(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】  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を有する撓み振動型エキサイタにおいて、前記シムの側面に突出部を設けるとともに前記ケース体の内面側には、前記突出部に対応した位置に係止部を設け、前記突出部と係止部とが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構成することを特徴とする。【選択図】    図１
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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を有する撓み振動型エキサイタにおいて、前記シムの側面に突出部を設けるとともに前記ケース体の内面側には、前記突出部に対応した位置に係止部を設け、前記突出部と係止部とが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構成することを特徴とする圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項２】
前記突出部は、前記シムの両側の対称位置に複数設けられてい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】
前記係止部は前記ケース体の側面に形成された開孔である請求項２記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項４】
前記係止部は前記ケース体の側面に形成された凹部である請求項２記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項５】
前記係止部は前記ケース体の側面に形成された凸部である請求項２記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項６】
前記係止部における前記突出部と接触する面が湾曲面である、請求項３乃至５項のうち何れか１項記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項７】
前記係止部は前記ケース体の側面に複数設けられ、各係止部の前記突出部と接触する面が連続した滑らかな湾曲面が形成されている請求項６項記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項８】
前記係止部における前記突出部と接触する面が凹凸面である、請求項３乃至５項のうち何れか１項記載の圧電型撓み振動エキサイタ。
【請求項９】
前記係止部は前記ケース体の側面に樹脂の一体成型によって形成されている請求項１乃至８項のうち何れか１項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１２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１２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。
また、前記振動子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１３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１３における圧電型撓み振動エキサイタは基本的構成を、図１２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１３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１２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１３の圧電型撓み振動エキサイタ３０が図１２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が配設されていることと、ケース体３５の振動体収納室３５ａの内壁面には衝撃を緩和するための複数の突起が存在しないことである。
前記衝撃吸収材３１、３２の材料としては圧電体４，５の振動を妨げない、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。
【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に、振動体２を構成する圧電体４，５の表面に被着された衝撃吸収材３１、３２が、前記ケース体３５の振動体収納室３５ａの内壁面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。
【００１３】
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。
すなわち図１２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１３に示す圧電型撓み振動エキサイタ３０は前記振動体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。
【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を有する撓み振動型エキサイタにおいて、前記シムの側面に突出部を設けるとともに前記ケース体の内面側には、前記突出部に対応した位置に係止部を設け、前記突出部と係止部とが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構成することを特徴とする圧電型撓み振動エキサイタ。
【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振動体の側面に構成しているため、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、またストッパー機構がシムに設けた突出部とケース体に設けた係合部とを接触させているため圧電体に直接衝撃が加わらないことで圧電体の破壊を防止することが出来る。
