JP4302857B2

JP4302857B2 - 圧電発音器

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Publication number: JP4302857B2
Application number: JP2000143162A
Authority: JP
Inventors: 昇三西山
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: JP2001326997A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、矩形状の圧電素子を用いた圧電発音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
矩形状の圧電素子を用いる圧電発音器も、既存の圧電発音器と同様に、圧電振動子とこの圧電振動子を支持する振動子支持構造とを備えている。圧電振動子は、矩形状の圧電素子と、この圧電素子の表面上に接合された表面電極と、圧電素子の裏面上に接合された裏面電極とを有している。そしてこの圧電振動子は、ケース内に配置されて、ケースの内部で圧電振動子の表面側に位置する音響空間と裏面側に位置する音響空間とが連通しないように振動子支持構造によって気密に支持されている。このような構造を備えた圧電発音器としては、例えば特開平１１−３５５８９０号公報、特開平９−２７１０９６号公報等に開示されたものがある。
【０００３】
特開平１１−３５５８９０号公報に開示された圧電発音器は、圧電振動子の長手方向の両端部が、導電性の支持部材を用いて固定され、圧電振動子の長手方向に沿う一対の縁部が、圧電振動子の裏面側に形成されている音響空間で発生した音が圧電振動子の表面側に形成されている音響空間に回り込まないように、可撓性を有するシリコーンゴム等で封止されている。
【０００４】
また特開平９−２７１０９６号公報に開示された圧電発音器は、矩形状の窓部を有する樹脂板の窓部の周縁部に、ダイアフラムに矩形状の圧電素子が接合されなる圧電振動子のダイアフラムの外周部を貼り合わせ、この樹脂板の長手方向に沿う一対の長辺を一対の支持体（振動子支持構造）で支持した構造を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの構造では、圧電振動子を固定するための接着剤と音響空間を分離するための接着剤との２種類の接着剤が必要となる。このため、製造工程で各接着剤の塗布工程が必要であり、接着剤の硬化時間が必要となるため、製造時間が増加して生産効率が悪かった。
【０００６】
また従来の構造では、圧電振動子と端子部との電気的な接続に被覆リード線を用い、被覆リード線の導体部を圧電振動子の電極部に半田付けにより接合していた。しかしながら被覆リード線を半田付けする作業は、作業性が悪く、自動化が非常に困難であった。また半田付けで用いるコテの先端温度は、２５０〜３５０℃と高く、このような高い温度が圧電素子に加わると圧電素子にクラックを発生させるおそれがある。また圧電素子に急激な温度差を与えると、圧電性が消失する危険性がある。また被覆リード線に代えてバネ性金属端子を用いて、接触だけで電気的な接続を図ることも考えられる。しかしながらこのようなバネ性金属端子を小型のケース内に配置することは設計が難しく、ケースの厚みを厚くする必要があるために、薄型化に難しい問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、製造が容易な圧電発音器を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的は、圧電素子の圧電性を消失させることなく、製造できる圧電発音器を提供することにある。
【０００９】
本発明の目的は、薄型化を図ることができる圧電発音器を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、表面実装化が容易な圧電発音器を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、音圧が高い圧電発音器を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、量産性に優れた圧電発音器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形状の圧電素子、圧電素子の表面上に接合された表面電極及び圧電素子の裏面上に接合された裏面電極を有する圧電振動子と、圧電振動子の表面側に位置する音響空間と裏面側に位置する音響空間とを連通させないようにして圧電振動子を支持する振動子支持構造とを具備する圧電発音器を改良の対象とする。