JPH0946793A

JPH0946793A - 圧電要素及び圧電音響装置

Info

Publication number: JPH0946793A
Application number: JP7215315A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kanai; 康弘金井; Fumihisa Ito; 文久伊藤; Hiroshi Ito; 浩伊藤
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1997-02-14
Also published as: US5907625A; CA2179090A1; EP0757505A3; EP0757505A2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電要素を取り付けたケースの電子機器への
取り付けを容易とし、その手数を省き、しかも回路への
接続の手数も省く。これにより、電子機器の組み立て或
は圧電要素の交換等を容易にする。【解決手段】圧電要素２は、金属板状の振動板２１の
主面に、板状の圧電体２２の両主面に設けた電極の一方
を固着してなる。振動板２１と絶縁された状態で、振動
板２１から突出された突部３上に引出し電極１５が導出
され、この引出し電極１５は、圧電体２２の振動板２１
と固着されてない他方の電極２３と電気的に接続されて
いる。この圧電要素２は、その引出し電極１５が設けら
れた突部３の主面側が外側を向くようにケース１に取り
付けられる。さらにこのケース１が電子機器のハウジン
グの内部に取り付けられ、突部３と引出電極１５とが弾
性を有する接続用ブロック１２に設けられた導体部分１
６、１６…を介してハウジング内に取り付けられた回路
基板３６の回路パターン３８、３８に各々接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電要素を用い、
電話器やその他の通話器のレシーバーのような音響装置
として用いられる圧電要素とそれを使用した圧電音響装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における圧電音響装置は、内周側の
中間部に段状の圧電要素支持部を有するトレイ状のケー
スに圧電要素を収納し、その振動板の周辺部を前記圧電
要素支持部に載せて接着剤で固定したものである。圧電
要素は、板状の圧電体の両面に設けられた電極の一方を
振動板の表面に貼り付けたもので、圧電素子上の電極と
振動板とに各々リード線が接続され、このリード線が前
記ケースから外部に引き出されている。

【０００３】このような圧電音響装置は、携帯電話やい
わゆるコードレスホン等の電子機器に組み込んだ後、故
障した場合の交換性を考慮し、電子機器のハウジング内
に収納され、ビス等で取り付けられる。さらに、前記リ
ード線がハウジング内の回路基板に半田等で接続され
る。また、このようなリード線により接続される圧電音
響装置の他に、リード線をを有せず、ケース内に設けら
れた導体製のピンを振動板と圧電要素の電極とに各々接
触させて回路との接続を図るものもある。この圧電音響
装置もまた、電子機器のハウジング内に収納され、やは
りビス等で固定される。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記のような圧電音響装置の場合、圧電要素を取り付けた
ケースをハウジング内にビス止めする必要があるため、
ハウジングへのケースの組み込みに手数がかかる。また
交換に際してもビスを緩めて取り外し、さらに新しいも
のを再度ビス止めしなければならないため、手数がかか
り面倒であった。さらに、リード線で回路に接続するも
のでは、圧電要素を取り付けたケースをハウジングに取
り付ける際には、リード線の半田付けが必要である。圧
電要素の交換のときも、リード線の半田を溶融して回路
から切り離し、さらに新しいものを再度半田付けしなお
す必要があるため、何れの場合も相当に手数がかかる。

【０００５】本発明は、前記従来の課題に鑑み、圧電要
素を取り付けたケースの電子機器への取り付けが容易で
あって、手数がかからず、しかも回路への接続にも手数
がかからない圧電音響装置を提供する。これにより、電
子機器の組み立て或は圧電要素の交換等を容易にするこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記の目的
を達成するため、圧電要素２の振動板２１の周辺部に突
部３を設け、この突部３の主面上に振動板２１と絶縁し
た状態で圧電体２２の振動板２１と電気的に接続された
引出し電極１５を導出し、この引出し電極１５と突部３
とを弾性を有する接続用ブロック１２の導体部分１６、
１６、…を介して電子機器のハウジング内に収納された
回路基板３６の回路パターン３８と電気的に接続するよ
うにした。

