(57)【要約】【課題】  従来の圧電型撓み振動エキサイタは、外部から加えられる衝撃力によって振動体２に過大な振幅の撓み振動が発生した場合の対策として、振動体収納室内に複数の突起や衝撃吸収材を配設しているため、振動体収納室の高さを高くする必要があり、ケース体の高さが高くなって圧電型撓み振動エキサイタとしての薄型化が困難であった。【解決手段】  ケース体を柔軟性を有する樹脂で構成し、前記振動体に過大な撓み振動が発生した時のストッパー機構を兼ねさせるようにした。またケース体を硬質で肉薄の硬質ケースで被覆することで、ケースとしての剛性を保ちながら振動体の支持特性と衝撃防止特性を高めたことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のシムに圧電体を貼り付けた振動体と、該振動体を収納するケース体とを有し、前記ケース体には振動体収納室と振動体保持部とが設けられ、該振動体保持部により前記振動体を構成する圧電体の一端を挟持することによって前記振動体を振動体収納室内に片持ち梁型の振動子として収納する撓み振動型エキサイタにおいて、前記ケース体は柔軟性樹脂によって一体成形したことを特徴とする圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項２】
前記ケース体を構成する柔軟性樹脂はショア硬度５０〜７０&#8304;のエステル系エラストマー又はオレフィン系エラストマーであることを特徴とする請求項１記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項３】
前記ケース体の外周を硬質ケースで被覆したことを特徴とする請求項１または２項記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項４】
前記ケース体の外周を被覆した硬質ケースが金属板によって構成されている請求項３記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項５】
前記ケース体の外周を被覆した硬質ケースが硬質樹脂によって構成されている請求項３記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、ＰＤＡ、携帯電話機等の小型端末機器用平面スピーカー装置の振動板あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振する圧電型撓み振動エキサイタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型端末機器等に適した音響変換器としては振動板あるいは小型端末機器の筐体を直接圧電型エキサイタで励振するスピーカ装置がある。
このような携帯電話機などの小型端末機器については、利用者がこれを誤って落とす事がよくあり、このような場合にも破壊されないような十分な強度を持たせておく必要がある。例えばこの圧電型撓み振動エキサイタをスピーカとして携帯電話機に組み込む場合には、この携帯電話機を1．５メートルほどの高さからコンクリートの床面上に自由落下させた場合でも破壊されない程度の強度を持たせておく必要がある。
【０００３】
すなわち、落下の衝撃によって過大な振幅の撓み振動が振動体に発生することになるが、特に圧電型撓み振動エキサイタの場合は圧電体層が脆いセラミックにて構成されていることに加えて振動体が細長い形状となっているため破壊が生じやすいという問題がる。
上記問題に対応するために耐衝撃構成を有する圧電型撓み振動エキサイタが提案されており（例えば特許文献１、特許文献２）以下図面により説明する。
【０００４】
図５は特許文献１の従来例を、簡素化して概念的に示した圧電型撓み振動エキサイタの
断面図である。
図５において２０は圧電型撓み振動エキサイタ、２は振動体、３は金属板等より成るシ
ム、４，５は各々両面に電極を有する２枚の圧電体、６は樹脂製の固定部材である。
前記シム３の振動部分にはその両面に２枚の圧電体４、５が貼り付けられ、また前記シム３の固定部分には前記固定部材６が一体化されており、さらに前記固定部材６の表面部には前記圧電体４、５の上面側電極より導出された引出電極７，８が設けられている。そして前記シム３、圧電体４，５、固定部材６によって短冊形状をなすバイモルフ型の振動体２が構成されている。
【０００５】
