(57)【要約】【課題】音孔を有する電子機器において防水性能を高める。【解決手段】発振装置１００は、振動部材１１４、圧電素子１１１、防水部材１２１、及び支持部材１３０を有している。振動部材１１４はシート状の部材である。圧電素子１１１は振動部材１１４の一面に取り付けられている。防水部材１２１はシート状であり、振動部材１１４の他面に取り付けられている。防水部材１２１は、平面形状が振動部材１１４よりも大きく、防水性を有している材料から構成されている。支持部材１３０は防水部材１２１の外周に接合されている。そして支持部材１３０は、防水部材１２１が音孔５１１に対向する向きに、音孔５１１を取り囲むように筐体５１０の内面に接合されている。【選択図】図１
2012142651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部材と、
前記振動部材の一面に取り付けられた圧電素子と、
前記振動部材の他面に取り付けられ、平面形状が前記振動部材と同じかそれ以上であり、防水性を有している材料から構成されているシート状の防水部材と、
前記防水部材の外周部に接合されている支持部材と、
を備える発振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発振装置において、
前記支持部材は、前記振動部材とは逆側に位置する端部が、前記防水部材よりも突出している発振装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発振装置において、
前記支持部材は、前記防水部材の外周の全周に接合されている発振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発振装置において、
前記圧電素子を介して前記振動部材とは逆側に位置しており、一面が前記圧電素子に取り付けられた第２振動部材と、
前記第２振動部材の他面に取り付けられ、平面形状が前記第２振動部材よりも大きく、防水性を有している材料から構成されているシート状の第２防水部材と、
を有しており、
前記防水部材の外周は、前記支持部材に接合されている発振装置。
【請求項５】
筐体と、
前記筐体に設けられた音孔と、
前記筐体内に、前記音孔と対向する位置に設けられた発振装置と、
を備え、
前記発振装置は、
振動部材と、
前記振動部材の一面に取り付けられた圧電素子と、
前記振動部材の他面に取り付けられ、平面形状が前記振動部材よりも大きく、防水性を有している材料から構成されているシート状の防水部材と、
前記防水部材の外周に接合されている支持部材と、
を有し、
前記支持部材は、前記防水部材が前記音孔に対向する向きに、前記音孔を取り囲むように前記筐体の内面に接合されている電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器において、
前記圧電素子に、前記発振装置をパラメトリックスピーカとして駆動させる変調信号を入力する制御手段を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やラップトップ型コンピュータの携帯端末などの需要が拡大している。特にテレビ電話や動画再生、ハンズフリー電話機能などの音響機能を商品価値とした薄型の携帯端末の開発が進められている。これらの開発の中で、小型でかつ出力が大きい電気音響変換器の要求が高まっている。従来、携帯電話等の電子機器には、電気音響変換器として動電型電気音響変換器が利用されている。この動電型電気音響変換器は、永久磁石とボイスコイルと振動膜から構成されている。しかしながら動電型電気音響変換器は、その動作原理及び構造から、薄型化には限界がある。そこで、例えば特許文献１〜３に記載されているように、圧電振動子をスピーカとして使用することが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−０２８５００号公報
【特許文献２】特開平０４−１７０８９７号公報
【特許文献３】特開平０４−３６８０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、電子機器に対して防水性が要求されている。一方、音声出力機能を有している電子機器には、音孔を設ける必要がある。このため、電子機器の防水性能が音孔によって低下する可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、音孔を有する電子機器において防水性能を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、振動部材と、
前記振動部材の一面に取り付けられた圧電素子と、
前記振動部材の他面に取り付けられ、平面形状が前記振動部材と同じかそれ以上であり、防水性を有している材料から構成されているシート状の防水部材と、
前記防水部材の外周部に接合されている支持部材と、
を備える発振装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体に設けられた音孔と、
前記筐体内に、前記音孔と対向する位置に設けられた発振装置と、
を備え、
前記発振装置は、
振動部材と、
前記振動部材の一面に取り付けられた圧電素子と、
前記振動部材の他面に取り付けられ、平面形状が前記振動部材よりも大きく、防水性を有している材料から構成されているシート状の防水部材と、
前記防水部材の外周に接合されている支持部材と、
を有し、
前記支持部材は、前記防水部材が前記音孔に対向する向きに、前記音孔を取り囲むように前記筐体の内面に接合されている電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、音孔を有する電子機器において防水性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る電子機器の要部の構成を示す断面図である。
【図２】発振装置の平面図である。
【図３】第２の実施形態に係る電子機器の構成を示す断面図である。
