JP2003163994A - 圧電スピーカに用いる圧電振動板の製造方法 - Google Patents

圧電スピーカに用いる圧電振動板の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック層の中心穴で生じる短絡事故を防
止または低減した圧電振動板の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 金属板の少なくとも一方の側面にセラミ
ック層を取着した圧電振動板10を、その中心にて支持
して音響振動板20に取付けて成る圧電スピーカに用い
る圧電振動板10の製造方法において、金属板12の中
心に中心穴10aを形成する工程と、両面に導電層16
a、16bを形成したセラミック層14を金属板12に
取着する工程と、セラミック層14に金属板12の中心
穴10aと同心の中心穴10bを形成する工程とを含
み、セラミック層14の中心穴10bが、先端方向に収
斂する円錐形の穴あけ工具50により形成され、セラミ
ック層14の中心穴10bの内面に沿った導電層16
a、16b間の距離を大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電スピーカに用い
る圧電振動板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】スピーカ等の音響機器の音源として圧電
振動板を用いることが知られている。この種のスピーカ
では、圧電振動板をプラスチック材料から成る音響振動
板の一方の側面に、柱状の取付部材を介して取り付け、
圧電振動板に音声信号を印加することにより該圧電振動
板を振動させ、この振動を取付部材を介して音響振動板
に伝達して、音声信号に対応した音の発生を得ている。
圧電振動板は金属製の薄板の一方の側面または両側面に
セラミック層を取着し、該セラミック層を横断してセラ
ミック層の両側面に電位差を生じさせることにより、セ
ラミック層を屈曲させることにより圧電振動板を振動さ
せている。このセラミック層の両側面の間に形成する電
位差を音声信号に従って変化させることにより、圧電振
動板は音声信号に従って振動する。このように、圧電振
動板の両側面間に電位差を形成して圧電振動板を音声信
号に従って振動させるために、圧電振動板の両側面には
銀メッキ等により導電層が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、中心部に孔の形
成されていない金属板の両面に、やはり中心部に孔の形
成されていないセラミックス層を貼付した後に、ポンチ
にて3層を貫通する中心孔を形成する方法がある。この
方法では、金属板およびセラミックス層に予め孔を形成
した後に貼付することに比べて、各層の孔の相対的な位
置決めを完全にすることができる利点がる。然しなが
ら、ポンチが金属板を貫通するときに、金属板の中心領
域がポンチの進行方向に膨出、変形し、下側のセラミッ
ク層の中心領域が所望の寸法よりも大きく割れる問題が
生じる。
【0004】これを解決するために、所定形状に成型し
た金属製薄板の中心部に中心穴を形成し、該金属性薄板
の両面にセラミックス層を貼付し、前記中心穴の内径以
下の外径を有するポンチを、前記金属製薄板に貼付した
一方のセラミックス層の表面において前記中心穴に対し
て位置決めし、前記一方のセラミックス層の表面から、
前記中心穴を通して他方のセラミックス層へ前記ポンチ
を貫通させて中心孔を形成する方法が提案されている。
然しながら、この方法では、セラミック層に中心穴を形
成したときに、導電層の粒子がセラミック層の中心穴の
内面に付着するなどの原因により、セラミック層の両面
の導電層間で短絡することがある。
【0005】本発明はこうした従来技術の問題を解決す
ることを技術課題としており、セラミック層の中心穴で
生じる短絡事故を防止または低減した圧電振動板の製造
方法を提供することを技術課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、金属板の少なくとも一方の側面にセラミック層を取
着した圧電振動板を、その中心にて支持して音響振動板
に取付けて成る圧電スピーカに用いる前記圧電振動板の
製造方法において、前記金属板の中心に中心穴を形成す
る工程と、両面に導電層を形成したセラミック層を前記
金属板に取着する工程と、前記セラミック層に前記金属
板の中心穴と同心の中心穴を形成する工程とを含み、前
記セラミック層の中心穴が、先端方向に収斂する円錐形
の穴あけ工具により形成され、前記セラミック層の中心
穴の内面に沿った前記導電層間の距離を大きくしたこと
を特徴とする圧電振動板の製造方法を要旨とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態を説明する。まず、図4を参照する
