KR20070048735A - 압전 발음기 - Google Patents

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KR20070048735A
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쇼조 니시야마
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호쿠리쿠 덴키 고교 가부시키가이샤
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    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Abstract

압전 진동체의 진동판의 진폭을 크게 할 수 있는 압전 발음기를 제공한다. 진동판(17)의 표면측 외주면부(17c)와 지지체(1)를 연결수단에 의해 연결한다. 연결수단을 가요성을 갖는 합성수지 시트(9)에 의해 형성하고, 진동판(17)이 전체적으로 진동할 수 있도록 진동판(17)의 표면측 외주면부(17c)와 지지체(1)의 지지부(5)에 걸쳐서 배치한다. 제1압전소자(19)의 제1전극(19a)과 제 1 출력 전극(13a)을 전기적으로 접속하는 제1인출수단(23)의 전기적 절연층(25) 및 제 1 인출용 도전부(27)를 절연 수지 페이스트가 도포된 후막으로 형성한다. 제2압전소자(21)의 제1전극(21a)과 제 1 출력 전극(13)을 전기적으로 접속하는 제2인출수단(29)의 전기적 절연층(31) 및 제 2 인출용 도전부(33)를 절연 수지 페이스트가 도포된 후막으로 형성한다. 진동판(17)과 제 2 출력 전극(15)을 전기적으로 접속할 접속수단의 전기적 절연층 및 접속용 도전부도 절연 수지 페이스트가 도포된 후막으로 형성한다.

Description

압전 발음기{PIEZOELECTRIC SOUND PRODUCING UNIT}
본 발명은 압전 발음기에 관한 것이다.
일본 특허공개 2003-78995호 공보(특허문헌1)에는, 압전 진동체가 환상의 지지부를 갖는 지지체에 지지된 박형의 압전 발음기가 나타내어져 있다. 압전 진동체는, 금속제의 진동판 양면에 상기 진동판의 둘레 가장자리부를 남기도록 제1 및 제2압전소자가 접합되어서 구성되어 있다. 그리고, 진동판의 편면의 둘레 가장자리부가 환상의 지지부에 접착제를 이용하여 접합되어 있다. 이 압전 발음기에서는, 제1 및 제2압전소자의 표면 전극과 단자부 사이에, 진동판과 절연을 도모한 상태에서 금속박을 배치하고, 이 금속박을 도전성을 갖는 접착제에 의해 접합하고 있다. 그리고, 금속박 및 그 주위의 압전소자의 부분 위를 합성수지제의 테이프 등의 보강부재로 덮어서, 제1 및 제2압전소자의 표면 전극과 출력 전극 사이에 도전부를 갖는 인출수단을 형성하고 있다.
특허문헌1: 일본 특허공개 2003-78995호 공보
상술한 박형의 압전 발음기에서는, 진동판이 진동하는 지름 치수가 작고, 진동판의 진폭을 크게 할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 리드선을 제1 및 제2압전소자의 표면 전극에 납땜을 할 경우에 비하면, 땜납의 부풀어오름이 없는 만큼, 제1 및 제2압전소자의 표면 전극과 단자부 사이를 접속하는 도전부의 두께 치수를 작게 할 수 있다. 그러나 이 구조에서는, 도전부의 두께 치수를 더욱 작게 할 수 없다. 또한, 이 종래의 압전 발음기에서는, 금속박의 접합 강도가 낮으므로, 금속박이 벗겨지지 않도록 금속박 위를 합성수지제의 테이프 등의 보강부재로 더 덮을 필요가 있어, 부품점수가 많아질 뿐만 아니라, 제조 공정수가 증가되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 압전 진동체의 진동판의 진폭을 크게 할 수 있는 압전 발음기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 종래보다 박형의 압전 발음기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 종래보다 구조가 간단하고, 또한 신뢰성이 높은 압전 발음기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제1 및 제2압전소자와 출력 전극 사이를 접속하는 제1 및 제2인출수단의 두께 치수를 작게 할 수 있는 압전 발음기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제1 및 제2인출수단의 접합 강도를 높일 수 있는 압전 발음기를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 개량의 대상으로 하는 압전 발음기는, 환상의 외주면부를 남기도록 진동판에 압전소자가 접합되어 이루어지는 압전 진동체와, 진동판의 외주부를 지지하는 지지체와, 진동판의 외주부와 지지체를 연결하는 연결수단을 구비하고 있다. 본 발명에서는, 연결수단을 가요성을 갖는 합성수지 시트에 의해 형성하고, 진동판이 전체적으로 진동할 수 있도록 진동판의 외주면부와 지지부에 걸쳐서 배치한다. 본 발명에 의하면, 진동판의 외주부가 지지부에 접촉하는 일 없이, 가요성을 갖는 합성수지 시트(연결수단)를 통해서 진동판이 지지체에 지지된다. 그 때문에, 진동판이 전체적으로 진동하여, 진동판의 진폭을 크게 할 수 있다. 그 결과, 진동판의 공진주파수를 낮게 하여, 음량을 크게 할 수 있다.
