JPH11298996A - 圧電レシーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度変化に伴う焦電効果現象による過多
な電荷の圧電素子への流入を回避して、圧電レシーバの
容量劣化および音圧感度劣化を防止する。 【解決手段】 圧電振動板１の圧電素子１ａ側の信号入
力端子３ａと金属板１ｂ側の信号入力端子３ｂとの間
を、電気的抵抗成分を有する導電性ゲル状物質または導
電性接着材の塗布による電気抵抗物質４で接続する。焦
電効果現象により発生した過多な電荷を、各信号入力端
子間に接続した電気抵抗物質４を通じて逃がすことによ
り、圧電素子への流入を回避することができ、圧電レシ
ーバの容量劣化および音圧感度劣化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機などの
音声通信を目的とする情報端末の受話器等に用いられる
圧電レシーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】音声通信を目的とする小型情報端末に用
いられるレシーバは、圧電レシーバと動電レシーバに大
別することができる。動電レシーバは、通常の動電型ス
ピーカと同様に、その動作原理上においてボイスコイル
と磁石を必要とする。一方、圧電レシーバは、通常の動
電レシーバと比較すると構造が極めて簡単であるため、
情報端末の小型軽量化に対応するレシーバとして適して
いる。また、強度的にも堅固で安価であり、さらに消費
電力も少なくて済むため、携帯電話機などの携帯用音声
情報通信端末の受話器として広く用いられている。

【０００３】図３は従来の圧電レシーバの代表的な圧電
振動板の構成例を示している。図３において、１１は円
形の圧電素子であり、１１ａは圧電セラミックス、１１
ｂは圧電セラミックス１１ａの両面に形成された電極で
ある。１２は円形の金属板であり、その一方の面に圧電
素子１１を接着剤等で貼り付けて振動板として使用す
る。圧電素子１１は、圧電セラミックス１１ａの両面に
形成された電極１１ｂに対し電圧を印加して電気的分極
を行うことにより作成される。このような圧電素子１１
を金属板１２に接着し、圧電素子１１の一方の電極と電
気的導通を確保したものが圧電振動板である。

【０００４】このような圧電素子１１の電極形成法とし
ては、薄いセラミックス１１ａの両面に銀成分を含むペ
ースト状の電極素材をスクリーン印刷し、その後に焼成
することで膜厚約２μｍの電極１１ｂを形成することが
一般的である。一方、近年の圧電レシーバの高感度化に
伴い、電極１１ｂの薄膜化が進み、蒸着法やスパッタ法
により約２μｍ以下の金属薄膜を電極として形成するこ
とが行われている。

【０００５】図４は上記のような構成の圧電振動板を樹
脂製の筐体内部に保持した圧電レシーバの電気回路を示
している。図４において、２１は圧電素子により形成さ
れる電気容量、２２ａは圧電素子上の電極用信号入力端
子、２２ｂは圧電振動板の金属板用信号入力端子であ
る。このような圧電レシーバにおける電気回路では、各
信号入力端子２２ａ、２２ｂ間には電気的絶縁が確保さ
れていることが一般的である。

【０００６】図５は従来の圧電レシーバの代表的な構造
例を示している。図５において、３１は圧電セラミック
スの両面に電極を形成して分極処理を施した圧電素子を
金属板に接着した圧電振動板、３２、３４はそれぞれ圧
電レシーバの筐体を構成する背面板とケース、３３は背
面板３２に設けられた共振制動用の小孔、３５ａは圧電
振動板３１の圧電素子上の電極に入力信号を伝えるため
の入力端子、３５ｂは圧電振動板３１の金属板に入力信
号を伝えるための入力端子である。

