JPH0284900A - カード型圧電発音体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は薄型対応の力７ド型圧電発音体に関する。

〔従来の技術〕

圧電型発音体は、小製・薄型化が可能で低消費電力であ
るとのことから電池を利用した通信機器への省スペース
実装が期待されている。例えば、電話回線の着信を知ら
せるためのポケットベルのカード化やコードレステレホ
ンのカード型送受話器には、マグネットを利用した動電
型のものでは、薄型にも限界があり、特に重要なことと
して他の情報機器用のＩＤカードと一緒に携帯されるこ
となどから、この動電型のものが利用できなくなること
にある。

このようなことから圧電型発音体は、単音のプザー的な
ものでなく、音声帯域で用いることが可能な広帯域特性
と、よシ小凰で低周波化可能な構造が望まれるようにな
ってきた。このような特性を実現するために、圧電材の
厚みは従来１００μｍ以上でありたものから５０μｍや
それ以下の厚さとなシ、接着する支持板の厚さも５０μ
ｍ以下の薄いものを用いるようになってきた。さらに、
これらを振動板として用いる支持方法としても周辺部を
ピン端支持に近づけるための弾性接着剤によシ固定する
支持方法が用いられるようになった。

第６図は、金属板６１に圧電材６２を貼り付け、この周
辺部を弾性接着剤６３で固定体６４に固定した従来の圧
電型発音体の構造を示す斜視図である。このとき、弾性
接着剤６３が金属板６１の周辺部をピン端支持とした状
態に近いものとしておシ、低周波化のために金属板６１
と圧電材６２の厚さは１００μｍから５０μｍ以下の薄
いものへとなってきている。このようにして構成した圧
電型発音体が、ねじや接着等によって音を発生させる機
器のケースに装着されるものである。また、一部にはケ
ース自体に弾性接着剤で固定してしまうような場合もあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の圧電型発音体は、弾性接着剤によって周
辺部を固定するため、この固定のための枠としての固定
体が必要で６Ｄ、実装例として薄型のカードラジオやハ
ンディ−テレビジョンなどには、前記固定体にと９つけ
られた状態での発音体が回路基板やケースにねじ止め又
は接着等によって得られている。したがって、このよう
な実装形態となるために、製品としての全体の厚さは、
回路実装部の厚さと発音体の厚さが含まれるため、薄型
化に対応するのが困難となる。これを薄型化させるため
に回路実装部の基板に固定部としての穴をおけ、これに
直接弾性接着剤にて接着し、回路実装基板と一体となる
圧電型発音体を形成することが考えられるが、この場合
、回路実装部の電子部品の実装のためのウェーブソルダ
ーの温度と弾性接着剤の硬化温度との関係から同時には
形成不可能で、別々に実装するとしても実装部品の関係
から室温硬化となり、長時間の硬化工程が必要となシ回
路実装部の基板に実装した薄型化は困難と々る。このた
め前述したよりな固定体への接着と回路実装部に分けな
ければならず、カード型への薄型対応が困難となる。

また、低周波化としての対応として金属板と圧電材の厚
さを５０μｍ以下へ薄くして行くと１弾性液着剤部分の
影響が強くなシ、発音可能な周波数帯域の変化や不要な
高調波の発生等多くのばらつき要因を含んでしまい音質
の良好な発音体を得ることが困難となる。さらに、圧電
型発音体は、このママでは振動板としてのＱが高く発音
可能な帯域が狭いため、通常は振動板の前後に小さな放
音孔及び漏洩孔を設けた半密閉の気室を形成したり、こ
の気室内部に等価回路的に見て音響的な抵抗素子（例え
ば布のメッシユ）などを形成するが、これらの構成上か
らも薄型化に困難を生じる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のカード屋圧電発音体は、金属板に圧電材を貼り
付けることによりて得る圧電型発音体において、前記圧
電材の外周部及び支持固定する固定部の間の前記金属板
の表裏両面交互に、かつ位置をずらせて形成した溝を持
つ振動板と前記固定部となる穴を設けた基材とが積層一
体化されてい穴を有する前記基材に対して少なくとも１
個の小穴もしくは該小穴と音響回路素子とを持つ他の基
となる穴を有する前記基材に配線パターンが形成され、
前記振動板を駆動する接続手段又は駆動回路素子が形成
されている。

