電気音響変換器
【課題】本発明では、簡易な構造としつつ、強度を高めることができ、また、電気エネルギーから音響エネルギーへ効率良く変換を行うことができるアクチュエータ、電気音響変換器、及び電気音響変換器を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層とを備える。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、電気音響変換機器、及び電気音響変換機器を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の電子機器に搭載する電気音響変換器は、例えば、永久磁石及びボイスコイルからなる動電型電気音響変換器、又は圧電セラミックを使用した圧電型電気音響変換器などがある。しかし、いずれの電気音響変換器も小型化は困難である。そのため、小型化を目指して形状記憶合金を利用した電気音響変換器が、特許文献１又は特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１５３０９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に示した発明においては、振動膜を振動させるために、逆の温度特性を持つ２個１組の形状記憶合金を備える必要があり、電気音響変換器の構造及び制御が複雑になるという問題点があった。
【０００５】
上述した特許文献２に示した発明においては、形状記憶合金として双方向性形状記憶合金を使用しており、精密な温度管理が必要となるため、電気音響変換器の動作の確実性及び制御が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明では、簡易な構造としつつ、強度を高めることができ、また、電気エネルギーから音響エネルギーへ効率良く変換を行うことができるアクチュエータ、電気音響変換器、及び電気音響変換器を備えた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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層とを備える。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜とを備える。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを備える。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器を備えた電子機器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備える。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器を備えた電子機器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構造としつつ、強度を高めることができ、また、電気エネルギーから音響エネルギーへ効率良く変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図２】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図３】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図４】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図５】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図７】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図８】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図９】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１０】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１１】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１２】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１３】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１４】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１５】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１６】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１７】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１８】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１９】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２０】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２１】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２２】本発明の実施例について音圧レベルの特性比較を行った図である。
【図２３】本発明の実施例に係る携帯電話機を示す図である。
【図２４】本発明の実施例に係るラップトップ型コンピュータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施の例に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１５】
（アクチュエータの実施形態）
まず、図１を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図１は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図１に示すように、形状記憶板１０−１は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる。形状記憶板１０−１の材質は、例えば、チタン及びニッケルの合金、又はチタン及びニッケルの合金に銅、コバルト、若しくはラジウムを配合したものである。形状記憶板の厚みは、１０μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。２層の加熱用電極層１１−１は、形状記憶板１０−１の両面を狭持し、両面間で電流を通電して加熱することによって形状記憶板１０−１を記憶している形状に戻し、両面間で電流の通電を停止することによって弾力で形状記憶板１０−１を変形させる。なお、形状記憶板１０−１が、加熱用電極層１１−１の通電時に、記憶している形状に戻る力は、加熱用電極層１１−１の弾力より大きく、形状記憶板１０−１が、加熱用電極層１１−１の停止時に、記憶している形状に戻る力は、加熱用電極層１１−１の弾力より小さい。なお、加熱用電極層の１層の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
説明したように、加熱用電極層１１−１に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。さらに、形状記憶板１０−１及び加熱用電極層１１−１のみの簡易な構造としつつ、形状記憶板１０−１及び加熱用電極層１１−１による積層構造とすることによって、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００１７】
次に、図２を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図２は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図２に示すように、加熱用電極層１１−２の少なくとも一方の加熱用電極層１１−２と密着し、弾力で形状記憶板１０−２を変形させる弾性部材１２−１を有してもよい。なお、弾性部材１２−１の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００１８】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、弾性部材１２−１が形状記憶板１０−２を変形させる補助を行うため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図３は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図３に示すように、形状記憶板１０−３と２層の加熱用電極層１１−３のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−３との間に熱伝導材１３−１を有してもよい。熱伝導材１３−１の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００２０】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、熱伝導材１３−１が加熱用電極層１１−３からの発熱を効率的に形状記憶板１０−３へと伝えるため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００２１】
次に、図４を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図４は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図４に示すように、加熱用電極層１１−４の少なくとも一方の加熱用電極層１１−４と密着し、圧電セラミック１４−１及び圧電セラミック１４−１に電圧を印加する駆動用電極層１５−１を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００２２】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−１及び駆動用電極層１５−１が形状記憶板１０−４を変形させる補助を行うため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００２３】
