KR20070109980A - 압전발음체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 넓은 주파수대역에서 안정한 고음압을 얻을 수 있는 압전발음체를 제공한다.

본 발명은 수지 필름(B)의 편면 중앙부의 점착층(C)에 의해 압전진동판(A)을 부착하고, 수지 필름(B)의 외주부를 케이스에 지지해서 이루어지는 압전발음체이다. 압전진동판(A)은 장방형으로 형성되고, 압전진동판(A)의 장변 중앙부와 수지 필름(B)의 사이에 압전진동판의 장변을 따라 접착제(25)가 도포되어 있다. 명동시에 압전진동판과 점착층의 박리를 방지하고, 장시간 안정한 음압을 얻을 수 있다.

압전발음체, 압전진동판, 수지 필름, 케이스

Description

압전발음체{PIEZOELECTRIC SOUNDING BODY}

본 발명은 압전 스피커, 압전 사운더 등의 압전발음체에 관한 것이다.

종래, 전자기기, 가전제품, 휴대전화기 등에 있어서 압전 사운더나 압전 스피커로서 압전발음체가 널리 사용되고 있다. 종래의 압전발음체는 케이스 속에 압전진동판을 수용하고, 압전진동판의 주위를 케이스에 고정하고 있기 때문에 공진주파수가 높아지는 문제가 있다. 공진주파수를 낮추기 위해서는 압전진동판의 사이즈를 크게 해야 하고, 케이스도 대형화해야 한다. 또한, 1차 공진주파수와 2차 공진주파수의 사이에서, 음압의 떨어짐이 커지고, 광대역에서는 거의 평탄한 음압 특성을 얻을 수 없다.

특허문헌 1에는 원판상으로 형성된 바이몰프(bimorph)형의 압전진동판을 그것보다 큰 직경의 수지 필름에 부착하고, 수지 필름의 주위를 케이스에 지지한 구조의 압전발음체가 개시되어 있다. 이 경우에는 압전진동판을 수지 필름을 통해 케이스에 지지하고 있기 때문에 소형화와 저주파수화를 양립할 수 있고, 또한 광대역에서 양호한 음압 특성을 얻는 것이 가능해진다. 원판상 압전진동판을 사용한 발음 부품에서는 반경 치수에 따라 기본파/3배파/5배파와 같이 기수차 공진 모드에서 공진주파수를 가지게 된다. 그러나, 그 공진주파수가 떨어져 존재한 경우나, 어떤 공 진 모드가 극단에 여진된 경우에는 음압주파수 특성에 큰 산곡(山谷)이 발생하고, 음질이 나빠지는 원인이 된다.

특허문헌 2에는 장방형의 압전진동판을 이것보다 대형의 수지 필름에 부착해서 압전발음체를 구성한 것이 개시되어 있다. 장방형의 압전진동판의 경우 단변과 장변의 치수에 따라 각각 독립하여 기본파/3배파/5배파와 같이 기수차 공진 모드에서 공진주파수를 가지게 된다. 즉, 공진 모드가 단변과 장변의 양방향에 존재하기 때문에 음압의 산곡이 극히 작아지도록 각 공진 모드의 공진주파수를 압전진동판의 치수 등으로 최적화함으로써 광대역에 걸쳐 평탄한 음압특성을 얻을 수 있다.

특허문헌 1,2 중 어느 하나의 예에서도 압전진동판을 수지 필름에 접착제로 부착하고 있다. 접착제로는 에폭시수지계나 실리콘수지계 등의 열경화성 접착제가 사용된다. 그러나, 열경화성 접착제를 사용했을 경우 열경화시에 일시적으로 점도가 저하되기 때문에 접착제가 압전진동판 상에까지 다다르는 것이 있고, 예를 들면 납땜 전극이 오염되었을 경우에는 접속 불량이 발생할 가능성이 있다. 또한, 접착제가 필름의 단부 근처까지 스며나와서 케이스 등을 부착할 때 방해가 될 가능성도 있다. 또한, 수지 필름과 압전진동판의 사이에 개재하는 접착제의 막두께를 항상 일정하게 제어하는 것이 어렵고, 음압 특성에 편차 발생의 문제가 있다. 게다가, 열경화성 접착제를 이용하여 접착할 경우에는 접착제 도포-수지 필름에 압전진동판을 접착-접착제 경화-접착제 도포-케이스를 접착-접착제 경화와 같이, 복수 회의 도포 공정과 경화 공정을 필요로 할 뿐만아니라, 그때에 수지 필름에는 열이 가해지기 때문에 열화하기 쉽다.

