專利名稱：壓電電聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到諸如壓電發(fā)聲器、壓電接收器、壓電揚聲器的壓電電聲換能器。
背景技術(shù)：
通常，作為一種用于產(chǎn)生警示聲音或操作聲音的壓電發(fā)聲器或壓電揚聲器等，壓電電聲轉(zhuǎn)換器廣泛地用于電子、家用電器、以及移動電話中。上述的壓電電聲換能器使用四邊形壓電振動膜(diaphragm)，藉此提高聲換能器的生產(chǎn)效率及其效率，并減小尺寸。
專利文獻1提出一種壓電電聲換能器，其中四角壓電振動膜置于一盒體中，壓電振動膜的外圈由置于盒體內(nèi)圈的支撐部分所支撐，并且使用彈性密封材料，例如硅橡膠將壓電振動膜的外圈與盒體內(nèi)圈之間的空間密封住。在該情形中，導(dǎo)電黏合劑將壓電振動膜的引導(dǎo)電極和固定到盒體上的端連接，以將電信號輸入到壓電振動膜中。
專利文獻1日本未審查專利申請公開號.2003-9286一般地，導(dǎo)電黏合劑包括作為基本部分的熱固物，還包括填料。因此，導(dǎo)電黏合劑在凝固之后具有很高的楊氏模量，可以輕易地束住振動膜。此外，導(dǎo)電黏合劑的凝固收縮應(yīng)力可輕易地產(chǎn)生振動膜扭曲。最近，用于壓電電聲換能器的振動膜已經(jīng)變得特別地薄和小，并具有幾十到幾百μm的厚度。因此，即便是極小涂層的導(dǎo)電黏合劑也會嚴重影響到振動膜的振動屬性。
通常，為了抑制由導(dǎo)電黏合劑對壓電振動膜的約束力，一種彈性黏合劑，例如聚氨酯樹脂涂敷到壓電振動膜和置于盒體上的端之間，并且導(dǎo)電黏合劑涂敷到彈性黏合劑上。在該情形中，在壓電振動膜四角的對角線上的兩角的每一個附近涂敷導(dǎo)電黏合劑。由于彈性黏合劑是涂敷在導(dǎo)電黏合劑之下，導(dǎo)電黏合劑的凝固收縮應(yīng)力被釋放，藉此可制止產(chǎn)生振動膜扭曲。
但是，當(dāng)如上所述在壓電振動膜的對角線上的兩角附近涂敷上導(dǎo)電黏合劑時，振動膜的約束力很大，并且振動的節(jié)點靠近內(nèi)部。因此，在很多情形中，振動波長很短，并且諧振頻率很高。
此外，由于使用環(huán)境下的溫度變化，導(dǎo)電黏合劑或彈性黏合劑的楊氏模量改變，并且因此約束力也改變。結(jié)果，出現(xiàn)一個問題由于溫度變化所致的振動膜諧振頻率中的巨大變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題于是，本發(fā)明的目的之一是提供一種壓電電聲換能器，其中設(shè)計好導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置，因此，振動的節(jié)點偏移到外部，振動膜的諧振頻率降低，并且由溫度變化所致的振動膜諧振頻率中的變化很小。
解決問題的手段為了達到該目的，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1，提供一種壓電電聲換能器，包括四角壓電振動膜，通過將交變信號施加到引導(dǎo)電極，在厚度方向彎曲振動；包括置于外殼內(nèi)圈上的支撐部分的外殼，該支撐部分支撐壓電振動膜的外圈；固定在外殼上、使得內(nèi)部連接部分顯露在外殼的內(nèi)圈上的第一和第二端；以及在第一和第二端與壓電振動膜的引導(dǎo)電極之間涂敷和凝固的導(dǎo)電黏合劑，藉此導(dǎo)電黏合劑將引導(dǎo)電極電連接到第一和第二端的內(nèi)部連接部分，其中在壓電振動膜的一角附近，引導(dǎo)電極之一和第一端的內(nèi)部連接部分之間涂敷并凝固有導(dǎo)電黏合劑之一，并且在與該角相鄰的另一角附近，另一引導(dǎo)電極和第二端的內(nèi)部連接部分之間涂敷并凝固有另一導(dǎo)電黏合劑。