【０００７】

【発明の実施の形態】圧電要素２は、金属板状の振動板
２１の主面に、板状の圧電体２２の両主面に設けた電極
の一方を固着し、且つ電気的に接続してなり、前記振動
板２１から突出された突部３と、振動板２１と絶縁され
た状態でその突部３上に導出されると共に、圧電体２２
の振動板２１と固着されてない他方の電極２３に電気的
に接続された引出し電極１５とを備える。

【０００８】また圧電音響装置は、前記のような圧電要
素２を使用し、その引出し電極１５が設けられた突部３
の主面側が外側を向くようにケース１に取り付けたもの
である。さらに、このようにして圧電要素２を取り付け
たケース１は、電子機器のハウジングの内部に取り付け
られ、突部３と引出電極１５とが弾性を有する接続用ブ
ロック１２に設けられた導体部分１６、１６…を介して
ハウジング内に取り付けられた回路基板３６の回路パタ
ーン３８、３８に各々接続される。この場合、圧電要素
２を取り付けたケース１が電子機器のハウジングの内部
に挟持されると共に、接続用ブロック１２は、ケース１
の支持部４に支持された突部３と回路基板３６との間に
圧縮応力を与えて挟持される。この接続用ブロック１２
は、少なくともその表面に複数の導体部分１６、１６…
が一定の間隔で互いに絶縁されて配列されている弾性を
有するブロックである。圧電音響装置を電子機器のハウ
ジング内に組み込む際に、この接続用ブロック１２を仮
固定するため、ケース１が接続用ブロック１２を保持す
る保持手段を有する。

【０００９】前記の圧電音響装置では、弾性を有する接
続用ブロック１２を用いて振動板２１の突部３に設けら
れた引出し電極１２と突部３の表面が回路基板３６の回
路パターン３８に接続されるため、リード線の半田付け
等が不要である。そして、圧電要素２を取り付けたケー
ス１は、電子機器のハウジングの内部に挟持されるた
め、ビス等によるケース１の固定も不要となる。すなわ
ち、ハウジング内に圧電要素２を取り付けたケース１を
組み込み、ハウジングを所定の状態で互いに固定するだ
けで、圧電要素２を取り付けたケース１が電子機器のハ
ウジングの内部に挟持されると共に、接続用ブロック１
２がケース１の支持部４に支持された突部３と回路基板
３６との間に圧縮応力を与えて挟持される。また、ハウ
ジングを分解すれば、この組立状態からケース１を容易
に分離することができる。これにより、圧電音響装置の
組み立て及び分解が容易に行える。

【００１０】前記の接続用ブロック１２は、少なくとも
表面に複数の導体部分１６、１６…が一定の間隔で互い
に絶縁されて配列されている弾性を有するブロックであ
ることから、ケース１の支持部４に支持された突部３と
回路基板３６との間に圧縮応力を与えて挟持すれば、振
動板２１と圧電体２２の電極２３とを回路基板３６の回
路パターン３８に容易に接続できる。特に、ケース１が
接続用ブロック１２を保持する保持手段を有すると、圧
電音響装置を電子機器のハウジング内に組み込む際に、
接続用ブロック１２を仮固定できるため、圧電音響装置
の組み込みがさらに容易になる。

【００１１】

【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について詳細且つ具体的に説明する。図１〜図５は、本
発明を圧電レシーバーに適用した実施例を示している。
ここでケース１は、樹脂等により、上面側が開口したト
レイ状に形成されたもので、底面中央に複数の小孔から
なる放音孔１１が開設されている。この放音孔１１は、
得ようとする音圧特性により様々な形状のものを選択す
ることができ、さらに大径の放音孔１１ではダンパー布
等が張られることもある。このケース１の周壁５の一部
に電極保持部４が突設されている。この電極保持部４
は、後述する圧電要素２の振動板２１の周辺部から突設
された突部３の寸法に対応する内側寸法を有する溝状の
もので、ケース１の外周部からその径方向に突出してい
る。ケース１の周壁５の内面の高さ方向の中間部に、前
記リード線引出溝４の部分を除く全周にわたって圧電要
素２の振動板２１の周辺部を支持するための段部６が形
成されている。

