(57)【要約】【課題】体積が小さく、消費電力が小さい等の長所を備え、しかもその構造を簡素化して組立てが容易な振動スピーカを提供する。【解決手段】上カバー、下カバー、少なくとも１つのトランスデューサ、及び少なくとも１つの導電端子を含む。上カバーと下カバーでトランスデューサと導電端子を設けるための収容スペースを定義する。各トランスデューサは導電片を含み、導電片の第１表面に第１スマート・マテリアル層を塗布すると共に、第１スマート・マテリアル層上に第１電極層を塗布する。導電端子はトランスデューサに跨設して押圧する少なくとも１つの突出部を備え、導電端子と第１電極層が密着して導通するが、前記導電片とは電気的に接触しない。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上カバーと、
前記上カバーと下カバーで収容スペースを定義する下カバーと、
前記収容スペースに設けた少なくとも１つのトランスデューサであって、前記各トランスデューサは導電片を含み、前記導電片の第１表面に第１スマート・マテリアル層を塗布し、前記第１スマート・マテリアル層上に第１電極層を形成するものと、
少なくとも１つの突出部を備えた少なくとも１つの導電端子であって、前記突出部が前記トランスデューサに跨設して押圧し、前記導電端子と前記第１電極層が接触して導通するが、前記導電片とは電気的に接触しないものと
を含むことを特徴とする振動スピーカ。
【請求項２】
前記導電片と前記導電端子に電気的に接続されて前記トランスデューサを駆動する駆動モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項３】
前記スマート・マテリアル層は圧電材料（piezoelectric material）、電気活性ポリマ（Electro-Active Polymer, EAP）、形状記憶合金（Shape Memory Alloy, SMA）、磁気歪み材料（Magnetostrictive Material）、又は電歪材料（Electrostrictive Material）を含むことを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのトランスデューサは単一のユニモルフを含むことを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのトランスデューサは単一のバイモルフを含み、前記導電片の第２表面に第２スマート・マテリアル層を塗布すると共に、前記第２スマート・マテリアル層の下に第２電極層を形成し、前記振動スピーカは前記トランスデューサの上下にある２つの前記導電端子を含み、それぞれ前記第１電極層と前記第２電極層に密着することを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのトランスデューサは積層された少なくとも２つのバイモルフを含み、前記トランスデューサの上、下、及び隣接して積層された前記トランスデューサとの間に前記導電端子が密着することを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのトランスデューサは並列にした少なくとも２つのバイモルフを含み、前記トランスデューサの上下が前記導電端子に密着することを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項８】
前記下カバーは前記トランスデューサの側辺に密着する２本の第１位置決め柱を備え、前記下カバーは前記トランスデューサのもう一方の側辺に密着する２本の第２位置決め柱を備え、前記第１位置決め柱はそれぞれ前記第２位置決め柱と対向することを特徴とする請求項４、５、６又は７に記載の振動スピーカ。
【請求項９】
前記トランスデューサの中央領域両側の少なくとも何れか一側に、前記２本の第１位置決め柱の間又は前記２本の第２位置決め柱の間に挟まる突起を備えることを特徴とする請求項８に記載の振動スピーカ。
【請求項１０】
前記導電端子の両端はそれぞれ前記２本の第１位置決め柱の間、及び前記２本の第２位置決め柱の間に挟持され、前記導電端子が前記トランスデューサ上に跨設して押圧することを特徴とする請求項９に記載の振動スピーカ。
【請求項１１】
前記２本の第１位置決め柱の間に挟まるように、前記導電端子の両側にそれぞれ弧状角度をつけることを特徴とする請求項１０に記載の振動スピーカ。
