JP4644693B2 - 圧電型スピーカ - Google Patents

Description

本発明は圧電型スピーカに関するもので、特に超薄圧電型スピーカの総体構造設計を指したものである。

圧電材料は長くから使われている固体電気機械転換素子であり、応用上に於いて水晶、ロッシェル塩、チタン酸バリウム系セラミック等硬い材料がある。圧電性材料はスピーカの応用に於いて縦形振動子型、双形態型、圧電高分子型等があり、それらの共通の訴えは超薄化及び微小化の形態である。従来の縦形振動子、圧電高分子のスピーカは選定端とその他物体を固定としなければ音声の発射を生じることができず、そのために常に縦形振動子、圧電高分子の一端に固定エレメントが設けられ、その固定エレメントを用いて縦形振動子、圧電高分子の結合に供され、更に固定エレメントを通じてその他物体と固定結合し、例えば携帯電話、マルチメディア・ポータブルプレーヤ、ノートブック型コンピュータ等に取り付けられる。

縦形振動子、圧電高分子振動器の体積はすでにかなり微小であるので、相対的にそれの固定エレメントをその他物体に結合する構造を実施することができず、そのために最も常に見られる結合方式は固定エレメントを物体の選定個所に粘着するが、このような結合方式は明らかに固定の効果を達成することが難しい。また、その振動器と必要とする電線、信号線とは常に溶接モードを用いて構成されているので、それを実際に携帯電話、マルチメディア・ポータブルプレーヤ、ノートブック型コンピュータ等に応用された場合、その取り付け手順はかなり面倒であり、かつ溶接の良し悪しは直接音声発射の効果に影響してしまう。このために、本発明の発明者は圧電型スピーカの総合設計を提出し、それを用いて上述問題及び不足を克服し、超薄圧電型スピーカがより容易に選定された物品との応用に結合されるようにした。

本発明の主な目的は圧電型スピーカを提供するもので、それはスピーカボックス、圧電振動器、吸震エレメント、接続端子、弾性嵌め付け具等の総体構造によってその他物品に応用実施しやすい圧電型スピーカを構成し、並びにその総体構造の構成設計によってその圧電振動器を溶接の困窮から免れるようにし、更に進んで便利と実用の効果を達成しようとするものである。

上述目的により、本発明の実施内容はスピーカボックス、一枚または二枚の圧電振動器、吸震エレメント、二つの接続端子、及び二つの弾性嵌め付け具を備え、その中、スピーカボックスは少々いい材料を採用して構成された中空の箱で、それは箱本体及び蓋を互いに嵌め付けて構成され、箱本体内には圧電振動器の定位部、二つの接続端子の嵌合部、及び弾性嵌め付け具の容置部が設けられる。その一枚または二枚の圧電振動器はそれぞれ一枚の板で、両面には圧電材料から構成される振動器が設けられ、それは入力される電気エネルギーを音声に転換する機械装置に用いられ、一枚はスピーカボックス内に設置され、または二枚の圧電振動器を互いに重ね合わせて適当な間隔が現れるようスピーカボックス内に設置され、それによってそれぞれスピーカボックスの箱本体の定位部と固定端及び自由端があるように構成する。その吸震エレメントは吸震特性のある、例えばシリコンゴム、ゴム、ポリウレタン等の板状の棒で、圧電振動器に近隣する固定端の選定面の圧電材料に設置されて組み合せられる。二つの接続端子は圧電振動器の圧電材料の金属介子との連接に用いられ、それはそれぞれスピーカボックスの箱本体の嵌合部に設置され、並びにそれぞれ圧電振動器の固定端の圧電材料との電気的接続に現れる。二つの弾性嵌め付け具は信号線と接続端子との電気的接続を便利にするもので、それの構造は少なくとも一つの弾性押し持ち辺があり、スピーカボックスの箱本体に設置される容置部はこれによって弾性押し持ち辺が接続端子に当て付け、信号線が挿入されると押し持ちされて接続端子に連接される。これによって本発明のその他品物に応用実施されやすい、溶接による面倒のない圧電型スピーカが構成される。

