撓み振動型エキサイタとその製造方法
【課題】従来の圧電型撓み振動型エキサイタは、シムに貼り付けた圧電素子の上面電極表面に対し垂直方向に給電端子を引き出す構造となっていたため、エキサイタの厚みを薄くすることができなかった。
【解決手段】第１、第２電極を有する第１圧電素子と、第３、第４電極を有する第２圧電素子における第２、第３電極をシムの表裏両主面に貼り付けたバイモルフ型ビーム構成の給電端子を、シムの端部で分割して形成された分割片からなり、第１電極に接続する第１給電端子と、シムと一体に形成された、第２、３電極に接続する第２給電端子と、シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、第４電極に接続する第３給電端子とを有し、第１から第３給電端子を略同一平面内に配置する構成とすることで、第１、第２給電端子の端子対と、第２、第３給電端子の端子対とを個別に制御して、第１、第２圧電素子に、異なる給電を行える構成とした。
【解決手段】第１、第２電極を有する第１圧電素子と、第３、第４電極を有する第２圧電素子における第２、第３電極をシムの表裏両主面に貼り付けたバイモルフ型ビーム構成の給電端子を、シムの端部で分割して形成された分割片からなり、第１電極に接続する第１給電端子と、シムと一体に形成された、第２、３電極に接続する第２給電端子と、シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、第４電極に接続する第３給電端子とを有し、第１から第３給電端子を略同一平面内に配置する構成とすることで、第１、第２給電端子の端子対と、第２、第３給電端子の端子対とを個別に制御して、第１、第２圧電素子に、異なる給電を行える構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、ＰＤＡ、または携帯電話機等や小型端末機器用の平面スピーカ装置に用いられる、あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振させるための撓み振動型エキサイタとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型端末機器等に適した音響変換器として、小型端末機器の筐体を直接圧電型エキサイタで励振する撓み振動型エキサイタが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
まず、特許文献１に開示されている撓み振動型エキサイタの構造例を図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）は、従来の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）に示す振動板（以下ビームと記す）の上部平面図であり、図１０（ｃ）は、同図（ｂ）に示すＢ１−Ｂ２断面図である。なお、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、ビーム６０ａを示している。
【０００４】
図１０（ａ）に示す様に、従来の撓み振動型エキサイタは、シム６１ａの両主面に同じ構造の圧電素子６２ａ、６２ｂを貼り付けて構成されたビーム６０ａ、６０ｂが、筐体６８内の一端の保持領域６９で固定され、他端は自由端となる様に配置されている。なお、図１０（ｂ）に示す様に、圧電素子６２ａは、シム６１ａの一主面のほぼ全域に渡って形成されている。また、本図に示す開口６４を介して、シム６１ａの裏側に配した圧電素子６２ｂの上面電極６３ａ（同図（ｃ）参照）と、圧電素子６２ａの上面電極６３ａ（同図（ｃ）参照）とが、図示しない導電ペーストで接続されている。
【０００５】
また、図１０（ａ）に示す様に、このビーム６０ａ、６０ｂに設けられた圧電素子６２ａ、６２ｂには、それぞれ外部から給電できる様に、筐体６８に設けた孔に装填された信号入力端子６５ａと、シム６１ａと一体に形成さた接地電極６５ｂが接続されて、信号入力端子６５ａと接地端子６５ｂとから給電を行って、ビーム６０ａ、６０ｂに撓み振動を起こすことができる様になっている。
【０００６】
なお、図１０（ａ）に示す保持領域６９は、ビーム６０ａ、６０ｂを筐体６８で保持する領域で、かつ開口６４や信号入力端子６５ａを設けるために必要な領域である。この保持領域６９は、エキサイタとしてのビーム６０ａ、６０ｂの撓み振動に寄与しない領域となる。
【０００７】
次に、上記撓み振動型エキサイタにおけるビーム構成について詳細に説明する。
図１０（ｃ）に示す様に、従来の撓み振動型エキサイタに用いるビーム６０ａは、シム６１ａの両主面に圧電素子６２ａ、６２ｂをそれぞれ貼り付けたバイモルフ構造となっている。また、この圧電素子６２ａ、６２ｂは、複数枚の圧電層を積層した構造となっており、各圧電素子６２ａ、６２ｂ内部で各圧電層を挟持する上面電極６３ａと下面電極６３ｂとが、圧電素子６２ａ、６２ｂの厚み方向に順に積層配置されている。そして、下部電極６３ｂ同士は、ビーム６０ａの先端側（本図面における右側）で、上部電極６３ａ同士は、基部側（本図面における左側）の側面でそれぞれ共通に束ねられている。この様に構成すれば、ビーム６０ａ、６０ｂの給電箇所を、圧電素子６２ａ、６２ｂの上面電極６３ａとシム６１ａとすることができる。
【０００８】
次に、特許文献２に開示された、従来の他の撓み振動型エキサイタの構成例について説
明する。図１１は、従来の撓み振動型エキサイタの他の構成例を示す断面図である。
【０００９】
図１１に示す様に、この従来の撓み振動型エキサイタは、筐体（図示せず）内に、特許文献２に記載された圧電素子７２ａ、７２ｂをシム７１の両主面に配したビーム７０の構成を有する。
【００１０】
また、本図面に示す圧電素子７２ａ、７２ｂにおける各下面電極７３ｂは、導電性の接着層７４を介してシム７１に貼り付けて導電接着されて接地電極７５ｂに接続される。そして、各上面電極７３ａは、スプリングコネクタ７５ａにより１つに束ねられて、接地電極７５ｂとスプリングコネクタ７５ａから導線７６ａ、７６ｂを介して外部から給電できる様になっている。
【００１１】
なお、図１１に示す様に、ビーム７０の保持領域７９は、スプリングコネクタ７５ａで各圧電素子７２ａ、７２ｂにおける上面電極７３ａを挟持する領域となる。したがって、この保持領域７９は、エキサイタの筐体（図示せず）に固着する領域となり、エキサイタとしての撓み振動には寄与しない領域となる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１６００２８号（第４−５頁、第１−４図）
【特許文献２】特開２００５−６６５００号（第４−５頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般的にパソコン、ＰＤＡ、または携帯電話機等の小型端末機器に用いる平面スピーカ装置の撓み振動型エキサイタ、あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振する撓み振動型エキサイタは、所定の音圧を発振でき、かつ小型であることが望まれている。
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタでは、図１０（ａ）に示すビーム６０ａ、６０ｂを駆動するための一方の給電端子が、シム６１ａに接続された接地端子６５ｂとなる。また、他方の給電端子は、シム６１ａに貼り付けた圧電素子６２ａ、６２ｂの上面電極６３ａに、シム６１ａの主面に対する垂直方向、すなわちシム６１ａの厚み方向に配した信号入力端子６５ａとなる。したがって、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタは、この信号入力端子６５ａがあるために、筐体６８の厚み、ひいてはエキサイタの厚みを薄くできない。
【００１５】
また、特許文献２に記載の撓み振動型エキサイタは、図１１に示すシム７１の表裏両主面に圧電素子７２ａ、７２ｂを配し、圧電素子７２ａ、７２ｂにおける各上面電極７３ａをスプリングコネクタ７５ａで挟持する構成となっているので、これも同様に、エキサイタの厚みを薄くできない。
【００１６】
また、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタは、ビーム６０ａ、６０ｂを確実に保持するとともに、開口６４を介して各圧電素子６２ａ、６２ｂにおける上面電極６３ａ同士を接続するとともに、各上面電極６３ａと信号入力端子６５ａとで、確実に導電接続を取らなければならない構造となっている。したがって、特許文献１に記載の構成例では、エキサイタの信頼性を確保するために、保持領域６９をむやみに大きくすることはできない。したがって、この従来の撓み振動型エキサイタを小型化することは難しいとされていた。
【００１７】
また、特許文献２に記載の撓み振動型エキサイタにおいても、信頼性を確保するために、保持領域７９をできるだけ大きくしなくてはならず、エキサイタを小型化することが難しいという問題は解消しない。
【００１８】
そこで、本発明の目的は上記課題を解決し、圧電素子に給電を行う給電端子の配置形態を改良した小型の撓み振動型エキサイタおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の撓み振動型エキサイタは、基本的には下記記載の構成要件を採用するものである。
本発明の撓み振動型エキサイタは、シムに貼り付けた圧電素子と、この圧電素子に給電を行うための給電端子とを有するビームを備え、給電端子から給電を行うことで、シムを励振させる撓み振動型エキサイタにおいて、ビームを、第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームとし、給電端子を、シムの端部で分割して形成された分割片からなり、第１電極に接続する第１給電端子と、シムと一体に形成された、第２と第３電極に接続する第２給電端子と、シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、第４電極に接続する第３給電端子とを有し、第１から第３給電端子を略同一平面内に配置する構成とすることで、第１と第２給電端子の端子対と、第２と第３給電端子の端子対とを個別に制御して、第１と第２圧電素子に、異なる給電を行える様にしたことを特徴とするものである。
【００２０】
上記構成とすることで、第１、第２圧電素子における第１、第４電極に相当する上面電極、および第２、第３電極に相当する下面電極の各一対の電極に対応させて分割した第１から第３給電端子から、容易に各電極に給電することができる。また、上記構成とすれば、第１から第４電極に全て同一平面のシム端部より給電できる構造となり、薄型の撓み振動型エキサイタを提供できる。さらに、第１から第３給電端子を有する本構成とすることにより、第１、第２圧電素子を接着した後に分極処理工程を行うことができ、信頼性の高い撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１と第４電極の電極構造と、第２と第３電極の電極構造とを、それぞれ同じ形状とし、第２給電端子の両側に第１と第３給電端子とを対象配置し、第１と第２圧電素子の向きを変えて、シムの両面に配置することを特徴とするものである。
【００２２】
上記構成における第１、第３給電端子は、第２給電端子を中心に点対象配置となり、バイモルフ型ビームにおける第１、第２圧電素子を挟持する各一対の電極が、各々分離した構成となる。そのため、同じ構成の第１、第２圧電素子を用意し、この第１、第２圧電素子の向きを代えてシムの表裏両主面に貼り合わせれば、容易に本構成を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１電極と第１給電端子との接続と、第４電極と第３給電端子との接続と、第２と第３電極とシムとの接続が、異方性導電接着剤によって行われることを特徴とするものである。
