JP2006324893A

JP2006324893A - 圧電型振動素子

Info

Publication number: JP2006324893A
Application number: JP2005145659A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Sato; 龍夫佐藤; Tatsuro Iwai; 達郎岩井
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-18
Also published as: JP4540544B2

Abstract

【課題】複数の圧電振動体のそれぞれの圧電素子の電気的接続及び振動板の電気的接続を容易に行える圧電型振動素子を提供する。
【解決手段】第１のクリップ部材７により、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれる４枚の表面電極層２７ａ，２９ａを電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段を構成する。第２のクリップ部材９により、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれる２枚の振動板２５を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電発音器等に用いる圧電型振動素子に関するものである。

特開昭６２−２９０２９９号公報の図５には、複数枚の圧電振動体を有する圧電型振動素子が示されている。この圧電型振動素子は、振動板の両面に圧電素子がそれぞれ接合されてなる複数の圧電振動体と、複数の圧電振動体の圧電素子が対向するように複数の圧電振動体を振動可能に支持する支持体とを備えている。そして、複数の圧電振動体のそれぞれの圧電素子は、半田付けしたリード線により電気的に接続されている。また、複数の圧電振動体のそれぞれの振動板も半田付けによりリード線により電気的に接続されている。
特開昭６２−２９０２９９号公報（図５）

しかしながら、このような圧電型振動素子では、リード線の半田付け及び配線を行わなければならず、製造が煩雑になる。また、半田付けを行うため、複数の圧電振動体の振動方向の寸法が大きくなる。また、圧電素子の半田付け部の高さ寸法が大きくなると、複数の圧電振動体が相互に干渉しあうという問題がある。

本発明の目的は、複数の圧電振動体のそれぞれの圧電素子の電気的接続及び振動板の電気的接続を容易に行える圧電型振動素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の圧電振動体の振動方向の寸法を小さくできる圧電型振動素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の圧電振動体が相互に干渉しあうのを防ぐことができる圧電型振動素子を提供することにある。

本発明の圧電型振動素子は、ｎ枚（ｎは２以上の整数）の圧電振動体と、支持体と、第１の電気的接続手段と、第２の電気的接続手段とを具備している。ｎ枚の圧電振動体は、表面に第１の極性の表面電極層を有し裏面に第２の極性の裏面電極層を有するように複数の電極層と１以上の圧電振動層とが交互に積層された第１及び第２の圧電素子と導電性を有する振動板とを有し、第１の圧電素子の裏面電極層が振動板の表面に電気的に導通可能に接合され、第２の圧電素子の裏面電極層が振動板の裏面に電気的に導通可能に接合されている。支持体は、ｎ枚の圧電振動体のそれぞれの第２の圧電素子とそれぞれの第１の圧電素子とが所定の間隔をあけて対向し且つｎ枚の圧電振動体が振動し得るように、ｎ枚の圧電振動体を支持している。第１の電気的接続手段は、ｎ枚の圧電振動体に含まれる２ｎ枚の表面電極層を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される。第２の電気的接続手段は、ｎ枚の圧電振動体に含まれるｎ枚の振動板を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される。そして、第１及び第２の圧電振動体は、それぞれ支持体によって支持される部分に振動板の一部分が露出して構成される振動板露出部分を有している。また、支持体は、ｎ枚の圧電振動体の端部または中央部をｎ枚の圧電振動体がそれぞれ振動し得るように支持する構造を有している。そして、第１の電気的接続手段は、２ｎ枚の表面電極層と接触する複数本の導電性接触片を備えてｎ枚の圧電振動体に対して装着される構造を有しており、第２の電気的接続手段は、ｎ枚の圧電振動体の振動板露出部分と接触する複数本の導電性接触片を備えてｎ枚の圧電振動体に対して装着される構造を有している。

本発明によれば、従来のように、圧電素子に半田付けを行う必要がないので、複数の圧電振動体の振動方向の寸法を小さくできる。また、複数の圧電振動体が相互に干渉しあうのを防ぐことができる。また、２ｎ枚の表面電極層は、半田付けに耐えられる材質に限定されることがない。そのため、金属樹脂ペーストまたは金属箔等の種々の材質のものを用いることができる。

第１及び第２の電気的接続手段のそれぞれは、圧電振動体に対して弾発的に装着される第１及び第２のクリップ部材から構成するのが好ましい。このようにすれば、第１のクリップ部材を圧電振動体に装着するという単純な作業で、圧電振動体に含まれる表面電極層を電気的に相互に接続することができ、第２のクリップ部材を圧電振動体に装着するという単純な作業で、圧電振動体に含まれる振動板を電気的に相互に接続することができる。そのため、圧電型振動素子の量産が容易になる。

支持体に第１及び第２のクリップ部材をｎ枚の圧電振動体に装着するための装着用凹部が形成されている場合には、装着用凹部に接着剤を充填するのが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のクリップ部材のｎ枚の圧電振動体への装着及びｎ枚の圧電振動体の支持体への支持を容易且つ確実に行える。