本発明で用いる振動子支持構造は、絶縁材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、シート部材の外周部が接合される枠状部分を有するベース部材とを有する。シート部材としては、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性を有する合成樹脂シートを用いることができる。そして本発明では、このシート部材の表面上には、圧電振動子の裏面電極と電気的接続される部分と該部分に接続された第１の入力電極とが一体になった第１の導電体が接合されており、またこのシート部材には表面電極が電気的に接続される第２の入力電極を構成する第２の導電体も接合されている。これらの導電体は、銅箔等の金属箔により形成することができる。またメッキ、スパッタリング等によりこれらの導電体を形成することもできる。更にこれらの導電体を銀レジンペーストなどの導電性レジンペーストを用いて形成することもできる。
【００１４】
本発明においては、圧電振動子の表面電極と第２の導電体とに跨って導電性レジンペーストを塗布し且つこれを硬化して形成した電極接続用導電性接続部により、表面電極と第２の導電体とを接続する。可撓性を有するシート部材は、その撓み性から圧電振動子の振動を阻害することはない。このようにすると、リード線や端子金具を用いた接合に比べ、圧電発音器の全体の厚み寸法を薄くすることができる。またリード線や半田を用いないので、製造の自動化が容易になり、半田付け時の熱により圧電素子の圧電性が消失するのを防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明の圧電発音器のより具体的な態様では、矩形状の圧電素子、圧電素子の表面上に接合された表面電極及び圧電素子の裏面上に接合された裏面電極を有する圧電振動子と、圧電振動子の表面側に位置する音響空間と裏面側に位置する音響空間とを連通させないようにして圧電振動子を支持する振動子支持構造とを具備する。そして振動子支持構造を、絶縁樹脂材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、シート部材の裏面の外周部が接合される枠状部分及び枠状部分によって囲まれて圧電振動子の振動を許容する凹部または窓部を備えた絶縁材料からなるベース部材とから構成する。この場合も、シート部材の表面上には、圧電振動子の裏面電極と電気的接続される部分と該部分に接続された第１の入力電極とが一体になった第１の導電体と、表面電極が電気的に接続される第２の入力電極を構成する第２の導電体とを接合し、表面電極と第２の導電体とを、導電性レジンペーストを両者に跨って塗布し且つこれを硬化して形成した電極接続用導電性接続部により接続する。
【００１６】
ベース部材の枠状部分とシート部材の裏面とを接合する場合は、接着剤により接合してもよい。またベース部材の少なくとも枠状部分及びシート部材を溶着可能な合成樹脂材料により形成する場合は、シート部材と枠状部分とを熱溶着または超音波振動溶着により接合すればよい。
【００１７】
第１及び第２の導電体を金属箔により形成する場合において、第１の導電体の端面が第２の導電体側に露出しているような場合には、電極接続用導電性接続部の下に導電性接続部と第１の導電体との短絡を阻止する絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成するのが好ましい。なお第１の導電体の裏面電極を構成する部分に、第１の導電体と接触しないようにして第２の導電体が部分的に入り込む導電体受け入れ凹部を形成し、電極接続用導電性接続部が表面電極と導電体受け入れ凹部の外側に位置する第２の導電体間に直接形成するようにすれば、導電性接続部と第１の導電体との短絡防止のために形成する絶縁層を設ける必要がなくなり、製造工程を少なくできて、製品の価格を下げることが可能になる。
【００１８】
シート部材が薄くなればなるほど、ベース部材にシート部材を接合する場合に、シート部材にはしわ等が発生し、接合し難くなる場合がある。このようなときは、シート部材の表面に、シート部材の外縁部に沿い且つ第１及び第２の導電体と電気的に接続しないように補強用導電体を形成すればよい。なお第１及び第２の導電体並びに補強用導電体は金属箔により形成することができる。この場合、補強用導電体は第１の導電体または第２の導電体の一方と連結されていても問題はない。
【００１９】
