JPS63131700A - 圧電型振動素子 - Google Patents
圧電型振動素子Info
- Publication number
- JPS63131700A JPS63131700A JP27791186A JP27791186A JPS63131700A JP S63131700 A JPS63131700 A JP S63131700A JP 27791186 A JP27791186 A JP 27791186A JP 27791186 A JP27791186 A JP 27791186A JP S63131700 A JPS63131700 A JP S63131700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- material layer
- piezoelectric material
- piezoelectric
- phase
- frequency characteristics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001336 alkenes Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 abstract 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 abstract 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 abstract 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical group [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は電気音響変換器用の圧電型振動素子の改良に
関する。
関する。
［従来の技術］
電気音響変換器に使用される圧電型振動素子は第３図に
示すようには円板状金属基体０１にチタン・ジルコン酸
鉛を主成分とする磁器材料よりなる円板状セラミック圧
電体０２を接着した構成のものが多用されている。
示すようには円板状金属基体０１にチタン・ジルコン酸
鉛を主成分とする磁器材料よりなる円板状セラミック圧
電体０２を接着した構成のものが多用されている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記圧電材料を使用した圧電型撮動素子は製造技術上の
制約から薄いものが得られにくか゛つた。
制約から薄いものが得られにくか゛つた。
たとえば、薄いものでもせいぜい１００１１！ｎ程度が
限度であった。また、基体となっている金属板もその厚
さが１００祠程度のアルミニウム、真鍮板が゛使用され
る。従って、従来圧電型振動素子は極めて高剛性、高ヤ
ング率のため音速（ＪＥ／ρ）が大きいので最低共振周
波数が高く、超音波領域又は可聴周波数領域においては
高音領域のみでの使用は可能であるが中低音領域では使
用が困難であり、楽音再生用では高音再生用スピーカ（
ツイータ）にのみ使用されていた。
限度であった。また、基体となっている金属板もその厚
さが１００祠程度のアルミニウム、真鍮板が゛使用され
る。従って、従来圧電型振動素子は極めて高剛性、高ヤ
ング率のため音速（ＪＥ／ρ）が大きいので最低共振周
波数が高く、超音波領域又は可聴周波数領域においては
高音領域のみでの使用は可能であるが中低音領域では使
用が困難であり、楽音再生用では高音再生用スピーカ（
ツイータ）にのみ使用されていた。
［問題を解決するための手段］
この発明はエチレン・プロピレン・ジエン・メチレンリ
ンケージラバー（ＥＤＰＭラバー）マトリックス相中に
ポリプロピレンミクロドメイン相が分散した２相構造を
形成した熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを
基体とし、当該基体の表面に形成した第１電極部を介し
て成層した圧電材層と、当該圧電材層の表面に形成した
第２電極部を具備した圧電型振動素子である。
ンケージラバー（ＥＤＰＭラバー）マトリックス相中に
ポリプロピレンミクロドメイン相が分散した２相構造を
形成した熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを
基体とし、当該基体の表面に形成した第１電極部を介し
て成層した圧電材層と、当該圧電材層の表面に形成した
第２電極部を具備した圧電型振動素子である。
［作用］
基体および圧電材層を薄く形成し、基体に比較的ヤング
率の小さいＥＤＰＭラバーマトリックス相中にポリプロ
ピレンミクロドメイン相が分散した２相構造を形成した
熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを採用して
振動素子の剛性およびヤング率を低下せしめることによ
り最低共振周波数を低くし、内部ロスの極めて大ぎいこ
とによる有害なピーク、ディップの発生を防止し良好な
周波数特性を得る。
率の小さいＥＤＰＭラバーマトリックス相中にポリプロ
ピレンミクロドメイン相が分散した２相構造を形成した
熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを採用して
振動素子の剛性およびヤング率を低下せしめることによ
り最低共振周波数を低くし、内部ロスの極めて大ぎいこ
とによる有害なピーク、ディップの発生を防止し良好な
周波数特性を得る。
［実施例］
第１図に示すように、ＥＤＰＭラバーマトリックス相中
にポリプロピレンミクロドメイン相が分散した２相構造
を形成した熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルム
（三菱モンサント■社製＄２０１−８７、厚ざ８０＃２
、直径２１＃）を基体１とし、当該基体１の両面全面に
厚さ１０ｍのアルミニウム箔を接着４し第１電極部２ａ