２つの圧電振動体を備える圧電型振動素子は、第１及び第２の圧電振動体と、支持体と、第１の電気的接続手段と、第２の電気的接続手段とを具備している。第１及び第２の圧電振動体は、表面に第１の極性の表面電極層を有し裏面に第２の極性の裏面電極層を有するように複数の電極層と１以上の圧電振動層とが交互に積層された第１及び第２の圧電素子と導電性を有する振動板とを有し、第１の圧電素子の裏面電極層が振動板の表面に電気的に導通可能に接合され、第２の圧電素子の裏面電極層が振動板の裏面に電気的に導通可能に接合されている。支持体は、第１の圧電振動体の第２の圧電素子と第２の圧電振動体の第１の圧電素子とが所定の間隔をあけて対向し且つ第１及び第２の圧電振動体が振動し得るように、第１及び第２の圧電振動体を支持している。第１の電気的接続手段は、第１及び第２の圧電振動体に含まれる４枚の表面電極層を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される。第２の電気的接続手段は、第１及び第２の圧電振動体に含まれる２枚の振動板を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される。そして、第１及び第２の圧電振動体は、それぞれ支持体によって支持される部分に振動板の一部分が露出して構成される振動板露出部分を有している。また、支持体は、第１及び第２の圧電振動体の端部または中央部を第１及び第２の圧電振動体がそれぞれ振動し得るように支持する構造を有している。第１の電気的接続手段は、第１の圧電振動体及び第２の圧電振動体を間に挟む一対の挟持片と第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の間に挿入される一対の接触片とを備えて第１及び第２の圧電振動体に弾発的に装着される第１のクリップ部材から構成されている。この第１のクリップ部材は、全体的に導電性を有し、一対の挟持片が第１及び第２の圧電振動体の外側にそれぞれ位置する表面電極層に接触する長さを有し、一対の接触片が第１及び第２の圧電振動体の内側にそれぞれ位置する表面電極層と接触する長さを有している、また、第２の電気的接続手段は、第１の圧電振動体及び第２の圧電振動体を間に挟む一対の挟持片を備えて第１及び第２の圧電振動体に弾発的に装着される第２のクリップ部材から構成されている。この第２のクリップ部材は全体的に導電性を有し且つ一対の挟持片の一方の挟持片が第１の圧電振動体の振動板の表面の振動板露出部分と接触し、他方の挟持片が第２の圧電振動体の振動板の裏面の前記振動板露出部分に接触する長さを有している。

このように構成すれば、第１のクリップ部材を第１及び第２の圧電振動体に装着するだけで、第１及び第２の圧電振動体に含まれる４枚の表面電極層を電気的に相互に接続することができ、第２のクリップ部材を第１及び第２の圧電振動体に装着するだけで、第１及び第２の圧電振動体に含まれる２枚の振動板を電気的に相互に接続することができる。そのため、第１及び第２の圧電振動体に含まれるそれぞれの表面電極層の電気的接続及び振動板の電気的接続をクリップを挿入するという単純な作業で行うことができる。

更に、従来のように、第１及び第２の圧電素子に半田付けを行う必要がないので、第１及び第２の圧電振動体の振動方向の寸法を小さくできる。また、第１及び第２の圧電振動体が相互に干渉しあうのを防ぐことができる。

支持体は、第１の圧電振動体と第２の圧電振動体との間に間隔をあけて配置される第１及び第２の隔壁部とを有するように構成できる。この場合、第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の第１の隔壁部が間に配置された部分が第１のクリップ部材の一対の挟持片に挟まれ、第１の隔壁部と第２の隔壁部との間から第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の間に第１のクリップ部材の一対の接触片が挿入され、第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の第２の隔壁部が間に配置された部分が第２のクリップ部材の一対の挟持片に挟まれるようにすればよい。このようにすれば、第１及び第２の隔壁部により、第１及び第２の圧電振動体を支持体にしっかりと支持させることができる。

支持体に第１及び第２のクリップ部材を第１及び第２の圧電振動体に装着するための装着用凹部を形成されている場合には、装着用凹部に接着剤を充填するのが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のクリップ部材の第１及び第２の圧電振動体への装着及び第１及び第２の圧電振動体の支持体への支持を容易且つ確実に行える。

第１のクリップ部材の一対の挟持片は、相互に向かい合う方向に突出する形状を有しており、第１のクリップ部材の一対の接触片は、相互に離れる方向に突出する形状を有しており、第２のクリップ部材の一対の挟持片は、相互に向かい合う方向に突出する形状を有しているのが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のクリップ部材が第１及び第２の圧電振動体と弾発的に装着され、両者の接合を確実に行える。

この場合、第１の隔壁部に第１のクリップ部材が第１及び第２の圧電振動体に装着される際に第１のクリップ部材の一対の挟持片を押し広げる拡張部を備え、第２の隔壁部に第２のクリップ部材が第１及び第２の圧電振動体に装着される際に第２のクリップ部材の一対の挟持片を押し広げる拡張部を備えれば、第１及び第２のクリップ部材を第１及び第２の圧電振動体に容易に装着することができる。

第１及び第２のクリップ部材は、１枚の金属板を加工して形成するのが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のクリップ部材を簡単に量産できる。

本発明によれば、第１のクリップ部材を圧電振動体に装着するという単純な作業で、圧電振動体に含まれる表面電極層を電気的に相互に接続することができ、第２のクリップ部材を圧電振動体に装着するという単純な作業で、圧電振動体に含まれる振動板を電気的に相互に接続することができる。そのため、圧電型振動素子の量産が容易になる。