특허문헌 3에는 수지 필름의 편면에 감압성 점착층을 전면에 형성하여 두고, 이 수지 필름의 편면의 중앙부에 상기 점착층에 의해 압전진동판을 부착하고, 수지 필름의 외주부를 케이스에서 가압 고정한 압전발음체가 개시되어 있다. 상기한 바와 같이, 점착층을 사용하면 접착제를 사용했을 경우와 달리 다다르거나 스며나오고, 막두께의 편차를 방지할 수 있고, 접착 공정을 간소화할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 특허문헌 3에는 기재되어 있지 않지만, 장방형의 압전진동판을 점착층만으로 수지 필름에 부착한 경우, 명동(鳴動)시에 압전진동판의 장변 중앙부와 수지 필름의 점착층의 계면에서 박리가 발생하는 것이 있다. 그 이유는 장방형의 압전진동판의 경우, 그 길이 방향 중앙부의 변위가 가장 크고, 점착층이 압전진동판의 변위에 수지 필름이 추종가능한 충분한 접착력을 갖지 않기 때문이다. 일단, 박리가 발생하면 압전진동판의 구동력이 수지 필름에 충분하게 전해지지 않고, 음압 저하가 일어난다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2002-112391호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허공개 2003-219499호 공보

특허문헌 3 : 일본 실용신안공개 소 63-68298호 공보

따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태의 목적은 광주파수 대역에서 높은 음압을 얻을 수 있고, 압전진동판을 수지 필름에 접착제로 접착했을 경우의 결점을 해결함과 아울러 압전진동판과 점착층의 박리를 방지할 수 있는 압전발음체를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수지 필름 편면의 중앙부에 해당 수지 필름보다 소형의 압전진동판을 부착하고, 상기 수지 필름의 외주부를 케이스에 지지하여 이루어지는 압전발음체에 있어서, 상기 압전진동판은 장방형으로 형성되고, 상기 수지 필름의 편면에는 점착층이 형성되어 있고, 상기 수지 필름의 편면의 중앙부에 상기 점착층에 의해 상기 압전진동판이 부착되어 있고, 상기 압전진동판의 장변 중앙부와 상기 수지 필름의 사이에 상기 압전진동판의 장변을 따라 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 압전발음체를 제공한다.

본 발명의 제 1 특징은 장방형의 압전진동판을 수지 필름상에 부착한 것이다. 수지 필름에 장방형의 압전진동판을 부착한 경우, 단변과 장변의 치수에 따라 각각 독립하여 기본파/3배파/5배파와 같이 기수차 공진 모드에서 공진주파수를 가지므로 음압 산곡이 극히 작아지도록 각 공진 모드의 공진주파수를 압전진동판의 단변/장변 치수에 의해 최적화함으로써 광대역에 걸쳐 평탄한 음압 특성을 얻을 수 있다.

제 2 특징은 수지 필름상에 점착층을 통해 압전진동판을 부착한 것이다. 점착층의 경우에는 접착제와 달리 열경화 처리를 필요로 하지 않고, 상온에서 압전진동판을 수지 필름에 압착하면 첩부가 완료되므로 가열 처리 공정을 배제할 수 있어 수지 필름이 갖는 열 이력을 없앨 수 있다. 미리 점착층을 형성한 수지 필름을 사용함으로써 수지 필름과 압전진동판의 사이에 개재하는 점착층의 막두께를 항상 일정하게 할 수 있다. 또한, 점착층을 구성하는 점착제가 압전진동판 상에 다다르거나 필름의 단부 근처까지 스며나오는 문제도 해결할 수 있다. 그 결과, 음압 특성의 편차가 적은 압전발음체를 얻을 수 있다.

제 3 특징은 압전진동판의 장변 중앙부와 수지 필름의 사이에 압전진동판의 장변을 따라 접착제가 도포되어 있는 것이다. 압전진동판을 수지 필름에 점착층만으로 부착한 경우 명동시에 압전진동판의 장변 중앙부와 수지 필름 점착층의 계면에서 박리가 발생하기 쉽다. 특히, 고습도 및 고온에서의 명동시나 장시간 명동시의 경우에 박리하기 쉽다. 따라서, 가장 박리가 발생하기 쉬운 개소에 보강용의 접착제를 도포함으로써 박리를 확실하게 방지할 수 있고, 음압 저하를 방지할 수 있다. 또한, 접착제를 도포함으로써 음압 편차도 억제할 수 있다. 접착제는 압전진동판과 수지 필름의 대향면에 형성되어 있지는 않으므로, 음압 특성을 열화시킬 우려가 없다.

