部１０６が形成され、背面側には接着テープ１０８が設けられている。このように、保持部材１０２として緩衝材フィルムを利用することにより、微小な凹凸や寸法差を吸収することができるため、別途緩衝材を用意することなく、筐体などへ押し付けるだけで密閉性を確保することができる。本実施例の他の効果や作用は、上述した実施例１と基本的に同様である。なお、本実施例では、保持部材１０２を緩衝材で形成したが、必要に応じて音響空間形成部材６０を緩衝材で形成するようにしてもよい。

次に、図８を参照しながら本発明の実施例３を説明する。図８(A)は本実施例の発音体モジュールの分解斜視図，図８(B)は前記発音体モジュールの一実装例を示し、前記(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。上述した実施例１及び２は、１つの発音体モジュールが、１つの圧電振動板を有する構成であるが、本実施例３は、１つの発音体モジュールが、２つの圧電振動板を有する構成としたものである。本実施例の発音体モジュール１２０は、２つの圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂと、その保持部材１２２及び音響空間形成部材１３０により構成されている。

前記圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂは、上述した実施例１の圧電振動板１２と同じ構成となっている。すなわち、圧電振動板１２Ａは、振動板１４Ａの表裏に圧電素子２０Ａ及び４０Ａを備え、圧電振動板１２Ｂは、振動板１４Ｂの表裏に圧電素子２０Ｂ及び４０Ｂを備えている。これら圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂからは、電気接続部３８Ａ及び３８を介して電極が引き出される。また、保持部材１２２は、前記圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂの各々に対応する窓１２４Ａ及び１２４Ｂ，引出部１２６Ａ及び１２６Ｂを備えており、背面には接着テープ１２８が設けられている。音響空間形成部材１３０は、前記圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂの各々に対応する音響空間１３２Ａ及び１３２Ｂ，引出部１３４Ａ及び１３４Ｂ，導音路１３６Ａ及び１３６Ｂを備えている。ここで、前記導音路１３６Ａと１３６Ｂは、音響空間形成部材１３０の対向する縁部にそれぞれ達するように形成されている。前記保持部材１２２及び音響空間形成部材１３０は、例えば、樹脂フィルムにより形成されている。

一方、本実施例の発音体モジュール１２０が実装される筐体９０は、一対の側面９４のそれぞれに放音孔９６Ａ及び９６Ｂが形成されている。前記発音体モジュール１２０は、一方の導音路１３６Ａが放音孔９６Ａにつながり、他方の導音路１３６Ｂが他方の放音孔９６Ｂにつながるように実装される。本実施例は、例えば、ステレオなどの２チャンネルの音声を再生する場合に好適な構造であり、基本的作用・効果は上述した実施例と同様である。

次に、図９を参照しながら本発明の実施例４を説明する。図９(A)は本実施例の発音体モジュールの分解斜視図，図９(B)は前記発音体モジュールの一実装例を示し、前記(A)を＃Ｄ−＃Ｄ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。本実施例も、前記実施例３と同様に、１つの発音体モジュールが２つの圧電振動板を有する例である。本実施例の発音体モジュール１５０では、音響空間形成部材１５２には、圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂの各々に対応する音響空間１５４Ａ及び１５４Ｂ，引出部１５８Ａ及び１５８Ｂ，導音路１５６Ａ及び１５６Ｂが形成されている。そして、前記導音路１５６Ｂと音響空間１５４Ａが連続することにより、一連の連続した音響空間１６２（図９(B)参照）が形成され、筐体９０の一方の側面９４の放音孔９６から放音される。圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂと、保持部材１２２は、前記実施例３と同様の構成である。本実施例によれば、上述した実施例１の効果に加え、２つの圧電振動板１２Ａ及び１２Ｂから発生する音を１つの放音孔９６から出すため、音圧の向上を図ることができる。

次に、図１０を参照しながら本発明の実施例５を説明する。図１０(A)は本実施例の発音体モジュールの分解斜視図，図１０(B)は前記発音体モジュールの一実装例を示し、前記(A)を＃Ｅ−＃Ｅ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。図１０(C)は本実施例の変形例を示す断面図である。上述した実施例１〜４はいずれも、発音体モジュールを直接筐体９０の内面に取り付ける構成としたが、本実施例は、電子機器の筐体の内部に収納された電子部品に発音体モジュールを取り付ける構成としたものである。本実施例では、前記電子部品として、液晶表示装置が収納されている。本実施例の発音体モジュール１８０は、音響空間形成部材１８２をポロンなどの緩衝材フィルムで形成したほかは、圧電振動板１２及び保持部材５０については、前記実施例１と基本的に同様の構成となっている。なお、前記保持部材５０の上面にも、接着テープ１９８が設けられている。前記音響空間形成部材１８２には、音響空間１８４，引出部１８６，導音路１８８が形成され、背面には接着テープ１９０が設けられている。