更に、従来のように、圧電素子に半田付けを行う必要がないので、複数の圧電振動体の振動方向の寸法を小さくできる。また、複数の圧電振動体が相互に干渉しあうのを防ぐことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の一部斜視図であり、図２は、図１のII−II線における断面図であり、図３は、図１のIII−III線における一部断面図であり、図４は、図１のIV−IV線の一部断面図である。なお、図１では、第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを分解した状態を示しており、図２〜図４では、第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを組み合わせた状態を示している。また、各図では、理解を容易にするため、一部の厚み寸法を誇張して描いている。各図に示すように、本例の圧電発音器１は、支持体３と該支持体３に支持されるｎ枚（ｎは２以上の整数、本例では２枚）の第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂと第１のクリップ部材７と第２のクリップ部材９とを有している。

支持体３は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁材料からなり、ベース１１と本体部１３とを一体に有している。本体部１３は、直方体の輪郭形状を有しており、内部を貫通する装着用凹部１５を有している。装着用凹部１５は、第１の開口部１５ａと該第１の開口部１５ａに対向する第２の開口部１５ｂとを有している。第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂは、比較的大きく開口しているので、本体部１３は、装着用凹部１５を囲む第１〜第４の壁部１３ａ〜１３ｄを有することになる。本体部１３の第１の壁部１３ａには、装着用凹部１５に連通する２つの振動体嵌合凹部１７Ａ，１７Ｂが形成されており（図１には、便宜上１７Ａのみを図示する。）、第３の壁部１３ｃには、装着用凹部１５に連通する２つの振動体嵌合凹部１７Ｃ，１７Ｄが形成されている。振動体嵌合凹部１７Ａ〜１７Ｄは、第１の開口部１５ａ側に開口し、第１の開口部１５ａ側から第２の開口部１５ｂ側に延びる細長い形状を有している。第１の壁部１３ａに形成された振動体嵌合凹部１７Ａと第３の壁部１３ｃに形成された振動体嵌合凹部１７Ｃとには、第１の圧電振動体５Ａが第１の開口部１５ａ側から挿入されて嵌合されている。また、第１の壁部１３ａに形成された振動体嵌合凹部１７Ｂと第３の壁部１３ｃに形成された振動体嵌合凹部１７Ｄとには、第２の圧電振動体５Ｂが第１の開口部１５ａ側から挿入されて嵌合されている。

本体部１３には、装着用凹部１５内に突出する第１及び第２の隔壁部１９，２１が形成されている。第１の隔壁部１９は、第１の壁部１３ａの振動体嵌合凹部１７Ａと振動体嵌合凹部１７Ｂとの間の部分から第３の壁部１３ｃ側に向かって延びる板状の隔壁本体１９ａと、隔壁本体１９ａの第２の開口部１５ｂ側端部に位置して隔壁本体１９ａより厚み寸法（第２の壁部１３ｂと第４の壁部１３ｄとが対向する方向の寸法）が大きい拡張部１９ｂとを有している。第２の隔壁部２１は、第３の壁部１３ｃの振動体嵌合凹部１７Ｃと振動体嵌合凹部１７Ｄとの間の部分から第１の壁部１３ａ側に向かって延びる隔壁本体２１ａと、隔壁本体２１ａの第２の開口部１５ｂ側端部に位置して隔壁本体２１ａより厚み寸法の大きい拡張部２１ｂとを有している。また、第２の開口部１５ｂには、第２の隔壁部２１の拡張部２１ｂと接続し、第１の隔壁部１９の拡張部１９ｂとの間に空隙を形成するように、第２の壁部１３ｂと第４の壁部１３ｄとに亘って延びる細長い補強部２３が形成されている。

また、本体部１３の第４の壁部１３ｄには、装着用凹部１５内と外部とを連通する貫通孔３ａが形成されている。装着用凹部１５内には、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂと第１及び第２のクリップ部材７，９とが組み合わされた状態で貫通孔３ａから例えば、エポキシ樹脂からなる接着剤が充填される。

