(57)【要約】【課題】従来の圧電型エキサイタは、シムと圧電素子の接着時に側面電極の出っ張りがシム基板面に突きあたって圧電素子が割れたり、接着強度が得られなかったり、給電路が確保できない等の問題があった。【解決手段】圧電型エキサイタのシムに貼り付ける圧電体の側面電極による出っ張り部に開口部、あるいは、段差を設けることで、前記圧電体の側面電極による出っ張りを避ける構造で、接着層を介在して前記シムと前記圧電体を熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となり歪力が無く、前記シムと圧電体の接着強度を増し、前記圧電体のクラックやひび割れを防止する。【選択図】      図２
2007329431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層型圧電体の上下および層間の対向する電極同士を前記積層型圧電体の端部に配設した側面電極で導通接続し、前記積層型圧電体をシムの片面あるいは両面に貼り付ける構造の圧電型エキサイタにおいて、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の前記シムの部材を除去したことを特徴とする圧電型エキサイタ。
【請求項２】
前記シムは素材が金属製であって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位に開口部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧電型エキサイタ。
【請求項３】
前記シムは樹脂等の絶縁素材に薄膜電極を施したシムであって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位に開口部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧電型エキサイタ。
【請求項４】
前記シムは樹脂等の絶縁素材に薄膜電極を施したシムであって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の部材の厚みを減じて段差を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧電型エキサイタ。
【請求項５】
前記シムは素材が金属製であって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の部材の厚みを減じて段差を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧電型エキサイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、ＰＤＡ、または携帯電話機等や小型端末機器用の平面スピーカ装置に用いられる圧電型エキサイタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電型エキサイタは、振動中心の部材となるシムの片面あるいは両面に圧電体を貼り付けて、前記圧電体を電気的に駆動する。従来の圧電型エキサイタにおいては、その機能あるいは品質を向上させるために、前記シムあるいは圧電体に様々な改良が加えられてきた。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００３】
まず、特許文献１に開示されている圧電型エキサイタは、圧電体を貼り付けるシムに貫通孔を設けて前記シムと前記圧電体の接合強度を強固にするというものである。
特許文献１に開示されている圧電型エキサイタの構造を図８にもとづいて説明する。
【０００４】
図８は従来の圧電型エキサイタの断面図である。図８において、７０は振動中心の部材となるシム、７２はシム７０の両面に対称構造で貼り付けた圧電体、７６はシム７０の両面に圧電体７２を貼り付ける接着層、７７は前記シムに穿った貫通孔である。すなわち、シム７１に穿った貫通孔７７に接着層７６の接着剤が入り込み、貫通孔７７を通じてシム７１両面の接着層７６が強固な一体構造となる。
【０００５】
次に、特許文献２に開示されている圧電型エキサイタは、圧電体を貼り付けるシムにスルーホールを設けて絶縁素材のシム両面に貼り付けた圧電体の電極を共通接続するというものである。
特許文献２に開示されている圧電型エキサイタの構造を図９にもとづいて説明する。
【０００６】
図９は従来の他の圧電型エキサイタの断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。図（ａ）および（ｂ）において、８０は振動中心の部材となるシム、８１はシム８０の両面に形成した導電膜、８２はシム８０の両面に対称構造で貼り付けた圧電体、８３は前記シム８０の両面の導電膜８１を導通するスルーホール、８４はこの圧電型エキサイタを前述の小型端末機器等に取り付ける固定穴である。
【０００７】
すなわち、一般的な圧電型エキサイタは、振動中心の部材となるシムの片面あるいは両面に圧電体を貼り付ける構造であり、前記圧電体を電気的に駆動するための給電経路を設けることが必然である。以下従来の圧電型エキサイタにおけるシムと圧電体の接合構造および給電経路の詳細をさらに図１０および図１１にもとづいて詳述する。
【０００８】