本発明の圧電型スピーカはスピーカボックス、圧電振動器、吸震エレメント、接続端子、弾性嵌め付け具等から構成され、一枚または二枚の圧電振動器はスピーカボックス内に取り付けられ、それの一端をスピーカボックスに組み合わせて固定端とし、吸震エレメントを固定端に近隣する圧電振動器の選定面に組み合せるように設置し、また圧電振動器の固定端にそれぞれ接続端子が設けられ、接続端子を圧電振動器の圧電材料と電気的に接続させ、別に接続端子の選定個所に弾性嵌め付け具が設けられ、外界の信号線は弾性嵌め付け具を通じて接続端子と電気的に接続することができ、これによって圧電型スピーカが構成される。

図１から図６に示すように、本発明の一実施例による『圧電型スピーカ』の総体はスピーカボックス１、一枚または二枚の圧電振動器２、吸震エレメント３、二つの接続端子４、５、二つの弾性嵌め付け具６等を備える。
スピーカボックス１（図１及び図３参照）は、少々いい材料を採用して構成された中空の密閉した箱で、それは箱本体１１及び蓋１２が互いに嵌め付けられて構成される。箱本体１１は浅い凹入状の矩形の箱で（図５及び図６参照）、箱内は固定端１１１及び自由端１１２に区分けされる。箱内の固定端１１１には平行した二つの溝１１３が設けられ、溝１１３中には圧電振動器の定位部１１４が設けられて圧電振動器２の固定端として用いられ、その定位部１１４は凸柱でもよく、二つの定位部１１４の自由端側の溝１１３にはそれぞれ接続端子の嵌合部１１５が設けられ、その嵌合部１１５は横方向に設けられた溝１１３の凹溝でよく、また二つの定位部１１４の内側にはそれぞれ弾性嵌め付け具の容置部１１６が設けられ、その容置部１１６はやや深い凹溝である。この外、二つの定位部１１４の外側にはそれぞれ垂直に貫通するねじを通すねじ孔１１７が設けられ、かつ各ねじ孔１７の自由端に近い側にはそれぞれ凸柱１１８が設けられ、二つの凸柱１１８は対称状に現れる。また、各容置部１１６の側壁にはそれぞれ信号線７を通すために用いられる孔１１９が設けられる。前述蓋１２は矩形の板で（図７参照）、箱本体１１の開口端が密閉になるよう覆い被せるために用いられ、蓋１２にはねじ孔１１７に対応する孔１２１が設けられ、ねじ（図４参照）はスピーカボックス１を通して固定する。

二枚の圧電振動器２（図１及び図８参照）は、電気エネルギーが入力されて振動が生じて発声する装置で、それぞれ一枚のシート２１の両面に一層の圧電材料２２（例えばチタン酸バリウム系セラミック等）から構成される振動器が設けられ、その各シート２１の固定端には二つの凸片２１１が設けられ、各凸片２１１には孔２１２が設けられ、圧電材料２２をその中の一つの凸片２１１の孔２１２の一側までに分布させ、他の凸片２１１には圧電材料２２がない。これにより、二枚の圧電振動器２を適当な間隔状態になるよう重ね合わせ、並びにスピーカボックス１の箱本体１１内に装置し（図１及び図２参照）、各凸片２１１を溝１１３内に納入させ、孔２１２はそれぞれ柱状の定位部１１４に取り付け（図３及び図４参照）、二枚の圧電振動器２は柱状の定位部１１４に取り付けられて固定端及び自由端のある構造に形成される。ところが、本実施例は一枚だけの圧電振動器２を使用し（図１４参照）、または二枚以上の圧電振動器２を上述構造に組み合わせても良い。かつ前述圧電材料２２をその中の一つの凸片２１１の孔２１２の一側までに分布する構造は、一枚の銅片２３の底面に粘着性のある絶縁シート２４（例えば両面粘着テープ）を貼り付け、更にその絶縁シート２４を用いて銅片２３を凸片２１１に粘着して構成し（図１５参照）、銅片２３の一端を圧電材料２２の表面につなぎ接触させることを採用してもよく、このようにすれば銅片２３によって次に述べる第一接続端子４に接触導通される。
また図１６に示すように、前述シート２１周囲の選定個所には複数の凸部２１３が設けられ、各凸部２１３には二つの定位凸塊２１４、２１４Ａがプレスによって設けられ、一つの定位凸塊２１４はシート２１の一面から突き出し、別の凸塊２１４Ａはシート２１の他の一面から突き出し、これによって圧電材料２２が組み合わせられた後、周囲の凸塊２１４、２１４Ａを用いて圧電材料２２の縁に当て付けて、穏当に結合及び定位の効能が達成される。