さらに第１の導電体と補強用導電体との間に位置するシート部材の部分を、圧電振動子の振動を許容するように蛇腹状に形成すれば、この部分の変形が容易になり、シート部材を用いる場合でも、圧電振動子を十分に振動させることができる。
【００２０】
表面実装型の圧電発音器を構成する場合には、ベース部材には、枠状部分にシート部材が接合された状態でシート部材の外側に位置する部分に、第１の入力電極及び第２の入力電極と電気的に接続される第１及び第２の実装用端子部を設ける。そして第１の入力電極及び第２の入力電極と第１及び第２の実装用端子部とを、導電性レジンペーストを両者に跨って塗布し且つこれを硬化して形成した端子接続用導電性接続部により接続する。このようにすれば、表面実装型の圧電発音器の実装用端子部と圧電振動子との電気的な接続を容易に行える上、表面実装型の圧電発音器の構造が簡単になる。
【００２１】
なお電極接続用導電性接続部と端子接続用導電性接続部とを一緒に形成すると、圧電発音器の製造工数を少なくすることができる。
【００２２】
また圧電振動子を覆うカバー部材をベース部材に固定し、このベース部材とカバー部材とによりケースを構成するのが好ましい。このようにすると、ベース部材がケースの一部を構成するため、部品点数が少なくなって、製造コストを下げることができる。
【００２３】
圧電発音器は、使用していないとき、温度差や衝撃により自発分極電荷が発生し、この電荷で圧電素子が電気的に破壊されるおそれがある。このような場合には、電極接続用導電性接続部と並列に振動時の圧電素子の抵抗値よりも大きな抵抗値を有する印刷抵抗体を設けておく。このようにすると圧電素子で発生した自発分極電荷はこの抵抗体を通して放電されるので、圧電素子が電気的に破壊されるのを防止することができる。
【００２４】
より高い音圧やより広い周波数帯域を得るためには、複数の圧電素子を併用することになる。このような複数の圧電素子を併用する場合には、複数の凹部または窓部を有するベース部材と、ベース部材に接合され且つ絶縁材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、ベース部材の複数の凹部または窓部に対応するシート部材の複数の可撓領域の表面上に形成された複数の導電部分と、複数の導電部分の上に裏面電極が接合された複数の矩形状の圧電素子と、複数の圧電素子の表面にそれぞれ接合された複数の表面電極と、シート部材の表面に形成された第１及び第２の入力電極と、シート部材の表面に形成されて複数の導電部分と第１の入力電極とを電気的に接続する第１の接続パターンと、シート部材の複数の可撓領域の表面またはその近傍に形成された複数の接続用電極と、シート部材の表面に形成されて複数の接続用電極と第２の入力電極とを電気的に接続する第２の接続パターンと、導電性レジンペーストを複数の表面電極と複数の接続用電極とに跨って塗布し且つこれを硬化して形成して複数の表面電極と複数の接続用電極とをそれぞれ接続する複数の電極接続用導電性接続部と、ベース部材に対して取付けられ複数の圧電素子に個別に対応する複数の音響空間を形成する構造を備えたカバー部材とから圧電発音器を構成する。この場合、各圧電振動子の共振周波数と複数の音響空間のそれぞれの共振周波数を適当に選択することにより、１つの圧電振動子を用いる場合と比べて、圧電発音器の音圧を高くして、しかも周波数帯域を広げることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の圧電発音器の構成を示す分解斜視図である。なお図１では、後述するカバー部材とベース部材と分離した状態を示している。図１において、符号１で示した部材は圧電振動子である。圧電振動子１は、ＰＴＺ等の圧電セラミックスよりなる矩形状の圧電素子３と、この圧電素子３の表面上に接合された表面電極５と、圧電素子３の裏面上に接合さた裏面電極７（図面上は示されていない。）とから構成されたユニモルフ型の圧電振動子である。表面電極５及び裏面電極７は、例えばガラスペーストに銀の粉末を混練してなる導電性ペーストを圧電素子３の両面に印刷し、これを焼成して形成する。圧電素子３には、表面電極５と裏面電極７との間に直流電圧を印加して予め分極処理が施されている。したがって表面電極５と裏面電極７との間に所定周期のパルス電圧が印加されると、圧電素子３はこの所定の周波数で振動する。
【００２６】