図１０は従来のバイモルフ圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。図１１は図１０に示した従来のバイモルフ圧電型エキサイタの断面図である。符号は図１０に準ずる。
【０００９】
図１０において、６００はバイモルフ圧電型エキサイタである。９０は樹脂基板等からなるシムである。９１は樹脂製シム９０の表面に形成した導電膜であって、例えば、シム９０はガラスエポキシ基板の両面プリント基板であって、導電膜９１は前記ガラスエポキシ基板上の銅箔で形成してある。図示していないが、シム９０の裏面にも同様に導電膜が形成してある。
【００１０】
１０および２０はシム９０の両面に各々貼り付ける積層型の圧電体である。９７、９８はシム９０の両面に前記圧電体１０と２０を貼り付ける接着層である。また、圧電体１０および２０は前記シム９０の表裏に対して対称構造となっている。
【００１１】
次に圧電体１０および２０の構造を詳述する。
１１は圧電体１０の第１上面電極、１２は第２上面電極である。２５は圧電体２０の下面電極である。後述するように、圧電体１０の裏側にも圧電体２０の下面電極２５と同様に下面電極１５（図１１参照）が形成してあり、圧電体２０の裏側にも圧電体１０と同様に第１上面電極と第２上面電極が形成してある。
【００１２】
図１１において、１３、１４および２３、２４は側面電極である。前記圧電体１０、２０は積層型圧電体であるから、前記側面電極１３、１４あるいは２３、２４は圧電体１０あるいは２０の内部電極を含めた１層毎の対向する電極を圧電体１０あるいは２０の上下面の電極に各々導通集約している。１５は圧電体１０の下面電極であって、図１０に示した圧電体２０の下面電極２５に対応する。
【００１３】
シム９０両面の圧電体１０および２０は前記シム９０の表裏に対して対称構造であるから、シム９０と片面の圧電体１０の配置関係と給電路を説明する。
【００１４】
圧電体１０は前述のように積層構造であって、第１電極群を構成する内部電極と第１上面電極１１および下面電極１５は、側面電極１３で導通接続している。また、前記第１の電極群と各層毎に対向する第２電極群は、側面電極１４により第２上面電極１２と導通接続している。すなわち、積層型圧電体１０の全ての対向する電極は、第２上面電極１２と側面電極１３を経て下面電極１５の２カ所に集約されている。
【００１５】
次に、圧電体１０の下面電極とシム９０表面の導電膜９１との接合の状態を説明する。
上記圧電体１０は接着層９７を介してシム９０の表面に形成した導電膜９１の上に熱圧着する。そして、圧電体１０と前記シム９０の熱圧着接合後に、銀パラジウム等の導電ペースト９９で前記側面電極１３と前記シム９０の表面に形成した導電膜９１を導通するのである。
【００１６】
つまり、ここに示した圧電型エキサイタ６００の給電部は、圧電体１０の第２上面電極１２とシム９０上の導電膜９１である。なお、シム９０と圧電体１０の貼り合わせの接着層９７に導電性接着剤を使用することでシム９０上の導電膜９１と圧電体１０の下面電極１５は接合と導通を同時に行うこともできるので、導電ペースト９９の工程を省略する場合もある。
【００１７】
【特許文献１】特開平８−２９３６３１号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３４５４９１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図１０および図１１における、シムに積層型圧電体を貼り付ける従来の圧電型エキサイタは、外部電極と内部電極を圧電体の両端部で電気的に導通する必要から、側面電極１３、あるいは１４を形成している。この側面電極１３あるいは１４は圧電体１０の両端部の上下面にはみ出すように銀パラジウム等の導電ペーストを塗布したのち焼き付ける。従って、前記側面電極１３、１４を設けた前記圧電体１０の両端部は前記圧電体１０の他の部分より厚く出っ張るのである。
【００１９】
しかるに、シム９０と圧電体１０の間はエポキシ樹脂系の接着剤、接着シートあるいはＡＣＦ等の接着層９７を介在して熱圧着するのであるが、前記圧電体１０は両端部が厚く出っ張り、中央部が平坦である。このため、シム９０と圧電体１０を熱圧着しようとすると、押圧が均一にならず、圧電体１０にクラックやひび割れを生ずるという問題があった。
【００２０】
すなわち、従来の圧電型エキサイタは、シムと圧電素子の接着時に側面電極の出っ張りがシム基板面に突きあたって圧電素子が割れたり、接着強度が得られなかったり、給電路が確保できない等の問題があった。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、シムと圧電体の熱圧着時に、前記圧電体の側面電極の出っ張りに加わる歪みが無く、均一に押圧して接合できる構造のシムにより、歩留まりが良くて接合強度があり、給電路確保が確実な信頼性の高い圧電型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】
【００２２】
本発明の圧電型エキサイタは、基本的には下記記載の要件を採用するものである。
積層型圧電体の上下および層間の対向する電極同士を前記積層型圧電体の端部に配設した側面電極で導通接続し、前記積層型圧電体をシムの片面あるいは両面に貼り付ける構造の圧電型エキサイタにおいて、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の前記シムの部材を除去したことを特徴とする。