접착제로서는 압전진동판 및 수지 필름의 진동을 억제하지 않는 저영률의 접착제가 바람직하며, 예를 들면, 우레탄계, 실리콘계 등의 열경화성 접착제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 수지 필름보다 영률이 낮은 열경화형 접착제를 사용하는 것이 좋다. 접착제는 압전진동판의 장변 가장자리부를 따라 도포할 필요가 있으므로 디스펜서 등을 이용하여 도포하는 것이 좋다.

바람직한 실시형태에 의하면, 압전진동판의 장변 중앙부와 수지 필름의 사이를 접착하는 접착제의 도포 범위는 압전진동판의 장변의 중점을 중심으로 해서 해당 장변의 1/2 이상의 범위로 하는 것이 좋다. 도포 범위를 압전진동판 장변 치수의 1/2 이상으로 하면 특성 변동을 1dB 이하로 억제할 수 있다.

바람직한 실시형태에 의하면, 케이스는 전측 케이스 및 후측 케이스로 이루어지고, 전측 케이스 및 후측 케이스는 방음 구멍을 갖는 중앙 부분이 수지 필름의 점착층에 대하여 두께 방향으로 이간하도록 각각 드로잉가공된 일체의 금속부품이며, 전측 케이스 및 후측 케이스의 외주 플랜지 부분이 수지 필름의 양면에 대하여 부착되어 있는 구조로 해도 좋다. 이 경우에는 수지 필름의 편면에 형성된 점착층을 이용해서 전측 케이스의 플랜지 부분을 부착할 수 있으므로 접착 공정을 간소화할 수있음과 아울러, 케이스를 구성하는 부품 수를 적게 할 수 있으므로 박형으로 저비용의 압전발음체를 실현할 수 있다. 또한, 후측 케이스는 수지 필름의 하면에 접착제를 이용하여 접착해도 좋고, 점착제를 이용하여 부착해도 좋다.

바람직한 실시형태에 의하면, 수지 필름 편면의 외주부의 일부에 점착층에 의해 단자판을 부착하고, 압전진동판 표면의 전극과 단자판 표면의 전극을 리드를 통해 전기적으로 접속하고, 수지 필름 편면의 단자판이 부착된 영역을 제외하는 외주부에 방음 구멍을 갖는 압전진동판을 비접촉으로 덮는 전측 케이스를 점착층에 의해 부착하고, 수지 필름의 다른 면의 외주부에 방음 구멍을 갖는 수지 필름의 중앙부를 비접촉으로 덮는 후측 케이스를 부착해도 좋다. 압전진동판에 외부접속용의 리드선을 직접 접속해도 좋지만, 리드선에 가해지는 하중이 압전진동판에 직접 작용하여 압전진동판의 진동을 저해함과 아울러, 리드선에 강한 인장력이 작용하면 압전진동판을 파손할 가능성이 있다. 따라서, 수지 필름에 단자판을 부착하고, 이 단자판과 압전진동판을 리드선을 통해 접속함으로써 외부와의 접속은 단자판을 통해 행하여져서 외부로부터의 하중이 압전진동판에 직접 작용하는 것을 방지할 수 있고, 또한 압전진동판으로의 신호입력을 용이하게 행할 수 있다. 단자판의 첩부 위치는 수지 필름의 외주부의 어느 개소에서도 좋지만, 바람직하게는 압전진동판의 1개의 단변에 따른 위치가 좋다. 그 이유는 명동시에 있어서의 필름의 변위량이 비교적 작아지기 때문이다.

바람직한 실시형태에 의하면, 리드는 금속선으로 이루어지고, 리드의 양단부를 압전진동판의 표면의 전극과 단자판 표면의 전극에 각각 접속하여 리드의 중앙부에 슬랙부를 형성하는 것이 좋다. 이 경우에는 리드의 도중에 슬랙부가 있으므로 압전진동판과 단자판의 상대 변위를 허용할 수 있다. 이 때문에 압전진동판이 자유롭게 진동할 수 있고, 양호한 음압 특성을 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 수지 필름에 장방형의 압전진동판을 부착하고, 이 필름의 외주부를 케이스로 지지했으므로, 단변과 장변의 치수에 따라 각각 독립하여 기본파/3배파/5배파와 같이 기수차 공진 모드에서 공진주파수를 가질 수 있으며, 최적인 공진 모드의 배치에 의해 광대역에 걸쳐서 평탄한 음압 특성을 얻을 수 있다. 또한, 수지 필름상에 형성된 점착층상에 압전진동판을 부착했으므로 수지 필름과 압전진동판의 사이에 개재하는 점착층의 막두께를 항상 일정하게 할 수 있고, 점착제가 압전진동판 상에 다다르거나, 필름의 단부 근처까지 스며나오는 문제를 해결할 수 있다. 더욱이, 접착제를 사용하는 경우와 같이, 가열 처리를 필요로 하지 않으므로 수지 필름에 열 이력이 가해지지 않고 열화를 방지할 수 있다. 또한, 압전진동판의 장변의 중앙부와 수지 필름의 사이에 보강용의 접착제를 도포했으므로 명동시에 압전진동판의 장변 중앙부와 수지 필름 점착층의 계면에서 박리가 발생하지 않고 장기간 안정한 음압을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 압전발음체의 일예의 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 압전발음체의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 압전발음체의 조립 공정을 나타내는 사시도이이다.