압전소자가 표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖도록 구성되어 있는 경우, 제2전극을 진동판에 접합하면 된다. 이 경우, 합성수지 시트에는, 진동체의 외주면부를 넘어서 제1전극 위로 연장되는 연장부를 일체로 설치하고, 합성수지 시트 상에는, 제1전극과 접속되는 제 1 배선 패턴과, 진동판에 접속되는 제 2 배선 패턴을 설치하고, 제 1 배선 패턴을 합성수지 시트의 연장부 위로 연장시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 제 1 배선 패턴의 양단부를 납땜하거나 함으로써, 제 1 배선 패턴을 이용하여 압전소자의 제1전극과 출력 전극의 접속을 도모할 수 있고, 제 2 배선 패턴의 양단부를 납땜하거나 함으로써, 제 2 배선 패턴을 이용하여 압전소자의 진동판과 출력 전극의 접속을 도모할 수 있다. 그 때문에, 압전소자와 출력 전극의 접속을 용이하게 하여, 양자의 접속에 따른 부품점수를 줄일 수 있다.
본 발명의 압전 발음기는, 압전소자가 진동판의 한쪽의 면에만 접합하는 유니모르 타입(unimor type)의 것에도 적용할 수 있고, 압전소자가 진동판의 양쪽에 각각 접합하는 바이모르 타입(bimor type)의 것에도 적용할 수 있다.
본 발명의 구체적인 압전 발음기는, 압전 진동체와 환상의 지지부를 갖는 지지체와 연결수단과 인출수단과 접속수단을 구비하고 있다. 압전 진동체는, 표면과 이면을 갖는 금속제의 진동판과, 표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 진동판의 표면의 표면측 외주면부를 남기도록 하여 제2전극이 진동판의 표면에 전기적으로 도통 가능하게 접합되어 있다. 연결수단은, 전기적 절연재료에 의해 형성되고 또한 진동판의 표면측 외주면부와 지지부가 연결되어 있다. 인출수단은, 압전소자의 제1전극에 전기적으로 접속된 인출용 도전부를 갖고 있다. 접속수단은, 압전소자의 진동판과 전기적으로 접속된 접속용 도전부를 갖고 있다. 그리고, 연결수단을 가요성을 갖는 합성수지 시트에 의해 형성하고, 진동판이 전체적으로 진동할 수 있도록 진동판의 외주면부와 지지부에 걸쳐서 배치한다. 또한, 인출수단은, 압전소자의 제1전극, 표면측 외주면부 및 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고 있다. 인출용 도전부는, 그 선단부가 제1압전소자의 제1전극에 접속되어 나머지부의 적어도 일부가 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되어 있다.
이와 같이 하면, 인출수단의 전기적 절연층 및 인출용 도전부를 후막 또는 박막에 의해 형성하므로, 압전소자의 제1전극으로부터 인출되는 인출수단의 두께 치수를 종래에 비해서 작게 할 수 있다. 또한, 인출수단의 접합 강도를 종래에 비해서 높게 할 수 있으므로, 종래와 같이 보강부재를 이용하는 일 없이, 신뢰성이 높은 압전 발음기를 제공할 수 있다.
바이모르 타입의 압전소자를 채용하는 경우에는, 압전소자를 진동판의 양면에 각각 접합된 제1압전소자와 제2압전소자로 구성한다. 제1압전소자는, 표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 진동판의 표면의 표면측 외주면부를 남기도록 하여 제2전극이 진동판의 표면에 전기적으로 도통 가능하게 접합되어 있다. 제2압전소자는, 표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 진동판의 이면의 이면측 외주면부를 남기도록 하여 제2전극이 진동판의 이면에 전기적으로 도통 가능하게 접합되어 있다. 이 경우, 제1압전소자의 제1전극에 전기적으로 접속된 제 1 인출용 도전부를 갖는 제1인출수단과 제2압전소자의 제1전극에 전기적으로 접속된 제 2 인출용 도전부를 갖는 제2인출수단을 이용한다.
이와 같이 하면, 제1인출수단 및 제2인출수단의 각각의 전기적 절연층 및 인출용 도전부를 후막 또는 박막에 의해 형성하므로, 제1 및 제2압전소자의 각각의 제1전극으로부터 인출되는 제1인출수단 및 제2인출수단의 두께 치수를 종래에 비해서 작게 할 수 있다. 또한, 제1인출수단 및 제2인출수단의 접합 강도를 종래에 비해서 높게 할 수 있으므로, 종래와 같이 보강부재를 이용하는 일 없이, 신뢰성이 높은 압전 발음기를 제공할 수 있다.
연결수단을 진동판의 표면측 외주면부를 덮도록 배치하면, 표면측 외주면부가 노출되지 않는 상태로 되기 때문에, 제1인출수단의 전기적 절연층을 형성하는 영역에 단차가 형성되는 일이 없게 되어, 전기적 절연층을 간단히 평평하게 형성할 수 있다. 이와 같이 한 경우에는, 제1압전소자의 제1전극 및 연결수단에 걸치도록 전기적 절연층을 형성하면 된다.
지지체의 구성은 임의이지만, 제 1 및 제 2 인출용 도전부가 전기적으로 접속되는 제 1 출력 전극과 진동판이 전기적으로 접속되는 제 2 출력 전극을 구비한 출력 전극 유지부를 지지부와 일체로 갖도록 지지체를 구성해도 된다. 이 경우에는, 진동판의 표면측 외주면부 또는 이면측 외주면부와 제 2 출력 전극을 접속용 도전부를 갖는 접속수단에 의해 전기적으로 접속한다. 이 접속수단은, 전기적 절연층과 접속용 도전부로 구성된다. 전기적 절연층은, 진동판의 표면측 외주면부 또는 이면측 외주면부 및 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성할 수 있다. 그리고 접속용 도전부는, 그 선단부가 표면측 외주면부 또는 이면측 외주면부에 접속되고, 후단부가 제 2 출력 전극에 접속되고, 나머지부가 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이 접속수단의 전기적 절연층 및 접속용 도전부를 후막 또는 박막에 의해 형성하면, 진동판과 제 2 출력 전극 사이의 접속수단의 두께 치수를 종래에 비해서 작게 할 수 있다. 또한, 진동판과 접속수단 사이의 접합 강도를 종래에 비해서 높게 할 수 있다.
