(57)【要約】【課題】振幅等の応力に対して所要の耐性を有しつつも配線工程及び半田付け工程が容易な外形寸法の小さな圧電素子を提供することを目的とする。すなわち、断線や半田剥離等の発生を低減して製造工程の歩留まりを向上させるとともに、製品の品質や信頼性を向上させることを目的とする。【解決手段】一定間隔を有して並設される複数の基板２ａ，２ｂと、前記各基板２ａ，２ｂに貼着されたセラミック板３ａ，３ｂと、前記各基板２ａ，２ｂを電気的に接続するための錦糸線又は撚り線からなる配線材９と、を備え、前記各基板２ａ，２ｂにはそれぞれ前記配線材９を挿入するための配線孔６ａ，６ｂが形成され、前記各配線孔６ａ，６ｂに挿入される前記配線材９を介して前記各基板２ａ，２ｂが接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔を有して並設される複数の基板と、
前記各基板に貼着されたセラミック板と、
前記各基板を電気的に接続するための錦糸線又は撚り線からなる配線材と、を備え、
前記各基板にはそれぞれ前記配線材を挿入するための配線孔が形成され、
前記各配線孔に挿入される前記配線材を介して前記各基板が接続されていることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記各配線孔は、その中心軸が同軸となる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記各配線孔は、その中心軸が互いに異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記各セラミック板は、前記各配線孔周囲において当該配線孔から退避する切欠きを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電素子。
【請求項５】
前記各基板は、セラミック板の切欠きの内側部分に絶縁部を備えることを特徴とする請求項４に記載の圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の保護パネル等を振動板として利用するパネル型スピーカが開発されている。このパネル型スピーカは、振動板として利用する保護パネルに振動素子を固定して、この振動素子から保護パネルに振動を伝達することにより保護パネルに振動を励振するように構成されている。このようなパネル型スピーカは小型で高音質のため、例えば携帯用の小型電話機等の小型端末機器に広く利用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
ところで、従来、自動二輪車などのヘルメット装着が義務付けられている状況下で音楽鑑賞を行うためには、通常のイヤホンやヘッドホンを装着したり、バイクの車両にスピーカを設置したりするなどの方法が行われている。しかしながら、通常のイヤホンやヘッドホンを装着する場合には、ヘルメット脱着時に耳に装着したイヤホンが引っかかったりして使い勝手が悪いことがあった。また、バイクの車両にスピーカを設置した場合には、ヘルメット装着時に搭乗者にとって適正な音量にすると音量が外部に漏れてしまうことがあり、停車時には大音量となって周囲に騒音被害をもたらす可能性があった。  
そこで、このような問題を解決するため自動二輪車のカウル等に装着するための加振器が知られている。
【０００３】
このような加振器における振動素子としては、図８に示すように、例えば２枚の基板３１ａ，３１ｂを上下平行に配設し、これら２枚の基板３１ａ，３１ｂ同士を電気的に接続させる構造の圧電素子３０が知られている。
このような構造である場合には、基板３１ａ，３１ｂに突部３２ａ，３２ｂが設けられており、その突部に電線等の配線材３３を巻きつけて半田付けが行われている。    
また、基板に突部がない場合には、配線材は基板側面に点付けによる半田付けが行われている。
【特許文献１】特開２００５−６６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記圧電素子では基板に突部が設けられているためその分大型化してしまい、よって、この圧電素子を搭載する加振器も大型化してしまうという問題を有している。
また、大きな信号が入力されたり連続して運転を行った場合には、配線材が大きな振幅に耐えきれずに断線してしまったり半田剥離を起こすなどの問題を有している。
また、基板に突部を設けずに配線材を基板側面に点付けで半田付けを行った場合にも、点付けであるため振幅等の応力に対して半田付け部分の耐性が弱く、断線や半田剥離が起こりやすいという問題を有している。
【０００５】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、振幅等の応力に対して所要の耐性を有しつつも配線工程及び半田付け工程が容易で外形寸法の小さな圧電素子を提供することを目的とするものである。さらに、断線や半田剥離等の発生を低減して製造工程の歩留まりを向上させるとともに、製品の品質や信頼性を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
一定間隔を有して並設される複数の基板と、
前記各基板に貼着されたセラミック板と、
前記各基板を電気的に接続するための錦糸線又は撚り線からなる配線材と、を備え、
前記各基板にはそれぞれ前記配線材を挿入するための配線孔が形成され、