【００１７】
前記突出部は、前記シムの両側の対称位置に複数設けられていることが望ましい。
【００１８】
前記係止部は前記ケース体の側面に形成された開孔又は凹部又は凸部であることが望ましい。
【００１９】
前記係止部における前記突出部と接触する面が湾曲面か凹凸面であることが望ましい。
さらに前記係止部は前記ケース体の側面に複数設けられ、各係止部の前記突出部と接触する面が連続した滑らかな湾曲面に形成されていることが望ましい。
【００２０】
前記係止部は前記ケース体の側面に樹脂の一体成型によって形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
すなわち、本発明は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振動体の側面に構成しているため、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、またストッパー機構がシムに設けた突出部とケース体に設けた係止部とを接触させているため圧電体に直接衝撃が加わらないことで圧電体の破壊を防止することが出来る。
【００２２】
また、前記シムの突出部とケース体の係止部とを両側の対称位置に複数設けることによって、過大な撓み振動による衝撃力を分散させることができるため、さらに耐衝撃性の向上が図られる。
さらに、前記突出部をシムの一部で構成し、また係合部をケース体に樹脂で一体成形すれば、ストッパー機構として別部材を必要とせずコスト面においても有利である。
【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、図４は図２に示す振動体の平面図、図５は本発明の圧電型撓み振動エキサイタの部分拡大側面図である。
なお、図１２及び図１３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には樹脂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。
また、前記振動子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。
【００２５】
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）に向って間隙が一定な空間を形成しており、さらに前記振動体収納室１０ａの側壁には係止部を構成する複数の開孔１０ｅが設けられている。
そして、後述するごとく前記シム３の側面に設けられた突出部３ａが前記ケース体２の側壁に設けられた開孔１０ｅの内部に入り込んで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構成している。
【００２６】
次に図３、図４、図５により本発明の特徴であるストッパー機構の構成について説明する。
図４は前記振動体２の平面図であり、シム３の上面に圧電体４、電極１１が積層形成されており、図面上には示されていないがシム３の下面には同様に前記圧電体５と電極１１が積層形成されている。
そして、前記シム３の側面には複数の突出部３ａが設けられており、この突出部３ａは前記ケース体１０に設けられた開孔１０ｅの位置に対応して設けられており、左右対称な位置に同じ数で設けられている。
そして、図３に示すごとくシム３に設けられた突出部３ａは、ケース体１０の対応する位置に設けられた開孔１０ｅの内部に所定の間隙を有して挿入されることによりストッパー機構を構成している。
【００２７】
図５は前記圧電型撓み振動エキサイタ１のストッパー機構を示す部分側面図であり、
図５（ａ）は複数の開孔１０ｅの形状を示す部分側面図、図５（ｂ）は前記振動体２の振動範囲と複数の開孔１０ｅの関係を示す部分側面図である。
前記ケース体１０の側面には振動体２の支持部側より先端側に向って４個の開孔１０ｅ１、１０ｅ２、１０ｅ３、１０ｅ４が設けられており、この各開孔には前記シム３に形成された突出部３ａが所定の間隙を有して挿入されている。
【００２８】
前記各開孔１０ｅ１、１０ｅ２、１０ｅ３、１０ｅ４の形状は、開孔の幅Ｗは全部同じだが開孔の高さＨは各開孔ごとに異なっており、開孔１０ｅ１より開孔１０ｅ４に向って少しづつ大きくなっている。そして挿入されている突出部３ａの形状は同じであるため、各開孔１０ｅ１、１０ｅ２、１０ｅ３、１０ｅ４における間隙（突出部３ａと開孔１０ｅの縁との間隙）の大きさＨ１，Ｈ２，Ｈ３、Ｈ４はＨ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４の条件になっている。
【００２９】
次に図５（ｂ）により前記振動体２の振動形態と開口１０ｅの関係を説明する。
前記振動体２が片持ち梁型の振動子となっているので、振動形態として振幅が支持部側より先端側の方が大きくなり、さらに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の振動範囲は、図５（ｂ）に点線で示す軌跡Ｆの如く大きな曲率の湾曲形状となる。
このため振動体２に過大な振幅の撓み振動が発生した時のストッパー機構としては、この湾曲形状の振動形態に対応して、支持部側の開孔１０ｅ１の間隙Ｈ１より先端側の開孔１０ｅ４の間隙Ｈ４を大きくし、さらに前記突出部３ａと接触する開孔１０ｅの縁の形状は前記振動体２の大きな曲率の湾曲形状に合せて滑らかな湾曲面に形成されている。
この各開孔１０ｅ１〜１０ｅ４に渡る連続した湾曲形状によって、シム３の突出部３ａが開孔１０ｅの縁に衝突した時の衝撃を緩和している。
【００３０】
次に圧電型撓み振動エキサイタ１のストッパー機構の動作を説明する。
本発明における圧電型撓み振動エキサイタ１は図３、図４に示す如くケース体１０に設けられた開孔１０ｅの中に振動体２のシム３に設けられた突出部３ａが所定の間隙を有して挿入されているが、この所定の間隔とは以下のような間隔である。