〔作用〕

本発明のカード型圧電発音体は、金属板に圧電材を貼り
付けて、この圧電材の外周部及び周辺固定部の間の金属
板の表裏両面交互に、かつ位置をずらして形成し丸溝を
有する振動板を構成することで、この溝の周辺部を固定
したときに、溝がダンパー的作用をするため、たわみ振
動が容易となシ低周波化ができるもので、特願昭６２−
１８８１９４に示している。本発明では、この振動板を
固定部となる直径の穴を有する基材（例えば、プリント
回路基板を構成するガラスエポキシ材やポリエステルフ
ィルム等）ではさみ込み、熱圧着や接着剤を塗布して積
層一体化してしまうものである。このとき、前記説明の
ように周辺部に溝が形成されている振動板であるため、
この溝の周辺部を固定しても両面交互に形成した溝が振
動板のたわみ変形を容易にするため、従来の弾性接着剤
による固定よシ優れた特性となるとともに、回路実装を
行う基材にこれを形成すれば、カード型の薄さで発音体
まで含む音の発生可能な通信機器が構成できる。

また、固定体の穴を持つ基材で振動板をはさみ、さらに
、この固定体の上に放音孔及び漏洩孔を持つ基材を積層
一体化することで気室を形成すれば、発音可能表帯域を
広くすることができる。このときも、発音体は気室の分
だけ厚くなるが、回路実装を行う基板と一体化できるた
め、カードサイズの薄さの発音体を持つ通信機器が得ら
れる。

〔実施例〕

次Ｋ、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の積層前の分解斜視図、
第２図は第１の実施例に気室を設けた第２の実施例の積
層前の分解斜視図、第３図は第２の実施例に音響的抵抗
素子を設け、た第３の実施例の積層前の分解斜視図、第
４図は第１ないし第３の実施例にカード型回路を実装し
た第４の実施例の積層前の分解斜視図、第５図はこれら
の実施例において圧電材と金属板の接着を部分接着とし
た状態を示す断面図である。

第１図に示す第１の実施例においては、圧電材１１は、
圧電材の外周部に和尚する位置と周辺固定体１２の固定
穴１３に和尚する位置との間に表裏両面交互に溝１４が
形成された金属板１５に接着されておυ、これを振動板
として用いる。次に、この振動板を固定穴１３を有する
周辺固定体１２で上下からはさみ込み、熱硬化接着剤等
を塗布又はシートを入れて圧着し、積層一体化する。こ
のとき周辺固定体１２となる基材で振動板は周辺部が固
定されるが、圧電材１１の外周部とこの固定部の間に形
成された表裏両面交互になる溝１４があるため、振動板
のたわみ変形が容易になっておシ、発音体としての厚み
は周辺固定体１２となる基材の厚さ（上下）と振動板を
構成する金属板１５の厚みの合計としかならず、従来技
術では得られなかったカードサイズの厚みの発音体が得
られる。

ここで用いた振動板を構成する金属板１５は、Ｎさ５０
μｍ程度のステンレス又は黄銅板で、これをパターニン
グし両面エツチングすることで両面交互の溝１４を形成
する。エツチングの深さは金属板１５の厚みの３１５程
度にすれば、同一支持直径とした溝なしの周辺固定の振
動板の１／２以下の共振周波数が得られる。また、金属
板１５に接着する圧電材１１は、厚さが５０μｍ程度と
極めて薄いもので、これは、積層セラミックコンデンサ
等で用いているスリップキャスティング法によるグリー
ンシート化し、このグリーンシート１枚に電極形成し、
外形加工した後に、脱バインダー及び焼成工程を経て得
ている。このようにして得た溝１４を形成した金属板１
５と圧電材１１を接着すれば良い。このとき、特願昭６
２−１８８１９５で示している金属板の接着面にも湾を
もうけて圧電材と金属板の接着を中心部と外周部で行う
部分接着としたものとしても良い。

一方、固定穴１３を形成した周辺固定体１２としては、
厚さ０．２朋〜０゜４朋程度のガラスエポキシ板に位置
合わせ用のガイドピン穴と固定穴１３を形成し、これに
接着剤を塗布し、前記の振動板を位置合わせし、積層圧
着あるいは熱硬化させれば良い。

