JPH02715B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変換器の如き電気音響装置、特にこの
ような変換器を他の回路エレメントへ電気的に接
続する問題に関するものである。

当該技術で一般によく知られている変換器は、
圧電部材でつくられる。圧電部材が電気信号の如
きものより励起されると、変換器は振動し、若干
の応用においては、該応答として音響を発生す
る。

ある一種の応用において、薄い形状をした圧電
エレメントの変換器は、導電基板に取付けられ
る。電気信号の一方を該圧電エレメントへ、他方
を導電基板へ接続すると、変換器は一定の周波数
で駆動（あるいは振動）する。

この種の変換器から、より大きな音響出力を得
るため、圧電エレメントは２箇の電気的に絶縁さ
れた部分に分割される。かくして米国特許
3815129に開示されている如く、圧電部分の一方
の部分へフイードバツク回路が接続される。この
種３端子をすなわち、１箇を導電基板へ、他の２
箇をそれぞれ圧電エレメントの二つの部分へ接続
する組立体は、従来の導電基板と圧電エレメント
へそれぞれ端子を接続する組立体と比較し、はる
かに大きな音響を発生する。所望音響を発生する
ための代表回路例は米国特許3815129に開示され
ており、その内容は本説明に参考として記載す
る。

過去においては、前述した形式の電気的に接続
された変換器を、取付けているユニツトは、変換
器のユニツトへの取付手段が、恒久的かつ、非繰
返し的であり、ハンダ付けか、ある種のセメント
接着である。この種ユニツトの例は、米国特許
4013982および3331970に開示されている。

組立上および製造上の目的から、本記載形式の
変換器を取付けるには、着脱式が望ましいことが
分つた。この一般的目的を達成する組立体の一例
は米国特許3885173に開示されている。該特許は、
導電領域をもつ弾性材料からなるガスケツトとハ
ウジングとを含む装置を開示している。該ガスケ
ツトはプリント回路板上におかれ、その上に変換
器を取付けている。該ハウジングは変換器をプリ
ント回路板へ電気的に接続すべく、変換器をガス
ケツトに向かつて押圧して相互に機械的に連結す
る。

米国特許3885173に開示されている装置は、所
望の目的を達成しているが、エラストマーのガス
ケツトを使用しているため高価で、かつ、通常の
製造工程では組立が困難である。

したがつて本発明の主たる目的は、使用および
製造が容易であり、なおかつ、任意に取外しが可
能な方法において、導電基板に取付けらた圧電エ
レメントよりなる変換器を保持し、かつ、回路エ
レメントへ電気的に接続させるコネクター組立体
を提供することである。

本発明の望ましい組立体を提供する一つの手段
は、該回路エレメントに取付可能なベースエレメ
ント、該ベースエレメントに付随する少なくとも
２箇の弾性を有する端子、および該端子と変換器
とを任意に接触させるための該ベースエレメント
に取外し可能なように取付くカバーよりなるコネ
クター組立体である。該端子の１箇は一端が回路
エレメントへ電気的に接続するようになつてお
り、他端は導電基板へ電気的に、かつ、弾力的に
接触するようになつている。他の１箇の端子は、
一端が回路エレメントへ電気的に接続するように
なつており、他端は該圧電エレメントへ電気的
に、かつ、弾力的に接触するようになつている。

上記目的を達成する別のコネクター組立体は、
ベースエレメントが変換器の取付を取外し可能に
する保持手段を有し、かつ該ベースエレメントが
回路エレメントへ取付け可能なものよりなるもの
である。該ベースエレメントには２箇の端子が付
随している。１箇の端子は、一端が該回路エレメ
ントへ電気的に接続するようになつており、他端
は導電基板へ電気的に接触するようになつてい
る。他の１箇の端子は一端が該回路エレメントへ
電気的に接続するようになつており、他端は該圧
電エレメントへ電気的に、かつ、弾力的に接触す
るようになつている。該保持手段により変換器が
ベースエレメントに保持される際、変換器が端子
（複数）に対して弾力的に押されて接触するよう
に、回路エレメントから端子頂部までの距離は、
回路エレメントから変換器保持手段部までの距離
よりも大きい。