前記各配線孔に挿入される前記配線材を介して前記各基板が接続されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧電素子において、前記各配線孔は、その中心軸が同軸となる位置に設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の圧電素子において、前記各配線孔は、その中心軸が互いに異なる位置に設けられることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電素子において、前記各セラミック板は、前記各配線孔周囲において当該配線孔から退避する切欠きを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の圧電素子において、前記各基板は、セラミック板の切欠きの内側部分に絶縁部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、配線孔に配線材を挿入することで配線が行われるため基板に突部を設ける必要がなく、圧電素子を小型化することができる。
また、配線孔に配線材を挿入することで配線が行われるため配線材を巻きつける作業が必要なく、配線工程及び半田付け工程を容易にすることができる。
【００１２】
また、配線材の応力に対する耐性が向上することにより絶縁や半田剥離等の発生が低減されるため圧電素子の耐久性が向上し、製品の信頼性を向上させることができるとともに製造工程の歩留まりを良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態を図１及び図２を参照して説明する。但し、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
図１は、本発明に係る圧電素子１を示す斜視図であり、図２は図１に示す圧電素子１の要部拡大図である。
【００１４】
図１に示すように、圧電素子１は、一定間隔を有し上下平行に配設された長方形状の金属板からなる２枚の基板２ａ，２ｂを有している。
各基板２ａ，２ｂには、基板２ａ，２ｂよりやや小さい長方形状のセラミック板３ａ，３ｂがそれぞれ搭載されている。
【００１５】
基板２ａ，２ｂの一端部の間隙には、間隙保持部材４が配設されている。間隙保持部材４の基板２ａを介して対向する面（基板２ａの上面）には、上狭持部材５ａが設けられ、間隙保持部材４の基板２ｂを介して対向する面（基板２ｂの下面）には、下狭持部材５ｂが設けられている。上下の狭持部材５ａ，５ｂと、間隙保持部材４と、基板２ａ，２ｂとは、これらを貫く２本のねじによって固定されており、基板２ａと基板２ｂとは一定間隔を有する片持梁状に支持されている。
【００１６】
図２に示すように、各基板２ａ，２ｂの基端部近傍の一側には、各基板２ａ，２ｂを貫通し、中心軸が同軸である配線孔６ａ，６ｂがそれぞれ形成されている。各セラミック板３ａ，３ｂには、各配線孔６ａ，６ｂの周囲において、配線孔６ａ，６ｂから退避する半円形状の切欠き７ａ，７ｂがそれぞれ形成されており、基板２ａ，２ｂの切欠き７ａ，７ｂの内部は半田領域とされている。配線孔６ａ，６ｂには、直線状に配線材９が挿入されている。配線材９の各基板２ａ，２ｂからの突出部は、各基板２ａ，２ｂの切欠き７ａ，７ｂの内部の半田領域で半田により固定されている。このため半田付け部分とセラミック板３ａ，３ｂとが接触することなく、基板２ａと基板２ｂとが電気的に接続されるようになっている。
なお、各基板２ａ，２ｂの切欠き７ａ，７ｂの内側部分に、半田付け部分とセラミック板３ａ，３ｂとの接触を確実に防止するための絶縁部を設けてもよい。
【００１７】
また、ここで用いられる配線材９は、ケブラー等の耐熱性繊維を芯材とし、これに銅箔を巻き付けたいわゆる単線を、複数本編むことにより形成される錦糸線又は撚り線である。
【００１８】
圧電素子１は図示しない通信ケーブルと接続されており、例えば携帯音楽機器等から発信される音楽信号や音声信号等が通信ケーブルを介して入力されるようになっている。    
【００１９】
次に、前記圧電素子１を加振器１０に適用した例について説明する。
図３は、図１の圧電素子１を装着した加振器１０の斜視図であり、図４は加振器１０の底面図である。また、図５は図３の加振器１０の透過斜視図である。
図３から図５に示すように、加振器１０は、圧電素子１と、圧電素子１を収容するためのドーム状のケース１１と、ケース１１を例えば自動二輪車のカウルや、フルフェイス型ヘルメットのシールド等の曲面形状を有する設置面に接離可能に設けるためのバネ状のクリップ１２と、から構成されている。
【００２０】
ケース１１は、設置面の曲面形状に沿うように凹面とされた底板１３を有している。底板１３上面の略中央には、圧電素子１の下面である下狭持部材５ｂが固着されている。また、底面１３の下面には、底板１３を設置面上に密着させるための貼付面が設けられている。底板１３の上部には、その開口内に圧電素子１を収容するとともに底板１３によって下面開口が閉塞されるキャップ１４が設けられ、圧電素子１はケース１１内に収容されるようになっている。ケース１１は例えば樹脂又は金属等から形成されるが所要の硬度を有しかつ軽量であればよく、その材質は限定されない。
【００２１】
このようなケース１１には、弾性変形可能な金属や樹脂等の棒状部材を左右対称に折り曲げて一体に形成したクリップ１２が取り付けられている。
