JP2006303675A - 振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】振動モータを配置しながらも、後気室を十分設けられるようにして十分な音圧が得られるようにする。
【解決手段】放音孔を有する前気室６、該前気室より大きい容積の後気室７の間に気密弾性部材５を介して圧電セラミックスピーカ部を配したもので、後気室の平面部に扁平振動モータＭを後気室を構成する印刷配線板８の厚みを少なくとも一部利用して取り付けたもので、扁平振動モータはこの印刷配線板に後気室内に一部が露出されるように取り付けられると共に、スピーカ駆動回路部材が配置される。
【選択図】図１

Description

この発明は、携帯機器を用いて好適な振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカに関する。

近年、携帯機器の普及はめざましく、これらの機器に使用されるスピーカも一般的に呼びならされているマイクロスピーカ（電磁音響変換器）に変わり、簡便な圧電スピーカが採用されるようになった。
これらの携帯機器の無音報知手段として偏心させたロータにより遠心力振動が簡単に得られる直流モータが多用されている。
マイクロスピーカ（電磁型）は、径方向サイズが小型にできる利点があるが、縦方向振動を利用するので薄型化に難点がある。
最近では、扁平な振動モータをマイクロスピーカの励磁マグネットの磁力を受ける中央ポールとして、合体させるようにしたものが提案されている。 このようにすると、スピーカの横方向に振動モータを配置する空間が不要となる利点がある。（特許文献１、２参照）
しかしながら、このようなものはコアード型モータのため薄型には限界があり、いずれもスピーカの励磁マグネットの磁界がモータ側に影響を及ぼす嫌いがある。特にマグネットの方が回転するブラシレスモータでは、この影響が大きく、起動トラブルにもなりやすい。
一方、圧電型スピーカは、薄いものができる反面、出力を落とさないようにするには、径方向サイズが大になりやすく、携帯機器の平面的な占有面積が大きく、無音報知手段として振動モータが別に備えられるため、この２種の部材が、平面的に携帯機器の設計上においての制約があった。
圧電素子を扁平モータのケースに載置するものも提案されている。（特許文献３参照）
しかしながら、このようなものはモータケースに放音孔を設けたものでモータケースの上下撓み振動を利用しているが、ケース自体の剛性のため撓みも少なく、前気室がモータ内部となるので、外方に音圧が発生しにくい。
一般的に、圧電スピーカは、音圧を大にするには、径方向のサイズを大にせざるを得ない。現在では、電磁型スピーカ並みの音圧を得るには、いくら素子自体を薄くしてラミネートして効率を上げようと試みても、金属箔を押さえ込まないように構成する必要があるので径方向サイズは直径２０ｍｍ程度が限界である。
一方、振動モータの方は、極限まで小型薄型が図られ、直径１０ｍｍ高さ２ｍｍのものは振動量を確保しながらでも容易に実現できるようになっている。
特開２００２−２１９４１０号公報 ＵＳ６６６５４１６ Ｂ１ 号公報 特開２０００−７０８５７号公報

そこで、この発明は扁平型振動モータの厚みに着眼し、該モータの配置に工夫して振動モータを配置しながらも、後気室を十分に設けられるようにして十分な音圧が得られる振動モータ付き圧電スピーカを提供しようとするものである。

上記課題を解決するには、請求項１に示すように放音孔を有する前気室と後気室の間に気密弾性部材を介して圧電セラミックスピーカ部を配してなる圧電セラミックスピーカであって、前記後気室の平面部に扁平振動モータを後気室を構成するハウジングの厚みを少なくとも一部利用して取り付けたもので達成できる。
具体的には、請求項２に示すように前記前気室は放音孔以外は気密弾性部材で密閉され、前記扁平振動モータが取り付けられる後気室のハウジングは一部が印刷配線板で形成され、該扁平振動モータはこの印刷配線板に後気室内に一部が露出されるように取り付けられると共にスピーカ駆動回路部材が配置されているものがよい。
さらに、請求項３に示すように前記圧電スピーカ部は給電端子部が側方に導出されてスプリングコンタクトで入力されるものでもよい。
そして、請求項４に示すように前記扁平振動モータは側方に取り付け脚部が設けられ、前記ハウジングに弾性体を介して取り付けられ、前記フランジ型取り付け脚部を介して空気が流出入されるように構成したものがよい。

