KR20110028583A

KR20110028583A - 압전형 익사이터 및 압전형 익사이터 유닛

Info

Publication number: KR20110028583A
Application number: KR1020107026988A
Authority: KR
Inventors: 미쓰히로 마스다
Original assignee: 스타 마이크로닉스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2011-03-21
Also published as: US20110110542A1; CN102077611A; WO2010001520A1; JP2010011293A

Abstract

도통(導通) 부재의 간섭이 생기지 않고 유지부의 기기로의 장착면을 크게 취할 수 있고, 유지부를 견고하게 기기에 고정할 수 있는 익사이터 유닛을 제공한다. 기판(10)의 일단부에 유지부(30)를 고정하고, 기판(10)의 양측면에 압전 소자(20)를 부착하고, 기판(10)과 압전 소자(20)로 이루어지는 빔(25)을 유지부(30)에서 캔틸레버 상태로 유지한 익사이터이다. 제2 단자(12)가 매설되어 있는 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)에, 제2 단자(12)로부터 압전 소자(20)로 통하는 홈(33, 34)을 형성하고, 이들 홈(33, 34)에 끼워넣은 핀(50)을 통하여 제2 단자(12)와 압전 소자(20)를 도통시킨다. 핀(50)을 홈(33, 34)에 매설한 상태로 수용함으로써 핀(50)을 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)으로부터 돌출시키지 않고, 기기로의 평탄한 장착면으로서의 유효 면적을 매우 크게 취하는 것을 가능하게 한다.

Description

압전형 익사이터 및 압전형 익사이터 유닛{PIEZOELECTRIC EXCITER, AND PIEZOELECTRIC EXCITER UNIT}

본 발명은, 패널 스피커용의 음성/진동 발생 디바이스로서 바람직하게 사용되는 압전형 익사이터에 관한 것이다.

종래, 금속판으로 이루어지는 기판의 일측면 또는 양측면에 압전 소자를 부착한 빔을 수지로 구성된 유지부로 유지하고, 압전 소자에 급전(給電)함으로써 빔이 휨 진동하는 압전형 익사이터가 개발되었다(특허 문헌 1). 복수개의 빔을 간격을 두고 평행하게 배치한 것은, 빔의 특성을 상이하게 함으로써, 와이드 밴드화나, 발음 전용과 진동 전용으로 빔을 분류하는 등, 용도나 기능의 확대가 도모되는 것이었다. 복수개의 빔을 구비한 것으로서는, 빔의 일단부를 하나의 유지부로 유지하는 타입(특허 문헌 2), 하나의 케이싱 내에 복수개의 빔을 수용하고, 각 빔의 일단부 또는 중앙부를 케이싱에 유지시키는 타입(특허 문헌 3∼5), 빔의 일단부를 복수개의 유지부에서 끼워 넣어서 유지하는 타입(특허 문헌 6) 등이 공지되어 있다.

압전 소자로의 급전은 압전 소자의 전극에 대하여 도통(導通) 부재를 접속시키는 구조가 취해지고, 도통 부재로서는, U자형으로 절곡 가공된 탄성을 가진 핀 등의 스프링 부재를, 지지 부재 및 전극부에 끼우는 상태로 장착하는 것이 있다(특허 문헌 1∼3).

일본 특허출원 공개번호 2007-019672호 공보 일본 특허출원 공개번호 2006-116399호 공보 일본 특허출원 공개번호 2005-066500호 공보 일본 특허출원 공개번호 2005-160028호 공보 일본 특허출원 공개번호 2007-221313호 공보 일본 특허출원 공개번호 2008-125005호 공보

복수개의 빔을 구비한 익사이터는, 전술한 바와 같이 용도나 기능이 확대하는 이점이 있어 유망하지만, 특허 문헌 2∼5에 기재된 바와 같이 하나의 유지부에 복수개의 빔을 지지한 구조에서는, 다양한 기능이 요망될 경우, 이들 기능별로 제품을 설계하여 제조하는 일품일양(一品一樣)의 제조 형태가 될 수 밖에 없다. 이와 같은 제조 형태에서는, 라인이 증가하는 등 관리가 번잡하게 되거나 비용이 상승하거나 하는 문제가 발생한다. 그리고, 특허 문헌 6에 기재된 바와 같이, 빔의 일단부를 복수개의 빔으로 끼워 넣어 유지하는 구조는, 상이한 특성의 빔을 선택하여 조합함으로써, 목적하는 기능을 가지는 익사이터를 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 그러나, 유지부와 빔이 별개이므로, 양자의 조합을 적확하게 행할 필요가 있어 수고와 더불어, 빔을 유지부에서 끼워넣은 상태에서의 부착 어긋남에 의한 특성의 불균일이 커지는 면이 있다.