符号９は、圧電振動子１を支持する振動子支持構造を示している。振動子支持構造９は、シート部材１１とベース部材１３とから構成されている。シート部材１１は、矩形形状を有しており、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁または合成樹脂材料からなる厚さ１０〜１００μｍの膜即ちシートでできており、電気的な絶縁性と機械的な可撓性とを備えている。シート部材１１の表面には、例えば銅箔等の金属箔、スパッタや蒸着により形成した薄膜導体（例えば１０〜２５０μｍ）の厚さを有する第１の導電体１５及び第２の導電体１７が形成されている。第１の導電体１５には、圧電素子３の裏面電極７と電気的に接続するように第１の入力電極１９が一体に設けられている。圧電素子３の裏面電極７は、レジン系の接着剤または導電性接着剤を用いて第１の導電体１５の接続部分に接続すればよい。第２の導電体１７は圧電素子３の表面電極５が接続される第２の入力電極を構成している。
【００２７】
圧電素子３の表面電極５と第２の導電体１７とは、電極接続用導電性接続部２３により電気的に接続されている。なお電極接続用導電性接続部２３の下部には、圧電素子３の表面と第２の導電体１７とに跨ってエポキシレジン等の絶縁樹脂材料ペーストを用いて絶縁層２１が形成されている。この絶縁層２１は、電極接続用導電性接続部２３が、第１の導電体１５と接触して短絡を発生するのを防止している。この電極接続用導電性接続部２３は、エポキシレジン等の有機材料に銀粉末，パラジウム粉末等の導電性粉末を混練した導電性レジンペーストから形成される。絶縁層２１を形成するためのエポキシレジン及び導電性レジンペーストは、通常１５０℃以下の温度で硬化できるため、硬化工程において、圧電素子３の圧電性が消失するようなことはない。
【００２８】
シート部材１１は、ベース部材１３の上に接合されている。ベース部材１３はＰＢＴ等のプラスチック絶縁部材により形成されている。ベース部材１３は、矩形の板状本体の表面に輪郭形状が矩形をなす枠状部材２５が一体になった構造を有している。枠状部分２５に囲まれた領域には、窓部または凹部２７が形成されている。この凹部２７は圧電振動子１の振動を許容する深さになっている。枠状部分２５の上面には、シート部材１１の裏面の外周部が接着剤や溶着技術等を用いて接合されている。ベース部材１３の長手方向の両端部には、枠状部材２５の外側に、表面実装用の半田付け用の端子部を構成する第１の実装用端子部２９及び第２の実装用端子部３１が設けられている。これらの実装用端子部２９及び３１は、ベース部材１３にインサート成形されている。第１の実装用端子部２９は第１の入力電極１９と図示しない端子接続用導電性接続部によって電気的に接続される。また第２の実装用端子部３１は、第２の入力電極を構成する第２の導電体１７と図示しない端子接続用導電性接続部によって電気的に接続される。これらの端子接続用導電性接続部は、前述の電極接続用導電性接続部２３と同様に、エポキシレジン等の有機材料に銀粉末，パラジウム粉末等の導電性粉末を混練した導電性レジンペーストから形成される。したがって前述の電極接続用導電性接続部２３を形成する際に、同時に第２の実装用端子部３１と第２の導電体１７とを接続する端子接続用導電性接続部とを同時に形成するようにしてもよい。
【００２９】
符号３３で示した部材は箱型のカバー部材であり、ベース部材１３に接着剤等により接合されている。カバー部材３３をベース部材１３に接合することにより圧電振動子１の前方側に音響空間（前気室）が形成されている。またシート部材１１によって塞がれた枠状部材２５によって囲まれた凹部２７内に圧電振動子１の後方側の音響空間（後気室）が形成されている。そして圧電振動子１が振動することによって発生した音はカバー部材３３の上部に設けられた発音孔３５から外部に放音される。
【００３０】
次に図１に示した圧電発音器の製造方法を製造工程順に説明する。図２（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明の圧電発音器を製造する場合の製造工程を製造工程順に示したものである。まず、ＰＺＴ等の圧電セラミックスからなる圧電素子３の表面に表面電極５を形成し、圧電素子３の裏面に裏面電極７をそれぞれ形成する。次にシート部材１１の表面上に図２（Ａ）の圧電素子３の裏面電極７と電気的に接続する第１の導電体１５と、図２（Ａ）の圧電素子３の表面電極５と電気的に接続する第２の導電体１７とを形成する。
【００３１】
次に図２（Ｃ）に示すように、シート部材１１の表面上に形成した第１の導電体１５の上に圧電素子３の裏面電極７側をレジン系の接着剤または導電性接着剤を用いて貼り合わせる。そして、圧電素子３の表面電極５と第２の導電体１７とを電気的に接続する。接続の方法は、圧電素子３の側面を覆うように有機性の絶縁レジストを塗布して絶縁層２１を形成し、その上から表面電極５と第２の導電体１７とを跨ぐように有機銀からなる導電性のレジンペーストを印刷により塗布し、その後硬化させる。
