(57)【要約】  加速度の周波数の帯域幅を従来よりも広くすることができる圧電振動発生デバイスを提供する。振動板９の一方の端部９Ａが、一方の台座７Ａの表面に溶接されている。振動板９の他方の端部９Ｂが、他方の台座７Ｂの外側面に沿って曲がって延びる延長部９Ｃを有している。振動板９の延長部９Ｃが、台座７Ｂの外側面に溶接され、延長部９Ｃに隣接して台座７Ｂの表面と対向する他方の端部９Ｂの一部分９Ｄが台座７Ｂの表面に図示しない接着剤により接合されている。振動板９の他方の端部９Ｂと圧電振動素子１７との間に、溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部１９を一体に備えている。
2017007033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が金属の一対の台座に固定された金属製の細長い振動板と、
前記振動板の厚み方向の一方の面側に位置して前記振動板に沿って配置されて前記振動板に固定された細長い錘と、
前記振動板の厚み方向の他方の面上に固定されて前記振動板に沿って延びる圧電振動素子とからなる圧電振動発生デバイスであって、
前記振動板の前記両端部のうち一方の端部が、前記一対の台座の一方の台座の表面に溶接されており、
前記振動板の前記両端部のうち他方の端部が、前記一対の台座の他方の台座の外側面に沿って曲がって延びる延長部を有しており、
前記振動板の前記延長部が前記他方の台座の前記外側面に溶接されており、
前記振動板は、前記他方の端部と前記圧電振動素子との間に、前記溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部を一体に備えていることを特徴とする圧電振動発生デバイス。
【請求項２】
前記延長部に隣接して前記他方の台座の表面と対向する前記他方の端部の一部分が前記他方の台座の表面に接着剤により接合されている請求項１に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項３】
前記振動板は、前記圧電振動素子の長手方向の中心に対応する位置に配置されて前記錘を前記振動板から離れた位置に保持する錘保持構造部を備えている請求項１または２に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項４】
前記錘と前記振動板との間に接着剤により両者に接合された弾性材料からなる緩衝材が配置されている請求項３に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項５】
前記緩衝材は、ショアＤ硬度が５〜２０のシリコーン樹脂からなる請求項３乃至５のいずれか１項に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項６】
前記錘は、前記錘保持構造部に保持された状態で、前記中心を通り前記圧電振動素子の長手方向と直交する仮想線から前記振動板の前記他方の端部側に延びる第１の部分の長さと前記仮想線から前記振動板の前記一方の端部側に延びる第２の部分の長さ比が、０．９〜１．１の間にあり、
前記緩衝材の長さは、前記振動板の長さの６０〜７０％あり、しかも前記仮想線から前記振動板の前記他方の端部側に延びる第１の部分と前記仮想線から前記振動板の前記一方の端部側に延びる第２の部分との長さ比が０．９〜１．１の間にある請求項５に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項７】
前記一対の台座が固定されるベースと前記振動板との間には、前記一対の台座に隣接し且つ前記振動板と接触する一対のベース側緩衝材が設けられており、
前記一対のベース側緩衝材のうち前記他方の端部側に位置する前記ベース側緩衝材は、前記振動板の長手方向の長さの１．７から３．３％の長さであり、前記一対のベース側緩衝材のうち前記一方の端部側に位置する前記ベース側緩衝材は、前記振動板の長手方向の長さの１．７から５％の長さである請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧電振動発生デバイス。
