(57)【要約】電子機器（１００）は、筐体（１１０）と、筐体（１１０）の内側に設けられた発振装置（２００）と、を備え、発振装置（２００）は、圧電素子（２１０）と、圧電素子（２１０）の一面を拘束している第一弾性部材（２２０）と、を有し、筐体（１１０）は、内側に突出し、かつ発振装置（２００）を支持する支持部（１１１）を有している。筐体（１１０）自身を支持体として利用するため、電子機器（１００）の小型軽量化を実現することができる。
2012060046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内側に設けられた発振装置と、
を備え、
前記発振装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の一面を拘束している第一弾性部材と、
を有し、
前記筐体は、内側に突出し、かつ前記発振装置を支持する支持部を有している電子機器。
【請求項２】
前記第一弾性部材の外周部を支持し、かつ前記支持部によって支持される第二弾性部材を有する請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第二弾性部材のヤング率が前記筐体の１／１０以下である請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記発振装置の振動方向における前記第二弾性部材の厚さは、前記振動方向と垂直な平面方向における前記支持部の厚さの１／５以下である請求項２または３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記支持部は、前記筐体の本体部と一体として設けられている請求項１ないし４の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記発振装置に可聴域の音波を出力させる発振駆動部を、さらに有する請求項１ないし５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記発振装置に超音波を出力させる発振駆動部と、
前記圧電素子から発振されて測定対象物で反射した前記超音波を検知する超音波検知部と、
検知された前記超音波から前記測定対象物までの距離を算出する測距部と、
を有する請求項１ないし５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項８】
二個の前記圧電素子が前記第一弾性部材の両側主面を拘束している請求項１ないし５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記発振装置は、２０ｋＨｚ以上の周波数の前記超音波を出力する請求項１ないし８の何れか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振装置を利用した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話においては、薄型でスタイリッシュな携帯の開発が活発化している。このため、携帯電話等の電子機器に搭載される電気音響変換器においても、薄型でかつ高音質であることが求められる。従来、携帯電話等に搭載される電気音響変換器として、動電型の電気音響変換器が利用されてきた。動電型電気音響変換器では、駆動源に磁気回路を利用する。このため、導電型電気音響変換器の厚みの限界は、３ｍｍ程度とされていた。従って、動電型の電気音響変換器に変わる薄型の電気音響変換器として圧電型の電気音響変換器が近年、活発に開発されてきている。【０００３】
現在、上述のような電気音響変換器として各種の提案がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−１０９３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電型の電気音響変換器は、圧電セラミックスの自己伸縮運動を駆動源として利用する。このため、駆動源の厚みを低減することが可能となる。これにより、電気音響変換器の厚みを、１ｍｍ以下とすることができる。
一方、圧電型の電気音響変換器においては、圧電素子を支持する支持体を強度の高い形状とすることが要求される。このため、筐体内部に、厚みの大きい支持体を設ける必要がある。この場合、電気音響変換器自体の厚みは増加してしまう。【０００６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、小型軽量な電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子機器は、
筐体と、
前記筐体の内側に設けられた発振装置と、
を備え、
前記発振装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の一面を拘束している第一弾性部材と、
を有し、