이에, 유지부에 빔을 일체화한 익사이터를, 유지부끼리를 중첩하여 적층시킴으로써, 복수의 빔을 구비한 익사이터로서 구성하는 것이 고려되었다. 이 경우, 평탄한 유지부의 면끼리를 접합시키게 되지만, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 압전 소자로의 급전용 도통 부재가 스프링 부재이며 유지부의 외면보다 돌출되어 있는 것에서는, 그 단자를 피해 적층시키게 된다. 그러나, 그 경우에는 접촉 면적이 감소하여 고정 상태가 불안정하게 되는 것이 염려된다. 또한, 스프링 부재의 돌출은 박형화를 저해하는 것이기도 하다. 또한, 상기 특허 문헌 5에 기재되어 있는 바와 같이, 압전 소자의 전극 사이의 접속에 도전성 접착제를 사용하는 것도 가능하지만, 그 경우에는 도전성 접착제의 도포량에 따른 진동 특성의 불균일이 발생하거나 접착제의 액이 쳐져서 단락을 생기게 하는 등의 우려가 있다.

또한, 상기 특허 문헌 1의 것을 단독(빔이 하나인 상태)으로, 예를 들면, 평탄한 패널 스피커 등의 기기에 고정하여 사용하는 경우, 기기에는 유지부의 평탄면을 이용하는 것이 되지만, 그 면은 상기와 같이 스프링 부재의 간섭을 받아 전체면을 이용할 수 없으므로, 역시 고정 상태가 불안정하게 된다. 기기로의 고정 상태가 불안정하면, 탈락하거나, 성능이 충분히 발휘되지 않는 등의 문제를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은, 도통 부재의 간섭이 생기지 않고 두 유지부의 기기로의 장착면을 크게 취할 수 있고, 그 결과, 유지부를 확실하고도, 견고하게 기기에 고정할 수 있고, 결과적으로 성능이 충분히 발휘될 수 있는 압전형 익사이터 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은, 복수의 익사이터를 적층한 압전형 익사이터 유닛, 제조할 때의 수고가 경감되어 라인의 효율화나 제품의 표준화가 가능하며, 비용 절감으로 이어지는 압전형 익사이터 유닛을 제공하는 것도 목적으로 하고 있다.

본 발명의 압전형 익사이터는, 기판에 압전 소자가 부착되는 빔과, 이 빔을 유지하는 유지부와, 이 유지부에 고정된 압전 소자로의 급전용 단자와, 이 단자와 압전 소자의 전극을 도통시키는 도통 부재를 구비한 압전형 익사이터에 있어서, 유지부에 홈 형상의 도통 부재 수용 오목부가 형성되고, 이 도통 부재 수용 오목부에 도통 부재가 매설 상태로 수용되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 압전형 익사이터에 의하면, 도통 부재가 유지부에 형성된 도통 부재 수용 오목부에 매설 상태로 수용되어 있다. 그러므로, 도통 부재가 유지부의 외면으로부터 돌출되어 있지 않고, 그 외면을 평탄한 장착면으로 설정함으로써, 장착면의 유효 면적을 크게 취할 수 있다. 그 결과, 기기에 대하여 충분한 강도로 확실하게 익사이터를 고정할 수 있고, 이로써 성능을 충분히 발휘할 수 있다.

본 발명의 익사이터에 있어서, 유지부는, 기판과 함께 인서트 성형되는 수지에 의해 형성되어 있고, 상기 인서트 성형 후에 압전 소자가 기판에 부착되어 빔이 구성된 형태를 포함한다. 이 형태에 의하면, 유지부의 성형과, 유지부와 기판과의 일체화의 공정을 1회의 공정으로 행할 수 있으므로, 생산성이 향상되는 동시에, 유지부에 대하여 기판을 견고하게 고정시키는 것이 가능한 점에서 바람직하다. 또한, 기판에 대한 유지부의 위치 결정 정밀도를 높게 할 수 있다.

