CN109429155B - 压电发声体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导电端子和压电振动板的连接可靠性高的压电发声体。压电发声体具有压电振动板(4)、将压电振动板(4)保持于内部的壳体(10)、以及与压电振动板(4)电连接的导电端子(50、60)。壳体下部(10b)的内表面(20)具有上段表面(21)、和在高度方向上比上段表面(21)低的中段表面。导电端子(50、60)具有从壳体(10)向外部延伸的外部连接部(52、62)、沿着中段表面(22)延伸的水平部(56、66)、朝向压电振动板(4)立起的立起部(58、68)、以及与压电振动板(4)电连接的接触部(59、69)。接近外部连接部(52、62)的水平部嵌入固定部(24a)内，接近立起部(58、68)的水平部(56、66)沿着上段表面(21)和中段表面(22)之间的台阶壁面(212)在壳体(10)的内表面(20)露出。

Description

压电发声体

技术领域

本发明涉及压电发声体，更具体而言，涉及导电端子和压电振动 板的连接可靠性高的压电发声体。

背景技术

压电发声体主要由压电振动板、将压电振动板保持于内部的壳体、 以及固定于壳体且与压电振动板电连接的一对导电端子构成。这样的 压电发声体一般搭载于家庭用电气设备(冰箱、洗衣机、空调用遥控 等)、火灾警报器的发声部等。

在专利文献1所示的压电发声体中，各导电端子在壳体的内表面 通过热铆接等的固定部固定。从壳体突出的导电端子的外部连接部通 过回流焊等方法连接于电路基板等。

然而，在现有的压电发声体中，回流焊时的热量传递到导电端子， 该热量传递到由树脂构成的固定部，从而固定部和导电端子的固定可 能会松动。特别是，导电端子通过弹力与压电振动板连接，其弹力可 能会作为反作用作用于固定部，在热传递到固定部时，固定部和导电 端子的固定可能会松动。

如果导电端子和固定部的连接松动，则导电端子相对于压电振动 板的弹力减弱，在极端的情况下，存在容易导致导电端子和压电振动 板的连接不良这样的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-114383号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于这种实际情况而成的，其目的在于提供一种导电端 子和压电振动板的连接可靠性高的压电发声体。

用于解决技术问题的方案

为了实现上述目的，本发明的压电发声体其特征在于，所述压电 发声体具有：

压电振动板；

将所述压电振动板保持于内部的壳体；以及

与所述压电振动板电连接的导电端子，

所述壳体的内表面具有上段表面、和在高度方向上比所述上段表 面低的中段表面，

所述导电端子具有：

从所述壳体向外部延伸的外部连接部；

与所述外部连接部连续形成且沿着所述中段表面延伸的水平部；

与所述水平部连续形成且朝向所述压电振动板立起的立起部；以 及

形成于所述立起部的前端侧且与所述压电振动板电连接的接触 部，

接近所述外部连接部的所述水平部嵌入形成于所述壳体的内表面 的固定部内，

接近所述立起部的所述水平部沿着所述上段表面和中段表面之间 的台阶壁面在所述壳体的内表面露出。

在本发明的压电发声体中，通过因立起部的挠曲变形等而产生的 弹力，导电端子的接触部与压电振动板良好地连接。而且，与立起部 连续的水平部沿着台阶壁面配置，所述台阶壁面沿着壳体内表面的中 段表面和上段表面的边界而形成。因此，作用于导电端子的弹力以将 在壳体内表面露出的水平部按压于台阶壁面的方式进行作用。因此， 能够抑制作用于导电端子的弹力直接作用于固定部。

因此，在本发明的压电发声体中，即使回流焊时的热量传递到导 电端子，且该热量传递到由树脂构成的固定部，也能够抑制弹力作用 于固定部和导电端子的固定松动的方向。因此，能够防止导电端子相 对于压电振动板的弹力减弱，能够提高导电端子和压电振动板的连接 可靠性。