請求項１に示す発明では、振動モータの厚みが一部無視できるので、振動モータを合体しながらも薄型な圧電スピーカが得られる。
請求項２に示す発明では、振動モータや他の電子部品がリフローで印刷配線板に取り付けができるので、組立が容易となる。
請求項３に示す発明では、リード線が不要となり接触型給電ができる。
請求項４に示す発明では、実質的に後気室の容積が大にできる。

放音孔を有する前気室と、該前気室より大きい容積の後気室の間に気密弾性部材を介して圧電セラミックスピーカ部を配してなる圧電セラミックスピーカであって、前記後気室の平面部に扁平振動モータを後気室を構成するハウジングの厚みを少なくとも一部利用して取り付けたもので、前記前気室は放音孔以外は、気密弾性部材で密閉され、前記扁平振動モータが取り付けられる後気室のハウジングは一部が印刷配線板で形成され、該扁平振動モータはこの印刷配線板に後気室内に一部が露出されるように取り付けられると共に、スピーカ駆動回路部材が配置される。
図１はこの発明の圧電スピーカの要部断面図である。（実施例１）
図２はこの発明の圧電スピーカの別の実施の形態の要部断面図である。（実施例２）
図３はこの発明の圧電スピーカの第３の実施の形態の要部断面図である。（実施例３）

図１において、この発明の圧電スピーカは、スピーカ部Ｓの構成として薄いニッケル合金箔１の両面にそれぞれ薄くラミネートされ表面に銀電極が印刷された圧電セラミック素子２、３が接着されたもので、さらに、この圧電セラミック素子２、３の表面にはそれぞれ銅箔電極２ａ、３ａが配され粘着フイルム２ｂ、３ｂで押さえられて前記銀電極に接触するようになっている。これによって圧電セラミックは半田付けで給電するのでないので、熱劣化が防げる。ここで、銅箔電極は、接触性と減衰性を回避するために、表面に微少な突起を多数形成してあってもよい。
前記薄いニッケル合金箔１は、振動が殺されないように前記圧電セラミック素子２、３の外周より大となっており、その外周は、シリコンゴムのような柔軟な弾性接着剤Ｒを介して比較的厚手のアルミニウム製補強リング２３で保持され、他方の電極を形成して側方に導出されるようになっている。
携帯機器の筐体４は強度のあるマグネシウム合金、もしくは合成樹脂で形成され、放音孔４ａは異物進入を防止する効果と音圧効果を含めてサイズ、数量が定められ、この放音孔４ａの部分は適正な音圧を得るために図示するように他の部分より厚みはできるだけ薄くするのが望ましい。
スピーカ部は、気密効果のあるリング状で両面粘着部材のあるゴム状弾性体（商品名ポロン）５を介して前記筐体４に配される。このスピーカ部Ｓを間にして放音孔４ａのある前気室６と振動モータＭが配置された印刷配線板８がある後気室７が構成される。

この印刷配線板８には、振動モータＭが装着される取り付け用透孔８ａが空けられ、圧電スピーカ、振動モータなどを駆動する電子部材Ｄと共に振動モータＭがクッション部材８ｂを介して前記透孔８ａに挿入され、フランジＭａを利用してリフローで載置される。
この印刷配線板８は外縁で前記筐体４とハウジングＨを構成するブラケット９で挟持される。印刷配線板８には、リング状の支柱８ｃが取り付けられ、この支柱８ｃにゴム質弾性部材８ｄを介して前記スピーカ部Ｓが前記支柱の先端が前記気密効果のあるリング状のゴム状弾性体５につき当たるようにして保持される。
図中、８ｅ、８ｆは後気室の容積を前記前気室に比べて大にするために設けた通気口で複数個設けてもよい。これによってスピーカ部から発生する振動空気圧は後気室で圧縮されなくなって殺されなくなり、十分な音圧が得られる。
また、２３ｅは圧電素子２、３に入力するための給電リードで、図示は一対の内１本で記載されているが、前記給電電極２ａ、３ａに連結されている。
振動モータＭはこのように載置することによって、厚み方向が一部犠牲にならないようにできる。
また、振動モータはクッション部材８ｂが介挿されているので、遠心力振動が殺されなくなり、体感振動が向上する。