所望の目的を達成するまた別のコネクター組立
体の具体例は、回路エレメントへ取付け可能な一
体的に形成された単一なベースエレメントよりな
るものである。ベースエレメントは、導電基板に
接触し、変換器を取外し可能な如く取付ける導電
材料よりなる保持手段を有し、第一端子は電気的
に該保持手段に接続し、該回路エレメントへ電気
的に接続すようにされ、第二端子は電気的に第一
端子より絶縁され、一部分は回路エレメントへ電
気的に接続し、他の部分は圧電エレメントへ電気
的に、かつ、弾力的に接触する。

本発明によるコネクター組立体は、前述した形
式の変換器に対して最も適切に組み合わされるよ
うにしたものである。すなわち、電気的励起によ
り振動する極めて薄い形状を有する変換器に対し
てである。使用可能な変換器の例は、円板の形状
で第２図に示す。しかしながら、如何なる薄い形
状のものも使用可能で、本記載のコネクター組立
体で作動する。

第２図の詳細において、１０と命名してある変
換器は、圧電エレメント１２が真鍮のような導体
材料のより大きな基板１４に取付いている。もし
フイードバツク回路が望まれるならば、電気的に
絶縁された電気的弧立部１６を有する。かくして
電気的弧立部１６はフイードバツク回路へ接続す
る。

次に第１図および第３図をより詳細にみると、
２０と命名した本発明によるコネクター組立体
は、プリント回路板２２へ接続できる。プリント
回路板は複数の取付穴２４と端子穴２６を有す
る。

コネクター組立体２０は取付フツク３２および
突出しスナツプ３４を持つハウジング部分３０を
有する２８で示すベースエレメントを含む。取付
フツクはプリント回路板２２に形成された取付穴
２４へスナツプとしてはめ込むようになつてい
る。該取付は、後で詳述する如く、如何なるハン
ダ作業より前に行われるものである。

ベースエレメント２８の内部には、変換器１０
を設置する垂直な円形支持隆起部３６がある。円
形支持隆起部３６はナイフエツジをしており、変
換器の底部のみにおいて概略線接触するようにな
つている。

ハウジング３０の内壁には、複数の垂直な位置
決め柱３８が形成されている。これらの位置決め
柱３８は、変換器１０に発生する振動を減衰させ
るハウジング内側への接触を防止するよう変換器
を位置決めする。ベースエレメントのハウジング
３０の内部には、３箇の端子孔４０，４２および
４４があり、それぞれ弾力的端子４６，４８およ
び５０を取付けるようになつている。各端子４
６，４８および５０はロツク５２を有し、該端子
を４０，４２および４４の各端子孔に形成された
肩５４へ取付けるようになつている。それぞれの
端子はそれぞれの端子孔へ最初取付けられる際
は、円形支持隆起部３６の高さより上方に伸び、
ついで、変換器に加えられる下方方向の力によ
り、弾力的に下方方向へ押下げられる。

下方方向の力を与え、したがつて、端子と接続
させるため、５６で示すカバーがある。カバー５
６は一端が空いている円筒形のハウジング５８で
形成され、上部に開口部６０を有し、ベースエレ
メントのハウジング３０に形成された突出しスナ
ツプ３４と対応する複数のスナツプ錠６２を有す
る。

カバーハウジング５８の内部は、ベースエレメ
ント２８に形成された円形支持隆起部３６と同心
の対応円形節隆起部６４を有する。対応円形節隆
起部６４はカバーハウジング５８を環状室６８と
該環状室が包囲する中央共振室６６とに分割す
る。

円形支持隆起部３６の直径および対応円形節隆
起部６４の直径は、本質的に変換器１０の節直径
とほぼ同じに設計してあることに注目することは
重要である。該節直径は、変換器１０が振動する
場所であり、従つて、若し変換器がこの点で支持
されると減衰効果が最小となつて最大量の振動と
音量が発生する。

