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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen elektroakustischen
Wandler, wie z.B. einen piezoelektrischen Signalgeber, einen piezoelektrischen
Lautsprecher, einen piezoelektrischen Empfänger oder ein ähnliches
Gerät.
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2. Beschreibung des verwandten
Standes der Technik
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In
letzter Zeit wurde bei elektronischem Gerät, bei Heimanwendungen, tragbaren
Telefonen und ähnlichen
Geräten,
ein piezoelektrischer Signalgeber und ein piezoelektrischer Lautsprecher,
die ein Alarm- bzw. Bereitmeldungssignal abgeben, umfassend genutzt.
Bei solchen piezoelektrischen elektroakustischen Wandlern wird ein
unimorphartiger piezoelektrischer Klangkörper, bei dem ein aus einer
piezoelektrischen Keramik hergestellter piezoelektrischer Körper mit
an der oberen und unteren Fläche angebrachten
Elektroden an einer Oberfläche
einer Metallplatte angebracht wird, allgemein eingesetzt. Des weiteren
wurde ein piezoelektrischer elektroakustischer Wandler, bei dem
ein aus einer piezoelektrischen Keramik mit laminiertem Aufbau hergestellter
bimorphartiger piezoelektrischer Klangkörper verwendet wird, vorgeschlagen
(siehe japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 2001-095094 A).
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8 zeigt ein Beispiel eines
verwandten piezoelektrischen elektroakustischen Wandlers. Der piezoelektrische
elektroakustische Wandler weist ein Gehäuse 40, einen Deckel 41,
einen piezoelektrischen Klangkörper 42 und
Anschlüsse 43 und 44 auf, die
in dem Gehäuse 40 eingeschmolzen
sind. Ein Endstück
der Anschlüsse 43 und 44,
die beide Enden des piezoelektrischen Klangkörpers 42 tragen, liegt horizontal
an beiden Enden der Innenseite des Gehäuses 40 frei. Die
Elektroden des piezoelektrischen Klangkörpers 42 sind mit
den Anschlüssen 43 und 44 unter
Verwendung eines leitenden Klebstoffs 46 elektrisch verbunden,
und der periphere Teil des piezoelektrischen Klangkörpers 42 ist
an dem Gehäuse 40 befestigt,
so daß ein
elastischer Klebstoff 47 aus Silikongummi oder ähnlichem
die Elektroden überzieht. Jedoch
werden auf diese Weise beide Enden des piezoelektrischen Klangkörpers 42 übermäßig eingeschränkt, wenn
der piezoelektrische Klangkörper 42 unter
Verwendung eines leitenden Klebstoffs 46 direkt mit den
Anschlüssen 43 und 44 verbunden
wird. Als Ergebnis wird der Bewegungsumfang des piezoelektrischen
Klangkörpers 42 reduziert,
was den Schalldruck mindert.
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Als
nächstes
hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung eine Konstruktion vorgeschlagen,
bei der, wie in 9 gezeigt,
an den inneren Teilen des Gehäuses 40 innerhalb
der eingesetzten Anschlüsse 43 und 44 Befestigungsteile 45 vorgesehen
sind, der piezoelektrische Klangkörper 42 durch die
Befestigungsteile 45 befestigt wird und die Endfläche des
piezoelektrischen Klangkörpers 42 durch
ein elastisches Isoliermaterial 48 abgedeckt und der leitende Klebstoff
anschließend
in Form eines Überzugs
auf das elastische Isoliermaterial 48 zwischen dem piezoelektrischen
Klangkörper 42 und
den Anschlüssen 43 und 44 aufgebracht
wird. Diese Vorrichtung wird in der japanischen Patentanmeldung
Nr. 2003-009286 A offengelegt, die zum Zeitpunkt der Einreichung
dieser Anmeldung noch nicht veröffentlicht
war. Nachdem der leitende Klebstoff 46 aufgebracht wurde, wird
darüber
hinaus der periphere Teil des piezoelektrischen Klangkörpers 42 durch
(nicht gezeigten) elastischen Klebstoff an dem Gehäuse 40 befestigt. Da
in diesem Fall beide Enden des piezoelektrischen Klangkörpers 42 durch
das Gehäuse 40 nicht übermäßig eingeschränkt werden,
nimmt der Umfang der Bewegung des piezoelektrischen Klangkörpers 42 zu,
und entsprechend wird der Schalldruck erhöht.