【図４】第３の実施形態に係る発振装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子機器５００の要部の構成を示す断面図である。電子機器５００は、筐体５１０及び発振装置１００を有している。筐体５１０は音孔５１１を有している。発振装置１００は筐体５１０の内部に、音孔５１１と対向する位置に配置されており、音波を発振する。
【００１２】
発振装置１００は、振動部材１１４、圧電素子１１１、防水部材１２１、及び支持部材１３０を有している。振動部材１１４はシート状の部材である。圧電素子１１１は振動部材１１４の一面に取り付けられている。防水部材１２１はシート状であり、振動部材１１４の他面に取り付けられている。防水部材１２１は、平面形状が振動部材１１４よりも大きく、防水性を有している材料から構成されている。支持部材１３０は防水部材１２１の外周に接合されている。そして支持部材１３０は、防水部材１２１が音孔５１１に対向する向きに、音孔５１１を取り囲むように筐体５１０の内面に接合されている。以下、詳細に説明する。
【００１３】
圧電素子１１１を構成する材料は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料及び有機材料のいずれであってもよい。ただし、電気機械変換効率が高い材料、例えばジルコン酸チタン酸塩（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であるのが好ましい。圧電素子１１１の厚さｈ１は、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下である。厚さｈ１が１０μｍ未満の場合、発振装置の製造時に発振装置１００が破損する可能性が出てくる。また厚さｈ１が１ｍｍ超の場合、電気機械変換効率が低くなりすぎてしまい、十分な大きさの振動を得られない。その理由は、発振装置１００の厚さが厚くなると、圧電振動子内における電界強度は反比例して小さくなるためである。
【００１４】
圧電素子１１１の両面には、それぞれ電極１１２が形成されている。電極１１２を構成する材料は特に限定されないが、例えば、銀や銀／パラジウムを使用することができる。銀は低抵抗な汎用的な電極材料として使用されているため、製造プロセスやコストなどに利点がある。銀／パラジウムは耐酸化性に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、電極１１２の厚さｈ２は特に限定されないが、その厚さｈ２が１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。厚さｈ２が１μｍ未満では、電極１１２を均一に成形することが難しくなり、その結果、電気機械変換効率が低下する可能性がある。また、電極１１２の膜厚が１００μｍを超える場合は、電極１１２が圧電素子１１１に対して拘束面となり、エネルギー変換効率を低下させてしまう可能性が出てくる。直本実施形態では、圧電素子１１１及び電極１１２の積層体の側面は、樹脂１１５により覆われている。
【００１５】
振動部材１１４は、圧電素子１１１から発生した振動によって振動する。また振動部材１１４は、圧電素子１１１の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材１１４の剛性を制御することで、圧電素子１１１の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材１１４の厚みは５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、振動部材１１４は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１Ｇｐａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。振動部材１１４の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材１１４を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子１１１に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。
【００１６】
防水部材１２１は、例えば樹脂材料から形成されている。防水部材１２１は、振動部材１１４とともに圧電素子１１１から発生した振動によって振動する。防水部材１２１の厚さは、例えば５μｍ以上２００μｍ以下である。
【００１７】
支持部材１３０は、筐体５１０に対向している側の端部が、防水部材１２１よりも突出している。このため、支持部材１３０を筐体５１０の内面に取り付けても、防水部材１２１が筐体５１０の内面に接触しない。
【００１８】
また本実施形態では、防水部材１２１は、全周が支持部材１３０に接合されている。ただし、防水部材１２１と支持部材１３０の接合部は、表面張力により水が浸透しない程度の隙間が部分的に空いていてもよい。
【００１９】
本実施形態において、発振装置１００は、圧電素子１１１の他面側に第２の振動部材１１４及び第２の防水部材１２１を有している。すなわち第２の振動部材１１４は、圧電素子１１１を介して第１の振動部材１１４とは逆側に位置しており、一面が圧電素子１１１に取り付けられている。第２の防水部材１２１は、シート状であり、第２の振動部材１１４の他面に取り付けられている。第２の防水部材１２１は、平面形状が第２の振動部材１１４よりも大きく、防水性を有している材料から構成されている。第２の防水部材１２１も、外周が支持部材１３０に接合されている。本実施形態において、２つの防水部材１２１は互いに同一の形状を有しており、２つの振動部材１１４は互いに同一の形状を有している。
【００２０】