さらに、減衰を防止するため、端子４６，４８
および５０を弾力的にして、振動を阻害しないよ
うにしなければならない。音響を拡大するため、
共振室６６が設けてあり、この室は変換器と直接
に接している。しかしながら、最適音量を発生さ
せるためには、上記総ての特徴を必要とするであ
ろうが、音の出力がより小さい応用の場合は総て
の特徴を備える必要はない。

使用に際しては、全コネクター組立体２０は、
如何なる製造工程前においても予め組立てること
ができる。先ず端子４６，４８および５０はそれ
ぞれの端子孔４０，４２および４４に取付けられ
る。次に変換器は圧電エレメントを下にして、弾
力的端子４６，４８および５０と円形支持隆起部
３６に向つて置かれる。次にそれぞれの突出しス
ナツプ３４がそれぞれのスナツプ錠６２と対応す
るようにして、カバー５６を、ベースエレメント
２８にスナツプではめ込む。

組立が完成すると、取付フツク３２を取付穴２
４へそれぞれ取付けプリント回路板２２の上にお
く。ついで、プリント回路板２２の回路（図示せ
ず）と変換器１０とを電気的に接続するため、ハ
ンダ接合部７０をつくるべくプリント回路板２２
をハンダ付けする。

何かの理由で変換器１０を交換したい場合は、
スナツプ錠６２を突出しスナツプ３４より外し、
カバー５６を取外す。この作業は何回も行うこと
ができる。

次に本発明に包含されないが、参考例として示
す第４図および第５図をより詳細にみると、プリ
ント回路板８２に取付けた、８０で示すコネクタ
ー組立体の別の具現が示されている。後で明らか
となる如くプリント回路板８２は複数の取付穴８
４端子穴８６を有する。

コネクター組立体８０は、取付穴８４に取付く
取付けフツク９０を有するベースエレメント８８
よりなる。ベースエレメント８８へ変換器１０を
取付けた際プラツトフオームの役をする４箇の支
持エレメント９２がベースエレメント８８より垂
直に伸びている。変換器１０をベースエレメント
８８へクランプするため、２箇の垂直に立つたク
ランプエレメント９４がある。４箇の支持エレメ
ント９２と２箇のクランプエレメント９４は、変
換器１０の保持手段を形成する。

ベースエレメント８８は、３箇の端子１０２，
１０４，１０６をそれぞれ収容する端子孔９６，
９８，１００を有する。各端子１０２，１０４，
１０６は各端子孔９６，９８，１００に形成され
た肩１０に取付くようにしたロツク１０８を有す
る。かくて端子１０２，１０４，１０６はそれぞ
れの端子孔へロツクされる。

端子１０２，１０４，１０６は弾力的で、変換
器１０がベースエレメントへ取付いていない状態
では、４箇の垂直に伸びた支持エレメント９２よ
り高く伸びている。変換器は保持手段により保持
されると、端子は弾力的に下方へ押される。

変換器１０の挿入、取外しを便ならしめるた
め、各クラブエレメント９４と一直線になし得る
一対の切欠１１２が変換器につくられている。

使用に際しては端子１０２，１０４，１０６は
それぞれ端子孔９６，９８，１００に取付ける。
ついで、取付フツク９０をそれぞれプリント回路
板の取付穴８４に挿入して、ベースエレメント８
８をプリント回路板８２へ取付ける。この際、端
子１０２，１０４，１０６の底部はプリント回路
板８２の表面から突出る。

かくしてプリント回路板と各端子１０２，１０
４，１０６をハンダ付けして恒久ハンダ接合部１
１４を形成する。ついで、切欠１１２とクランプ
エレメント９４とを一直線にして変換器１０をベ
ースエレメントへ取付け、下方へ押す。