前記筐体は、内側に突出し、かつ前記発振装置を支持する支持部を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子機器では、筐体を発振装置の支持体として利用する。筐体自身を発振装置の支持体として利用するため、電子機器の小型軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の電子機器の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図２】電子機器の発振装置の部分を示す模式的な縦断側面図である。
【図３】発振装置の組立構造を示す分解斜視図である。
【図４】一の変形例の電子機器の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図５】他の変形例の電子機器の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。本願発明の電子機器１００は、図１に示すように、筐体１１０と、発振装置２００と、を備える。発振装置２００は、圧電素子２１０と、圧電素子２１０の一面を拘束している第一弾性部材２２０と、を有する。筐体１１０は、内側に突出し、かつ発振装置２００を支持する支持部１１１を有する。
【００１２】
より具体的には、電子機器１００は、例えば上述の圧電素子２１０と第一弾性部材２２０からなる発振装置２００により可聴域の音波を出力する。また、電子機器１００は、上述の圧電素子２１０と第一弾性部材２２０からなる発振装置２００により２０ｋＨｚ以上の周波数の超音波を出力する。電子機器１００は、例えば携帯電話端末である。
【００１３】
圧電素子２１０は、平板状の形状を有する。また、図３に示すように、圧電素子２１０は、平面形状が円形である。なお、圧電素子２１０の平面形状は、これに限られず、例えば多角形状等であってもよい。
圧電素子２１０は、第一弾性部材２２０の一面に拘束されている。ここで、第一弾性部材２２０の一面とは、第一弾性部材２２０の面のうち、筐体１１０の発振装置２００を支持する面と対向する面をいう。
【００１４】
図２に示すように、筐体１１０の圧電素子２１０と対向する部分には音孔１２０が形成されている。音孔１２０は、例えば複数設けられる。筐体１１０は、内側に突出した支持部１１１を有している。支持部１１１は、例えば筐体１１０の本体部分と一体として設けられる。なお、支持部１１１は、筐体１１０の本体部分と別体として設けられていてもよい。
また、図１に示すように、筐体１１０は、ボックス状に形成されている。筐体１１０において、ボックス状の部分の板厚と支持部１１１の板厚は、同一でも相違していてもよい。
【００１５】
発振装置２００は、第二弾性部材２３０を有している。第二弾性部材２３０は、第一弾性部材２２０の外周部を支持する。また、第二弾性部材２３０は、支持部１１１によって支持されている。
本実施形態において、第一弾性部材２２０は、円盤状の形状を有する。なお、第一弾性部材２２０の形状は、これに限られず、例えば多角形状等であってもよい。
また、本実施形態において、第二弾性部材２３０は、中心を含む領域に開口が設けられた円環状の形状を有する。なお、第二弾性部材２３０の形状は、これに限られず、例えば多角形状等であってもよい。
第一弾性部材２２０は、例えばリン青銅等により構成される。また、第二弾性部材２３０は、例えばＰＥＴフィルム等により構成される。
【００１６】
支持部１１１は、例えば筐体１１０の本体部分から内側へ伸びた筒状の形状を有する。本実施の形態の電子機器１００では、図１に示すように、円筒形の接合部１１１の図中下面に円環状の第二弾性部材２３０の外周部が装着されている。図３に示すように、この第二弾性部材２３０の内周部の上面で円盤状の第一弾性部材２２０の外周部が支持されている。第一弾性部材２２０は、第二弾性部材２３０に設けられた開口を塞ぐように、第二弾性部材２３０上に支持される。この第一弾性部材２２０の上面に円盤状の圧電素子２１０が装着されている。
【００１７】
本実施の形態の電子機器１００では、圧電素子２１０の上下主面の何れかが、第一弾性部材２２０により拘束されている。また、図３に示すように、第一弾性部材２２０は、圧電素子２１０を拘束する台座部２２１と、台座部２２１の外周部により構成され、圧電素子２１０を拘束しない非拘束部２２２と、からなる。非拘束部２２２は、第二弾性部材２３０を介して筐体１１０に接合している。このようにして、電気音響変換器である発振装置２００が形成されている。
【００１８】
第二弾性部材２３０は、筐体１１０に対して低剛性な素材で構成される。第二弾性部材２３０に用いる材質の縦弾性係数（ヤング率）は、筐体１１０の材質に対して、１／１０以下である。
また、図２において、発振装置２００の振動方向における第二弾性部材２３０の厚さをＤ２とし、当該振動方向と垂直な平面方向における接合部１１１の厚さをＤ１とする。このとき、Ｄ２がＤ１の１／５以下であることが好ましい。
【００１９】
上述のように、第二弾性部材２３０の剛性は、支持体となる筐体１１０に対して低い。このため、音波に変換される厚み方向の振動以外の不要な振動を、第二弾性部材２３０によって吸収することが可能となる。ここで、不要な振動とは、例えば厚み方向と垂直な平面方向の振動等を指す。