제 1 출력 전극은, 지지부의 연결수단이 연결되는 표면부분에 인접하여 형성되고 또한 표면부분 및 지지부의 내주면 부분까지 연장되는 출력 전극 연장부를 구비하도록 구성하고, 제 2 인출용 도전부를 구성하는 도전층을 출력 전극 연장부에 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지부의 내주면 부분에 연장되는 출력 전극 연장부를 이용함으로써, 제 1 인출용 도전부와 제 2 인출용 도전부와 제 1 출력 전극을 간단한 구조에 의해 전기적으로 접속할 수 있다.
출력 전극 연장부를, 지지부의 표면부분과 두께방향에 대향하는 이면부분까지 연장시키도록 구성하고, 제 2 출력 전극을 적어도 지지부의 표면부분, 내주면 부분 및 이면부분에 걸치도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지부의 표면부분 및 이면부분 양쪽에 제 1 및 제 2 출력 전극을 존재시킬 수 있으므로, 압전 발음기의 회로기판으로의 실장이 용이해지는 이점이 얻어진다.
제 2 인출용 도전부를 진동판의 이면측에 배치하고, 제 2 인출용 도전부의 도전층을 제 1 출력 전극의 지지부의 내주면 부분 상에 형성된 전극부분에 전기적으로 접속하면, 제 2 인출용 도전부와 제 1 출력 전극의 전기적인 접속을 용이하게 행할 수 있다.
지지체는, 전기절연재료에 의해 형성된 두께가 실질적으로 같은 기판으로 구성할 수 있다. 이와 같이 기판을 이용하여 지지체를 구성하면, 기판에 펀칭가공을 실시함으로써, 지지체를 양산할 수 있는데다가, 제 1 및 제 2 출력 전극을 주지의 회로패턴 형성기술을 이용하여 간단하게 형성할 수 있으므로, 지지체의 가격을 종래보다 낮출 수 있다.
연결수단은 지지체의 지지부의 표면에 접착층을 통해 접합되는 환상부분을 구비한 가요성을 갖는 합성수지 시트로 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 압전 진동체는 진동판이 지지부의 내주면과 접촉하지 않고 또한 진동판 및 제2압전소자가 지지부의 내부에 수납되도록, 연결수단에 의해 지지부에 대하여 지지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 진동판의 외주부의 움직임이 실질적으로 구속되는 일이 없게 되므로, 진동판의 진폭을 가장 크게 할 수 있다.
또한 연결수단을 합성수지 시트에 의해 구성하는 경우에는, 합성수지 시트를 지지부와의 사이에 끼우도록 합성수지 시트 상에 고정된 환상의 보호층을 추가로 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 보호층에 의해 합성수지 시트가 지지부로부터 벗겨지는 것을 방지할 수 있다. 또한 이 경우에는, 보호층의 두께 치수를, 보호층에 의해 둘러싸여진 공간의 내부에 압전 진동체의 제1압전소자 및 제 1 인출용 도전부가 완전히 수납될 수 있도록 정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 반송할 때나, 자동 실장기로 회로기판 등 상에 자동 실장할 때에, 보호층의 존재에 의해 압전 진동체의 제1압전소자 및 제 1 인출용 도전부에 다른 부품이 접촉하는 것을 방지할 수 있으므로, 압전 발음기를 이용하는 제품의 불량률을 낮출 수 있다. 이 보호층은, 예컨대, 접착층을 통해 합성수지 시트 상에 붙여진 별도의 합성수지 시트로 구성할 수 있다. 이와 같이 하면, 보호층을 간단히 배치할 수 있다.
제1 및 제2인출수단을 구성하기 위하여 이용하는 전기적 절연층을, 절연 수지 페이스트를 도포하여 형성하는 후막에 의해 형성하고, 도전층을 도전성 수지 페이스트를 도포하여 형성하는 후막에 의해 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 전기적 절연층 및 도전층을, 인쇄 기술을 이용하여 간단하고 또한 저렴하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 압전 발음기의 평면도이다.
도 2(A)는 본 발명의 실시형태의 압전 발음기의 이면도이고, 도 2(B)는 출력 전극 유지부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 III-III선 단면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 압전 발음기의 배선을 나타내는 도면이다.