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Eine
feste Länge
der Anschlüsse 43 und 44 muß innerhalb
des Gehäuses 40 freiliegen,
um die Leitfähigkeit
zum leitenden Klebstoff 46 sicherzustellen. Wenn je doch
die Befestigungsteile 45 für die Befestigung des piezoelektrischen
Klangkörpers 42 innerhalb
der Anschlüsse 43 und 44 vorgesehen
sind, muß die
Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 42 reduziert
werden, so daß sie
um die freiliegende Länge
der Anschlüsse 43 und 44 kleiner
ist als die Abmessung L des Gehäuses 40.
Um der Forderung nach Verkleinerung von elektronischer Gerätschaft
nachzukommen, wurde in den letzten Jahren auch die Miniaturisierung
von piezoelektrischen elektroakustischen Wandlern gefordert. Das
Verringern der Größe des Gehäuses 40 bedeutet,
daß der
piezoelektrische Klangkörper 42 weiter
verkleinert wird. Wenn die Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 42 kleiner
wird, nimmt die Resonanzfrequenz zu, und der Schalldruck wird in
ungünstiger Weise
gemindert. Demzufolge ist es wichtig, daß die Abmessungsdifferenz zwischen
der Abmessung L des Gehäuses 40 und
der Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 42 so klein
wie möglich
gehalten wird.
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Aus
der
DE 100 42 185
A1 ist ein piezoelektrischer elektroakustischer Wandler
bekannt, der einen piezoelektrischen Klangkörper, ein diesen aufnehmendes
Gehäuse
und ein Paar in dem Gehäuse eingeschmolzene
Anschlüsse
umfaßt,
wobei der piezoelektrische Klangkörper zwei Elektroden aufweist. In
dem piezoelektrischen Klangkörper
wird eine Biegeschwingung erzeugt, wenn ein alternierendes Signal
zwischen den beiden Elektroden angelegt wird. Die innenliegenden
Verbindungsteile der Anschlüsse sind
mittels eines leitenden Klebstoffes mit den Elektroden des piezoelektrischen
Klangkörpers
elektrisch verbunden. Bei einer Ausführungsform, bei welcher die
Anschlüsse
nicht in dem Gehäuse
eingeschmolzen sind, sondern in Form von Elektrodenfilmen beispielsweise
durch Galvanisieren auf das Gehäuse aufgebracht
werden und somit an der Innenfläche
der Seitenwand heruntergeführt
werden müssen,
liegen die innenliegenden Verbindungsteile des Paars Anschlüsse auf
einer Innenfläche
der Seitenwand des Gehäuses
frei.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen piezoelektrischen elektroakustischen
Wandler bereitzustellen, bei dem die Abmessungsdifferenz zwischen
dem Gehäuse
und dem piezoelektrischen Klangkörper
minimiert, die Resonanzfrequenz abgesenkt und der Schalldruck erhöht werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche angegeben.
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Der
piezoelektrische elektroakustische Wandler gemäß einem Ausführungsbeispiel
vorliegenden Erfindung weist einen piezoelektrischen Klangkörper, bei
dem eine Biegeschwingung erzeugt wird, wenn ein Wechselstromsignal
zwischen zwei Elektroden angelegt wird, ein Gehäuse für die Aufnahme des piezoelektrischen
Klangkörpers
und ein Paar im Gehäuse
eingeschmolzener Anschlüsse
auf. Bei dem piezoelektrischen elektroakustischen Wandler liegen
innenliegende Verbindungsteile des Paars von Anschlüssen auf
der Innenfläche
der Seitenwand des Gehäuses
frei, so daß sie
sich in einer zum piezoelektrischen Klangkörper im wesentlichen senkrechten
Richtung erstrecken, und die innenliegenden Verbindungsteile der
Anschlüsse
werden mit Elektroden des piezoelektrischen Klangkörpers elektrisch verbunden.