第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂは、図２に詳細に示すように、いずれも振動板２５と第１の圧電素子２７と第２の圧電素子２９とを有している。即ち、本例では、振動板２５の両面にそれぞれ圧電素子２７，２９を接合するバイモルフタイプの圧電素子を採用している。振動板２５は、表面２５ａと裏面２５ｂとを有する細長い長方形の板形状を有しており、鉄−ニッケル合金、黄銅等からなる金属板により形成されている。第１の圧電素子２７は、表面に第１の極性の表面電極層２７ａを有し裏面に第２の極性の裏面電極層２７ｂを有するように２つの電極層２７ａ，２７ｂと圧電振動層２７ｃとが交互に積層された構造を有する積層圧電素子である。表面電極層２７ａは、後述するように、半田付けされることがないので、金属樹脂ペーストまたは金属箔等の半田付けに適さない種々の材質からなるものも用いることができる。第１の圧電素子２７は、振動板２５の表面２５ａの長手方向の一方の端部に振動板露出部分２５ｃを残すようにして第１の極性の裏面電極層２７ｂが振動板２５の表面２５ａに接合されている。第２の圧電素子２９も第１の圧電素子２７と同様に、表面に第１の極性の表面電極層２９ａを有し裏面に第２の極性の裏面電極層２９ｂを有するように２つの電極層２９ａ，２９ｂと圧電振動層２９ｃとが交互に積層された構造を有する積層圧電素子である。第２の圧電素子２９も、振動板２５の裏面２５ｂの長手方向の一方の端部に振動板露出部分２５ｄを残すようにして第１の極性の裏面電極層２９ｂが振動板２５の裏面２５ｂに接合されている。そして、第１の圧電振動体５Ａは、振動板２５の振動板露出部分２５ｃ，２５ｄが位置する長手方向の端部が第１の開口部１５ａ側から挿入されて、支持体３の振動体嵌合凹部１７Ａと振動体嵌合凹部１７Ｃとに嵌合されている。また、第２の圧電振動体５Ｂも、振動板２５の振動板露出部分２５ｃ，２５ｄが位置する長手方向の端部が第１の開口部１５ａ側から挿入されて、支持体３の振動体嵌合凹部１７Ｂと振動体嵌合凹部１７Ｄとに嵌合されている。また、第１の圧電振動体５Ａと第２の圧電振動体５Ｂとの間には、スペーサ６が第１の圧電振動体５Ａと第２の圧電振動体５Ｂとに固定されて配置されている。スペーサ６は、ポリウレタン等の柔軟性を有する合成樹脂により形成されている。第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂは、いずれも振動板２５と第１の圧電素子２７及び第２の圧電素子２９との間に電流が流れると、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂの厚み方向（矢印Ａ）に振動する。このように、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂは、第１の圧電振動体５Ａの第２の圧電素子２９と第２の圧電振動体５Ｂの第１の圧電素子２７とが所定の間隔をあけて対向し且つ第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂが振動し得るように、長手方向の端部が支持体３に支持されることになる。また、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂは、支持体３によって支持される部分に振動板２５の一部分が露出して構成される振動板露出部分２５ｃ，２５ｄを有することになる。

図１に示すように、第１のクリップ部材７は、リン青銅からなる１枚の金属板が加工されて形成されており、一対の挟持片３１，３３と第１の連結部３５と一対の接触片３７，３９と第２の連結部４１とを有している。一対の挟持片３１，３３は、いずれも矩形状を有して相互に間隔を隔てて対向している。一対の挟持片３１，３３は、相互に向かいあう方向に突出する突起部３１ａ，３３ａを２つずつ端部に有している。第１の連結部３５は、横断面がほぼコの字の弧状を呈しており、一対の挟持片３１，３３を連結している。一対の接触片３７，３９は、いずれも矩形状を有しており、相互に接触した状態で対向している。一対の接触片３７，３９は、一対の挟持片３１，３３の間の中間位置に一対の挟持片３１，３３と平行な仮想面を想定した場合、この仮想面に隣接するように配置されている。一対の接触片３７，３９は、相互に離れる方向に湾曲する形状を端部に有している。そして、これらの端部には、相互に離れる方向に突出する突起部３７ａ，３９ａが２つずつ形成されている。第２の連結部４１は、横断面がほぼ角環状を呈しており、第１の連結部３５に接続されている。この第２の連結部４１は、一対の接触片３７，３９を連結している。

第２のクリップ部材９も第１のクリップ部材７と同様にリン青銅からなる１枚の金属板が加工されて形成されており、一対の挟持片４３，４５と連結部４７とを有している。一対の挟持片４３，４５は、矩形状を有しており、相互に間隔を隔てて対向している。一対の挟持片４３，４５は、相互に向かい合う方向に湾曲する形状をそれぞれ有している。そして、これらの端部に相互に向かい合う方向に突出する突起部４３ａ，４５ａが２つずつ形成されている。連結部４７は、横断面がほぼコの字の弧状を呈しており、一対の挟持片４３，４５を連結している。

第１のクリップ部材７及び第２のクリップ部材９は、支持体３の第２の開口部１５ｂから挿入されて、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂに対して弾発的に装着される。具体的には、図１及び図２に示すように、第１のクリップ部材７の一対の挟持片３１，３３が第２の開口部１５ｂの第１の壁部１３ａと補強部２３との間の領域から挿入されると、拡張部１９ｂにより押し広げられた後に、第１の圧電振動体５Ａと第２の圧電振動体５Ｂの第１の隔壁部１９が間に配置された部分を挟む。これにより、一対の挟持片３１，３３の突起部３１ａ，３３ａが第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂの外側にそれぞれ位置する表面電極層２７ａ，２９ａに接触する。即ち、第１の圧電振動体５Ａの第１の圧電素子２７の表面電極層２７ａと第２の圧電振動体５Ｂの第２の圧電素子２９の表面電極層２９ａとにそれぞれ接触する。また、図１及び図３に示すように、第１のクリップ部材７の一対の接触片３７，３９は、第１の隔壁部１９と第２の隔壁部２１に隣接する補強部２３との間から第１の圧電振動体５Ａと第２の圧電振動体５Ｂの間に挿入される。これにより、一対の接触片３７，３９の突起部３７ａ，３９ａが第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂの内側にそれぞれ位置する表面電極層２９ａ，２７ａと接触する。即ち、第１の圧電振動体５Ａの第２の圧電素子２９の表面電極層２９ａと第２の圧電振動体５Ｂの第１の圧電素子２７の表面電極層２７ａとにそれぞれ接触する。このように、第１のクリップ部材７により、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれる２ｎ枚（本例では４枚）の表面電極層（２７ａ，２９ａ）を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段が構成されている。

