JPH11161278A - 圧電ブザー - Google Patents
圧電ブザーInfo
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- JPH11161278A JPH11161278A JP9328374A JP32837497A JPH11161278A JP H11161278 A JPH11161278 A JP H11161278A JP 9328374 A JP9328374 A JP 9328374A JP 32837497 A JP32837497 A JP 32837497A JP H11161278 A JPH11161278 A JP H11161278A
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Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で2KHzの報知音を安定して得られる
圧電ブザーを提供する。 【構成】 圧電ブザー50は、外部接続端子51、52
が植設された底壁53と内周面55aに振動板係止部5
9と凹部57が設けられた側壁55とからなり上方が開
口された円筒形状の下部ケース58と、前記凹部57と
嵌合する凸部61が外面に設けられた側壁62と上壁6
4とからなる円筒形状の上部ケース60と、厚さ2〜5
0μm、直径8〜14mmの金属振動板71の一方の主
面の中央部に、厚さ2〜50μmの圧電セラミック72
の主面に電極を備えた圧電要素が固着された圧電素子7
0と、金属振動板71と圧電要素の電極73とに導電接
続されるとともに他端が外部接続端子51、52に各々
たわみを持って接続された絶縁被覆導線77、78と、
を有し、金属振動板71の周縁部分が下部ケース58の
振動板係止部59に係止されるとともに、振動板係止部
59と上部ケース60の側壁の下縁65との間で挟持さ
れて自由振動を阻害しない構成。
圧電ブザーを提供する。 【構成】 圧電ブザー50は、外部接続端子51、52
が植設された底壁53と内周面55aに振動板係止部5
9と凹部57が設けられた側壁55とからなり上方が開
口された円筒形状の下部ケース58と、前記凹部57と
嵌合する凸部61が外面に設けられた側壁62と上壁6
4とからなる円筒形状の上部ケース60と、厚さ2〜5
0μm、直径8〜14mmの金属振動板71の一方の主
面の中央部に、厚さ2〜50μmの圧電セラミック72
の主面に電極を備えた圧電要素が固着された圧電素子7
0と、金属振動板71と圧電要素の電極73とに導電接
続されるとともに他端が外部接続端子51、52に各々
たわみを持って接続された絶縁被覆導線77、78と、
を有し、金属振動板71の周縁部分が下部ケース58の
振動板係止部59に係止されるとともに、振動板係止部
59と上部ケース60の側壁の下縁65との間で挟持さ
れて自由振動を阻害しない構成。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータその他の電気製品で多用されている報知のための
単一周波数で利用する圧電ブザーに関し、特に従来の一
般的な4kHzの圧電ブザーに代わって聴く人の耳に優
しく、より安定感のある2kHzの音色が得られるとと
もに4kHzの圧電ブザーと同レベルの小型化を実現す
る圧電ブザーの構造に関するものである。
ュータその他の電気製品で多用されている報知のための
単一周波数で利用する圧電ブザーに関し、特に従来の一
般的な4kHzの圧電ブザーに代わって聴く人の耳に優
しく、より安定感のある2kHzの音色が得られるとと
もに4kHzの圧電ブザーと同レベルの小型化を実現す
る圧電ブザーの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータや電気炊飯器等
の電気製品で確認・報知等の音源として用いられる圧電
ブザーは、一般に上下に分かれたケースをその側面同志
の嵌合部で嵌合した円筒形状のプラスチック製ケース内
部に圧電振動体もしくは圧電素子と称される薄い金属振
動板(真鍮あるいは鉄−Ni合金)の一方の主面に、薄
い圧電セラミック(PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等
の強誘電体セラミックスであり、電界を印加すると機械
的応力を生じる電歪効果を有する)の主面に銀等の電極
を設けた圧電要素を接着剤等により固着したものを配設
し、その金属振動板と圧電要素の電極とに導電接続した
外部接続端子をケース外へ引き出した構造である。
の電気製品で確認・報知等の音源として用いられる圧電
ブザーは、一般に上下に分かれたケースをその側面同志
の嵌合部で嵌合した円筒形状のプラスチック製ケース内
部に圧電振動体もしくは圧電素子と称される薄い金属振
動板(真鍮あるいは鉄−Ni合金)の一方の主面に、薄
い圧電セラミック(PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等
の強誘電体セラミックスであり、電界を印加すると機械
的応力を生じる電歪効果を有する)の主面に銀等の電極
を設けた圧電要素を接着剤等により固着したものを配設
し、その金属振動板と圧電要素の電極とに導電接続した
外部接続端子をケース外へ引き出した構造である。
【0003】上記圧電ブザーは用途の多様化とともに小
型化、高音圧化の要請が強くなっている。
型化、高音圧化の要請が強くなっている。
【0004】上記確認・報知等の音源として用いられる
単一周波数で発音する圧電ブザーは、例えば音圧ー周波
数特性において、5.0Vp-pの矩形波入力電圧を入力