図２に示すものは、前記実施例１の変形で、給電手段を非半田型接触電極にしたものである。印刷配線板８の給電パターン８ｇとスピーカ部の給電電極２ａ、３ａは、共に金メッキされ、やはり金メッキされたコイルスプリング２８で接続される。ここで、他の部材は、実施例１と同等のため、同一符号を付してその説明を省略する。
このようにすれば、機器製造側では組立が容易となる。

図３に示すものは、薄型化のためにスピーカ部に弾性体を介して振動モータを一体化したもので、後気室は、主に振動モータの側方を利用したもので、電子部材も側方に配したものである。すなわち、スピーカ部Ｓ１の配置は、前記実施例１と同様であるが、振動モータＭ１は、ここではスピーカ部Ｓ１に対して直径が半分の１０ｍｍ程度のものであるので、側方から延設したフランジＦ１をもって前記のような弾性部材８ｂを介して取り付けられる。ここで前記弾性部材８ｂは後気室Ｂ１の容積を確保するために全周に用意する必要はなく、気密性も必要はない。
ここでは、スピーカ部を構成する振動板は金属箔でなく、音響効果の高い合成樹脂フイルム１１で圧電セラミック素子のない部位にしわやうねりを持たせて構成するのがよい。
このようにすると、十分な音圧が期待でき、その分、圧電セラミック素子の径を小にでき、全体として小型にできる。
ここで、前記フランジＦ１には、通気口Ｆａが空けられ、取り付け支柱に空けられた通気口８８ｅを介して側方に空気が流出入するので、後気室の実効容積が大にすることができ、薄型にしても後気室を十分確保できる。
また、モータＭ１と圧電スピーカ部Ｓ１に給電するのは、フレキシブル基板ｆ１、ｆ２
が用いられる。
前記振動モータは、厚み方向がブラケット９９に一部食い込んでいるので、振動モータを配置するにあたって厚みが犠牲にならなくなる。

この発明の振動モータは、扁平型であればよく、スピーカ部に磁界がないので、電磁型スピーカのように外部磁界の影響を受けやすいブラシレスモータでも採用できる。
前記実施例では、いずれも筐体として携帯機器の外箱を利用したが、別に圧電スピーカユニットにしてもよい。このようなものを携帯に取り付けてもよい。
この発明は、その技術的思想、特徴から逸脱することなく、他のいろいろな実施の形態をとることができる。そのため、前述の実施の形態は単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。この発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には拘束されない。

この発明の圧電スピーカの要部断面図である。（実施例１） この発明の圧電スピーカの別の実施の形態の要部断面図である。（実施例２） この発明の圧電スピーカの第３の実施の形態の要部断面図である。（実施例３）

符号の説明

Ｓ、Ｓ１ スピーカ部
１ 金属箔
１１ 合成樹脂箔
２、３ 圧電セラミック素子
４ 筐体
５ 気密弾性体
６ 前気室
７ 後気室
８ 印刷配線板
８ｅ、８ｆ、８８ａ、Ｆａ 通気口
９、９９ ブラケット
Ｍ 振動モータ

Claims (4)

1. 放音孔を有する前気室と、該前気室より大きい容積の後気室の間に気密弾性部材を介して圧電セラミックスピーカ部を配してなる圧電セラミックスピーカであって、前記後気室の平面部に扁平振動モータを後気室を構成するハウジングの厚みを少なくとも一部利用して取り付けたことを特徴とする振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカ。
2. 前記前気室は放音孔以外は、気密弾性部材で密閉され、前記扁平振動モータが取り付けられる後気室のハウジングは一部が印刷配線板で形成され、該扁平振動モータはこの印刷配線板に後気室内に一部が露出されるように取り付けられると共に、スピーカ駆動回路部材が配置されている請求項１に記載の振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカ。
3. 前記圧電スピーカ部は給電端子部が側方に導出されてスプリングコンタクトで入力される請求項１に記載の振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカ。
4. 前記扁平振動モータは側方にフランジ型取り付け脚部が設けられ、前記ハウジングに弾性体を介して取り付けられ、前記フランジ型取り付け脚部を介して空気が流出入されるように構成した請求項１に記載の振動報知手段を備えた圧電セラミックスピーカ。

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