JPH0686386A - 圧電発音体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部の結露発生を防止して、耐湿性の信頼性
を向上した圧電発音体を提供する。 【構成】 一方が全面開口された収納用開口１２を有す
るとともに該開口に相対する壁部である開口相対壁部１
９に制動孔１３を有する収納ケース１１と、振動板２２
の表面に圧電素子２１が固着されるとともに該振動板２
２の周辺部２２ｂが前記収納ケース１１内部にて前記圧
電素子２１を開口相対壁部１９側に対向するように固定
した圧電振動板２０と、を有し、且つ前記収納ケースの
制動孔１３内側を非通気性且つ弾性のゴム薄膜で構成さ
れた音圧調整膜５８で被覆し閉塞した構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送受話器と電話器本
体とを分離独立させて無線通信により音声を送受するよ
うに構成された所謂コードレス電話器、および自由に持
ち運びが可能な携帯電話器において、送話部または受話
部に内蔵されて音声信号と電圧値との変換を行うように
構成された電気音響変換器、所謂圧電発音体に関し、さ
らに詳細には、前記圧電発音体内部に湿気が流入して圧
電素子表面に生ずる結露を防止するように構成された圧
電発音体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化時代に対応して、電話
回線を介しての各種情報提供或いは通話等が多岐多様に
亙ってきており、これにともない該電話の使用場所も、
例えば高温多湿環境の下でも使用可能なように耐水湿気
対応の電話器が切望されている。

【０００３】特に、送受話部と電話器本体とが分離独立
されて無線通信により音声を送受するように構成された
所謂コードレス電話器は屋内での移動が可能であること
から、上記のような高温多湿環境の浴室または洗面所等
においての使用形態が不可避であって耐湿気の対策が必
要である。

【０００４】また、自由に持ち運びができる携帯電話も
小型化が進み、急速に普及しているが、室外での使用に
おいては厳しい使用環境に耐え得る信頼性が要求される
のであって、湿気に対する対策も当然に施される必要が
ある。

【０００５】一方、前記コードレス電話器や携帯電話器
においては、小型化の要求が強いのであるが、内蔵され
る無線通信の電子回路および電源部等がある程度の容積
が必要なことと相俟って、送受話器部の小型薄型化が不
可避となっている。該要請を満足するために、送話部及
び受話部に従来使用された電磁作用を利用した電磁スピ
ーカに代わって圧電作用を利用した圧電振動板が適用さ
れ、現在も更なる該圧電振動板の小型・薄型化の努力が
為されている。

【０００６】前記圧電振動板が適用された従来の圧電発
音体並びに該圧電発音体が送受話器本体に取付られた構
造を、図３の断面図を参照することにより概説する。

【０００７】圧電素子２１は、力を加えると誘電分極を
おこす強誘電体セラミックスを材質として薄円板状に形
成されている。

【０００８】該圧電素子２１の両端面には、電極が塗着
形成されている。

【０００９】前記電極が形成された圧電素子２１は、該
圧電素子２１よりも大形であって薄円板状に形成された
振動板２２の振動板表面２２ａに、一方の電極を介在し
て固着されることにより圧電振動板２０が構成されてい
る。

【００１０】この際、前記圧電振動板２０における圧電
素子２１に被着された他方の電極の一端部２７及び前記
振動板表面２２ａの一端部２８には、外部との電気的信
号の授受を行うための絶縁被覆導線２９が半田固定され
るとともに、該圧電振動板２０のハウジング基体となる
収納ケース１１より導出されている。

【００１１】該収納ケース１１は、合成樹脂等を材質と
して、環状側壁と、一方が全面開口された収納用開口１
２と、該収納用開口１２に相対した開口相対壁部１９
と、を有することにより断面が略凹形状に成形されてい
る。

【００１２】前記開口相対壁部１９の略中心部には、制
動孔１３が開口されており、該制動孔１３に収納ケース
１１の内側において音圧調整膜１８が被覆され、前記圧
電振動板２０の圧電振動に対する音圧・周波数特性が調
整できるように構成されている。

【００１３】上記音圧調整膜１８の材質はメッシュ状に
構成された薄い合成繊維布で、近年、通気性を有し且つ
耐水性に優れたスキーウェア等にも用いられている所謂
新素材である。

