(57)【要約】【課題】  耐久性が向上した圧電ブザーを提供する。【解決手段】  金属からなる薄い円板形状の振動板２と、振動板２の両面にそれぞれ固着された薄い円板形状の圧電素子１と、合成樹脂からなり一方の圧電素子１を覆い振動板２との間に密封された空洞を形成する形で振動板２に接着されたフィルム３とからなる振動ブロック１０を備える。振動ブロック１０は、カバー４２とともにハウジング４を構成するボディ４１に対し、振動板２において接着されている。振動ブロック１０をフィルム３においてボディ４１に接着する場合に比べ、振動ブロック１０が破損しにくくなり耐久性が向上する。【選択図】図１
2008155095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な形状であって電歪効果により変形する圧電素子、弾性を有する材料からなり扁平であって圧電素子が厚さ方向に重ねて固着される振動板、並びに、弾性を有する材料からなり振動板に固着されたフィルムを有する振動ブロックと、
振動ブロックが固定されるボディと、ボディに機械的に結合して振動ブロックを覆うカバーとを備え、
フィルムは、環形状であって振動板に固着される固着部と、厚さ方向から見て固着部に囲まれ空洞を振動板との間に形成する膨出部とを有し、
振動ブロックは、振動板においてボディに固定されていることを特徴とする圧電ブザー。
【請求項２】
振動板はボディに接着されており、
ボディにおいて振動板が接着される面には、振動板を接着する接着剤が溜まる接着凹部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電ブザー。
【請求項３】
ボディとカバーとはカシメにより互いに結合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電ブザー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電ブザーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図４（ａ）（ｂ）に示すように電圧をかけたときに電歪効果によって矢印で示すように電圧の向きに応じた向きの歪みが生じる圧電素子１を用いた圧電ブザーが提供され、警報器などに用いられている（例えば、特許文献１参照）。圧電素子１はセラミックからなるものが一般的である。大きな音圧を得るために、圧電素子１は扁平な形状のものを図５に示すように例えば金属のような弾性変形可能な導電材料からなる扁平な振動板２の一面又は両面に重ねて固着して用いられる。図５の例では振動板２の両面にそれぞれ圧電素子１が固着され、振動板２の一方の圧電素子１が面積を拡張する方向に歪むときには他方の圧電素子１は面積を縮める方向に歪むように圧電素子１の向きと通電方向とがそれぞれ選択されており、各圧電素子１と振動板２との間に交流電圧を加えると破線で示すように振動板２が振動して音が発生する。なお、実際には圧電素子１を振動板２の一方の面にのみ固着したものが用いられることが多い。
【０００３】
この種の圧電ブザーとして、例えば図６及び図７に示すものがある。この圧電ブザーは、金属のような弾性変形可能な導電材料からなる薄い円板形状の振動板２と、振動板２の両面にそれぞれ固着された薄い円板形状の圧電素子１と、合成樹脂からなり振動板２の一方の面に固着されて一方の圧電素子１が収納される空洞を振動板２との間に形成するフィルム３とからなる振動ブロック１０を備える。フィルム３は、振動板２が収納される収納凹部３０を有し、収納凹部３０の底面には、振動板２から離れる方向（図６における下方）に膨出して振動板２との間に空洞を形成する膨出部３１が設けられている。さらに、フィルム３は、収納凹部３０の開口縁から外向きに突設された鍔部３３を有し、振動ブロック１０はフィルム３の鍔部３３において円環形状の保持体５に固着される。保持体５は、複数個の音穴６１が厚さ方向に貫設されたボード６の一面（図６における上面）に固定される。フィルム３は、膨出部３１内の空気や振動板２を介して圧電素子１の力を受けて振動するものである。このようなフィルム３を設けると、膨出部３１内の空気を伝わった振動と振動板２との連結部から伝わった振動とがフィルム３において重畳することにより音量が増大する。特に低音域では、振動ブロック１０において振動する面積が広くなることによる効果もあって、音量増大の効果が大きい。