도 6(A)는, 도 1에 나타내는 압전 발음기의 진동판이 진동하고 있는 형태를 나타내는 개략도이고, 도 6(B)는, 비교예의 압전 발음기의 진동판이 진동하고 있는 형태를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태의 압전 발음기의 단면도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 압전 발음기에 이용하는 연결수단의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 압전 발음기의 실시형태를 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2(A)는, 본 발명의 제1실시형태의 압전 발음기의 평면도 및 저면도이고, 도 3은, 도 1의 III-III선 단면도이며, 도 4는 도 1의 IV-IV선 단면도이고, 도 5는, 본 실시형태의 압전 발음기의 배선을 나타내는 도면이다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해서, 도 3 및 도 4에서는, 일부의 부분의 두께 치수를 과장해서 나타내고 있다. 각 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 압전 발음기는, 지지체(1)와, 상기 지지체(1)에 지지되는 압전 진동체(3)를 갖고 있다. 지지체(1)는, 지지부(5)와 출력 전극 유지부(7)를 일체로 갖고 있고, 유리-에폭시수지 기판과 같이 전기절연재료에 의해 형성된 두께가 실질적으로 같은 기판을 구멍을 뚫어 성형함으로써 형성되어 있다. 지지부(5)는, 원고리형상을 갖고 있고, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 출력 전극 유지부(7)와 연결되는 부분의 내주부에는 횡단면 형 상이 반원호형상을 이루는 2개의 오목부(5a 및 5b)가 형성되어 있다. 그리고 출력 전극 유지부(7)에는, 이 2개의 오목부(5a 및 5b)에 연결되는 표면측 영역(5c 및 5d)과 이면측 영역(5e 및 5f)에 연속하는 전극부가 구성되어 있다. 표면측 영역(5c 및 5d)과 이면측 영역(5e 및 5f)에는, 제 1 및 제 2 출력 전극 구성부(13 및 15)의 일부를 구성하는 금도금이 실시된 동박으로 이루어지는 제 1 및 제 2 출력 전극(13a 및 15a)과 제1 및 제 2 이면측 전극(13b 및 15b)이 형성되어 있다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 2개의 오목부(5a 및 5b)의 내면 상에는, 도금 등의 도전성 박막 등에 의해 도전 접속부(13c 및 15c)가 형성되어 있다. 이 지지부(5)는, 압전 진동체(3)의 후술하는 진동판(17), 제2압전소자(21) 및 제 2 인출용 도전부(29)가 완전히 수납되는 두께 치수를 갖고 있다.
또한, 지지부(5)의 표면(5g)에는, 도시하지 않은 접착층을 통해 연결수단을 구성하는 합성수지 시트(9)가 접합되어 있다. 합성수지 시트(9)는 가요성을 갖고 또한 편면에 점착제를 갖는 환상의 폴리에스테르 테이프로 이루어진다. 이 합성수지 시트(9)는 지지부(5)에 접합되는 환상부분(9a)과, 환상부분(9a)의 내주측에 위치하여 압전 진동체(3)가 접합되는 진동체 접합부분(9b)을 갖고 있다. 지지부(5)의 표면(5g)에는, 합성수지 시트(9)의 환상부분(9a)을 지지부(5)와의 사이에 끼우도록 보호층(11)이 도시하지 않은 접착층을 통해 고정되어 있다. 보호층(11)은, 편면에 점착제를 갖는 폴리에스테르로 이루어지는 환상형상을 갖고 있고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 후술하는 제 1 인출용 도전부(23) 상에 걸치도록 배치된다. 이 보호층(11)은 압전 진동체(3)의 후술하는 제1압전소자(19) 및 제 1 인출용 도전부(23) 가 완전히 수납되는 두께 치수를 갖고 있다.
출력 전극 유지부(7)는, 직육면체에 가까운 형상을 갖고 있고, 지지부(5)로부터 지름방향 외측으로 연장되도록 형성되어 있다. 상기한 바와 같이, 출력 전극 유지부(7)에는, 상술한 제 1 출력 전극 구성부(13)와 제 2 출력 전극 구성부(15)가 나란하게 형성되어 있다. 제 1 출력 전극 구성부(13)는, 지지부(5)의 합성수지 시트(연결수단)(9)가 연결되는 표면부분에 인접하여 형성되는 제 1 출력 전극(13a)과, 지지부(5)의 내주면 부분(홈(5a))까지 연장되는 출력 전극 연장부(도전 접속부(13c)와 제 1 이면측 전극(13b))를 구비하고 있다. 출력 전극 연장부는, 지지부(5)의 표면부분과 두께방향에 대향하는 이면부분까지 연장되어 있다. 제 2 출력 전극 구성부(15)도, 제 1 출력 전극 구성부(13)와 마찬가지로, 지지부(5)의 합성수지 시트(연결수단)(9)가 연결되는 표면부분에 인접하여 형성되는 제 2 출력 전극(15a)과, 이 표면부분 및 지지부(5)의 내주면 부분까지 연장되는 출력 전극 연장부(도전 접속부(15c)와 제 2 이면측 전극(15b))를 구비하고 있다. 즉, 제 1 출력 전극 구성부(13) 및 제 2 출력 전극 구성부(15)는, 모두 지지부(5)의 표면부분, 내주면 부분(홈(5a),5b) 및 이면부분에 걸치도록 형성되어 있다.