また、第一弾性部材２２０と第二弾性部材２３０とを一体成型することが可能である。これにより、本実施形態に係る発振装置２００を、容易に製造することができる。
【００２０】
本発明では、上述のように電子機器１００の筐体１１０が、発振装置２００の支持体として利用される。すなわち、電子機器１００は、圧電素子２１０、第一弾性部材２２０、および第二弾性部材２３０が筐体１１０に直接接合する構造を有する。ここでは、発振装置２００は、圧電素子２１０、第一弾性部材２２０、第二弾性部材２３０、筐体１１０から構成されることとなる。
【００２１】
圧電素子２１０は、その上下主面の何れかが第一弾性部材２２０により拘束されている。第一弾性部材２２０は、圧電素子２１０を拘束する台座部２２１と、台座部２２１の外周部により構成され、圧電素子２１０を拘束しない非拘束部２２２と、から構成される。この非拘束部２２２は、第二弾性部材２３０を介して筐体１１０に接合している。このようにして、発振装置２００が構成される。
【００２２】
従来の圧電型の発振装置では、筐体とは別個に、圧電素子を支持する支持体を備えていた。
また、圧電型の発振装置は、共振周波数において高い振動エネルギを有する。このため、圧電素子からの振動が、圧電素子を支持する支持体を介して電子機器の筐体へ伝播した場合に、電子機器の筐体が異常振動することにより異音発生等が生じてしまうという問題点があった。従って、従来の圧電型の発振装置では、圧電素子から発生する不要な振動が筐体へ伝播されることを抑制するため、支持体の厚みを大きくしていた。
このため、電子機器の小型軽量化を図ることは難しかった。また、発振装置のサイズに合わせて電子機器の設計を行う必要があり、電子機器のデザインに制約を与えていた。
【００２３】
これに対し、本実施の形態に係る電子機器１００では、筐体１１０自身を、圧電素子２１０を支持する支持体として利用する。すなわち、圧電素子２１０は、第一弾性部材２２０および第二弾性部材２３０を介して筐体１１０に接合される。このため、圧電素子２１０を支持する支持体を、筐体１１０とは別個に設ける必要がない。従って、電子機器の小型軽量化を図ることができる。また、電子機器のデザイン自由度を向上させることができる。
【００２４】
また、本実施の形態に係る電子機器１００では、筐体１１０と接合する第二弾性部材２３０の縦弾性係数（ヤング率）が、筐体１１０に対して１／１０以下である。さらに、第二弾性部材２３０の厚さＤ２は、接合部１１１の厚さＤ１の１／５以下である。これにより、機械インピーダンスの観点から、振動により発生するエネルギ（応力）は、第二弾性部材２３０に集中する。このため、圧電振動子２１０から発生する不要な振動が筐体へ伝播されることを抑制することができる。
【００２５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では電子機器１００として携帯電話端末を想定した。しかし、電子機器１００として、圧電素子２１０と第一弾性部材２２０と第二弾性部材２３０からなる発振装置２００に超音波を出力させる発振駆動部と、発振装置２００から発振されて測定対象物で反射した超音波を検知する超音波検知部と、検知された超音波から測定対象物までの距離を算出する測距部と、を有するソナーなども実施可能である(図示せず)。
【００２６】
また、上記形態では第一弾性部材２２０の一面に一個の圧電素子２１０が装着されているモノモルフの発振装置２００を例示した。しかし、図４に示すように、二個の圧電素子２１０が第一弾性部材２２０の両側主面を拘束しているバイモルフの発振装置３００なども実施可能である。
【００２７】
さらに、上記形態では、図１に示すように、第二弾性部材２３０の内周部の上面で円盤状の第一弾性部材２２０の外周部が支持されている。また、第一弾性部材２２０の上面に円盤状の圧電素子２１０が装着されている。
しかし、図５に示すように、第二弾性部材２３０の内周部の下面で円盤状の第一弾性部材２２０の外周部が支持されていてもよい。また、第一弾性部材２２０の下面に円盤状の圧電素子２１０が装着されていてもよい(図示せず)。
【００２８】
さらに、上記形態では圧電素子２１０の主面の平面形状が円形であることを例示したが、圧電素子２１０の主面の平面形状が矩形でもよい(図示せず)。
【００２９】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【００３０】
この出願は、２０１０年１１月１日に出願された日本出願特願２０１０−２４５６７３を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。
【図１】
2012060046.tif 000003
【図２】
2012060046.tif 000004
【図３】
2012060046.tif 000005
【図４】
2012060046.tif 000006
【図５】
2012060046.tif 000007
【国際調査報告】
2012060046.tif 000008
2012060046.tif 000009
2012060046.tif 000010
2012060046.tif 000011