【００１４】前記収納ケース１１の内壁面には、該内面
全周に亙って取付段部１４が設けられており、前記圧電
振動板２０が、圧電素子２１を開口相対壁部１９側に対
向するように、前記収納用開口１２を介して収納ケース
１１に収納されるとともに、該取付段部１４において該
圧電振動板２０の振動板周辺部２２ｂが当接され、さら
に、例えばシリコーン系のシール用接着材１６により固
定されている。

【００１５】この際、前記シール用接着材１６により、
前記圧電振動板２０の振動板周辺部２２ｂが、前記収納
ケース１１の取付段部１４の全周に亙って塗着されてい
るため、前記収納用開口１２は取付段部１４において閉
塞されている。

【００１６】次に、上記のようにして構成された圧電発
音体１０を、前記コードレス電話器または携帯電話器に
おける送受話器本体３０に取付けた状態を説明する。

【００１７】図３において、該送受話器本体３０は、本
発明の主要部となる送話口部または受話口部を示してお
り、該部は前記圧電発音体１０が取付られる取付基材３
１になっている。

【００１８】該取付基材３１には、送話音または受話音
等を通過させるための音通孔３２，３２´…が開口され
ている。

【００１９】また、前記送受話器本体３０における取付
基材３１の搭載面３４には、前記圧伝発音体１０の収納
用開口１２側におけるケース取付端部１５の形状に対応
して嵌装用凸部３３が突設されている。

【００２０】この状態において、前記圧電発音体１０の
ケース取付端部１５が、該搭載面３４における嵌装用凸
部３３に嵌装されるとともに、接着固定されることによ
り、該圧電発音体１０が取付基材３１に搭載されてい
る。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧電発音体によれば、収納ケースに収納固定された
圧電音響変換を行う圧電振動板の圧電素子側の空間は該
収納ケースの制動孔を閉塞するようにメッシュ状に構成
された音圧調整膜１８が張設されているが、該音圧調整
膜は、通気性があり、湿気の流入に対する防御手段とし
ては乏しく、従って図４の圧電振動板の部分拡大断面図
に示すように、高温多湿の環境下においては該制動孔１
３を通して湿気が侵入して圧電素子２１上や振動板２２
上に結露４０が生じてしまう。

【００２２】一方、上記圧電振動板２０の圧電素子２１
および振動板２２は近年薄膜化が進み、厚さ５０μｍな
いし３５μｍの素子や振動板も実用化の域にあるが、圧
電素子２１は対向電極４４、４５が裸で近接しているこ
と、および素子に一旦入った亀裂（クラック）４１をス
クリーニングする事自体困難であること等により、圧電
素子２１や振動板２２上に結露が生じることは該素子の
潜在的なクラック部の絶縁劣化をもたらし、さらに電極
４４や絶縁被膜導線２９の半田接合部４２近傍での腐食
４３の原因となり、素子の薄膜化が進む程、結露の発生
は圧電発音体自身の信頼性上の致命的欠陥になるという
問題点があった。

【００２３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、前記コードレス電話器や携帯電話器を多湿環境
において使用する際に、湿気が制動孔から侵入するのを
防止して、圧電発音体の圧電振動板上に結露の発生を防
止した圧電発音体を提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一方が全面開
口されるとともに該開口に相対する壁部に制動孔を有す
る収納ケースと、振動板の表面に圧電素子が固着される
とともに該振動板の周辺部が前記収納ケース内部にて前
記圧電素子を開口相対壁部側に対向するように固定した
圧電振動板と、を有する圧電発音体において、前記収納
ケースの制動孔を非通気性且つ弾性のゴム薄膜で構成さ
れた音圧調整膜で閉塞したことを特徴とする圧電発音体
を提供することにより、上記目的を達成するものであ
る。

【００２５】

【作用】本発明においては、音圧調整膜として非通気性
且つ弾性のゴム薄膜を収納ケース開口相対壁部の制動孔
内側に被覆して閉塞している。したがって、収納ケース
内部の圧電素子の貼着してある側の圧電振動板と収納ケ
ースで囲まれた空間の気密性が確保されて、前記制動孔
から水滴のみならず湿気も前記圧電素子の有る空間に侵
入することがない。