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Da
die innenliegenden Verbindungsteile der Anschlüsse an der Innenfläche der
Seitenwand des Gehäuses
freiliegen, kann der periphere Teil des piezoelektri schen Klangkörpers in
der Nähe
der Seitenwand des Gehäuses
positioniert werden, und demzufolge wird die Abmessungsdifferenz
zwischen dem Gehäuseunterteil
und dem piezoelektrischen Klangkörper
minimiert. Selbst wenn die äußeren Abmessungen
des Gehäuseunterteils
die gleichen sind, kann demzufolge die Abmessung des piezoelektrischen
Klangkörpers
im Vergleich zu einem verwandten Klangkörper erhöht werden, und als Ergebnis wird
die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Klangkörpers gemindert,
und der Schalldruck kann erhöht
werden. Obwohl die im wesentlichen senkrecht freiliegenden Anschlüsse mit
den Elektroden des piezoelektrischen Klangkörpers durch leitenden Klebstoff
elektrisch verbunden werden, kann die Kontaktfläche zwischen dem leitenden
Klebstoff und den freiliegenden Teilen der Anschlüsse sichergestellt werden,
weil die freiliegende Länge
der Anschlüsse durch
die Höhe
der Seitenwand des Gehäuseunterteils
bestimmt wird, und ebenso kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Leitung
sichergestellt werden.
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Bei
einem piezoelektrischen elektroakustischen Wandler nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist der piezoelektrische Klangkörper vorzugsweise
im wesentlichen quadratisch in der Form, das Paar Anschlüsse liegt
an der Innenfläche
zweier gegenüberliegender Seitenwände des
Gehäuses
frei, ein Befestigungsteil für
die Befestigung der vier Seiten des piezoelektrischen Klangkörpers wird
innerhalb der Seitenwand des Gehäuses
in dem Stadium vorgesehen, bei dem der piezoelektrische Klangkörper an
den Befestigungsteilen montiert wird, die Elektroden des piezoelektrischen
Klangkörpers
werden mit den innenliegenden Verbindungsteilen durch die dazwischen
aufgebrachte Schicht leitenden Klebstoffs elektrisch verbunden,
und der periphere Teil des piezoelektrischen Klangkörpers wird
durch den dazwischen aufgebrachten elastischen Klebstoff an dem
Gehäuse
befestigt. Der im wesentlichen in der Form quadratische piezoelektrische
Klangkörper
zeigt im Vergleich zu dem eines runden piezoelektrischen Klangkörpers einen
großen
Bewegungsumfang und hat einen ausgezeichneten akustischen Umwandlungswirkungsgrad. Wenn
solch ein im wesentlichen in der Form quadratischer piezoelektrischer
Klangkörper
innerhalb des Gehäuses
untergebracht wird, wird der periphere Teil des piezoelektrischen
Klangkörpers
an dem Befestigungsteil montiert, der innerhalb der Seitenwand des Gehäuses vor gesehen
ist, und von oben wird eine Schicht leitender Klebstoff aufgebracht,
und demzufolge werden beide Endstücke des piezoelektrischen Klangkörpers nicht
eng eingeschränkt,
und der Umfang der Bewegung des piezoelektrischen Klangkörpers kann
erhöht
werden. Indem eine Schicht elastischen Klebstoffs zwischen dem peripheren
Teil des piezoelektrischen Klangkörpers und dem Gehäuse aufgebracht
wird, wird der piezoelektrische Klangkörper des weiteren am Gehäuseunterteil
befestigt, und gleichzeitig wird die Lücke zwischen dem piezoelektrischen
Klangkörper
und dem Gehäuseunterteil
versiegelt. Da der Klebstoff elastisch ist, kann der piezoelektrische
Klangkörper
mühelos
bewegt werden.
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Bei
einem piezoelektrischen elektroakustischen Wandler nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind die Anschlüsse vorzugsweise im Querschnitt
im wesentlichen L-förmig
ausgebildet, der aufrechte Teil der Anschlüsse bildet die innenliegenden
Verbindungsteile, und sich längs
der Bodenfläche
des Gehäuses
der Anschlüsse
erstreckende Teile bilden außenliegende Verbindungsteile.
In diesem Fall haben die Anschlüsse
eine einfache Form, und es ist kein Biegevorgang erforderlich, nachdem
die Anschlüsse
eingeschmolzen wurden. Im Falle von U-förmigen Anschlüssen bei
verwandten Produkten wurde, nachdem im wesentlichen flache Anschlüsse eingeschmolzen
wurden, der sich außerhalb
des Gehäuseunterteils
erstreckende Teil längs
des Gehäuseunterteils
gebogen, im Falle von im wesentlichen L-förmigen Anschlüssen ist
jedoch ein solcher Biegevorgang nicht notwendig, und es gibt keine
Probleme, wie z.B. eine Verwindung aufgrund des Zurückspringens
der Anschlüsse,
oder sonstige Defekte oder Schwierigkeiten.