또한, 인서트 성형 시에는, 수지를 가열 용융시키지만, 기판에는 아직 압전 소자가 부착되어 있지 않으므로, 압전 소자로의 열 영향을 고려할 필요없이 인서트 성형할 수 있다. 따라서, 유지부를 형성하는 수지의 종류를 비교적 저온용으로 한정할 필요가 없고, 수지 재료의 선정의 자유도가 넓어져, 예를 들면, 염가의 수지를 사용하는 것에 의한 비용 절감이나, 고유동성의 재료를 사용한 얇은 성형에 의한 소형화, 박형화 등이 가능하게 되는 등, 부가적인 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 상기 도통 부재로서는, 탄성을 가지는 U자형의 핀을 예로 들 수 있다. 이 핀은, 유지부에 있어서의 도통 부재 수용 오목부의 저부(底部)에 탄성적으로 접촉하는 상태로, 상기 도통 부재 수용 오목부에 수용된다. 핀은 비교적 점유 공간이 작으므로, 도통 부재 수용 오목부도 이에 따라 작게 할 수 있고, 그 결과, 유지부의 장착면의 감소가 억제되고, 고정 강도의 향상이 도모된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 도통 부재 수용 오목부의 깊이가, 상기 도통 부재 수용 오목부에 도통 부재를 수용한 상태로, 도통 부재와 압전 소자의 전극 사이에 간극이 발생하도록 설정되어 있고, 도통 부재와 압전 소자의 전극이 도통 접착제 등의 도통 접합 부재에 의해 접속되어 있는 형태를 포함한다. 이 경우의 간극은, 최대로 0.5mm 정도가 매우 바람직하며, 또한, 도통 접합 부재로서는 땜납이나 도전성 접착제가 사용된다.

이 형태에 의하면, 조립 시에, 도통 부재가 수용되는 도통 부재 수용 오목부의 저부가 스토퍼로 되어 도통 부재가 압전 소자의 전극에 접촉하는 것이 차단되어 도통 부재와 압전 소자의 전극 사이에 간극이 생긴다. 도통 부재가 압전 소자의 전극에 직접 접촉하지 않으므로, 빔이 진동할 때 압전 소자와 도통 접합 부재와의 계면에서 작용하는 응력이 경감하고, 동작 불량의 발생이 방지된다. 또한, 조립 시에, 도통 부재가 접촉하여 압전 소자의 전극이 손상될 우려가 없고, 품질의 확보가 도모된다.

다음으로, 본 발명의 압전형 익사이터 유닛은, 상기 본 발명의 압전형 익사이터를 복수개 구비하고, 이들 복수개의 압전형 익사이터가, 유지부끼리가 중첩될 수 있고, 또한 접합된 상태로 적층된 것으로서, 유지부에는, 적층 상태에서, 자신의 단자로부터 적층되는 상대측의 단자에 이르는 공간이 형성되어 있고, 연속하는 이들 공간에, 단자끼리를 도통시키는 단자 도통 부재가, 단자 사이에 협지된 상태로 개재되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 압전형 익사이터 유닛은, 상기 본 발명의 익사이터의 유지부를 적층시켜 구성되는 것이다. 상기와 같이, 상기 익사이터는 도통 부재가 유지부에 형성된 도통 부재 수용 오목부에 수용되어 유지부의 외면으로부터 돌출되어 있지 않으므로, 외면의 대략 전체면을 상대측의 유지부의 외면에 밀착시켜 접합할 수 있다. 그 결과, 익사이터끼리를 충분한 강도로 확실하게 접합할 수 있다. 유지부끼리를 접합하는 방법으로서는, 접합면끼리를 초음파 등을 이용하여 용착시키는 방법이, 견고한 접합 상태를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 완성된 유닛의 익사이터를 적층시켜 얻어지므로, 다양한 기능의 요망이 있는 경우, 상이한 특성의 익사이터를 기능에 따라 조합함으로써, 그 요망에 용이하게 대응할 수 있다. 그러므로, 제조 시의 수고가 경감하는 동시에 라인의 효율화나 제품의 표준화가 가능해져, 비용 절감이 도모된다.

또한, 단자 도통 부재에 의해 복수의 익사이터의 단자끼리가 접속되므로, 1개의 익사이터에 급전함으로써, 모든 익사이터에 급전할 수 있다. 그러므로, 급전용 리드선을 1개의 익사이터에 접속시키면 되므로, 구성의 간소화가 도모된다. 또한, 단자 도통 부재가 단자 사이에 개재되어 외부에 돌출하는 상태로는 되지 않으므로, 박형화에 기여한다는 이점이 있다.

본 발명의 압전형 익사이터 유닛에 있어서, 상기 단자 도통 부재가, 익사이터의 단자에 탄성적으로 접촉하는 탄성 부재로 이루어지는 것을 포함한다. 단자 도통 부재가 탄성 부재이며, 적층되는 익사이터의 단자 사이에 탄성 변형 상태로 협지되고, 단자에 대하여 탄성적으로 접촉함으로써, 단자 사이의 도통이 확실하게 유지된다.