【特許文献１】特開昭５５−５７１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フィルム３は上記のように膨出部３１内の空気から振動が伝わるものであるため、振動板２に比べて振動しやすくするために薄肉に形成された結果として機械的強度が低くなっている。上記従来例では、振動板２がフィルム３において保持体５に保持されているため、鳴動時にフィルム３に応力がかかるから耐久性が低く、フィルム３が耐えうる音量の限界が低くなっていた。また、フィルム３に収納凹部３０が設けられていることにより、収納凹部３０の内面と鍔部３３との境界に応力が集中しやすいため、さらに耐久性が低くなっていた。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、耐久性を向上した圧電ブザーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、扁平な形状であって電歪効果により変形する圧電素子、弾性を有する材料からなり扁平であって圧電素子が厚さ方向に重ねて固着される振動板、並びに、弾性を有する材料からなり振動板に固着されたフィルムを有する振動ブロックと、振動ブロックが固定されるボディと、ボディに機械的に結合して振動ブロックを覆うカバーとを備え、フィルムは、環形状であって振動板に固着される固着部と、厚さ方向から見て固着部に囲まれ空洞を振動板との間に形成する膨出部とを有し、振動ブロックは、振動板においてボディに固定されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、振動ブロックが振動板においてボディに固定されているので、振動ブロックをフィルムにおいてボディに固定する場合に比べて耐久性が向上する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、振動板はボディに接着されており、ボディにおいて振動板が接着される面には、振動板を接着する接着剤が溜まる接着凹部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、接着凹部を設けない場合に比べて振動ブロックをボディに対して強固に固定することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、ボディとカバーとはカシメにより互いに結合していることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ボディとカバーとの結合に接着剤を用いる場合に比べ、ボディとカバーとを短時間で結合させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、扁平な形状であって電歪効果により変形する圧電素子、弾性を有する材料からなり扁平であって圧電素子が厚さ方向に重ねて固着される振動板、並びに、弾性を有する材料からなり振動板に機械的に結合するフィルムから構成される振動ブロックが、振動板においてボディに固定されているので、振動ブロックをフィルムにおいてボディに固定する場合に比べて耐久性が向上する。
【００１３】
請求項２の発明によれば、振動板はボディに接着されており、ボディにおいて振動板が接着される面には、振動板を接着する接着剤が溜まる接着凹部が設けられているので、接着凹部を設けない場合に比べて振動ブロックをボディに対して強固に固定することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ボディとカバーとはカシメにより互いに結合しているので、ボディとカバーとの結合に接着剤を用いる場合に比べ、ボディとカバーとを短時間で結合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態は、図１及び図２に示すように、金属のような弾性変形可能な導電材料からなる薄い円板形状の振動板２と、それぞれ薄く外径が振動板２よりも小さい円板形状の圧電セラミックからなり振動板２の一方ずつの面にそれぞれ厚さ方向に重ねて接着された２枚の圧電素子１と、薄い合成樹脂からなり一方（図２における上側）の圧電素子１を覆い振動板２との間に空洞を形成する形で振動板２に接着されたフィルム３とからなる振動ブロック１０を備える。以下、上下方向は図１を基準として説明する。つまり、各圧電素子１及び振動板２の厚さ方向を上下方向と呼ぶ。
【００１７】
フィルム３は、上方へ膨出して上側の圧電素子１が収納される空洞を振動板２の上面との間に構成する膨出部３１と、上方から見た膨出部３１の全周から外向きに突設され圧電素子１を囲む円環形状であって振動板２に接着される固着部３２とを有する。また、上方から見てフィルム３の外形は振動板２よりも小さくなっており、フィルム３は全体が振動板２に重なる。なお、フィルム３の振動板２への接着時に接着剤の反応熱等によって膨出部３１内の気圧が変化することで膨出部３１の内外に連通する穴が接着剤の層に開いてしまう可能性がある場合であって、膨出部３１内の空間を確実に密封したい場合には、膨出部３１の内外に連通する空気穴（図示せず）を予めフィルム３に貫設しておき、この空気穴を接着後に閉塞するとよい。
【００１８】
また、本実施形態は、振動ブロック１０を収納するハウジング４を備える。ハウジング４は、振動ブロック１０が固定されるボディ４１と、ボディ４１に機械的に結合して振動ブロック１０が収納される空間をボディ４１との間に構成するカバー４２とからなる。