【請求項１２】
前記下カバーは、前記トランスデューサの他側に対向する前記２本の第１位置決め柱に近傍して第３位置決め柱を備え、前記導電端子は前記２本の第１位置決め柱の間を通り抜けて、前記２本の第１位置決め柱に挟持され、前記トランスデューサ上に跨設して押圧し、前記導電端子の一端に前記第３位置決め柱を嵌め込む開孔を備えることを特徴とする請求項８に記載の振動スピーカ。
【請求項１３】
前記上カバーは、位置が前記２本の第１位置決め柱に対応する少なくとも１対の第１柱孔を備え、さらに、位置が前記２本の第２位置決め柱に対応する少なくとも１対の第２柱孔を備えることを特徴とする請求項８に記載の振動スピーカ。
【請求項１４】
前記上カバーは、位置が前記第３位置決め柱に対向する少なくとも１つの第３柱孔を備えることを特徴とする請求項１２に記載の振動スピーカ。
【請求項１５】
前記第３位置決め柱はネジ孔をあけ、ネジは上カバーから前記第３柱孔を貫通して前記ネジ孔に螺設されることを特徴とする請求項１４に記載の振動スピーカ。
【請求項１６】
前記第３位置決め柱に嵌設する少なくとも１つの導電リングをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の振動スピーカ。
【請求項１７】
前記第３位置決め柱は導体であることを特徴とする請求項１５に記載の振動スピーカ。
【請求項１８】
前記下カバー又は前記上カバーの前記導電端子に対応する位置に凸部を設けることを特徴とする請求項４、５、６又は７に記載の振動スピーカ。
【請求項１９】
前記導電端子は前記トランスデューサの固定支点とし、前記トランスデューサが駆動される際の振動支点にもなることを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動スピーカに関し、より詳しくは、圧電型振動スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ（SPEAKER）は電子信号を音波に変換するためのエネルギー変換装置である。公知の可動コイル型スピーカは通常、磁石、コイル、弾性台座、及び放音孔で構成されており、作動原理は電子信号をコイルに伝送し、電磁誘導を生じて誘導電流を形成し、弾性台座を通じて放音孔から発声する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
然しながら、可動コイル型スピーカは成熟した技術とはいえ、体積が嵩張り、消費電力が大きく、しかも磁気妨害を受け易いことから、ダウンサイジングやポータブルな電子装置には適さない。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、体積が小さく、消費電力が小さい等の長所を備え、しかもその構造を簡素化して組立てが容易な振動スピーカを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る振動スピーカは、
上カバーと、
前記上カバーと下カバーで収容スペースを定義する下カバーと、
前記収容スペースに設けた少なくとも１つのトランスデューサであって、前記各トランスデューサは導電片を含み、前記導電片の第１表面に第１スマート・マテリアル層を塗布し、前記第１スマート・マテリアル層上に第１電極層を形成するものと、
少なくとも１つの突出部を備えた少なくとも１つの導電端子であって、前記突出部が前記トランスデューサに跨設して押圧し、前記導電端子と前記第１電極層が密着して導通するが、前記導電片とは電気的に接触しないものとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、体積が小さく、消費電力が小さい等の長所を備え、しかもその構造を簡素化して組立てが容易な振動スピーカが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における振動スピーカの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態における振動モジュールの分解図である。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態におけるユニモルフ（unimorph）の断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態におけるユニモルフの透視図である。