通常，在振動膜的對角線位置的兩角附近涂敷有導(dǎo)電黏合劑，從而實現(xiàn)振動，以振動在其兩端受到支撐的振動膜。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，沿著振動膜一邊的角附近涂敷有導(dǎo)電黏合劑，并且然后實現(xiàn)振動，以振動在其一端受到支撐的振動膜，從而更加輕易地移動振動膜。因此，振動節(jié)點偏移至外部，振動的波長變長，并且諧振頻率降低。此外，當(dāng)使用環(huán)境的溫度改變時，因為導(dǎo)電黏合劑的楊氏模量中的變化導(dǎo)致約束力中很小的變化，從而使諧振頻率中的變化受到抑制。
根據(jù)權(quán)利要求2，一種導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置以及另一種導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置彼此相對，隔著壓電振動膜?；蛘撸鶕?jù)權(quán)利要求3，一種導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置和另一種導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置可在壓電振動膜的一邊上，并且靠近一邊兩端上的角。
在每一種情形中，都獲得根據(jù)權(quán)利要求1的操作和優(yōu)點。
當(dāng)兩端置于外殼的兩個位置上，隔著外殼彼此相對時，根據(jù)權(quán)利要求2，在隔著壓電振動膜彼此相對的兩個位置上可確定導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置。當(dāng)兩端置于隔著外殼彼此相對的兩個位置上時，這種情形是較好的，因為涂敷形狀簡單且短小。
根據(jù)權(quán)利要求4，壓電振動膜可以是單體(unimorph)振動膜，通過將四角壓電元件黏附到四角金屬盤片上而形成該振動膜。或者，根據(jù)權(quán)利要求5，壓電振動膜可以是雙體(bimorph)振動膜，通過在夾住內(nèi)部電極、并在前和后表面的主要表面上提供主要表面電極的同時層疊多個壓電陶瓷層，來形成該振動膜。
在單體壓電振動膜中，一引線端是置于壓電元件表面上的電極，而另一電極是金屬盤片。
此外，在具有層疊結(jié)構(gòu)的壓電振動膜中，一引導(dǎo)電極連接到內(nèi)部電極，而另一引導(dǎo)電極連接到主要表面電極。
根據(jù)權(quán)利要求6，較佳地，彈性黏合劑涂敷在壓電振動膜和端之間，而導(dǎo)電黏合劑涂敷在彈性黏合劑上。
彈性密封材料，例如，硅橡膠將壓電振動膜的外圈和外殼的內(nèi)圈之間的空間密封住。在密封操作之前，壓電振動膜需要暫時地結(jié)合到外殼上。用彈性黏合劑來執(zhí)行暫時結(jié)合操作，藉此可保證壓電振動膜和外殼之間的位置精確性。此外，導(dǎo)電黏合劑在凝固過程中被壓縮，并且因此凝固收縮應(yīng)力施加給壓電振動膜，藉此改變了諧振頻率。但是，由于彈性黏合劑涂敷于導(dǎo)電黏合劑之下，導(dǎo)電黏合劑的凝固收縮應(yīng)力通過彈性黏合劑被釋放掉，藉此抑制了應(yīng)力對壓電振動膜的影響。上述的彈性部分是，例如聚氨酯系黏合劑。較佳地，在凝固之后，楊氏模量不超過500×106Pa。
優(yōu)點容易理解，根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)電黏合劑涂敷在振動膜一邊的角附近，藉此可自由地移動振動膜其它三邊。因此，振動膜的振動節(jié)點偏移到外部，振動的波長變長，并且諧振頻率降低。此外，隨著使用溫度的環(huán)境中的變化，因為導(dǎo)電黏合劑的楊氏模量中的變化導(dǎo)致約束力中很小的變化，從而諧振頻率中的變化受到抑制。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的壓電電聲換能器的分解透視圖；圖2是示出支撐在盒體上的振動膜(在涂敷彈性黏合劑之前)的平面圖；圖3是圖2所示III-III線的放大橫截面圖；