第２図に示す第２の実施例は、第１図のカード型圧電発
音体をベースにして周辺固定体の上に放音孔及び漏洩孔
となる八を持つ基材をもうけた気室を持つカード型圧電
発音体である。この第２図において、溝を持つ振動板２
１は固定体２２に積層一体化でれているとともに、この
上側に放音孔２３を持つ放音孔形成板２４を積層し、さ
らに漏洩孔２５を形成した漏洩孔形成板２６を積層すれ
ば、固定体２２の穴の部分が気室となるため、放音孔２
３及び漏洩孔２５の穴の大きさと気室の高さ（固定体２
２の厚さ）の関係から、この気室が形成する共振特性が
振動板単体の共振特性を変化させ（気室の共振周波数を
振動板の共振周波数の前後に設定する）、音圧の周波数
特性として広帯域特性が得られるものである。

この場合にも発音体としての厚さは、溝形成を持つ振動
板２１を積層一体化した周辺固定体２２の厚みに放音孔
２３及び漏洩孔２５を形成する基材２４及び２６の厚み
が加わるだけであるため、極めて薄く、カードサイズの
厚みの発音体が得られる。

第３図に示す第３の実施例は、第２図の気室を形成する
発音体の漏洩孔２５に尋価回路的に見て音響抵抗素子と
なる布メツシー３１を付加したもので、この布メツシュ
３１が漏洩孔２５での抵抗となシ、漏洩孔２５側の気室
の共振特性が変化（Ｑが低下）して発音体全体の音圧の
周波数特性を改善することができる。また、この布メツ
シュ３１は漏洩孔２５側だけでなく、放音孔２３側に形
成しても特性を変化させることができる。さらに音響抵
抗素子のメツシュとしても布だけでなく紙やフィルム等
の材料を用いても良い。これらの場合にも特性を改善す
るためのメツシー材は気室の内部に形成してしまうので
、発音体の厚みは第２図の場合と同じでカードサイズの
厚みの発音体が得られる。

第４図に示す第４の実施例は、第２図の気室形成を行っ
た発音体構造をペースにした回路付き圧電型発音体であ
シ、固定穴４１と部品実装の穴４２を形成した上側の周
辺固定１体４３には、振動板４４と接続するための端子
４５があシ、また下側の周辺固定体４６には端子４５と
接続するためのパターン及び１チツプのコントロールＩ
Ｃ等の実装のための部品実装パターン４７が形成されて
おシ、仁の上側の周辺固定体４３と振動板４４と下側の
周辺固定体４６と漏洩孔形成板４Ｂを積層一体化し、こ
れに振動板４４の電極を接続した後にコントロールＩＣ
や周辺回路部品を実装し、その後、放音孔形成板４９を
接着することでカード型の回路付き圧電型発音体が得ら
れる。この場合にも、発音体は第３図の場合と同じでカ
ードサイズの厚みが確保されると同時に１発音体をドラ
イブするための回路やその他通信機能を含む回路のＩＣ
実装部と一体となっているため、カード量の移動通信機
器となシ得る。

第５図は振動板として周辺部の溝の他に接着面にも溝を
もうけた振動板の構成を示したものであり、圧電材５１
は金属板５２へ接着面の溝５３を形成することで、この
接着を中心部５４と外周部５５での部分接着としたもの
である。この部分接着による振動板は、特願昭６２−１
８８１９５で示しているが、これは、振動板を構成する
圧電材５１及び金属板５２の厚みが発音体としての低周
波化のために薄くしたときに必然的に生じる音圧レベル
の低下を防止したものであシ、従来の全面接着では圧電
材の厚みが薄くなると接着面に近づくため、圧電材に電
界を加えたときに生じる面方向の伸びが小さくなシ、こ
の結果、振動板としてのたわみ変形も小さくなってしま
うものであるのに対し、接着面に溝５３を形成し、部分
接着とすれば、この接着していない部分での面方向の伸
びは押えられることがないため、結果的に薄型にしても
たわみ変形は大きくなシ、発音体としては音圧レベルの
高いものとなるものである。