また電子機器５００は、制御部１６０を有している。制御部１６０は、圧電素子１１１に、発振装置１００をパラメトリックスピーカとして駆動させる変調信号を入力する。ただし制御部１６０は、増幅した音声信号をそのまま発振装置１００に入力して、発振装置１００を通常のスピーカとして機能させても良い。本実施形態において制御部１６０は、振動部材１１４を介して圧電素子１１１の電極１１２に接続している。なお、発振装置１００は、音波センサの発信源として用いられても良い。
【００２１】
図２は、発振装置１００の平面図である。本図では、説明のため、一方の振動部材１１４及び防水部材１２１の図示を省略している。本図に示す例において、発振装置１００を構成する各部材の平面形状は四角形、例えば正方形又は長方形である。ただし発振装置１００の形状はこれに限定されない。
【００２２】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、音孔５１１の内側の領域は、支持部材１３０及び防水部材１２１によって他の領域から分離されている。従って、音孔５１１から水が浸透しても、浸透した水は支持部材１３０と防水部材１２１によって囲まれた空間に留まる。従って、音孔５１１を有する電子機器５００の防水性能を高めることができる。
【００２３】
また、防水部材１２１はシート形状を有している。すなわち見方を変えれば、振動部材１１４及び防水部材１２１の積層体により、発振装置１００の振動部材が構成されている。そしてこの振動部材の端部は、柔軟性に富む防水部材１２１により構成されている。従って、発振装置１００の機械品質係数を低下させることができる。これにより、発振装置１００の出力の周波数依存性を低下させることができる。
【００２４】
また、圧電素子１１１は、樹脂製の防水部材１２１を介して支持部材１３０に取り付けられている。このため、電子機器５００に衝撃が加わっても、この衝撃は圧電素子１１１に伝達する前に防水部材１２１によってある程度吸収される。従って、発振装置１００の耐衝撃性が向上する。
【００２５】
また、支持部材１３０は、筐体５１０に対向している側の端部が、防水部材１２１よりも突出している。このため、支持部材１３０を筐体５１０の内面に取り付けたときに、防水部材１２１が筐体５１０の内面に接触することを抑制できる。このため、発振装置１００の発振効率が低下することを抑制できる。
【００２６】
また圧電素子１１１、電極１１２、及び振動部材１１４は、支持部材１３０及び２つの防水部材１２１により囲まれている。このため、筐体５１０の他の部分から筐体５１０の内側に水分が浸入してきても、この水分が圧電素子１１１、電極１１２、又は振動部材１１４に悪影響を与えることを抑制できる。
【００２７】
また、制御部１６０は、振動部材１１４を介して圧電素子１１１に接続している。このため、配線を圧電素子１１１の電極１１２に直接接合させる必要がないため、実装時の作業効率が向上する。
【００２８】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る電子機器５００の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に対応している。本実施形態に係る電子機器５００は、防水部材１２１の構成を除いて、第１の実施形態に係る電子機器５００と同様の構成である。
【００２９】
本実施形態において、防水部材１２１は一部に調整部１２２を有している。調整部１２２は、防水部材１２１の本体に対して材質及び厚さの少なくとも一方が異なっている。調整部１２２の材質及び厚さの少なくとも一方を調節することにより、発振装置１００の発振特性を調整することができる。
【００３０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、調整部１２２の材質及び厚さの少なくとも一方を調節することにより、発振装置１００の発振特性を調整することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る発振装置１００の構成を示す平面図であり、第１の実施形態における図２に対応している。本実施形態に係る発振装置１００は、振動部材１１４に梁部１１６を設けた点を除いて、電子機器５００への組み込み方法を含めて第１の実施形態に係る発振装置１００と同様の構成である。
【００３２】
梁部１１６は、振動部材１１４の外周部の一部を外側に凸にすることにより形成されている。梁部１１６の端部は、支持部材１３０の内側面に接合している。本図に示す例では、振動部材１１４は、外周のうち互いに対向する２箇所に梁部１１６を有している。
【００３３】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、振動部材１１４を梁部１１６で支持部材１３０に固定しているため、振動部材１１４の振動に起因した応力を梁部１１６に集中させて、振動部材１１４の振動を増大させることができる。
【００３４】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば上記した各実施形態では、２つの振動部材１１４を互いに同一の形状及び厚さにしていたが、２つの振動部材１１４の形状及び厚さの少なくとも一方を互いに異なるようにしても良い。同様に、２つの防水部材１２１の形状及び厚さの少なくとも一方を互いに異なるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１００ 発振装置
１１１ 圧電素子
１１２ 電極
１１４ 振動部材
１１５ 樹脂
１１６ 梁部
１２１ 防水部材
１２２ 調整部
１３０ 支持部材
１６０ 制御部
５００ 電子機器
５１０ 筐体
５１１ 音孔
【図１】
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【図２】
2012142651.tif 000004
【図３】
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【図４】
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