また、第２のクリップ部材９の一対の挟持片４３，４５は、図１及び図４に示すように、第２の開口部１５ｂの補強部２３と第３の壁部１３ｃとの間の領域から挿入されると、拡張部２１ｂにより押し広げられた後に、第１の圧電振動体５Ａと第２の圧電振動体５Ｂの第２の隔壁部２１が間に配置された部分を挟む。これにより、一対の挟持片４３，４５の一方の挟持片４３が第１の圧電振動体５Ａの振動板２５の表面２５ａの振動板露出部分２５ｃと接触し、他方の挟持片４５が第２の圧電振動体５Ｂの振動板２５の裏面２５ｂの振動板露出部分２５ｄに接触する。このように、第２のクリップ部材９により、第１及び第２の圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれるｎ枚（本例では２枚）の振動板２５を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段が構成されている。

本例の圧電発音器１によれば、第１のクリップ部材７を第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂに装着するという単純な作業で、第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれる表面電極層２７ａ，２９ａを電気的に相互に接続することができ、第２のクリップ部材９を第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂに装着するという単純な作業で、第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂに含まれる振動板２５を電気的に相互に接続することができる。そのため、圧電発音器１の量産が容易になる。

更に、従来のように、圧電素子２７，２９に半田付けを行う必要がないので、第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂの振動方向（矢印Ａ）の寸法を小さくできる。また、第１及び第２圧電振動体５Ａ，５Ｂが相互に干渉しあうのを防ぐことができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の斜視図である。本例の圧電型振動素子では、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂのそれぞれの長手方向の中央部が支持体１０３に支持されている。

本例では、支持体１０３の装着用凹部１１５は、相互に対向する第１の開口部１１５ａ及び第２の開口部１１５ｂと、第１の開口部１１５ａと第２の開口部１１５ｂとが対向する方向と直交する方向に開口する第３の開口部１１５ｃとを有している。第３の開口部１１５ｃは比較的大きく開口しており、第１の開口部１１５ａと第２の開口部１１５ｂは細長い形状で小さく開口しているので、支持体１０３は、装着用凹部１１５を囲む第１〜第５の壁部１１３ａ〜１１３ｅを有することになる。第１の壁部１１３ａ、第３の壁部１１３ｃ及び第５の壁部１１３ｅには、第１の開口部１１５ａ及び第２の開口部１１５ｂ側に開口して装着用凹部１１５に連通する複数の振動体嵌合凹部が形成されている（図５には、便宜的に、第３の壁部１１３ｃに形成された振動体嵌合凹部１１７Ａ，１１７Ｂだけ符号を付している）。これらの複数の振動体嵌合凹部には、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂが第１の開口部１１５ａまたは第２の開口部１１５ｂ側から挿入されて嵌合されている。

また、支持体１０３には、装着用凹部１１５内に突出する第１及び第２の隔壁部１１９，１２１と補強部１２３とが形成されている。第１及び第２の隔壁部１１９，１２１並びに補強部１２３は、図１に示す第１の実施の形態の第１及び第２の隔壁部１９，２１並びに補強部２３と同じ構造を有している。また、補強部１２３には、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂが貫通する貫通孔が形成されている。

本例では、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂは、支持体１０３に支持される長手方向の中央部分に振動板１２５の一部分が露出して構成される振動板露出部分１２５ｃ，１２５ｄを有している。そして、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂは、第１の開口部１１５ａまたは第２の開口部１１５ｂ側から挿入されて、複数の振動体嵌合凹部１１７Ａ，１１７Ｂ等に嵌合されることにより、長手方向の中央部分が支持体１０３に支持されている。これにより、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂは、いずれも振動板１２５と第１の圧電素子１２７及び第２の圧電素子１２９との間に電流が流れると、支持体１０３の両側において第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂの厚み方向（矢印Ａ１，Ａ２）に振動する。

第１のクリップ部材１０７及び第２のクリップ部材１０９は、図１に示す第１の実施の形態の圧電型振動素子と同様の構造を有している。本例においても、第１のクリップ部材１０７及び第２のクリップ部材１０９は、支持体１０３の第３の開口部１１５ｃから挿入されて第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂに装着される。このため、第１のクリップ部材１０７により、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂに含まれる４枚の表面電極層（１２７ａ，１２９ａ）を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段を構成され、第２のクリップ部材１０９により、第１及び第２の圧電振動体１０５Ａ，１０５Ｂに含まれる２枚の振動板１２５を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段が構成される。