と、本発明の好ましい実施形態による圧電スピーカは、
圧電振動板10を具備しており、該圧電振動板10は、
取付部材18により中心おいて支持されて音響振動板2
0に取付けられている。圧電振動板10は、例えば黄銅
等の金属製薄板から成る円形の金属製薄板12と、該金
属製薄板12の両側面に適当な接着剤により貼付された
円形のセラミックス層14とから成る。
【0008】図3を参照すると、セラミックス層14は
チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性
セラミックス材料にて円形の薄板状に形成することがで
き、両側面に銀メッキ等の方法により導電層16a、1
6bが形成されている。導電層16a、16bは、セラ
ミック層14に対して同心に配置されたセラミック層1
4よりも小さな直径の円形に形成され、組み立てたとき
に圧電振動板10の外側に面する外側導電層16aと、
金属製薄板12に接触する内側導電層16bとから成
る。1つの実施形態において、セラミック層14は約
0.12mmの厚さを有し、導電層16a、16bは約
0.005mmの厚さを有している。
【0009】また、金属製薄板12と、セラミック層1
4の外側導電層16aには各々電線(図示せず)が接続
されており、圧電振動板10は該電線を介してアンプ
(図示せず)に接続されている。そして、金属製薄板1
2とセラミック層14との間に音声信号を印加すること
により、圧電振動板は音声信号に従い振動または屈曲動
作をする。
【0010】既述したように圧電振動板10は、その中
心部において、外ネジの形成されたロッド18a、ナッ
ト18b、ブラケット18cから成る取付部材18によ
り支持され音響振動板20に取り付けられる。ブラケッ
ト18cは、好ましくは、適当な接着剤または両面テー
プにより音響振動板20に取着することができる。音響
振動板20は、好ましくは発泡スチロールや適当なプラ
スチック材料、例えばホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、
炭素、アラミドなどの繊維をナイロン、ポリエステル、
エポキシ等のプラスチックマトリックスにてかためて成
形した複合材料から成る。また、前記圧電振動板の一方
の側面に環状の振動制御片22を取り付けてもよい。振
動制御片22は弾性材料、好ましくは、合成ゴム、天然
ゴム、低密度ポリエチレン、軟質塩化ビニルプラスチッ
ク等のエラストマ材料から成る。振動制御片22は、環
状の1つの部材ではなく、矩形、三角形、台形等形状に
成形した複数の部材、好ましくは、圧電振動板の中心を
挟んで点対称の位置に配置した一対の部材としてもよ
い。
【0011】圧電振動板10に音声信号を印加すること
により、圧電振動板は、その周縁部が前後に撓み動作を
繰り返し、その振動が圧電振動板の中心部から取付部材
18を介して音響振動板20に伝達され、次いで音響振
動板20から周囲の空気に振動が伝播される。圧電振動
板10は、ダイナミックタイプのスピーカに比較して重
い磁石を用いていないので、周波数の高い音声信号に対
して追従性が高く、特に、高音領域において歪むことな
く高い音圧を得ることが可能となる。
【0012】圧電振動板10は、取付部材18により中
心支持するために、圧電振動板10を貫通させて取付部
材18を通すための中心穴10a、10bを有してい
る。この中心穴は、金属製薄板12に形成された部分1
0aと、セラミック層14に形成された部分10bとか
ら成る。セラミック層14に中心穴10bを形成した後
にセラミック層14を金属製薄板12に取着すると、中
心穴において金属製薄板12に形成された部分10a
と、セラミック層14に形成した部分10bとの位置決
めが問題となる。セラミック層14は脆い材料から形成
されるので、圧電振動板10の組み立てに際してセラミ
ック層14が損傷しないように注意しなければならない
が、上記の位置決めが不十分であると、取付部材18、
特にそのロッド18aを中心穴10a、10b内に挿入
する際に、ロッド18aが中心穴においてセラミック層
14に形成された部分10bの内周面と干渉して、セラ
ミック層14を損傷することがある。これを防止するた
めに、本実施形態によれば、中心穴10bの形成されて
いないセラミック層14を金属製薄板12に取着した後
に、穴あけ工具50により、セラミック層14に中心穴
10bが形成される。中心穴10bが形成されたセラミ
ック層14を金属製薄板12に対して位置決めすること
は困難であるが、穴あけ工具50を金属製薄板12の中
心軸線Oに対して位置決めすることは比較的容易である
ために、中心穴10bの形成されていないセラミック層