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Weitere
erfindungswesentliche Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert
werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionszeichnung eines Beispiels eines piezoelektrischen
elektroakustischen Wandlers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht des piezoelektrischen elektroakustischen Wandlers nach 1,
jedoch mit abgenommenem Deckel und Klebstoff;
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3 eine
Querschnittsansicht nach der Linie A-A der 2;
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4 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
der 3;
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5 eine
perspektivische Explosionszeichnung eines piezoelektrischen Klangkörpers;
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6 eine
Querschnittsansicht des piezoelektrischen Klangkörpers nach 5;
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7 ein
eingeschmolzenes Gehäuseunterteil
mit Anschlüssen;
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8 eine
Querschnittansicht eines Beispiels eines verwandten piezoelektrischen
elektroakustischen Wandlers, und
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9 eine
Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels eines verwandten piezoelektrischen elektroakustischen
Wandlers.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die 1 bis 4 zeigen
einen piezoelektrischen Signalgeber als ein Beispiel eines piezoelektrischen
elektroakustischen Wandlers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieser piezoelektrische Signalgeber
umfaßt
vorzugsweise einen unimorphartigen piezoelektrischen Klangkörper 1,
ein Gehäuseunterteil 20 und einen
Deckel 30. Das Gehäuseunterteil 20 und
der Deckel 30 bilden ein Gehäuse.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt, weist der piezoelektrische
Klangkörper 1 eine
im wesentlichen quadratische Metallplatte 2, eine auf der
gesamten Fläche
der Metallplatte 2 angeordnete Isolierschicht 3 und
einen im wesentlichen quadratischen, unter Verwendung von Klebstoff
auf der Isolierschicht 3 befestigten piezo elektrischen
Körper 4 auf,
der kleiner ist als die Metallplatte 2. Für die Metallplatte
ist ein elastisches Material wünschenswert, beispielsweise
Phosphorbronze, 42Ni oder ein sonstiges Material, das vorzugsweise
genutzt wird. Wenn darüber
hinaus 42 Ni für
die Metallplatte 2 verwendet wird, wird die Zuverlässigkeit
noch weiter erhöht,
da der Wärmeausdehnungskoeffizient
in der Nähe
desjenigen der Keramik (PZT, usw.) liegt. Die Isolierschicht 3 kann
dadurch hergestellt werden, daß eine Harzbeschichtung
verwendet wird, wie z.B. Polyimidharz, Epoxydharz oder ein sonstiges
geeignetes Material, oder indem durch eine Oxidationsbehandlung
ein Oxidfilm auf der Oberfläche
der Metallplatte hergestellt wird.
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Der
piezoelektrische Körper 4 wird
so konstruiert, daß zwei
piezoelektrische Keramikschichten 4a und 4b im
Zustand einer Grünfolie
mit einer dazwischenliegenden Innenelektrode 5 laminiert
und gebrannt und Außenelektroden 6 und 7 auf
fast der gesamten Fläche
der oberen und unteren Fläche
des piezoelektrischen Körpers 4 angeordnet
werden. Die piezoelektrischen Keramikschichten 4a und 4b werden
alternierend in der Dickenrichtung polarisiert, so daß sie, wie
durch die Pfeile P in 6 angegeben, zueinander entgegengesetzt
sind. Ein Ende der Innenelektrode 5 liegt an einer Endfläche des
piezoelektrischen Körpers 4 frei,
und das andere Ende ist in einer gewissen Entfernung von der Endfläche des
piezoelektrischen Körpers 4 befestigt.
Die oberen und unteren Außenelektroden 6 und 7 des
piezoelektrischen Körpers 4 werden über eine
Endflächenelektrode 8 miteinander
verbunden, und die Innenelektrode 5 wird mit nach außen führenden
Elektroden 10 und 11 verbunden, die über die
andere Endflächenelektrode 9 an
der oberen und unteren Fläche
des piezoelektrischen Körpers 4 angeordnet
sind. Die nach außen
führenden
Elektroden 10 und 11 sind kleine Elektroden, die
längs der
Mitte einer Seite des piezoelektrischen Körpers 4 angeordnet
und von den Außenelektroden 6 und 7 an der oberen
und unteren Fläche
elektrisch getrennt sind. Eine Endflächenelektrode 8 ist
ebenso lang wie eine Seite des piezoelektrischen Körpers 4,
aber die andere Endflächenelektrode 9 hat
eine der Länge
der nach außen
führenden Elektroden 10 und 11 entsprechende
Länge.