【００３２】
次に図２（Ｄ）に示すように、図２（Ｃ）で表面上に圧電素子３を貼付けたシート部材１１の外周部を圧電発音器のベースとなるベース部材１３の枠状部分２５に接着剤や熱溶着等を用いて接合する。そして第１の入力電極１７と第１の実装用端子２９との間及び第２の入力電極１９と第２の実装用端子２９との間に，両者に跨るようにして導電性のレジンペーストを印刷により塗布し、その後硬化させて両者間を電気的接続する。最後に図１に示したケース部材３３をベース部材１３に接着剤や熱圧着等により接合させる。
【００３３】
図３は本発明の他の実施の形態で用いるシート部材１１１に圧電振動子１を接合する前の状態の斜視図である。なお、図３の実施の形態において、図１に示した実施の形態を構成する部分と同様の部分には、図１に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態では、圧電振動子１の裏面電極７と電気的に接続される第１の導電体１１５の接続部分に、第１の導電体１１５と接触しないようにして第２の導電体１１７が部分的に入り込むように導電体受け入れ凹部１１６が形成されている。そしてこの導電体受け入れ凹部１１６内に第２の導電体１１７の一部が入り込むようにして形成されている。これらの導電体が形成されたシート部材１１１を用いて、図１及び図２で示した電極接続用導電性接続部２３を表面電極５と導電体受け入れ凹部１１６の外側に位置する第２の導電体１１７間に直接形成するようにすれば、電極接続用導電性接続部２３と第１の導電体１１５との短絡防止のために形成する絶縁層２１を設ける必要がなくなり、製造工程を少なくすることができる。
【００３４】
図４は本発明の他の実施の形態で用いるシート部材２１１の平面図である。このシート部材２１１の表面上には第１の導電体２１５及び第２の導電体２１７が形成されている。そして第１の導電体２１５と第２の導電体２１７とを囲むようにして、シート部材２１１の外縁部に、第１の導電体２１５及び第２の導電体２１７を形成する金属箔と同じ金属箔からなる補強用導電体２５１，２５３が形成されている。この補強用導電体２５１，２５３を設ける理由は以下のとおりである。ベース部材にシート部材２１１を接合する際に、シート部材２１１が薄くなればなるほどシート部材にはしわ等が発生し、接合し難くなる。そこでこのような場合に、図４で示した補強用導電体２５１，２５３を設けてシート部材２１１の外周部の強度を高めると、シート部材２１１の外周部にしわが発生しなくなって、シート部材２１１とベース部材との接合をスムーズに行うことができる。なお、補強用導電体２５１，２５３は第１の導電体１１５あるいは第２の導電体１１７のうちどちらか一方と接続されていても何等問題はない。
【００３５】
図５は本発明の他の実施の形態を説明するために用いる断面図であり、この図は図４のＡ−Ａ線の位置で断面にした断面図である。図５に示したシート部材３１１には、シート部材２１１の第１の導電体２１５と補強用導電体２５１，２５３との間に位置するシート部材２１１の２箇所の部分３５０及び３６０に蛇腹状または波板状の加工が施されている。このような部分３５０及び３６０を設けると、これらの部分の変形が容易になり、圧電振動子を十分に振動させることができる。
【００３６】
図６は、上記の各実施の形態を大量生産する場合に用いる多連のシート部材連結体５５０の一部を示す図である。このシート部材連結体５５０は、ポリイミド等のフレキシブル基板に張られた金属箔にエッチングを施して形成されている。図示のシート部材連結体５５０の幅方向（長手方向と直交する方向）の両端部には、長手方向に所定の間隔をあけて送給用ガイド孔５６０…が形成されている。この送給用ガイド孔５６０…に図示しないガイドローラの外周部に設けられた突起が挿入されて、シート部材連結体５５０は長手方向に送給される。このようなシート部材連結体５５０に対して、圧電振動子を接合し、電極接続用導電性接続部を形成した後に、各シート部材を切り出して、ベース部材に接合される部品を製造すれば、大量生産が容易になる。
【００３７】
なお、上述した各実施の形態において、圧電振動子の表面電極とシート部材の表面上に形成した第１の導電体とを接続する電極接続用導電性接続部に並んで、印刷抵抗体（図示せず）を形成してもよい。この印刷抵抗体の抵抗値は、振動時の圧電素子の抵抗値よりも大きな値にしてある。このような抵抗値の印刷抵抗体を用いるのは、圧電発音器が使用されていないときに、加わる温度差や衝撃により圧電素子に発生する自発分極電荷によって、圧電素子が電気的に破壊されるのを防止するためである。電極接続用導電性接続部と並列にこのような抵抗体を設けておくと、圧電素子で発生した自発分極電荷はこの抵抗体を通して放電されるので、圧電素子が電気的に破壊されるのを確実に防止することができる。