（電気音響変換器１の実施形態）
まず、図５を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図５は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。なお、図１から図４で説明した要素については説明を省略する。図５に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−５、及び２層の加熱用電極層１１−５を有する。また、振動膜１６−１は、２層の加熱用電極層１１−５のうち一方の加熱用電極層１１−５の外側に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。ここで、振動膜の基本共振周波数ｆは、振動膜の質量をｍ、長さをＬ、コンプライアンスをＣとすると、以下の数式で求められる。
よって、振動膜１６−１の材質、又は厚みを変更することで、振動膜１６−１の基本共振周波数を変更することができる。
【００２４】
説明したように、加熱用電極層１１−５に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−５が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。さらに、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−５及び加熱用電極層１１−５に振動膜１６−１を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。そして、振動膜１６−１は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００２５】
次に、図６を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図６は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図６に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−６と振動膜１６−２との間又は加熱用電極層１１−６の振動膜１６−２と反対側に、弾力で形状記憶板１０−６を変形させる弾性部材１２−２を有してもよい。弾性部材１２−２の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００２６】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、弾性部材１２−２が形状記憶板１０−６を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。また、振動膜１６−２に有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００２７】
次に、図７を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図７は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図７に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−７と２層の加熱用電極層１１−７のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−７との間に熱伝導材１３−２を有してもよい。熱伝導材１３−２の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。また、図８に示すように、アクチュエータを包むように熱伝導材１３−３を配置してもよい。
【００２８】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、図７において、熱伝導材１３−２が加熱用電極層１１−７からの発熱を効率的に形状記憶板１０−７へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００２９】
次に、図９を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図９は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図９に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−９と振動膜１６−５との間に、圧電セラミック１４−２及び圧電セラミック１４−２に電圧を印加する駆動用電極層１５−２を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００３０】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−２及び駆動用電極層１５−２が形状記憶板１０−９を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３１】
（電気音響変換器２の実施形態）
まず、図１０を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１０は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。なお、図１から図９で説明した要素については説明を省略する。図１０に示すように、２個のアクチュエータはそれぞれ、形状記憶板１０−１０、及び２層の加熱用電極層１１−１０を有する。振動膜１６−６は、２層の加熱用電極層１１−１０のうち一方の加熱用電極層１１−１０に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−６の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
説明したように、加熱用電極層１１−１０に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１０が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、振動膜１６−６の両面にアクチュエータを配置したため、より大容量のエネルギーの変換を実現できる。そして、材質、構造を変更可能な振動膜１６−６を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１０及び加熱用電極層１１−１０に振動膜１６−６を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。さらに、振動膜１６−６は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００３３】
次に、図１１を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１１は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１１に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１１と、振動膜１６−７との間又は加熱用電極層１１−１１の振動膜１６−７と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１１を変形させる弾性部材１２−３を有してもよい。なお、弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００３４】
説明したように、図１０の構成に加えて、さらに、弾性部材１２−３が形状記憶板１０−１１を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３５】
次に、図１２を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１２は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１２に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、形状記憶板１０−１２と２層の加熱用電極層１１−１２のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−１２との間に熱伝導材１３−４を有してもよい。熱伝導材の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００３６】
説明したように、図１０の構成に加えて、さらに、熱伝導材１３−４が加熱用電極層１１−１２からの発熱を効率的に形状記憶板１０−１２へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３７】
次に、図１３を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１３は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１３に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１３と振動膜１６−９との間に、圧電セラミック１４−３及び圧電セラミック１４−３に電圧を印加する駆動用電極層１５−３を備えてもよい。圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００３８】
以上説明したように、図１０に示した構成に加えて、さらに、圧電セラミック１４−３及び駆動用電極層１５−３が形状記憶板１０−１３を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３９】
（電子機器１の実施形態）
まず、図１４を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１４は、本発明の電子機器の構成の概略図である。なお、図１から図１３で説明した要素については説明を省略する。図１４に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−１４、及び２層の加熱用電極層１１−１４を有する。振動膜１６−１０は、２層の加熱用電極層１１−１４のうち一方の加熱用電極層１１−１４の外側に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１０の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。支持体１７−１は、電子機器に備えられ、電気音響変換器の振動膜１６−１０の両端を固定する。振動膜１６−１０から振動エネルギーを効率良く伝播させるためには、伝達振動量に対してある程度の剛性を持つ材料であることが好ましい。