周波数4kHzで印加して測定距離10cmで70dB
以上の音圧を得ることができる所謂4kHz品が現在一
般的であり、比較的高音の「ピー」と発音するやや耳障
りな音色である。
単一周波数で発音する圧電ブザーは、例えば音圧ー周波
数特性において、5.0Vp-pの矩形波入力電圧を入力
周波数4kHzで印加して測定距離10cmで70dB
以上の音圧を得ることができる所謂4kHz品が現在一
般的であり、比較的高音の「ピー」と発音するやや耳障
りな音色である。
【0005】図6に上記4kHz品の圧電ブザーの音圧
ー周波数特性の例を示す。図から判るように周波数4k
Hzの近傍に最初の音圧のピークが現れており、その値
は80dBを超えている。逆に3.5kHz以下の周波
数では70dB未満である。
ー周波数特性の例を示す。図から判るように周波数4k
Hzの近傍に最初の音圧のピークが現れており、その値
は80dBを超えている。逆に3.5kHz以下の周波
数では70dB未満である。
【0006】一般に圧電素子の音圧ー周波数特性におけ
る最初の大きな音圧のピーク(基本振動モード)は金属
振動板と圧電セラミックの厚さが薄いほど、また圧電素
子の直径が大きく、その周縁部分が固定されずに自由で
あるほど低い周波数で現れる。
る最初の大きな音圧のピーク(基本振動モード)は金属
振動板と圧電セラミックの厚さが薄いほど、また圧電素
子の直径が大きく、その周縁部分が固定されずに自由で
あるほど低い周波数で現れる。
【0007】したがって、比較的高い周波数で使用する
4kHz品はその直径が比較的容易に小さくできる。即
ち、厚さ数十μm(例えば50μm)で直径10mm程
度の圧電素子の金属振動板の周縁部分をシリコン接着剤
等の比較的軟らかい接着剤にて円筒形状のケースの内壁
面に設けた係止部に接着固定した構造で実現される。
4kHz品はその直径が比較的容易に小さくできる。即
ち、厚さ数十μm(例えば50μm)で直径10mm程
度の圧電素子の金属振動板の周縁部分をシリコン接着剤
等の比較的軟らかい接着剤にて円筒形状のケースの内壁
面に設けた係止部に接着固定した構造で実現される。
【0008】図5の(b)の斜視図に示される圧電ブザ
ー10は上記のような構造の4kHz品の圧電ブザーで
あり、その最も小型のものは、ケースの厚さD1が6m
m、直径Φ1が12mmほどである。なお符号1は放音
孔であり、2は円筒形状の上部ケース、3は円筒形状の
下部ケース、4,5は下部ケース3に植設された外部接
続端子である。上方が全面開口された下部ケース3に対
して、より寸法の大きな上部ケース2が覆い被るように
蓋をする格好で両者の側面に設けられた係止手段(図示
略)によって互いに接着する方向にのみ押力が加わって
堅固に組み立てられている。この際、圧電素子の金属振
動板は下部ケースの側面または上端面に設けられた段部
に載置されて接着剤にて固着されるか、もしくは上記上
部ケースから下部ケースの段部への押圧によって接着固
定されている。
ー10は上記のような構造の4kHz品の圧電ブザーで
あり、その最も小型のものは、ケースの厚さD1が6m
m、直径Φ1が12mmほどである。なお符号1は放音
孔であり、2は円筒形状の上部ケース、3は円筒形状の
下部ケース、4,5は下部ケース3に植設された外部接
続端子である。上方が全面開口された下部ケース3に対
して、より寸法の大きな上部ケース2が覆い被るように
蓋をする格好で両者の側面に設けられた係止手段(図示
略)によって互いに接着する方向にのみ押力が加わって
堅固に組み立てられている。この際、圧電素子の金属振
動板は下部ケースの側面または上端面に設けられた段部
に載置されて接着剤にて固着されるか、もしくは上記上
部ケースから下部ケースの段部への押圧によって接着固
定されている。
【0009】ところで、種々の電気製品に4kHz品の
圧電ブザーが多用される結果、あちらこちらから「ピ
ー」というやや耳障りなかん高い電子音が頻繁に聞こえ
てくることになる。この点から、今後は聴く人の耳に優
しく、より安定感のある低音の2kHz程度で振動させ
る圧電ブザーの利用が増えると考えられる。
圧電ブザーが多用される結果、あちらこちらから「ピ
ー」というやや耳障りなかん高い電子音が頻繁に聞こえ
てくることになる。この点から、今後は聴く人の耳に優
しく、より安定感のある低音の2kHz程度で振動させ
る圧電ブザーの利用が増えると考えられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在有
る図5の(a)の斜視図に示される2kHz品の圧電ブ
ザー20は、そのケースの直径Φ2が25mmほどの大
きさであり、同じ縮尺で描かれた図5の(b)の4kH
z品の圧電ブザー10と比較すれば明らかなように約2
倍の寸法になっている。これは、2kHzという低い周
波数で高い音圧を得るために、(イ)所定の厚さの圧電
素子の圧電要素12および金属振動板11の直径を大き
くしなければならないこと、(ロ)図から判るように外
部接続端子13,14と金属振動板11および圧電要素
12の電極との導電接続手段として外部接続端子13,
14と各々一体のフレームリード15,16が使用され
ており、接続部分(半田付け部分)17,18がフレー
ムリードによって圧接されていて圧電素子の自由な振動
が妨げられていること、(ハ)金属振動板11の周縁部
分がほぼ全周にわたって接着剤でケース19の内周に固
着されていて周縁部分の振動が抑えられていること、の
3点が2kHzで十分な音圧を得るための阻害要因とな
っており、大型化によってこれら阻害要因を補っている
のである。
る図5の(a)の斜視図に示される2kHz品の圧電ブ