圖4是圖2所示IV-IV線的放大橫截面圖；圖5是示出用于圖1所示的壓電電聲換能器的盒體的平面圖；圖6是圖5所示VI-VI線的橫截面圖；圖7是圖5所示VII-VII線的橫截面圖；圖8是示出圖5所示盒體左下角的放大透視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的振動膜位移的平面圖和等高線平面圖；圖10是示出根據(jù)第一實施例的比較例的振動膜位移的平面圖和等高線平面圖；圖11是示出本發(fā)明和比較例之間的聲壓屬性的比較圖；圖12是示出本發(fā)明和比較例之間溫度變化所致的頻率變化量的比較圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的壓電電聲換能器的平面圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的壓電電聲換能器的平面圖；圖15是用于圖14所示壓電電聲換能器的壓電振動膜的透視圖；圖16是使用有限元方法示出圖14所示壓電電聲換能器的振動膜位移的分析圖；圖17是根據(jù)第三實施例的比較例的平面圖；圖18是使用有限元方法示出圖17所示振動膜位移的分析圖；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的壓電振動膜的透視圖；以及圖20是圖19所示X-X線的橫截面圖。
具體實施例方式
下文給出本發(fā)明的較佳實施例的描述。
第一實施例圖1到圖8示出根據(jù)本發(fā)明的適于單一頻率使用的壓電電聲換能器的示例，例如發(fā)聲器或響鳴器的表貼電聲換能器的示例。
該電聲換能器主要包括壓電振動膜1、盒體10以及盒蓋20。
此處，外殼包括盒體10和盒蓋20。
參照圖2，根據(jù)第一實施例的壓電振動膜1包括方形金屬盤片2以及粘合在金屬盤片2的頂表面一角附近的位置上的壓電元件3。根據(jù)第一實施例的壓電元件3形成為矩形。但是，壓電元件3可以是方形的。壓電元件3由例如PZT的壓電陶瓷制成。壓電元件3的前和后表面整體地具有電極3a和3b(在后表面上的電極3b未示出)。在前和后表面上的電極3a和3b之間施加有交變信號，使得壓電元件3在平面方向伸展或收縮。較佳地，金屬盤片2具有良好的導(dǎo)電性和彈性。例如，金屬盤片2可以由磷青銅或42Ni制成。此處，金屬盤片2是由42Ni制成，具有與在垂直、水平、厚度方向上尺寸分別為7.6mm，7.6mm，0.03mm的陶瓷(例如，PZT)近似的熱膨脹系數(shù)。此外，壓電元件3是由在垂直、水平、厚度方向上尺寸分別為6.8mm，5.6mm，0.04mm的PZT盤片制成的。
盒體10是具有底壁10a，四個側(cè)壁10b到10e的方盒形狀，并且是由樹脂材料制成，如圖5到8所示。較佳地，該樹脂材料是耐熱樹脂，例如LCP(液晶聚合體)、SPS(間規(guī)聚苯乙烯)、PPS(硫化聚苯醚)、或環(huán)氧。四個側(cè)壁10b到10e之中，在相對側(cè)壁10b和10d中的角附近的兩個地方，顯露出端11和12的分叉內(nèi)部連接部分11a和12a。在盒體10中插入并模制端11和12。顯露在盒體10外部的外部連接部分11b和12b沿著端11和12的側(cè)壁10b和10d外部表面彎曲至盒體10的底表面。(參照圖7)。