【００１２】図２〜図５に示すように、圧電要素２は圧
電性セラミック等からなる板状の圧電体２２の両主面に
電極２４（図２〜図５では見える側の電極層のみを示
す）を設け、この圧電体２２の一方の電極を金属製の振
動板２１の上に固着すると共に、電気的に接続したもの
である。図示の実施例による圧電要素２の振動板２１及
び圧電体２２は円形である。この圧電要素２の振動板２
１の径は、前記ケース１の段部６の内径よりやや大き
く、段部６の上の部分の周壁５の内径よりやや小さい。

【００１３】図１〜図５に示されたように、振動板２１
の周辺部から突部３が突設されており、図示の突部３は
振動板２１の径方向に突出されている。圧電体２２の電
極２３からこの突部３にわたって帯状の絶縁層１４が形
成され、この絶縁層１５の上に導体膜からなる帯状の引
出し電極１５が形成されている。この引出し電極１５
は、圧電体２２の電極２３側で絶縁層１４の端の縁を越
えて延びており、この端部が電極２３に接して電気的に
接続されている。図５に示されたように、絶縁層１４及
び引出し電極１５は、突部３の一方側に偏って形成され
ており、突部３の他方側は金属表面が露出している。図
５において引出し電極１５の幅はＢで表わされており、
突部３の金属表面が露出した部分の幅はＢ’で表わされ
ている。さらに、引出し電極１５の縁と絶縁層１４の縁
との間のマージンはＡで表わされている。

【００１４】さらにこの圧電音響装置では、図４、図５
に示すような接続用ブロック１２が用意される。この接
続用ブロック１２は、例えば特公昭５６−４８９５１号
公報等に示されるものや、「インターコネクタ」等の商
品名で市販されている弾性を有するブロックであり、例
えば弾性体の少なくとも表面に絶縁部分１３と導体部分
１６とが一定のピッチで交互に配列されている。例え
ば、弾性を有する一定の厚さの絶縁体と弾性を有する一
定の厚さの導体とを交互に積層した積層体や、或は弾性
材からなるブロックの表面を一定の間隔で帯状にメタラ
イズして作られる。

【００１５】この接続用ブロック１２の幅は前記ケース
１の電極支持部４の内側寸法よりやや大きめであり、図
５においてその絶縁部分１３の幅はｂで表わされてお
り、その導体部分１６の幅はａで表わされている。ここ
で、前記の引出し電極１５、絶縁層１４及び突起３の金
属表面部分の寸法との関係では、Ａ＞ａ、Ｂ＞ｂ、Ｂ’
＞ｂの関係に設定される。

【００１６】このような圧電要素２をケース１に組み込
むには、まずダンパー布またはピンホールダンパー等の
ダンパー手段を備えた放音孔１１を有するケース１の周
壁５の内周側の前記段部６に沿って予めシリコーン系接
着剤等の接着剤を一様に塗布する。次に、圧電体２２側
を上にして圧電要素２をケース１の内部に収納し、圧電
要素２の振動板２１の周辺部を前記段部６の上の載せ、
接着剤で接着固定する。このとき、突部３は、ケース１
の電極支持部４の中に嵌め込む。ここで放音孔１１は、
得ようとする音響特性により適宜の形状、構造ものを選
択することができる。このようにして圧電要素２をケー
ス１に取り付けた状態を図３に示す。