Darüber hinaus
kann bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
obwohl die nach außen
führenden
Elektroden 10 und 11 nicht nur auf der oberen
Fläche,
sondern auch an der unteren Fläche
angebracht werden, um Richteigenschaften zu eliminieren, die nach
außen
führende
Elektrode 11 auf der unteren Fläche weggelassen werden. Des
weiten können
die nach außen
führenden
Elektroden 10 und 11 ebenso lang ausgeführt werden,
wie eine Seite des piezoelektrischen Körpers 4. Die untere
Fläche
des piezoelektrischen Körpers 4 wird
an der oberen mittleren Fläche der
Isolierschicht 3 unter Verwendung eines Klebstoffs 12,
wie z.B. Epoxydklebstoff oder einem anderen geeigneten Material,
verklebt (siehe 5). Die Metallplatte 2 ist
größer als
der piezoelektrische Körper 4,
und die Isolierschicht 3 ist auf der oberen Fläche des
Erweiterungsteils 2a angeordnet, so daß sie sich außerhalb
des piezoelektrischen Körpers 4 erstreckt.
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Das
Gehäuseunterteil 20 ist
so konstruiert, daß es
eine im wesentlichen quadratisch geformte Box bildet, die eine Bodenwand
und vier Seitenwände
aus isolierendem Material, wie z.B. Keramik, Harz oder einem ansonsten
geeigneten Material, aufweist. Wenn das Gehäuseunterteil 20 unter
Verwendung eines Harzmaterials ausgebildet wird, sollte wünschenswerterweise
ein hitzebeständiges
Material, wie z.B. LCP (liquid crystal polymer – flüssiges Kristallpolymer), SPS
(syndiotactic polystylene – syndiotaktisches
Polystylen), PPS (polyphenylene sulfide – Polyphenylen-Sulfid), Epoxyd
oder ein anderes geeignetes Material, verwendet werden. Ein Befestigungsteil 21 für die Befestigung
des gesamten peripheren Teil des Klangkörpers 1A ist innerhalb
der Seitenwand des Gehäuseunterteils 20 angeordnet, und
innenliegende Verbindungsteile 22a und 23a der Anschlüsse 22 und 23,
welche mit der oberen Außenelektrode 6 und
der nach außen
führenden
Elektrode 10 des Klangkörpers 1A elektrisch
zu verbinden sind, liegen an den Innenflächen der gegenüberliegenden beiden
Seitenwände
frei. Des weiteren wird ein beabstandender Wandteil 24 integral
im Gehäuseunterteil 20 ausgeformt,
so daß er
zwischen dem Befestigungsteil 21 und den innenliegenden
Verbindungsteilen 22a und 23a der Anschlüsse 22 und 23 positioniert
ist (siehe 4). Wenn die Metallplatte 2 auf dem
später
zu beschreibenden Befestigungsteil 21 montiert ist, funktioniert
der genannte beabstandende Wandteil 24 als Abstandshalter,
welcher verhindert, daß die
Metallplatte 2 mit den Anschlüssen 22 und 23 in
Verbindung steht.
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Die
Anschlüsse 22 und 23 werden
in dem Gehäuseunterteil 20 eingeschmolzen,
und wie in 7 gezeigt, werden die außenliegenden
Verbindungsteile 22b und 23b der Anschlüsse 22 und 23, die
integral aus einem Material mit Aussparungen 29 ausgestanzt
werden, im wesentlichen rechtwinkelig gebogen, und diese gebogenen
Teile sind dann als innenliegende Verbindungsteile zum Klangkörper 1 vorgesehen.
Die innenliegenden Verbindungsteile 22a und 23a sind
relativ zur Bodenfläche
des Gehäuseunterteils
(Klangkörper 1)
aufrecht angeordnet, und demzufolge werden die innenliegenden Verbindungsteile 22a und 23a so
angeordnet, daß sie
sich nicht innerhalb des Gehäuseunterteils 20 erstrecken. Somit
wird die Abmessungsdifferenz zwischen der Abmessung L des Gehäuseunterteils 20 und
der Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 1 minimiert.
Als Ergebnis wird die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Klangkörpers gemindert
und der Schalldruck stark erhöht.
Die außenliegenden
Verbindungsteile 22b und 23b der Anschlüsse 22 und 23 erstrecken
sich längs
der Bodenfläche
des Gehäuseunterteils 20.