在盒體10的四個內(nèi)部角中，形成用于支撐角底表面的支撐部分10f。所形成的支撐部分10f比端11和12的內(nèi)部連接部分11a和12a的顯露部分低一臺階。因此，當(dāng)振動膜1置于支撐部分10f上時，振動膜1的頂表面具有與端11和12的內(nèi)部連接表面11a和12a相同的高度，或者是振動膜1的頂表面具有稍低于端11和12的內(nèi)部連接表面11a和12a的高度。
在支撐部分10f附近，端11和12的內(nèi)部連接部分11a和12a的內(nèi)圈上，形成有聚氨酯承接臺階10g，高度低于支撐部分10f，與振動膜1的底表面有預(yù)定的間隔。聚氨酯承接臺階10g的頂表面和振動膜1的底表面(支撐部分10f的頂表面)之間的間隔可設(shè)置成利用彈性黏合劑13的表面張力來抑制彈性黏合劑13流出的尺寸，稍后將對其進行描述。
此外，在盒體10的底壁10a的周圍，放置了用于裝填彈性密封材料15的凹槽10h，稍后將對其進行描述。在凹槽10h中，放置了低于支撐部分10f的用于放置流出的壁10i。用于防止流出的壁10i限制彈性密封材料15流出到底壁10a上。壁10i的頂表面和振動膜1底表面(支撐部分10f的頂表面)之間的間隔設(shè)置成利用彈性密封材料15的表面張力來防止其流出的尺寸。
根據(jù)第一實施例，凹槽10h形成具有較淺的深度，使得凹槽10h的底表面是在高于底壁10a的定表面的位置上，并且凹槽10h可填充有少量的密封材料15，以堅固地圍住外圈。凹槽10h和壁10i置于不包括聚氨酯承接臺階10g的底壁10a的周圍?；蛘甙疾?0h和壁10i可以通過聚氨酯承接臺階10g的內(nèi)圈，連續(xù)地置于整個底壁10a上。此外，與支撐部分10f和聚氨酯承接臺階10g相接觸的凹槽10h的端部分(四角)可形成較之其它部分更寬。因此，多余的黏合劑15被較寬部分所容納，并且防止黏合劑15流到振動膜1上。
在振動膜1(而非支撐部分10f)的中央附近的兩鄰角的兩個位置上，用于使振動膜的振動在預(yù)定量內(nèi)、防止其過振幅的承接基底10p從盒體的底壁10a中整體伸出。
在盒體的側(cè)壁10b到10d的內(nèi)部表面中，放置了用于引導(dǎo)壓電振動膜1的四邊的條狀凸出部分10j。兩個凸出部分10j分別置于側(cè)壁10b到10e上。
在盒體10側(cè)壁10b到10e的頂邊緣的內(nèi)部表面中，形成有用于放置彈性粘合材料15上升的開口部分10k。
此外，在側(cè)壁10e附近的底壁10a上，設(shè)置有第一音孔10l。
在盒體10側(cè)壁10b到10e的角的定表面上，形成有用于支撐并固定盒蓋20的四角的L狀定位凸出部分。在凸出部分10m的內(nèi)部表面，形成有用于引導(dǎo)盒蓋20的條狀表面10n。
此處，描述具有上述結(jié)構(gòu)的壓電電聲換能器的組裝方法。
首先，壓電振動膜1置于盒體10內(nèi)，從而金屬盤片2面對底壁，并且壓電振動膜1的四角由支撐部分10f支撐。在該情形中，振動膜1的周圍由置于盒體10側(cè)壁10b到10e的內(nèi)部表面上的條狀凸出部分10j所引導(dǎo)。因此，振動膜1的各角精確地放置在支撐部分10f上。
在將振動膜1置于盒體10中之后，彈性黏合劑13涂敷到振動膜1的鄰角附件的兩個部分上，藉此將振動膜1(金屬盤片2)暫時地固定在盒體10上。具體地，金屬盤片2涂有一種彈性黏合劑13，如圖3所示。涂敷在彈性黏合劑13上的導(dǎo)電黏合劑防止對金屬盤片2的接觸狀態(tài)。當(dāng)需要增強暫時固定振動膜1的強度時，彈性黏合劑13可涂敷在振動膜1的鄰角附近的兩個剩余部分上。此處，彈性黏合劑13是直線地涂敷到振動膜1的外部側(cè)表面。但是涂敷形狀不限于此。作為彈性黏合劑13，較佳地，可使用在凝固之后具有等于或小于500×106Pa楊氏模量的黏合劑。根據(jù)第一實施例，使用具有3.7×106Pa楊氏模量的聚氨酯系黏合劑。在將彈性黏合劑13涂敷之后，再執(zhí)行加熱和凝固處理。