【００４０】
説明したように、加熱用電極層１１−１４に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１４が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１０を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１４及び加熱用電極層１１−１４に振動膜１６−１０を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。また、振動膜１６−１０は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００４１】
次に、図１５を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１５は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１５に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−１５と振動膜１６−１１との間又は加熱用電極層１１−１５の振動膜１６−１１と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１５を変形させる弾性部材１２−４を有してもよい。弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００４２】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、弾性部材１２−４が形状記憶板１０−１５を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４３】
次に、図１６を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１６は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１６に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−１６と２層の加熱用電極層１１−１６のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−１６との間に熱伝導材１３−５を有してもよい。なお、熱伝導材１３−５の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００４４】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、熱伝導材１３−５が加熱用電極層１１−１６からの発熱を効率的に形状記憶板１０−１６へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４５】
次に、図１７を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１７は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１７に示すように、アクチュエータは、さらに、加熱用電極層１１−１７と振動膜１６−１３との間に、圧電セラミック１４−４及び圧電セラミック１４−４に電圧を印加する駆動用電極層１５−４を備えてもよい。なお、圧電セラミック１４−４の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００４６】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、圧電セラミック１４−４及び駆動用電極層１５−４が形状記憶板１０−１７を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４７】
（電子機器２の実施形態）
まず、図１８を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１８は、本発明の電子機器の構成の概略図である。なお、図１から図１７で説明した要素については説明を省略する。図１８に示すように、２個のアクチュエータはそれぞれ、形状記憶板１０−１８、及び２層の加熱用電極層１１−１８を有する。振動膜１６−１４は、２層の加熱用電極層１１−１８のうち一方の加熱用電極層１１−１８に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１４の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
説明したように、加熱用電極層１１−１８に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１８が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、振動膜１６−１４の両面にアクチュエータを配置したため、より大容量のエネルギーの変換を実現できる。そして、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１４を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１８及び加熱用電極層１１−１８に振動膜１６−１４を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。さらに、振動膜１６−１４は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００４９】
次に、図１９を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１９は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１９に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１９と、振動膜１６−１５との間又は加熱用電極層１１−１９の振動膜１６−１５と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１９を変形させる弾性部材１２−５を有してもよい。なお、弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００５０】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、弾性部材１２−５が形状記憶板１０−１９を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００５１】
次に、図２０を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図２０は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図２０に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、形状記憶板１０−２０と２層の加熱用電極層１１−２０のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−２０との間に熱伝導材１３−６を有してもよい。なお、熱伝導材の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００５２】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、熱伝導材１３−６が加熱用電極層１１−２０からの発熱を効率的に形状記憶板１０−２０へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００５３】
次に、図２１を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図２１は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図２１に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−２１と振動膜１６−１７との間に、圧電セラミック１４−５及び圧電セラミック１４−５に電圧を印加する駆動用電極層１５−５を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００５４】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−５及び駆動用電極層１５−５が形状記憶板１０−２１を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【実施例】
【００５５】
本発明の電気音響変換器の特性評価を、評価１から評価３の３つの評価項目で行った。
（評価１）音圧レベル周波数特性の測定
交流電圧１Ｖ入力時の音圧レベルを、電気音響変換器から所定距離だけ離れた位置に設置したマイクロホンによって測定した。なお、この所定距離は、特に明記しない限り１０ｃｍであり、周波数の測定範囲は１０Ｈｚから１０ｋＨｚとした。
（評価２）音圧レベル周波数特性の平坦性測定
交流電圧１Ｖ入力時の音圧レベルを、電気音響変換器から所定距離だけ離れた位置に配置したマイクロホンによって測定した。周波数の測定範囲は１０Ｈｚから１０ｋＨｚとし、２ｋＨｚから１０ｋＨｚの測定範囲において、最大音圧レベルＰｍａｘと最小音圧レベルＰｍｉｎとの音圧レベル差により、音圧レベル周波数特性の平坦性を測定した。その結果、最大音圧レベルＰｍａｘと最小音圧レベルＰｍｉｎとの差である音圧レベル差が、２０ｄＢ以内を○とし、２０ｄＢ以上を×とした。この所定距離は、特に明記しない限り１０ｃｍである。
（評価３）落下衝撃試験
電気音響変換器を搭載した携帯電話を５０ｃｍ直上から、５回自然落下させた。落下衝撃試験後の割れ等の破壊を目視で確認し、さらに、試験後の音圧レベル特性を測定した。その結果、試験前の音圧レベルと試験後の音圧レベルとの差である音圧レベル差が３ｄＢ以内を○とし、３ｄＢを×とした。
【００５６】
以下に、実施例と比較例の評価結果を記載する。なお、評価１の音圧レベル周波数特性を実施例と比較例で比較した結果を図２２にまとめて記載する。
【００５７】
（実施例１）