図６は、本発明の第３の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の支持体２０３及び第１及び第２のクリップ部材２０７，２０９の斜視図である。本例の圧電発音器の支持体２０３は、３つの圧電振動体を支持することができる。支持体２０３には、装着用凹部２１５内に突出する第１〜第５の隔壁部２１９，２２１，２２２，２２４，２２６が形成されている。第１の隔壁部２１９は、第１の壁部２１３ａから補強部２２３側に向かって延びる板状の隔壁本体２１９ａと拡張部２１９ｂとを有している。第２の隔壁部２２１は、補強部２２３から第１の壁部２１３ａ側に向かって延びて第１の隔壁部２１９と間隔を隔てて配置される隔壁本体２２１ａと拡張部２２１ｂとを有している。第３の隔壁部２２２は、第１の壁部２１３ａから補強部２２３側に向かって延びる板状の隔壁本体２２２ａと拡張部２２２ｂとを有している。この第３の隔壁部２２２は、第１の隔壁部２１９と並んで配置されており、第２の隔壁部２２１の端部に対応する位置まで延びている。第４及び第５の隔壁部２２４，２２６は、補強部２２３と第３の壁部２１３ｃとに亘って平行に延びている。第４の隔壁部２２４は、第１及び第２の隔壁部２１９，２２１と対応する位置に配置されており、第５の隔壁部２２６は、第３の隔壁部２２２と対応する位置に配置されている。第４の隔壁部２２４は、隔壁本体２２４ａと拡張部２２４ｂとを有している。第５の隔壁部２２６は、隔壁本体２２６ａと拡張部２２６ｂとを有している。

第１のクリップ部材２０７は、１枚の金属板が加工されて形成されており、一対の挟持片２３１，２３３と第１の一対の接触片２３７，２３９と第２の一対の接触片２３８，２４０とを有している。一対の挟持片２３１，２３３は、いずれも矩形状を有して相互に間隔を隔てて対向している。一対の挟持片２３１，２３３は、相互に向かいあう方向に突出する突起部２３１ａ，２３３ａ（２３１ａのみ図示）を２つずつ端部に有している。一対の接触片２３７，２３９は、いずれも矩形状を有しており、相互に接触した状態で対向している。第１の一対の接触片２３７，２３９は、一対の挟持片２３１，２３３の間の挟持片２３１よりの位置に一対の挟持片２３１，２３３と平行な仮想面を想定した場合、この仮想面に隣接するように配置されている。第１の一対の接触片２３７，２３９は、相互に離れる方向に湾曲する形状を端部に有している。そして、これらの端部には、相互に離れる方向に突出する突起部２３７ａ，２３９ａが２つずつ形成されている。一対の接触片２３８，２４０は、いずれも矩形状を有しており、相互に接触した状態で対向している。第２の一対の接触片２３８，２４０は、一対の挟持片２３１，２３３の間の挟持片２３３よりの位置に一対の挟持片２３１，２３３及び第１の一対の接触片２３７，２３９と平行な仮想面を想定した場合、この仮想面に隣接するように配置されている。第２の一対の接触片２３８，２４０は、相互に離れる方向に湾曲する形状を端部に有している。そして、これらの端部には、相互に離れる方向に突出する突起部２３８ａ，２４０ａが２つずつ形成されている。

第２のクリップ部材２０９は、１枚の金属板が加工されて形成されており、第１の一対の挟持片２４３，２４５と第２の一対の挟持片２４４，２４６とを有している。第１の一対の挟持片２４３，２４５は、矩形状を有しており、相互に間隔を隔てて対向している。第１の一対の挟持片２４３，２４５は、相互に向かい合う方向に湾曲する形状をそれぞれ有している。そして、これらの端部に相互に向かい合う方向に突出する突起部２４３ａ，２４５ａが２つずつ形成されている。第２の一対の挟持片２４４，２４６は、矩形状を有しており、相互に間隔を隔てて対向している。第２の一対の挟持片２４４，２４６の一方の挟持片２４４は、第１の一対の挟持片２４３，２４５の間の挟持片２４５よりの位置に第１の一対の挟持片２４３，２４５とほぼ平行な仮想面を想定した場合、この仮想面に隣接するように配置されている。第２の一対の挟持片２４４，２４６の他方の挟持片２４６は、第１の一対の挟持片２４３，２４５の挟持片２４５に連続して形成されている。第２の一対の挟持片２４４，２４６は、相互に向かい合う方向に湾曲する形状をそれぞれ有している。そして、これらの端部に相互に向かい合う方向に突出する突起部２４４ａ，２４６ａが２つずつ形成されている。

第１のクリップ部材２０７及び第２のクリップ部材２０９は、支持体２０３の第２の開口部２１５ｂから挿入されて、図示しない第１〜第３の圧電振動体に対して弾発的に装着される。具体的には、第１のクリップ部材２０７の一対の挟持片２３１，２３３が第２の開口部２１５ｂの第１の壁部２１３ａと補強部２２３との間の領域から挿入されると、第１の隔壁部２１９の拡張部２１９ｂと第３の隔壁部２２２の拡張部２２２ｂとにより押し広げられた後に、一対の挟持片２３１，２３３の突起部２３１ａ，２３３ａが第１及び第３の圧電振動体の外側にそれぞれ位置する表面電極層に接触する。また、第１のクリップ部材２０７の第１の一対の接触片２３７，２３９は、第１の隔壁部２１９と第２の隔壁部２２１との間から第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の間に挿入される。これにより、一対の接触片２３７，２３９の突起部２３７ａ，２３９ａが第１及び第２の圧電振動体の内側にそれぞれ位置する表面電極層と接触する。また、第１のクリップ部材２０７の第２の一対の接触片２３８，２４０は、第３の隔壁部２２２と補強部２２３との間から第２の圧電振動体と第３の圧電振動体の間に挿入される。これにより、第２の一対の接触片２３８，２４０の突起部２３８ａ，２４０ａが第１及び第２の圧電振動体の内側にそれぞれ位置する表面電極層と接触する。このように、第１のクリップ部材２０７により、第１〜第３の圧電振動体に含まれる２ｎ枚（本例では６枚）の表面電極層を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段が構成されている。