【００２４】
上記構成とすることで、分割された第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とを、さらに、第２給電端子が接続されたシムと第２、第３電極とを、全て一括して導電接続することができる。
【００２５】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１から第３給電端子を筐体内から突出させ、他の部材を前記筐体内に収容することで、ビームの一端を固定して、ビームの他端を自由端とする構成としたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記構成とすれば、撓み振動型エキサイタのシムの長手方向の外形寸法を小さくすることができる。
【００２７】
本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、所定の間隙で配置された２つのフレーム基部間に支持するリードフレームから、シムの端部で分割され、第１と第３電極にそれぞれ接続する第１と第３給電端子と、第２給電端子が一体に形成されたシムとをそれぞれ形成するシム形成工程と、第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とをそれぞれ対応させて導電接着するとともに、第１圧電素子とシムの一方の主面と、第２圧電素子とシムの他方の主面をそれぞれ導電接着してビームを形成する圧電素子接着工程と、フレーム基部からビームを分離する切断分離工程とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
上記製造方法によれば、１枚のリードフレームで、あるいはロール状の複数個のリードフレームで複数個のシムを一括して形成し、リードフレームの状態で各シムに第１、第２圧電素子を導電接着後に、各シムを切断分離することができる。したがって、本手法は、一度に多数個の撓み振動型エキサイタを製造するに好適である。
【００２９】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述したシム形成工程で分離形成される、第１と第３給電端子の２つの分割片と、第２給電端子が一体に形成されたシムとが、それぞれ反対側のフレーム基部で支持する様に配置されていることを特徴とするものである。
【００３０】
上記製造方法によれば、安定した両フレーム基部で支持することができ、特にシムの給電端子部の形成加工精度が良くなる。
【００３１】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述した圧電素子接着工程における導電接着を、異方性導電接着剤によって行うことを特徴とするものである。
【００３２】
上記製造方法によれば、分割された第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とを、シムに接続された第２給電端子と第２、第３電極とを、一括して導電接続することができる。
【００３３】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述した圧電素子接着工程の後に、第１と第２圧電素子における圧電層を分極する分極処理工程を有することを特徴とするものである。
【００３４】
上記製造方法によれば、より信頼性の高い撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のバイモルフ型の撓み振動型エキサイタの構成を採用することにより、このエキサイタを構成する第１、第２圧電素子への給電路を２次元配置とすることができる。したがって、小型の圧電型撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【００３６】
また、本発明の撓み振動型エキサイタのビームは、同じ平面内で第１から第３給電端子を筐体で保持する構成を採用しているので、従来構成の様に、このビームを保持する保持領域を狭くしても十分ビームを保持することができ、エキサイタの外形寸法を小さくすることができる。
【００３７】
また、本発明は圧電型撓み振動型エキサイタに必須のエレメントであるシムの一部を給電端子として利用しているため、従来のように別途給電端子を構成するエレメントを必要
としない。したがって、本発明の構成によれば、エレメントの削減によるコストダウンに加え、組立て工数の削減によるコストダウンが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の撓み振動型エキサイタは、２つの圧電素子をシムの両側に配したビームと、シムの端部で平面的に分割された分割片からなる第１給電端子と、シムと一体に形成された第２給電端子と、シムの端部で平面的に分割された他の分割片からなる第３給電端子とを有する構成である。そして、ビームを構成するシムの両面に載置された２つの圧電素子への給電路となる第１から第３給電端子を、同一平面内に配置してなる構成とすることを特徴とするものである。以下に、この本発明の撓み振動型エキサイタの構成について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
まず、本実施例における撓み振動型エキサイタの構成例について説明する。
図１は、本発明の撓み振動型エキサイタの構成を示す図面であり、図１（ａ）は、この撓み振動型エキサイタのビーム裁置形態を示す断面図である。１図（ｂ）は、同図（ａ）に示したビーム１０ａの上部平面図であり、１図（ｃ）は、ビーム１０ａ、１０ｂにおける第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成を示すための、同図（ｂ）におけるＡ１−Ａ２断面図である。ここに示す撓み振動型エキサイタは、片持ち梁型の撓み振動型エキサイタを示している。
【００４０】
図１（ａ）に示す様に、本発明の撓み振動型エキサイタは、従来の構成と同様に、電気絶縁特性を有する樹脂製の筐体１８内に、圧電型の撓み振動型エキサイタの振動梁として機能する様に、２本のビーム１０ａ、１０ｂが保持領域１９でシム端部１５を保持固定する構成となっている。そして、このビーム１０ａは、シム１１ａ、１１ｂの両主面に、基本的に同じ構成の第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを有する。なお、図１（ｃ）に示す様に、第１圧電素子１２ａは、圧電層を第１電極１３ａと第２電極１３ｂで挟持した構成となっており、第２圧電素子１２ｂは、圧電層を第３電極１３ｃと第４電極１３ｄで挟持した構成となっている。また、図１（ｂ）に示す様に、ビーム１０ａにおけるシム１１ａのほぼ全域に渡って圧電素子１２ａが貼り付けられている。第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成の詳細については、後述する。なお、ビーム１０ｂの構成も同様である。この様に構成された第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂは、図１（ｃ）に示す様に、導電性の接着層１４によってシム１１ａ、１１ｂの表裏両面にそれぞれ導電接続される。
【００４１】
また、この撓み振動型エキサイタは、各第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂに給電を行うための、同一平面内に配置された第１から第３給電端子を有する。以下に、この第１から第３給電端子の構成について図１を用いて説明する。
【００４２】
図１（ｂ）に示す第２給電端子１５ｂは、シム端部１５の中央に位置し振動板として機能するシム１１ａと一体成形されて電気的に導通を取って、シム１１ａの長手方向の延長端に形成された端子である。なお、この第２給電端子は、図１（ｃ）に示す様に、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける第２電極１３ｂ、第３電極１３ｃと電気的に接続されている。
【００４３】
また、図１（ｂ）に示す第１給電端子１５ａは、シム１１ａから分割形成された、第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａ（同図（ｃ）参照）に給電を行うための端子であり、先に示した第２給電端子１５ｂやシム１１ａとは電気的に絶縁されている。
【００４４】
第３給電端子１５ｃは、第１給電端子１５ａと同様に、シム１１ａから分割形成された第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄ（同図（ｃ）参照）に給電を行うための端子
であって、第２給電端子１５ｂとシム１１ａとは電気的に絶縁されている。
【００４５】
この様に、第１給電端子１５ａと第３給電端子１５ｃは、第２給電端子１５ｂの両側に対称配置され、筐体１８から３本の第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが突出して形成されている。従って、ビーム１０ａ、１０ｂを、非常に狭い範囲の保持領域１９で支持することができ、シム１１ａ、１１ｂの長手方向の撓み振動型エキサイタの外形寸法を小さくすることができる。なお、先に示した様に、ビーム１０ｂは、ビーム１０ａと同じ構成となっているので、ここでの説明は割愛する。
【００４６】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタにおける第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成、およびこの第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける第１から第４電極１３ａ〜１３ｄと第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃとの電気接続形態について説明する。
【００４７】
第１圧電素子１２ａの構成は、図１（ｃ）に示した様に、第２電極１３ｂと圧電層と第１電極１３ａとが順に積層された構成となっており、複数枚の第１電極１３ａ同士が、シム端部１５側で束ねられている。そして、この第１電極１３ａを、シム１１ａ側まで伸延させて、第１給電端子１５ａと接続させる。また、第１圧電素子１２ａにおける複数枚の第２電極１３ｂもシム１１ａの先端側で束ねられて、シム１１ａ側に導出されて、このシム１１ａと第２電極１３ｂとを電気的に接続させる。これら各電極と第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃとの接続形態の詳細については、後述する。
【００４８】
また、シム１１ａ下面の第２圧電素子１２ｂは、シム１１ａに対して第３電極１３ｃとシム１１ａとの接続部と、第４電極１３ｄと第３給電端子１５ｃとが対面する様に、第１圧電素子１２ａと同じ構成の第２圧電素子１２ｂを裏返して配置する。この様にして、第４電極１３ｄを第３給電端子１５ｃと導通させ、第３電極１３ｃをシム端部１５の中央に位置する第２給電端子１５ｂと導通させる。
【００４９】
上記説明の様に、第１、第４電極１３ａ、１３ｄと第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃとの接続と、第２、第３電極１３ｂ、１３ｃとシム１１ａとの接続を、それぞれ導電性の接着層１４で接続すれば、第１給電端子１５ａからは第１電極１３ａに導通し、第３給電端子１５ｃからは第４電極１３ｄに導通する個別の端子として機能させることができる。それに加えて、第２給電端子１５ｂからは、第１、第２圧電素子１２ａ，１２ｂにおける第２、第３電極１３ｂ、１３ｃの共通端子として機能させることができる。