３端子フイードバツクシステムは必ずしも必要
ではない。従来の２端子システムで音を発するこ
とができる。

次に第６図および第７図をより詳細にみると、
プリント回路板１２２と共に本発明の範囲にあ
る、１２０で示すコネクター組立体の別の具体例
が示してある。プリント回路板には後で明らかと
なる如く３箇の開口部１２４，１２６，１２８が
ある。

コネクター組立体１２０は、導電材料からつく
られ、一体として形成された１２９で示す単一の
ベースエレメントよりなる。ベースエレメントは
後で詳述する如く、打抜きまたは形成によりつく
ることができる。

ベースエレメント１２９は、４箇の垂直の支持
面１３０と２箇のエンドパネル１３１を有する。
各エンドパネル１３１は一対の頂部支持タブを有
する。支持面１３０と支持タブ１３２は、変換器
１０のベースエレメント１２９への保持手段とな
る。

一対の端子タブ１３４，１３６はベースエレメ
ント１２９から突き出、エンドパネル１３１下部
付近で下方へ曲げられる。端子タブ１３４，１３
６，はそれぞれ開口部１２４，１２６に取付く。
各端子タブ１３４，１３６は外方への曲り１３７
を有し、該曲り１３７がそれぞれ開口部１２４，
１２６へ取付いた際、ベースエレメント１２９の
プリント回路板１２２への事前取付手段を提供す
る。全ベースエレメントは単一でかつ導電材料で
つくられているため、端子タブ１３４，１３６は
支持面１３０と支持タブ１３２によりなる保持手
段へ電気的に接続する。

ベースエレメント１２９は脆弱部１３８を有す
る。該脆弱部はタブ１４０を有し、プリント回路
板の開口部１２８に取付けられる。脆弱部１３８
の上部には、圧電エレメント１２と接触できるよ
うにされた弾力的接点１４２がある。

該脆弱部１３８は「切り離しタブ」と呼ばれ、
弾力的接点１４２、タブ１４０、ベースエレメン
ト１２９と共に単一の金属板からスタンプ成形さ
れるが、該ベースエレメント１２９の各タブ１３
４，１３６，１４０等の回路とのハンダ付けの際
該ベースエレメントを固定保持するのに使用され
るが、ハンダが固化後はベースエレメントはプリ
ント回路板に固定されるので、この「切り離しタ
ブ」１３８はベースエレメント１２９との連結は
不要となり従つて切断線１４４において切断され
る。後記により明らかとなる如く、脆弱部はベー
スエレメント１２９の残部と電気的に絶縁される
必要がある。このため、ベースエレメント１２９
から脆弱部１３８を破断するため、該脆弱部には
事前に破断線１４４が設けてある。

使用に際しては、一体的に単一に形成されたベ
ースエレメント１２９は、端子突起部１３４，１
３６が開口部１２４，１２６に取付けられ、突起
１４０が開口部１２８内に取り付けられるようプ
リント回路板上に装着される。端子突起部１３
４，１３６の曲がり部１３７は、ベースエレメン
トがプリント回路板１２２より脱着されるのを防
止する。ついで、３箇所のハンダ接合部１４６を
形成するようにプリント回路板をハンダ付けす
る。ついで前記したように脆弱部１３８をベース
エレメント１２９残部から絶縁されるように、脆
弱部１３８に設けてある破断線１４４において切
断する。

即ちこの具体例において、円板変換器１４とプ
リント回路板１２２とを金属性端子部材により接
続し、該端子部材はその上方に該円板に、電気的
かつ弾力的に接する、接点部４３からなる上部、
該部から下方に延長する接点支持部分、そして該
接点支持部分から下方に延長し、該回路板と接続
する第２のタブ部分１４０の３部分からなる。第
６図に示すように該金属性端子部材の中間部を占
める接点支持部分は元来ベース構造体の底壁の一
部を構成する脆弱部１３８と一体に構成される
が、上記のように端子部材がその下方の第２のタ
ブ部分でプリント回路板にハンダ固定後ベース構
造体から、その破断線１４４により切り離され電
気的接触を絶たれる。