また、第２のクリップ部材２０９の第１の一対の挟持片２４３，２４５は、第２の開口部２１５ｂの補強部２２３と第３の壁部２１３ｃとの間の領域から挿入されされて、図示しない第１〜第３の圧電振動体に対して弾発的に装着される。具体的には、第２のクリップ部材２０９の第１の一対の挟持片２４３，２４５が第４の隔壁部２２４の拡張部２２４ｂ及び第５の隔壁部２２６の拡張部２２６ｂにより押し広げられた後に、一対の挟持片２４３，２４５の一方の挟持片２４３が第１の圧電振動体の振動板の表面の振動板露出部分と接触し、他方の挟持片２４５が第３の圧電振動体の振動板の裏面の振動板露出部分に接触する。また、第２のクリップ部材２０９の第２の一対の挟持片２４４，２４６が第５の隔壁部２２６の拡張部２２６ｂにより押し広げられた後に、一対の挟持片２４４，２４６の一方の挟持片２４４が第２の圧電振動体の振動板の表面の振動板露出部分と接触し、他方の挟持片２４６が第３の圧電振動体の振動板の裏面の振動板露出部分に接触する。このように、第２のクリップ部材２０９により、第１〜第３の圧電振動体に含まれるｎ枚（本例では３枚）の振動板を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段が構成されている。

なお、上記各実施の形態では、第１及び第２の圧電素子２７，２９は、２つの電極層２７ａ，２７ｂと１つの圧電振動層２７ｃとを有しているが、３つ以上の電極層と２つ以上の圧電振動層を有する圧電素子を備えた圧電型振動素子にも本発明を適用できるのは勿論である。

また、上記各実施の形態では、２つ及び３つの圧電振動体を備える圧電型振動素子の例を示したが、４つ以上の圧電振動体を備える圧電型振動素子にも本発明を適用できるのは勿論である。その場合、各圧電型振動素子に接合する挟持片及び接触片を増やすように、１枚の金属板を加工して、第１のクリップ部材及び第２のクリップ部材を作ればよい。

本発明の第１の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを分解した状態での一部斜視図である。第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを組み合わせた状態での図１のII−II線における断面図である。第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを組み合わせた状態での図１のIII−III線における一部断面図である。第１及び第２の圧電振動体と支持体と第１及び第２のクリップ部材とを組み合わせた状態における図１のIV−IV線の一部断面図である。本発明の第２の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の斜視図である。本発明の第３の実施の形態の圧電型振動素子を構成する圧電発音器の支持体及び第１及び第２のクリップ部材の斜視図である。

符号の説明

１圧電発音器
３支持体
５Ａ，５Ｂ第１及び第２の圧電振動体
７第１のクリップ部材
９第２のクリップ部材
１５装着用凹部
１７Ａ〜１７Ｄ振動体嵌合凹部
１９第１の隔壁部
２１第２の隔壁部
２５振動板
２７第１の圧電素子
２９第２の圧電素子