【００３８】
図７（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の他の実施の形態の圧電発音器の構成を説明するために用いる図である。この実施の形態は、より高い音圧と広い周波数帯域を得るために、１つの圧電発音器の中に４つの圧電振動子を組み込んだ構造を有している。図７（Ａ）はベース部材にシート部材を接合させる前の状態の分解斜視図であり、図７（Ｂ）はベース部材にケース部材を接合させる前の状態の分解斜視図であり、図７（Ｃ）はベース部材にケース部材を接合させた状態を示す圧電発音器の斜視図である。
【００３９】
符号７１１で示した部材はシート部材であり、このシート部材７１１は図１に示したシート部材１１と同様に矩形形状を有している。このシート部材７１１も。シート部材１１と同様に、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁または合成樹脂材料からなる厚さ１０〜１００μｍのシートである。このシート部材７１１の表面上には、４つの導電電極７１５ａ〜７１５ｄと４つの接続用電極７１７ａ〜７１７ｄがそれぞれ形成されている。シート部材７１１の表面には第１の入力電極７５１及び第２の入力電極７５３が形成されている。また導電電極７１５ａ〜７１５ｄは、シート部材７１１の表面上に形成された第１の接続パターン７５５によりそれぞれ互いに接続されており、この第１の接続パターン７５５は第１の入力電極７５１と接続されている。また、接続用電極７１７ａ〜７１７ｄは、シート部材７１１の表面上に形成されている第２の接続パターン７５７によりそれぞれ互いに接続されており、この第２の接続パターン７５７は第２の入力電極７５３と接続されている。
【００４０】
符号７０３ａ〜７０３ｄで示した部材は、それぞれ大きさの異なる矩形状の圧電素子であり、各圧電素子７０３ａ〜７０３ｄの表面には表面電極７０５ａ〜７０５ｃが接合され且つ裏面には裏面電極７０７ａ〜７０７ｄ（図示せず）がそれぞれ接合されている。そしてシート部材７１１の導電電極７１５ａ〜７１５ｄの上には圧電素子７０３ａ〜７０３ｄの裏面電極７０７ａ〜７０７ｄがそれぞれ導電性接着剤を用いて接合されている。また圧電素子７０３ａ〜７０３ｄの表面電極７０５ａ〜７０５ｄと接続用電極７１７ａ〜７１７ｄとは、電極接続用導電性接続部７２３ａ〜７２３ｄにより電気的に接続されている。電極接続用導電性接続部７２３ａ〜７２３ｄは、エポキシレジン等の有機材料に銀粉末，パラジウム粉末等の導電性粉末を混練した導電性レジンペーストから形成される。各電極接続用導電性接続部７２３ａ〜７２３ｄの下部には、圧電素子７０３ａ〜７０３ｄの表面と接続用電極７１７ａ〜７１７ｄとに跨ってエポキシレジン等の絶縁樹脂材料ペーストを用いて絶縁層７２１ａ〜７２１ｄが形成されている。
【００４１】
ベース部材７１３はＰＢＴ等のプラスチック絶縁部材により形成されている。ベース部材７１３には、開口面積の異なる４つの凹部または窓部７２７ａ〜７２７ｄがそれぞれ形成されている。この凹部７２７ａ〜７２７ｄは圧電振動子７０１の振動を許容する深さを有している。このシート部材７１１は、ベース部材７１３の上に接着または溶着により接合される。
【００４２】
そしてシート部材７１３を接合したベース部材７１３の上には箱型のカバー部材７３３が接合される。カバー部材７３３の内部には各圧電振動子（または圧電素子）に個別に対応する音響空間を形成する容積の異なる４つの前気室７６１〜７６７がそれぞれ設けられている。カバー部材７３３の上部には前気室７６１〜７６７で発生した音を外部に放音するための発音孔７３５ａ〜７３５ｄがそれぞれ形成されている。
【００４３】
上述した圧電発音器において、各圧電振動子７０１ａ〜７０１ｄの共振周波数ｆ１〜ｆ４と、前気室７６１〜７６７の共振周波数ｆ５〜ｆ８とが図８（Ａ）に示す態様になるように、圧電振動子７０１ａ〜７０１ｄの特性と前気室７６１〜７６７の大きさを設計すると、図８（Ｂ）のように音圧を高くして、しかも周波数帯域を広げることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電振動子の表面電極と第２の導電体とを導電性レジンペーストからなる電極接続用導電性接続部により接続したので、リード線や端子金具を用いた接合に比べ、圧電発音器の全体の厚み寸法を小さくすることができて、薄型化が容易になり、圧電発音器を搭載する電子機器の薄型化に貢献できる。