압전 진동체(3)는, 진동판(17)과 제1압전소자(19)와 제2압전소자(21)를 갖고 있다. 즉, 본 예에서는, 진동판(17)의 양쪽에 각각 압전소자(19,21)를 접합하는 바이모르 타입의 압전소자를 채용하고 있다. 진동판(17)은, 표면(17a)과 이면(17b)을 갖는 원판형상을 갖고 있고, 철-니켈합금으로 이루어지는 금속판에 의해 형성되어 있다. 제1압전소자(19)는, 표면에 제1전극(19a)을 갖고, 이면에 제2전극(19b)을 갖 도록 복수의 압전 세라믹스층과 전극층이 교대로 적층된 구조를 갖는 적층 압전소자이다. 제1압전소자(19)는, 진동판(17)의 표면(17a)의 표면측 외주면부(17c)를 남기도록 하여 제2전극(19b)이 진동판(17)의 표면(17a)에 전기적으로 도통 가능하게 접합되어 있다. 제2압전소자(21)도 제1압전소자(19)와 마찬가지로, 표면에 제1전극(21a)을 갖고, 이면에 제2전극(21b)을 갖도록 복수의 압전 세라믹스층과 전극층이 교대로 적층된 구조를 갖는 적층 압전소자이다. 제2압전소자(21)에서는, 진동판(17)의 이면(17b)의 이면측 외주면부(17d)를 남기도록 하여 제2전극(21b)이 진동판(17)의 이면(17b)에 전기적으로 도통 가능하게 접합되어 있다. 그리고, 진동판(17)의 표면(17a)의 원고리형상의 표면측 외주면부(17c)는, 상술한 합성수지 시트(연결수단)(9)의 진동체 접합부분(9b)의 지지부(5)에 인접하는 면에 접합되어 있다. 이것에 의해, 진동판(17)의 표면측 외주면부(17c)와 지지체(1)는, 합성수지 시트(9)에 의해 연결되고, 압전 진동체(3)는, 진동판(17)의 표면(17a) 및 이면(17b)이 지지부(5)와 접촉하는 일 없이 합성수지 시트(9)에 의해 지지부(5)에 대하여 지지된다. 바꿔 말하면, 합성수지 시트(연결수단)(9)는, 진동판(17)이 전체적으로 진동할 수 있도록 진동판(17)의 표면측 외주면부(17c)와 지지부(5)에 걸쳐서 배치된다. 그리고, 진동판(17) 및 제2압전소자(21)는, 지지부(5)의 내부에 수납된다.
제1압전소자(19)의 제1전극(19a)과 제 1 출력 전극(13)은, 제1인출수단(23)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 제1인출수단(23)은, 전기적 절연층(25)과 전기적 절연층(25) 상에 형성된 제 1 인출용 도전부(27)를 갖고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 전기적 절연층(25)은, 아크릴우레탄 수지로 이루어지는 절연 수지 페이 스트를 도포하여 형성되는 후막의 절연막이다. 전기적 절연층(25)은, 제1압전소자(19)의 제1전극(19a), 진동판(17)의 표면측 외주면부(17c) 및 합성수지 시트(9)에 걸치게 하여, 제1전극(19a)의 중심 근방과 제 1 출력 전극(13a) 사이를 연장하고 있다. 제 1 인출용 도전부(27)는, 수지는 페이스트 등으로 이루어지는 도전성 수지 페이스트를 도포하여 형성된 후막의 도전막이다. 제 1 인출용 도전부(27)는, 그 선단부(27a)가 제1전극(19a)의 중심 근방에 있어서 제1압전소자(19)의 제1전극(19a)에 접속되고, 후단부(27b)가 제 1 출력 전극(13a)에 접속되어 있다. 그리고, 나머지부가 전기적 절연층(25) 상에 위치하고 있다.
제2압전소자(21)의 제1전극(21a)과 제 1 출력 전극(13)은, 제2인출수단(29)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 제2인출수단(29)은, 전기적 절연층(31)과 전기적 절연층(31) 상에 형성된 제 2 인출용 도전부(33)를 갖고 있다. 전기적 절연층(31)은, 아크릴우레탄 수지로 이루어지는 절연 수지 페이스트가 도포된 후막에 의해 형성되어 있다. 전기적 절연층(31)은, 제2압전소자(21)의 제1전극(21a), 진동판(17)의 이면측 외주면부(17d) 및 합성수지 시트(9)에 걸치게 하여, 제2전극(21a)의 중심 근방과 도전 접속부(13c) 사이를 연장하고 있다. 제 2 인출용 도전부(33)는, 수지는 페이스트 등으로 이루어지는 도전성 수지 페이스트를 도포하여 형성된 후막의 도전막이다. 제 2 인출용 도전부(33)는, 그 선단부(33a)가 제2전극(21a)의 중심 근방에 있어서 제2압전소자(21)의 제1전극(21a)에 접속되고, 후단부(33b)가 홈(5a) 상에 있어서, 제 1 출력 전극 구성부(13)의 출력 전극 연장부의 도전 접속부(13c)에 접속되어 있다. 그리고, 나머지부가 전기적 절연층(31) 상에 위치하고 있다. 이것에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 인출용 도전부(27), 제 2 인출용 도전부(33) 및 제 1 출력 전극(13)은, 전기적으로 접속되게 된다.
진동판(17)과 제 2 출력 전극(15)은, 접속수단(35)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 접속수단(35)은, 전기적 절연층(37)과 전기적 절연층 상에 형성된 접속용 도전부(39)를 갖고 있다. 전기적 절연층(37)은, 아크릴우레탄 수지로 이루어지는 절연 수지 페이스트가 도포된 후막에 의해 형성되어 있다. 전기적 절연층(37)은, 진동판(17)의 이면측 외주면부(17d) 및 합성수지 시트(9)에 걸치도록 형성되어 있다. 접속용 도전부(39)는, 수지는 페이스트 등으로 이루어지는 도전성 수지 페이스트를 도포하여 형성된 후막의 도전막이다. 접속용 도전부(39)는, 그 선단부(39a)가 이면측 외주면부(17d)에 접속되고, 후단부(39b)가 홈(5b) 상에 있어서, 제 2 출력 전극 구성부(15)의 출력 전극 연장부의 도전 접속부(15c)에 접속되어 있다. 그리고, 나머지부가 전기적 절연층(37) 상에 위치하고 있다.