すなわち前記振動体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、前記突出部３ａが開孔１０ｅの縁に接触せず、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の内壁に衝突するより前に、前記突出部３ａが係止部である開孔１０ｅの縁に接触することが可能な間隔のことである。
【００３１】
すなわち、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、前記ケース体１０に設けられた振動体収納室１０ａの内壁に衝突して破壊されることを防止するためのストッパー機構として、前記突出部３ａと係止部である開孔１０ｅが設けられているものである。
【００３２】
このストッパー機構としては、突出部３ａと係止部である開孔１０ｅとの数を多くし、かつ振動体２の両サイドに対称的に配設することによって、振動体２にかかる衝撃力が分散されることで耐衝撃性を向上させることができる。なお本実施の形態としては１例として、突出部３ａと開孔１０ｅとの数を左右４個づつ合計８個設けているがこれに限定されることはない。
また前記係止部の形状としては、前記突出部３ａが衝突した時の衝撃を緩和するために、前記突出部３ａと接触する開口１０ｅの縁の形状を考慮する事が望ましく、本実施の形態としては１例として前記開孔１０ｅの縁の部分は滑らかな湾曲形状に構成されている。
【００３３】
図６、図７、図８はいずれも本発明におけるストパー機構の他の実施の形態を示すものであり、前記図３に対応する圧電型撓み振動エキサイタ１の断面図である。
図６の構成は前記ケース体１０に設けた係止部が、図３における開孔１０ｅに替えて凹部１０ｆを設けたものであり、この凹部１０ｆの場合にはケース体１０を密閉構造にできるという効果がある。
【００３４】
また図７の構成は前記ケース体１０に設けた係止部が、図３における開孔１０ｅに替えて凸部１０ｇを設けており、この凸部１０ｇはケース体１０に樹脂の一体成型によって形成されている。
さらに図８の構成は前記ケース体１０に設けた係止部が、図７の凸部と同じ構成であるが、この実施形態においてはケース体１０と別部材の凸部１０ｈを固着して形成している。
この別部材の凸部１０ｈを設ける場合は、ケース体１０とは異なる材料として衝撃吸収力の高い材料を採用できるという効果がある。
【００３５】
次に本発明における係止部の他の実施の形態について説明する。
図９、図１０、図１１はいずれも本発明における他の実施の形態を示す開孔１０ｅの正面図であり、図９は前記ケース体１０に設けた開孔１０ｅの縁の形状が振動体２の振幅軌跡に合せた滑らかな湾曲形状１０ｉに構成されており、前記シム３に設けた突起部３ａが衝突した時に滑らかな湾曲形状１０ｉに沿って衝撃力を吸収するため、前記振動体２に対する衝撃緩和効果が高くなる。
【００３６】
図１０、図１１は何れも前記ケース体１０に設けた開孔１０ｅの縁の形状が複数の突起形状に構成されており、図１０は三角形の突起形状１０ｊに形成され、図１１は矩形の突起形状１０ｋに構成されている。
前記複数の突起形状においては前記シム３に設けた突起部３ａが衝突した時に、前記突起部３ａの幅全体に急激な衝撃力が発生せず、複数の突起に分散されて衝撃力が発生するため前記振動体２に対する衝撃緩和効果が高くなる。
【００３７】
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】
【００３８】
【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】図２に示す振動体の平面図である。
【図５】本発明の圧電型撓み振動エキサイタの部分拡大側面図である。
【図６】本発明の実施の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７】本発明の実施の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８】本発明の実施の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９】本発明における他の実施の形態を示す開孔１０ｅの正面図である。
【図１０】本発明における他の実施の形態を示す開孔１０ｅの正面図である。
【図１１】本発明における他の実施の形態を示す開孔１０ｅの正面図である。
【図１２】従来の圧電型撓み振動エキサイタの断面図である。
【図１３】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】
【００３９】
１、２０，３０        エキサイタ
２                    振動体
３                    シム
３ａ                  突起部
４，５                圧電体
１０、２５，３５、      ケース体
１０ｅ                開孔
１０ｆ                凹部
１０ｇ、１０ｈ        凸部
【図１】
2007216096.tif 000003
【図２】
2007216096.tif 000004
【図３】
2007216096.tif 000005
【図４】
2007216096.tif 000006
【図５】
2007216096.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007216096.tif 000009
【図８】
2007216096.tif 000010
【図９】
2007216096.tif 000011
【図１０】
2007216096.tif 000012
【図１１】
2007216096.tif 000013
【図１２】
2007216096.tif 000014
【図１３】
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