【００４５】
また本発明によれば、圧電発音器の組立にはリード線や半田を用いないので、製造の自動化が容易になり、大量生産による低コスト化が実現できる。
【００４６】
さらに本発明によれば、半田付け時の熱により圧電素子の圧電性が消失するのを防ぐことができて、生産時の歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の圧電発音器の構成を示す分解斜視図である。
【図２】（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明の圧電発音器を製造する場合の製造工程を製造工程順に示したものである。
【図３】本発明の他の実施の形態で用いるシート部材に圧電振動子を接合する前の状態の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態で用いるシート部材の平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態で用いるシート部材の断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態で用いるシート部材を複数配置したシートの一部平面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の更に他の実施の形態で用いるシート部材とベース部材との構成を示す分解斜視図、（Ｂ）はベース部材とケース部材との構成を示す分解斜視図、（Ｃ）は本発明の圧電発音器の他の実施の形態の外観斜視図である。
【図８】（Ａ）は図７（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明した実施の形態の各圧電振動子と前気室の共振周波数の関係を示すグラフであり、（Ｂ）はこの圧電発音器から放音される音の周波数帯域と音圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１圧電振動子
３圧電素子
５表面電極
７裏面電極
９振動子支持構造
１１シート部材
１３ベース部材
１５第１の導電体
１７第２の導電体
１９第１の入力電極
２１絶縁層
２３電極接続用導電性接続部
２５枠状部材
２７窓部または凹部
２９第１の実装用端子部
３１第２の実装用端子部
３３カバー部材
３５発音孔

Claims

矩形状の圧電素子、前記圧電素子の表面上に接合された表面電極及び前記圧電素子の裏面上に接合された裏面電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動子の表面側に位置する音響空間と裏面側に位置する音響空間とを連通させないようにして前記圧電振動子を支持する振動子支持構造とを具備する圧電発音器であって、
前記振動子支持構造は、絶縁材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、前記シート部材の外周部が接合される枠状部分を有するベース部材とからなり、
前記シート部材の表面上には、前記圧電振動子の前記裏面電極と電気的接続される部分と該部分に接続された第１の入力電極とが一体になった第１の導電体と、前記表面電極が電気的に接続される第２の入力電極を構成する第２の導電体とが接合されており、
前記表面電極と前記第２の導電体とが、導電性レジンペーストを両者に跨って塗布し且つこれを硬化して形成した電極接続用導電性接続部により接続されていることを特徴とする圧電発音器。
矩形状の圧電素子、前記圧電素子の表面上に接合された表面電極及び前記圧電素子の裏面上に接合された裏面電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動子の表面側に位置する音響空間と裏面側に位置する音響空間とを連通させないようにして前記圧電振動子を支持する振動子支持構造とを具備する圧電発音器であって、
前記振動子支持構造は、絶縁樹脂材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、前記シート部材の裏面の外周部が接合される枠状部分及び前記枠状部分によって囲まれて前記圧電振動子の振動を許容する凹部または窓部を備えた絶縁材料からなるベース部材とからなり、
前記シート部材の表面上には、前記圧電振動子の前記裏面電極と電気的に接続された部分と該部分に接続された第１の入力電極とが一体になった第１の導電体と、前記表面電極が電気的に接続される第２の入力電極を構成する第２の導電体とが接合されており、