도 4는 압전진동판의 분해 사시도이다.

도 5는 도 4의 V-V선에서 절단된 압전진동판의 개략적인 단면도이다.

도 6은 도 1의 VI-VI선에서 절단된 압전발음체의 개략적인 단면도이다.

도 7은 압전진동판의 장변과 수지 필름의 사이에 접착제를 도포하고, 장시간 구동했을 때의 접착제의 도포 비율과 음압변화량의 관계를 나타내는 도면이다.

도 8은 접착제의 도포 비율과 음압 특성의 관계를 나타내는 도면이다.

도 9는 압전발음체의 제 2 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

도 10은 압전진동판의 다른 몇 개의 실시예를 나타내는 개략적인 단면도이다.

[부호의 설명]

A: 압전진동판 B: 수지 필름

C: 점착층 1,10: 압전 소자

2,3,12,13: 주면 전극 4,14: 내부 전극

20: 중간층 25: 접착제

31: 전측 케이스 31a: 드로잉부

31b: 방음 구멍 31d: 플랜지부

32: 후측 케이스 32a: 드로잉부

32b: 방음 구멍 32c: 플랜지부

40: 단자판 43,44: 리드선

이하에, 본 발명의 실시형태를 참조해서 설명한다.

제 1 실시예

도 1∼도 6은 본 발명에 따른 압전발음체의 제 1 실시예인 압전 스피커의 예를 도시한다. 이 실시예는 장방형의 압전진동판(A)과, 압전진동판(A)을 부착하는 장방형의 수지 필름(B)과, 수지 필름(B)을 수납하는 케이스를 구비하고 있다. 여기에서는 케이스는 다수의 방음 구멍(31b)을 가지는 전측 케이스(31)와 다수의 방음 구멍(32b)을 가지는 후측 케이스(32)로 구성되어 있다.

압전진동판(A)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 2매의 압전 소자(1,10)를 중간층(20)을 사이로 하여 적층한 것이며, 전체적으로 장방형의 판상으로 형성되어 있다. 상측의 압전 소자(1)는 2층의 압전 세라믹스층(1a,lb)을 적층한 것이며, 압전 소자(1)의 표리(表裏) 주면에는 주면 전극(2,3)이 형성되고, 세라믹스층(1a,lb)의 사이에는 내부 전극(4)이 형성되어 있다. 2개의 세라믹스층(1a,lb)은, 화살표(P)로 나타낸 바와 같이, 두께 방향에 있어서 역방향으로 분극되어 있다. 하측의 압전 소자(10)도 상측의 압전 소자(1)와 같은 구조를 갖지만, 분극 방향(P)이 역방향으로 되어 있다. 즉, 2층의 압전 세라믹스층(10a,10b)을 적층하고, 표리 주면에는 주면 전극(12,13)이 형성되고, 세라믹스층(10a,10b)의 사이에는 내부 전 극(14)이 형성되어 있다. 2개의 세라믹스층(10a,10)은, 화살표(P)로 나타낸 바와 같이, 두께 방향에 있어서 역방향으로 분극되어 있다. 여기에서는 세라믹스층(1a,lb,10a,10b)으로서 외형크기가 18 × 10mm, 1층의 두께가 15㎛의 장방형의 PZT계 세라믹스를 사용했다. 이 실시예의 중간층(20)은 분극되어 있지 않은 PZT계 세라믹스를 사용하고 있지만, 분극되어 있어도 좋다.

압전 소자(1)의 표측의 주면 전극(2)과 이측의 주면 전극(3), 및 압전 소자(10)의 표측의 주면 전극(12)과 이측의 주면 전극(13)은 압전 소자(1,10)의 일방의 단면 및 중간층(20)의 한쪽의 단면에 형성된 단면 전극(5)을 통해 서로 접속되어 있다. 또한, 압전 소자(1)의 내부 전극(4) 및 압전 소자(10)의 내부 전극(14)은 압전 소자(1,10)의 다른 쪽의 단면 및 중간층(20)의 다른 쪽의 단면에 형성된 단면 전극(6)에 접속되어 있다. 상측의 압전 소자(1)의 주면 전극(2)의 일부는 절제되어 있고, 이 절제부에 단면 전극(6)과 접속된 보조 전극(7)이 형성되어 있다. 단면 전극(5,6) 사이에 교류 신호를 인가하면 중간층(20)을 사이로 하여 상하의 압전 소자(1,10)가 평면 방향에 역방향으로 신축함으로써 산곡 진동을 일으킨다.