【００１７】図１に、このようにして圧電要素２が取り
付けられたケース１を組み込む携帯電話やコードレスホ
ン等の電子機器のハウジングが示されている。この図１
に示したハウジングは、一対のハーフ部材３１、３７か
らなり、これを組み立てることによりハウジングが出来
上がる。ハウジングを構成する一方のハーフ部材３１の
内部には周壁状のケース取付部３４が立設され、このケ
ース取付部３４の内径はケース１の外径より僅かに大き
い。このケース取付部３４の一部には、前記ケース１の
電極支持部４の外側幅寸法に対応する凹部４０が設けら
れている。ハーフ部材３１のケース取付部３４に囲まれ
た部分の中央に放音孔３２が形成され、この放音孔３２
には、必要により防水のための防水シートや、防塵のた
めの布等を貼ってもよい。

【００１８】ハウジングを構成する他方のハーフ部材３
７の内側には、その内面から突設した基板支持部４１に
回路基板３６が保持されており、この回路基板３６の図
１において下面には、前記圧電要素２の振動板２１側と
電極２３側のとに各々接続されるべき回路パターン３
８、３８（図２参照）が形成されている。図１において
符号３９は、回路基板３６上に搭載された回路部品を示
しており、この回路基板３６に圧電要素２を駆動するた
めの回路等が構成されている。

【００１９】このハウジング内に前記のような圧電要素
２を取り付けたケース１を組み込むには、まず図１
（ａ）に示すように、一方のハーフ部材３１をケース取
付部３４が上側を向くように配置し、Ｏリング等のリン
グ状の弾性部材３５をケース取付部３４の内側底部に嵌
め込む。次に、このケース取付部３４に圧電要素２を上
側に向けてケース１を嵌め込み、その電極支持部４をケ
ース取付部３４の凹部４０に嵌め込む。

【００２０】次に、ケース１の電極支持部４の内側に前
記の接続用ブロック１２を嵌め込む。この接続用ブロッ
ク１２の幅は電極支持部４の内側寸法よりやや大きいた
め、多少幅方向に圧縮し、嵌め込む。これにより、接続
用ブロック１２が電極支持部４の溝内に仮固定され、接
続用ブロック１２が脱落しない。この状態で一方のハー
フ部材３１に他方のハーフ部材３７を重ね合わせ、図示
してないネジ等で両ハーフ３１、３７を固定し、ハウジ
ングを組み立てる。

【００２１】このようにしてハウジングを組み立てた状
態では、図１（ｂ）に示されたように、前記弾性部材３
５を高さ方向に圧縮した状態でケース１が両ハーフ３
１、３７の間に挟持される。特に、図示の実施例では、
回路基板３６を取り付けた基板支持部４１がケース１を
下方に押し付け、この押付け力とそのハーフ３１からの
反力によって前記弾性部材３５が圧縮されるようになっ
ている。このため、ネジ等の締付け部材を使用しなくて
も、ケース１がハウジング内に固定される。また、回路
基板３６はケース１に当たらず、反力を受けないので撓
まない。さらに、この状態では、前記接続用ブロック１
２も高さ方向に若干圧縮され、固定される。そして、こ
の接続用ブロック１２の導体部分１６（図４、図５参
照）を介して引出し電極１５及び突部３の金属表面部分
とが回路基板３６の回路パターン３８（図２参照）に各
々接続される。これによって、圧電要素２が回路基板３
６に構成された圧電要素２を駆動するための回路に接続
される。ここで、圧電要素２の振動を妨げないよう回路
基板３６に複数の貫通孔を設けるか、またはケース１と
回路基板３６との接触面の少なくとも一方に溝を設け、
通気性を確保するのが望ましい。

【００２２】図６に前記振動板２１の突部３の他の例を
示す。すなわち、図６（ａ）では、突部３に引出し電極
１５を形成すると共に、その脇の金属表面部分に引出し
電極１５と同様の導体膜１５’を形成している。これ
は、突部３の片側では絶縁層１４と引出し電極１５とに
より金属表面部分との間に段差が生じるので、この段差
を解消するために、導体膜１５’を形成したものであ
る。この段差が解消されることにより、接続用ブロック
１２の圧縮歪が特定の個所に偏ることが防止される。ま
た、図６（ｂ）では振動板２１上の圧電体２２の縁にお
ける段差部分において、絶縁層１４の幅を広く形成して
いる。これにより、引出し電極１５の前記段差部分での
印刷のダレによる拡散に対応し、より確実に振動板２１
との絶縁が図れる。