吸震エレメント３は、吸震することができる材料から作られ、かつ上述一枚または二枚の圧電振動器２の固定端に近い個所（図１、図２及び図１４参照）に設置して圧電材料２２のエレメントに組み合せることに用いられ、それは例えばシリコンゴム、ゴム、ポリウレタン等を採用して吸震材料とし、吸震エレメント３と圧電振動器２の選定面の圧電材料２２とを組み合せる。その吸震エレメント３の構造は一体構成されたシート３１でよく（図９参照）、シート３１の両端にはそれぞれ套環３２が設けられ、これによって吸震エレメント３を平行に一枚の圧電振動器２の固定端近く、または二枚の圧電振動器２の固定端に近い間に設置し、その套環３２によって箱本体１１の二本の凸柱１１８に取り付け定位し、吸震エレメント３と圧電振動器２の選定面の圧電材料２２とを組み合せ、それによって圧電振動器２の周波数を下げる。

二つの接続端子４、５は、圧電振動器の圧電材料の金属介子との接続に用いられ、それはすべて金属シートをプレスで折り曲げて構成される。その第一接続端子４は一体的に現れて圧電接触部４１及び信号線接触部４２があり（図１０参照）、その圧電接触部４１は弓状に折り曲げられて上通し溝４１１及び下通し溝４１２が形成され、かつ上通し溝４１１及び下通し溝４１２の金属シートには圧電振動器２との接触に用いられる突起４１３が設けられ、信号線接触部４２はやや面積の大きいシート状で圧電接触部４１と連結している。その第二接続端子５も一体的に現れて圧電接触部５１及び信号線接触部５２があり（図１１参照）、その圧電接触部５１は略コの字状に折り曲げられ、上下面にはそれぞれ突起５１１が設けられ、その信号線接触部５２もやや面積の大きいシート状に現れ、並びに圧電接触部５１と連結している。これにより、二つの接続端子４、５はそれぞれ箱本体１１の嵌合部１１５に設置され（図１から図４参照）、圧電振動器２の凸片２１１と二つの接続端子４、５の突起４１３、５１１は接触し、かつ二つの接続端子４、５の信号線接触部４２、５２は箱本体１１の容置部１１６までに延伸している。

二つの弾性嵌め付け具６は、図１２に示すように、その構造は金属シートを三角形に近い形に折り曲げ、それの一端の曲げは他端の上側へ延伸して弾性押し持ち辺６１が形成される。これによって二つの弾性嵌め付け具６を箱本体１１の容置部１１６に設置し（図１から図４参照）、それの弾性押し持ち辺６１を各接続端子４、５の信号線接触部４２、５２に当て付け、それによって信号線７が挿入されたら押し持ちされて接続端子４、５に接続される。
上述のスピーカボックス１、圧電振動器２、吸震エレメント３、第一接続端子４、第二接続端子５、及び弾性嵌め付け具６の構造特徴と全体的組み立ての関連性により、本実施例の圧電型スピーカが構成される。