압전진동판(A)의 표리면은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 코팅층(8,9)으로 덮어져 있다. 코팅층(8,9)은 낙하 충격에 의한 압전 소자(1,10)의 과잉 변위를 방지하는 보호층으로서 및 전극의 필요부만을 노출시키기 위한 마스크재로서의 역할을 갖는 것이다. 재질로서는 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아미드이미드계 수지 등을 사용할 수 있다. 압전진동판(A)의 진동을 저해하지 않도록 두께는 편측당 5∼20μm정도의 박막이 바람직하다. 표측 코팅층(8)의 1개의 단변의 양 코너부에는 주면 전 극(2)의 일부가 노출되는 노치부(8a)와 보조 전극(7)이 노출되는 노치부(8b)가 형성되어 있다. 또한, 이측의 코팅층(9)에도 동일한 노치부(9a,9b)가 형성되어 있지만, 이들 노치부는 방향성을 없애려고 형성한 것이며 생략가능하다.

압전진동판(A)은 이보다 대형인 장방형의 수지 필름(B)의 표면의 대략 중앙부에 부착되어 있다. 수지 필름(B)의 상면에는 미리 전면에 점착층(C)이 일정 두께로 형성되어 있다(도 6참조). 필름(B)의 재질은 에틸렌 플로필렌 고무계, 스티렌 부타디엔 고무계 등 영율이 1MPa∼10GPa로 손실 계수(tanδ)가 큰 재료를 사용하는 것이 좋고, 이에 따라 주파수특성이 평탄화된다. 점착층(C)으로서 손실 계수가 큰 재료를 사용했을 경우에는 수지 필름(B)으로서 폴리이미드계 등의 손실 계수가 작은 재료도 사용할 수 있다. 수지 필름(B)의 두께는 10∼100μm가 바람직하다. 여기에서는 수지 필름(B)의 외형 크기가 24 × 13mm, 두께가 70μm의 에틸렌 프로필렌 고무를 사용했다. 또한, 점착층(C)은 전면을 한정하지 않고, 필요부분이면 좋다. 점착층(C)을 구성하는 점착제는 고무계, 아크릴계, 실리콘계 등의 감압성 점착제를 사용할 수 있다.

압전진동판(A)의 장변 중앙부와 수지 필름(B)의 사이에 압전진동판의 장변을 따라 접착제(25)가 선상(線狀)으로 도포되어 있다. 이 접착제(25)는 명동시에 압전진동판(A)의 장변 중앙부와 수지 필름(B)의 점착층(C)의 계면에서 박리가 발생하는 것을 방지하기 위한 보강제이다. 접착제(25)로서는 가능한 한 압전진동판(A)의 변위를 구속하지 않는 한 우레탄계, 실리콘계 등의 영률이 낮은 열경화형 접착제를 사용하는 것이 좋다. 바람직하게는 수지 필름(B)보다 저영율의 접착제가 좋다.

접착제(25)의 도포범위(L)는 압전진동판(A)의 장변의 중점을 중심으로서 해당 장변의 1/2 이상의 범위로 하는 것이 좋다. 도포 범위를 압전진동판의 장변 치수의 1/2 이상으로 하면 특성 변동을 1dB 이하로 억제할 수 있다.

수지 필름(B)의 상면의 외주부의 점착층(C)상에 단자판(40)이 부착되어 있다. 여기에서는 단자판(40)은 수지 필름(B)의 1개의 단변에 따른 외주부에 부착되어 있고, 전측 케이스(30)로부터 노출되어 있다. 단자판(40)은 글래스 에폭시 기판과 같은 절연 기판상에 2개의 단자 전극(41,42)을 형성한 것이다. 이들 단자 전극(41,42)에는 압전진동판(A)과의 도통 접속을 위한 랜드(41a,42a)와 외부의 도통 접속을 위한 랜드(41b,42b)가 형성되어 있다. 랜드(41a,42a)와 압전진동판(A)의 코팅층(8)으로부터 노출된 전극(2,7)이 리드선(43,44)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 리드선(43,44)의 양단부와 전극(2,7) 및 랜드(41a,42a)는 각각 납땜(45)되어 있다. 여기에서는 낙하 충격 등에 의한 압전진동판(A)과 단자판(40)의 사이에 발생하는 응력을 완화하고, 압전진동판(A)으로의 구속력을 저감하기 위해서 리드선(43,44)의 중앙부에 슬랙부(43a,44a)를 갖게 한 형상이다.