优选的是，所述壳体的内表面还具有在高度方向上比所述中段表 面低的下段表面，接近所述接触部的所述立起部位于所述下段表面之 上。通过这样构成，可以增大接近接触部的立起部与下段表面的距离， 可以将立起部的挠曲变形设定得较大。其结果，能够进一步提高导电 端子和压电振动板的连接可靠性。或者，还能够实现压电发声体的高 度方向的小型化。

所述固定部也可以以形成于所述上段表面的固定用凸部被热熔合 而形成。例如，也可以通过将加热烙铁贴于固定用凸部，使固定用凸 部热变形，通过热铆接法将接近外部连接部侧的水平部的一部分与壳 体一体化。

另外，也可以在位于所述外部连接部和所述水平部的边界附近且 嵌入所述固定部的内部的所述导电端子的一部分形成止转部。通过这 样构成，进行位于壳体的内部的水平部的定位和立起部的定位并装配 变得容易。

所述止转部也可以具有扁平截面形状或弯曲形状。例如，扁平形 状截面通过从两侧对圆形截面的导电端子的一部分进行冲压加工而能 够容易地成形。另外，例如，弯曲形状通过将导电端子的一部分进行 弯曲加工而能够容易成形。此外，止转部也可以形成于在壳体的内部 露出的水平部的一部分。

附图说明

图1A是本发明的一个实施方式的压电发声体的纵剖视图。

图1B是图1A所示的压电发声体的分解立体图。

图2是安装有图1B所示的导电端子的壳体下部的俯视图。

图3是安装有图1B所示的导电端子的壳体下部的立体图，并且表 示形成利用热熔合的固定部前的状态。

图4A是图3所示的一导电端子的立体图。

图4B是图3所示的另一导电端子的立体图。

图4C是图3所示的一导电端子的变形例的立体图。

图5是从壳体下部的外表面观察图1A所示的压电发声体得到的立 体图。

符号的说明

2…压电发声体

4…压电振动板

4a…压电振子

4b…压电振子

10…壳体

10a…壳体上部

10b…壳体下部

11…卡合凸部

12…卡合凹部

14…放音孔

15、16…端子贯通孔

20…内表面

21…上段表面

212、213、223…台阶壁面

22…中段表面

23…下段表面

24…固定用凸部

24a…固定部

25…导向槽

30…外表面

32…凸台部

34…厚壁部

50、60…导电端子

52、62…外部连接部

54、64…贯通部

54a、64a…止转部

56、66…水平部

56a…止转部

58、68…立起部

59、69…接触部

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式来说明本发明。

(压电发声体2的整体结构)

如图1A及图1B所示，本发明的第一实施方式的压电发声体2具 有壳体10、压电振动板4和一对导电端子(第一导电端子50及第二导 电端子60)。壳体10由壳体上部10a和壳体下部10b构成。在壳体10 的内部保持有压电振动板4。

第一导电端子50及第二导电端子60分别与压电振动板4连接。 通过在第一导电端子50和第二导电端子60之间施加交流电压，压电 振子4a伸缩振动。随着压电振子4a的伸缩振动，金属板4b(压电振 动板4整体)在Z轴方向上振动并发声。此外，在附图中，X轴、Y 轴和Z轴相互大致垂直，在本实施方式中，X轴是导电端子50及60 的外部连接部52及62相互分离配置的方向，Z轴是压电发声体2的高 度方向。XY面(包含X轴及Y轴的平面)与压电振动板4的平面平 行。

(壳体上部10a)

壳体上部10a在与Z轴方向垂直的XY面方向上具有圆形的构造。 XY面方向的壳体上部10a的外径没有特别限定，通常为5～30mm左 右。另外，壳体上部10a的高度(Z轴方向的高度)没有特别限定，通 常为3～15mm左右。

在XY面方向的壳体上部10a的大致中心部形成有放音孔14。XY 面方向的放音孔14的孔径没有特别限定，通常为2～10mm左右。

在壳体上部10a的Z轴方向的下端部内侧形成有卡合凹部12。使 沿着后述的壳体下部10b的内表面(Z轴方向的上表面)20的外周断 续地形成的卡合凸部11嵌合于卡合凹部12。作为壳体上部10a的材质， 没有特别限定，通常使用合成树脂等。

(壳体下部10b)