２５は前記振動体２を収納するケース体であり、該ケース体２５はポリカーボネート等の比較的硬質の樹脂成形による箱型形状に構成され、振動体収納室２５ａ、振動体保持部２５ｂ、固定部材保持部２５ｃ、電極取出孔２５ｄが設けられている。
そして、前記ケース体２５は振動体保持部２５ｂと固定部材保持部２５ｃとにより、前記振動体２の圧電体４，５の一端と固定部材６を挟持することによって前記振動体２を振動体収納室２５ａ内に片持ち梁型の振動子として収納する。なお、前記ケース体２５による振動体２の保持方法は、固定部材保持部２５ｃによる固定部材６の保持は直接挟持して良いが、振動体保持部２５ｂによる前記振動体２の圧電体４，５の保持については、硬質の樹脂成形体である振動体保持部２５ｂによって圧電体４，５を直接挟持すると前記圧電体４，５にクラックを生じさせる危険性があり、また振動体としての性能に悪い影響が生じるので、例えばシリコン樹脂等よりなるクッション材２６を介して挟持している。
また、前記振動体２における２個の圧電体４，５への駆動電圧の供給は、前記シム３の露出した一端部を２個の圧電体４，５に対する共通の給電端子Ｔ１とし、前記引出し電極７，８の前記ケース体２５に設けられた電極取出孔２５ｄに露出している部分を各々の給電端子Ｔ２，Ｔ３として駆動電圧の供給を行なう。
【０００６】
前記ケース体２５における振動体収納室２５ａの形状は振動体２を保持している振動体保持部２５ｂから先端部（振動体の自由端）に向って少しずつ間隙が広くなる開放空間を形成しており、さらに前記振動体収納室２５ａの内壁面には複数の突起２５ｅが形成されている。
【０００７】
前記圧電型撓み振動エキサイタ２０は上記構成により、外部から加えられる過大な衝撃力によって振動体２に過大な振幅の撓み振動が発生した場合に、振動体２の表裏面と長手方向の複数の箇所で前記突起２５ｅと接触することによって、前記振動体２に加わる応力を分散させて耐衝撃性を改善している。
【０００８】
図６は特許文献２の従来例を、簡素化して概念的に示した圧電型撓み振動エキサイタの
断面図である。
図６における圧電型撓み振動エキサイタは基本的構成を、図５の圧電型撓み振動エキサ
イタ２０と同じにしてあり、同一部材には同一番号を付し重複する説明を省略する。
【０００９】
図６において３０は圧電型撓み振動エキサイタであり、振動体２は図５に示す圧電型撓み振動エキサイタ２０と同一構成の短冊形状をなすバイモルフ型の振動体である。
図６の圧電型撓み振動エキサイタ３０が図５の圧電型撓み振動エキサイタ２０と異なるところは、前記振動体収納納室３５ａの内壁面に前記圧電型撓み振動エキサイタ２０の複数の突起の代わりに衝撃吸収材３１、３２が配設されている事である。  前記衝撃吸収材３１、３２の材料としては圧電体４，５を衝撃から保護するためにポリウレタン系やポリエチレン系の発泡体が使用される。
また、前記衝撃吸収材３１、３２を設ける位置は、前記振動体収納納室３５ａの内壁面に限らず、前記振動体２を構成する２個の圧電体４，５の上面に配置しても同様の衝撃を緩和する効果が得られる。
【００１０】
前記圧電型撓み振動エキサイタ３０は上記構成により、外部から加えられる過大な衝撃力によって振動体２に過大な振幅の撓み振動が発生した場合、振動体２を構成する２個の圧電体４，５が前記振動体収納納室３５ａの内壁面に配置された衝撃吸収材３１、３２に接触することによって、前記振動体２に加わる応力を緩和させて耐衝撃性を改善している。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１６００２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般的にパソコン、ＰＤＡ、携帯電話機等の小型端末機器用平面スピーカー装置の振動板あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振する圧電型撓み振動エキサイタは小型で、特に平面スピーカーのエキサイタとしては厚み寸法の小さいことが望ましいことは言うまでもない。しかしながら、前述する従来の圧電型撓み振動エキサイタはこの薄型化の要望に充分に答えることが出来なかった。
【００１３】