또한, 압전형 익사이터의 빔 사이에 쿠션재를 협지한 형태는, 빔 사이의 간격을 유지하고, 또한 빔끼리의 접촉이 방지되는 점에서 바람직한 형태이다.

본 발명의 압전형 익사이터에 의하면, 단자와 압전 소자의 전극을 도통시키는 도통 부재의 간섭이 생기지 않으며 유지부의 기기로의 장착면을 크게 취할 수 있으므로, 유지부를 확실하고도, 견고하게 기기에 고정할 수 있고, 그 결과, 성능이 충분히 발휘되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 싱글형 익사이터의 (a) 평면도, (b) 측면도, (c) 배면도, (d) 빔 측의 단면도이다.
도 2는 싱글형 익사이터의 (a) 주요부 평면도, (b) 도 2의 (a)의 B-B선을 따라 절단한 단면도, (c)는 도 2의 (a)의 C-C선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 싱글형 익사이터의 제조 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 익사이터의 (a) 평면도, (b) 측면도, (c) 배면도, (d) 빔(25) 측의 단면도이다.
도 5는 적층형 익사이터의 (a) 주요부 평면도, (b) 도 5의 (a)의 B-B선을 따라 절단한 단면도, (c) 도 5의 (a)의 C-C선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 적층형 익사이터의 제조 공정을 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

[1] 싱글형 익사이터

(1-1) 구성

도 1은, 본 발명에 따른 압전형 익사이터를 나타내고 있다. 상기 익사이터(1)는 빔을 1개 구비한 싱글형 익사이터이다. 도 1의 부호 "10"은, 직사각형의 금속 박판으로 이루어지는 기판이다. 이 기판(10)은 SIMM이라고도 하며, 스테인레스나 구리 합금 등의 금속 재료에 의한 것이다. 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(10)의 길이 방향 일단부에는, 길이 방향으로 돌출하는 직사각형의 제1 단자(11)가 일체로 형성되어 있다. 이 제1 단자(11)는, 기판(10)의 폭 방향의 일단에 치우쳐서 형성되어 있다.

기판(10)의 양측면에는, 직사각형상의 압전 소자(20)가, 도전성 접착제 등의 수단에 의해 부착되어 있다. 압전 소자(20)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 단자(11)가 형성되어 있는 기판(10)의 일단측의 소정 영역을 남기고, 상기 영역 이외의 부분의 양측면을 거의 덮고 있다. 기판(10)의 양측면에 압전 소자(20)가 부착된 것을 빔이라고 칭한다. 그리고, 본 실시예의 빔(25)은, 기판(10)의 양면에 압전 소자(20)가 부착된 바이몰프형(bimorph type)이다. 또한, 기판의 한쪽면에만 압전 소자가 부착된 것은 모노몰프형(monomorph type)으로 불리우며, 본 발명은 이 모노몰프형에 적용할 수도 있다.

기판(10)의, 압전 소자(20)로 덮혀있지 않은 일단측의 영역은, 제1 단자(11)의 선단을 남기고 유지부(30)에 의해 덮혀있다. 즉, 빔(25)은 유지부(30)에 의해 캔틸레버형으로 유지되어 있다. 유지부(30)는, 얇은 직육면체형으로 형성된 것이며, 서로 평행한 표면[도 1의 (b), 도 2의 (b)에서 상면](30a) 및 배면[도 1의 (b), 도 2의 (b)에서 하면](30b)은 대략 평탄하여, 빔(25)의 표면과도 평행하다. 그리고, 유지부(30)에 있어서의 표면(30a) 및 배면(30b) 중 적어도 한쪽에는, 후술하는 바와 같이 유지부(30)끼리를 초음파 용착으로 접합하기 위한 용착용 볼록부[에너지 디렉터(energy director)]를 형성해 두어도 된다. 이 용착용 볼록부는, 초음파 용착 시에, 접촉되어 있는 수지끼리 마찰열에 의해 부분적으로 용융되어 접합면끼리를 접합시키는 기능을 행한다. 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유지부(30)의 두께는 기판(10)의 두께의 수배 정도이며, 기판(10)의 일단측은 유지부(30)의 두께 방향의 중앙에 매설된 상태로, 상기 유지부(30)에 고착되어 있다. 제1 단자(11)는 유지부(30)를 관통하여, 선단이 유지부(30)로부터 노출되어 있다.