壳体下部10b在XY面方向具有圆形的圆盘构造。XY面的壳体下 部10b的外径与壳体上部10a大致相同。如图2及图3所示，在壳体 下部10b的内表面20(壳体10的内表面)形成有上段表面21、在Z 轴方向上比上段表面21低一级的中段表面22、在Z轴方向上比中段表面22低一级的下段表面23。

各段表面21、22、23是与XY面大致平行的平面，Z轴方向的高 度相互不同。优选各段表面21、22、23是与XY面大致平行的平面， 也可以是曲面。另外，各段表面21、22、23优选为与压电振动板4大 致平行，即与XY面大致平行的平面，但也可以稍微倾斜。各段表面 21、22、23的配置模式根据后述的导电端子50及60的形状等确定。

在上段表面21和中段表面22的边界形成有台阶壁面212，在中段 表面22和下段表面23的边界形成有台阶壁面223，在上段表面21和 下段表面23的边界形成有台阶壁面213。台阶壁面213和台阶壁面223 各自的Z轴方向的高度优选为构成导电端子50、60的端子引脚的线径 的0.5倍～1.5倍，进一步优选为0.8倍～1.2倍，优选它们相等，也可 以不同。台阶壁面213的高度与台阶壁面212和台阶壁面223的高度 的合计相等。这些台阶壁面212、223、213在本实施方式中与YZ面(含 有Y轴和Z轴的平面)或XZ面(含有X轴和Z轴的平面)平行，但也可以相对于YZ面或XZ面倾斜。

如图1A及图2所示，在进行后述的热铆接(热熔合)前的状态下， 在壳体下部10b形成有从上表面20朝向外表面30贯通的端子贯通孔 15、16。分别由金属引脚等构成的导电端子50、60的贯通部54、64 分别贯通于端子贯通孔15、16。端子贯通孔15、16的上部在导电端子 50、60的贯通部54、64贯通的状态下在热铆接后被堵塞。

在本实施方式中，端子贯通孔15、16在X轴方向上以规定间距分 开形成于圆盘形状的壳体下部10b。该规定间距根据与圆盘形状的壳体 下部10b的外径的关系来确定，优选在外径的1/4～3/4的范围内确定， 进一步优选为外径的3/8～5/8的范围内。

如图2及图3所示，在上段表面21分别形成有以分别从三面包围 端子贯通孔15、16的方式向Z轴方向突出的固定用凸部24、24。固定 用凸部24、24从Z轴方向观察分别为U字形状的凸部，在内部分别形 成有在Y轴方向的相反侧开口的导向槽25、25。

导向槽25、25的底部分别由中段表面22、22构成，将后述的导 电端子50、60的水平部56、66从导向槽25、25向内部露出中段表面 22、22引导。此外，内部露出中段表面22、22是未被固定用凸部24、 24包围的中段表面22、22。固定用凸部24、24通过之后的工序被加 热烙铁贴紧而被热熔合(热铆接)，并且是成为图1B所示的固定部24a、 24a的部分。因此，内部露出中段表面22、22也可以说是从固定部24a、 24a露出的中段表面22、22。

如图5所示，在圆盘形状的壳体下部10b的外表面30，在端子贯 通孔15、16的周围分别形成有向Z轴方向突出的凸台部32、32。在凸 台部32、32上，在X轴方向的外侧分别形成有从X轴方向观察为半 月状的厚壁部34、34。通过设置厚壁部34、34，能够有效地防止在导电端子50、60的外部连接部52、62的贯通孔15、16附近的变形。作 为壳体下部10b的材质，没有特别限定，通常使用与壳体上部10a同 样的合成树脂等。

(压电振动板4)

如图1B所示，压电振动板4由作为基板的金属板4b、两面被覆 形成有电极的压电振子4a构成。压电振子4a经由电极接合到金属板 4b上。金属板4b、电极及压电振子4a例如通过导电性粘接剂等相互 粘接。此外，在本实施方式中，电极看作压电振子4a的一部分。

作为金属板4b的材质，没有特别限定，通常使用黄铜或Ni合金 等。作为电极的材质，没有特别限定，通常使用Ag等。作为压电振子 4a的材质，只要是具有压电振动性的材质，就没有特别限定，通常使 用PZT(锆钛酸铅)等的铁电陶瓷。