ザー20は、そのケースの直径Φ2が25mmほどの大
きさであり、同じ縮尺で描かれた図5の(b)の4kH
z品の圧電ブザー10と比較すれば明らかなように約2
倍の寸法になっている。これは、2kHzという低い周
波数で高い音圧を得るために、(イ)所定の厚さの圧電
素子の圧電要素12および金属振動板11の直径を大き
くしなければならないこと、(ロ)図から判るように外
部接続端子13,14と金属振動板11および圧電要素
12の電極との導電接続手段として外部接続端子13,
14と各々一体のフレームリード15,16が使用され
ており、接続部分(半田付け部分)17,18がフレー
ムリードによって圧接されていて圧電素子の自由な振動
が妨げられていること、(ハ)金属振動板11の周縁部
分がほぼ全周にわたって接着剤でケース19の内周に固
着されていて周縁部分の振動が抑えられていること、の
3点が2kHzで十分な音圧を得るための阻害要因とな
っており、大型化によってこれら阻害要因を補っている
のである。
【0011】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、2kHzの音圧を安定して得ることができると
ともに寸法を従来の4kHz品の圧電ブザーと同レベル
に小型化した圧電ブザーを提供するものである。
であり、2kHzの音圧を安定して得ることができると
ともに寸法を従来の4kHz品の圧電ブザーと同レベル
に小型化した圧電ブザーを提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)複数の外部接続端子が植設された底壁と、該底壁
の外周縁から立設するとともに内周面に振動板係止部と
第1のケース嵌合手段が設けられた側壁と、を有し、上
方が開口された下部ケースと、放音孔が穿設されるとと
もに前記下部ケースの底壁に対向して前記開口を塞ぐ上
壁と、前記上壁の周囲に立設された側壁と、を有し、外
面に前記第1のケース嵌合手段と互いに嵌合する第2の
嵌合手段が設けられた上部ケースと、厚さが2μm〜5
0μm、直径が8mm〜14mmの金属振動板の一方の
主面の中央部に、厚さ2μm〜50μmの圧電セラミッ
クの主面に電極を備えた圧電要素が固着された圧電素子
と、前記金属振動板と前記圧電要素の電極とに各々一端
が導電接続されるとともに他端が前記外部接続端子に各
々撓みを持たせて接続された絶縁被覆導線と、を有し、
前記金属振動板の周縁部分が前記下部ケースの側壁の振
動板係止部に係止されるとともに、該振動板係止部と下
部ケースに嵌合した前記上部ケースの側壁の下縁との間
で挟持されることを特徴とする圧電ブザーを提供するこ
とにより、上記目的を達成する。
の外周縁から立設するとともに内周面に振動板係止部と
第1のケース嵌合手段が設けられた側壁と、を有し、上
方が開口された下部ケースと、放音孔が穿設されるとと
もに前記下部ケースの底壁に対向して前記開口を塞ぐ上
壁と、前記上壁の周囲に立設された側壁と、を有し、外
面に前記第1のケース嵌合手段と互いに嵌合する第2の
嵌合手段が設けられた上部ケースと、厚さが2μm〜5
0μm、直径が8mm〜14mmの金属振動板の一方の
主面の中央部に、厚さ2μm〜50μmの圧電セラミッ
クの主面に電極を備えた圧電要素が固着された圧電素子
と、前記金属振動板と前記圧電要素の電極とに各々一端
が導電接続されるとともに他端が前記外部接続端子に各
々撓みを持たせて接続された絶縁被覆導線と、を有し、
前記金属振動板の周縁部分が前記下部ケースの側壁の振
動板係止部に係止されるとともに、該振動板係止部と下
部ケースに嵌合した前記上部ケースの側壁の下縁との間
で挟持されることを特徴とする圧電ブザーを提供するこ
とにより、上記目的を達成する。
【0013】(2)また、上記(1)に記載の圧電ブザ
ーにおいて、上部ケースの側壁の下縁が尖っていること
を特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上記目
的を達成する。
ーにおいて、上部ケースの側壁の下縁が尖っていること
を特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上記目
的を達成する。
【0014】(3)また、上記(1)または(2)に記
載の圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線が外部接続端子
に比較して剛性の低い絶縁被覆導線であることを特徴と
する圧電ブザーを提供することにより、上記目的を達成
する。
載の圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線が外部接続端子
に比較して剛性の低い絶縁被覆導線であることを特徴と
する圧電ブザーを提供することにより、上記目的を達成
する。
【0015】(4)また、上記(1)〜(3)に記載の
圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線が線径10μm〜5
0μmの細線複数本を撚ったヨリ線であることを特徴と
する圧電ブザーを提供することにより、上記目的を達成
する。
圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線が線径10μm〜5
0μmの細線複数本を撚ったヨリ線であることを特徴と
する圧電ブザーを提供することにより、上記目的を達成
する。
【0016】(5)また、(1)〜(4)に記載の圧電
ブザーにおいて、下部ケースと上部ケースとの嵌合位置
が下部ケースの振動板係止部よりも高い位置に配設した