在將彈性黏合劑13涂敷之后，彈性黏合劑13可能通過壓電振動膜1和端11或12之間的間距流動并落入到底壁10a上。但是，如圖3所示，聚氨酯承接臺階10g放置在涂敷有彈性黏合劑13的區(qū)域中的壓電振動膜1的下部分上。聚氨酯承接臺階10g和壓電振動膜1之間的間距設(shè)置得很窄。因此，借助彈性黏合劑13的表面張力來防止彈性黏合劑13的流動，從而防止流出到底壁部分10a上。此外，由于牢固地裝填該間距，多余的彈性黏合劑13在壓電振動膜1和端11或12之間形成為一凸出部分。彈性黏合劑13的層存在于聚氨酯承接臺階10g和壓電振動膜1之間。因此，壓電振動膜1不會被限制在非必要的水平上。
在將彈性黏合劑13凝固之后，導(dǎo)電黏合劑14涂敷到彈性黏合劑13的上部分?？墒褂酶鞣N導(dǎo)電黏合劑。根據(jù)第一實施例，在凝固之后使用具有0.3×109Pa楊氏模量的聚氨酯系導(dǎo)電涂膏。在涂敷導(dǎo)電黏合劑14之后，將導(dǎo)電黏合劑14加熱并凝固，藉此將金屬盤片2電連接到端11的內(nèi)部連接部分11a，并將壓電元件3的表面電極3a電連接到端12的內(nèi)部連接部分12a。具體地，因為壓電元件3處在金屬盤片2一角附近的位置上，所以將壓電元件3的表面電極3a電連接到端12的內(nèi)部連接部分12a的導(dǎo)電黏合劑14的涂敷長度可變得短一些。然后，在導(dǎo)電黏合劑14之下，存在有涂敷金屬盤片2的彈性黏合劑13，藉此防止導(dǎo)電黏合劑14與金屬盤片2直接接觸。導(dǎo)電黏合劑14的涂敷形狀不限，并且通過彈性黏合劑13的定表面，將金屬盤片2或壓電元件3的表面電極3a連接到端11的內(nèi)部連接部分11a或者端12的內(nèi)部連接部分12a。彈性黏合劑13凸出，并且因此導(dǎo)電黏合劑14類似弧形地涂敷在彈性黏合劑13的頂表面上，即所涂敷的導(dǎo)電黏合劑14并非最短路線。因此，導(dǎo)電黏合劑14的凝固收縮應(yīng)力由彈性黏合劑13減小，藉此抑制其對振動膜1的影響。
在涂敷并凝固導(dǎo)電黏合劑14之后，彈性密封材料15涂敷到振動膜1的整個周圍和盒體10的內(nèi)圈之間的空間中，藉此防止在振動膜1的前側(cè)和后側(cè)之間的空氣泄漏。在環(huán)繞涂敷彈性密封材料15之后，加熱并凝固彈性密封材料15?？墒褂迷谀讨缶哂械扔诨蛐∮?0×106Pa楊氏模量、并且在凝固之前具有低度粘滯性的熱凝固黏合劑。此處，硅系黏合劑用作彈性密封材料15。在盒體10的內(nèi)圈面對振動膜1的周圍的情形中，凹槽10h被放置以裝填彈性密封材料15。在凹槽10h中，放置了用于防止流動的壁10i。彈性密封材料15進入凹槽10h，并且向四周擴散。在振動膜1和用于防止流動的壁10i之間，形成有利用彈性密封材料的表面張力來防止其流動的間距。防止彈性密封材料15流到底壁10a上。在壁10i和壓電振動膜1之間，存在有一層彈性密封材料15。因此，可防止對壓電振動膜1振動的抑制。
如上所述，在將振動膜1附著在盒體10之后，用黏合劑21將盒蓋20粘合到盒體10的側(cè)壁的頂表面上。用與盒體相同的材料形成類似于平面的盒蓋20。盒蓋20的周圍與伸到盒體10的側(cè)壁頂表面上的定位凸出部分10m的內(nèi)部條狀表面10n相嚙合，藉此實現(xiàn)精確的定位。盒蓋20粘合到盒體10上，從而在盒蓋20和振動膜1之間形成聲學(xué)空間。盒蓋20具有第二音孔22。
如上所述，可組裝出表貼壓電電聲換能器。
根據(jù)第一實施例，在端11和12之間施加有預(yù)定的交變信號(AC信號或方波信號)，從而在平面方向伸展和收縮壓電元件3，而金屬盤片2沒有伸展和收縮。因此，振動膜1作為一個整體而彎曲振動。彈性密封材料15將振動膜1的前側(cè)和后側(cè)之間的間隔密封住。因此，通過音孔22可產(chǎn)生預(yù)定的聲波。