【００２６】また、前記ゴム薄膜は通気性は無く、した
がって制動孔を通して音を直接外部へ逃がす作用は持た
ないが、音圧によって変形するので強い音圧の時は緩衝
機構となって音圧調整の役目を十分に果たす。

【００２７】

【実施例】本発明に係わる圧電発音体の実施例を図面に
基いて詳細に説明する。なお、前述の従来例と同様の機
能・材質・形状の部分は同符号にて表すものとする。

【００２８】図１は本発明に係わる圧電発音体並びに該
圧電発音体が送受話器本体に取付られた構造の実施例を
示す断面図である。

【００２９】図１において、圧電発音体５０は、一方が
全面開口された収納用開口１２を有するとともに該開口
に相対する壁部である開口相対壁部１９に制動孔１３を
有する収納ケース１１と、振動板２２の表面に圧電素子
２１が固着されるとともに該振動板２２の周辺部２２ｂ
が前記収納ケース１１内部にて前記圧電素子２１を開口
相対壁部１９側に対向するように固定した圧電振動板２
０と、を有し、且つ前記収納ケースの制動孔１３内側を
非通気性且つ弾性のゴム薄膜で構成された音圧調整膜５
８で閉塞した構造となっている。以下圧電発音体５０の
各部材につき詳細に説明する。

【００３０】強誘電体等に圧力または張力等を印加する
と分極が発生して端面に静電荷を生じる圧電効果或いは
電界を印加すると機械的応力を生じる電歪効果を有する
圧電素子２１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）磁器
等の強誘電体セラミックスを材質として厚さ５０μｍ程
度の薄円板状に形成されている。

【００３１】該圧電素子２１の両端面には、例えば銀等
の電気伝導性の良好なる電極（図示略）が薄膜状に塗着
形成されている。

【００３２】前記電極が形成された圧電素子２１は、真
鍮あるいはＳＵＳ（ステンレス）等を材質として該圧電
素子２１よりも大形であって薄円板状に形成された振動
板２２の振動板表面２２ａに、一方の電極を介在して固
着されることにより圧電振動板２０が構成されている。

【００３３】この際、前記圧電振動板２０における圧電
素子２１に被着された他方の電極の一端部２７及び前記
振動板表面２２ａの一端部２８には、外部との電気的信
号の授受を行うための絶縁被覆導線２９が半田固定され
るとともに、該圧電振動板２０のハウジング基体となる
収納ケース１１より気密を保持しつつ外部へ導出されて
いる（図示略）。

【００３４】収納ケース１１は、合成樹脂等を材質とし
て、環状または多角状を有する側壁と、一方が全面開口
された収納用開口１２と、該収納用開口１２に相対した
開口相対壁部１９と、を有することにより断面が略凹形
状に成形されている。

【００３５】上記収納ケース１１の内壁面には、該内面
全周に亙って取付段部１４が設けられており、前記圧電
振動板２０が、圧電素子２１を開口相対壁部１９側に対
向するように、前記収納用開口１２を介して収納ケース
１１に収納されるとともに、該取付段部１４において該
圧電振動板２０の振動板周辺部２２ｂが当接され、さら
に、例えばシリコーン系のシール用接着材１６により固
定されている。

【００３６】この際、前記シール用接着材１６により、
前記圧電振動板２０の振動板周辺部２２ｂが、前記収納
ケース１１の取付段部１４の全周に亙って塗着されてい
るため、前記収納用開口１２は取付段部１４において閉
塞されている。

【００３７】また、収納ケース１１の開口相対壁部１９
の略中心部には、制動孔１３が少なくとも一個以上開口
されており、該制動孔１３の収納ケース１１の内側にお
いて音圧調整膜５８が被覆され、さらに固定用接着剤５
９により周辺部を固着されることにより、前記圧電振動
板２０の圧電振動に対する音圧・周波数特性が調整でき
るように構成されている。

【００３８】上記音圧調整膜５８として、本発明は厚さ
３５μｍないし５０μｍの非通気性且つ弾性のゴム薄膜
を収納ケース開口相対壁部の制動孔内側に被覆し閉塞し
ている。したがって、収納ケース内部の圧電素子の貼着
してある側の圧電振動板２２と収納ケース１１で囲まれ
た空間の気密性が確保されて、前記制動孔５８を通して
の前記空間への水滴の侵入のみならず湿気の侵入も防止
される。