変換器１０の導電基板１４は、それぞれの支持
面１３０と支持タブ１３２よりなる保持手段にお
いて取付けられる。本形式においては、保持手段
が変換器１０の導電基板１４に接触し、端子タブ
１３４と１３６へ電気的に接続する。脆弱部１３
８は圧電エレメント１２と接触している。かくし
て極めて低価格の変換器コネクター組立体を提供
する。

本願の発明のコネクター組立体は組立が容易で
あり、変換器の取付け取外しが自由にでき、機械
メーカは、変換器メーカから変換器を別途に購入
し、本願によるコネクター組立体を直接機械に組
込み、それに変換器を挿入して１つのユニツトに
自社で組立てることによつて、生産コストを下げ
る効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコネクター組立体の一つ
の具現の一部分解した展開斜視図。第２図は本発
明のコネクター組立体と共に使用可能な変換器円
板の平面図。第３図は完全に回路エレメントへ取
付けた、第１図に示すコネクター組立体の側断面
図。第４図は本発明によるコネクター組立体の第
２の具現の展開斜視図。第５図は第４図のコネク
ター組立体の一部断面による側面図。第６図は本
発明よるコネクター組立体の第３の具現の展開斜
視図。第７図は第６図のコネクター組立体の一部
断面による側面図。 １０……変換器、１２……圧電エレメント、４
……導電基板、１６……弧立部、２０……コネク
ター組立、２２……プリント回路板、２４……取
付穴、２６……端子穴、２８……ベースエレメン
ト、３０……ハウジング、３２……取付フツク、
３４……突出しスナツプ、３６……円形支持隆起
部、３８……位置決め柱、４０，４２，４４……
端子孔、４６，４８，５０……端子、５２……ロ
ツク、５６……カバー、５８……ハウジング、６
２……スナツプ錠、６４……円形節隆起部、６６
……中央共振室、６８……環状室、７０……ハン
ダ接合部、８０……コネクター組立体、８２……
プリント回路板、８４……取付穴、８６……端子
穴、８８……ベースエレメント、９２……支持エ
レメント、９４……クランプエレメント、９６，
９８，１００……端子孔、１０２，１０４，１０
６……端子、１１４……ハンダ接合部、１０……
コネクター組立体、１２４，１２６，１２８……
開口部、１２９……ベースエレメント、１３０…
…支持面、１３１……エンドパネル、１３２……
支持タブ、１４，１３６……端子タブ、１３７…
…曲り、１３８……脆弱部、１４０……脆弱部タ
ブ、１４２……弾力的接点、１４４……破断線、
１４６……ハンダ接合部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プリント回路板１２２にほぼ平行にかつその
   上方に隔離して圧電変換器の円板１０を支持する
   ためのコネクター組立体１２０において、 該コネクター組立体１２０は； 導電体から一体的に形成されたベース構造体１
   ２９と； 該ベース構造体から下方に延びてプリント回路
   板１２２に接続し、該プリント回路板の表面に配
   置した該ベース構造体１２９を位置決めする第１
   のタブ１３４，１３６と； ベース構造体１２９の上方で取外し可能に円板
   １０を支持し、円板の外周と電気的に接続するた
   め、円板の外周のまわりの複数の離隔した位置で
   円板の外周と係合する、該ベース構造体から上方
   へ延びている複数個の円板保持部分１３０，１３
   ２と、 接点支持部分と該接点支持部分から下方に延
   び、該プリント回路板１２２に接続し、該プリン
   ト回路板の表面に隣接して該接点支持部分を位置
   決めするための第２のタブ部分１４０と、 該接点支持部分から上方へ延び、円板の外周か
   ら内周へ離隔した区域で、該円板と電気的にかつ
   弾力的に係合すように適用された弾力的接点１４
   ２と、 から構成される電気接続部材からなり、 該ベース構造体と該電気接続部材の接点支持部
   分とを相互接続している金属性脆弱部とを備え、
   該脆弱部は該接点支持部分を該ベース構造体から
   電気的に絶縁するため、該ベース構造体１２９か
   ら切断分離されることを特徴とする前記コネクタ
   ー組立体。 ２ 該ベース構造体の大部分と、該接点支持部分