【００２３】
前記シムは素材が金属製であって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位に開口部を設けたことを特徴とする。
【００２４】
前記シムは樹脂等の絶縁素材に薄膜電極を施したシムであって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位に開口部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
前記シムは樹脂等の絶縁素材に薄膜電極を施したシムであって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の部材の厚みを減じて段差を設けたことを特徴とする。
【００２６】
前記シムは素材が金属製であって、前記積層型圧電体の前記側面電極が位置する部位の部材の厚みを減じて段差を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
すなわち、本発明の圧電型エキサイタのシムは、前記積層型圧電体の長手方向の側面電極による出っ張りを避ける構造であるから、接着層を介在して前記シムと前記圧電体を熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となり歪力が無いため、前記シムと圧電体の接着強度が増し、前記圧電体のクラックやひび割れを防止して、歩留まりと信頼性の高い圧電型エキサイタを提供できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態を図１と図２にもとづいて説明する。図１は本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。図２は図１に示した圧電型エキサイタの断面図である。符号は図１に準ずる。
【００２９】
図１において、１００は圧電型エキサイタである。３０はシム、１０および２０は圧電体であって、圧電型エキサイタ１００の主要構成部材である。３７、３８はシム３０の表裏面に圧電体１０、２０を熱圧着する導電性接着層である。
【００３０】
シム３０は素材が金属製であって、導電性がある。３３および３４は後述する圧電体の側面電極が位置する部位に設けた開口部である。
【００３１】
圧電体１０および２０は図１０、図１１にもとづいて述べた従来のバイモルフ圧電型エキサイタの積層型圧電体と同じ構造である。
【００３２】
すなわち、圧電体１０および２０は積層型圧電体であって、前記シム３０の表裏に対して対称構造である。また、１１は圧電体１０の第１上面電極、１２は第２上面電極、２５は圧電体２０の下面電極である。側面電極１３、１４あるいは２３、２４は前記圧電体１０あるいは２０の内部電極を含めた各層毎の対向する電極を圧電体１０あるいは２０の上下面の電極に導通集約している。
【００３３】
次に、図２において、１５は圧電体１０の下面電極であって、圧電体２０の下面電極２５に対応する。また、シム３０両面の圧電体１０および２０は前記シム３０の表裏に対して対称構造であるから、シム３０と片面の圧電体１０の配置関係と給電路を説明する。
【００３４】
圧電体１０の長手方向両端部の側面電極１３および１４は、前記圧電体１０の上下および層間の対向する電極同士を前記圧電体１０の両端部で導通接続しているので、前記圧電体１０の両端部の上下面部分は出っ張り、盛り上がっている。
シム３０の開口部３３および３４は前記圧電体１０の側面電極１３および１４が上下面に出っ張り、盛り上がった位置に対応した部位に設けてある。
【００３５】
シム３０表面には圧電体１０を配設し、導電性接着層３７を介して熱圧着するが、前記開口部３３、３４は前記側面電極１３、１４の位置にあるため、シム３０と前記側面電極１３、１４が接することがないためシム３０と圧電体１０の熱圧着時の前記圧電体１０に対する歪力が発生しない。
【００３６】
接着層３７は導電性接着剤あるいはＡＣＦ（異方性導電膜）あるいはＡＣＰ（異方性導電ペースト）である。従って、圧電体１０の一方の電極は、前記側面電極１３および下面電極１５を経てシム３０と導通するので、シム３０端部を給電路のひとつとする。対向する他方の電極は前記側面電極１４を経て前記第２上面電極１２と導通してあるので、前記第２上面電極１２を対向電極の給電路としている。
【００３７】
すなわち、図１および図２にもとづいて説明した本発明の圧電型エキサイタの第１の実施形態においては、導電性シム３０と第２上面電極１２が給電路であって、前記シム３０は、前記積層型圧電体１０あるいは２０の層間の対向する電極同士を導通接続する側面電極１３、１４、あるいは２３、２４による出っ張りを開口部３３あるいは３４で避ける構造であるから、圧電体とシムを貼り付ける際の熱圧着押圧が均一となり歪力が無く、安定した接合ができるのである。
【００３８】
次に、本発明の圧電型エキサイタの第２の実施形態を図３にもとづいて説明する。基本的な構造は図１および図２にもとづいて説明した前述の第１の実施形態と同じであるが、シムの素材が異なる。
【００３９】