【図１Ｅ】本発明の第１実施形態における導電端子の透視図である。
【図１Ｆ】本発明の第１実施形態における上カバーの下表面の透視図である。
【図１Ｇ】本発明の第１実施形態における別の導電端子の透視図である。
【図１Ｈ】本発明の第１実施形態における別の導電端子の透視図である。
【図１Ｉ】本発明の第１実施形態における別の導電端子の透視図である。
【図２Ａ】各種導電リングの透視図である。
【図２Ｂ】各種導電リングの透視図である。
【図２Ｃ】各種導電リングの透視図である。
【図２Ｄ】各種導電リングの透視図である。
【図２Ｅ】各種導電の第３位置決め柱の透視図である。
【図２Ｆ】各種導電の第３位置決め柱の透視図である。
【図２Ｇ】各種導電の第３位置決め柱の透視図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるバイモルフ（bimorph）の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態における振動モジュールの分解図である。
【図５Ａ】本発明の第４実施形態における振動モジュールの分解図である。
【図５Ｂ】本発明の第４実施形態における導電端子の透視図である。
【図６】２つの実施形態を組合せて形成された振動モジュールの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
まず、本発明の振動スピーカの第１実施形態について説明する。本発明の実施形態における振動スピーカにつき、図１Ａは本発明の第１実施形態における振動スピーカの概略図である。本実施形態では、振動スピーカは主に振動モジュール１０と駆動モジュール１１を含む。駆動モジュール１１は導線（図示せず）で振動モジュール１０を駆動することができる。振動モジュール１０が振動板（図示せず）に接触すると、振動スピーカの機械エネルギーが振動板に伝達されて、ユーザは生じた音波を聞き取ることができる。なお、本実施形態における振動モジュール１０と駆動モジュール１１の形状及び対向する位置は実際のニーズに応じて調整することができる。
【００１０】
図１Ｂは本発明の第１実施形態における振動モジュール１０の分解図で、主として下カバー１０１、少なくとも１つの導電端子１０２、少なくとも１つのトランスデューサ１０３、及び上カバー１０４を含む。下カバー１０１と上カバー１０４で導電端子１０２とトランスデューサ１０３を収容するための収容スペースを定義する。本実施形態におけるトランスデューサ１０３は単一のユニモルフ(unimorph)を含み、その断面図は図１Ｃに示され、透視図は図１Ｄである。
本実施形態におけるトランスデューサ１０３は導電片１０３１を含み、導電片１０３１の第１（上）表面に第１スマート・マテリアル層１０３２を塗布すると共に、第１スマート・マテリアル層１０３２上に第１電極層１０３３を形成する。前記スマート・マテリアル層１０３２のスマート・マテリアル（smart material）は圧電材料（piezoelectric material）、電気活性ポリマ（Electro-Active Polymer, EAP）、形状記憶合金（Shape Memory Alloy, SMA）、磁気歪み材料（Magnetostrictive Material）、電歪材料（Electrostrictive Material）等でよい。
【００１１】
図１Ｂに示されるように、本実施形態における導電端子１０２はトランスデューサ１０３に跨設して押圧する。このうち、導電端子１０２は少なくとも１つの突出部（例：Ｕ字形断面）を備える。こうして、導電端子１０２は第１電極層１０３３と密着して導通可能となるが、導電片１０３１とは電気的に接触しない。駆動モジュール１１は、さらに導線（図示せず）でそれぞれ導電端子１０２と導電片１０３１に電気的に接続されて、トランスデューサ１０３を駆動する。
【００１２】
図１Ｂによれば、下カバー１０１はトランスデューサ１０３の側辺に密着する２本の第１位置決め柱１０１１を備え、さらに下カバー１０１はトランスデューサ１０３のもう一方の側辺に密着する２本の第２位置決め柱１０１２を備える。前記第１位置決め柱１０１１はそれぞれ前記第２位置決め柱１０１２と対向する。
【００１３】
図１Ｄに示されるように、本実施形態におけるトランスデューサ１０３の中央領域両側の少なくとも何れか一側に、導電片１０３１から延出する突起１０３１Ｂを備える。前記突起１０３１Ｂは２本の第１位置決め柱１０１１の間、又は２本の第２位置決め柱１０１２の間に挟まる。