도 6(A)는, 본 예의 압전 발음기의 진동판(17)이 진동하고 있는 형태를 나타내는 개략도이고, 도 6(B)는, 지지부(R5)의 표면에 접착제를 통해서 진동판(R17)을 접속한 비교예(예컨대, 일본 특허공개 2003-78995)의 압전 발음기의 진동판(R17)이 진동하고 있는 형태를 나타내는 개략도이다. 양 도면으로부터, 도 6(A)에 나타내는 본 예의 압전 발음기의 진폭(f1)은, 도 6(B)에 나타내는 비교예의 압전 발음기의 진폭(f2)에 비해서 커지는 것을 알 수 있다. 이것은, 본 예의 압전 발음기에서는, 압전 진동체(3)의 진동판(17)의 표면(17a) 및 이면(17b)은, 지지부(5)와 접촉하지 않 고 연결수단(9)을 통해 지지부(5)에 지지되어 있기 때문이다.
또한, 본 예의 압전 발음기에서는, 제1인출수단(23)의 전기적 절연층(25) 및 제 1 인출용 도전부(27) 및 제2인출수단(29)의 전기적 절연층(31) 및 제 2 인출용 도전부(33)를 후막에 의해 형성하고 있기 때문에, 제1 및 제2압전소자(19,21)의 제1전극(19a,21a)과 제 1 출력 전극(13) 사이의 도전부(제1인출수단(23) 및 제2인출수단(29))의 두께 치수를 종래에 비해서 작게 할 수 있다. 또한, 제1 및 제2압전소자(19,21)의 제1전극(19a,21a)과 도전부(제1인출수단(23) 및 제2인출수단(29))의 접합 강도를 종래에 비해서 높게 할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시형태(제2실시형태)의 압전 발음기의 단면도이다. 본 예의 압전 발음기는, 진동판(117)의 한쪽의 면(117a)에만 압전소자(119)를 접합하는 유니모르 타입의 압전소자를 이용하고 있다. 또한, 연결수단으로서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 합성수지 시트(109) 상에 제 1 배선 패턴(151)과 제 2 배선 패턴(153)이 설치된 것을 이용하고 있다. 합성수지 시트(109)는, 플렉시블 기판 등에 이용되는 폴리이미드로 이루어지고, 원고리형상부(109a)와 전극 형성부(109b)와 연장부(109c)를 갖고 있다. 전극 형성부(109b)는, 대략 직사각형을 나타내고 있고, 원고리형상부(109a)로부터 지름방향 외측으로 연장되도록 형성되어 있다. 연장부(109c)는, 원고리형상부(109a)를 통해서 전극 형성부(109b)의 일부와 대향하는 위치에 형성되어 있고, 원고리형상부(109a)의 내측으로 연장되어 있다.
제 1 배선 패턴(151)은, 동박으로 이루어지고, 전극 형성부(109b) 위와 원고리형상부(109a) 위와 연장부(109c) 상에 걸쳐서 연장되어 있다. 그리고, 제 1 배선 패턴(151)의 선단부(151a)는, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 후막부(155)를 통해서 압전소자(119)의 제1전극(119a)에 전기적으로 접합되어 있다. 제 1 배선 패턴(151)의 후단부(151b)는, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 후막부(157)를 통해서 제 1 출력 전극(113a)에 전기적으로 접합되어 있다.
제 2 배선 패턴(153)은, 동박으로 이루어지고, 전극 형성부(109b) 위와 원고리형상부(109a) 상에 걸쳐서 제 1 배선 패턴(151)과 평행하게 연장되어 있다. 그리고, 제 2 배선 패턴(153)의 선단부(153a)는, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 후막부를 통해서 압전소자(119)의 진동판(117)의 표면(117a)에 전기적으로 접합되어 있다. 제 2 배선 패턴(153)의 후단부(153b)는, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 후막부를 통해서 제 2 출력 전극에 전기적으로 접합되어 있다.
본 예의 압전 발음기에서는, 제 1 배선 패턴(151)을 이용하여 압전소자(119)의 제1전극(119a)과 제 1 출력 전극(113a)의 접속을 도모할 수 있고, 제 2 배선 패턴(153)을 이용하여 압전소자(119)의 진동판(117)과 제 2 출력 전극의 접속을 도모할 수 있다. 그 때문에, 압전소자(119)와 각 출력 전극의 접속을 용이하게 하여, 양자의 접속에 따른 부품점수를 줄일 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제1 및 제 2 배선 패턴(151,153)과 각 부의 접속을 도전 페이스트를 이용하여 형성된 후막부에 의해 행하였지만, 납땜 등에 의해 각 부의 접속을 행하여도 상관없다. 또한, 합성수지 시트(109)의 제 1 배선 패턴(151) 또는 제 2 배선 패턴(153)이 위치하는 부분에 스루홀을 형성하고, 그 스루홀 내에 도전 페이스트 등을 이용하여 스루홀 도전부를 형성하여, 제 1 배선 패 턴(151) 또는 제 2 배선 패턴(153)과 소정부의 접속을 도모할 수도 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 전기적 절연층, 인출용 도전부 및 접속용 도전부를 후막에 의해 형성했지만, 스퍼터, 증착 등의 기술을 이용하여 전기적 절연층, 인출용 도전부 및 접속용 도전부를 박막에 의해 형성해도 되는 것은 물론이다. 또한, 동박 등의 금속박으로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제1실시형태에서는, 바이모르 타입의 압전소자를 채용하고, 제2실시형태에서는, 유니모르 타입의 압전소자를 채용했지만, 본 발명은, 어느 타입의 압전소자도 채용할 수 있는 것이고, 제1실시형태에 있어서, 유니모르 타입의 압전소자를 채용하고, 제2실시형태에서는, 바이모르 타입의 압전소자를 채용해도 상관없다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 지지체(1)로서, 유리-에폭시수지로 이루어지는 절연재료를 이용하여 형성했지만, 지지체를 금속 등의 도전재료를 이용하여 형성해도 상관없다. 이 경우, 도전재료의 표면에 절연층을 형성하고, 이 절연층 상에 출력 전극을 형성하면 된다.