【０００７】ケース３４の底面には圧電振動板３１の振
動により発生する音波を筐体内部の共鳴により増幅し、
筐体外部に放出するための放音孔が設けられている。ま
た、背面板３２に設けられた共振制動用の小孔３３に
は、音響抵抗材として綿布が貼り付けられている。共振
制動用の音響抵抗材としては、綿布の代わりに複数の細
管を背面板に設ける場合もある。圧電振動板３１の外周
部をケース３４に絶縁シリコーン等の接着剤を用いて固
定し、圧電振動板３１の圧電素子上の電極側に外部信号
を入力するための入力端子３５ａと、圧電振動板３１の
金属板側に外部信号を入力するための入力端子３５ｂと
をそれぞれ半田付けし、各入力端子３５ａ、３５ｂをケ
ース３４の所定の部位へ接着固定する。そして背面板３
２をケース３４に圧入して圧電レシーバを組み立てる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、携帯電話機、
無線機などの音声通信を目的とする情報端末用レシーバ
には、環境変化に対し高い信頼性が要求される。図６は
情報端末用圧電レシーバに対する環境変化を考慮した加
速劣化試験の試験プロファイルを示している。図６の条
件下において、上記したような構成を有する圧電レシー
バの各信号入力端子がオープン状態の場合、環境温度変
化が急激に起こると、圧電レシーバ内部の圧電素子の両
電極に対し極性の異なる電荷が交互に発生し、圧電素子
中の電気分極により蓄積された電荷を放電させてしまう
問題が発生する。分極処理により揃えられた自発分極が
このように消失する現象を焦電効果現象という。図６に
示した試験条件においては、圧電素子の各電極の両端に
は過多な正負の電圧が交互に発生する焦電効果現象が起
こる。このような焦電効果現象が起こると、圧電素子の
容量劣化が発生し、音圧感度の劣化が生じる。図６の試
験条件下に上記した従来の圧電レシーバを放置した場
合、周波数１００Ｈｚの容量の変化量は９．２ｎＦであ
り、この容量劣化による周波数１ｋＨｚの音圧感度の変
化量は８．１ｄＢとなる。このような容量の劣化および
音圧感度劣化を抑制するためには、環境温度変化に伴う
焦電効果現象による過多な電荷の圧電素子への流入を回
避させることが有効である。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、環境温度変化に伴う焦電効果現象による
過多な電荷の圧電素子への流入を回避することのできる
圧電レシーバを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、圧電振動板の圧電素子側の信号入力端子
と金属板側の信号入力端子との間を、電気的抵抗成分を
有する導電性ゲル状物質または導電性接着材の塗布によ
る電気抵抗物質で接続したものである。本発明によれ
ば、自然界における厳しい環境下で使用される情報端末
用圧電レシーバにおいて、環境温度変化に伴う焦電効果
現象により発生した過多な電荷を、各信号入力端子間に
接続した電気抵抗物質を通じて逃がすことにより、圧電
素子への流入を回避することができ、圧電レシーバの容
量劣化および音圧感度劣化を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、薄い円板状の圧電セラミックスの両面に電極を形成
して分極処理を施した圧電素子を円形の金属板に接着し
た圧電振動板と、前記圧電振動板を内部に保持する樹脂
製の筐体とを備えた圧電レシーバであって、前記圧電素
子側の信号入力端子と金属板側の信号入力端子とを電気
抵抗で接続したことを特徴とする圧電レシーバであり、
環境温度変化に伴う焦電効果現象により発生した過多な
電荷を、各信号入力端子間に接続した電気抵抗に逃がす
ことにより、圧電素子への流入を回避することができ、
圧電レシーバの容量劣化および音圧感度劣化を防止する
ことができるという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、信号入
力端子間に接続する電気抵抗を、電気的抵抗成分を有す
る導電性ゲル状物質または導電性接着剤を塗布すること
により形成した請求項１記載の圧電レシーバであり、電
気抵抗としてディスクリート部品を使用しないので、半
田付け等の作業が必要なく、作業工数および部品点数の
削減によるコストの低減を図ることができるという作用
を有する。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、信号入
力端子間に接続する電気抵抗の値が７ｋΩから２０ｋΩ
の範囲である請求項１または２記載の圧電レシーバであ
り、焦電効果現象による圧電レシーバの容量劣化および
音圧感度劣化を確実に防止することができるという作用
を有する。

【００１４】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態
における圧電レシーバの電気回路を示している。図１に
おいて、Ｃは薄い円板状の圧電セラミックスの両面に金
属薄膜を蒸着法やスパッタ法により電極を形成して分極
処理を施した圧電素子を円形の金属板に接着した圧電振
動板と、この圧電振動板を内部に収容する樹脂性筐体と
を備えた圧電レシーバの電気容量であり、Ｒは圧電振動
板における圧電素子用の信号入力端子ａと金属板用の信
号入力端子ｂとの間に接続された電気抵抗である。この
ように構成された圧電レシーバにおいては、圧電レシー
バの各信号入力端子ａ、ｂ間がオープン状態の場合に、
環境温度変化に伴う焦電効果現象による過多な発生電荷
を電気抵抗Ｒに流すことにより、電気容量Ｃに過多な電
荷が蓄積されるのを回避することができ、環境温度変化
による圧電素子の電気容量Ｃへの影響を軽減することが
できる。