金属板4b及压电振子4a的各形状没有特别限定，通常具有在XY 面为同心圆状的构造。在XY面上，金属板4b的直径比电极的外径及 压电振子4a的外径大，电极的外径为压电振子4a的外径以下。即， 在XY面方向上，压电振子4a位于金属板4b(压电振动板4)的大致中心部，在压电振动板4的外周部，金属板4b的外周部露出。

金属板4b的外径没有特别限定，通常为5～30mm左右。另外， 金属板4b的厚度(Z方向的厚度)没有特别限定，通常为30～300μm 左右。

压电振子4a的外径没有特别限定，通常为3～28mm左右。另外， 压电振子4a的厚度(Z方向的厚度)没有特别限定，通常为30～300μm 左右。电极的厚度(Z方向的厚度)没有特别限定，通常为5～20μm 左右。

如图1A所示，金属板4b的外周部通过被壳体上部10a的卡合凹 部12和壳体下部10b的卡合凸部11夹持，从而压电振动板4整体被 保持、固定于壳体10的内部。此外，外周凸部11相对于金属板4b的 外周部线接触。其结果，压电振动板4的振动难以被外周凸部11的接 触阻碍。

(导电端子50、60)

图1A～图3所示的导电端子50及60分别由例如线径为

左右的金属引脚等构成，具有相互不同的形状，但基本的构成 条件通用。以下，进行详细地说明。

如图4A所示，一第一导电端子50具有外部连接部52、贯通部54、 水平部56、立起部58和接触部59，这些通过将单一金属棒或板弯曲 成形而获得。外部连接部52沿Z轴方向在直线上延伸。贯通部54与 外部连接部52的Z轴方向的上部一体化。水平部56从贯通部54的Z轴方向上端向Y轴方向弯曲加工。

如图2所示，水平部56的Y轴方向的全长Y0a以大于导向槽25 的Y轴方向的长度而成形，且在内部露出中段表面22露出的长度Y1a 大于0的方式确定。露出的长度Y1a可以是水平部56的全长Y0a的 1/2以上，也可以小于该全长的1/2，优选为1/10～9/10，进一步优选为 1/4～3/4。

通过将露出长度Y1a设定为低于水平部56的全长Y0a的1/2，通 过固定用凸部24将水平部56进行热铆接的长度增加，有固定强度提 高的趋势。另外，在该情况下，从图1B所示的固定部24a在壳体10 的内部露出的导电端子50的长度缩短，有该部分的弹簧刚度提高的趋 势。

与此相对，将图2所示的露出长度Y1a设定为水平部56的全长 Y0a的1/2以上的情况下，从图1B所示的固定部24a在壳体10的内部 露出的导电端子50的长度增长，有该部分的弹簧刚度提高的趋势。另 外，水平部56的露出长度L1a增长，沿着台阶壁面212引导的部分也 增长。此外，水平部56的全长Y0a根据壳体下部10b的外径等决定， 优选为其外径的1/6以上且低于1/2，更优选为1/5～1/3。

如图4A所示，立起部58从水平部56的Y轴方向的前端以规定 角度相比X轴更向Z轴方向倾斜立起。接触部59设置在立起部58的 前端部，形成于Z轴方向的最高的位置。在本实施方式中，通过将立 起部58的前端部朝向Z轴方向的下方以规定角度弯曲加工而形成接触部59。

如图1A所示，在压电振动板4的大致中心部附近，导电端子50 的接触部59经由电极与压电振子4a接触并电连接。立起部58在壳体 下部10b的内表面20和压电振动板4之间的空间从内表面20朝向压 电振动板4以规定角度立起。规定角度是以内表面20(XY面)为基准，优选为5°～60°的角度。

如图1A所示，贯通部54是插通于端子贯通孔15的部分。如图 4A所示，在贯通部54的一部分也可以形成有止转部54a。止转部54a 例如也可以具有扁平截面形状或弯曲形状。例如，扁平形状截面可以 通过从两侧对圆形截面的导电端子50的一部分进行冲压加工而容易地 成形。另外，例如，弯曲形状可以通过对导电端子50的一部分进行弯 曲加工而容易地成形。