ことを特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上
記目的を達成する。
ブザーにおいて、下部ケースと上部ケースとの嵌合位置
が下部ケースの振動板係止部よりも高い位置に配設した
ことを特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上
記目的を達成する。
【0017】(6)また、上記(1)〜(5)に記載の
圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線の長さが金属振動板
の直径の2/3よりも長く該直径の3倍以下であること
を特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上記目
的を達成する。
圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線の長さが金属振動板
の直径の2/3よりも長く該直径の3倍以下であること
を特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上記目
的を達成する。
【0018】(7)さらに、上記(1)〜(6)に記載
の圧電ブザーにおいて、下部ケースの側壁の上部に深さ
dが下部ケースの高さ寸法hとの関係においてh/6≦
d≦h/2の範囲にある複数の切欠部が設けられている
ことを特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上
記目的を達成する。
の圧電ブザーにおいて、下部ケースの側壁の上部に深さ
dが下部ケースの高さ寸法hとの関係においてh/6≦
d≦h/2の範囲にある複数の切欠部が設けられている
ことを特徴とする圧電ブザーを提供することにより、上
記目的を達成する。
【0019】本発明においては、上記(1)の外部接続
端子を有する下部ケースに振動板係止部を設け、上部ケ
ースと下部ケースの嵌合構造によって厚さの薄い圧電素
子を挟持するとともに、たわみを持たせて接続された絶
縁被覆導線による導電接続手段を用いることの相乗作用
によって、振動板を効率よく振動させることができ、従
来品に比して約1/2の寸法の2kHzの圧電ブザーが
実現できる。
端子を有する下部ケースに振動板係止部を設け、上部ケ
ースと下部ケースの嵌合構造によって厚さの薄い圧電素
子を挟持するとともに、たわみを持たせて接続された絶
縁被覆導線による導電接続手段を用いることの相乗作用
によって、振動板を効率よく振動させることができ、従
来品に比して約1/2の寸法の2kHzの圧電ブザーが
実現できる。
【0020】また、上記(2)では、金属振動板を挟持
する側の一方である上部ケースの側壁の下縁が尖ってい
るために金属振動板との接触部分が極小の線になって、
より自由な振動が確保されることになる。
する側の一方である上部ケースの側壁の下縁が尖ってい
るために金属振動板との接触部分が極小の線になって、
より自由な振動が確保されることになる。
【0021】また、上記(3)では、絶縁被覆導線は外
部接続端子に比べて剛性を低くすることで自由な振動が
確保されるので、より高い音圧が得られる。
部接続端子に比べて剛性を低くすることで自由な振動が
確保されるので、より高い音圧が得られる。
【0022】また、上記(4)では、絶縁被覆導線が細
線を撚ったヨリ線であることから、単線の絶縁被覆導線
よりも圧電素子の振動に与える影響が少なくできて音圧
の向上が図れるとともに、圧電素子のケース内への組み
込みを薄い圧電素子に損傷を与えることなく容易に行う
ことができる。
線を撚ったヨリ線であることから、単線の絶縁被覆導線
よりも圧電素子の振動に与える影響が少なくできて音圧
の向上が図れるとともに、圧電素子のケース内への組み
込みを薄い圧電素子に損傷を与えることなく容易に行う
ことができる。
【0023】また、上記(5)では、下部ケースと上部
ケースの嵌合位置が挟持部よりも高い位置(基板表面か
ら離れた所)にあるので、嵌合部分のわずかの隙間から
フラックスの蒸気等が侵入しにくく、圧電ブザーの信頼
性がより高くなる。
ケースの嵌合位置が挟持部よりも高い位置(基板表面か
ら離れた所)にあるので、嵌合部分のわずかの隙間から
フラックスの蒸気等が侵入しにくく、圧電ブザーの信頼
性がより高くなる。
【0024】また、上記(6)では、本発明の圧電ブザ
ーの構造から明らかなように、その製作過程において、
先に圧電素子に絶縁被覆導線を半田付け等で接続した後
に、圧電素子をひっくり返して下部ケースの係止部に圧
電セラミックを固着した主面を下にして載置する作業と
なるので、絶縁被覆導線はある程度の長さが必要であ
り、それは最低でも金属振動板の直径の2/3よりも長
くする必要がある。一方、絶縁被覆導線は下部ケースの
底面側の密閉空間に納められることから長過ぎるとその
中間部が圧電素子に接触して振動を阻害するため、振動
板の直径の3倍以下であることが好ましいのである。
ーの構造から明らかなように、その製作過程において、
先に圧電素子に絶縁被覆導線を半田付け等で接続した後
に、圧電素子をひっくり返して下部ケースの係止部に圧
電セラミックを固着した主面を下にして載置する作業と
なるので、絶縁被覆導線はある程度の長さが必要であ
り、それは最低でも金属振動板の直径の2/3よりも長
くする必要がある。一方、絶縁被覆導線は下部ケースの
底面側の密閉空間に納められることから長過ぎるとその
中間部が圧電素子に接触して振動を阻害するため、振動
板の直径の3倍以下であることが好ましいのである。
【0025】また、上記(7)では、大きい方の下部ケ
ースの開口側の端面に設けられた複数の切欠部の深さ寸