【００３９】したがって圧電素子２１の結露による潜在
的なクラック部の絶縁劣化は発生せず、更なる薄膜化が
可能となる。また、電極や導線の腐食も起こらないので
湿気に対する信頼性は飛躍的に向上する。

【００４０】また、前記ゴム薄膜５８は通気性は無く、
したがって制動孔を通して音を直接外部へ逃がす作用は
持たないが、弾性体であるので、音圧によって変形し、
強い音圧の時は緩衝機構となって音圧・周波数調整の役
目を十分に果たす。

【００４１】実際、電話器用としての使用周波数帯域は
０．３〜３．４ｋＨｚであるが、図２に示されるよう
に、従来の圧電発音体の音圧ー周波数特性（ａ）と本発
明に係わる圧電発音体の同特性（ｂ）との間には特性上
殆ど有為差が無いことが判る。

【００４２】次に、上記のようにして構成された圧電発
音体５０を、前記コードレス電話器または携帯電話器に
おける送受話器本体３０に取付けた状態を説明する。

【００４３】図１において、該送受話器本体３０は、本
発明の圧電発音体が取付けられる送話口部または受話口
部を示しており、該部は前記圧電発音体５０が取付られ
る取付基材３１になっている。

【００４４】該取付基材３１には、送話音または受話音
等を通過させるための音通孔３２，３２´…が開口され
ている。

【００４５】また、前記送受話器本体３０における取付
基材３１の搭載面３４には、前記圧電発音体５０の収納
用開口１２側におけるケース開口縁１５の形状に対応し
て嵌装用凸部３３が周設されている。

【００４６】この状態において、前記圧電発音体５０の
ケース開口縁１５が、該搭載面３４における嵌装用凸部
３３に嵌装されるとともに、接着固定されることによ
り、該圧電発音体５０が取付基材３１に搭載されてい
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係わる圧電発音体は、上記のよ
うに構成されているため、圧電素子の貼着してある側の
圧電振動板と収納ケースで囲まれた空間の気密性が確保
されて、制動孔から湿気が収納ケースの圧電素子の有る
内部に侵入することを防止できる。

【００４８】従って、圧電素子および振動板上の結露に
よる潜在的なクラック部の絶縁劣化の発生を防止でき、
耐湿性の信頼性を向上することができるという優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる圧電発音体の実施例を示す断
面図

【図２】 従来の圧電発音体の取付構造を示す断面図

【図３】 従来の圧電発音体の断面図

【図４】 上記における振動板に貼着された圧電素子部
を示す部分拡大断面図

【符号の説明】

１０ 圧電発音体 ５０ 圧電発音体 １１ 収納ケース １２ 収納用開口 １３ 制動孔 １４ 取付段部 １５ 開口縁 １６ シール用接着材 １８ 音圧調整膜 １９ 開口相対壁部 ２０ 圧電振動板 ２１ 圧電素子 ２２ 振動板 ２２ａ 振動板表面 ２２ｂ 振動板周辺部 ２７ 電極端部 ２８ 振動板端部 ２９ 絶縁被膜導線 ３０ 送受話器本体 ３１ 取付基材 ３２、３２´音通孔 ３３ 嵌装用凸部 ３４ 搭載面 ４０ 結露 ４１ 亀裂（クラック）部 ４２ 半田接合部 ４３ 腐食 ４４、４５ 対向電極 ５８ ゴム薄膜（音圧調整膜） ５９ ５８の固定用接着剤 （ａ） 従来の圧電発音体の音圧ー周波数特性曲線 （ｂ） 本発明の圧電発音体の音圧ー周波数特性曲線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方が全面開口されるとともに該開口に
   相対する壁部に制動孔を有する収納ケースと、振動板の
   表面に圧電素子が固着されるとともに該振動板の周辺部
   が前記収納ケース内部にて前記圧電素子を開口相対壁部
   側に対向するように固定した圧電振動板と、を有する圧
   電発音体において、前記収納ケースの制動孔を非通気性
   且つ弾性のゴム薄膜で構成された音圧調整膜で閉塞した
   ことを特徴とする圧電発音体。