【００５０】
次に、上述した本発明の圧電型撓み振動型エキサイタにおけるシム１１ａの変形例について説明する。図２はシム形状が異なるビームの構成を示す平面図である。
本図面におけるビーム２０と、図１に示したビーム１０ａとの相違点は、第１、第３給電端子の形状と、シムの形状が異なるだけで、他の構成は同じである。したがって、下記の説明では、この相違点のみを示す。
【００５１】
前述の図１（ｂ）におけるシム１１ａと第１給電端子１５ａおよび第３給電端子１５ｃの境界部は、図に示す様に、シム１１ａの長手方向に対して直交する方向に分割しているため、ビーム１０ａの振動応力が保持領域１９側に集中することとなる。それに対して、本変形例におけるビーム２０は、図２に示す様に、第１から第３給電端子２５ａ〜２５ｃの内の第１給電端子２５ａと第３給電端子２５ｃを楔型とし、シム２１の形状を、第１給電端子２５ａおよび第３給電端子２５ｃの形状に合わせて傾斜した形状とした。これにより、図１（ａ）における筐体１８における保持領域１９で、図２に示すビーム２０を保持したとしても、ビーム２０の振動応力をより緩和することができる様になる。
【００５２】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタにおけるビーム構成および電極配置形態について
説明する。図３は、前述のビーム１０ａおよびそれを備えた電極構造を更に分かりやすく図解したもので、図３（ａ）は、本発明の撓み振動型エキサイタに用いるビーム１０ａの構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、このビーム１０ａの電極のみを示した斜視図である。
【００５３】
図３（ａ）（ｂ）に示す様に、シム端部１５には、先に示した第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが一線に並べて配置してある。そして、シム１１ａ上面の圧電素子１２ａにおける複数枚の第１電極１３ａは、図に示すＡ位置で束ねられて、第１給電端子１５ａと接続している。シム１１ａ下面の第２圧電素子１２ｂにおける複数枚の第４電極１３ｄも、シム１１ａ上面の第１圧電素子１２ａと同様に、第３給電端子１５ｃと接続している。また、第２、第３電極１３ｂ、１３ｃは、図３（ｂ）では一部分しか見えないが、Ｂ位置でそれぞれ束ねられて接続している。
【００５４】
以上に詳述したように、本発明の撓み振動型エキサイタは、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを駆動するための第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが、シム１１ａの一部分を分割してビーム１０ａを保持するシム端部１５に一線上にまとめて配置しているので、エキサイタ自体の厚みを薄型にできる。
【００５５】
また、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを構成する、第１から第４電極１３ａ〜１３ｄを、それぞれ束ねてシム端部１５に集約することで、ビーム１０ａの保持領域１９（図１（ａ）参照）は、ビーム１０ａ、１０ｂを支持するだけの狭い領域で十分となる。従って、ビーム１０ａ、１０ｂの有効長を極力大きくでき、エキサイタの固有振動の１次共振周波数を低くしても、音域の広い撓み振動型エキサイタを提供できる。
【００５６】
なお、本発明は単層圧電型の撓み振動型エキサイタであっても、あるいはシングルビーム型であっても適用できることは自明である。
【００５７】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタの分極処理工程とエキサイタの駆動形態について説明する。図４は本発明による圧電型撓み振動型エキサイタの分極処理方法を示す図面である。なお、本図に示す、３１は分極用電源、３２は分極電圧印加時の突入過電流制限抵抗を示している。
【００５８】
まず、本発明の撓み振動型エキサイタの分極処理工程について説明する。
図４に示す様に、シム１１ａに第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを貼り付けた後に、シム１１ａの上側に配した第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａと第２給電端子１５ｂ、および第２給電端子１５ｂとシム１１ａの下側に配した第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄとの間に極性の同じ電圧をそれぞれ印加する。すなわち、第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａに正電圧、第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄに負電圧、第２給電端子１５ｂに上記電圧の中間電圧を印加する。この様に、本発明の撓み振動型エキサイタは、これら各端子対に異なる給電を行える様になっているからこそ、上記分極処理工程を行うことができるのである。
【００５９】
次に、本願発明の撓み振動型エキサイタにおける分極処理工程が、従来の構成に比べて優位に作用する理由について説明する。
従来の撓み振動型エキサイタでは、各ビームに対する給電端子が２つであったため、分極処理工程により各第１、第２圧電素子を分極した後に、シムにこの第１、第２圧電素子を貼り合わせなくてはならなかった。
【００６０】
この様にして構成された従来の撓み振動型エキサイタは、第１、第２圧電素子の貼り合わせ工程で、例えば熱圧着により両部材を貼り合わせようとした場合、この工程における
熱によってせっかく分極させた第１、第２圧電素子の分極性能が低下、または消失してしまうという不具合が生じる。
【００６１】
それに対し、本発明の撓み振動型エキサイタは、３つの第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ（図３（ａ）参照）を有するので、図４に基づき説明したように、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂをシム１１ａに熱圧着により貼り合わせた後に、分極処理することができる。したがって、本発明の構成によれば、従来の撓み振動型エキサイタの製造の際に問題となる、熱圧着における分極消失の虞がなくなり、信頼性の高いエキサイタを製造することができる。
【００６２】
この様にして、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂは、シム１１ａに対して逆方向に分極された撓み振動型エキサイタにおける、図３（ａ）に示す第１給電端子１５ａと第３給電端子１５ｃとを共通接続して、第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃに対し、第２給電端子１５ｂに撓み振動型エキサイタの駆動信号を印加することで、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを同相駆動させてビーム１０ａを振動させることができる。
【００６３】
次に、先に示した撓み振動型エキサイタにおける端子構造について説明する。図５に示す撓み振動型エキサイタは、ビームの平面方向に２つのビーム１０ａ、１０ｂを内蔵したデュアルビーム型エキサイタであって、図５（ａ）は、ビームと筐体の配置形態を示すエキサイタの斜視図を示し、図５（ｂ）は、筐体と端子の配置形態を示すエキサイタの斜視図を示している。
【００６４】
図５（ａ）に示す様に、ビーム１０ａ、１０ｂは、扁平形の筐体１８内に並列に内蔵してあり、筐体１８のシム端部１５側で、ビーム１０ａ、１０ｂを支持してある。なお、本図面における斜線部で示す領域が、筐体１８とシム端部１５の保持領域１９となる。
【００６５】
また、図５（ｂ）では、筐体１８のシム端部１５側に、図５（ａ）に示すビーム１０ａ、１０ｂの各々の第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが、それぞれ一線上に配列させた形態を示している。この様に、図１〜図３において詳述した構造のビーム１０ａ、１０ｂを並列配置することで、先に示した構成例よりも更に薄型の周波数特性が優れた撓み振動型エキサイタを提供できる。
【００６６】
以上の説明からも明白なように、本発明の撓み振動型エキサイタと従来構成との相違点は、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける一対の電極に接続された第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃの引き出し構成にある。つまり、従来の撓み振動型エキサイタは、一方の電極をビームを構成するシム端部に引き出し、他方の電極をビームの保持領域のシム面と垂直の方向に配置する構成であったのに対し、本発明の撓み振動型エキサイタでは、ビーム１０ａ、１０ｂを構成するシム端部１５でシム１１ａ、１１ｂを分割して形成された２つの分割片である第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃと、シム１１ａ、１１ｂと一体化された第２給電端子１５ｂとを、シム端部１５に一線上に配置している点にある。
【００６７】
上記構成の違いにより、本発明の撓み振動型エキサイタは、ビーム１０ａ、１０ｂの厚み方向の寸法が少なくて済み、ビーム１０ａ、１０ｂを収納する筐体１８を含めて薄型のエキサイタを提供することができる。
【００６８】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタのビーム１０ａの製造方法を図面に基づいて説明する。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、エキサイタにおけるビーム１０ａの製造工程を示す工程図である。また、図７は、図６（ａ）〜図６（ｄ）で製造されたビーム１０ａのシム端部１５の構成を示す上部平面図である。
【００６９】
まず、図６（ａ）に示す様に、目的の形状のシム１１ａを作成するための原型４０を作成する。この原型４０は、１枚の金属板材あるいはＸ方向に長いロール状の金属板材をプレス抜き等の手段を用いて、シム形成部４２の上下に第１基部４１ａと第２基部４１ｂを有するリードフレームを成型して得ることができる。
【００７０】
次いで、図６（ｂ）に示す様に、シム部４３と給電端子部４４とに区分して図に示す所望の形状を得る。なお、本工程では、シム部４３側は第２基部４１ｂと繋がり、給電端子部４４側を、第２基部４１ｂとは反対側の第１基部４１ａと繋がるリードフレームとする。また、本工程で、給電端子部４４は、プレス抜き等でシム１１ａから分割する、図７に示す第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃを形成する。この時点では、第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃは、第１基部４１ａと繋がっている。
【００７１】