法が規定されているが、これにより従来品よりもより弱
い力で上部ケースと下部ケースとの嵌め合わせが可能と
なり、作業時に薄い圧電素子に損傷を与えにくくなる。
ースの開口側の端面に設けられた複数の切欠部の深さ寸
法が規定されているが、これにより従来品よりもより弱
い力で上部ケースと下部ケースとの嵌め合わせが可能と
なり、作業時に薄い圧電素子に損傷を与えにくくなる。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面に基
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【0027】図1は本発明に係わる圧電ブザーの構造を
説明するための分解斜視図である。
説明するための分解斜視図である。
【0028】図2は本発明に係わる圧電ブザーの内部構
造を説明するための断面図である。
造を説明するための断面図である。
【0029】図3は上記本発明に係わる圧電ブザーの下
部ケースと上部ケースの嵌合部の拡大部分断面図であ
る。
部ケースと上部ケースの嵌合部の拡大部分断面図であ
る。
【0030】図4は本発明に係わる4kHzの圧電ブザ
ーの音圧ー周波数特性を示す図である。
ーの音圧ー周波数特性を示す図である。
【0031】図1及び図2において、圧電ブザー50
は、2本の外部接続端子51、52が植設された底壁5
3と、該底壁53の外周縁から立設するとともに内周面
55aに振動板係止部59と第1のケース嵌合手段とし
ての凹部57が周りに設けられた側壁55と、を有し、
上方が全面開口された円筒形状の下部ケース58と、放
音孔63が穿設されるとともに前記下部ケース58の底
壁53に対向して前記開口を塞ぐ上壁64と、前記下部
ケース58の側壁55の第1のケース嵌合手段の凹部5
7と互いに嵌合する第2の嵌合手段としての凸部61が
外面に設けられた側壁62と、からなる円筒形状の上部
ケース60と、厚さが2μm〜50μm、直径が8mm
〜14mmの金属振動板71の一方の主面の中央部に、
厚さ2μm〜50μmの圧電セラミック72の両主面に
電極73を備えた圧電要素が接着剤等で固着された圧電
素子70と、前記金属振動板71と前記圧電要素の電極
73とに各々一端が導電接続されるとともに他端が前記
2本の外部接続端子51、52に各々たわみを持たせて
接続された絶縁被覆導線77、78と、を有し、前記金
属振動板71の周縁部分が前記下部ケース58の側壁5
5の内側の振動板係止部59に係止(載置)されるとと
もに、該振動板係止部59と下部ケース58に嵌合した
前記上部ケース60の側壁の下縁65との間で挟持され
ることを第1の特徴とする。なお、符号81はスタンド
オフである。
は、2本の外部接続端子51、52が植設された底壁5
3と、該底壁53の外周縁から立設するとともに内周面
55aに振動板係止部59と第1のケース嵌合手段とし
ての凹部57が周りに設けられた側壁55と、を有し、
上方が全面開口された円筒形状の下部ケース58と、放
音孔63が穿設されるとともに前記下部ケース58の底
壁53に対向して前記開口を塞ぐ上壁64と、前記下部
ケース58の側壁55の第1のケース嵌合手段の凹部5
7と互いに嵌合する第2の嵌合手段としての凸部61が
外面に設けられた側壁62と、からなる円筒形状の上部
ケース60と、厚さが2μm〜50μm、直径が8mm
〜14mmの金属振動板71の一方の主面の中央部に、
厚さ2μm〜50μmの圧電セラミック72の両主面に
電極73を備えた圧電要素が接着剤等で固着された圧電
素子70と、前記金属振動板71と前記圧電要素の電極
73とに各々一端が導電接続されるとともに他端が前記
2本の外部接続端子51、52に各々たわみを持たせて
接続された絶縁被覆導線77、78と、を有し、前記金
属振動板71の周縁部分が前記下部ケース58の側壁5
5の内側の振動板係止部59に係止(載置)されるとと
もに、該振動板係止部59と下部ケース58に嵌合した
前記上部ケース60の側壁の下縁65との間で挟持され
ることを第1の特徴とする。なお、符号81はスタンド
オフである。
【0032】ここに、上記凹部57と凸部61の嵌合構
造によって得られる挟持手段において、凹部57の上面
57aは凸部61の上面61aを下方向に押圧するので
挟持圧印加手段となっている。
造によって得られる挟持手段において、凹部57の上面
57aは凸部61の上面61aを下方向に押圧するので
挟持圧印加手段となっている。
【0033】また上記構造に加えて、図3に示されるよ
うに、下部ケース58の側壁55の振動板係止部59と
下部ケース58に嵌合した前記上部ケース60の側壁6
2の下縁65との隙間wが金属振動板71の周縁部分の
厚さtとの関係でt−20≦w≦t(μm)の範囲にあ
って、金属振動板71が遊ぶことなく挟持されることが
好ましい。
うに、下部ケース58の側壁55の振動板係止部59と
下部ケース58に嵌合した前記上部ケース60の側壁6
2の下縁65との隙間wが金属振動板71の周縁部分の
厚さtとの関係でt−20≦w≦t(μm)の範囲にあ
って、金属振動板71が遊ぶことなく挟持されることが
好ましい。
【0034】また、上部ケース60の側壁62の下縁が
尖っていることを第3の特徴とする。これは、図3から
判るように上部ケース60の側壁62の下縁65の断面
が下に尖った三角形状であって点接触(金属振動板71
の周縁に沿って線接触)になって接触面積が極小となっ
ている。したがって面接触と比してより金属振動板71
の自由振動が確保されることになる。
尖っていることを第3の特徴とする。これは、図3から
判るように上部ケース60の側壁62の下縁65の断面