、２ａを形成する。
にポリプロピレンミクロドメイン相が分散した２相構造
を形成した熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルム
（三菱モンサント■社製＄２０１−８７、厚ざ８０＃２
、直径２１＃）を基体１とし、当該基体１の両面全面に
厚さ１０ｍのアルミニウム箔を接着４し第１電極部２ａ
、２ａを形成する。
なあ、接着に際しては、前記フィルムとの接着性を高め
るためにフィルム面にプライマー（、ＥＡＳＴｃｏＡＲ
ｓＴｃｈｏｕｃＡｔ社製ＰＯＬＹＣＯＲＴ３２ ＞を塗
布し、接着剤４として塩素化系ポリプロピレン接着剤（
東洋化成■社製バードレン）を使用した。そして、□当
該第１電極部２ａ、２ａの表面にＲＦスパッタリングに
より圧電材料（酸化亜鉛を主成分とする磁器材料、それ
ぞれ厚８８即、直径１８閉）３．３を成層する。更に、
当該圧電材層３１．３の表面に導電材（銀、それぞれ厚
さ０．０５踊）を蒸着し、第２電極部２ｂ、２ｂを形成
する。
るためにフィルム面にプライマー（、ＥＡＳＴｃｏＡＲ
ｓＴｃｈｏｕｃＡｔ社製ＰＯＬＹＣＯＲＴ３２ ＞を塗
布し、接着剤４として塩素化系ポリプロピレン接着剤（
東洋化成■社製バードレン）を使用した。そして、□当
該第１電極部２ａ、２ａの表面にＲＦスパッタリングに
より圧電材料（酸化亜鉛を主成分とする磁器材料、それ
ぞれ厚８８即、直径１８閉）３．３を成層する。更に、
当該圧電材層３１．３の表面に導電材（銀、それぞれ厚
さ０．０５踊）を蒸着し、第２電極部２ｂ、２ｂを形成
する。
［発明の効果］
一般に円形圧電型振動素子の最低共振周波数ｆ。
は
但し ρ１、ρ２：圧電体、基体の密度り７、ｈ２：圧
電体、基体の厚さ Ｄ＋ 、Ｄ２ ：圧電体、基体の曲げ強ざα１ｏ：定数 ａ ：基体の半径 また圧電体及び基体のヤング率をＥｌ及びＥ２とすると
、Ｄ１＝に＋ Ｅｌ、Ｄ２ ＝に２ Ｅ２ （ｋｌ、
ｋ２は比例定数）となるので、最低共振周波数ｆｏは基
体側においてはｈ２及び４Ｅ２／ρ２（音速）を小ざく
する必要がある。すなわち、基体は薄く、音速も小さい
ほうがｆｏを小さくすることができる。同様に圧電材料
層においてもｈｌ及びＪＥｔ／ρ１ （音速）が小ざい
ことが必要とされるので圧電材料層は薄く、音速が小さ
いほうがｆｏを小さくできる。
電体、基体の厚さ Ｄ＋ 、Ｄ２ ：圧電体、基体の曲げ強ざα１ｏ：定数 ａ ：基体の半径 また圧電体及び基体のヤング率をＥｌ及びＥ２とすると
、Ｄ１＝に＋ Ｅｌ、Ｄ２ ＝に２ Ｅ２ （ｋｌ、
ｋ２は比例定数）となるので、最低共振周波数ｆｏは基
体側においてはｈ２及び４Ｅ２／ρ２（音速）を小ざく
する必要がある。すなわち、基体は薄く、音速も小さい
ほうがｆｏを小さくすることができる。同様に圧電材料
層においてもｈｌ及びＪＥｔ／ρ１ （音速）が小ざい
ことが必要とされるので圧電材料層は薄く、音速が小さ
いほうがｆｏを小さくできる。
ところで、この発明では圧電材料層はＲＦスパッタリン
グ等の気相生成法により充分に薄く形成することができ
るのでｆｏを小さくすることができる。特に基体に前記
熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを採用して
いるので基体のヤング率が比較的小ざいので音速（Ｅ／
Ｐ＝ ０．９Ｘ１０９ｄｙｎ ｃｍ／（Ｊ）が充分に小
ざくなり、ｆｏを低くすることができた。
グ等の気相生成法により充分に薄く形成することができ
るのでｆｏを小さくすることができる。特に基体に前記
熱可塑性オレフィン系エラストマーフィルムを採用して
いるので基体のヤング率が比較的小ざいので音速（Ｅ／
Ｐ＝ ０．９Ｘ１０９ｄｙｎ ｃｍ／（Ｊ）が充分に小
ざくなり、ｆｏを低くすることができた。
第２図は前記実施例１及び基体に真鍮を用いて同形状に
作製した圧電型変換素子を比較例とし、それぞれの周波
数特性を示す。同図から明らかなように比較例のｆｏが
略１ｋＨ２であるのに対し実施例では略８００Ｈｚまで
下げることができた。
作製した圧電型変換素子を比較例とし、それぞれの周波
数特性を示す。同図から明らかなように比較例のｆｏが
略１ｋＨ２であるのに対し実施例では略８００Ｈｚまで
下げることができた。
また、周波数特性上のピーク、ディップの発生も比較例
に比べて大幅に抑制することができ平坦な′周波数特性
が得られた。上記効果は熱可塑性オレフィン系エラスト
マーの内部損失が極めて大きい点（ｔａｎδ＝ ０．１
５ ＞に基因しているものと考えられる。
に比べて大幅に抑制することができ平坦な′周波数特性
が得られた。上記効果は熱可塑性オレフィン系エラスト
マーの内部損失が極めて大きい点（ｔａｎδ＝ ０．１
５ ＞に基因しているものと考えられる。
また、圧電材料層の厚さは前述の通り小ざいほうがｆｏ
を低くすることができるが、電気機械結合係数、すなわ
ち音響輻射効率から考えると、本発明の材料においては
圧電材料層厚さが基板厚さの５％〜４０％が好ましい範
囲で５％〜１０％が最も好ましい範囲であった。
を低くすることができるが、電気機械結合係数、すなわ
ち音響輻射効率から考えると、本発明の材料においては
圧電材料層厚さが基板厚さの５％〜４０％が好ましい範
囲で５％〜１０％が最も好ましい範囲であった。
また基体である前記熱可塑性オレフィン系エラトマーフ
イルムは耐熱性が高い（ｍｐ、１０５°Ｃ）ので気相生
成法により圧電材を成層する際の温度（約１００℃）に
おいて変形が発生しない。
イルムは耐熱性が高い（ｍｐ、１０５°Ｃ）ので気相生
成法により圧電材を成層する際の温度（約１００℃）に
おいて変形が発生しない。
更に他のエラストマーに比較して耐候性が優れ、又温度
による柔軟性の変化が極めて小ざいので経年変化及び雰
囲気温度による周波数の変化の少ない圧電型撮動素子を
提供することができる。
による柔軟性の変化が極めて小ざいので経年変化及び雰
囲気温度による周波数の変化の少ない圧電型撮動素子を
提供することができる。