次いで、図６（ｃ）に示す様に、シム部４３の両面に第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂをそれぞれ接着し（本図では、第１圧電素子１２ａのみを示している）、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂに形成された第１から第４電極１３ａ〜１３ｄを、前述の図３で示した様に、各第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃおよび第２給電端子１５ｂにそれぞれ接続する。この電極接続方法については、後述する。
【００７２】
次いで、図６（ｃ）に示す様に、シム１１ａの部分を第１基部４１ａと第２基部４１ｂから切り離し、図７に示す第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃを有する、図６（ｄ）に示す複数個のビーム１０ａを同時に得ることができる。
【００７３】
次に、上記図６（ｃ）におけるシム１１ａと第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂとの導電接着方法を図面に基づき説明する。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、ビーム１０ａにおけるシム１１ａと第１圧電素子１２ａの導電接着工程を示す工程図である。なお、本図面は、図６（ｂ）で示すリードフレームの１つのシム部分のみを示している。
【００７４】
まず、図６（ｂ）の工程で得られたリードフレームのシム１１ａの部分に、図８（ａ）に示す様に、絶縁性の接着シート１４ａを載せる。
【００７５】
次に、図８（ｂ）に示す様に、この絶縁性の接着シート１４ａの表面に第１圧電素子１２ａを載せる。その後、第１圧電素子１２ａおよび接着シート１４ａを、加熱加圧機５１により同時にシム１１ａに熱圧着して、図８（ｃ）に示す、シム１１ａと第１圧電素子１２ａが、薄い接着層１４ａで完全に接着された構成体を得る。
【００７６】
次に、図８（ｄ）に示す様に、第１圧電素子１２ａの図示しない第１電極１３ａと、第１給電端子１５ａとを導電ペースト５２ａで導電接続する。
【００７７】
次に、図８（ｅ）に示す様に、シム先端側（本図の右側）で、シム１１ａと第１圧電素子１２ａにおける第２電極１３ｂとを導電ペースト５２ｂで接続する。そして、上面側と同様に、図示しない第３給電端子１５ｃと第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄ、および図示しない第２給電端子１５ｂと第３電極１３ｃとを、それぞれ導電ペースト５２ｃ、５２ｄにより接続して、目的のビーム１０ａが完成する。
【００７８】
上記した様に、上記ビーム１０ａの製造方法は、図６に基づき説明した様に、ビーム１０ａを構成するシム１１ａを、シム両端を第１、第２基部４１ａ、４１ｂで支持するリードフレーム構造で多数個のビーム１０ａを同時に形成している。そして、このリードフレーム形状のまま、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの貼り付けとともに各電極との導通を行った後に、各ビーム１０ａの切断分離を行っている。したがって、上記製造工程を経れば、特にシム１１ａの給電端子部４４に形成する第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ
を精度良く加工でき、しかも多数個のビーム１０ａを一度に製造することができる。したがって、本製造工程のよれば、エキサイタの製造コストを低減できる。そして、ここで得られる同形態のビーム１０ｂを別途用意し、図１に示す筐体１８内にこれらビーム１０ａ、１０ｂを載置すれば、本発明の撓み振動型エキサイタを得ることができる。
【実施例２】
【００７９】
次に、本発明の他の実施形態である、撓み振動型エキサイタのシムと圧電素子の導電接着方法を図面に基づいて説明する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、ビーム１０ａにおけるシム１１ａと第１圧電素子１２ａの導電接着工程を示す工程図である。
【００８０】
まず、先に説明した、図６（ａ）（ｂ）の工程に従って、シム１１ａの両側に第１基部４１ａと第２基部４１ｂを有するリードフレームを製造する。
【００８１】
次に、図９（ａ）に示す様に、図６（ｂ）の工程で得られたリードフレームのシム１１ａに、異方性導電接着剤１４ｂとして、フィルムまたはペースト状の接着剤を配設する。ここでは、異方性導電接着剤１４ｂを、シルクスクリーン印刷もしくはディスペンサーでシム１１ａに塗布する。
【００８２】
次に、図９（ｂ）に示す様に、図９（ａ）で得た構成体における異方性導電接着剤１４ｂの表面に第１圧電素子１２ａを載せた状態で、加熱加圧機５１により第１圧電素子１２ａおよび異方性導電接着剤１４ｂをシム１１ａに熱圧着する。
【００８３】
上記工程を経て、図９（ｃ）に示す、シム１１ａに第１圧電素子１２ａが熱圧着された構成を得る。なお、本構成では、シム１１ａと第１圧電素子１２ａとが薄い異方性導電接着剤１４ｂで完全に接着された状態となり、また、異方性導電接着剤１４ｂに混入した導電粒子がシム１１ａと第１圧電素子１２ａの第２電極１３ｂを、第１電極１３ａと第１給電端子１５ａを、それぞれ垂直方向のみで導通を取ることができる。
【００８４】
この様にして、シム１１ａと第１圧電素子１２ａを異方性導電接着剤１４ｂで接着することで、シム１１ａ上面に設けた第１圧電素子１２ａの第１電極１３ａ、および第２電極１３ｂは、シム端部１５の第１給電端子１５ａと、第２給電端子１５ｂとを同時に導電接着することができる。したがって、本実施例によれば、エキサイタの製造工数を更に低減することができる。
【００８５】
上記説明においては、異方性導電接着剤１４ｂを介して、シム１１ａの一方の表面に第１圧電素子１２ａを載置する製造方法を示したが、シム１１ａの両面への異方性導電接着剤１４ｂを塗布し、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの載置、および加熱加圧機５１により熱圧着を両面同時に行うことで更に工数は低減する。
【００８６】
この様に、リードフレーム方式でシム端部１５を分割する第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ付きのシム１１ａ、１１ｂを得る本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法、および第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの各電極とシム１１ａ、１１ｂの第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃをそれぞれ導通接続する製造方法により、品質およびコストに優れた極めて薄型の撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図、ビームの上部平面図、およびビーム断面図である。
【図２】本発明の撓み振動型エキサイタの他のビーム構成を示す上部平面図である。
【図３】図１（ｃ）に示すビームの斜視図と、このビームの電極配置形態を示す斜視図である。
【図４】図１（ｃ）に示すビームの分極処理工程を示す図面である。
【図５】本発明におけるデュアルビーム型の撓み振動型エキサイタの構成示す斜視図である。
【図６】本発明の撓み振動型エキサイタのビームの製造工程を示す工程図である。
【図７】図６の工程で完成したビームのシム端部の詳細平面図である。
【図８】本発明のビームにおけるシムと圧電素子の導電接着工程を示す工程図である。
【図９】本発明のビームにおけるシムと圧電素子の他の導電接着工程を示す工程図である。
【図１０】従来の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図、ビームの上部平面図、およびビームの断面図である。
【図１１】従来の撓み振動型エキサイタの他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ａ、１０ｂ ビーム
１１ａ、１１ｂ シム
１２ａ 第１圧電素子
１２ｂ 第２圧電素子
１３ａ 第１電極
１３ｂ 第２電極
１３ｃ 第３電極
１３ｄ 第４電極
１４ 接着層
１４ａ 接着シート
１４ｂ 異方性導電接着剤
１５ シム端部
１５ａ 第１給電端子
１５ｂ 第２給電端子
１５ｃ 第３給電端子
１８ 筐体
１９ 保持領域
２０ ビーム
２１ シム
２５ａ 第１給電端子
２５ｂ 第２給電端子
２５ｃ 第３給電端子
３１ 分極用電源
３２ 突入過電流制限抵抗
４０ 原型
４１ａ 第１基部
４１ｂ 第２基部
４２ シム形成部
４３ シム部
４４ 給電端子部
５１ 加熱加圧機
５２ａ〜５２ｄ 導電ペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、ＰＤＡ、または携帯電話機等や小型端末機器用の平面スピーカ装置に用いられる、あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振させるための撓み振動型エキサイタとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型端末機器等に適した音響変換器として、小型端末機器の筐体を直接圧電型エキサイタで励振する撓み振動型エキサイタが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
まず、特許文献１に開示されている撓み振動型エキサイタの構造例を図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）は、従来の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）に示す振動板（以下ビームと記す）の上部平面図であり、図１０（ｃ）は、同図（ｂ）に示すＢ１−Ｂ２断面図である。なお、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、ビーム６０ａを示している。
【０００４】
図１０（ａ）に示す様に、従来の撓み振動型エキサイタは、シム６１ａの両主面に同じ構造の圧電素子６２ａ、６２ｂを貼り付けて構成されたビーム６０ａ、６０ｂが、筐体６８内の一端の保持領域６９で固定され、他端は自由端となる様に配置されている。なお、図１０（ｂ）に示す様に、圧電素子６２ａは、シム６１ａの一主面のほぼ全域に渡って形成されている。また、本図に示す開口６４を介して、シム６１ａの裏側に配した圧電素子６２ｂの上面電極６３ａ（同図（ｃ）参照）と、圧電素子６２ａの上面電極６３ａ（同図（ｃ）参照）とが、図示しない導電ペーストで接続されている。
【０００５】
また、図１０（ａ）に示す様に、このビーム６０ａ、６０ｂに設けられた圧電素子６２ａ、６２ｂには、それぞれ外部から給電できる様に、筐体６８に設けた孔に装填された信号入力端子６５ａと、シム６１ａと一体に形成さた接地電極６５ｂが接続されて、信号入力端子６５ａと接地端子６５ｂとから給電を行って、ビーム６０ａ、６０ｂに撓み振動を起こすことができる様になっている。
【０００６】
なお、図１０（ａ）に示す保持領域６９は、ビーム６０ａ、６０ｂを筐体６８で保持する領域で、かつ開口６４や信号入力端子６５ａを設けるために必要な領域である。この保持領域６９は、エキサイタとしてのビーム６０ａ、６０ｂの撓み振動に寄与しない領域となる。
【０００７】
次に、上記撓み振動型エキサイタにおけるビーム構成について詳細に説明する。
