JP3771485B2 - Method for manufacturing piezoelectric diaphragm for use in piezoelectric speaker - Google Patents
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Description
【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20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、16b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14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14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12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10a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16a、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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric diaphragm used for a piezoelectric speaker.
[0002]
[Prior art]
It is known to use a piezoelectric diaphragm as a sound source of an audio device such as a speaker. In this type of speaker, a piezoelectric diaphragm is attached to one side of an acoustic diaphragm made of a plastic material via a columnar mounting member, and an audio signal is applied to the piezoelectric diaphragm to vibrate the piezoelectric diaphragm. The vibration is transmitted to the acoustic diaphragm via the mounting member, and the generation of the sound corresponding to the audio signal is obtained. Piezoelectric diaphragms are made by bending a ceramic layer by attaching a ceramic layer to one or both sides of a thin metal plate and creating a potential difference across both sides of the ceramic layer. The piezoelectric diaphragm is vibrated. By changing the potential difference formed between both side surfaces of the ceramic layer according to the audio signal, the piezoelectric diaphragm vibrates according to the audio signal. Thus, in order to form a potential difference between both side surfaces of the piezoelectric diaphragm and cause the piezoelectric diaphragm to vibrate according to the audio signal, conductive layers are formed on both side surfaces of the piezoelectric diaphragm by silver plating or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, there is a method of forming a center hole penetrating three layers with a punch after pasting a ceramic layer without a hole at the center on both surfaces of a metal plate without a hole at the center. . This method has an advantage that the relative positioning of the holes in each layer can be made perfect, compared to pasting after forming holes in the metal plate and ceramic layer in advance. However, when the punch penetrates the metal plate, the central region of the metal plate swells and deforms in the traveling direction of the punch, and the central region of the lower ceramic layer breaks larger than the desired dimension.
[0004]
In order to solve this, a punch having a central hole formed in a central portion of a thin metal plate molded into a predetermined shape, a ceramic layer attached to both surfaces of the thin metal plate, and having an outer diameter equal to or smaller than the inner diameter of the central hole. Is positioned with respect to the center hole on the surface of one ceramic layer affixed to the metal thin plate, and the punch is penetrated from the surface of the one ceramic layer to the other ceramic layer through the center hole. A method of forming a hole has been proposed. However, in this method, when a center hole is formed in the ceramic layer, a short circuit may occur between the conductive layers on both sides of the ceramic layer due to, for example, particles of the conductive layer adhering to the inner surface of the center hole of the ceramic layer. .
[0005]
An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and to provide a method for manufacturing a piezoelectric diaphragm that prevents or reduces short circuit accidents that occur in the center hole of a ceramic layer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric vibration used in a piezoelectric speaker in which a piezoelectric diaphragm having a ceramic layer attached to at least one side surface of a metal plate is supported at the center and attached to the acoustic diaphragm. In the manufacturing method of a board,
Forming a central hole in the center of the metal plate;
Attaching a ceramic layer having conductive layers on both sides to the metal plate;
Forming a center hole concentric with the center hole of the metal plate in the ceramic layer,
A piezoelectric diaphragm characterized in that the center hole of the ceramic layer is formed by a conical drilling tool converging in the tip direction, and the distance between the conductive layers along the inner surface of the center hole of the ceramic layer is increased. The manufacturing method is summarized.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, referring to FIG. 4, a piezoelectric speaker according to a preferred embodiment of the present invention includes a
[0008]
Referring to FIG. 3, the
[0009]
In addition, an electric wire (not shown) is connected to each of the metal
[0010]
As described above, the
[0011]
By applying an audio signal to the
[0012]
The
[0013]
Further, the
[0014]
Further, when the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of a piezoelectric diaphragm, showing a state in which a center hole is formed by a drilling tool.
FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view of a piezoelectric diaphragm, showing an example of a protective portion formed along the outer peripheral edge of a ceramic layer.
3A is a cross-sectional view of a ceramic layer, and FIG. 3B is a front view of the ceramic layer.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。In the method of manufacturing a piezoelectric diaphragm used for a piezoelectric speaker, wherein a piezoelectric diaphragm having a ceramic layer attached to at least one side surface of a metal plate is supported at the center and attached to the acoustic diaphragm.
Forming a central hole in the center of the metal plate;
Attaching a ceramic layer having conductive layers on both sides to the metal plate;
Forming a center hole concentric with the center hole of the metal plate in the ceramic layer,
A piezoelectric diaphragm characterized in that the center hole of the ceramic layer is formed by a conical drilling tool converging in the tip direction, and the distance between the conductive layers along the inner surface of the center hole of the ceramic layer is increased. Production method.
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。In the method of manufacturing a piezoelectric diaphragm used for a piezoelectric speaker, wherein a piezoelectric diaphragm having a ceramic layer attached to at least one side surface of a metal plate is supported at the center and attached to the acoustic diaphragm.
Forming a central hole in the center of the metal plate;
Bonding a ceramic layer having a conductive layer on both sides to the metal plate using an adhesive;
Forming a center hole concentric with the center hole of the metal plate in the ceramic layer,
When adhering the ceramic layer to the metal plate, the ceramic layer is pressed against the metal plate to extrude an adhesive from both sides, and the extruded adhesive insulates along the outer peripheral edge of the ceramic layer. A method for manufacturing a piezoelectric diaphragm, wherein a protective part is formed.
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