【００１４】
図１Ｅは本発明の第１実施形態における導電端子１０２の透視図である。図１Ｂと図１Ｅでは、本実施形態における導電端子１０２の両端は、２本の第１位置決め柱１０１１の間と２本の第２位置決め柱１０１２の間にそれぞれ挟持され、前記トランスデューサ１０３上に跨設して押圧する。また、２本の第１位置決め柱１０１１の間にそれぞれ挟まるように、導電端子１０２の両側にそれぞれ弧状角度１０２１（又は凹状角度）をつける。
【００１５】
さらに、本実施形態の下カバー１０１は、トランスデューサ１０３の他側に対向する２本の第１位置決め柱１０１１に近傍する１本の第３位置決め柱１０１３を含むことも可能である。導電端子１０２は２本の第１位置決め柱１０１１の間を通り抜けて、２本の第１位置決め柱１０１１に挟持され、トランスデューサ１０３上に跨設して押圧する。また、本実施形態における導電端子１０２の一端に、第３位置決め柱１０１３に嵌め込む開孔１０２２を有する。
【００１６】
図１Ｆは上カバー１０４の下表面の透視図である。上カバー１０４は、位置が下カバー１０１の２本の第１位置決め柱１０１１に対応する少なくとも１対の第１柱孔１０４１を備える。上カバー１０４は、位置が下カバー１０１の２本の第２位置決め柱１０１２に対応する少なくとも１対の第２柱孔１０４２を備える。また、上カバー１０４は、位置が下カバー１０１の第３位置決め柱１０１３に対応する少なくとも１つの第３柱孔１０４３をも備えることができる。
【００１７】
本実施形態における導電端子１０２の突出部の厚みは、トランスデューサ１０３と、下カバー１０１又は上カバー１０４との間の距離を調整して、トランスデューサ１０３が駆動モジュール１１に駆動される際に下カバー１０１や上カバー１０４に衝突して雑音が生じないよう適宜選択することができる。
図１Ｇは別の導電端子１０２の透視図で、その上、下側には何れも突出断面を備えることから、前述の衝突現象を回避するよう、導電端子１０２の厚みを効果的に増すことができる。図１Ｈのように、図１Ｇの導電端子１０２は２つを組合せてなることも可能である。図１Ｉのように、図１Ｇの導電端子１０２の突出部は中身の詰まった芯でもよい。本実施形態では、さらに下カバー１０１又は上カバー１０４が導電端子１０２に対応する位置に、凸部１０１４（図１Ｂ）又は凸部１０４４（図１Ｆ）を設けて、同様に前述の衝突現象を回避することができる。
【００１８】
本実施形態における正電極と負電極は下記の方法で導線がそれぞれ駆動モジュール１１に接続される。最初の電極接続方法は溶接方法で、はんだで全ての導電端子１０２を電気的に一緒に接続し、且つ、はんだで全てのトランスデューサ１０３の突起１０３１Ｂを電気的に一緒に接続する。２番目の電極接続方法は導電リング１０５を使用し、図２Ａのように、第３位置決め柱１０１３に嵌設し、前記導電端子１０２と電気的に接続して、第１電極層１０３３の電気特性を導き出す。本実施形態における導電リング１０５は図２Ａに限定されず、図２Ｂ、図２Ｃ、又は図２Ｄのように適宜変更が可能である。３番目の電極接続方法は導電する第３位置決め柱１０１３使用し、つまり、第３位置決め柱１０１３は導体である。例えば、図２Ｅではネジを示しており、上カバー１０４から第３柱孔１０４３を貫通して、第３位置決め柱１０１３に開けたネジ孔に螺設する。導電する第３位置決め柱１０１３は図２Ｆのようなスタッドボルト、又は図２Ｇのようなコイルバネでもよい。
【００１９】
上記の第１実施形態では、導電端子１０２はトランスデューサ１０３の固定支点とされ、同時にトランスデューサ１０３が駆動される際の振動支点ともされる。トランスデューサ１０３が駆動モジュール１１に駆動されて振動が生じると、導電端子１０２（即ち、支点）の箇所に慣性力が生じ、下カバー１０１と振動板に伝動されて音声が生じる。また、振動モジュール１０の組立てが完了すると、導電端子１０２はトランスデューサ１０３を固定することができる。
【実施例２】
【００２０】