図１０（ｃ）に示す様に、従来の撓み振動型エキサイタに用いるビーム６０ａは、シム６１ａの両主面に圧電素子６２ａ、６２ｂをそれぞれ貼り付けたバイモルフ構造となっている。また、この圧電素子６２ａ、６２ｂは、複数枚の圧電層を積層した構造となっており、各圧電素子６２ａ、６２ｂ内部で各圧電層を挟持する上面電極６３ａと下面電極６３ｂとが、圧電素子６２ａ、６２ｂの厚み方向に順に積層配置されている。そして、下部電極６３ｂ同士は、ビーム６０ａの先端側（本図面における右側）で、上部電極６３ａ同士は、基部側（本図面における左側）の側面でそれぞれ共通に束ねられている。この様に構成すれば、ビーム６０ａ、６０ｂの給電箇所を、圧電素子６２ａ、６２ｂの上面電極６３ａとシム６１ａとすることができる。
【０００８】
次に、特許文献２に開示された、従来の他の撓み振動型エキサイタの構成例について説
明する。図１１は、従来の撓み振動型エキサイタの他の構成例を示す断面図である。
【０００９】
図１１に示す様に、この従来の撓み振動型エキサイタは、筐体（図示せず）内に、特許文献２に記載された圧電素子７２ａ、７２ｂをシム７１の両主面に配したビーム７０の構成を有する。
【００１０】
また、本図面に示す圧電素子７２ａ、７２ｂにおける各下面電極７３ｂは、導電性の接着層７４を介してシム７１に貼り付けて導電接着されて接地電極７５ｂに接続される。そして、各上面電極７３ａは、スプリングコネクタ７５ａにより１つに束ねられて、接地電極７５ｂとスプリングコネクタ７５ａから導線７６ａ、７６ｂを介して外部から給電できる様になっている。
【００１１】
なお、図１１に示す様に、ビーム７０の保持領域７９は、スプリングコネクタ７５ａで各圧電素子７２ａ、７２ｂにおける上面電極７３ａを挟持する領域となる。したがって、この保持領域７９は、エキサイタの筐体（図示せず）に固着する領域となり、エキサイタとしての撓み振動には寄与しない領域となる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１６００２８号（第４−５頁、第１−４図）
【特許文献２】特開２００５−６６５００号（第４−５頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般的にパソコン、ＰＤＡ、または携帯電話機等の小型端末機器に用いる平面スピーカ装置の撓み振動型エキサイタ、あるいは小型端末機器の筐体を機械的に励振する撓み振動型エキサイタは、所定の音圧を発振でき、かつ小型であることが望まれている。
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタでは、図１０（ａ）に示すビーム６０ａ、６０ｂを駆動するための一方の給電端子が、シム６１ａに接続された接地端子６５ｂとなる。また、他方の給電端子は、シム６１ａに貼り付けた圧電素子６２ａ、６２ｂの上面電極６３ａに、シム６１ａの主面に対する垂直方向、すなわちシム６１ａの厚み方向に配した信号入力端子６５ａとなる。したがって、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタは、この信号入力端子６５ａがあるために、筐体６８の厚み、ひいてはエキサイタの厚みを薄くできない。
【００１５】
また、特許文献２に記載の撓み振動型エキサイタは、図１１に示すシム７１の表裏両主面に圧電素子７２ａ、７２ｂを配し、圧電素子７２ａ、７２ｂにおける各上面電極７３ａをスプリングコネクタ７５ａで挟持する構成となっているので、これも同様に、エキサイタの厚みを薄くできない。
【００１６】
また、特許文献１に記載の撓み振動型エキサイタは、ビーム６０ａ、６０ｂを確実に保持するとともに、開口６４を介して各圧電素子６２ａ、６２ｂにおける上面電極６３ａ同士を接続するとともに、各上面電極６３ａと信号入力端子６５ａとで、確実に導電接続を取らなければならない構造となっている。したがって、特許文献１に記載の構成例では、エキサイタの信頼性を確保するために、保持領域６９をむやみに大きくすることはできない。したがって、この従来の撓み振動型エキサイタを小型化することは難しいとされていた。
【００１７】
また、特許文献２に記載の撓み振動型エキサイタにおいても、信頼性を確保するために、保持領域７９をできるだけ大きくしなくてはならず、エキサイタを小型化することが難しいという問題は解消しない。
【００１８】
そこで、本発明の目的は上記課題を解決し、圧電素子に給電を行う給電端子の配置形態を改良した小型の撓み振動型エキサイタおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の撓み振動型エキサイタは、基本的には下記記載の構成要件を採用するものである。
本発明の撓み振動型エキサイタは、シムに貼り付けた圧電素子と、この圧電素子に給電を行うための給電端子とを有するビームを備え、給電端子から給電を行うことで、シムを励振させる撓み振動型エキサイタにおいて、ビームを、第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームとし、給電端子を、シムの端部で分割して形成された分割片からなり、第１電極に接続する第１給電端子と、シムと一体に形成された、第２と第３電極に接続する第２給電端子と、シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、第４電極に接続する第３給電端子とを有し、第１から第３給電端子を略同一平面内に配置する構成とすることで、第１と第２給電端子の端子対と、第２と第３給電端子の端子対とを個別に制御して、第１と第２圧電素子に、異なる給電を行える様にしたことを特徴とするものである。
【００２０】
上記構成とすることで、第１、第２圧電素子における第１、第４電極に相当する上面電極、および第２、第３電極に相当する下面電極の各一対の電極に対応させて分割した第１から第３給電端子から、容易に各電極に給電することができる。また、上記構成とすれば、第１から第４電極に全て同一平面のシム端部より給電できる構造となり、薄型の撓み振動型エキサイタを提供できる。さらに、第１から第３給電端子を有する本構成とすることにより、第１、第２圧電素子を接着した後に分極処理工程を行うことができ、信頼性の高い撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１と第４電極の電極構造と、第２と第３電極の電極構造とを、それぞれ同じ形状とし、第２給電端子の両側に第１と第３給電端子とを対象配置し、第１と第２圧電素子の向きを変えて、シムの両面に配置することを特徴とするものである。
【００２２】
上記構成における第１、第３給電端子は、第２給電端子を中心に点対象配置となり、バイモルフ型ビームにおける第１、第２圧電素子を挟持する各一対の電極が、各々分離した構成となる。そのため、同じ構成の第１、第２圧電素子を用意し、この第１、第２圧電素子の向きを代えてシムの表裏両主面に貼り合わせれば、容易に本構成を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１電極と第１給電端子との接続と、第４電極と第３給電端子との接続と、第２と第３電極とシムとの接続が、異方性導電接着剤によって行われることを特徴とするものである。
【００２４】
上記構成とすることで、分割された第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とを、さらに、第２給電端子が接続されたシムと第２、第３電極とを、全て一括して導電接続することができる。
【００２５】
また、本発明の撓み振動型エキサイタは、前述した第１から第３給電端子を筐体内から突出させ、他の部材を前記筐体内に収容することで、ビームの一端を固定して、ビームの他端を自由端とする構成としたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記構成とすれば、撓み振動型エキサイタのシムの長手方向の外形寸法を小さくすることができる。
【００２７】
本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、所定の間隙で配置された２つのフレーム基部間に支持するリードフレームから、シムの端部で分割され、第１と第３電極にそれぞれ接続する第１と第３給電端子と、第２給電端子が一体に形成されたシムとをそれぞれ形成するシム形成工程と、第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とをそれぞれ対応させて導電接着するとともに、第１圧電素子とシムの一方の主面と、第２圧電素子とシムの他方の主面をそれぞれ導電接着してビームを形成する圧電素子接着工程と、フレーム基部からビームを分離する切断分離工程とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
上記製造方法によれば、１枚のリードフレームで、あるいはロール状の複数個のリードフレームで複数個のシムを一括して形成し、リードフレームの状態で各シムに第１、第２圧電素子を導電接着後に、各シムを切断分離することができる。したがって、本手法は、一度に多数個の撓み振動型エキサイタを製造するに好適である。
【００２９】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述したシム形成工程で分離形成される、第１と第３給電端子の２つの分割片と、第２給電端子が一体に形成されたシムとが、それぞれ反対側のフレーム基部で支持する様に配置されていることを特徴とするものである。
【００３０】
上記製造方法によれば、安定した両フレーム基部で支持することができ、特にシムの給電端子部の形成加工精度が良くなる。
【００３１】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述した圧電素子接着工程における導電接着を、異方性導電接着剤によって行うことを特徴とするものである。
【００３２】
上記製造方法によれば、分割された第１給電端子と第１電極とを、第３給電端子と第４電極とを、シムに接続された第２給電端子と第２、第３電極とを、一括して導電接続することができる。
【００３３】
また、本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法は、前述した圧電素子接着工程の後に、第１と第２圧電素子における圧電層を分極する分極処理工程を有することを特徴とするものである。
【００３４】
上記製造方法によれば、より信頼性の高い撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のバイモルフ型の撓み振動型エキサイタの構成を採用することにより、このエキサイタを構成する第１、第２圧電素子への給電路を２次元配置とすることができる。したがって、小型の圧電型撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【００３６】
また、本発明の撓み振動型エキサイタのビームは、同じ平面内で第１から第３給電端子を筐体で保持する構成を採用しているので、従来構成の様に、このビームを保持する保持領域を狭くしても十分ビームを保持することができ、エキサイタの外形寸法を小さくすることができる。
【００３７】
また、本発明は圧電型撓み振動型エキサイタに必須のエレメントであるシムの一部を給電端子として利用しているため、従来のように別途給電端子を構成するエレメントを必要
としない。したがって、本発明の構成によれば、エレメントの削減によるコストダウンに加え、組立て工数の削減によるコストダウンが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の撓み振動型エキサイタは、２つの圧電素子をシムの両側に配したビームと、シムの端部で平面的に分割された分割片からなる第１給電端子と、シムと一体に形成された第２給電端子と、シムの端部で平面的に分割された他の分割片からなる第３給電端子とを有する構成である。そして、ビームを構成するシムの両面に載置された２つの圧電素子への給電路となる第１から第３給電端子を、同一平面内に配置してなる構成とすることを特徴とするものである。以下に、この本発明の撓み振動型エキサイタの構成について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