本発明の一実施例による圧電型スピーカの設計の主要は、スピーカボックス１の箱本体１１に二つの凸柱状の定位部１１４が設けられ、二枚の圧電振動器２にそれぞれ凸片２１１及び孔２１２が構成され、このように、二枚の圧電振動器２を凸柱状の定位部１１４に取り付け、スピーカボックス１および蓋１２の上、下の押し持ち及び定位部１１４の固定を通せば、穏当に組み立てる機能が達成され、並びにモジュール化の製造及び組み立ての効果が得られる。次に、本実施例は第一接続端子４及び第二接続端子５をもってそれぞれ二枚の圧電振動器２と電気的に接続しているので、従来の振動器と電線、信号線を溶接する組み立て形式から免れることができ、品質をより容易に制御することができる。また、本実施例の吸震エレメント３は吸震可能な材料から構成され、それの両端の套環３２によって凸柱１１８に取り付け、吸震エレメント３を一枚または二枚の圧電振動器２の圧電材料２２に組み合わせて吸震の機能が達成され、それによって発声効果はより豊かになり、この種のスピーカの周波数が高すぎる現象が避けられる。他に、本実施例はスピーカボックス１に構成されたねじ孔１１７、１２１を用いてねじ８２を通すことができ、それによって圧電型スピーカを他のもの、例えば携帯電話、マルチメディア・ポータブルプレーヤ、ノートブック型コンピュータ等の基板８に締め付け（図４参照）、従来の貼り付け固定方式を避けることができ、便利、簡単及び安定に組み立てる効果が得られ、特に本実施例のねじ孔１２１の底部には直径のやや大きな孔があって基板８の凸部８１の植え込みに供されるので、ねじ８２の締め込みまたは予め開けられたねじ孔への締め付けを提供し、基板８が薄すぎてねじ８２が締め付けられないことが避けられ、電子製品の基板８が軽薄化される使用のニーズに対応する。

図１３に示すように、本発明の一実施例による第一接続端子４の圧電接触部４１は折り曲げられ、上通し溝４１１及び下通し溝４１２の開口端を外向きにし、並びに前述突起４１３が設けられ、このようにすれば第一接続端子４を任意に二枚の圧電振動器２の選定側へ取り付けることができ、前述凸片２１１に取り付ける実施方式に限ることなく、同じ電気的接続の効果を達成することができる。これからわかるように、本発明の第一接続端子４及び第二接続端子５の組み立て方式は最適実施方式の一つだけであり、これに限るものではない。

再び図１及び図２に示すように、本発明の一実施例によるスピーカボックス１の箱本体１１の実施例では、側壁には複数個の嵌め孔１１０が設けられ、蓋１２の対応する個所には凸塊１２０が設けられ、これによって蓋１２の凸塊１２０を箱本体１１の嵌め孔１１０に嵌め合わせれば簡易に組み立てる機能が達成され、進んで前述スピーカボックス１が構成される。かつ箱本体１１の中間には他に凸柱１１９１が設けられ、かつ蓋１２には各凸柱１１９１、１１８及び凸柱状の定位部１１４に対応する錐孔１２３が設けられ（図２及び図３参照）、これによって蓋１２を箱本体１１に嵌め合わせ、上述凸塊１２０と嵌め孔１１０との構造を用いて嵌め付けるほか、更に錐孔１２３と凸柱１１９１、１１８及び凸柱状の定位部１１４との緊密配合を用いることができ、蓋１２の不当な振動を予防する機能が達成される。
または図１７に示すように、本発明は箱本体１１の自由端１１２に近い中央に別の凸柱１１９２が設けられ、自由端１１２の両側にはそれぞれねじ孔１１９３が設けられてもよく、他に前記蓋１２に凸柱１１９２に対応する錐孔１２４、及びねじ孔１１９３に対応する二つのねじ孔１２５が設けられ、蓋１２と箱本体１１が組み付けられたら、二つの凸柱１１９１、１１９２と錐孔１２３、１２４が結合する構造になり、かつ四つのねじ孔を用いて箱本体１１を固定し、よりよい発声の効果を達成することができる。
また、本実施例は圧電振動器２をスピーカボックス１内に組み付け、それが通電されると発声効果が達成されるので、従来の圧電スピーカよりも発声機能が増進され、かつスピーカボックス１が基板８またはその他選定されたものに固定されると、より響く発声効果が得られる。