通过使图1A所示的贯通孔15的截面形状按照止转部54a的形状 进行变化，经由贯通部54，导电端子50相对于壳体下部10b止转并安 装。通过这样构成，如图3所示，位于壳体下部10b的内表面20的水 平部56的定位和立起部58的定位变得容易，装配变得容易。

作为导电端子50的材质，只要是导电材料就没有特别限定，在本 实施方式中使用金属。导电端子50能够通过对圆柱状(圆针状)的金 属引脚进行冲压加工及弯曲加工而容易地获得。

如图4B所示，另一第二导电端子60与第一导电端子50同样地， 具有外部连接部62、贯通部64、水平部66、立起部68和接触部69， 这些通过对单一的金属棒或板进行弯曲成形而获得。外部连接部62沿 Z轴方向在直线上延伸。贯通部64与外部连接部62的Z轴方向的上 部一体化。水平部66从贯通部64的Z轴方向上端向Y轴方向弯曲加 工。

如图2所示，水平部66的Y轴方向的全长Y0b以大于导向槽25 的Y轴方向的长度而成形，且在内部露出中段表面22露出的长度Y1b 大于0的方式确定。露出的长度Y1b可以是水平部66的全长Y0b的 1/2以上，也可以小于该全长的1/2，优选为1/10～9/10，进一步优选为 1/4～3/4。露出长度Y1b与露出长度Y1a同样地确定，可以与露出长 度Y1a相同，也可以不同。在图示的例子中不同。另外，水平部66的 全长Y0a与水平部56的长度Y0a同样地确定，可以相同也可以不同， 在图示的例子中不同。

如图4B所示，立起部68从水平部66的Y轴方向的前端相比X 轴更向Z轴方向以规定角度倾斜立起。接触部69设置于立起部68的 前端部，形成于Z轴方向的最高的位置。在本实施方式中，通过将立 起部68的前端部朝向Z轴方向的上方以规定角度弯曲加工而形成接触部69。

如图1A所示，在压电振动板4的大致中心部附近，导电端子60 的接触部69经由金属板4b与压电振子4a接触而电连接。立起部68 在壳体下部10b的内表面20和压电振动板4之间的空间从内表面20 朝向压电振动板4以规定角度立起。立起部68的规定角度在导电端子 50的立起部58的规定角度的范围内确定，该角度可以相同也可以不 同。

如图1A所示，贯通部64是插通于端子贯通孔16的部分。如图 4B所示，也可以在贯通部64的一部分形成有止转部64a。止转部64a 也可以具有例如扁平截面形状或弯曲形状。例如扁平形状截面可以通 过从两侧对圆形截面的导电端子60的一部分进行冲压加工而容易地成 形。另外，例如弯曲形状可以通过对导电端子60的一部分进行弯曲加 工而容易地成形。

通过使图1A所示的贯通孔16的截面形状按照止转部64a的形状 进行变化，经由贯通部64，导电端子60相对于壳体下部10b止转地安 装。通过这样构成，如图3所示，位于壳体下部10b的内表面20的水 平部66的定位和立起部68的定位变得容易，装配变得容易。

作为导电端子60的材质，优选与导电端子50相同，但也可以不 同。另外，导电端子60的制作方法与导电端子50相同，也可以不同。

在本实施方式的压电发声体2中，如图1B所示，接近外部连接部 52、62的水平部56、66被嵌入固定部24a内，如图3所示，接近立起 部58、68的水平部56、66沿着上段表面21和中段表面22之间的台 阶壁面212在壳体10的内表面20露出。优选在内表面20露出的水平部56、66与台阶壁面212和中段表面22两者接触。

如图1A所示，在本实施方式的压电发声体2中，通过由立起部 58、68的挠曲变形等而产生的弹力，导电端子50、60的接触部59、 69与压电振动板4良好地连接。而且，如图3所示，与立起部58、68 连续的水平部56、66沿着台阶壁面212配置，该台阶壁面212沿着壳 体下部10b的内表面20的中段表面22和上段表面21的边界而形成。