本発明の図５に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８４ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００５８】
（比較例１）
従来の動電型電気音響変換器について、同様の試験を行った。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：７５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：７６ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：９７ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：×
落下衝撃安定性 ：×
【００５９】
（実施例２）
本発明の図８に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８７ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６０】
（実施例３）
本発明の図７に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８６ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６１】
（実施例４）
本発明の図９に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６２】
（実施例５）
本発明の図６に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６３】
（実施例６）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例１で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７７ｄＢであった。
【００６４】
（実施例７）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例２で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：７８ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７８ｄＢであった。
【００６５】
（実施例８）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例３で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８４ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ８１ｄＢであった。
【００６６】
（実施例９）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例４で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７９ｄＢであった。
【００６７】
（実施例１０）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例５で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８６ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７５ｄＢであった。
【００６８】
（実施例１１）
図２４に示すようなラップトップ型コンピュータの電気音響変換機の設置場所１００−２に、実施例１で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７５ｄＢであった。
【００６９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、
前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層と、を備えるアクチュエータ。
（付記２）
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１に記載のアクチュエータ。
（付記３）
前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１又は２に記載のアクチュエータ。
（付記４）
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
（付記５）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
（付記６）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記５に記載の電気音響変換器。
（付記７）
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記５又は６に記載の電気音響変換器。
（付記８）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記５から７のいずれかに記載の電気音響変換器。
（付記９）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
（付記１０）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と、前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記９に記載の電気音響変換器。
（付記１１）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記９又は１０に記載の電気音響変換器。
（付記１２）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記９から１１のいずれかに記載の電気音響変換器。
（付記１３）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備えた電子機器。
（付記１４）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１３に記載の電子機器。
（付記１５）
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１３又は１４に記載の電子機器。
（付記１６）
前記アクチュエータは、さらに、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１３から１５のいずれかに記載の電子機器。
（付記１７）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える電子機器。
（付記１８）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と、前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１７に記載の電子機器。
（付記１９）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１７又は１８に記載の電子機器。
（付記２０）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１７から１９のいずれかに記載の電子機器。
【符号の説明】
【００７０】
１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５，１０−６，１０−７，１０−８，１０−９，１０−１０，１０−１１，１０−１２，１０−１３，１０−１４，１０−１５，１０−１６，１０−１７，１０−１８，１０−１９，１０−２０，１０−２１：形状記憶板
１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−５，１１−６，１１−７，１１−８，１１−９，１１−１０，１１−１１，１１−１２，１１−１３，１１−１４，１１−１５，１１−１６，１１−１７，１１−１８，１１−１９，１１−２０，１１−２１：加熱用電極層
１２−１，１２−２，１２−３，１２−４，１２−５：弾性部材
１３−１，１３−２，１３−３，１３−４，１３−５，１３−６：熱伝導材
１４−１，１４−２，１４−３，１４−４，１４−５：圧電セラミック
１５−１，１５−２，１５−３，１５−４，１５−５：駆動用電極層
１６−１，１６−２，１６−３，１６−４，１６−５，１６−６，１６−７，１６−８，１６−９，１６−１０，１６−１１，１６−１２，１６−１３，１６−１４，１６−１５，１６−１６，１６−１７：振動膜
１７−１，１７−２，１７−３，１７−４，１７−５，１７−６，１７−７，１７−８：支持体
１００−１，１００−２：電気音響変換機の設置場所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、電気音響変換機器、及び電気音響変換機器を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の電子機器に搭載する電気音響変換器は、例えば、永久磁石及びボイスコイルからなる動電型電気音響変換器、又は圧電セラミックを使用した圧電型電気音響変換器などがある。しかし、いずれの電気音響変換器も小型化は困難である。そのため、小型化を目指して形状記憶合金を利用した電気音響変換器が、特許文献１又は特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１５３０９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に示した発明においては、振動膜を振動させるために、逆の温度特性を持つ２個１組の形状記憶合金を備える必要があり、電気音響変換器の構造及び制御が複雑になるという問題点があった。
【０００５】