【００２３】図７に前記ケース１の電極支持部４の他の
例を示す。すなわち、図７（ａ）では、電極支持部４を
溝状とせずに突起１７、１７…を先端と両側に設け、こ
の中に接続用ブロック１２を変形させて嵌め込むことで
同ブロック１２を固定している。溝状の電極支持部４に
接続用ブロック１２を嵌め込むのに比べて、接続用ブロ
ック１２の組込みが容易である。また、図７（ｂ）で
は、電極支持部４を溝状とせずに平板状とし、その振動
板２１の突部と重ならない位置に２本の突起１８、１８
を突設し、この突起１８、１８を接続用ブロック１２に
設けた孔に嵌め込むことで同ブロック１２を保持してい
る。やはり、溝状の電極支持部４に接続用ブロック１２
を嵌め込むのに比べて、接続用ブロック１２の組込みが
容易である。

【００２４】図８と図９に接続用ブロック１２の仮止め
手段の他の例を示す。すなわち、図８では接続用ブロッ
ク１２の中央の横方向にスリット１９を設け、このスリ
ット１９に振動板２１の突部３を差し込むことにより、
接続用ブロック１２を仮止めする。この場合に接続用ブ
ロック１２が抜けないように、突部３の先端の両側にい
わゆる「返し」とよばれる顎状の突起１０、１０を設け
ている。また、図９では接続用ブロック１２の中央の下
半分に切欠２０を設け、この切欠２０に振動板２１の突
部３を差し込むことにより、接続用ブロック１２を仮止
めする。この場合に接続用ブロック１２が抜けないよう
に、突部３の中間部の両側に前記と同様のいわゆる「返
し」とよばれる顎状の突起１０、１０を設けている。こ
の突起１０、１０は、突部３の両側でずれて設けられて
いる。何れのものも、溝状の電極支持部４に接続用ブロ
ック１２を嵌め込むのに比べて、接続用ブロック１２の
組込みが容易である。この図８及び図９の例において
も、振動板の突部３の下面側を直接または他の部材を介
して電極指示部４により指示するのが好ましい。

【００２５】図１０は、本発明の他の実施例を示すもの
で、ここでは弾性部材３５として、Ｏリングに代えて、
ブチルゴム、アクリルフォーム等の基材４２の片面また
は両面に粘着面を設けたものを使用している。このよう
な粘着面を有する弾性部材３５を使用することにより、
組立時にケース１をハウジングの一方のハーフ３１に仮
止めすることができる。また組み立てた後も、ケース１
をハウジングにしっかりと安定して保持できる。

【００２６】図１１はこのような弾性部材の例を示して
いる。同図（ａ）のものは、ブチルゴム、アクリルフォ
ーム等の基材４２の両面に直接粘着剤４３を塗布したも
のである。他方、図１１（ｂ）は基材４２の両面に粘着
テープを貼り付けている。すなわちポリエチレンテレフ
タレートフィルムや紙シート等からなるテープ４４の両
主面に粘着剤４３、４３を塗布し、その一方の粘着面を
基材４２の主面に接着したものである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、圧
電要素を取り付けたケースの電子機器への組み込み及び
圧電要素の回路への接続がきわめて容易で、しかも故障
時の圧電要素の交換等も容易な圧電音響装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による圧電音響装置の分解縦断
側面図と組立状態縦断側面図である。