次は、本発明の振動スピーカの第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態における振動モジュールは第１実施形態における振動モジュール（図１Ｂ）に類似しており、相違点は本実施形態におけるトランスデューサ１０３が単一バイモルフ(bimorph)を使用していることである。図３は本発明の第２実施形態におけるバイモルフの断面図である。本実施形態のトランスデューサ１０３は導電片１０３１を含み、導電片１０３１の第１（上）表面に第１スマート・マテリアル層１０３２を塗布し、スマート・マテリアル層１０３２上に第１電極層１０３３を塗布する。また、導電片１０３１の第２（下）表面に第２スマート・マテリアル層１０３４を塗布し、第２スマート・マテリアル層１０３４下に第２電極層１０３５を形成する。本実施形態は２つの導電端子１０２を含み、それぞれトランスデューサ１０３の上下にあって第１電極層１０３３と第２電極層１０３５に密着する。
【実施例３】
【００２１】
次は、本発明の振動スピーカの第３実施形態について説明する。図４は本発明の第３実施形態における振動モジュール１０の分解図である。本実施形態は第２実施形態に類似しており、相違点は本実施形態におけるトランスデューサ１０３は（垂直に）積層された２つ（又は２つ以上）のバイモルフを使用し、各トランスデューサ１０３の上、下、及び鄰接するトランスデューサ１０３の間に少なくとも１つの導電端子１０２を設ける。本実施形態は複数個の導電リング１０５（図２Ａ）の使用が可能であり、第３位置決め柱１０１３に嵌設して、それぞれ２つの鄰接する導電端子１０２の間に挟まって、前記導電端子１０２を電気的に接続する。
【００２２】
図５Ａは本発明の第４実施形態における振動モジュール１０の分解図である。本実施形態は第２実施形態に類似しており、相違点は本実施形態におけるトランスデューサは（水平に）並列にされた２つ（又は２つ以上）のバイモルフを使用し、トランスデューサ１０３の上下が導電端子１０２に密着していることである。本実施形態では、並列で鄰接するトランスデューサ１０３に対応する導電端子１０２は、第３位置決め柱１０１３の共用が可能で、並列で鄰接するトランスデューサ１０３の間に設けられる。こうして、図５Ｂのように、元々鄰接する２つの導電端子１０２を単一の導電端子１０２に整合することができる。本実施形態は導電リング１０５（図２Ａ）の使用も可能で、第３位置決め柱１０１３に嵌設して、導電端子１０２と電気的に接続する。
【００２３】
上述の各種実施形態は単独でも組合せでも使用できる。図６の例示は第３実施形態（図４）と第４実施形態（図５Ａ）の組合せで、即ち、（垂直に）積層された２つ（又は２つ以上）のトランスデューサ１０３を使用し、且つ（水平に）並列にされた２つ（又は２つ以上）のトランスデューサ１０３を使用する。
【００２４】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：振動モジュール
１１：駆動モジュール
１０１：下カバー
１０１１：第１位置決め柱
１０１２：第２位置決め柱
１０１３：第３位置決め柱
１０１４：凸部
１０２：導電端子
１０２１：弧状角度
１０２２：開孔
１０３：トランスデューサ
１０３１：導電片
１０３１Ｂ：突起
１０３２：第１スマート・マテリアル層
１０３３：第１電極層
１０３４：第２スマート・マテリアル層
１０３５：第２電極層
１０４：上カバー
１０４１：第１柱孔
１０４２：第２柱孔
１０４３：第３柱孔
１０４４：凸部
【図１Ａ】
2013141191.tif 000003
【図１Ｂ】
2013141191.tif 000004
【図１Ｃ】
2013141191.tif 000005
【図１Ｄ】
2013141191.tif 000006
【図１Ｅ】
2013141191.tif 000007
【図１Ｆ】
2013141191.tif 000008
【図１Ｇ】
2013141191.tif 000009
【図１Ｈ】
2013141191.tif 000010
【図１Ｉ】
2013141191.tif 000011
【図２Ａ】
2013141191.tif 000012
【図２Ｂ】
2013141191.tif 000013
【図２Ｃ】
2013141191.tif 000014
【図２Ｄ】
2013141191.tif 000015
【図２Ｅ】
2013141191.tif 000016
【図２Ｆ】
2013141191.tif 000017
【図２Ｇ】
2013141191.tif 000018
【図３】
2013141191.tif 000019
【図４】
2013141191.tif 000020
【図５Ａ】
2013141191.tif 000021
【図５Ｂ】
2013141191.tif 000022
【図６】
2013141191.tif 000023