上述した特許文献２に示した発明においては、形状記憶合金として双方向性形状記憶合金を使用しており、精密な温度管理が必要となるため、電気音響変換器の動作の確実性及び制御が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明では、簡易な構造としつつ、強度を高めることができ、また、電気エネルギーから音響エネルギーへ効率良く変換を行うことができるアクチュエータ、電気音響変換器、及び電気音響変換器を備えた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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層とを備える。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜とを備える。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを備える。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器を備えた電子機器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備える。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器を備えた電子機器は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構造としつつ、強度を高めることができ、また、電気エネルギーから音響エネルギーへ効率良く変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図２】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図３】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図４】本発明のアクチュエータの実施形態の概略図である。
【図５】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図７】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図８】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図９】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１０】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１１】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１２】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１３】本発明の電気音響変換器の実施形態の概略図である。
【図１４】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１５】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１６】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１７】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１８】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図１９】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２０】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２１】本発明の電子機器の実施形態の概略図である。
【図２２】本発明の実施例について音圧レベルの特性比較を行った図である。
【図２３】本発明の実施例に係る携帯電話機を示す図である。
【図２４】本発明の実施例に係るラップトップ型コンピュータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施の例に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１５】
（アクチュエータの実施形態）
まず、図１を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図１は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図１に示すように、形状記憶板１０−１は、加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる。形状記憶板１０−１の材質は、例えば、チタン及びニッケルの合金、又はチタン及びニッケルの合金に銅、コバルト、若しくはラジウムを配合したものである。形状記憶板の厚みは、１０μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。２層の加熱用電極層１１−１は、形状記憶板１０−１の両面を狭持し、両面間で電流を通電して加熱することによって形状記憶板１０−１を記憶している形状に戻し、両面間で電流の通電を停止することによって弾力で形状記憶板１０−１を変形させる。なお、形状記憶板１０−１が、加熱用電極層１１−１の通電時に、記憶している形状に戻る力は、加熱用電極層１１−１の弾力より大きく、形状記憶板１０−１が、加熱用電極層１１−１の停止時に、記憶している形状に戻る力は、加熱用電極層１１−１の弾力より小さい。なお、加熱用電極層の１層の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
説明したように、加熱用電極層１１−１に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。さらに、形状記憶板１０−１及び加熱用電極層１１−１のみの簡易な構造としつつ、形状記憶板１０−１及び加熱用電極層１１−１による積層構造とすることによって、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００１７】
次に、図２を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図２は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図２に示すように、加熱用電極層１１−２の少なくとも一方の加熱用電極層１１−２と密着し、弾力で形状記憶板１０−２を変形させる弾性部材１２−１を有してもよい。なお、弾性部材１２−１の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００１８】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、弾性部材１２−１が形状記憶板１０−２を変形させる補助を行うため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図３は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図３に示すように、形状記憶板１０−３と２層の加熱用電極層１１−３のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−３との間に熱伝導材１３−１を有してもよい。熱伝導材１３−１の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００２０】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、熱伝導材１３−１が加熱用電極層１１−３からの発熱を効率的に形状記憶板１０−３へと伝えるため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００２１】
次に、図４を参照して、本発明のアクチュエータの実施形態を説明する。図４は、本発明のアクチュエータの構成の概略図である。図４に示すように、加熱用電極層１１−４の少なくとも一方の加熱用電極層１１−４と密着し、圧電セラミック１４−１及び圧電セラミック１４−１に電圧を印加する駆動用電極層１５−１を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００２２】
説明したように、図１の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−１及び駆動用電極層１５−１が形状記憶板１０−４を変形させる補助を行うため、アクチュエータの強度を高めることができる。
【００２３】
（電気音響変換器１の実施形態）
まず、図５を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図５は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。なお、図１から図４で説明した要素については説明を省略する。図５に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−５、及び２層の加熱用電極層１１−５を有する。また、振動膜１６−１は、２層の加熱用電極層１１−５のうち一方の加熱用電極層１１−５の外側に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。ここで、振動膜の基本共振周波数ｆは、振動膜の質量をｍ、長さをＬ、コンプライアンスをＣとすると、以下の数式で求められる。
よって、振動膜１６−１の材質、又は厚みを変更することで、振動膜１６−１の基本共振周波数を変更することができる。
【００２４】
説明したように、加熱用電極層１１−５に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−５が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。さらに、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−５及び加熱用電極層１１−５に振動膜１６−１を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。そして、振動膜１６−１は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００２５】
次に、図６を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図６は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図６に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−６と振動膜１６−２との間又は加熱用電極層１１−６の振動膜１６−２と反対側に、弾力で形状記憶板１０−６を変形させる弾性部材１２−２を有してもよい。弾性部材１２−２の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００２６】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、弾性部材１２−２が形状記憶板１０−６を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。また、振動膜１６−２に有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００２７】