수지 필름(B)의 외주부의 점착층(C)상에 있으며 단자판(40)을 부착한 개소를 제외하는 영역에 전측 케이스(31)가 부착되어 있다. 전측 케이스(31)의 중앙부에는 수지 필름(B)의 표면으로부터 이간 방향으로 드로잉부(31a)가 드로잉가공되어 있고, 드로잉부(31a)에 의해 압전진동판(A)의 진동 공간이 확보되어 있다. 드로잉부(31a)에는 복수의 방음 구멍(31b)이 형성되어 있다. 전측 케이스(31)의 단자판(40)과 대응하는 외주부에는 노치부(31c)가 형성되고, 노치부(31c)를 제외하는 외주부에는 수지 필름(B)의 점착층(C)에 부착되어 있는 플랜지부(31d)가 형성되어 있다. 상기 노치부(31c)로부터 단자판(40)이 외부에 노출되어 있다. 여기에서는 전측 케이스(31)로서 판두께 0.15mm의 금속판을 사용하고, 드로잉부(31a)의 깊이를 0.40mm으로 하고, 방음 구멍(31b)을 직경φ 1mm로 50개 설치했다. 방음 구멍(31b)은 둥근 구멍 이외에 긴 구멍, 사각 구멍도 좋다. 구멍 직경이 크면 낙하 충격 시에 구멍의 에지부에서 압전진동판(A)에 힘이 가해져 크랙이 생기는 것이 있으므로, φ 2mm 이하가 바람직하다.

수지 필름(B)의 이측은 후측 케이스(32)에서 지지되어 있다. 후측 케이스(32)의 중앙부에는 전측 케이스(31)와 같이 드로잉부(32a)가 형성되고, 이 드로잉부(32a)에 다수의 방음 구멍(32b)이 형성되어 있다. 드로잉부(32a)의 외주부에는 플랜지부(32c)가 형성되고, 이 플랜지부(32c)에 주회상(周回狀)으로 도포된 접착제(33)(도 2 참조)에 의해 수지 필름(B)의 이면에 접착되어 있다. 플랜지부(32c) 중 단자판(40)을 부착한 수지 필름(B)의 1개의 단변과 대응하는 개소에는 복수의 오목부(32d)가 형성되어 있다. 상기 설명에서는 접착제(33)에 의해 후측 케이스(32)와 수지 필름(B)을 접착했지만, 접착제(33) 대신에 점착층(C)과 동일한 점착제를 사용해도 좋다. 전측 케이스(31)의 드로잉부(31a)는 압전진동판(A)과 대면하고 있으므로 압전진동판(A)과 접촉하지 않는 깊이가 필요하지만, 후측 케이스(32)의 드로잉부(32a)에 관해서는 수지 필름(B)의 변위를 허용할 수 있는 깊이이면 좋으므로 전측 케이스(31)의 드로잉부(31a)보다 얕은 깊이가 좋다. 여기에서는 후측 케이스(32)로서 판두께 0.15mm의 금속판을 사용하고, 드로잉부(32a)의 깊이를 0.25mm로 했다.

도 3은 상기 구성으로 이루어지는 압전발음체의 조립 방법을 나타낸다. 우선 (a)와 같이, 상면 전면에 점착층(C)을 형성한 수지 필름(B)과 압전진동판(A)을 준비하고, (b)와 같이, 수지 필름(B)의 중앙부에 압전진동판(A)을 부착한다. 다음에, (c)와 같이, 수지 필름(B)의 외주부에 있어서 압전진동판(A)의 1개의 단변에 따른 위치에 단자판(40)을 부착하고, 리드선(43,44)의 양단부를 각각 압전진동판(A)과 단자판(40)에 납땜한다. 다음에, (d)와 같이, 압전진동판(A)의 장변측의 2변의 중앙부에 보강용의 접착제(25)를 도포하고 경화시킨다. 또한, 접착제(25)는 수지 필름(B)에 주는 열영향을 줄이기 위해서 비교적 저온(예를 들면, 120℃)에서 경화할 수 있는 접착제가 바람직하다. 다음에, (e)과 같이, 압전진동판(A) 및 단자판(40)을 부착한 수지 필름(B)의 표면에 전측 케이스(31)를 프레스한다. 전측 케이스(31)는 점착층(C)에 의해 수지 필름(B)에 부착된 상태에 있어서 전측 케이스(31)의 노치부(31c)로부터 단자판(40)이 노출되어 있다. 최후에, (f)와 같이, 전측 케이스(31)를 부착한 수지 필름(B)의 이면에 후측 케이스(32)를 배치하고, 양자를 접착제(33)에 의해 부착함으로써 압전발음체를 완성한다. 이 경우의 접착제(33)도 비교적 저온(예를 들면, 120℃)에서 경화할 수 있는 접착제가 바람직하다.