すなわち図５に示す圧電型撓み振動エキサイタ２０は前記振動体収納室２５ａの内壁面に複数の突起２５ｅを形成しているため振動体収納室２５ａの高さを高くする必要があり、また図６に示す圧電型撓み振動エキサイタ３０は前記振動体収納納室３５ａの内壁面や前記振動体２を構成する２個の圧電体４，５の上面に衝撃吸収材３１、３２が配設しているため、同じく振動体収納室３５ａの高さを高くする必要があり、いずれもケース体２５及びケース体３５の高さが高くなって圧電型撓み振動エキサイタとしての薄型化が困難であった。また、振動体収納納室の内壁面に突起や衝撃吸収材等を設けない場合にも、振動体に過大な振幅の撓み振動が発生した時に振動体が内壁面に衝突しないようにケース体の高さを高くする必要があり、圧電型撓み振動エキサイタとしての薄型化が困難であった。
【００１４】
本発明の目的は振動体の耐衝撃性を維持しながら、ケース体における振動体収納室の高さを振動体の振動幅に近い高さまで低くすることにより、薄型化された圧電型撓み振動エキサイタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の構成は、板状のシムに圧電体を貼り付けた振動体と、該振動体を収納するケース体とを有し、前記ケース体には振動体収納室と振動体保持部とが設けられ、該振動体保持部により前記振動体を構成する圧電体の一端を挟持することによって前記振動体を振動体収納室内に片持ち梁型の振動子として収納するする撓み振動型エキサイタにおいて、前記ケース体は柔軟性樹脂によって一体成形したことを特徴とする。
【００１６】
すなわち、上記構成によれば振動体に過大な撓み振動が発生した時のストッパー機構を前記柔軟性樹脂によって構成されたケース体そのものとしているため、ケース体における振動体収納室の高さを高くする必要がなく、また構成も簡素化される。
【００１７】
前記ケース体を構成する柔軟性樹脂はショア硬度５０〜７０&#8304;のエステル系エラストマー又はオレフィン系エラストマーであることが望ましい。
【００１８】
前記ケース体の外周を硬質ケースで被覆することによって、柔軟性樹脂によって構成されたケース体の補強を行なうことが望ましい。
【００１９】
前記ケース体の外周を被覆した硬質ケースが金属板や硬質樹脂によって構成されていることが望ましい。
【００２０】
すなわち、上記構成によればケース体としての剛性を保ちながら振動体の支持特性及び衝撃防止特性の優れた圧電型撓み振動エキサイタが実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
すなわち、本発明の圧電型撓み振動エキサイタは振動体に過大な撓み振動が発生した時のストッパー機構を柔軟性樹脂によって構成されたケース体そのものとしているため、ケース体における振動体収納室の高さを高くする必要がなく、薄型で構成の簡素化された圧電型撓み振動エキサイタを提供できる。
【００２２】
また、前記ケース体の外周を硬質ケースで被覆することによって、柔軟性樹脂によって構成されたケース体の補強を行なうことができるため、薄型形状でも確りした強度を有する圧電型撓み振動エキサイタを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す圧電型撓み振動エキサイタの斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
なお、図５及び図６における従来例の圧電型撓み振動エキサイタと同一部材には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図1、図２、図３において１は圧電型撓み振動エキサイタ、１０はケース体であり、該ケース体１０にはショア硬度５０〜７０&#8304;のエステル系エラストマー又はオレフィン系エラストマーの一体成形により振動体収納室１０ａ、振動体保持部１０ｂ、固定部材保持部１０ｃ、電極取出孔１０ｄが設けられている。そして、前記ケース体１０は振動体保持部１０ｂと固定部材保持部１０ｃとにより、前記振動体２の圧電体４，５の一端と固定部材６を挟持することによって前記振動体２を振動体収納室１０ａ内に片持ち梁型の振動子として収納する。なおこのケース体１０を構成する樹脂は従来のケース体２５を構成するポリカーボネート等の比較的硬質樹脂に比べて軟質のエラストマーである。したがって、このエラストマーの弾力性により振動体保持部１０ｂは振動体２を構成する圧電体４，５を弾性的に挟持し、また外部から加えられる過大な衝撃力によって振動体２に過大な振幅の撓み振動が発生した場合には、振動体２の表裏面と振動体収納室１０ａの内壁面とが接触することによって、前記振動体２に加わる応力を吸収して耐衝撃性を改善している。
【００２５】