【００１９】
詳しく説明すると、ボディ４１は例えば合成樹脂成型品からなり、直径が振動板２よりも大きい円板形状の本体部４１ａと、本体部４１ａの外周面の互いに反対側に位置する２箇所からそれぞれ外向きに突設されねじ挿通穴４１ｃが上下に貫設されてハウジング４のねじ止め固定に用いられるねじ止め部４１ｂとを有する。また、本体部４１ａの上面には、外径が振動板２よりも小さく内径が圧電素子１よりも大きい円筒形状の保持筒４１ｄが上方に突設されており、振動板２は、保持筒４１ｄの上端面の全周に接着されている。これにより、下側の圧電素子１は振動板２とボディ４１との間で密封されている。本実施形態では、各圧電素子１がそれぞれ密封されていることにより、ハウジング４内に浸入した水などによる圧電素子１の劣化が防止されている。ここで、振動ブロック１０の上下には互いに逆位相の音が生じ、振動ブロック１０の下側に生じた音が振動ブロック１０の上側に回りこむと上下の音が互いに打ち消しあって音量が低下してしまう。しかし、本実施形態では、振動ブロック１０の下側に生じた音が振動ブロック１０の上側に回り込むことは、ボディ４１の本体部４１ａと保持筒４１ｄとにより抑えられているから、上記のような音量の低下も抑制されている。さらに、保持筒４１ｄの上面には環形状の接着溝４１ｅが設けられており、振動板２を接着する接着剤（図示せず）が接着溝４１ｅに溜まることにより振動板２の接着が容易となっている。なお、圧電素子１に接続される各電線（図示せず）は、それぞれ、振動板２をフィルム３や保持筒４１ｄに接着する接着剤の層（図示せず）を通して引き出されている。
【００２０】
カバー４２は例えば合成樹脂のような塑性変形可能な材料からなり、全体として下面が開口した略有底円筒形状に形成され、振動ブロック１０を覆う形でボディ４１に被着されている。ボディ４１の本体部４１ａの上面であって保持筒４１ｄの外側には、それぞれ円弧形状であってカバー４２の内面に当接してカバー４２を位置決めする複数個の位置決め突起４１ｆが上方に突設されている。さらに、カバー４２の下端面には４個の結合突起４２ｇが周方向に約９０度ずつ位置をずらして下方に突設され、ボディ４１の本体部４１ａにはそれぞれ結合突起４２ｇが挿通される結合穴４１ｇが上下に貫設されていて、結合突起４２ｇが結合穴４１ｇに挿通されて圧力や熱によってカシメられること（カシメ結合）により、ボディ４１とカバー４２とは互いに結合している。本実施形態は上記のようにボディ４１とカバー４２とをカシメによって互いに結合させているので、ボディ４１とカバー４２との結合に接着剤を用いる場合に比べ、ボディ４１とカバー４２とを短時間で結合させることができる。さらに、ボディ４１の本体部４１ａの下面において結合穴４１ｇ付近には、図３に示すように、カシメられた結合突起４２ｇが収納されるカシメ凹部４１ｈが設けられている。また、カバー４２の上面には円柱形状に窪んだ凹部４２ａが設けられ、この凹部４２ａの内周面とカバー４２の外周面とにはそれぞれハウジング４の内外を連通させる複数個ずつの音穴４２ｂが、それぞれ周方向に並べて貫設されている。
【００２１】
上記構成によれば、振動ブロック１０が振動板２においてボディ４１に固定されているので、従来例のように振動ブロック１０をフィルム３においてボディ４１に固定する場合に比べて破損が発生しにくく（すなわち耐久性が向上していて）、より大きな音量に耐えることができる。
【００２２】
なお、振動ブロック１０を固定する方法としては、上記のように接着を用いる代わりに、例えばカバー４２において振動板２をボディ４１との間に挟む突起（図示せず）を設けるなど、振動ブロック１０の振動板２がボディ４１とカバー４２との間に挟持される構造としてもよい。
【００２３】
また、圧電素子１は必ずしも振動板２の両側に設ける必要はなく、振動板２の一方の面にのみ圧電素子１を固着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同上を示す断面図である。
【図３】同上を示す下面図である。
【図４】圧電素子の動作を示す説明図であり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ異なる方向の電圧をかけた場合の動作を示す。
【図５】圧電素子を用いたブザーの原理を示す説明図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
【図７】従来例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  圧電素子
２  振動板
３  フィルム
４  ハウジング
１０  振動ブロック
４１  ボディ
４１ｅ  接着溝（請求項における接着凹部）
４２  カバー
【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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