次に、図７を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図７は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図７に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−７と２層の加熱用電極層１１−７のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−７との間に熱伝導材１３−２を有してもよい。熱伝導材１３−２の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。また、図８に示すように、アクチュエータを包むように熱伝導材１３−３を配置してもよい。
【００２８】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、図７において、熱伝導材１３−２が加熱用電極層１１−７からの発熱を効率的に形状記憶板１０−７へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００２９】
次に、図９を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図９は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図９に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−９と振動膜１６−５との間に、圧電セラミック１４−２及び圧電セラミック１４−２に電圧を印加する駆動用電極層１５−２を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００３０】
説明したように、図５の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−２及び駆動用電極層１５−２が形状記憶板１０−９を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３１】
（電気音響変換器２の実施形態）
まず、図１０を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１０は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。なお、図１から図９で説明した要素については説明を省略する。図１０に示すように、２個のアクチュエータはそれぞれ、形状記憶板１０−１０、及び２層の加熱用電極層１１−１０を有する。振動膜１６−６は、２層の加熱用電極層１１−１０のうち一方の加熱用電極層１１−１０に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−６の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
説明したように、加熱用電極層１１−１０に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１０が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、振動膜１６−６の両面にアクチュエータを配置したため、より大容量のエネルギーの変換を実現できる。そして、材質、構造を変更可能な振動膜１６−６を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１０及び加熱用電極層１１−１０に振動膜１６−６を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。さらに、振動膜１６−６は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００３３】
次に、図１１を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１１は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１１に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１１と、振動膜１６−７との間又は加熱用電極層１１−１１の振動膜１６−７と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１１を変形させる弾性部材１２−３を有してもよい。なお、弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００３４】
説明したように、図１０の構成に加えて、さらに、弾性部材１２−３が形状記憶板１０−１１を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３５】
次に、図１２を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１２は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１２に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、形状記憶板１０−１２と２層の加熱用電極層１１−１２のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−１２との間に熱伝導材１３−４を有してもよい。熱伝導材の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００３６】
説明したように、図１０の構成に加えて、さらに、熱伝導材１３−４が加熱用電極層１１−１２からの発熱を効率的に形状記憶板１０−１２へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３７】
次に、図１３を参照して、本発明の電気音響変換器の実施形態を説明する。図１３は、本発明の電気音響変換器の構成の概略図である。図１３に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１３と振動膜１６−９との間に、圧電セラミック１４−３及び圧電セラミック１４−３に電圧を印加する駆動用電極層１５−３を備えてもよい。圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００３８】
以上説明したように、図１０に示した構成に加えて、さらに、圧電セラミック１４−３及び駆動用電極層１５−３が形状記憶板１０−１３を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００３９】
（電子機器１の実施形態）
まず、図１４を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１４は、本発明の電子機器の構成の概略図である。なお、図１から図１３で説明した要素については説明を省略する。図１４に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−１４、及び２層の加熱用電極層１１−１４を有する。振動膜１６−１０は、２層の加熱用電極層１１−１４のうち一方の加熱用電極層１１−１４の外側に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１０の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。支持体１７−１は、電子機器に備えられ、電気音響変換器の振動膜１６−１０の両端を固定する。振動膜１６−１０から振動エネルギーを効率良く伝播させるためには、伝達振動量に対してある程度の剛性を持つ材料であることが好ましい。
【００４０】
説明したように、加熱用電極層１１−１４に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１４が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１０を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１４及び加熱用電極層１１−１４に振動膜１６−１０を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。また、振動膜１６−１０は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００４１】
次に、図１５を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１５は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１５に示すように、アクチュエータは、加熱用電極層１１−１５と振動膜１６−１１との間又は加熱用電極層１１−１５の振動膜１６−１１と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１５を変形させる弾性部材１２−４を有してもよい。弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００４２】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、弾性部材１２−４が形状記憶板１０−１５を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４３】
次に、図１６を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１６は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１６に示すように、アクチュエータは、形状記憶板１０−１６と２層の加熱用電極層１１−１６のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−１６との間に熱伝導材１３−５を有してもよい。なお、熱伝導材１３−５の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００４４】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、熱伝導材１３−５が加熱用電極層１１−１６からの発熱を効率的に形状記憶板１０−１６へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４５】