본 발명에 의하면, 진동판은, 그 외주부가 지지부에 접촉하는 일 없이, 연결수단을 통해서 지지체에 지지된다. 그 때문에, 진동판이 전체적으로 진동하여, 진동판의 진폭을 크게 할 수 있다. 그 결과, 진동판의 공진주파수를 낮게 하여, 음량을 크게 할 수 있다.
또한, 인출수단의 전기적 절연층 및 인출용 도전부를 후막 또는 박막에 의해 형성하므로, 압전소자의 제1전극으로부터 인출되는 인출수단의 두께 치수를 종래에 비해서 작게 할 수 있다. 또한, 인출수단의 접합 강도를 종래에 비해서 높게 할 수 있으므로, 종래와 같이 보강부재를 이용하는 일 없이, 신뢰성이 높은 압전 발음기를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 표면과 이면을 갖는 금속제의 진동판과,
    표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 상기 진동판의 상기 표면의 표면측 외주면부를 남기도록 하여 상기 제2전극이 상기 진동판의 상기 표면에 전기적으로 도통 가능하게 접합된 제1압전소자와,
    표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 상기 진동판의 상기 이면의 이면측 외주면부를 남기도록 하여 상기 제2전극이 상기 진동판의 상기 이면에 전기적으로 도통 가능하게 접합된 제2압전소자를 구비하여 이루어지는 압전 진동체;
    환상의 지지부를 갖는 지지체;
    전기적 절연재료에 의해 형성되고 또한 상기 진동판의 상기 표면측 외주면부와 상기 지지부를 연결하는 연결수단;
    상기 제1압전소자의 상기 제1전극에 전기적으로 접속된 제 1 인출용 도전부를 갖는 제1인출수단; 및
    상기 제2압전소자의 상기 제1전극에 전기적으로 접속된 제 2 인출용 도전부를 갖는 제2인출수단을 구비한 압전 발음기로서:
    상기 연결수단은, 가요성을 갖는 합성수지 시트에 의해 형성되고, 상기 진동판이 전체적으로 진동할 수 있도록 상기 진동판의 상기 외주면부와 상기 지지부에 걸쳐서 배치되어 있고,
    상기 제1인출수단은, 상기 제1압전소자의 상기 제1전극, 상기 표면측 외주면부 및 상기 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 제 1 인출용 도전부는, 그 선단부가 상기 제1압전소자의 상기 제1전극에 접속되어 나머지부의 적어도 일부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되고,
    상기 제2인출수단은, 상기 제2압전소자의 상기 제1전극 및 상기 이면측 외주면부에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 제 2 인출용 도전부는, 그 선단부가 상기 제2압전소자의 상기 제1전극에 접속되어 나머지부의 적어도 일부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지체는, 상기 제 1 및 제 2 인출용 도전부가 전기적으로 접속되는 제 1 출력 전극과 상기 진동판이 전기적으로 접속되는 제 2 출력 전극을 구비한 출력 전극 유지부를 상기 지지부와 일체로 갖고 있고,
    상기 진동판의 상기 표면측 외주면부 또는 상기 이면측 외주면부와 상기 제 2 출력 전극이 접속용 도전부를 갖는 접속수단에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 접속수단은, 상기 진동판의 상기 표면측 외주면부 또는 상기 이면측 외주면부 및 상기 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 접속용 도전부는, 그 선단부가 상기 표면측 외주면부 또는 상기 이면측 외주면부에 접속되고, 후단부가 상기 제 2 출력 전극에 접속되고, 나머 지부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 출력 전극은, 상기 지지부의 상기 연결수단이 연결되는 표면부분에 인접하여 형성되고 또한 상기 표면부분 및 상기 지지부의 내주면 부분까지 연장되는 출력 전극 연장부를 구비하고 있고,
    상기 제 2 인출용 도전부를 구성하는 상기 도전층이 상기 출력 전극 연장부에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 출력 전극 연장부는, 상기 지지부의 상기 표면부분과 두께방향에 대향하는 이면부분까지 연장되어 있고,
    상기 제 2 출력 전극은, 적어도 상기 지지부의 상기 표면부분, 상기 내주면 부분 및 상기 이면부분에 걸치도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 2 인출용 도전부는 상기 진동판의 상기 이면측에 배치되고, 상기 제 2 인출용 도전부의 상기 도전층은 상기 제 1 출력 전극의 상기 지지부의 상기 내주면 부분 상에 형성된 전극부분에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지지체는, 전기절연재료에 의해 형성된 두께가 실질적으로 같은 기판으로 구성되어 있고,
    상기 연결수단은 상기 지지체의 상기 지지부의 표면에 접착층을 통해 접합되는 환상부분을 구비한 가요성을 갖는 합성수지 시트로 구성되고,
    상기 압전 진동체는 상기 진동판이 상기 지지부의 상기 내주면과 접촉하지 않고 또한 상기 진동판 및 상기 제2압전소자가 상기 지지부의 내부에 수납되도록, 상기 연결수단에 의해 상기 지지부에 대하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 합성수지 시트를 상기 지지부와의 사이에 끼우도록 상기 합성수지 시트 상에 고정된 환상의 보호층을 추가로 구비하고 있고,