第１図はこの発明実施例の圧電型振動素子の断面図、第
２図はこの発明実施例の圧電型振動素子の及び基体に金
属材料を使用した圧電型１辰動素子のそれぞれの周波数
特性図、第３図は従来の圧電型振動素子の断面図である
。 １・・・基体、２ａ、２ｂ・・・電極部、３・・・圧電
材層４・・・接着剤層
２図はこの発明実施例の圧電型振動素子の及び基体に金
属材料を使用した圧電型１辰動素子のそれぞれの周波数
特性図、第３図は従来の圧電型振動素子の断面図である
。 １・・・基体、２ａ、２ｂ・・・電極部、３・・・圧電
材層４・・・接着剤層
Claims (1)
- エチレン・プロピレン・ジエン・メチレンリンケージラ
バーマトリックス相中にポリプロピレンミクロドメイン
相が分散した２相構造を形成した熱可塑性オレフィン系
エラストマーフィルムを基体（１）とし、当該基体（１
）の表面に形成した第１電極部（２ａ）を介して成層し
た圧電材層（３）と、当該圧電材層（３）の表面に形成
した第２電極部（２ｂ）を具備することを特徴とする圧
電型振動素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27791186A JPS63131700A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電型振動素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27791186A JPS63131700A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電型振動素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131700A true JPS63131700A (ja) | 1988-06-03 |
Family
ID=17590009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27791186A Pending JPS63131700A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電型振動素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63131700A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7999447B2 (en) * | 2007-09-03 | 2011-08-16 | Joseph Anthony Micallef | Piezoelectric device employing elastomer material |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP27791186A patent/JPS63131700A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7999447B2 (en) * | 2007-09-03 | 2011-08-16 | Joseph Anthony Micallef | Piezoelectric device employing elastomer material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8335329B2 (en) | Piezoelectric speaker and method of manufacturing the same | |
| US11012787B2 (en) | Piezoelectric element, piezoelectric microphone, piezoelectric resonator and method for manufacturing piezoelectric element | |
| US6965680B2 (en) | Piezoelectric electro-acoustic transducer | |
| WO2007060768A1 (ja) | 電気音響変換器 | |
| JPS6058639B2 (ja) | 圧電バイモルフ又はモノモルフ彎曲振動体構造 | |
| JP2013501405A (ja) | 集積電気接続を備えた超音波イメージング変換器音響スタック | |
| JP3714128B2 (ja) | 圧電型電気音響変換器 | |
| KR100448108B1 (ko) | 압전 발음체 및 그 제조 방법 | |
| JPS60111600A (ja) | 電気機械変換素子 | |
| JP2003219499A (ja) | 圧電スピーカ | |
| JP2002010393A (ja) | 圧電型電気音響変換器 | |
| JP2004266643A (ja) | 圧電発音素子及びその製造方法 | |
| JPS63131700A (ja) | 圧電型振動素子 | |
| JP2004364334A (ja) | 圧電音響変換器 | |
| JP7253094B1 (ja) | 圧電スピーカ | |
| JPH088677A (ja) | 圧電部品 | |
| JPS59128813A (ja) | 圧電振動子 | |
| JP7465458B2 (ja) | 圧電振動子 | |
| JPH0323757Y2 (ja) | ||
| JPS631200A (ja) | 圧電型振動素子 | |
| JPS6390998A (ja) | 圧電型振動素子 | |
| JP2004221790A (ja) | 圧電発音素子及びその製造方法 | |
| JPH0888898A (ja) | 複合圧電スピーカー | |
| WO2020136983A1 (ja) | 圧電トランスデューサ | |
| JPS61205099A (ja) | 発音体 |