以上の説明で示したように本実施例のカード型圧電発音
体は、振動板として周辺部にリング状の溝を形成したも
のを用いることで固定部の穴をもうけた周辺固定体とし
ての基材ではさみ込み積層一体化する仁とによシ、カー
ドサイズでの厚みの発音体を含む通信機器が得られる。

なお、本実施例では発音体としてのみ示しているが、振
動板は通常可逆性を有しておシ、外部からの音に対して
電気的出力を生じるからマイクロホンとしての動作も可
能で、このときも周辺部にリング状の溝を持っているた
め、外部からの音声等の入力に対してたわみ変形が大き
く、感度の良い送話器となる。し九がって、この送話器
も含めて、１つのカードに形成することが可能で、この
とき搭載するコントロールＩＣや周辺回路をヨードレス
テレホンの回路とし、カードの周辺部にループアンテナ
となるパターンを形成すれば、ポケットに入るコードレ
ステレホンの実現も可能である。また、振動板の形状と
しては円形のものについて示したが、周辺部に溝を形成
すれば方形の振動板も利用可能であシ、周辺固定体の固
定部の穴を方形とすれは良く、この場合にもカード型の
発音体が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、振動板として周辺部にリ
ング状の溝を表裏両面交互に形成したものを用いること
によって、振動板の固定が単にはさみ込むだけでも従来
の弾性接着剤による支持と同等かそれ以上の広帯域特性
が得られ、弾性接着剤を用いたときのように振動板が薄
くなっても支持部分は等方性があシ、均一であるため不
要な振動の発生（高調波の発生）などがずっと少ない発
音体となる効果がある。また、このとき、支持固定体を
含めても厚さは極めて薄く、容易にカード型発音体とな
る。さらに、このとき弾性接着剤を用いていないので、
圧電振動板をドライブする周辺ＩＣなどを実装する基板
に振動板を積層一体化できるので、容易に回路付きのカ
ード型通信機器となシ、カード型コードレステレホンや
カード型移動通信機器が実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の積層前の分解斜視図、
第２図は第１の実施例に気室を設けた第２の実施例の積
層前の分解斜視図、第３図は第２の実施例に音響的抵抗
素子を設けた第３の実施例の積層前の分解斜視図、第４
図は第１ないし第３の実施例にカード型回路を実装した
第４の実施例の積層前の分解斜視図、第５図はこれらの
実施例において圧電材と金属板の接着を部分接着とした
状態を示す断面図、第６図は弾性接着剤を用いた従来の
圧電屋発音体の一例を示す一部破断斜視図である。 １１・・・圧電材、１２・・・周辺固定体、１３・・・
固定穴、１４・・・溝、１５・・・金属板、２１・・・
振動板１，２２・・・固定体、２３・・・放音孔、２４
・・・基材、２５・・・漏洩孔、２６・・・基材、３１
・・・布メツシュ、４１・・・固定穴、４２・・・部品
実装の穴、４３・・・上側の周辺固定体、４４・・・振
動板、４５・・・端子、４６・・・下側の周辺固定体、
４７・・・部品実装パターン、４８・・・漏洩孔形成板
、４９・・・放音孔形成板、５１・・・圧電材、５２・
・・金属板、５３・・・接着面の溝、５４・・・中心部
の接着部、５５・・・外周部の接着部、６１・・・金属
板、６２・・・圧電材、６３・・・弾性接着剤、６４・
・・固定体。 第１図 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 第４図 第３図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．金属板に圧電材を貼り付けることによって得る圧電
   型発音体において、前記圧電材の外周部及び支持固定す
   る固定部の間の前記金属板の表裏両面交互に、かつ位置
   をずらせて形成した溝を持つ振動板と前記固定部となる
   穴を設けた基材とが積層一体化されていることを特徴と
   するカード型圧電発音体。
2. ２．固定部となる穴を有する前記基材に対して少なくと
   も１個の小穴もしくは該小穴と音響回路素子とを持つ他
   の基材が積層一体化され気室を形成していることを特徴
   とする請求項１記載のカード型圧電発音体。
3. ３．固定部となる穴を有する前記基材に配線パターンが
   形成され、前記振動板を駆動する接続手段又は駆動回路
   素子が形成されていることを特徴とする請求項１又は２
   記載のカード型圧電発音体。