【図２】同実施例による圧電音響装置の電子機器のハウ
ジングを除いた分解斜視図である。

【図３】同実施例による圧電音響装置のケースに圧電要
素を取り付けた状態の平面図である。

【図４】同実施例による圧電音響装置の電子機器のハウ
ジングを除いた要部分解斜視図である。

【図５】同実施例による圧電音響装置のケースに圧電要
素を取り付けた状態の要部平面図である。

【図６】他の実施例による圧電音響装置の振動板の突部
の他の例を示す要部平面図である。

【図７】他の実施例による圧電音響装置のケースの電極
支持部の他の例を示す要部平面図である。

【図８】振動板の突部への接続用ブロックの仮止め手段
の他の例を示す要部分解斜視図である。

【図９】振動板の突部への接続用ブロックの仮止め手段
の他の例を示す要部分解斜視図である。

【図１０】本発明の他の実施例による圧電音響装置の組
立状態縦断側面図である。

【図１１】同実施例による圧電音響装置に使用される弾
性部材の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ケース２圧電要素３振動板の突部１２接続用ブロック１３接続用ブロックの絶縁部分１５引出し電極１６接続用ブロックの導体部分２１振動板２２圧電体２３圧電体の電極３６回路基板３９回路基板の回路パターン

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【手続補正書】

【提出日】平成８年４月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板状の振動板（２１）の主面に、板
状の圧電体（２２）の両主面に設けた電極の一方を固着
し、且つ電気的に接続してなる圧電要素において、前記
振動板（２１）から突出された突部（３）と、振動板
（２１）と絶縁された状態でその突部（３）上に導出さ
れると共に、圧電体（２２）の振動板（２１）と固着さ
れてない他方の電極（２３）に電気的に接続された引出
し電極１５とを備えることを特徴とする圧電要素。
【請求項２】金属板状の振動板（２１）の主面に、板
状の圧電体（２２）の両主面に設けた電極の一方を固着
し、且つ電気的に接続してなる圧電要素（２）と、この
圧電要素（２）が収納され、同圧電要素（２２）と共に
共鳴室を形成するケース（１）とを備える圧電音響装置
において、前記圧電要素（２）は、振動板（２１）から
突出された突部（３）と、振動板（２１）と絶縁された
状態でその突部（３）の主面上に導出されると共に、圧
電体（２２）の振動板（２１）と固着されてない他方の
電極（２３）と電気的に接続された引出し電極（１５）
とを備え、この引出し電極（１５）が設けられた突部
（３）の主面側が外側を向くようにケース（１）に取り
付けたことを特徴とする圧電音響装置。
【請求項３】圧電要素（２）を取り付けたケース
（１）が電子機器のハウジングの内部に取り付けられ、
突部（３）の金属表面部分と引出電極（１５）とが弾性
を有する接続用ブロック（１２）に設けられた導体部分
（１６）、（１６）…を介してハウジング内に取り付け
られた回路基板（３６）の回路パターン（３８）に各々
電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記
載の圧電音響装置。
【請求項４】接続用ブロック（１２）はケース（１）
の支持部（４）に支持された突部（３）と回路基板（３
６）との間に圧縮応力を与えて挟持されていることを特
徴とする請求項３に記載の圧電音響装置。
【請求項５】圧電要素（２）を取り付けたケース
（１）が電子機器のハウジングの内部に挟持されている
ことを特徴とする請求項３または４に記載の圧電音響装
置。
【請求項６】ケース（１）が接続用ブロック（１２）
を保持する保持手段を有することを特徴とする請求項３
〜５の何れかに記載の圧電音響装置。
【請求項７】接続用ブロック（１２）は、少なくとも
表面に複数の導体部分（１６）、（１６）…が一定の間
隔で互いに絶縁されて配列されている弾性を有するブロ
ックであることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記
載の圧電音響装置。
【請求項８】絶縁層（１５）及び引出し電極（１４）
は、圧電体（２２）上の電極（２３）と振動板（２１）
の突部（３）とにわたって形成された膜状体であること
を特徴とする請求項２〜７の何れかに記載の圧電振動装
置。