また、前記振動体２における２個の圧電体４，５への駆動電圧の供給は、前記シム３の露出した一端部を２個の圧電体４，５に対する共通の給電端子Ｔ１とし、前記引出し電極７，８の前記ケース体１０に設けられた電極取出孔１０ｄに露出している部分を各々の給電端子Ｔ２，Ｔ３として駆動電圧の供給を行なう。
【００２６】
長方形の箱型形状をなす前記ケース体１０における振動体収納室１０ａの形状は片持ち梁型の振動子の振動モードの合わせて、振動体２を保持している振動体保持部１０ｂから先端部（振動体の自由端）に向って間隙が徐々に広くなるように形成されているが、振動体２が振動体収納室１０ａの内壁面に接触しても壊れる心配がないため、振動体２と振動体収納室１０ａの内壁面との間隙は振動体２の振幅より少し大きい高さとなっている。そしてエラストマーで構成された振動体収納室１０ａの内壁面が、前記振動体２に過大な撓み振動が発生した時のストッパー機構を構成している。
【００２７】
次に圧電型撓み振動エキサイタ１の動作を説明する。
本発明における圧電型撓み振動エキサイタ１は図２、図３に示す如くケース体１０に設けられた固定部材保持部１０ｃによって固定部材６を挟持し、また振動体保持部１０ｂによって圧電体４，５を弾性的に挟持することによって前記振動体２を振動体収納室１０ａ内に片持ち梁型の振動子として収納する。そして前記振動体２が給電端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３より供給される駆動信号によって駆動されている通常駆動状態では、振動体２の圧電体４，５が振動体収納室１０ａの内壁に接触せず、前記振動体２に過大な撓み振動が発生した場合には前記振動体２の圧電体４，５が、前記ケース体１０に設けられた振動体収納室１０ａの内壁を構成するエラストマーに衝突して衝撃を吸収する。
【００２８】
すなわち、本発明のケース体１０を構成する樹脂は、振動体２の圧電体４，５を振動特性に影響しないよう弾性的に挟持し、また圧電型撓み振動エキサイタ１に外部より過大な撓み振動が発生した場合には前記振動体２の圧電体４，５が、振動体収納室１０ａの内壁に衝突しても破壊されないような弾性を有するエラストマーを用いている。
【００２９】
図４は本発明における第２の実施形態である圧電型撓み振動エキサイタを示す断面図である。図４に示す圧電型撓み振動エキサイタ１１は図２に示す圧電型撓み振動エキサイタ１と基本的構成は同じであり、異なるところは圧電型撓み振動エキサイタ１のケース体１０の外面を肉薄の硬質ケース１２で被覆したことである。
【００３０】
前記硬質ケース１２としては、金属材料の厚さが０．１〜０．２ｍｍのＳＵＳ材による筒ケースで被覆したが、これは金属材料に限らず、例えばポリカーボネート等の比較的硬質樹脂による筒ケースで被覆しても良い。すなわち図４に示す圧電型撓み振動エキサイタ１１においては、ケース体１０の外面を肉薄の硬質ケース１２で被覆したことでケース体としての剛性を強くすることが出来るため、ケース体１０の柔軟性をさらに高めることが可能となった。
このことは、ケース体としての剛性を保ちながら振動体２の支持特性及び衝撃防止特性の優れた圧電型撓み振動エキサイタが実現できる効果を有する。
【００３１】
なお本発明における実施の形態としては圧電型撓み振動エキサイタの構成としてバイモルフ型の片持ち梁型振動体について示したが、これに限定されるものではなくモノモルフ型の振動体や、ダブル振動体型のエキサイタ、さらには中央支持タイプのエキサイタに付いても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を示す圧電型撓み振動エキサイタの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す圧電型撓み振動エキサイタの断面図である
【図５】従来の圧電型撓み振動エキサイタの断面図である。
【図６】従来の圧電型撓み振動エキサイタの断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１１、２０，３０  エキサイタ
２                    振動体
３                    シム
４，５                圧電体
１０、２５，３５、      ケース体
１２                  硬質ケース
【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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