が下に尖った三角形状であって点接触(金属振動板71
の周縁に沿って線接触)になって接触面積が極小となっ
ている。したがって面接触と比してより金属振動板71
の自由振動が確保されることになる。
【0035】また、本圧電ブザー50で使用する絶縁被
覆導線は外部接続端子に比べて剛性の低い単線ないし複
線の導線を用いることを第3の特徴とし、これにより圧
電素子70の自由な振動が確保され、音圧の向上が図ら
れている。
覆導線は外部接続端子に比べて剛性の低い単線ないし複
線の導線を用いることを第3の特徴とし、これにより圧
電素子70の自由な振動が確保され、音圧の向上が図ら
れている。
【0036】また、さらに図2に示されるように上記絶
縁被覆導線77、78が線径10〜50μmの細線複数
本(好ましくは4〜12本)を撚ったヨリ線とすること
を第4の特徴とし、これにより単線の絶縁被覆導線より
も圧電素子70の振動に与える影響が少なくできて音圧
の向上が図れるとともに、該圧電素子のケース内への組
み込みを薄い圧電素子に損傷を与えることなく容易に行
うことができる。
縁被覆導線77、78が線径10〜50μmの細線複数
本(好ましくは4〜12本)を撚ったヨリ線とすること
を第4の特徴とし、これにより単線の絶縁被覆導線より
も圧電素子70の振動に与える影響が少なくできて音圧
の向上が図れるとともに、該圧電素子のケース内への組
み込みを薄い圧電素子に損傷を与えることなく容易に行
うことができる。
【0037】また、下部ケース58と上部ケース60の
凹部凸部の嵌合位置(図3の凹部57、凸部61の位
置)が圧電素子70の挟持部である下部ケースの振動板
係止部59よりも高い位置に配設したことを第5の特徴
とする。この点、従来品は図5の(b)に示されるよう
に上部ケース2と下部ケース3の嵌め合わせの大小関係
が逆であり、嵌合部分が底面に近い高さ(切欠部7の近
傍)にある。
凹部凸部の嵌合位置(図3の凹部57、凸部61の位
置)が圧電素子70の挟持部である下部ケースの振動板
係止部59よりも高い位置に配設したことを第5の特徴
とする。この点、従来品は図5の(b)に示されるよう
に上部ケース2と下部ケース3の嵌め合わせの大小関係
が逆であり、嵌合部分が底面に近い高さ(切欠部7の近
傍)にある。
【0038】嵌合位置が挟持部よりも高い位置(基板表
面から離れた所)にある構成によって、該嵌合部分の隙
間から半田接合によるフラックス蒸気等が内部に侵入し
にくくなって圧電ブザー50の信頼性がより高くなると
考えられる。
面から離れた所)にある構成によって、該嵌合部分の隙
間から半田接合によるフラックス蒸気等が内部に侵入し
にくくなって圧電ブザー50の信頼性がより高くなると
考えられる。
【0039】また、絶縁被覆導線77、78の長さが金
属振動板71の直径の2/3よりも長くその3倍以下で
あることを第6の特徴とする。
属振動板71の直径の2/3よりも長くその3倍以下で
あることを第6の特徴とする。
【0040】これは製作過程において、ケースの形状か
ら必然的に、先に圧電素子70に絶縁被覆導線77、7
8を半田付け等で接続した後に、圧電素子70をひっく
り返して下部ケース58の係止部59に圧電セラミック
73を固着した主面を下にして載置する作業となるの
で、絶縁被覆導線77、78はある程度の長さが必要で
あり、それは最低でも金属振動板の直径の2/3よりも
長くする必要がある。一方、前記絶縁被覆導線77、7
8は下部ケース58の底壁側の密閉空間に納められるこ
とからあまり長過ぎるとその中間部が圧電素子70に接
触して自由振動を阻害するため、振動板の直径の3倍以
下であることが好ましいのである。
ら必然的に、先に圧電素子70に絶縁被覆導線77、7
8を半田付け等で接続した後に、圧電素子70をひっく
り返して下部ケース58の係止部59に圧電セラミック
73を固着した主面を下にして載置する作業となるの
で、絶縁被覆導線77、78はある程度の長さが必要で
あり、それは最低でも金属振動板の直径の2/3よりも
長くする必要がある。一方、前記絶縁被覆導線77、7
8は下部ケース58の底壁側の密閉空間に納められるこ
とからあまり長過ぎるとその中間部が圧電素子70に接
触して自由振動を阻害するため、振動板の直径の3倍以
下であることが好ましいのである。
【0041】さらに、下部ケース58の側壁面55の上
部に、その深さdが下部ケース58の高さ寸法hとの関
係においてh/6≦d≦h/2の範囲にある複数の切欠
部80(最適にはケース直径の1/5〜1/10の寸法
幅で6〜12個)が設けられていることを第7の特徴と
する。
部に、その深さdが下部ケース58の高さ寸法hとの関
係においてh/6≦d≦h/2の範囲にある複数の切欠
部80(最適にはケース直径の1/5〜1/10の寸法
幅で6〜12個)が設けられていることを第7の特徴と
する。
【0042】これは上部ケース60と下部ケース58の
嵌合取付の際に、嵌め合わせをより弱い力で可能として
作業性を改善するとともに薄い圧電素子に損傷を与えに
くくするもので、下部ケース58の前記切欠部80によ
って形成された凹凸の凸部に樹脂の適度な弾力が与えら
れて嵌め合わせが容易となるのである。この点、前記嵌
合位置が下部ケース58の高い位置にあることを考慮し
つつケース自体の強度との兼ね合いでその切欠部80の
深さdは、h/6≦d≦h/2の範囲が適正であること
が判ったのである。
嵌合取付の際に、嵌め合わせをより弱い力で可能として
作業性を改善するとともに薄い圧電素子に損傷を与えに
くくするもので、下部ケース58の前記切欠部80によ
って形成された凹凸の凸部に樹脂の適度な弾力が与えら