前記液晶表示装置は、バックライトを含む液晶（液晶本体）１９２と、これを収納するための前面カバー（図示せず）及び背面カバー１９４などにより構成されている。前記背面カバー１９４には、通気孔１９６が形成されている。また本実施例では、筐体９０の底面９２に放音孔９８が形成されている。前記発音体モジュール１８０は、接着テープ１９０及び１９８によって、背面カバー１９４の内側と、液晶１９２の背面の間に挟まれるように取り付けられる。図示の例では、発音体モジュール１８０は、液晶１９２の縁部から若干突出するように取り付けられており、筐体９０の底面９２の放音孔９８から外部に放音される。本実施例に示すように、本発明の発音体モジュールを用いれば、筐体内部の電子部品などへも容易に実装することができる。なお、図１０(C)に示す例のように、緩衝材フィルムを用いずに、前記実施例１の発音体モジュール１０を、前記液晶１９２と背面カバー１９４の間に実装するようにしてもよい。

次に、図１１を参照しながら本発明の実施例６について説明する。図１１(A)は、前記実施例１の発音体モジュールの平面図，図１１(B)及び(C)は、本実施例の発音体モジュールの平面図である。上述した実施例１〜５はいずれも、図１１(A)に示すように、発音体モジュール１０全体としては、略正方形となっていたが、本実施例は、他の形状とした例である。図１１(B)に示す発音体モジュール２００は、保持部材２０２及び図示しない音響空間形成部材を略８角形とした例、図１１(C)に示す発音体モジュール２１０は、保持部材２１２及び図示しない音響空間形成部材の一部を、圧電素子２０の縁部に沿って略半円状に形成した例である。このように、周囲の面取りを行ったり、曲線形状に形成したりすることによって、他部品の搭載や、背面通気空間を確保するなど、スペースの有効活用が可能となる。

なお、本発明は、上述した実施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内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した材料や形状，寸法は一例であり、同様の作用を奏するように適宜設計変更可能である。
(2)圧電振動板１２，１２Ａ，１２Ｂの構造も、ユニモルフ，バイモルフのいずれであってもよい。また、圧電素子の積層構造，内部電極の接続パターン，引出構造なども必要に応じて適宜変更可能である。

(3)実施例１で示した電極引出構造も一例であり、例えば、図２(B)に示すようにしてもよい。図２(B)に示す圧電振動板７０は、ステンレスなどの金属によって形成された円形の振動板７２の表裏に、圧電素子７４及び７６が貼り合わせられたバイモルフ構造となっている。圧電素子７４，７６は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスによる圧電層７４Ａ及び７６Ａの表裏に、Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｇなどによる電極層７４Ｂ及び７４Ｃ，７６Ｂ及び７６Ｃが形成された構成となっている。電極層７４Ｂ及び７６Ｃは、導体パターン７８Ａ及び７８Ｂにより外部に引き出され、電極層７４Ｃ，７６Ｂ，振動板７４は、導体パターン８２により外部に引き出される。前記導体パターン７８Ａ及び７８Ｂと、振動板７４の間には、絶縁フィルム８０Ａ及び８０Ｂが設けられている。このような構造の圧電振動板７０も、前記実施例１のように、音響空間形成部材６０とともに保持部材５０に貼り合わせて利用することが可能である。

(4)前記筐体９０や背面カバー１９４も一例であり、本発明の発音体モジュールは、電子機器内部の部品の固定，保護，もしくは封止を目的とする構造体であれば、必ずしも最外側にあるものでなくても実装可能である。
(5)前記実施例の液晶表示装置は一例であり、電池ケースや他の電子部品を固定するケースなどに発音体モジュールを取り付けて一体化してもよい。

(6)保持部材や音響空間形成部材に対する圧電振動板の取り付け方としては、接着，押し付けなどの適宜の方法を用いてよい。筐体や電子部品への発音体モジュールの取り付け方についても同様である。
(7)本発明の好適な応用例としては、携帯電話，携帯情報端末（ＰＤＡ），ボイスレコーダ，ＰＣ（パソコン），デジタルオーディオなどの各種電子機器がある。

本発明によれば、圧電振動板を保持する保持部材と、前記圧電振動板の音響空間を形成する音響空間形成部材をともにフィルム状とし、これらを貼り合わせた発音体モジュールを形成して良好な音圧特性を得ることとしたので、薄型の発音体モジュールの用途に適用できる。特に、携帯電話などの軽量で小型の電子機器へ搭載される発音体モジュールの用途に好適である。