まず、本実施例における撓み振動型エキサイタの構成例について説明する。
図１は、本発明の撓み振動型エキサイタの構成を示す図面であり、図１（ａ）は、この撓み振動型エキサイタのビーム裁置形態を示す断面図である。１図（ｂ）は、同図（ａ）に示したビーム１０ａの上部平面図であり、１図（ｃ）は、ビーム１０ａ、１０ｂにおける第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成を示すための、同図（ｂ）におけるＡ１−Ａ２断面図である。ここに示す撓み振動型エキサイタは、片持ち梁型の撓み振動型エキサイタを示している。
【００４０】
図１（ａ）に示す様に、本発明の撓み振動型エキサイタは、従来の構成と同様に、電気絶縁特性を有する樹脂製の筐体１８内に、圧電型の撓み振動型エキサイタの振動梁として機能する様に、２本のビーム１０ａ、１０ｂが保持領域１９でシム端部１５を保持固定する構成となっている。そして、このビーム１０ａは、シム１１ａ、１１ｂの両主面に、基本的に同じ構成の第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを有する。なお、図１（ｃ）に示す様に、第１圧電素子１２ａは、圧電層を第１電極１３ａと第２電極１３ｂで挟持した構成となっており、第２圧電素子１２ｂは、圧電層を第３電極１３ｃと第４電極１３ｄで挟持した構成となっている。また、図１（ｂ）に示す様に、ビーム１０ａにおけるシム１１ａのほぼ全域に渡って圧電素子１２ａが貼り付けられている。第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成の詳細については、後述する。なお、ビーム１０ｂの構成も同様である。この様に構成された第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂは、図１（ｃ）に示す様に、導電性の接着層１４によってシム１１ａ、１１ｂの表裏両面にそれぞれ導電接続される。
【００４１】
また、この撓み振動型エキサイタは、各第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂに給電を行うための、同一平面内に配置された第１から第３給電端子を有する。以下に、この第１から第３給電端子の構成について図１を用いて説明する。
【００４２】
図１（ｂ）に示す第２給電端子１５ｂは、シム端部１５の中央に位置し振動板として機能するシム１１ａと一体成形されて電気的に導通を取って、シム１１ａの長手方向の延長端に形成された端子である。なお、この第２給電端子は、図１（ｃ）に示す様に、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける第２電極１３ｂ、第３電極１３ｃと電気的に接続されている。
【００４３】
また、図１（ｂ）に示す第１給電端子１５ａは、シム１１ａから分割形成された、第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａ（同図（ｃ）参照）に給電を行うための端子であり、先に示した第２給電端子１５ｂやシム１１ａとは電気的に絶縁されている。
【００４４】
第３給電端子１５ｃは、第１給電端子１５ａと同様に、シム１１ａから分割形成された第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄ（同図（ｃ）参照）に給電を行うための端子
であって、第２給電端子１５ｂとシム１１ａとは電気的に絶縁されている。
【００４５】
この様に、第１給電端子１５ａと第３給電端子１５ｃは、第２給電端子１５ｂの両側に対称配置され、筐体１８から３本の第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが突出して形成されている。従って、ビーム１０ａ、１０ｂを、非常に狭い範囲の保持領域１９で支持することができ、シム１１ａ、１１ｂの長手方向の撓み振動型エキサイタの外形寸法を小さくすることができる。なお、先に示した様に、ビーム１０ｂは、ビーム１０ａと同じ構成となっているので、ここでの説明は割愛する。
【００４６】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタにおける第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの構成、およびこの第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける第１から第４電極１３ａ〜１３ｄと第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃとの電気接続形態について説明する。
【００４７】
第１圧電素子１２ａの構成は、図１（ｃ）に示した様に、第２電極１３ｂと圧電層と第１電極１３ａとが順に積層された構成となっており、複数枚の第１電極１３ａ同士が、シム端部１５側で束ねられている。そして、この第１電極１３ａを、シム１１ａ側まで伸延させて、第１給電端子１５ａと接続させる。また、第１圧電素子１２ａにおける複数枚の第２電極１３ｂもシム１１ａの先端側で束ねられて、シム１１ａ側に導出されて、このシム１１ａと第２電極１３ｂとを電気的に接続させる。これら各電極と第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃとの接続形態の詳細については、後述する。
【００４８】
また、シム１１ａ下面の第２圧電素子１２ｂは、シム１１ａに対して第３電極１３ｃとシム１１ａとの接続部と、第４電極１３ｄと第３給電端子１５ｃとが対面する様に、第１圧電素子１２ａと同じ構成の第２圧電素子１２ｂを裏返して配置する。この様にして、第４電極１３ｄを第３給電端子１５ｃと導通させ、第３電極１３ｃをシム端部１５の中央に位置する第２給電端子１５ｂと導通させる。
【００４９】
上記説明の様に、第１、第４電極１３ａ、１３ｄと第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃとの接続と、第２、第３電極１３ｂ、１３ｃとシム１１ａとの接続を、それぞれ導電性の接着層１４で接続すれば、第１給電端子１５ａからは第１電極１３ａに導通し、第３給電端子１５ｃからは第４電極１３ｄに導通する個別の端子として機能させることができる。それに加えて、第２給電端子１５ｂからは、第１、第２圧電素子１２ａ，１２ｂにおける第２、第３電極１３ｂ、１３ｃの共通端子として機能させることができる。
【００５０】
次に、上述した本発明の圧電型撓み振動型エキサイタにおけるシム１１ａの変形例について説明する。図２はシム形状が異なるビームの構成を示す平面図である。
本図面におけるビーム２０と、図１に示したビーム１０ａとの相違点は、第１、第３給電端子の形状と、シムの形状が異なるだけで、他の構成は同じである。したがって、下記の説明では、この相違点のみを示す。
【００５１】
前述の図１（ｂ）におけるシム１１ａと第１給電端子１５ａおよび第３給電端子１５ｃの境界部は、図に示す様に、シム１１ａの長手方向に対して直交する方向に分割しているため、ビーム１０ａの振動応力が保持領域１９側に集中することとなる。それに対して、本変形例におけるビーム２０は、図２に示す様に、第１から第３給電端子２５ａ〜２５ｃの内の第１給電端子２５ａと第３給電端子２５ｃを楔型とし、シム２１の形状を、第１給電端子２５ａおよび第３給電端子２５ｃの形状に合わせて傾斜した形状とした。これにより、図１（ａ）における筐体１８における保持領域１９で、図２に示すビーム２０を保持したとしても、ビーム２０の振動応力をより緩和することができる様になる。
【００５２】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタにおけるビーム構成および電極配置形態について
説明する。図３は、前述のビーム１０ａおよびそれを備えた電極構造を更に分かりやすく図解したもので、図３（ａ）は、本発明の撓み振動型エキサイタに用いるビーム１０ａの構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、このビーム１０ａの電極のみを示した斜視図である。
【００５３】
図３（ａ）（ｂ）に示す様に、シム端部１５には、先に示した第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが一線に並べて配置してある。そして、シム１１ａ上面の圧電素子１２ａにおける複数枚の第１電極１３ａは、図に示すＡ位置で束ねられて、第１給電端子１５ａと接続している。シム１１ａ下面の第２圧電素子１２ｂにおける複数枚の第４電極１３ｄも、シム１１ａ上面の第１圧電素子１２ａと同様に、第３給電端子１５ｃと接続している。また、第２、第３電極１３ｂ、１３ｃは、図３（ｂ）では一部分しか見えないが、Ｂ位置でそれぞれ束ねられて接続している。
【００５４】
以上に詳述したように、本発明の撓み振動型エキサイタは、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを駆動するための第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが、シム１１ａの一部分を分割してビーム１０ａを保持するシム端部１５に一線上にまとめて配置しているので、エキサイタ自体の厚みを薄型にできる。
【００５５】
また、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを構成する、第１から第４電極１３ａ〜１３ｄを、それぞれ束ねてシム端部１５に集約することで、ビーム１０ａの保持領域１９（図１（ａ）参照）は、ビーム１０ａ、１０ｂを支持するだけの狭い領域で十分となる。従って、ビーム１０ａ、１０ｂの有効長を極力大きくでき、エキサイタの固有振動の１次共振周波数を低くしても、音域の広い撓み振動型エキサイタを提供できる。
【００５６】
なお、本発明は単層圧電型の撓み振動型エキサイタであっても、あるいはシングルビーム型であっても適用できることは自明である。
【００５７】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタの分極処理工程とエキサイタの駆動形態について説明する。図４は本発明による圧電型撓み振動型エキサイタの分極処理方法を示す図面である。なお、本図に示す、３１は分極用電源、３２は分極電圧印加時の突入過電流制限抵抗を示している。
【００５８】
まず、本発明の撓み振動型エキサイタの分極処理工程について説明する。
図４に示す様に、シム１１ａに第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを貼り付けた後に、シム１１ａの上側に配した第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａと第２給電端子１５ｂ、および第２給電端子１５ｂとシム１１ａの下側に配した第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄとの間に極性の同じ電圧をそれぞれ印加する。すなわち、第１圧電素子１２ａにおける第１電極１３ａに正電圧、第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄに負電圧、第２給電端子１５ｂに上記電圧の中間電圧を印加する。この様に、本発明の撓み振動型エキサイタは、これら各端子対に異なる給電を行える様になっているからこそ、上記分極処理工程を行うことができるのである。