   と、該第１と第２のタブのすべては、該円板保持
   部分によつて支持されている円板の下方にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコネ
   クター組立体。 ３ 該円板保持部分は、 ４つの離隔した、平行な、直立する支持部分１
   ３０であつて、該ベース構造体から延び、円板を
   その底部において支持するためにその向かい合つ
   た端部において垂直な底部支持表面を有する支持
   部分１３０と、 １対の離隔した平行な、直立するエンドパネル
   １３１であつて、該直立する支持部分１３０各々
   に直角方向でかつ該底部支持部分１３０にそれぞ
   れに隣接して該ベース構造体から上方へ伸び、該
   エンドパネル１３１の各々が底部支持表面１３０
   に対向して円板を保持するためにプリント回路板
   表面に対して平行方向に延びる頂部支持タブ１３
   ２を有し、該エンドパネルが該底部支持表面１３
   ０と該頂部支持タブ１３２との間の円板を選択的
   に保持しまたは取り外すために弾力的に動き得て
   相互に接近しそして離れるエンドパネル、 とを包含することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のコネクター組立体。 ４ 該脆弱部と該ベース構造体間に予め形成され
   た破断線１４４を包含していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のコネクター組立体。 ５ プリント回路板にほぼ平行にかつその上方に
   隔離して圧電変換器の円板を支持するため 該円板を構成する導体の基板の第１の側部上に
   取付けられた圧電エレメント１２を備える薄いウ
   エフアー状の変換器１０を保持し、該変換器１０
   とプリント回路部材２２間に電気的接続をつくる
   ためのコネクター組立体において、 該コネクター組立体は： 単一の、一体のベース部材２８が設けられ、該
   ベース部材は、 ベース部材上に該変換器１０を支持するため、
   該変換器の第１の側部に当接する変換器支持構造
   部３６と、該変換器支持構造部に設けられ、該ベ
   ース部材２８の外部へ向けて開口し、相互に離れ
   て延びている複数の端子孔４０，４２，４４とを
   備え； 各端子孔内にはそれぞれ一片の弾力的に形成さ
   れている金属端子４６，４８，５０が取付けら
   れ、各端子は、 該端子孔４０，４２，４４内壁に当つている第
   １の部分と、 変換器支持構造部３６を越えて変換器の方向へ
   上方へ延びて該変換器に弾力的に接触している第
   ２の部分と、 回路部材２２への接続のため、該端子孔４０，
   ４２，４４を通つて該第１の部分から下方に延び
   ている電気接続部材４６，４８，５０とを備え；
   そして、 カバーが設けられ、該カバーハウジング部材５
   ８は変換器を変換支持器構造部３６に対向させて
   保持する支持部を備え、かつ、該金属端子を変換
   器と該端子支持表面間で弾力的に圧縮するため、
   変換器支持構造部と係合できることを特徴とする
   前記コネクター組立体。 ６ 該変換器支持構造部３６は変換器の節区域に
   対応する円形支持部を含み、そして、該保持装置
   は該ベース部材と係合するベース部材を含み、か
   つ、該円形支持部に対向して変換器の第２の側部
   と係合する円形隆起部を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載のコネクター組立
   体。 ７ 該カバーを該ベース部材へ取外し可能に取付
   けるため、該カバーとベース部材上に形成されて
   いるスナツプ錠装置を備えていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項または６項記載のコネク
   ター組立体。 ８ 該回路部材はプリント回路板であり、そして
   電気接続部材はベース部材端子孔を貫いて延びて
   おり、プリント回路板と電気的に接続するのに適
   合することを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載のコネクター組立体。