圖9示出在根據(jù)本發(fā)明壓電電聲換能器中導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置以及振動膜的位移。
圖10示出在根據(jù)比較例的壓電電聲換能器中導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置以及振動膜的位移。
根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)電黏合劑14涂敷在振動膜1的兩相鄰角的每一個的附近。另一方面，根據(jù)該比較例，導(dǎo)電黏合劑涂敷在振動膜1對角線上的兩相鄰角的每一個附近，彈性黏合劑13涂敷在導(dǎo)電黏合劑14的后側(cè)，并且振動膜1和盒體10具有相同的形狀。
參照圖10將會容易理解，根據(jù)該比較例，導(dǎo)電黏合劑14涂敷在對角線上的兩角的每一個附近。然后，振動膜1的振動節(jié)點K靠近內(nèi)部，并且振動的位移是橢圓形的。結(jié)果，振動膜1的諧振頻率很高。
相反地，根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)電黏合劑14涂敷在振動膜1的兩相鄰角的每一個附近。然后，參照圖9，振動膜1的振動節(jié)點K偏移到外部，并且振動位移是圓形，而、且無扭曲。因此，與比較例不同的是，振動膜1的諧振頻率降低。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明以及實施例的聲壓屬性。
根據(jù)本發(fā)明，聲壓級的峰較之根據(jù)實施例的峰，偏移至低頻側(cè)。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明以及比較例，由于溫度變化所致的頻率變化量。
根據(jù)該比較例，當(dāng)溫度變化在25℃到-40℃的范圍時，頻率中的變化量近似為0.18kHz。相反地，根據(jù)本發(fā)明，頻率中的變化量近似為0.07kHz。根據(jù)本發(fā)明的由溫度變化所致的頻率變化要低于比較例的一半。
第二實施例根據(jù)第一實施例，導(dǎo)電黏合劑14涂敷在振動膜1的兩相鄰角附近的相對位置上。但是，參照圖13，導(dǎo)電黏合劑可以涂敷在振動膜1一邊的兩角附近的位置上。
上述的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用到一種情形中，其中端11和12的內(nèi)部連接部分11a和12a沿著盒體10的一邊顯露出。
第三實施例圖14是示出使用單體振動膜20的壓電電聲換能器的示例，該振動膜形狀不同于根據(jù)第一實施例的膜。圖15示出單體振動膜20。在此相同的標號指定與根據(jù)第一實施例相同的部分，并省略其說明。
參照圖15，振動膜20具有粘合到金屬盤片21一邊附近的位置上的壓電元件22。金屬盤片21和壓電元件22的材料與根據(jù)第一實施例的那些相同。但是，金屬盤片21在垂直、水平、厚度方向上尺寸為7.6mm、7.6mm、0.03mm，二壓電元件22在垂直、水平、厚度方向上尺寸為5.3mm、7.6mm、0.04mm。
根據(jù)第三實施例，導(dǎo)電黏合劑14涂敷到振動膜20的兩鄰角附近的相對位置上。
圖16示出當(dāng)導(dǎo)電黏合劑14涂敷到如圖14所示的振動膜20兩相鄰角附近的位置上時、振動膜20的位移。
參照圖16將會容易理解，導(dǎo)電黏合劑14涂敷到振動膜20的兩相鄰角附近的位置上。因此，振動節(jié)點K偏移到外部，并且振動的位移是圓形的，而無扭曲。因此，振動膜20的諧振頻率降低。
圖17示出根據(jù)第三實施例的一示例，其中導(dǎo)電黏合劑14涂敷到振動膜20對角線上的兩角附近的位置上。圖18示出振動膜20的位移。