【請求項８】
前記振動板、前記圧電振動素子、前記緩衝材の材質、硬度及び寸法は、振動板の振動のＱ値が５〜７の範囲の値になるように定められている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の圧電振動発生デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動発生デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２０１４−１４２１２９（特許文献１）には、スマートフォンや携帯電話等の携帯端末やタブレット端末等に用いられて、表示画面を触ったときに表示画面を振動させるための圧電振動発生デバイスの一例が開示されている。この圧電振動発生デバイスは、両端部が台座に固定された金属製の振動板と、振動板の厚み方向の一方の面側に配置されて振動板に対して固定された錘と、振動板の厚み方向の他方の面上に固定された圧電振動素子とからなる圧電振動発生デバイスを改良の対象とする。台座は金属から形成されており、振動板の両端部が台座に溶接されている。そして振動板は、台座に溶接された両端部と圧電振動素子との間に、溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部をそれぞれ一体に備えている。【０００３】
米国特許第８８３００４２号（特許文献２）には、振動板と錘との間に弾性体からなる緩衝材が配置された圧電振動発生デバイスが開示されている。この緩衝材は、錘が振動板に当たるのを防止するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１４−１４２１２９
【特許文献２】米国特許第８８３００４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の圧電振動発生デバイスでは、振動板に設けた変形部（具体的には厚み方向の一方側に凸となり且つ厚み方向の他方側に凹となる変形部）が、溶接により発生した応力を吸収するように変形するため、振動板が反ることがなく、振動周波数のバラツキの発生を防止できる利点が得られる。しかしながら特許文献１に記載の圧電振動発生デバイスでは、共振特性のＱ値が高いために、加速度の周波数の帯域幅が狭いという問題がある。【０００６】
また特許文献２に記載のように振動板と錘との間に弾性体を緩衝材として配置すると、錘が振動板と衝突することは防げるものの、共振特性のＱ値を低くすることはできなかった。【０００７】
本発明の目的は、加速度の周波数の帯域幅を従来よりも広くすることができる圧電振動発生デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電振動発生デバイスは、両端部が金属の一対の台座に固定された金属製の細長い振動板と、振動板の厚み方向の一方の面側に位置して振動板に沿って配置されて前記振動板に固定された細長い錘と、振動板の厚み方向の他方の面上に固定されて振動板に沿って延びる圧電振動素子とからなる。本発明の圧電振動発生デバイスでは、振動板の両端部のうち一方の端部が、一対の台座の一方の台座の表面に溶接されている。また振動板の両端部のうち他方の端部が、一対の台座の他方の台座の外側面に沿って曲がって延びる延長部を有している。そして振動板の延長部が、他方の台座の外側面に溶接されている。さらに振動板は、他方の端部と圧電振動素子との間に、溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部を一体に備えている。このような構成にすると、変形部が溶接により発生した応力を吸収するように変形するため、振動板が反ることがなく、振動周波数のバラツキの発生を防止できる利点が得られる。その上、振動板の両側の固定態様が異なるため、振動支点のバランスが崩れ、共振特性のＱ値が従来よりも低くなって、加速度の帯域幅を従来よりも広くすることができる。【０００９】
なお延長部に隣接して他方の台座の表面と対向する他方の端部の一部分が他方の台座の表面に接着剤により接合されていてもよい。このような構成を採用すると、共振特性のＱ値が少し大きくなるが、耐衝撃性を高めることができる。【００１０】