図３は本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタのシムの斜視図である。図３において４０は樹脂製基板のシムであって、電気的には絶縁体である。４１は樹脂製シム４０の表面に形成した導電膜である。例えば、シム４０はガラスエポキシ基板の両面プリント基板であって、導電膜４１は前記ガラスエポキシ基板上の銅箔で形成してある。
【００４０】
４３および４４はシム４０に設けた開口部である。すなわち、図１および図２にもとづいて説明した前述の第１の実施形態と同様に、前記シム４０に貼り付ける積層型圧電体の側面電極１３、１４あるいは２３、２４が位置する部位に設けた開口部である。
【００４１】
従って、図１および図２を参照して、図３にもとづいて説明した本発明の圧電型エキサイタの第２の実施形態においては、シム４０の導電膜４１が給電路であって、前述の第１の実施形態と同様に、積層型圧電体の層間の対向する電極同士を導通接続する側面電極による出っ張りを開口部で避ける構造であるから、圧電体とシムを熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となる。
【００４２】
すなわち、第１の実施形態の圧電型エキサイタは、シム３０の素材が金属製であって、導電性があった。しかるに、第２の実施形態のシム４０は樹脂製基板であるから電気的には絶縁体であるが、表面に形成した導電膜４１があるため金属製シムと同等にシムを給電路とすることができる。かつ、シムの選択素材として金属製や樹脂製を選ぶことで、シムの剛性を自由に得られるため圧電型エキサイタの周波数特性の選定巾が広がるという利点がある。
【００４３】
次に、本発明の圧電型エキサイタの第３の実施形態を図４と図５にもとづいて説明する。図４は本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。図５は図４に示した圧電型エキサイタの断面図である。符号は図４に準ずる。
【００４４】
図４において、２００は圧電型エキサイタである。５０はシム、１０および２０は圧電体であって、圧電型エキサイタ２００の主要構成部材である。５７、５８はシム５０の両面に圧電体１０、２０をそれぞれ熱圧着する導電性接着層である。
【００４５】
シム５０は素材が樹脂製であって、電気的には絶縁体である。前記シム５０の長手方向の中央部両面は素材が厚く、段差部５３および５４を設けてある。また、前記段差部５１の表面には導電膜５１が形成してある。図には現れてないが、シム５０下面の段差部５４の表面にも導電膜が形成してある。
【００４６】
圧電体１０および２０は、図１および図２にもとづいて説明した前述の第１の実施形態と同一構造で、シム５０に対して表裏対称構造である。
すなわち、圧電体１０および２０は積層型圧電体であって、１１は圧電体１０の第１上面電極、１２は第２上面電極、２５は圧電体２０の下面電極ある。
【００４７】
１３、１４は積層型圧電体１０の側面電極、２３、２４は圧電体２０の側面電極であって、前記積層圧電体１０、２０の上下および層間の対向する電極同士を前記各圧電体の両端部で導通接続している。
【００４８】
次に、図５において、１５は圧電体１０の下面電極であって、圧電体２０の下面電極２５に対応する。また、シム５０両面の圧電体１０および２０は前記シム５０の表裏に対して対称構造であるから、シム５０と片面の圧電体１０の配置関係と給電路を説明する。
【００４９】
圧電体１０長手方向の両端部の側面電極１３、１４は前記圧電体１０の上下および層間の対向する電極同士を導通接続しているので、上下面は出っ張り、盛り上がっているが、前記側面電極１３、１４の部分はシム５０の段差部５３の両側の段差が低い部位に位置しているので、前記側面電極１３、１４は、シム５０と接しない。
【００５０】
また、圧電体１０の一方の電極は、前記側面電極１３、下面電極１５、導電性接着層５７を経てシム５０と導通するので、シム５０端を給電路のひとつとし、対向する他方の電極は前記側面電極１４を経て前記第２上面電極１２と導通してあるので、前記第２上面電極１２を対向電極の給電路としている。
【００５１】
すなわち、シム５０は積層圧電体５０の側面電極１３、１４が位置する部位の厚みを薄くしてあるので接着層５７を介してシム５０に圧電体１０を配設して熱圧着した場合でも前記側面電極１３、１４はシム５０と接することがなく、熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となり歪力が無く、安定した接合ができるのである。
【００５２】
次に、本発明の圧電型エキサイタの第４の実施形態を図６と図７にもとづいて説明する。図６は本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。図７は図６に示した圧電型エキサイタの断面図である。符号は図６に準ずる。
【００５３】
図６において、３００は圧電型エキサイタである。６０はシム、１０および２０は圧電体であって、圧電型エキサイタ３００の主要構成部材である。６７、６８はシム６０の両面に圧電体１０および２０をそれぞれ熱圧着する接着層である。
【００５４】
シム６０は素材が樹脂製であって、電気的には絶縁体である。前記シム６０の両表面の長手方向に添って銅箔等により導電膜６１と６５が形成してある。また、前記導電膜６１の中央部は素材が厚く、両端部６３および６４は前記導電膜６１が薄く段差となっている。図には現れてないが、シム６０下面の導電膜６５も両端部が薄く段差となっている。