이 실시예의 압전발음체는 압전진동판(A)을 부착한 수지 필름(B)의 양면을 드로잉 형상의 한 쌍의 케이스(31,32)에서 지지한 구조가 되므로 부품수가 적고 전체적으로 초박형(예를 들면, 1mm 이하)의 압전발음체를 구성할 수 있다. 게다가, 압전진동판(A)에 대하여 수지 필름(B)에 부착된 단자판(40)을 통해 신호를 입력하 도록 하므로 외부인출용의 리드선 등을 압전진동판(A)에 직접 접속할 필요가 없고, 압전진동판(A)의 진동을 저해하는 요인이 적다.

도 7은 압전진동판(A)의 장변측 중앙부의 가장자리부에 접착제(25)를 도포, 경화시켜, 60℃, 93%RH 환경하에서 압전진동판(A)의 공진주파수에 12.5dBV의 정현파 신호를 장시간 인가했을 때의 압전진동판(A)의 길이 치수에 대한 접착제(25)의 도포 비율과 음압변화량의 관계를 나타낸다. 또한, 음압은 800∼2kHz의 평균 음압을 나타낸다. 상기한 바와 같이, 접착제(25)를 도포함으로써 압전진동판(A)과 수지 필름(B)상의 점착층(C)의 계면에 있어서의 박리를 억제할 수 있고, 음압 저하를 억제할 수 있다. 특히, 접착제(25)의 도포 비율을 50% 이상으로 했을 경우 1000 시간 명동시킨 경우에도 음압 변화량이 최대 11dB 정도이며, 지극히 안정된 음압을 얻을 수 있다.

도 8은 접착제(25)의 도포 비율과 음압 특성의 관계를 나타낸다. 접착제(25)를 도포하지 않았던 경우(0%)에 비해서 접착제(25)를 도포함으로써 음압이 0.4∼0.7dB 정도 향상했다. 특히, 접착제(25)의 도포 비율을 50% 이상으로 했을 경우 음압의 향상은 일정하다. 또한, 접착제(25)를 도포하지 않았을 경우에는 평균 음압의 편차가 ±0.7dB 정도인 것에 비해, 접착제(25)를 도포한 경우에는 ±0.3dB 정도까지 저감할 수 있었다.

제 2 실시예

도 9에 압전발음체의 제 2 실시예를 나타낸다. 또한, 제 1 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 부여해서 중복 설명을 생략한다. 이 실시예의 압전발음체는 수 지 필름(B)의 외주부를 지지하는 케이스의 구조를 변경한 것이다. 압전진동판(A)을 부착한 수지 필름(B)의 외주부를 테두리체(34,35)에서 상하로부터 끼워서 접착 지지하고, 이들 테두리체(34,35)에 방음 구멍(36a,37a)을 갖는 평판상 커버(36,37)를 접착함으로써 케이스를 구성하고 있다. 상측의 테두리체(34)는 단자판(40)측이 개구된 コ자형으로 형성되고, 하측의 테두리체(35)는 ㅁ자형으로 형성되고, 테두리체(35)와 수지 필름(B)을 접착하는 접착제(33)도 테두리체(35)와 동일 형상으로 형성되어 있다. 이 경우도 수지 필름(B)의 상면에는 전면에 점착층(C)이 일정 두께로 형성되어 있고, 상측의 테두리체(34)는 이 점착층(C)에 부착된다. 또한, 테두리체(34,35) 및 커버(36,37)는 수지 재료로 형성해도 좋고, 금속재료로 형성해도 좋다.

이 실시예에서는 실제의 제조시에 넓은 면적의 수지 필름(B)상에 복수의 압전진동판(A) 및 단자판(40)을 접착하고, 이 수지 필름(B)의 상하면에 집합 상태의 테두리체(34,35)를 접착하고, 그 상하에 집합 상태의 커버(36,37)를 접착한 후, 단체의 압전발음체로 분리컷함으로써 양산될 수도 있다.

도 10에 압전진동판의 몇개의 예를 나타낸다. 도 10(a)의 압전진동판(A1)은 2층의 압전 세라믹스층(50,51)을 내부 전극(52)을 사이로 해서 적층한 것이며, 표리 주면에 주면 전극(53,54)이 형성되어 있다. 2층의 압전 세라믹스층(50,51)의 분극축(P)은 두께 방향에 있어서 동일 방향을 향하고 있다. 주면 전극(53,54)이 단면 전극(55)에 의해 서로 접속되고, 내부 전극(52)은 다른 단면 전극(56)과 접속되어 있다.