參照圖18，振動膜20的振動節(jié)點K靠近其上涂敷有導(dǎo)電黏合劑14的對角線上的兩角內(nèi)側(cè)，并且振動的位移被橢圓地扭曲了。結(jié)果，振動膜20的諧振頻率很高。
根據(jù)第一和第三實施例容易理解，導(dǎo)電黏合劑涂敷到振動膜兩鄰角附近的位置上，而與振動膜1和20的形狀無關(guān)。振動節(jié)點K偏移到外部，并且諧振頻率降低。
第四實施例壓電振動膜不限于通過將壓電元件粘合到金屬盤片上而形成的單體振動膜，并且可以是具有包括如圖19和20所示的壓電陶瓷層疊層的雙體結(jié)構(gòu)的壓電振動膜。
例如，在日本未審查專利申請公開號.2001-95094中揭示了一種振動膜30。振動膜30是通過層疊兩個壓電陶瓷層31和32而形成的，振動膜30的前后側(cè)上的主要表面具有主要表面電極33和34，并且在陶瓷層31和32之間形成有內(nèi)電極35。在相同的厚度方向上使兩個陶瓷層31和32極化。前側(cè)上的主要表面電極33和后側(cè)上的主要表面電極34所形成的長度要短于振動膜30的邊長，并且前側(cè)上的主要表面電極33以及后側(cè)上的主要表面電極34的第一端都連接到在振動膜30的一端表面上形成的端電極36。因此，前側(cè)上的主要表面電極33和后側(cè)上的主要表面電極34彼此相連。在主要表面33和34上對稱地形成有內(nèi)電極35，內(nèi)電極35的一端與端電極36分離，而內(nèi)電極35的另一端連接到在振動膜30的另一端表面上形成的端電極37。在振動膜30另一端的前后側(cè)上形成導(dǎo)通端電極37的輔助電極38。
在振動膜30的前后表面上，形成有用于涂敷主要表面33和34的樹脂層39。設(shè)置樹脂層39是為了增強抵抗塌陷的強度，因為振動膜30是由陶瓷材料制成的。然后，在前側(cè)和后側(cè)上的電極層39包括在振動膜30的兩鄰角附近、其中顯露出主要表面電極33和34的凹槽39a，以及其中顯露出輔助電極38的凹槽39b。
凹槽39a和39b可僅設(shè)置在前后側(cè)之一上。在該實施例中，為了獲得前后側(cè)的無方向性，在前后側(cè)都設(shè)置了凹槽39a和39b。
此外，輔助電極并不需要具有恒定寬度的彎曲電極。輔助電極可以設(shè)置在對應(yīng)于凹槽39b的位置上。
類似于圖5到8所示的那些情形，振動膜30置于盒體10內(nèi)，彈性黏合劑13涂敷在相對位置上的凹槽39a處顯露的主要電極33和端11的內(nèi)部連接部分11a之間，并且涂敷在凹槽39b處顯露的輔助電極38和端12的內(nèi)部連接部分12a之間，同時振動膜30被暫時固定在盒體10上。
在這之后，類似于根據(jù)第一實施例的情形，導(dǎo)電黏合劑14涂敷在彈性黏合劑13上并凝固。此外，涂敷彈性密封材料15以將振動膜30的外圈和盒體10內(nèi)圈之間的間距密封住。
根據(jù)第四實施例，導(dǎo)電黏合劑4涂敷在振動膜30的鄰角附近的位置上。因此，較之將導(dǎo)電黏合劑涂敷到對角線上的兩角附近的位置上的情形，振動膜30的約束力較低。相應(yīng)的，振動的節(jié)點偏移到外部，并且諧振頻率降低。
本發(fā)明不限于上述實施例，并且可做出修改而不脫離本方面的精髓。
根據(jù)各實施例，壓電元件3是單個的元件。替換單個的壓電元件3，本發(fā)明可應(yīng)用通過將元件(除了來自根據(jù)第三實施例的壓電振動膜30的樹脂層39之外)粘合到金屬盤片上而形成的振動膜。
根據(jù)各實施例，振動膜為近似方形，但是振動膜可以是矩形的。在該情形中，較好地，導(dǎo)電黏合劑可涂敷到一短邊兩端上的角附近的位置上。