なお、前記導電膜６１あるいは６３の端部に段差を設けるには、薄くする部分を機械的あるいはエッチングで減じるか、逆に厚くする部分をメッキ法で増厚する。
【００５５】
圧電体１０および２０は、図１および図２にもとづいて説明した前述の第１の実施形態と同一の表裏対称構造である。
すなわち、圧電体１０および２０は積層型圧電体であって、１１は圧電体１０の第１上面電極、１２は第２上面電極、２５は圧電体２０の下面電極ある。
【００５６】
１３、１４は積層型圧電体１０の側面電極、２３、２４は圧電体２０の側面電極であって、前記積層圧電体１０、２０の上下および層間の対向する電極同士を前記各圧電体の両端部で導通接続している。
【００５７】
次に、図７において、１５は圧電体１０の下面電極であって、圧電体２０の下面電極２５に対応する。また、シム６０両面の圧電体１０および２０は前記シム６０の表裏に対して対称構造であるから、シム６０と片面の圧電体１０の配置関係と給電路を説明する。
【００５８】
圧電体１０の長手方向両端部の側面電極１３、１４は前記圧電体１０の上下および層間の対向する電極同士を導通接続しているので、上下面は出っ張り、盛り上がっているが、前記側面電極１３、１４の部分は前記導電膜６１の両端部６３および６４が薄く、段差となっている部位に位置しているので、前記側面電極１３、１４は、シム６０と接しない。
【００５９】
また、圧電体１０の一方の電極は、前記側面電極１３、下面電極１５、導電性接着層６７を経てシム６０と導通するので、シム６０端を給電路のひとつとし、対向する他方の電極は前記側面電極１４を経て前記第２上面電極１２と導通してあるので、前記第２上面電極１２を対向電極の給電路としている。
【００６０】
すなわち、シム６０は積層圧電体１０の側面電極１３、１４の部位の導電膜６１の厚みを薄くしてあるので接着層６７を介してシム６０に圧電体１０を配設して熱圧着した場合でも前記側面電極１３、１４はシム６０と接することがなく、熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となり歪力が無く、安定した接合ができるのである。
【００６１】
すなわち、本発明の圧電型エキサイタのシムは、前記シムに貼り付ける圧電体の側面電極による出っ張り部に、開口部、あるいは、段差を設けることで、前記圧電体の側面電極による出っ張りを避ける構造であるから、接着層を介在して前記シムと前記圧電体を熱圧着により貼り付ける際の押圧が均一となり歪力が無いため、前記シムと圧電体の接着強度が増し、前記圧電体のクラックやひび割れを防止して、歩留まりと信頼性の高い圧電型エキサイタを提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示した圧電型エキサイタの断面図である。
【図３】本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタのシムの斜視図である。
【図４】本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。
【図５】図４に示した圧電型エキサイタの断面図である。
【図６】本発明のバイモルフ型の圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。
【図７】図６に示した圧電型エキサイタの断面図である。
【図８】従来の圧電型エキサイタの断面図である。
【図９】従来の他の圧電型エキサイタの断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１０】従来のバイモルフ圧電型エキサイタの層構造を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した従来のバイモルフ圧電型エキサイタの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０、７２、８２    圧電体
１１    第１上面電極
１２    第２上面電極
１３、１４、２３、２４    側面電極
１５、２５    下面電極
３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０    シム
３３、３４    開口部
３７、３８、５７、５８、６７、６８、７６、９７、９８    接着層
４１、５１、６１、６５、８１、９１    導電膜
４３、４４    開口部
５３、５４    段差部
６３、６４    端部
９９    導電ペースト
１００、２００、３００、６００    圧電型エキサイタ
【図１】
2007329431.tif 000003
【図２】
2007329431.tif 000004
【図３】
2007329431.tif 000005
【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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【図１１】
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