도 10(b)의 압전진동판(A2)은 3층의 압전 세라믹스층(60,61,62)을 내부 전극(63,64)을 사이로 해서 적층한 것이며, 표리 주면에 주면 전극(65,66)이 형성되어 있다. 표리 2층의 압전 세라믹스층(60,62)의 분극축(P)은 두께 방향에 있어서 동일 방향을 향하고 있고, 중간의 압전 세라믹스층(61)은 분극되어 있지 않다. 주면 전극(65,66)이 단면 전극(67)과 접속되고, 내부 전극(63,64)은 다른 단면 전극(68)과 접속되어 있다. 또한, 2개의 내부 전극(63,64)이 동일 전위이므로 중간의 압전 세라믹스층(61)이 어느 하나의 방향으로 분극되어 있어도 개의치 않는다.

제 1 실시예 및 도 1O의 (a),(b)가 바이몰프 구조인 것에 대하여 도 1O(c)의 압전진동판(A3)은 금속판(70)의 상면에 압전 소자(71)를 부착한 유니몰프 구조로 한 것이다. 압전 소자(71)의 양 주면에 전극(72,73)이 형성되어 전극(73)이 금속판(70)과 전기적으로 접속되어 있다. 주면 전극(72)과 금속판(70)의 사이에 교류 신호가 인가된다.

본 발명에서 사용할 수 있는 압전진동판은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 수지 필름(B)상에 점착층(C)에 의해 부착될 수 있고, 또한 교류 신호를 입력함으로써 산곡 진동을 발생할 수 있는 것이면 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 변경가능하다. 상기 실시예에서는 압전진동판(A)으로의 신호 입력을 위해 압전진동판(A)에 인접해서 수지 필름(B)에 단자판(40)을 부착하고, 압전진동판(A)과 단자판(40)의 사이를 리드선(43,44)으로 접속한 것을 나타냈지만, 리드선 대신에 도전성 접착제로 접속해도 좋다. 더욱이, 단자판(40)을 생략해서 압전진동 판(A)에 외부 접속용의 리드선을 직접 접속해도 좋다. 또한, 수지 필름(B)은 장방형상으로 제한하는 것은 아니고, 정방형, 원형, 타원형 등의 형상도 좋다. 따라서, 케이스의 형상도 장방형에 제한된 것은 아니다.

Claims (5)

1. 수지 필름의 편면 중앙부에 상기 수지 필름보다 소형의 압전진동판을 부착하고, 상기 수지 필름의 외주부를 케이스에 지지해서 이루어지는 압전발음체에 있어서:

   상기 압전진동판은 장방형으로 형성되며;

   상기 수지 필름의 편면에는 점착층이 형성되어 있고;

   상기 수지 필름의 편면의 중앙부에 상기 점착층에 의해 상기 압전진동판이 부착되어 있고;

   상기 압전진동판의 장변 중앙부와 상기 수지 필름의 사이에 상기 압전진동판의 장변을 따라 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 압전발음체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착제의 도포범위는 상기 압전진동판의 장변의 중점을 중심으로 해서 상기 장변의 1/2이상의 범위인 것을 특징으로 하는 압전발음체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 케이스는 전측 케이스 및 후측 케이스로 이루어지고, 상기 전측 케이스 및 후측 케이스는 방음 구멍을 갖는 중앙 부분이 상기 수지 필름에 대하여 두께 방향으로 이간하도록 각각 드로잉 가공된 일체의 금속 부품이며, 상기 전측 케이스 및 후측 케이스의 외주 플랜지 부분이 상기 수지 필름의 양면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압전발음체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수지 필름의 편면의 외주부의 일부에 상기 점착층에 의해 단자판이 부착되어 있고,

   상기 압전진동판의 표면의 전극과 상기 단자판의 표면의 전극이 리드를 통해 전기적으로 접속되어 있고,

   상기 수지 필름의 편면의 상기 단자판에 부착된 영역을 제외하는 외주부에 방음 구멍을 갖고 또한 상기 압전진동판을 비접촉으로 덮는 전측 케이스가 상기 점착층에 의해 부착되어 있고,

   상기 수지 필름의 다른 면의 외주부에 방음 구멍을 갖고 상기 수지 필름의 중앙부를 비접촉으로 덮는 후측 케이스가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압전발음체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 리드는 금속선으로 이루어지고, 상기 리드의 양단부가 상기 압전진동판 표면의 전극과 상기 단자판의 표면의 전극에 각각 접속되고, 상기 리드의 중앙부에 슬랙부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전발음체.

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