因此，作用于导电端子50、60的立起部58、68的弹力以将在壳 体内表面20露出的水平部56、66按压于台阶壁面212和中段表面22 的方式起作用。因此，能够抑制作用于导电端子50、60的弹力直接作 用在图1B所示的固定部24a。

因此，在本实施方式的压电发声体2中，即使回流焊时的热量从 外部连接部52、62传递到导电端子50、60，且该热量传递到由树脂构 成的固定部24a，也能够避免下面的情况。即，能够抑制弹力作用于固 定部24a和导电端子50、60的水平部56、66的固定、或固定部24a 和贯通部54、64的固定松动的方向。因此，能够防止立起部58、68 相对于压电振动板4的挠曲变形产生的弹力减弱，能够提高接触部59、 69和压电振动板4的连接可靠性。

另外，在本实施方式中，接近接触部59、69的立起部58、68位 于下段表面23的轴方向的上部。通过这样构成，可以增大接近接触部 59、69的立起部58、68与下段表面23的距离，可以将立起部58、68 的挠曲变形设定得较大。其结果，能够进一步提高导电端子的接触部 59、69和压电振动板4的连接可靠性。或许还能够实现压电发声体2 的Z轴高度方向的小型化。

进而，在本实施方式中，图1B所示的固定部24a、24a如图3所 示以形成于上段表面21的固定用凸部24被热熔合而形成。例如，通 过在固定用凸部24的Z轴上表面贴紧加热烙铁，能够使固定用凸部24 热变形。即，可以通过热铆接法，将接近外部连接部52、62的一侧的 水平部56、56的一部分与壳体下部10b一体化，将图1B所示的固定 部24a、24a成形。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在本发明的范围内 进行各种变更。

例如，如图4C所示，止转部56a也可以形成于水平部56(也可以 是66)的一部分。形成于水平部56的一部分的止转部56a的至少一部 分也可以嵌入图1B所示的固定部24a的内部，但也可以从固定部24a 露出。优选该情况下的止转部56a与中段表面22(XY面)平行，但也可以未必这样。

另外，压电振动板4具有的基板未必需要是金属板4b。例如，在 电极覆盖朝向压电振子4a侧的基板4的表面整体，使另一导电端子60 与该基板侧电极接触的情况下，基板自身也可以是绝缘体。该情况下 也能够起到与上述的实施方式同样的作用效果。

Claims (5)

1.一种压电发声体，其特征在于，

所述压电发声体具有：

压电振动板；

将所述压电振动板保持于内部的壳体；以及

与所述压电振动板电连接的导电端子，

所述壳体的内表面具有上段表面、和在高度方向上比所述上段表面低的中段表面，

所述导电端子具有：

从所述壳体向外部延伸的外部连接部；

与所述外部连接部连续形成且沿着所述中段表面延伸的水平部；

与所述水平部连续形成且从所述水平部的前端朝向所述压电振动板立起的立起部；以及

形成于所述立起部的前端侧且与所述压电振动板电连接的接触部，

接近所述外部连接部的所述水平部嵌入形成于所述壳体的内表面的固定部内，

接近所述立起部的所述水平部沿着所述上段表面和中段表面之间的台阶壁面在所述壳体的内表面露出，

所述立起部从所述水平部的前端弯曲并立起，以使由所述立起部的挠曲变形而产生的弹力将在所述壳体的内表面露出的所述水平部按压于所述台阶壁面。

2.根据权利要求1所述的压电发声体，其中，

所述壳体的内表面还具有在高度方向上比所述中段表面低的下段表面，

接近所述接触部的所述立起部位于所述下段表面之上。

3.根据权利要求1或2所述的压电发声体，其中，

所述固定部以形成于所述上段表面的固定用凸部被热熔合而形成。

4.根据权利要求1或2所述的压电发声体，其中，

在位于所述外部连接部和所述水平部的边界附近且嵌入所述固定部的内部的所述导电端子的一部分形成有止转部。

5.根据权利要求4所述的压电发声体，其中，

所述止转部具有扁平截面形状或弯曲形状。

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