クリップ１２の左右一対の基部１５，１５の一端は、キャップ１４の表面側からキャップ１４内部に挿入され、キャップ１４内部で固定されている。基部１５，１５の他端は下方に向かってＬ字状に曲折して延設され、狭持部１６，１６の一端と連結している。狭持部１６，１６は底板１３の下方を底板１３に沿って延設されており、この狭持部１６，１６の他端はそれぞれ押さえ部１７の両端に連結されている。このような形状によって、押さえ部１７と底板１３との間に設置面を差し込めるようになっている。そして、狭持部１６，１６と底板１３との間に設置面を挟み込み、押さえ部１７で設置面を押さえることによって、加振器１０は設置面上に固定されるようになっている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２３】
まず、加振器１０を、クリップ１２により設置面を挟み込むことで設置面上に接離可能に設置する。加振器１０の底面１３は、設置面に沿うような凹面とされているため曲面形状を有する設置面に密着する。  
加振器１０に収容された圧電素子１は、入力される音楽信号や音声信号等に応じて電圧を印加する通信ケーブルを介して振動される。圧電素子１の下面である下狭持部材５ｂは、加振器１０の底板１３の上面に固着されているため、圧電素子１の振動は底板１３を介して設置面に伝達されて音楽が再生される。  
【００２４】
このような圧電素子１は、基板２ａ，２ｂに配線材９を挿入する配線孔６ａ，６ｂを形成するようにしているので、基板２ａ，２ｂに電気接続用の突部を別途設ける必要がなく、同時に配線材９を巻きつけて接続する必要もない。
また、配線材９として錦糸線又は撚り線等の屈曲に強い電材を用いているため、大きな信号が入力されたり連続して運転を行ったりして大きな振幅が発生した場合でも、配線材に発生するクラック等の劣化を低減させるとともに半田付け部分にかかる応力に起因する半田剥離を低減することができる。
【００２５】
また、各配線孔６ａ，６ｂの周囲に配線孔６ａ，６ｂからセラミック板３ａ，３ｂを退避させる切欠き７ａ，７ｂを形成するようにしているので、配線孔６ａ，６ｂから突出した配線材９を基板２ａ，２ｂに半田付けする際に、半田付け部分とセラミック板３ａ，３ｂとの接触を防止して導通を避けることができる。
なお、基板２ａ，２ｂの切欠き７ａ，７ｂの内側部分に絶縁部を設けた場合には、半田付け部分とセラミック板３ａ，３ｂとの接触を確実に防止して導通を避けることができる。  
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のように構成された圧電素子によれば、基板に突部を設ける必要がないため圧電素子を小型化することができる。このため、狭い収納場所にも収納可能とすることができ、この圧電素子を収容する加振器の小型化を図ることができる。
また、基板の接続のために配線材を巻きつける必要がないため、圧電素子の製造工程において配線作業や半田付け作業を容易にすることができる。
また、配線材や半田付け部の劣化が低減されることから、歩留まりが向上し、よって製品そのものの信頼性を向上させることができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては基板２ａ，２ｂに形成する各配線孔６ａ，６ｂの中心軸を同軸としたが、この配線孔６ａ，６ｂは、図６に示すように、その中心軸を異なる位置として形成することもできる。
このように上下の基板２ａ，２ｂの各配線孔６ａ，６ｂの中心軸を異なる位置として形成した場合には、基板２ａと基板２ｂとの間で錦糸線等からなる配線材９はクランク状に曲折して配線孔６ａと配線孔６ｂとに挿入されている。  
このようにすることで、配線材９をより屈曲に強い構造とすることができる。  
【００２８】
また、本実施形態においては、２枚の基板２ａ，２ｂを持つ圧電素子について説明したが、図７示すように、３枚目の基板２ｃを配設することもできる。このとき、基板２ｃを上狭持部材５ａと下狭持部材５ｂとの間に配設するために、基板２ｂと基板２ｃとの間に第２の間隙保持部材４を設ける以外は基本的な構造は同一である。
このように本実施形態によれば、基板は２枚以上の複数であれば適用可能であり、その数は限定されない。
【００２９】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る圧電素子の斜視図である。
【図２】図１における圧電素子の要部構造を示す斜視図である。
【図３】図１における圧電素子を用いた加振器の斜視図である。
【図４】図３における加振器の底面図である。
【図５】図３における加振器の透過斜視図である。
【図６】本発明に係る圧電素子の変形例である。
【図７】本発明に係る圧電素子の変形例である。
【図８】従来の圧電素子の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１                圧電素子
２ａ，２ｂ，２ｃ  基板
３ａ，３ｂ        セラミック板
４                間隙保持部材
５ａ              上狭持部材
５ｂ              下狭持部材
６ａ，６ｂ        配線孔
７ａ，７ｂ        切欠き
９                配線材
１０              加振器
１１              ケース
１２              クリップ
１３              底板
１４              キャップ
１５              基部
１６              狭持部
１７              押さえ部
【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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