図２に示すように、蓋１２の箱本体１１に対応する容置部１１６の位置には貫通する二本の溝１２２が設けられ、信号線７が挿入されて組み立てられる場合、先ずドライバー等工具をもって溝１２２に入れて弾性嵌め付け具６の弾性押し持ち辺６１を押さえ、信号線７が挿入されたらライバーを取り出し、そうすれば弾性嵌め付け具６の弾性押し持ち辺６１は信号線７を嵌め付けることができ、便利に電気的接続の組み立てが達成される。

本発明の一実施例による圧電型スピーカの分解斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの一部部材の組み合せ状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの軸方向の断面図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの径方向の断面図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカのスピーカボックスを示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの箱本体を示す平面図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの蓋を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの圧電振動器を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの吸震エレメントを示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの第一接続端子を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの第二接続端子を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの弾性嵌め付け具を示す斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの第一接続端子の組み立て実施例を示す模式図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカにおいて、圧電振動器が一つだけ設けられた状態を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例による圧電型スピーカの圧電振動器の別の実施例を示す斜視図である。 本発明の圧電振動器の別の実施例の分解斜視図である。 本発明のスピーカボックス別の実施例の分解斜視図である。

符号の説明

１：スピーカボックス、１１：箱本体、１１０：嵌め孔、１１１：固定端、１１２：自由端、１１３：溝、１１４：定位部、１１５：嵌合部、１１６：容置部、１１７：ねじ孔、１１８：凸柱、１１９：孔、１１９１：凸柱、１２：蓋、１２０：凸塊、１２１：孔、１２２：溝、１２３：錐孔、２：圧電振動器、２１：シート、２１１：凸片、２１２：孔、２２：圧電材料、２３：銅片、２４：絶縁シート、３：吸震エレメント、３１：シート、３２：套環、４：第一接続端子、４１：圧電接触部、４１１：上通し溝、４１２：下通し溝、４１３：突起、４２：信号線接触部、５：第二接続端子、５１：圧電接触部、５１１：突起、５２：信号線接触部、６：弾性嵌め付け具、６１：弾性押し持ち辺、７：信号線、８：基板、８１：凸部、８２：ねじ、１１９２：凸柱、１１９３：ねじ孔、１２４：錐孔、１２５：ねじ孔、２１３：凸部、２１４：定位凸塊、２１４Ａ：定位凸塊

Claims (14)

1. 箱本体及び蓋から構成され、箱本体は浅い凹み状で、箱内の一端には圧電振動器の固定端に用いられる二つの定位部が設けられ、前記定位部は凸柱であるスピーカボックスと、
   シートの両面に圧電材料が設けられて構成され、各シートの固定端には二枚の凸片が設けられ、各凸片には孔が設けられ、箱本体内に取り付けられると各凸片の孔は柱状の定位部に組み込まれ、吸震エレメントを間に介し箱本体と蓋により挟着固定される圧電振動器と、
   震動を吸収する材料から作られた一枚のシートで、圧電振動器の選定された一面の圧電材料に組み合せられる吸震エレメントと、
   金属シートから構成されて圧電振動器の介子との接続に用いられ、第一圧電接触部及び第一信号線接触部が設けられて箱本体内に取り付けられ、第一圧電接触部は圧電振動器の圧電材料と接触し、第一信号線接触部は容置部に延伸する第一接続端子と、
   金属シートから構成されて圧電振動器の介子との接続に用いられ、第二圧電接触部及び第二信号線接触部が設けられて箱本体内に取り付けられ、第二圧電接触部は圧電振動器のシートと接触し、第二信号線接触部は容置部に延伸する第二接続端子と、
   金属シートを折り曲げ作られて弾性押し持ち辺があり、箱本体の容置部中に設置され、前記弾性押し持ち辺は第一信号線接触部または第二信号線接触部に押し当てられる二つの弾性嵌め付け具と、
   を備えることを特徴とする圧電型スピーカ。
   