振動板は、圧電振動素子の中心に対応する位置に配置されて錘を振動板から離れた位置に保持する錘保持構造部を備えているのが好ましい。そして錘と振動板との間に接着剤により両者に接合された弾性材料からなる緩衝材を配置するのが好ましい。このような緩衝材を配置すると、錘と振動板とに接着剤によって接合された緩衝材が、共振特性のＱ値を下げて、振動の立ち上がり特性及び立ち下がり特性を改善するのに寄与する。なお立ち下がり特性はＱ値が高くなるに従って悪くなり、立ち上がり特性はＱ値が高くなるに従って良くなる。このようなトレードオフの関係を考慮しながらＱ値を定めることになる。Ｑ値は、錘の重量及び長さ、緩衝材の長さ、硬度に影響を受ける。特に、緩衝材は、ショアＤ硬度が５〜２０のシリコーン樹脂から形成されているのが好ましい。この硬度が２０より大きくなると、温度変化による共振周波数のずれが大きくなる問題が生じる。そして錘は、錘保持構造部に保持された状態で、圧電振動素子の中心を通り、圧電振動素子の長手方向と直交する仮想線から振動板の他方の端部側に延びる第１の部分の長さと前記仮想線から振動板の一方の端部側に延びる第２の部分の長さの比が、０．９〜１．１の間にあるのが好ましい。またこの場合、緩衝材の長さは、振動板の長さの６０〜７０％あり、しかも前記仮想線から振動板の他方の端部側に延びる第１の部分の長さと前記仮想線から振動板の一方の端部側に延びる第２の部分との長さの比が０．９〜１．１の間にあるのが好ましい。緩衝材の長さが上記範囲より短くなると、Ｑ値が高くなる上、錘の端部が振動板と衝突する可能性が高くなり、また上記範囲より長くなると、Ｑ値は低く抑えることができるものの、錘の振幅量が小さくなり、最大加速度が低下する。そのため得られる振動が小さくなる。【００１１】
また一対の台座が固定されるベースと振動板との間には、一対の台座に隣接し且つ振動板と接触する一対のベース側緩衝材が設けられているのが好ましい。一対のベース側緩衝材のうち他方の端部側に位置するベース側緩衝材は、振動板の長手方向の長さの１．７から３．３％の長さであることが好ましく、一対のベース側緩衝材のうち一方の端部側に位置するベース側緩衝材は、振動板の長手方向の長さの１．７から５％の長さであるのが好ましい。このような一対のベース側緩衝材を設けると、Ｑ値を低くして、しかも最大加速度をある程度高く維持することができる。【００１２】
なお上記構成の圧電振動発生デバイスの場合、振動板、圧電振動素子、緩衝材の材質及び寸法は、振動板の振動のＱ値が５〜７の範囲の値になるように定められているのが好ましい。Ｑ値がこの範囲であれば、立ち上がり特性及び立ち下がり特性を好ましい状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の圧電振動発生デバイスの一例の正面図である。
【図２】図１の圧電振動発生デバイスの斜視図である。
【図３】（Ａ）は本実施の形態の圧電振動発生デバイスの振動の加速度と駆動信号の周波数との関係の一例を示す図であり、（Ｂ）は特許文献１に示された構造を有する圧電振動発生デバイスの振動の加速度と駆動信号の周波数との関係の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の圧電振動発生デバイスの正面図である。
【図５】第２の実施の形態の圧電振動発生デバイスの立ち下がり特性の試験結果を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の圧電振動発生デバイスの立ち上がり特性の試験結果を示す図である。
【図７】（Ａ）は第２の実施の形態の圧電振動発生デバイスにおけるシリコーン樹脂の硬度と、Ｑ値の変化と、温度による共振周波数のずれを示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は硬度の違いによる温度による最大加速度の変化をそれぞれ示す図である。
【図８】緩衝材の長さを変えたときのＱ値と錘が振動板と衝突しない状態での最大加速度の関係を示す図である。
【図９】ベース側緩衝材の長さを変えたときのＱ値と錘が振動板と衝突しない状態での最大加速度の関係を示す図である。