    상기 보호층은 내부에 상기 압전 진동체의 상기 제1압전소자 및 상기 제 1 인출용 도전부가 완전히 수납되는 두께 치수를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보호층은, 접착층을 통해 상기 합성수지 시트 상에 붙여진 별도의 합성수지 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전기적 절연층이 절연 수지 페이스트를 도포하여 형성된 후막이고, 상기 도전층이 도전성 수지 페이스트를 도포하여 형성된 후막인 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  10. 표면과 이면을 갖는 금속제의 진동판과,
    표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 상기 진동판의 상기 표면의 표면측 외주면부를 남기도록 하여 상기 제2전극이 상기 진동판의 상기 표면에 전기적으로 도통 가능하게 접합된 압전소자를 구비하여 이루어지는 압전 진동체;
    환상의 지지부를 갖는 지지체;
    전기적 절연재료에 의해 형성되고 또한 상기 진동판의 상기 표면측 외주면부와 상기 지지부를 연결하는 연결수단;
    상기 압전소자의 상기 제1전극에 전기적으로 접속된 인출용 도전부를 갖는 인출수단; 및
    상기 압전소자의 상기 진동판과 전기적으로 접속된 접속용 도전부를 갖는 접속수단을 구비한 압전 발음기로서:
    상기 연결수단은, 가요성을 갖는 합성수지 시트에 의해 형성되고, 상기 진동판이 전체적으로 진동할 수 있도록 상기 진동판의 상기 외주면부와 상기 지지부에 걸쳐서 배치되어 있고,
    상기 인출수단은, 상기 압전소자의 상기 제1전극, 상기 표면측 외주면부 및 상기 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 인출용 도전부는, 그 선단부가 상기 제1압전소자의 상기 제1전극에 접속되어 나머지부의 적어도 일부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박 막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  11. 표면과 이면을 갖는 금속제의 진동판과,
    표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 상기 진동판의 상기 표면의 표면측 외주면부를 남기도록 하여 상기 제2전극이 상기 진동판의 상기 표면에 전기적으로 도통 가능하게 접합된 제1압전소자와,
    표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고, 상기 진동판의 상기 이면의 이면측 외주면부를 남기도록 하여 상기 제2전극이 상기 진동판의 상기 이면에 전기적으로 도통 가능하게 접합된 제2압전소자를 구비하여 이루어지는 압전 진동체;
    환상의 지지부를 갖는 지지체;
    전기적 절연재료에 의해 형성되고 또한 상기 진동판의 상기 표면측 외주면부를 덮도록 하여 상기 표면측 외주면부와 상기 지지부를 연결하는 연결수단;
    상기 제1압전소자의 상기 제1전극에 전기적으로 접속된 제 1 인출용 도전부를 갖는 제1인출수단; 및
    상기 제2압전소자의 상기 제1전극에 전기적으로 접속된 제 2 인출용 도전부를 갖는 제2인출수단을 구비한 압전 발음기로서:
    상기 제1인출수단은, 상기 제1압전소자의 상기 제1전극 및 상기 연결수단에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 제 1 인출용 도전부는, 그 선단부가 상기 제1압전소자의 상기 제1전극에 접속되어 나머지 부의 적어도 일부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되고,
    상기 제2인출수단은, 상기 제2압전소자의 상기 제1전극 및 상기 이면측 외주면부에 걸치도록 하여 후막 또는 박막에 의해 형성된 전기적 절연층을 갖고, 상기 제 2 인출용 도전부는, 그 선단부가 상기 제2압전소자의 상기 제1전극에 접속되어 나머지부의 적어도 일부가 상기 전기적 절연층 상에 위치하도록 후막 또는 박막에 의해 형성된 도전층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  12. 환상의 외주면부를 남기도록 진동판에 압전소자가 접합되어 이루어지는 압전 진동체;
    상기 진동판의 외주부를 지지하는 지지체; 및
    상기 진동판의 상기 외주부와 상기 지지체를 연결하는 연결수단을 구비한 압전 발음기로서:
    상기 연결수단은, 가요성을 갖는 합성수지 시트에 의해 형성되고, 상기 진동판이 전체적으로 진동할 수 있도록 상기 진동판의 상기 외주면부와 상기 지지부에 걸쳐서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 압전소자는 표면에 제1전극을 갖고 또한 이면에 제2전극을 갖고,
    상기 제2전극이 상기 진동판에 접합되고,
    상기 합성수지 시트에는, 상기 진동체의 상기 외주면부를 넘어서 상기 제1전극 위로 연장되는 연장부가 일체로 설치되어 있고,
    상기 합성수지 시트 상에는, 상기 제1전극과 접속되는 제 1 배선 패턴과, 상기 진동판에 접속되는 제 2 배선 패턴이 설치되어 있고,
    상기 제 1 배선 패턴이 상기 합성수지 시트의 상기 연장부 상에 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 압전소자는, 유니모르 타입 또는 바이모르 타입의 압전소자인 것을 특징으로 하는 압전 발음기.
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