【００５９】
次に、本願発明の撓み振動型エキサイタにおける分極処理工程が、従来の構成に比べて優位に作用する理由について説明する。
従来の撓み振動型エキサイタでは、各ビームに対する給電端子が２つであったため、分極処理工程により各第１、第２圧電素子を分極した後に、シムにこの第１、第２圧電素子を貼り合わせなくてはならなかった。
【００６０】
この様にして構成された従来の撓み振動型エキサイタは、第１、第２圧電素子の貼り合わせ工程で、例えば熱圧着により両部材を貼り合わせようとした場合、この工程における
熱によってせっかく分極させた第１、第２圧電素子の分極性能が低下、または消失してしまうという不具合が生じる。
【００６１】
それに対し、本発明の撓み振動型エキサイタは、３つの第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ（図３（ａ）参照）を有するので、図４に基づき説明したように、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂをシム１１ａに熱圧着により貼り合わせた後に、分極処理することができる。したがって、本発明の構成によれば、従来の撓み振動型エキサイタの製造の際に問題となる、熱圧着における分極消失の虞がなくなり、信頼性の高いエキサイタを製造することができる。
【００６２】
この様にして、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂは、シム１１ａに対して逆方向に分極された撓み振動型エキサイタにおける、図３（ａ）に示す第１給電端子１５ａと第３給電端子１５ｃとを共通接続して、第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃに対し、第２給電端子１５ｂに撓み振動型エキサイタの駆動信号を印加することで、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂを同相駆動させてビーム１０ａを振動させることができる。
【００６３】
次に、先に示した撓み振動型エキサイタにおける端子構造について説明する。図５に示す撓み振動型エキサイタは、ビームの平面方向に２つのビーム１０ａ、１０ｂを内蔵したデュアルビーム型エキサイタであって、図５（ａ）は、ビームと筐体の配置形態を示すエキサイタの斜視図を示し、図５（ｂ）は、筐体と端子の配置形態を示すエキサイタの斜視図を示している。
【００６４】
図５（ａ）に示す様に、ビーム１０ａ、１０ｂは、扁平形の筐体１８内に並列に内蔵してあり、筐体１８のシム端部１５側で、ビーム１０ａ、１０ｂを支持してある。なお、本図面における斜線部で示す領域が、筐体１８とシム端部１５の保持領域１９となる。
【００６５】
また、図５（ｂ）では、筐体１８のシム端部１５側に、図５（ａ）に示すビーム１０ａ、１０ｂの各々の第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃが、それぞれ一線上に配列させた形態を示している。この様に、図１〜図３において詳述した構造のビーム１０ａ、１０ｂを並列配置することで、先に示した構成例よりも更に薄型の周波数特性が優れた撓み振動型エキサイタを提供できる。
【００６６】
以上の説明からも明白なように、本発明の撓み振動型エキサイタと従来構成との相違点は、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂにおける一対の電極に接続された第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃの引き出し構成にある。つまり、従来の撓み振動型エキサイタは、一方の電極をビームを構成するシム端部に引き出し、他方の電極をビームの保持領域のシム面と垂直の方向に配置する構成であったのに対し、本発明の撓み振動型エキサイタでは、ビーム１０ａ、１０ｂを構成するシム端部１５でシム１１ａ、１１ｂを分割して形成された２つの分割片である第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃと、シム１１ａ、１１ｂと一体化された第２給電端子１５ｂとを、シム端部１５に一線上に配置している点にある。
【００６７】
上記構成の違いにより、本発明の撓み振動型エキサイタは、ビーム１０ａ、１０ｂの厚み方向の寸法が少なくて済み、ビーム１０ａ、１０ｂを収納する筐体１８を含めて薄型のエキサイタを提供することができる。
【００６８】
次に、本発明の撓み振動型エキサイタのビーム１０ａの製造方法を図面に基づいて説明する。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、エキサイタにおけるビーム１０ａの製造工程を示す工程図である。また、図７は、図６（ａ）〜図６（ｄ）で製造されたビーム１０ａのシム端部１５の構成を示す上部平面図である。
【００６９】
まず、図６（ａ）に示す様に、目的の形状のシム１１ａを作成するための原型４０を作成する。この原型４０は、１枚の金属板材あるいはＸ方向に長いロール状の金属板材をプレス抜き等の手段を用いて、シム形成部４２の上下に第１基部４１ａと第２基部４１ｂを有するリードフレームを成型して得ることができる。
【００７０】
次いで、図６（ｂ）に示す様に、シム部４３と給電端子部４４とに区分して図に示す所望の形状を得る。なお、本工程では、シム部４３側は第２基部４１ｂと繋がり、給電端子部４４側を、第２基部４１ｂとは反対側の第１基部４１ａと繋がるリードフレームとする。また、本工程で、給電端子部４４は、プレス抜き等でシム１１ａから分割する、図７に示す第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃを形成する。この時点では、第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃは、第１基部４１ａと繋がっている。
【００７１】
次いで、図６（ｃ）に示す様に、シム部４３の両面に第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂをそれぞれ接着し（本図では、第１圧電素子１２ａのみを示している）、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂに形成された第１から第４電極１３ａ〜１３ｄを、前述の図３で示した様に、各第１、第３給電端子１５ａ、１５ｃおよび第２給電端子１５ｂにそれぞれ接続する。この電極接続方法については、後述する。
【００７２】
次いで、図６（ｃ）に示す様に、シム１１ａの部分を第１基部４１ａと第２基部４１ｂから切り離し、図７に示す第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃを有する、図６（ｄ）に示す複数個のビーム１０ａを同時に得ることができる。
【００７３】
次に、上記図６（ｃ）におけるシム１１ａと第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂとの導電接着方法を図面に基づき説明する。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、ビーム１０ａにおけるシム１１ａと第１圧電素子１２ａの導電接着工程を示す工程図である。なお、本図面は、図６（ｂ）で示すリードフレームの１つのシム部分のみを示している。
【００７４】
まず、図６（ｂ）の工程で得られたリードフレームのシム１１ａの部分に、図８（ａ）に示す様に、絶縁性の接着シート１４ａを載せる。
【００７５】
次に、図８（ｂ）に示す様に、この絶縁性の接着シート１４ａの表面に第１圧電素子１２ａを載せる。その後、第１圧電素子１２ａおよび接着シート１４ａを、加熱加圧機５１により同時にシム１１ａに熱圧着して、図８（ｃ）に示す、シム１１ａと第１圧電素子１２ａが、薄い接着層１４ａで完全に接着された構成体を得る。
【００７６】
次に、図８（ｄ）に示す様に、第１圧電素子１２ａの図示しない第１電極１３ａと、第１給電端子１５ａとを導電ペースト５２ａで導電接続する。
【００７７】
次に、図８（ｅ）に示す様に、シム先端側（本図の右側）で、シム１１ａと第１圧電素子１２ａにおける第２電極１３ｂとを導電ペースト５２ｂで接続する。そして、上面側と同様に、図示しない第３給電端子１５ｃと第２圧電素子１２ｂにおける第４電極１３ｄ、および図示しない第２給電端子１５ｂと第３電極１３ｃとを、それぞれ導電ペースト５２ｃ、５２ｄにより接続して、目的のビーム１０ａが完成する。
【００７８】
上記した様に、上記ビーム１０ａの製造方法は、図６に基づき説明した様に、ビーム１０ａを構成するシム１１ａを、シム両端を第１、第２基部４１ａ、４１ｂで支持するリードフレーム構造で多数個のビーム１０ａを同時に形成している。そして、このリードフレーム形状のまま、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの貼り付けとともに各電極との導通を行った後に、各ビーム１０ａの切断分離を行っている。したがって、上記製造工程を経れば、特にシム１１ａの給電端子部４４に形成する第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ
を精度良く加工でき、しかも多数個のビーム１０ａを一度に製造することができる。したがって、本製造工程のよれば、エキサイタの製造コストを低減できる。そして、ここで得られる同形態のビーム１０ｂを別途用意し、図１に示す筐体１８内にこれらビーム１０ａ、１０ｂを載置すれば、本発明の撓み振動型エキサイタを得ることができる。
【実施例２】
【００７９】
次に、本発明の他の実施形態である、撓み振動型エキサイタのシムと圧電素子の導電接着方法を図面に基づいて説明する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、ビーム１０ａにおけるシム１１ａと第１圧電素子１２ａの導電接着工程を示す工程図である。
【００８０】
まず、先に説明した、図６（ａ）（ｂ）の工程に従って、シム１１ａの両側に第１基部４１ａと第２基部４１ｂを有するリードフレームを製造する。
【００８１】
次に、図９（ａ）に示す様に、図６（ｂ）の工程で得られたリードフレームのシム１１ａに、異方性導電接着剤１４ｂとして、フィルムまたはペースト状の接着剤を配設する。ここでは、異方性導電接着剤１４ｂを、シルクスクリーン印刷もしくはディスペンサーでシム１１ａに塗布する。
【００８２】
次に、図９（ｂ）に示す様に、図９（ａ）で得た構成体における異方性導電接着剤１４ｂの表面に第１圧電素子１２ａを載せた状態で、加熱加圧機５１により第１圧電素子１２ａおよび異方性導電接着剤１４ｂをシム１１ａに熱圧着する。
【００８３】
上記工程を経て、図９（ｃ）に示す、シム１１ａに第１圧電素子１２ａが熱圧着された構成を得る。なお、本構成では、シム１１ａと第１圧電素子１２ａとが薄い異方性導電接着剤１４ｂで完全に接着された状態となり、また、異方性導電接着剤１４ｂに混入した導電粒子がシム１１ａと第１圧電素子１２ａの第２電極１３ｂを、第１電極１３ａと第１給電端子１５ａを、それぞれ垂直方向のみで導通を取ることができる。
【００８４】