【図１０】ベース側緩衝材の長さを変えたときのＱ値と錘が振動板と衝突しない状態での最大加速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の圧電振動発生デバイスの実施の形態について説明をする。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態の圧電振動発生デバイス１の一例の正面図である。図２は、図１の圧電振動発生デバイス１の斜視図である。本実施の形態の圧電振動発生デバイス１では、細長い矩形状のベース５の両端に一対の台座７Ａ及び７Ｂが設けられている。本実施の形態では、ベース５及び台座７をステンレス鋼により一体的に形成している。なお、ベース５及び台座７は、ステンレス鋼以外の鉄系合金から構成してもよい。またベース５を設けずに、一対の台座７だけを設け、一対の台座７Ａ及び７Ｂを使用対象機器のケース等の被固定部に固定するようにしてもよい。
【００１６】
そして振動板９の一方の端部９Ａが、一方の台座７Ａの表面に溶接されている。また振動板９の他方の端部９Ｂが、他方の台座７Ｂの外側面に沿って曲がって延びる延長部９Ｃを有している。そして振動板９の延長部９Ｃが、台座７Ｂの外側面に溶接され、延長部９Ｃに隣接して台座７Ｂの表面と対向する他方の端部９Ｂの一部分９Ｄが台座７Ｂの表面に図示しない接着剤により接合されている。この接着剤としては、シリコーン系の接着剤を用いている。振動板９の一方の端部９Ａと台座７Ａとの溶接、及び他方の端部９Ｂの延長部９Ｃと台座７Ｂの外側面との溶接は、スポット溶接または抵抗溶接により行われている。
【００１７】
本実施の形態では、振動板９を４２アロイにより形成している。振動板９の厚み方向の一方の面側には、タングステンまたはタングステン合金製の錘１１が配置されている。錘１１は、細長い直方体形状を有している。振動板９の中央部には、振動板９の長手方向及び厚み方向と直交する幅方向に対向する一対の縁部に、厚み方向の一方側（錘１１側）に延びる一対の挟持部１３を一体に備えている。一対の挟持部１３は、二本の脚部１３Ａと本体１３Ｂを備えており、二本の脚部１３Ａの中心が振動板９の中心と一致している。一対の挟持部１３の本体１３Ｂは、錘１１に溶接されている。符号１５で示した部分は、溶接部である。このように溶接により錘１１を一対の挟持部１３に固定すると、錘１１の脱落を確実に防止することができる。なお二本の脚部１３Ａを一本の脚部としてもよいのは勿論である。その場合一本の脚部の中心を、振動板９の中心と一致させればよい。
【００１８】
なお錘１１と一対の挟持部１３との接合は、溶接に限定されるものではなく、接着剤によって両者を接合してもよいのは勿論である。
【００１９】
振動板９の厚み方向の他方の面上には、圧電振動素子１７が固定されている。圧電振動素子１７は、公知のバイモルフ型圧電振動素子またはユニモルフ型圧電振動素子である。圧電振動素子１７の長手方向の寸法は、錘１１を振動板９に対して固定する挟持部分１３の長手方向の寸法よりも長い。
【００２０】
本実施の形態では、振動板９の他方の端部９Ｂと圧電振動素子１７との間に、溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部１９を一体に備えている。この変形部１９は、厚み方向の一方側に凸となり且つ厚み方向の他方側に凹となる形状を有している。そして変形部１９は、厚み方向に切断したときの断面形状が円弧状またはＵ字状を呈している。なお変形部１９は、厚み方向に切断したときの断面形状がＶ字状を呈していてもよい。振動板９の長手方向に測った変形部１９の長さが長くなりすぎると、デバイスの振動周波数が低くなり過ぎる問題が発生する。この問題を解決するために、変形部１９は振動板９の長手方向及び厚み方向と直交する幅方向の両側に開口する形状を有している。このように構成すると、振動板の長手方向に測った変形部の長さが長くなりすぎることがないので、振動周波数を低下させることなく、振動板９と台座７との溶接により発生した応力を変形部１９が変形することにより吸収することができる。
【００２１】