れて嵌め合わせが容易となるのである。この点、前記嵌
合位置が下部ケース58の高い位置にあることを考慮し
つつケース自体の強度との兼ね合いでその切欠部80の
深さdは、h/6≦d≦h/2の範囲が適正であること
が判ったのである。
【0043】なお、上記圧電ブザー50の組立は、
(イ)下部ケース58への外部接続端子51、52の植
設、(ロ)圧電素子70と外部接続端子51、52とを
絶縁被覆導線77、78にて導電接続、(ハ)圧電素子
70を下部ケース58の振動板係止部59に載置(係
止)、(ニ)上部ケース60を下部ケース58に嵌合さ
せてケースを閉じる、という手順である。
(イ)下部ケース58への外部接続端子51、52の植
設、(ロ)圧電素子70と外部接続端子51、52とを
絶縁被覆導線77、78にて導電接続、(ハ)圧電素子
70を下部ケース58の振動板係止部59に載置(係
止)、(ニ)上部ケース60を下部ケース58に嵌合さ
せてケースを閉じる、という手順である。
【0044】本発明者の試作によれば、図4に示される
圧電ブザー50の音圧ー周波数特性から判るように、ほ
ぼ2kHzの周波数帯域にて最初の大きな音圧レベルの
ピークが得られ、その音圧は70dBを超えている(測
定条件は、周囲温度25℃で入力電圧5.0Vp-p矩形
波を周波数1.5kHz近傍より20kHz超えまで変
化させて、その音圧を10cmの距離で測定した)。
圧電ブザー50の音圧ー周波数特性から判るように、ほ
ぼ2kHzの周波数帯域にて最初の大きな音圧レベルの
ピークが得られ、その音圧は70dBを超えている(測
定条件は、周囲温度25℃で入力電圧5.0Vp-p矩形
波を周波数1.5kHz近傍より20kHz超えまで変
化させて、その音圧を10cmの距離で測定した)。
【0045】そして、その圧電ブザー50の寸法は概ね
ケース全体の高さが7mm、直径が14mmであり、こ
れは4kHz品の最も小型のものとほぼ同レベルであ
る。
ケース全体の高さが7mm、直径が14mmであり、こ
れは4kHz品の最も小型のものとほぼ同レベルであ
る。
【0046】
【発明の効果】本発明に係わる圧電ブザーは上記のよう
に構成されているため、 (1)圧電素子の直径が12mm程度の大きさの2kH
z品の圧電ブザーができ、入力周波数2.0kHz、
5.0Vp-pの矩形波入力電圧で70dB以上の音圧が
得られる。
に構成されているため、 (1)圧電素子の直径が12mm程度の大きさの2kH
z品の圧電ブザーができ、入力周波数2.0kHz、
5.0Vp-pの矩形波入力電圧で70dB以上の音圧が
得られる。
【0047】(2)従来の最小の4kHz圧電ブザーと
同等の大きさで従来の4kHzよりも優しい音色の2k
Hzの圧電ブザーが得られる。
同等の大きさで従来の4kHzよりも優しい音色の2k
Hzの圧電ブザーが得られる。
【0048】(3)圧電素子に損傷を与えることなく組
立が容易である。
立が容易である。
【0049】(4)基板のフラックス蒸気等の影響が少
なく信頼性が高い2kHzの圧電ブザーができる。
なく信頼性が高い2kHzの圧電ブザーができる。
【図1】 本発明に係わる圧電ブザーの構造を説明する
ための分解斜視図である。
ための分解斜視図である。
【図2】 本発明に係わる圧電ブザーの内部構造を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図3】 本発明に係わる圧電ブザーの下部ケースと上
部ケースの嵌合部の拡大部分断面図である。
部ケースの嵌合部の拡大部分断面図である。
【図4】 本発明に係わる4kHzの圧電ブザーの音圧
ー周波数特性を示す図である。
ー周波数特性を示す図である。
【図5】 従来の圧電ブザーの斜視図であり、(a)は
2kHzの圧電ブザーの一方のケースを外した状態の斜
視図であり、(b)は4kHzの圧電ブザーの外観を示
す図である。
2kHzの圧電ブザーの一方のケースを外した状態の斜
視図であり、(b)は4kHzの圧電ブザーの外観を示
す図である。
【図6】 従来の4kHz品の圧電ブザーの音圧ー周波
数特性の例を示す図である。
数特性の例を示す図である。
1 放音孔 2 上部ケース 3 下部ケース 4、5、13、14、51、52 外部接続端子 7、80 切欠部 10、20、50 圧電ブザー 11 金属振動板 12 圧電要素 15、16 フレームリード 17、18 接続部分(半田付け部分) 19 ケース 53 底壁 55、62 側壁 55a 内周面 57 凹部 57a 凹部57の上面 58 下部ケース 59 振動板係止部 60 上部ケース 61 凸部 61a 凸部61の上面 63 放音孔 64 上壁 65 下縁 70 圧電素子 71 金属振動板 72 圧電セラミック 73 電極 77、78 絶縁被覆導線(ヨリ線) 81 スタンドオフ D1 ケースの厚さ Φ1 ケースの直径 w 隙間 t 金属振動板の厚さ h 高さ寸法 d 深さ Φ1、Φ2 ケース直径
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の外部接続端子が植設された底壁
と、該底壁の外周縁から立設するとともに内周面に振動
板係止部と第1のケース嵌合手段が設けられた側壁と、
を有し、上方が開口された下部ケースと、放音孔が穿設
されるとともに前記下部ケースの底壁に対向して前記開
口を塞ぐ上壁と、前記上壁の周囲に立設された側壁と、
を有し、外面に前記第1のケース嵌合手段と互いに嵌合
する第2の嵌合手段が設けられた上部ケースと、厚さが
2μm〜50μm、直径が8mm〜14mmの金属振動
板の一方の主面の中央部に、厚さ2μm〜50μmの圧
電セラミックの主面に電極を備えた圧電要素が固着され