Claims

表面に第１の極性の表面電極層を有し裏面に第２の極性の裏面電極層を有するように複数の電極層と１以上の圧電振動層とが交互に積層された第１及び第２の圧電素子と導電性を有する振動板とを有し、前記第１の圧電素子の前記裏面電極層が前記振動板の表面に電気的に導通可能に接合され、前記第２の圧電素子の前記裏面電極層が前記振動板の裏面に電気的に導通可能に接合されてなるｎ枚（ｎは２以上の整数）の圧電振動体と、
前記ｎ枚の圧電振動体のそれぞれの前記第２の圧電素子とそれぞれの前記第１の圧電素子とが所定の間隔をあけて対向し且つ前記ｎ枚の圧電振動体が振動し得るように、前記ｎ枚の圧電振動体を支持する支持体と、
前記ｎ枚の圧電振動体に含まれる２ｎ枚の前記表面電極層を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段と、
前記ｎ枚の圧電振動体に含まれるｎ枚の前記振動板を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段とを具備し、
前記第１及び第２の圧電振動体は、それぞれ前記支持体によって支持される部分に前記振動板の一部分が露出して構成される振動板露出部分を有しており、
前記支持体は、前記ｎ枚の圧電振動体の端部または中央部を前記ｎ枚の圧電振動体がそれぞれ振動し得るように支持する構造を有しており、
前記第１の電気的接続手段は、前記２ｎ枚の表面電極層と接触する複数本の導電性接触片を備えて前記ｎ枚の圧電振動体に対して装着される構造を有しており、
前記第２の電気的接続手段は、前記ｎ枚の圧電振動体の前記振動板露出部分と接触する複数本の導電性接触片を備えて前記ｎ枚の圧電振動体に対して装着される構造を有していることを特徴とする圧電型振動素子。
前記２ｎ枚の表面電極層は、金属樹脂ペーストまたは金属箔からなる請求項１に記載の圧電型振動素子。
前記第１及び第２の電気的接続手段のそれぞれは、圧電振動体に対して弾発的に装着される第１及び第２のクリップ部材からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電型振動素子。
前記支持体には、前記第１及び第２のクリップ部材を前記ｎ枚の圧電振動体に装着するための装着用凹部が形成されており、
前記装着用凹部には、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電型振動素子。
表面に第１の極性の表面電極層を有し裏面に第２の極性の裏面電極層を有するように複数の電極層と１以上の圧電振動層とが交互に積層された第１及び第２の圧電素子と導電性を有する振動板とを有し、前記第１の圧電素子の前記裏面電極層が前記振動板の表面に電気的に導通可能に接合され、前記第２の圧電素子の前記裏面電極層が前記振動板の裏面に電気的に導通可能に接合されてなる第１及び第２の圧電振動体と、
前記第１の圧電振動体の前記第２の圧電素子と前記第２の圧電振動体の前記第１の圧電素子とが所定の間隔をあけて対向し且つ前記第１及び第２の圧電振動体が振動し得るように、前記第１及び第２の圧電振動体を支持する支持体と、
前記第１及び第２の圧電振動体に含まれる４枚の前記表面電極層を電気的に相互に接続して電源の一方の出力端子に接続される第１の電気的接続手段と、
前記第１及び第２の圧電振動体に含まれる２枚の前記振動板を電気的に相互に接続して電源の他方の出力端子に接続される第２の電気的接続手段とを具備し、
前記第１及び第２の圧電振動体は、それぞれ前記支持体によって支持される部分に前記振動板の一部分が露出して構成される振動板露出部分を有しており、
前記支持体は、前記第１及び第２の圧電振動体の端部または中央部を前記第１及び第２の圧電振動体がそれぞれ振動し得るように支持する構造を有しており、
前記第１の電気的接続手段は、前記第１の圧電振動体及び第２の圧電振動体を間に挟む一対の挟持片と前記第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の間に挿入される一対の接触片とを備えて前記第１及び第２の圧電振動体に弾発的に装着される第１のクリップ部材から構成され、
前記第１のクリップ部材は、全体的に導電性を有し、前記一対の挟持片が前記第１及び第２の圧電振動体の外側にそれぞれ位置する前記表面電極層に接触する長さを有し、前記一対の接触片が前記第１及び第２の圧電振動体の内側にそれぞれ位置する前記表面電極層と接触する長さを有しており、
前記第２の電気的接続手段は、前記第１の圧電振動体及び第２の圧電振動体を間に挟む一対の挟持片を備えて前記第１及び第２の圧電振動体に弾発的に装着される第２のクリップ部材から構成され、
前記第２のクリップ部材は全体的に導電性を有し且つ前記一対の挟持片の一方の挟持片が前記第１の圧電振動体の前記振動板の表面の前記振動板露出部分と接触し、他方の挟持片が前記第２の圧電振動体の前記振動板の裏面の前記振動板露出部分に接触する長さを有していることを特徴とする圧電型振動素子。
前記４枚の表面電極層は、金属樹脂ペーストまたは金属箔からなる請求項５に記載の圧電型振動素子。
前記支持体は、前記第１の圧電振動体と前記第２の圧電振動体との間に間隔をあけて配置される第１及び第２の隔壁部とを有しており、
前記第１の圧電振動体と前記第２の圧電振動体の前記第１の隔壁部が間に配置された部分が前記第１のクリップ部材の前記一対の挟持片に挟まれ、
前記第１の隔壁部と第２の隔壁部との間から前記第１の圧電振動体と第２の圧電振動体の間に前記第１のクリップ部材の前記一対の接触片が挿入され、
前記第１の圧電振動体と前記第２の圧電振動体の前記第２の隔壁部が間に配置された部分が前記第２のクリップ部材の前記一対の挟持片に挟まれる請求項５に記載の圧電型振動素子。
前記支持体には、前記第１及び第２のクリップ部材を前記第１及び第２の圧電振動体に装着するための装着用凹部が形成されており、
前記装着用凹部には、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項７に記載の圧電型振動素子。
前記第１のクリップ部材の前記一対の挟持片は、相互に向かい合う方向に突出する形状を有しており、
前記第１のクリップ部材の前記一対の接触片は、相互に離れる方向に突出する形状を有しており、
前記第２のクリップ部材の前記一対の挟持片は、相互に向かい合う方向に突出する形状を有しており、
前記第１の隔壁部は、前記第１のクリップ部材が前記第１及び第２の圧電振動体に装着される際に前記第１のクリップ部材の前記一対の挟持片を押し広げる拡張部を有しており、
前記第２の隔壁部は、前記第２のクリップ部材が前記第１及び第２の圧電振動体に装着される際に前記第２のクリップ部材の前記一対の挟持片を押し広げる拡張部を有していることを特徴とする請求項７に記載の圧電型振動素子。
前記第１及び第２のクリップ部材は、１枚の金属板が加工されて形成されている請求項１〜９のいずれか1つに記載の圧電型振動素子。