なお本発明の他の実施の形態では、錘１１を振動板９の一方の面に固定することができる。この場合には、振動板９の一方の面と錘１１との間に錘１１の金属及び振動板９よりも軟質の緩衝材を配置してもよい。
【００２２】
また圧電振動素子１７は、エポキシ系の接着剤により振動板９に接合するのが好ましい。このような材料を用いると、圧電振動素子１７と振動板９との間の剥離を防止することができ、しかも圧電振動素子１７にクラックが入ることを防止することができる。
【００２３】
上記実施の形態では、変形部１９が厚み方向の一方側に凸となり且つ厚み方向の他方側に凹となる形状を有しているが、変形部１９の形状は、溶接により発生した応力を吸収するように変形するものであればどのような形状であってもよい。
【００２４】
図３（Ａ）は本実施の形態の圧電振動発生デバイスの振動の加速度と駆動信号の周波数との関係の一例を示しており、図３（Ｂ）は特許文献１に示された構造を有する圧電振動発生デバイスの振動の加速度と駆動信号の周波数との関係の一例を示している。二つの図を比較すると判るように、従来の構造では、Ｑ値が高いために加速度の周波数の帯域幅が狭い。これに対して本実施の形態によれば、Ｑ値が低くなるために加速度の周波数の帯域幅が、従来よりも広くなる。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態の圧電振動発生デバイス１の正面図である。図４には、図１の圧電振動発生デバイス１の構成と同様の部分に、図１に付した符号と同じ符号を付してある。本実施の形態の圧電振動発生デバイス１では、細長い矩形状のベース５の両端に一対の台座７Ａ及び７Ｂが一体に形成されている。ベース５及び台座７は、ステンレス鋼により一体的に形成されている。
【００２６】
そして振動板９の一方の端部９Ａが、一方の台座７Ａの表面に溶接されている。また振動板９の他方の端部９Ｂが、他方の台座７Ｂの外側面に沿って曲がって延びる延長部９Ｃを有している。そして振動板９の延長部９Ｃが、台座７Ｂの外側面に溶接されている。振動板９の一方の端部９Ａと台座７Ａとの溶接、及び他方の端部９Ｂの延長部９Ｃと台座７Ｂの外側面との溶接は、スポット溶接または抵抗溶接により行われている。
【００２７】
本実施の形態では、振動板９を４２アロイにより形成している。振動板９の厚み方向の一方の面側には、タングステンまたはタングステン合金製の錘１１が配置されている。錘１１は、細長い直方体形状を有している。振動板９は、圧電振動素子１７の中心と対向する部分に、振動板９の長手方向及び厚み方向と直交する幅方向に対向する一対の縁部に、厚み方向の一方側（錘１１側）に延びる一対の挟持部１３を一体に備えている。一対の挟持部１３が、錘保持構造部を構成している。一対の挟持部１３は、一本の脚部１３Ａと本体１３Ｂを備えており、一本の脚部１３Ａの中心が圧電振動素子１７の中心と一致している。一対の挟持部１３の本体１３Ｂは、錘１１に接着剤で固定されている。本実施の形態では、錘１１は、一対の挟持部１３に保持された状態で、圧電振動素子１７の中心Ｃを通り圧電振動素子１７の長手方向と直交する仮想線ＶＬから振動板９の他方の端部９Ｂ側に延びる第１の部分１１Ａの長さＬ１と仮想線ＶＬから振動板９の一方の端部側に延びる第２の部分１１Ｂ長さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１は０．９〜１．１の間にある。
【００２８】
振動板９の厚み方向の他方の面上には、圧電振動素子１７が固定されている。圧電振動素子１７は、公知のバイモルフ型圧電振動素子またはユニモルフ型圧電振動素子である。
【００２９】
また本実施の形態でも、振動板９の他方の端部９Ｂと圧電振動素子１７との間に、溶接により発生した応力を吸収するように変形する変形部１９を一体に備えている。この変形部１９は、厚み方向の一方側に凸となり且つ厚み方向の他方側に凹となる形状を有している。そして変形部１９は、厚み方向に切断したときの断面形状が円弧状またはＵ字状を呈している。変形部１９は振動板９の長手方向及び厚み方向と直交する幅方向の両側に開口する形状を有している。
【００３０】