次に、図１７を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１７は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１７に示すように、アクチュエータは、さらに、加熱用電極層１１−１７と振動膜１６−１３との間に、圧電セラミック１４−４及び圧電セラミック１４−４に電圧を印加する駆動用電極層１５−４を備えてもよい。なお、圧電セラミック１４−４の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００４６】
説明したように、図１４の構成に加えて、さらに、圧電セラミック１４−４及び駆動用電極層１５−４が形状記憶板１０−１７を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００４７】
（電子機器２の実施形態）
まず、図１８を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１８は、本発明の電子機器の構成の概略図である。なお、図１から図１７で説明した要素については説明を省略する。図１８に示すように、２個のアクチュエータはそれぞれ、形状記憶板１０−１８、及び２層の加熱用電極層１１−１８を有する。振動膜１６−１４は、２層の加熱用電極層１１−１８のうち一方の加熱用電極層１１−１８に密着し、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンである。なお、振動膜１６−１４の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
説明したように、加熱用電極層１１−１８に通電された電気エネルギーから、形状記憶板１０−１８が変形することで発生する音響エネルギーへ効率良くエネルギー変換を行うことができる。また、振動膜１６−１４の両面にアクチュエータを配置したため、より大容量のエネルギーの変換を実現できる。そして、材質、構造を変更可能な振動膜１６−１４を使用することで、基本共振周波数を変更できるため、形状記憶板１０−１８及び加熱用電極層１１−１８に振動膜１６−１４を加えた簡易な構造としつつ、電気音響変換器が発生する音圧レベルを調整することができる。さらに、振動膜１６−１４は有機高分子材料を使用することで、衝撃から電気音響変換器を保護できるため、使用環境への耐性も高めることができる。
【００４９】
次に、図１９を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図１９は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図１９に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−１９と、振動膜１６−１５との間又は加熱用電極層１１−１９の振動膜１６−１５と反対側に、弾力で形状記憶板１０−１９を変形させる弾性部材１２−５を有してもよい。なお、弾性部材の材質は、例えば、金属や樹脂金属複合材料などである。
【００５０】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、弾性部材１２−５が形状記憶板１０−１９を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００５１】
次に、図２０を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図２０は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図２０に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、形状記憶板１０−２０と２層の加熱用電極層１１−２０のうち少なくとも一方の加熱用電極層１１−２０との間に熱伝導材１３−６を有してもよい。なお、熱伝導材の材質は、例えば、銅、銀、又はカーボンファイバーである。なお、熱伝導材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましい。
【００５２】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、熱伝導材１３−６が加熱用電極層１１−２０からの発熱を効率的に形状記憶板１０−２０へと伝えるため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【００５３】
次に、図２１を参照して、本発明の電子機器の実施形態を説明する。図２１は、本発明の電子機器の構成の概略図である。図２１に示すように、２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、加熱用電極層１１−２１と振動膜１６−１７との間に、圧電セラミック１４−５及び圧電セラミック１４−５に電圧を印加する駆動用電極層１５−５を備えてもよい。なお、圧電セラミックの材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【００５４】
説明したように、図１８の構成に加え、さらに、圧電セラミック１４−５及び駆動用電極層１５−５が形状記憶板１０−２１を変形させる補助を行うため、簡易な構造としつつ、電気音響変換器の音圧レベルを調整できる。
【実施例】
【００５５】
本発明の電気音響変換器の特性評価を、評価１から評価３の３つの評価項目で行った。
（評価１）音圧レベル周波数特性の測定
交流電圧１Ｖ入力時の音圧レベルを、電気音響変換器から所定距離だけ離れた位置に設置したマイクロホンによって測定した。なお、この所定距離は、特に明記しない限り１０ｃｍであり、周波数の測定範囲は１０Ｈｚから１０ｋＨｚとした。
（評価２）音圧レベル周波数特性の平坦性測定
交流電圧１Ｖ入力時の音圧レベルを、電気音響変換器から所定距離だけ離れた位置に配置したマイクロホンによって測定した。周波数の測定範囲は１０Ｈｚから１０ｋＨｚとし、２ｋＨｚから１０ｋＨｚの測定範囲において、最大音圧レベルＰｍａｘと最小音圧レベルＰｍｉｎとの音圧レベル差により、音圧レベル周波数特性の平坦性を測定した。その結果、最大音圧レベルＰｍａｘと最小音圧レベルＰｍｉｎとの差である音圧レベル差が、２０ｄＢ以内を○とし、２０ｄＢ以上を×とした。この所定距離は、特に明記しない限り１０ｃｍである。
（評価３）落下衝撃試験
電気音響変換器を搭載した携帯電話を５０ｃｍ直上から、５回自然落下させた。落下衝撃試験後の割れ等の破壊を目視で確認し、さらに、試験後の音圧レベル特性を測定した。その結果、試験前の音圧レベルと試験後の音圧レベルとの差である音圧レベル差が３ｄＢ以内を○とし、３ｄＢを×とした。
【００５６】
以下に、実施例と比較例の評価結果を記載する。なお、評価１の音圧レベル周波数特性を実施例と比較例で比較した結果を図２２にまとめて記載する。
【００５７】
（実施例１）
本発明の図５に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８４ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００５８】
（比較例１）
従来の動電型電気音響変換器について、同様の試験を行った。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：７５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：７６ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：９７ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：×
落下衝撃安定性 ：×
【００５９】
（実施例２）
本発明の図８に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８７ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６０】
（実施例３）
本発明の図７に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８６ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６１】
（実施例４）
本発明の図９に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６２】
（実施例５）
本発明の図６に示した電気音響変換器の特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、実施例１と同等の特性を有しており、音圧レベル周波数特性は平坦であり、大音量の再生が可能であり、高い信頼性を有することが実証された。
【００６３】
（実施例６）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例１で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７７ｄＢであった。
【００６４】
（実施例７）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例２で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：７８ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７８ｄＢであった。
【００６５】
（実施例８）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例３で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８３ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８４ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８５ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ８１ｄＢであった。