この様にして、シム１１ａと第１圧電素子１２ａを異方性導電接着剤１４ｂで接着することで、シム１１ａ上面に設けた第１圧電素子１２ａの第１電極１３ａ、および第２電極１３ｂは、シム端部１５の第１給電端子１５ａと、第２給電端子１５ｂとを同時に導電接着することができる。したがって、本実施例によれば、エキサイタの製造工数を更に低減することができる。
【００８５】
上記説明においては、異方性導電接着剤１４ｂを介して、シム１１ａの一方の表面に第１圧電素子１２ａを載置する製造方法を示したが、シム１１ａの両面への異方性導電接着剤１４ｂを塗布し、第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの載置、および加熱加圧機５１により熱圧着を両面同時に行うことで更に工数は低減する。
【００８６】
この様に、リードフレーム方式でシム端部１５を分割する第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃ付きのシム１１ａ、１１ｂを得る本発明の撓み振動型エキサイタの製造方法、および第１、第２圧電素子１２ａ、１２ｂの各電極とシム１１ａ、１１ｂの第１から第３給電端子１５ａ〜１５ｃをそれぞれ導通接続する製造方法により、品質およびコストに優れた極めて薄型の撓み振動型エキサイタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図、ビームの上部平面図、およびビーム断面図である。
【図２】本発明の撓み振動型エキサイタの他のビーム構成を示す上部平面図である。
【図３】図１（ｃ）に示すビームの斜視図と、このビームの電極配置形態を示す斜視図である。
【図４】図１（ｃ）に示すビームの分極処理工程を示す図面である。
【図５】本発明におけるデュアルビーム型の撓み振動型エキサイタの構成示す斜視図である。
【図６】本発明の撓み振動型エキサイタのビームの製造工程を示す工程図である。
【図７】図６の工程で完成したビームのシム端部の詳細平面図である。
【図８】本発明のビームにおけるシムと圧電素子の導電接着工程を示す工程図である。
【図９】本発明のビームにおけるシムと圧電素子の他の導電接着工程を示す工程図である。
【図１０】従来の撓み振動型エキサイタの構成を示す断面図、ビームの上部平面図、およびビームの断面図である。
【図１１】従来の撓み振動型エキサイタの他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ａ、１０ｂ ビーム
１１ａ、１１ｂ シム
１２ａ 第１圧電素子
１２ｂ 第２圧電素子
１３ａ 第１電極
１３ｂ 第２電極
１３ｃ 第３電極
１３ｄ 第４電極
１４ 接着層
１４ａ 接着シート
１４ｂ 異方性導電接着剤
１５ シム端部
１５ａ 第１給電端子
１５ｂ 第２給電端子
１５ｃ 第３給電端子
１８ 筐体
１９ 保持領域
２０ ビーム
２１ シム
２５ａ 第１給電端子
２５ｂ 第２給電端子
２５ｃ 第３給電端子
３１ 分極用電源
３２ 突入過電流制限抵抗
４０ 原型
４１ａ 第１基部
４１ｂ 第２基部
４２ シム形成部
４３ シム部
４４ 給電端子部
５１ 加熱加圧機
５２ａ〜５２ｄ 導電ペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シムに貼り付けた圧電素子と、前記圧電素子に給電を行うための給電端子とを有するビームを備え、前記給電端子から給電を行うことで、前記シムを励振させる撓み振動型エキサイタにおいて、
前記ビームは、第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、前記第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームであり、
前記給電端子は、前記シムの端部で分割して形成された分割片からなり、前記第１電極に接続する第１給電端子と、前記シムと一体に形成された、前記第２と第３電極に接続する第２給電端子と、前記シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、前記第４電極に接続する第３給電端子と、を有し、
前記第１から第３給電端子を略同一平面内に配置するとともに、前記第１と第２給電端子の端子対と、前記第２と第３給電端子の端子対とを個別に制御して、前記第１と第２圧電素子に、異なる給電を行える様にした
ことを特徴とする撓み振動型エキサイタ。
【請求項２】
前記第１と第４電極の電極構造と、前記第２と第３電極の電極構造は、それぞれ同じ形状であり、
前記第２給電端子の両側に前記第１と第３給電端子を対象配置し、
前記第１と第２圧電素子の向きを変えて、前記シムの両面に配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項３】
前記第１電極と前記第１給電端子との接続と、前記第４電極と前記第３給電端子との接続と、前記第２と第３電極と前記シムとの接続は、異方性導電接着剤によって行われる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項４】
前記第１から第３給電端子を筐体内から突出させ、他の部材を前記筐体内に収容することで、前記ビームの一端を固定して、前記ビームの他端を自由端とする構成とした
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項５】
第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、前記第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームを有する撓み振動型エキサイタの製造方法であって、
所定の間隙で配置された２つのフレーム基部間に支持するリードフレームから、前記シムの端部で分割され、前記第１と第４電極にそれぞれ接続する第１と第３給電端子と、第２給電端子が一体に形成された前記シムとをそれぞれ形成するシム形成工程と、
前記第１給電端子と前記第１電極とを、前記第３給電端子と前記第４電極とをそれぞれ対応させて導電接着するとともに、前記第１圧電素子と前記シムの一方の主面と、前記第２圧電素子と前記シムの他方の主面をそれぞれ導電接着してビームを形成する圧電素子接着工程と、
前記フレーム基部から前記ビームを分離する切断分離工程と、
を有することを特徴とする撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項６】
前記シム形成工程で分離形成される、前記第１と第３給電端子の２つの分割片と、前記第２給電端子が一体に形成された前記シムとは、それぞれ反対側のフレーム基部で支持する様に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項７】
前記圧電素子接着工程における導電接着を、異方性導電接着剤によって行う
ことを特徴とする請求項５または６に記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項８】
前記圧電素子接着工程の後に、前記第１と第２圧電素子における前記圧電層を分極する分極処理工程を有する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項１】
シムに貼り付けた圧電素子と、前記圧電素子に給電を行うための給電端子とを有するビームを備え、前記給電端子から給電を行うことで、前記シムを励振させる撓み振動型エキサイタにおいて、
前記ビームは、第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、前記第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームであり、
前記給電端子は、前記シムの端部で分割して形成された分割片からなり、前記第１電極に接続する第１給電端子と、前記シムと一体に形成された、前記第２と第３電極に接続する第２給電端子と、前記シムの端部で分割して形成された他の分割片からなり、前記第４電極に接続する第３給電端子と、を有し、
前記第１から第３給電端子を略同一平面内に配置するとともに、前記第１と第２給電端子の端子対と、前記第２と第３給電端子の端子対とを個別に制御して、前記第１と第２圧電素子に、異なる給電を行える様にした
ことを特徴とする撓み振動型エキサイタ。
【請求項２】
前記第１と第４電極の電極構造と、前記第２と第３電極の電極構造は、それぞれ同じ形状であり、
前記第２給電端子の両側に前記第１と第３給電端子を対象配置し、
前記第１と第２圧電素子の向きを変えて、前記シムの両面に配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項３】
前記第１電極と前記第１給電端子との接続と、前記第４電極と前記第３給電端子との接続と、前記第２と第３電極と前記シムとの接続は、異方性導電接着剤によって行われる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項４】
前記第１から第３給電端子を筐体内から突出させ、他の部材を前記筐体内に収容することで、前記ビームの一端を固定して、前記ビームの他端を自由端とする構成とした
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撓み振動型エキサイタ。
【請求項５】
第１電極と第２電極で圧電層を挟持した第１圧電素子と、第３電極と第４電極で圧電層を挟持した第２圧電素子とを、前記第２と第３電極をシムの表裏両主面と対面させて貼り付けたバイモルフ型ビームを有する撓み振動型エキサイタの製造方法であって、
所定の間隙で配置された２つのフレーム基部間に支持するリードフレームから、前記シムの端部で分割され、前記第１と第４電極にそれぞれ接続する第１と第３給電端子と、第２給電端子が一体に形成された前記シムとをそれぞれ形成するシム形成工程と、
前記第１給電端子と前記第１電極とを、前記第３給電端子と前記第４電極とをそれぞれ対応させて導電接着するとともに、前記第１圧電素子と前記シムの一方の主面と、前記第２圧電素子と前記シムの他方の主面をそれぞれ導電接着してビームを形成する圧電素子接着工程と、
前記フレーム基部から前記ビームを分離する切断分離工程と、
を有することを特徴とする撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項６】
前記シム形成工程で分離形成される、前記第１と第３給電端子の２つの分割片と、前記第２給電端子が一体に形成された前記シムとは、それぞれ反対側のフレーム基部で支持する様に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項７】
前記圧電素子接着工程における導電接着を、異方性導電接着剤によって行う
ことを特徴とする請求項５または６に記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【請求項８】
前記圧電素子接着工程の後に、前記第１と第２圧電素子における前記圧電層を分極する分極処理工程を有する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項記載の撓み振動型エキサイタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２２１３１３（Ｐ２００７−２２１３１３Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３７７１６（Ｐ２００６−３７７１６）
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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