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Ein
unterer Schallaustrittsschlitz 25 wird an dem unteren Teil
einer der Seitenwände
ausgeformt, wo die Anschlüsse 22 und 23 des
Gehäuseunterteils 20 nicht
vorgesehen sind, und eine Rille 26 für den Schallaustritt wird an
dem oberen Teil der anderen Seitenwand angeordnet. Ein Deckel 30 wird
bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel vorzugsweise
unter Verwendung des gleichen Materials wie das des Gehäuseunterteils 20 ausgebildet,
so daß er
flach ist. Die Rille 26 wird ein oberer Schallaustrittsschlitz,
wenn der Deckel 30 mit dem oberen Teil der Seitenwände des
Gehäuseunterteils 20 unter
Verwendung eines Klebstoffs 31 verbunden wird. Darüber hinaus
muß der
Deckel 30 nicht flach sein, sondern kann kappenförmig ausgebildet
sein, d.h. also im wesentlichen einen konkaven Querschnitt haben.
Des weiteren muß der
obere Schallaustrittsschlitz 26 nicht aus der Rille bestehen, die
im oberen Teil der Seitenwand des Gehäuseunterteils 20 ausgebildet
ist, und kann als ein im Deckel 30 vorgesehener Schlitz
ausgebildet sein.
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Der
piezoelektrische Klangkörper 1 ist
in dem Gehäuseunterteil 20 so
untergebracht, daß die Metallplatte 2 der
Bodenwand gegenüberliegt
und der periphere Teil auf dem Befestigungsteil 21 montiert
wird. Als nächstes
wird eine Schicht Isoliermaterial 32 aufgebracht, so daß eine Linie
zwischen dem peripheren Teil der Metallplatte 2 und den
innenliegenden Verbindungsteilen 22a und 23a der
Anschlüsse 22 und 23 gebildet
wird, und anschließend gehärtet. Ein
beliebiger isolierender Klebstoff kann als Isoliermaterial 32 verwendet
werden, aber es ist wünschenswert,
einen elastischen Klebstoff, wie Urethan, oder Silikonklebstoffe
zu verwenden. Als nächstes
wird eine Schicht leitenden Klebestoffes 32 zwischen der
oberen Außenelektrode 6 und
dem innenliegenden Verbindungsteil 22a des Anschlusses 22 sowie
zwischen der nach außen
führenden
Elektrode 10 und dem innenliegenden Verbindungsteil 23a des
Anschlusses 23 aufgebracht, so daß er im wesentlichen zum Isoliermaterial 32 senkrecht
ist, und anschließend
gehärtet.
Obwohl die innenliegenden Verbindungsteile 22a und 23a der
Anschlüsse 22 und 23 aufrecht
angeordnet sind, ist die Fläche,
die zu dem leitenden Klebstoff 33 führt, groß, und die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung ist hoch, da eine große Fläche freiliegt.
Es ist wünschenswert,
als leitenden Klebstoff 33 einen elastischen Urethanklebstoff
zu verwenden, der leitende Füller
enthält. Obwohl
der leitende Klebstoff 33 auf die Metallplatte 2 aufgebracht
wird, steht der leitende Klebestoff 33 mit der Metallplatte 2 nicht
direkt in Kontakt, da die Isolierschicht 3 vorher auf der
Metallplatte 2 aufgebracht wird und der periphere Teil
der Metallplatte 2 durch das Isoliermaterial 32 abgedeckt
wird. Als nächstes
wird der gesamte periphere Teil der Metallplatte 2 unter
Verwendung eines Klebstoffs 34 an dem Gehäuseunterteil 20 befestigt.
Jeder allgemein bekannte isolierende Klebstoff kann als Klebstoff 34 verwendet
werden, es ist jedoch wünschenswert,
einen elastischen Klebstoff, wie Urethan, oder Silikonklebstoffe
zu verwenden. Wie oben beschrieben, wird, nachdem der Klangkörper 1 an
dem Gehäuseunterteil 20 befestigt
wurde, ein Deckel 30 an dem oberen Öffnungsteil des Gehäuseunterteils
unter Verwendung des Klebstoffs 31 verklebt. Wenn der Deckel 30 verklebt
ist, wird ein akustischer Raum zwischen dem Deckel 30 und
dem Klangkörper 1 und zwischen
dem Klangkörper 1 und
dem Gehäuseunterteil 20 definiert,
um einen oberflächenmontierten piezoelektrischen
Signalgeber zu schaffen.