【００６６】
（実施例９）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例４で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７９ｄＢであった。
【００６７】
（実施例１０）
図２３に示すような携帯電話機の電気音響変換機の設置場所１００−１に、実施例５で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８１ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：８６ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７５ｄＢであった。
【００６８】
（実施例１１）
図２４に示すようなラップトップ型コンピュータの電気音響変換機の設置場所１００−２に、実施例１で試験を行った電気音響変換器を搭載し、電気音響変換器から１０ｃｍ離れた位置に配置したマイクロホンにより、音圧レベルと周波数特性とを測定した。また、落下衝撃試験も行った。評価結果は以下の通りである。
音圧レベル（１ｋＨｚ） ：７７ｄＢ
音圧レベル（３ｋＨｚ） ：８０ｄＢ
音圧レベル（５ｋＨｚ） ：８２ｄＢ
音圧レベル（１０ｋＨｚ） ：７９ｄＢ
音圧レベル周波数特性の平坦性 ：○
落下衝撃安定性 ：○
落下衝撃試験は、５回落下後において測定され、電気音響変換器の割れは見られず、音圧レベル（１ｋＨｚ）を測定したところ７５ｄＢであった。
【００６９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、
前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層と、を備えるアクチュエータ。
（付記２）
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１に記載のアクチュエータ。
（付記３）
前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１又は２に記載のアクチュエータ。
（付記４）
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
（付記５）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
（付記６）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記５に記載の電気音響変換器。
（付記７）
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記５又は６に記載の電気音響変換器。
（付記８）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記５から７のいずれかに記載の電気音響変換器。
（付記９）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
（付記１０）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と、前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記９に記載の電気音響変換器。
（付記１１）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記９又は１０に記載の電気音響変換器。
（付記１２）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記９から１１のいずれかに記載の電気音響変換器。
（付記１３）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備えた電子機器。
（付記１４）
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１３に記載の電子機器。
（付記１５）
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１３又は１４に記載の電子機器。
（付記１６）
前記アクチュエータは、さらに、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１３から１５のいずれかに記載の電子機器。
（付記１７）
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える電子機器。
（付記１８）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と、前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする付記１７に記載の電子機器。
（付記１９）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする付記１７又は１８に記載の電子機器。
（付記２０）
前記２個のアクチュエータのうち、少なくとも一方は、前記加熱用電極層と前記振動膜との間に、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする付記１７から１９のいずれかに記載の電子機器。
【符号の説明】
【００７０】
１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５，１０−６，１０−７，１０−８，１０−９，１０−１０，１０−１１，１０−１２，１０−１３，１０−１４，１０−１５，１０−１６，１０−１７，１０−１８，１０−１９，１０−２０，１０−２１：形状記憶板
１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−５，１１−６，１１−７，１１−８，１１−９，１１−１０，１１−１１，１１−１２，１１−１３，１１−１４，１１−１５，１１−１６，１１−１７，１１−１８，１１−１９，１１−２０，１１−２１：加熱用電極層
１２−１，１２−２，１２−３，１２−４，１２−５：弾性部材
１３−１，１３−２，１３−３，１３−４，１３−５，１３−６：熱伝導材
１４−１，１４−２，１４−３，１４−４，１４−５：圧電セラミック
１５−１，１５−２，１５−３，１５−４，１５−５：駆動用電極層
１６−１，１６−２，１６−３，１６−４，１６−５，１６−６，１６−７，１６−８，１６−９，１６−１０，１６−１１，１６−１２，１６−１３，１６−１４，１６−１５，１６−１６，１６−１７：振動膜
１７−１，１７−２，１７−３，１７−４，１７−５，１７−６，１７−７，１７−８：支持体
１００−１，１００−２：電気音響変換機の設置場所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、
前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層と、を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする請求項５に記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電気音響変換器。
【請求項８】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
【請求項９】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備える電子機器。
【請求項１０】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える電子機器。
【請求項１】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板と、
前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層と、を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記加熱用電極層の少なくとも一方の加熱用電極層と密着し、圧電セラミック及び前記圧電セラミックに電圧を印加する駆動用電極層を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記加熱用電極層と前記振動膜との間又は前記加熱用電極層の前記振動膜と反対側に、弾力で前記形状記憶板を変形させる弾性部材を有することを特徴とする請求項５に記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記形状記憶板と前記２層の加熱用電極層のうち少なくとも一方の加熱用電極層との間に熱伝導材を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電気音響変換器。
【請求項８】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を備える電気音響変換器。
【請求項９】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有するアクチュエータと、
前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層の外側に密着し、高分子材料からなる振動膜と、を有する電気音響変換器を備える電子機器。
【請求項１０】
加熱することで記憶している形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶板、及び前記形状記憶板の両面を狭持し、前記両面間で電流を通電して加熱することによって前記形状記憶板を記憶している形状に戻し、前記両面間で電流の通電を停止することによって弾力で前記形状記憶板を変形させる２層の加熱用電極層を有する２個のアクチュエータと、
前記２個のアクチュエータの間で、前記２層の加熱用電極層のうち一方の加熱用電極層に密着し、高分子材料からなる振動膜とを有する電気音響変換器を備える電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−２３９１５９（Ｐ２０１１−２３９１５９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０８６９３（Ｐ２０１０−１０８６９３）
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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