前記表面電極と前記第２の導電体とが、導電性レジンペーストを両者に跨って塗布し且つこれを硬化して形成した電極接続用導電性接続部により接続されていることを特徴とする圧電発音器。
前記ベース部材の前記枠状部分と前記シート部材の裏面とが、接着剤により接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記ベース部材の少なくとも前記枠状部分及び前記シート部材は、溶着可能な合成樹脂材料により形成されており、前記シート部材と前記枠状部分とが溶着により接合されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発音器。
前記第１及び第２の導電体は金属箔により形成されており、
前記電極接続用導電性接続部の下には前記電極接続用導電性接続部と前記第１の導電体との短絡を阻止する絶縁性樹脂からなる絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記第１の導電体の前記裏面電極を構成する部分には、前記第１の導電体と接触しないようにして前記第２の導電体が部分的に入り込む導電体受け入れ凹部が形成されており、
前記電極接続用導電性接続部が前記表面電極と前記導電体受け入れ凹部の外側に位置する前記第２の導電体間に直接形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記シート部材の前記表面には、前記シート部材の外縁部に沿い且つ前記第１及び第２の導電体を電気的に接続しないように補強用導電体が形成されており、前記第１及び第２の導電体並びに前記補強用導電体が金属箔により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記第１の導電体と前記補強用導電体との間に位置する前記シート部材の部分は、前記圧電振動子の振動を許容するように蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記ベース部材には、前記枠状部分に前記シート部材が接合された状態で前記シート部材の外側に位置する部分に、前記第１の入力電極及び第２の入力電極と電気的に接続される第１及び第２の実装用端子部が設けられており、
前記第１の入力電極及び第２の入力電極と前記第１及び第２の実装用端子部とが、導電性レジンペーストを両者に跨って塗布し且つこれを硬化して形成した端子接続用導電性接続部により接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記電極接続用導電性接続部と前記端子接続用導電性接続部とが一緒に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の圧電発音器。
前記圧電振動子を覆うカバー部材が、前記ベース部材に固定され、前記ベース部材と前記カバー部材とによりケースが構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
前記電極接続用導電性接続部と並列に振動時の前記圧電素子の抵抗値よりも大きな抵抗値を有する印刷抵抗体を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発音器。
複数の凹部または窓部を有するベース部材と、
前記ベース部材に接合され且つ絶縁材料によって形成された可撓性を有するシート部材と、
前記ベース部材の前記複数の凹部または窓部に対応する前記シート部材の複数の可撓領域の表面上に形成された複数の導電部分と、
前記複数の導電電極の上に裏面電極が接合される複数の矩形状の圧電素子と、
前記複数の圧電素子の表面にそれぞれ接合された複数の表面電極と、
前記シート部材の前記表面に形成された第１及び第２の入力電極と、
前記シート部材の前記表面に形成されて前記複数の導電部分と前記第１の入力電極とを電気的に接続する第１の接続パターンと、
前記シート部材の前記複数の可撓領域の前記表面またはその近傍に形成された複数の接続用電極と、
前記シート部材の前記表面に形成されて前記複数の接続用電極と前記第２の入力電極とを電気的に接続する第２の接続パターンと、
導電性レジンペーストを前記複数の表面電極と前記複数の接続用電極とに跨って塗布し且つこれを硬化して形成して前記複数の表面電極と前記複数の接続用電極とをそれぞれ接続する複数の電極接続用導電性接続部と、
前記ベース部材に対して取付けられ、前記複数の圧電素子に個別に対応する複数の音響空間を形成する構造を備えたカバー部材とを具備してなる圧電発音器。