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Wie
oben beschrieben, kann die Bewegung des Klangkörpers 1 maximiert
werden, und es ist demzufolge möglich,
einen hohen Schalldruck zu erhalten, da für die Befestigung des Klangkörpers 1 an dem
Gehäuseunterteil 20 ein
elastisches Material als Klebstoffe 32, 33 und 34 verwendet
wird. Da darüber hinaus
die Elektroden (die obere Außenelektrode 6 und
die nach außen
führende
Elektrode 10) des Klangkörpers 1 unter Verwendung
des leitenden Klebstoffs 33 direkt mit den Elektroden (den
Anschlüssen 22 und 23)
des Gehäuseunterteils 20 verbunden
werden, erhöht
sich die elektrische Zuverlässigkeit
im Vergleich zu dem Fall, bei dem die elektrische Leitung über die
Metallplatte 2 erfolgt. Da darüber hinaus der leitende Klebstoff 33 unter
Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung, wie z.B. eines Dosiergeräts, von
oben auf den Gehäuseunterteil 20 aufgebracht
werden kann, kann die Beschichtung bequem automatisiert werden,
und die Effizienz bei der Herstellung und die Qualität können im
Vergleich zu dem Fall verbessert werden, bei dem die Anschlußdrähte gelötet werden.
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Wenn
ein Signal, das im wesentlichen die gleiche Frequenz hat wie die
Resonanzfrequenz des Klangkörpers 1,
zwischen den im oben genannten Gehäuseunterteil 20 angeordneten
Anschlüssen 22 und 23 angelegt
wird, erfolgt die Ausdehnung und das Zusammenziehen des piezoelektrischen
Körpers 4 in
der Richtung der Ebene, und da die Metallplatte 2 sich
nicht ausdehnt und zusammenzieht, findet die Biegeverformung des
Klangkörpers 1 insgesamt statt.
Da der periphere Teil des Klangkörpers 1 von dem
Gehäuseunterteil 20 gehalten
wird und der Raum zwischen der oberen und der unteren Fläche des
Klangkörpers 1 durch
den Klebstoff 34 versiegelt wird, kann eine konstante Schallwelle
erzeugt werden. Diese Schallwelle wird durch den oberen Schallaustrittsschlitz 26 nach
außen
abgegeben.
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Beispiele
der Abmessungen jedes Elements des oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiels
sind die folgenden:
Piezoelektrischer Körper 4: ca. 6,8 mm × 6,8 mm × 30 μm (im Falle
eines zweischichtigen Aufbaus mißt jede Schicht ca. 15 μm).
Metallplatte 2:
ca. 8,0 mm × 8,0
mm × 20 μm
Isolierschicht 3:
ca. 8,0 mm × 8,0
mm × 3 μm
Gehäuseunterteil 20:
ca. 9,0 mm × 9,0
mm × 2,6
mm
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Da
wie oben beschrieben die innenliegenden Verbindungsteile 22a und 23a der
Anschlüsse 22 und 23 an
der Innenfläche
der Seitenwand des Gehäuseunterteils 20 freiliegen
und im wesentlichen zur Bodenfläche
senkrecht sind (Klangkörper 1),
erstrecken sich die innenliegenden Verbindungsteile 22a und 23a nicht
weit innerhalb des Gehäuseunterteils 20, und
die Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 1 kann soweit
wie möglich
in der Nähe
der Abmessung L des Gehäuseunterteils
liegen. Im Falle einer verwandten Konstruktion nach 9 ist
das Verhältnis
von S zu L im besten Fall ca. 85%, während bei dem Aufbau nach dem
vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel
das Verhältnis
von S zu L auf ca. 90% eingestellt werden kann. Selbst wenn die
Abmessung L des Gehäuseunterteils
die gleiche ist, kann demzufolge die Resonanzfrequenz im Vergleich
zu einem verwandten Aufbau des Gehäuseunterteils reduziert und
der Schalldruck kann erhöht werden,
da die Abmessung S des piezoelektrischen Klangkörpers 1 erhöht werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiele
begrenzt. Der piezoelektrische Körper
ist nicht auf einen Zweischicht-Aufbau beschränkt, sondern kann aus drei
oder mehreren Schichten oder aus einer einzigen Schicht bestehen.