本実施の形態では、錘１１と振動板９との間に接着剤により両者に接合されたショアＤ硬度が５〜２０のシリコーン樹脂（弾性材料）からなる緩衝材２１が配置されている。緩衝材２１の長さは、振動板の長さの６０〜７０％あり、しかも仮想線ＶＬから振動板９の他方の端部側に延びる第１の部分の長さＬ１１と仮想線ＶＬから振動板９の一方の端部側に延びる第２の部分Ｌ１２との長さの比Ｌ１１／Ｌ１２が０．９〜１．１の間にある。緩衝材２１の長さの比が上記範囲より短くなると、Ｑ値が高くなる上、錘１１の端部が振動板９と衝突する可能性が高くなり、また上記範囲より長くなると、Ｑ値は低く抑えることができるものの、錘１１の振幅量が小さくなり、最大加速度が低下する。そのため得られる振動が小さくなる。
【００３１】
また本実施の形態のように緩衝材２１を配置すると、錘１１と振動板９とに接着剤によって接合された緩衝材２１が、共振特性のＱ値を下げて、振動の立ち上がり特性及び立ち下がり特性を改善するのに寄与する。なお立ち下がり特性はＱ値が高くなるに従って悪くなり、立ち上がり特性はＱ値が高くなるに従って良くなる。このようなトレードオフの関係を考慮しながらＱ値を定めることになる。Ｑ値は、錘１１の重量及び長さ、緩衝材２１の長さ、硬度に影響を受ける。本実施の形態では、緩衝材２１を、本実施の形態では、緩衝材２１は、ショアＤ硬度が５〜２０のシリコーン樹脂から形成する。シリコーン樹脂で緩衝材２１を形成する場合、その硬度が２０より大きくなると、温度変化による共振周波数のずれが大きくなる問題が生じる。またショアＤ硬度が５より小さいシリコーン樹脂は、現状では入手が困難である。
【００３２】
また本実施の形態では、一対の台座７Ａ及び７Ｂが固定されるベース５と振動板９との間には、一対の台座７Ａ及び７Ｂに隣接し且つ振動板９と接触する一対のベース側緩衝材２３及び２４が設けられている。一対のベース側緩衝材２３及び２４のうち振動板９の他方の端部９Ｂ側に位置するベース側緩衝材２３は、振動板９の長手方向の長さの１．７〜３．３％の長さであることが好ましく、一対のベース側緩衝材２３，２４のうち振動板９の一方の端部９Ａ側に位置するベース側緩衝材２４は、振動板９の長手方向の長さの１．７から５％の長さであるのが好ましい。またベース側緩衝材２３，２４をシリコーン樹脂で形成する場合にも、ショアＤ硬度が５〜２０のシリコーン樹脂から形成するのが好ましい。このような一対のベース側緩衝材２３，２４を設けると、Ｑ値を低くして、しかも最大加速度をある程度高く維持することができる。
【００３３】
上記構成の圧電振動発生デバイスの場合、振動板９、圧電振動素子１７、緩衝材２１及びベース側緩衝材２３，２４の材質及び寸法は、振動板９の振動のＱ値が５〜７の範囲の値になるように定められているのが好ましい。Ｑ値がこの範囲であれば、立ち上がり特性及び立ち下がり特性を好ましい状態にすることができる。
【００３４】
［実施例］
以下具体的な実施例に基づいて、本発明の効果を確認した試験について説明する。具体的な実施例では、圧電振動発生デバイスの寸法は、重量、材質及び寸法は以下の通りである。
【００３５】
圧電振動素子１７・・・ＰＺＴからなるユニモルフ型圧電振動素子
寸法：３．０×２０ｍｍ
周波数：１７５〜２２５Ｈｚ
振動板９・・・４２アロイ  一端９Ａ〜９Ｂの寸法：３．６×３０．０ｍｍ
錘１１・・・タングステン  寸法：３．６×２９．０ｍｍ
Ｌ１  １５．０ｍｍ；Ｌ２  １４．０ｍｍ（Ｌ１／Ｌ２＝１．１）
重さ：１．８ｇ
緩衝材２１・・・シリコーン樹脂  固定の場合の硬度：ショアＤ５
長さ寸法：１８ｍｍ〜２１ｍｍ  厚み：１ｍｍ
Ｌ１１：９ｍｍ以上  Ｌ１２：９ｍｍ以上
固定の場合のＬ１１／Ｌ１２＝１．３
ベース側緩衝材２３  シリコーン樹脂  固定の場合の硬度：ショアＤ５
長さ寸法：０．５ｍｍ〜１ｍｍ
ベース側緩衝材２４  シリコーン樹脂  固定の場合の硬度：ショアＤ５
長さ寸法：０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
（立ち下がり特性及び立ち上がり特性試験）