た圧電素子と、前記金属振動板と前記圧電要素の電極と
に各々一端が導電接続されるとともに他端が前記外部接
続端子に各々撓みを持たせて接続された絶縁被覆導線
と、を有し、前記金属振動板の周縁部分が前記下部ケー
スの側壁の振動板係止部に係止されるとともに、該振動
板係止部と下部ケースに嵌合した前記上部ケースの側壁
の下縁との間で挟持されることを特徴とする圧電ブザ
ー。 - 【請求項2】 請求項1に記載の圧電ブザーにおいて、
上部ケースの側壁の下縁が尖っていることを特徴とする
圧電ブザー。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の圧電ブ
ザーにおいて、絶縁被覆導線が外部接続端子に比較して
剛性の低い絶縁被覆導線であることを特徴とする圧電ブ
ザー。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2または請求項3
に記載の圧電ブザーにおいて、絶縁被覆導線が線径10
μm〜50μmの細線複数本を撚ったヨリ線であること
を特徴とする圧電ブザー。 - 【請求項5】 請求項1または請求項2または請求項3
または請求項4に記載の圧電ブザーにおいて、下部ケー
スと上部ケースとの嵌合位置が下部ケースの振動板係止
部よりも高い位置に配設したことを特徴とする圧電ブザ
ー。 - 【請求項6】 請求項1または請求項2または請求項3
または請求項4または請求項5に記載の圧電ブザーにお
いて、絶縁被覆導線の長さが金属振動板の直径の2/3
よりも長く該直径の3倍以下であることを特徴とする圧
電ブザー。 - 【請求項7】 請求項1または請求項2または請求項3
または請求項4または請求項5または請求項6に記載の
圧電ブザーにおいて、下部ケースの側壁の上部に深さd
が下部ケースの高さ寸法hとの関係においてh/6≦d
≦h/2の範囲にある複数の切欠部が設けられているこ
とを特徴とする圧電ブザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328374A JPH11161278A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 圧電ブザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328374A JPH11161278A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 圧電ブザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11161278A true JPH11161278A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18209542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9328374A Pending JPH11161278A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 圧電ブザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11161278A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003083827A1 (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Annunciator |
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| JP2012079010A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nohmi Bosai Ltd | 熱感知器 |
| CN105336316A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-02-17 | 肇庆奥迪威传感科技有限公司 | 一种低频蜂鸣器 |
| CN105983530A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-10-05 | 佳木斯大学 | 基于压电陶瓷蜂鸣片的薄型振动器 |
| CN108648740A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-12 | 肇庆奥迪威传感科技有限公司 | 蜂鸣器、压电蜂鸣片及其制造方法 |
| CN110718203A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-21 | 贵州大通电子科技有限公司 | 压电无源蜂鸣器及其组装方法 |
| CN111326133A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 海湾安全技术有限公司 | 蜂鸣器、蜂鸣装置以及安防设备 |
| CN112578388A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 精工爱普生株式会社 | 超声波装置及超声波装置的制造方法 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP9328374A patent/JPH11161278A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020806 |