如圖1所示，使用單體結(jié)構(gòu)的振動膜，壓電元件粘合在金屬盤片的一角附近。此外，還可以通過將壓電元件粘合在金屬盤片的中央、或者是將壓電元件粘合在金屬盤片的一邊來形成振動膜。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的壓電振動膜可具有任意的形狀和結(jié)構(gòu)，只要壓電振動膜是四邊形的。
權(quán)利要求
1.一種壓電電聲換能器，包括四邊形壓電振動膜，通過將交變信號施加到其引導(dǎo)電極在厚度方向彎曲振動；外殼，包括置于所述外殼內(nèi)圈上的支撐部分，所述支撐部分支撐所述壓電振動膜的外圈；第一和第二端，固定在所述外殼上使內(nèi)部連接部分在所述外殼的內(nèi)圈上顯露；以及導(dǎo)電黏合劑，涂敷并凝固在所述壓電振動膜的引導(dǎo)電極和第一、第二端的內(nèi)部連接部分之間，從而所述導(dǎo)電黏合劑將所述引導(dǎo)電極電連接到所述第一和第二端的內(nèi)部連接部分，其中，所述導(dǎo)電黏合劑之一涂敷并凝固在所述第一端的內(nèi)部連接部分和所述壓電振動膜一角附近的引導(dǎo)電極之一之間，以及另一導(dǎo)電黏合劑涂敷并凝固在所述第二端的內(nèi)部連接部分和所述壓電振動膜另一角附近的另一引導(dǎo)電極之間，所述另一角與所述壓電振動膜的一角相鄰。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電電聲換能器，其特征在于，所述導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置隔著所述壓電振動膜，面對另一導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電電聲換能器，其特征在于，所述導(dǎo)電黏合劑之一的涂敷位置以及另一導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置都在所述壓電振動膜的一側(cè)，并且靠近所述一側(cè)兩端上的兩角。
4.如權(quán)利要求1到3的任意一項所述的壓電電聲換能器，其特征在于，所述壓電振動膜是通過將四邊形壓電元件粘到四邊形金屬盤片上而形成的，一引導(dǎo)電極是置于所述壓電元件表面上的電極，而另一引導(dǎo)電極是金屬盤片。
5.如權(quán)利要求1到3的任意一項所述的壓電電聲換能器，其特征在于，所述壓電振動膜是通過層壓多個壓電陶瓷層、將一內(nèi)部電極夾入其中而形成的，從而所述壓電振動膜包括在前后側(cè)的主表面上都有主表面電極的層壓層，以及所述引導(dǎo)電極之一連接到所述內(nèi)電極，而另一引導(dǎo)電極連接到所述主表面電極。
6.如權(quán)利要求1到5的任意一項所述的壓電電聲換能器，其特征在于，所述彈性黏合劑涂敷在所述壓電振動膜和所述端之間，以及所述導(dǎo)電黏合劑涂敷在所述彈性黏合劑之上。
全文摘要
(問題)要提供一種壓電電聲換能器，其中振動節(jié)點偏移到外部，振動膜的諧振頻率降低，并且通過設(shè)計導(dǎo)電黏合劑的涂敷位置來抑制振動膜的諧振頻率的變化。(解決手段)一種壓電電聲換能器，包括四邊形壓電振動膜1，用于容納壓電振動膜1的盒體10，以及固定在盒體上、從而其內(nèi)連接部分顯露在盒體內(nèi)側(cè)的端11和12。導(dǎo)電黏合劑14涂敷在壓電振動膜1的引導(dǎo)電極3a、3b和端11、12的內(nèi)部連接部分11a、12a之間。導(dǎo)電黏合劑14涂敷在所述壓電振動膜兩鄰角附近的相對位置上。因此，可抑制由導(dǎo)電黏合劑14所致的振動膜1的約束力，并且可輕易移動振動膜1。
文檔編號H04R17/00GK1843058SQ20058000083
公開日2006年10月4日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者岡崎進, 竹島哲夫, 草開重雅, 上慶一 申請人:株式會社村田制作所