図５及び図６は、本実施の形態の圧電振動発生デバイスの立ち下がり特性及び立ち上がり特性の試験結果を示している。この試験は、緩衝材２１、ベース側緩衝材２３及び２４の長さを変更することによりＱ値を変えたときの、立ち下がり時間及び立ち上がり特性時間の測定結果を示している。なお立ち下がり特性はＱ値が高くなるに従って悪くなり、立ち上がり特性はＱ値が高くなるに従って良くなる。すなわち立ち上がり特性と立ち下がり特性とＱ値は、トレードオフの関係にある。この試験結果からは、Ｑ値が５〜７の範囲の値にはいるようにすることが好ましいことが判る。
【００３６】
（シリコーン樹脂の硬度試験）
図７（Ａ）は、シリコーン樹脂の硬度と、Ｑ値の変化と、温度による共振周波数のずれを示しており、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は硬度の違いによる温度による最大加速度の変化を示している。この試験結果からは、硬度が高くなるに従い、共振周波数の温度によるずれが大きくなることが判る。しかし硬度の増加によるＱ値の違いは殆どない。実際の製品では、温度による共振周波数のずれを小さくする必要があるため、この試験結果からは硬度をショアＤ５〜２０にするのが好ましいことが判る。
【００３７】
（緩衝材２１の長さの影響試験）
図８は、緩衝材２１の長さを変えたときのＱ値と錘が振動板と衝突しない状態での最大加速度の関係を示している。なお寸法Ｌ１１とＬ１２の比は、１．１の関係にある。なおＬ１１とＬ１２がそれぞれ８ｍｍ以下になると、錘が振動板に衝突する。また緩衝材２１の長さを２２ｍｍ以上にすると、Ｑ値が低下し、錘の振幅量が抑えられて、最大加速度が低下する。即ち錘と振動板の間の緩衝材の長さを長くすることで、Ｑ値を下げて、立ち下がり特性を向上させることができる。しかしながらＱ値が下がると、立ち上がり特性が悪くなるだけでなく最大加速度が極端に小さくなる。このような点を考慮すると、最大加速度を維持するためには、緩衝材の長さは１８ｍｍ〜２１ｍｍ（振動板の長さの６０〜７０％）にすることが好ましいことが判る。
【００３８】
（ベース側緩衝材２３及び２４の長さの影響試験）
図９及び図１０は、ベース側緩衝材２３及び２４の長さを変えたときのＱ値と錘が振動板と衝突しない状態での最大加速度の関係を示している。なお寸法Ｌ１１の長さを１０ｍｍとし、寸法Ｌ１２の長さを９ｍｍとした。シリコーン樹脂の硬度はショアＤ５とした。そして図９の場合には、ベース側緩衝材２４の長さを１ｍｍとし、図１０の場合にはベース側緩衝材２３の長さを１ｍｍとした。図９からは、ベース側緩衝材２３の長さを長くしていくと、Ｑ値及び最大加速度は下がる。特にベース側緩衝材２３の長さを１．５ｍｍにすると、最大加速度は１．８Ｇｐｐまで低下した。これは１．５ｍｍにするとベース側緩衝材２３が変形部１９と緩衝して、振動板の振幅量を極端に小さくしている。前述の好ましいＱ値５〜７にするためには、ベース側緩衝材２３の長さを、０．５〜１ｍｍの長さにするのが妥当である。この長さは振動板の長さ（一方の端部から他方の端部までの長さ）の１．７〜３．３％に相当する。図１０からは、ベース側緩衝材２４の長さを長くしていくと、Ｑ値及び最大加速度は下がる。前述の好ましいＱ値５〜７にするためには、ベース側緩衝材２４の長さを、０．５〜１．５ｍｍの長さにするのが妥当である。この長さは振動板の長さの１．７〜５％に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、振動板を台座に溶接により固定したので、振動板と台座との接合部で破壊が発生することを防止でき、デバイスの長寿命化が可能になる。その上、共振特性のＱ値が従来よりも低くなって、加速度の周波数の帯域幅を従来よりも広くすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧電振動発生デバイス
３  ケース
５  ベース
７Ａ，７Ｂ  台座
９  振動板
９Ａ  一方の端部
９Ｂ  他方の端部
１１  錘
１３  挟持部
１５  溶接部
１７  圧電振動素子
１９  変形部
２１  緩衝材
２３，２４  ベース側緩衝材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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