2. 二枚または二枚以上の圧電振動器が重なり合い、適当な間隔に現れて箱本体内に組み付けられ、
   吸震エレメントは圧電振動器の間に取り付けられて、吸震エレメントは圧電振動器の圧電材料と組み合せられることを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
3. 箱本体の二つの定位部の自由端側にはそれぞれ接続端子の嵌合部が設けられ、前記第一接続端子及び第二接続端子が嵌め付けられ、
   二つの定位部の内側にはそれぞれ弾性嵌め付け具の容置部が設けられ、二つの弾性嵌め付け具がそれぞれ中に設置され、各容置部の側壁個所には信号線を通すために用いられる孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
4. 箱本体内の一端には二つ平行する溝が設けられ、各溝内には柱状の定位部が設けられ、溝には横方向に嵌合部が設けられ、前記嵌合部は横方向に溝の凹溝内に設けられ、容置部はやや深い凹溝であることを特徴とする請求項３に記載の圧電型スピーカ。
5. 箱本体の二つの定位部の外側にはそれぞれねじを締め付けるための垂直に貫通するねじ孔が設けられ、
   蓋は箱本体の開口端に覆い被さり、蓋にはねじ孔に対応する孔が設けられ、
   ねじはスピーカボックスにねじ込んで固定することを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
6. 箱本体内には吸震エレメントの両端の取り付け定位に供される対称する二つの凸柱が設けられ、前記吸震エレメントのシート両端にはそれぞれ套環が設けられ、前記套環によって二つの凸柱を取り付け定位し、吸震エレメントと圧電振動器の圧電材料とを組み合せることを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
7. 第一接続端子の第一圧電接触部は連続して弓状に折り曲げられて上通し溝及び下通し溝に形成され、上通し溝及び下通し溝の金属シートには圧電振動器との接触に用いられる第一突起が設けられ、第一信号線接触部は面積のやや大きいシート状であって、
   第二接続端子の第二圧電接触部は略コの字状に折り曲げられ、上下面にはそれぞれ第二突起が設けられ、第二信号線接触部もやや大面積のシート状であって、
   これにより第一接続端子及び第二接続端子をそれぞれ箱本体の中に設置し、圧電振動器の凸片は第一突起および第二突起と接触し、かつ第一信号接触部及び第二信号接触部は箱本体の容置部に延伸することを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
8. 前記圧電振動器の圧電材料は、任意の一枚の凸片の孔側までに分布され、他の一枚の凸片には圧電材料がなく、各凸片はそれぞれ第一接続端子及び第二接続端子と電気的接続に現れることを特徴とする請求項７に記載の圧電型スピーカ。
9. 第一接続端子の第一圧電接触部の上通し溝及び下通し溝の開口端は外向きであることを特徴とする請求項７に記載の圧電型スピーカ。
10. 箱本体の側壁には複数個の嵌め孔が設けられ、蓋の対応個所にも複数個の凸塊が設けられ、蓋の凸塊は箱本体の嵌め孔に嵌め付けられることを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
11. 蓋の箱本体の容置部に対応する個所には二本の貫通する切溝が設けられることを特徴とする請求項３に記載の圧電型スピーカ。
12. 圧電振動器の凸片は銅片の底面に絶縁片が貼り付けられ、更に前記絶縁片を用いて銅片を凸片に貼り付け、これにより銅片の一端を圧電材の表面につなぎ接触させ、銅片によって第一接続端子と接触することを特徴とする請求項１に記載の圧電型スピーカ。
13. シート周囲の選定個所には複数の凸部が設けられ、各凸部には二つの定位凸塊がプレスによって設けられ、一つの定位凸塊はシートの一面から突き出し、別の凸塊はシートの他の一面から突き出し、これによって圧電材料が組み合わせられた後、周囲の凸塊を用いて圧電材料の縁に当て付けて固定することを特徴とする請求項1に記載の圧電型スピーカ。
14. 箱本体の固定端に近い中央には凸柱が設けられ、自由端に近い中央には別の凸柱が設けられ、前記自由端の両側にはそれぞれねじ孔が設けられ、前記蓋には二つの凸柱に対応する二つの錐孔、及び自由端に近いねじ孔に対応する二つのねじ孔が設けられてあることを特徴とする請求項1に記載の圧電型スピーカ。

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