本発明の実施例１を示す図であり、(A)は発音体モジュールの分解斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は前記発音体モジュールの一実装例を示す断面図である。 前記実施例１の発音体モジュールの圧電素子を示す図であり、(A)は積層構造の一例を示す分解斜視図，(B)は他の圧電素子を示す断面斜視図である。 前記実施例１の導音路の幅を変更したときの周波数と音圧の関係を示す図である。 前記実施例１の導音路の幅と、実用帯域内の平均音圧と共振周波数での音圧の差との関係を示す図である。 前記実施例１の発音体モジュールの前気室の厚みを変更した例の音圧周波数特性を示す図である。 前記実施例１の発音体モジュールの前気室の厚みと、実用帯域内の平均音圧と共振周波数での音圧差との関係を示す図である。 本発明の実施例２を示す図であり、(A)は発音体モジュールの分解斜視図，(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。 本発明の実施例３を示す図であり、(A)は発音体モジュールの分解斜視図，(B)は前記発音体モジュールの実装例を示す断面図である。 本発明の実施例４を示す図であり、(A)は発音体モジュールの分解斜視図，(B)は前記発音体モジュールの実装例を示す断面図である。 本発明の実施例５を示す図であり、(A)は発音体モジュールの分解斜視図，(B)は前記発音体モジュールの実装例を示す断面図，(C)は発音体モジュールの変形例の実装例を示す断面図である。 本発明の実施例１及び実施例６の発音体モジュールの平面図である。

符号の説明

１０：発音体モジュール
１２，１２Ａ，１２Ｂ：圧電振動板
１４，１４Ａ，１４Ｂ：振動板
１５：絶縁板
１５Ａ，１５Ｂ：突出部
１６，１８：導体パターン
１６Ａ，１６Ｂ：引出部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，４０，４０Ａ，４０Ｂ：圧電素子
２２Ａ，２２Ｂ：圧電層
２４Ａ〜２４Ｃ，２６Ａ〜２６Ｃ：電極層
２８Ａ，２８Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ：スルーホール
３２，３４：突出形状
３６：分割線
３８，３８Ａ，３８Ｂ：電気接続部
５０：保持部材
５２：窓
５４，６４：引出部
５６，６８：接着テープ
６０：音響空間形成部材
６２：音響空間
６６：導音路
７０：圧電振動板
７２：振動板
７４，７６：圧電素子
７４Ａ，７６Ａ：圧電層
７４Ｂ，７４Ｃ，７６Ｂ，７６Ｃ：電極層
７８Ａ，７８Ｂ，８２：導体パターン
８０Ａ，８０Ｂ：絶縁フィルム
９０：筐体
９２：主面
９４：側面
９６，９６Ａ，９６Ｂ，９８：放音孔
１００：発音体モジュール
１０２：保持部材
１０４：窓
１０６：引出部
１０８：接着テープ
１２０：発音体モジュール
１２２：保持部材
１２４Ａ，１２４Ｂ：窓
１２６Ａ，１２６Ｂ，１３４Ａ，１３４Ｂ：引出部
１２８，１３８：接着テープ
１３０：音響空間形成部材
１３２Ａ，１３２Ｂ：音響空間
１３６Ａ，１３６Ｂ：導音路
１５０：発音体モジュール
１５２：音響空間形成部材
１５４Ａ，１５４Ｂ，１６２：音響空間
１５６Ａ，１５６Ｂ：導音路
１５８Ａ，１５８Ｂ：引出部
１６０：接着テープ
１８０：発音体モジュール
１８２：音響空間形成部材
１８４：音響空間
１８６：引出部
１８８；導音路
１９０，１９８：接着テープ
１９２：液晶
１９４：背面カバー
１９６：通気孔
２００，２１０：発音体モジュール
２０２，２１２：保持部材

Claims (11)

1. 振動板の主面に圧電素子を備えた圧電振動板，
   該圧電振動板を保持するフィルム状の保持部材，
   前記圧電素子の音響空間を形成するフィルム状の音響空間形成部材，
   を備えるとともに、
   前記保持部材及び音響空間形成部材を貼り合わせたことを特徴とする発音体モジュール。
2. 前記音響空間形成部材が、前記音響空間に連続する少なくとも１つの導音路を備えたことを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
3. 前記導音路の幅をＷ，前記圧電振動板の直径をφとしたときに、１／２φ≦Ｗ≦φの関係を満たすことを特徴とする請求項２記載の発音体モジュール。
4. 前記音響空間形成部材の厚みをｔとしたときに、０．２ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
5. 前記保持部材と音響空間形成部材が、同一の材料により構成されることを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
6. 前記保持部材及び音響空間形成部材の少なくとも一方が、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
7. 前記樹脂フィルムが、ＰＥＴであることを特徴とする請求項６記載の発音体モジュール。
8. 前記保持部材及び音響空間形成部材の少なくとも一方が、緩衝材フィルムであることを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
9. 一対の前記保持部材及び音響空間形成部材に対して、複数の圧電振動板を配置したことを特徴とする請求項１記載の発音体モジュール。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の発音体モジュールを利用した発音構造体であって、
    前記発音体モジュールが直接または間接的に取り付けられる筐体が、放音孔を有することを特徴とする発音構造体。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の発音体モジュール又は請求項１０記載の発音構造体を備えたことを特徴とする電子機器。
    
    

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