【００１５】本実施の形態における圧電レシーバを、図
６に示した試験条件下で放置した場合、周波数１００Ｈ
ｚの容量変化量は０．６ｎＦであり、この容量劣化に伴
う周波数１ｋＨｚの音圧感度の変化量は０．５ｄＢであ
った。このように、本実施の形態における圧電レシーバ
は、従来の圧電レシーバに対し、環境温度変化に伴う焦
電効果現象による容量劣化および音圧感度劣化の変化が
少なく、より安定した特性を確保することができる。

【００１６】図２は本実施の形態における圧電レシーバ
の構成を示している。図２において、１は薄い円板状の
圧電セラミックスの両面に電極を形成して分極処理を施
した圧電素子１ａを円形の金属板１ｂに接着した圧電振
動板であり、２は圧電振動板１を内部に収容する樹脂製
のケースである。３ａは圧電振動板１の圧電素子１ｂに
半田付けされた圧電素子用の信号入力端子、３ｂは圧電
振動板１の金属板１ｂに半田付けされた金属板用の信号
入力端子である。４は各信号入力端子３ａ、３ｂを相互
に接続するための電気抵抗物質であり、電気的抵抗値を
有するゲル状導電性物質または導電性接着剤を塗布して
固化させたもので、７ｋΩ〜２０ｋΩの電気抵抗値を有
する。５はケース２とともに筐体を構成して内部に圧電
振動板１を収容する樹脂製の背面板であり、中心部に共
振制動用の音響抵抗材を貼り付けた小孔６を有する。

【００１７】このように、本実施の形態における圧電レ
シーバは、圧電素子用の信号入力端子３ａと金属板用の
信号入力端子３ｂとを接続する電気抵抗を、電気的抵抗
成分を有する導電性ゲル状物質または導電性接着剤を塗
布することにより形成したので、電気抵抗としてディス
クリート部品を使用する必要がなく、半田付け等の作業
が省略できるので、作業工数および部品点数の削減によ
るコストの低減を図ることができる。

【００１８】なお、本発明は、上記実施の形態で説明し
た圧電レシーバ以外にも、他の構造を有する圧電セラミ
ックス応用発音部品についても同様に実施可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上記実施の形態から明らかな
ように、圧電振動板の圧電振動子に接続される信号入力
端子と金属板に接続される信号入力端子との間を、電気
的抵抗成分を有する導電性ゲル状物質または導電性接着
剤の塗布による電気抵抗物質で接続したので、環境温度
変化に伴う焦電効果現象により発生した過多な電荷を、
各信号入力端子間に接続した電気抵抗物質を通じて逃が
すことにより、圧電素子への流入を回避することがで
き、圧電レシーバの容量劣化および音圧感度劣化を防止
して安定した特性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における圧電レシーバの電
気回路図

【図２】本発明の実施の形態における圧電レシーバの分
解斜視図

【図３】圧電振動板の一般的構造を示す平面図（ａ）と
断面図（ｂ）

【図４】従来の圧電レシーバの電気回路図

【図５】従来の圧電レシーバの分解斜視図

【図６】圧電レシーバの環境温度変化に対する試験条件
を示す特性図

【符号の説明】

Ｃ 圧電レシーバの電気容量 Ｒ 信号入力端子間を接続する電気抵抗 １ 圧電振動板 １ａ 圧電素子 １ｂ 金属板 ２ ケース ３ａ 圧電素子用の信号入力端子 ３ｂ 金属板用の信号入力端子 ４ 電気抵抗物質 ５ 背面板 ６ 共振制動用の小孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄い円板状の圧電セラミックスの両面に
   電極を形成して分極処理を施した圧電素子を円形の金属
   板に接着した圧電振動板と、前記圧電振動板を内部に保
   持する樹脂製の筐体とを備えた圧電レシーバであって、
   前記圧電素子側の信号入力端子と金属板側の信号入力端
   子とを電気抵抗で接続したことを特徴とする圧電レシー
   バ。
2. 【請求項２】 信号入力端子間に接続する電気抵抗を、
   電気的抵抗成分を有する導電性ゲル状物質または導電性
   接着剤を塗布することにより形成した請求項１記載の圧
   電レシーバ。
3. 【請求項３】 信号入力端子間に接続する電気抵抗の値
   が７ｋΩから２０ｋΩの範囲である請求項１または２記
   載の圧電レシーバ。