Des weiteren sind die Metallplatte und der piezoelektrische Körper nicht
auf eine im wesentlichen quadratische Form beschränkt, sondern
sie können
auch eine im wesentlichen rechtwinkelige oder im wesentlichen runde
Form haben. Die Metallplatte muß nicht
unbedingt größer sein
als der piezoelektrische Körper
und kann die gleiche Form haben wie der piezoelektrische Körper. Ein
piezoelektrischer Körper
nach der Erfindung ist nicht auf einen unimorphen Aufbau beschränkt, bei
dem ein piezoelektrischer Körper
mit einer Metallplatte verklebt ist, sondern ein piezoelektrischer
Klangkörper
kann auch aus einer bimorphen Konstruktion bestehen, d.h. einer
laminierten piezoelektrischen Keramik, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2001-95094 beschrieben. Obwohl der Befestigungsteil für die Befestigung
der vier Seiten des piezoelektrischen Klangkörpers innerhalb eines ein Gehäuse bildenden
Gehäuseunterteils
angeordnet ist, kann der Befestigungsteil auch an zwei Seiten, wo
die Anschlüsse
freiliegen, oder an vier Eckteilen angeordnet werden, und der Bereich,
der keinen Befestigungsteil aufweist, muß lediglich versiegelt werden,
indem ein elastisches Versiegelungsmaterial verwendet wird. Bei
den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen ist zwar eine
Trennwand 24 an der Seitenwand als Teil des Gehäuseunterteils 20 vorgesehen,
diese ist dazu bestimmt, zu verhindern, daß die Metallplatte 2 mit
den Anschlüssen 22 und 23 in
Kontakt kommt. Wenn die Elektroden im Endbereich eines piezoelektrischen
Klangkörpers
untergebracht sind, kann die Trennwand 24 weggelassen werden.
Aus dem gleichen Grund kann das Isoliermaterial 32, das
auf den peripheren Teil der Metallplatte 2 aufzubringen
ist, weggelassen werden. Bei den oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispielen
weist das Gehäuse
einen konkaven Gehäuseunterteil
und einen Deckel zur Schließung
der Öffnung
auf, das Gehäuse
ist jedoch auf einen solchen Aufbau nicht beschränkt. Die vorliegende Erfindung
kann nicht nur auf signalgebende Teile angewandt werden, die im
gleichen Resonanzgebiet wie bei dem piezoelektrischen Signalgeber
verwendet werden, sondern auch bei signalgebenden Teilen, die einen
breiten Fächer
von Frequenzen verarbeiten können,
wie z.B. ein piezoelektrischer Empfänger. Des weiteren umfaßt bei bevorzugten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ein Wechselstromsignal nicht nur ein
rein sinusförmiges Signal,
sondern auch ein Rechtecksignal.
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Wie
sich klar aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, erstreckt sich
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung der innenliegende Verbindungsteil des Anschlusses
nicht weitgehend innerhalb des Gehäuseunterteils und dementsprechend
kann die Abmessungsdifferenz zwischen dem Gehäuseunterteil und dem piezoelektrischen
Klangkörper
gemindert werden, da der innenliegende Verbindungsteil eines in
einem Gehäuse eingeschmolzenen
Anschlusses in der Richtung freiliegt, die im wesentlichen zur Innenseite
der Seitenwand des Gehäuses
senkrecht ist und der innenliegende Verbindungsteil des Anschlusses
unter Verwendung von leitendem Klebstoff mit der Elektrode des piezoelektrischen
Klangkörpers
verbunden wird. Deshalb kann die Abmessung des piezoelektrischen Klangkörpers vergleichsweise
erhöht
werden, die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Klangkörpers wird
gemindert, und der Schalldruck kann erhöht werden. Darüber hinaus
ist zwar der im wesentlichen in senkrechter Richtung frei liegende
Anschluß mit der
Elektrode des piezoelektrischen Klangkörpers mittels leitendem Klebstoff
elektrisch verbunden, die notwendige Kontaktfläche zwischen dem leitenden Klebstoff
und dem freiliegenden Teil des Anschlusses kann jedoch sichergestellt
werden, und demzufolge kann eine verläßliche elektrische Leitfähigkeit
realisiert werden.
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Während vorstehend
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben wurden, sind für den Fachmann Varianten und Änderungen
zu erkennen, ohne daß Rahmen
und Geist der Erfindung verlassen werden. Der Erfindungsrahmen wird demzufolge
allein durch die folgenden Ansprüche
bestimmt.