14を金属製薄板12に取着した後に中心穴10bを形
成することにより、中心穴の部分10a、10bの同心
性を高くすることが可能となる。
【0013】また、セラミック層14に中心穴10bを
形成する際に用いる穴あけ工具50は、シャンク52の
一端に先端角度αを以て収斂する円錐形状の加工部54
を有する工具、好ましくは回転砥石を用いることが望ま
しい。これにより、セラミック層14に形成された中心
穴の部分10bは、図1に示すように、すり鉢状にな
る。これにより、中心穴10bの内面に沿った導電層1
6a、16b間の距離Lを大きくすることができ、導電
層16a、16b間の短絡事故の発生を低減することが
できる。先端角度αは90度や120度が好ましい。
【0014】更に、セラミック層14を金属板12に接
着する際、両者間から接着剤を押し出すようにセラミッ
ク層14を金属板12に押圧し、押し出された接着剤に
より、図2に示すように、セラミック層14の外周縁部
に沿って絶縁性の保護部24を形成することが更に好ま
しい。これにより、セラミック層14の外周部分での短
絡を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧電振動板の部分拡大断面図であり、穴あけ工
具により中心穴を形成している様子を示す図である。
【図2】圧電振動板の部分拡大断面図であり、セラミッ
ク層の外周縁部に沿って形成した保護部の一例を示す図
である。
【図3】(a)はセラミック層の断面図、(b)はセラ
ミック層の正面図である。
【図4】圧電スピーカの断面図である。
【符号の説明】
10…圧電振動板 12…金属製薄板 14…セラミックス層 16a…導電層 16b…導電層 18…取付部材 20…音響振動板 22…振動制御片

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板の少なくとも一方の側面にセラミ
    ック層を取着した圧電振動板を、その中心にて支持して
    音響振動板に取付けて成る圧電スピーカに用いる前記圧
    電振動板の製造方法において、 前記金属板の中心に中心穴を形成する工程と、 両面に導電層を形成したセラミック層を前記金属板に取
    着する工程と、 前記セラミック層に前記金属板の中心穴と同心の中心穴
    を形成する工程とを含み、 前記セラミック層の中心穴が、先端方向に収斂する円錐
    形の穴あけ工具により形成され、前記セラミック層の中
    心穴の内面に沿った前記導電層間の距離を大きくしたこ
    とを特徴とする圧電振動板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記穴あけ工具が回転砥石である請求項
    1に記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記セラミック層が接着剤により前記金
    属板の側面に接着される請求項1または2に記載の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記金属板は円形の薄板より成り、前記
    セラミック層は前記金属板よりも小さな直径を有する円
    形に形成され、前記セラミック層の外周縁部に沿って前
    記絶縁材料から成る保護部を設けた請求項1から3の何
    れか1項に記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記セラミック層を前記金属板に接着す
    る際、前記セラミック層を金属板に押圧して両者間から
    接着剤を押し出して、該押し出された接着剤により前記
    セラミック層の外周縁部に沿って絶縁性の保護部を形成
    した請求項1から4の何れか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 金属板の少なくとも一方の側面にセラミ
    ック層を取着した圧電振動板を、その中心にて支持して
    音響振動板に取付けて成る圧電スピーカに用いる前記圧
    電振動板の製造方法において、 前記金属板の中心に中心穴を形成する工程と、 両面に導電層を形成したセラミック層を接着剤を用いて
    前記金属板に接着する工程と、 前記セラミック層に前記金属板の中心穴と同心の中心穴
    を形成する工程とを含み、 前記セラミック層を前記金属板に接着する際、前記セラ
    ミック層を金属板に押圧して両者間から接着剤を押し出
    して、該押し出された接着剤により前記セラミック層の
    外周縁部に沿って絶縁性の保護部を形成したことを特徴
    とする圧電振動板の製造方法。
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