도 2의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 유지부(30) 내에는, 제1 단자(11)에 인접하여 제2 단자(12)가 매설되어 있다. 제2 단자(12)는, 기판(10)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 제2 단자(12)는, 기판(10) 및 제1 단자(11)와 이격되어 있고, 그 사이에 있는 유지부(30)의 두께에 의해 단락이 방지되어 있다. 제2 단자(12)도, 제1 단자(11)와 마찬가지로 유지부(30)로부터 노출되어 있다. 이로써, 유지부(30)의 일단측으로부터는, 제1 단자(11)와 제2 단자(12)의 선단이 한쌍의 상태로 노출되어 있다. 이들 단자(11, 12)의 선단 노출부(11a, 12a)의 표면측에는, 각각 급전용의 리드선(41)의 단부의 심선(心線)이 땜납(42)으로 접속되어 있다.

유지부(30)는 수지를 성형한 것이 사용되고, 특히, 유지부(30)를 성형함과 동시에 기판(10) 및 제2 단자(12)과 일체화시키는 인서트 성형은, 바람직한 성형법이다. 이 경우의 인서트 성형은, 금형 내에 배열하여 장전(裝塡)한 기판(10)의 제1 단자(11) 측의 단부와 제2 단자(12)를, 금형 내에 주입한 용융 수지로 몰딩하고, 그 수지를 고체화시킴으로써 이루어진다.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제2 단자(12)는 선단 노출부(12a) 측의 장판부(12b)와 단판부(12c)로 이루어지는 대략 L자형의 금속 박판으로 이루어진다. 장판부(12b)와 단판부(12c)의 교차 부분에는, 핀 삽통공(12d)이 형성되어 있다. 그리고, 도 2의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 유지부(30)의 표면(30a)에는, 핀 삽통공(12d) 및 제2 단자(12)에 있어서의 핀 삽통공(12d)의 주위 부분을 노출시키는 원형의 구멍(31)이 형성되어 있다. 또한, 도 1의 (c), 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유지부의 배면(30b)에는, 핀 삽통공(12d) 및 제2 단자(12)에 있어서의 핀 삽통공(12d)의 주위 부분을 노출시키는 오목부(32)가 형성되어 있다. 오목부(32)는, 유지부(30)의 측면으로 개구된 U자형으로 형성되어 있다.

유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)에는, 구멍(31) 및 오목부(32)로부터 유지부(30)의 후단부[빔(25) 측의 단부]의 단면으로 통하는 직선형의 홈[도통(導通) 부재 수용 오목부(33, 34)]이, 각각 형성되어 있다. 이들 홈(33, 34)은, 깊이가 동일하며, 핀 삽통공(12d)으로부터 빔(25)의 길이 방향으로 연장되는 선형을 따라 형성되어 있다.

제2 단자(12)의 핀 삽통공(12d)에는, 핀(도통 부재)(50)이 삽입되어 있다. 이 핀(50)은, 탄성을 가지는 금속봉을 절곡 가공하여 형성된 것으로, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 짧은 중앙부(51)의 양측에 장봉부(長棒部)(52)를 가지는 U자형으로 형성되어 있다. 상기 핀(50)은, 제2 단자(12)의 핀 삽통공(12d)에 중앙부(51)가 삽입되고, 각 장봉부(52)가 홈(33, 34)에 삽입되어 수용된 상태로 되어 있다.

핀(50)의 장봉부(52)는 홈(33, 34)의 저부에 탄성적으로 접촉되어 있고, 따라서, 쌍방의 장봉부(52)에 의해, 홈(33)과 홈(34) 사이의 유지부(30)의 두께가 협지되어 있다. 핀(50)의 굵기는 홈(33, 34)의 깊이보다 충분히 작고, 그러므로 장봉부(52)는 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)으로부터 돌출하지 않고, 홈(33, 34)에 매설된 상태로 수용되어 있다. 각 장봉부(52)는 각 압전 소자(20)의 전극부(도시 생략)까지 연장되어 있고, 선단부(52a)가 도통 접합 부재인 땜납(도통 접착제)(43)으로 상기 전극부에 접속되어 있다. 이 전극부는, 은페이스트 등의 도통 부재에 의해 압전 소자(20)의 표면 및 배면의 대략 전체면에 형성되어 있다. 그리고, 압전 소자(20)의 기판(10) 측의 면에 대해서는, 전극부가 없어도 기판(10)에 의해 압전 소자(20)의 전체면에 도통이 도모되므로 전극부가 형성되어 있지 않아도 된다. 또한, 유지부(30)의 배면(30b) 측의 오목부(32) 내에서 노출되는 핀(50)과 제2 단자(12)가, 땜납(44)으로 접속되어 있다.

도 2의 (a) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)에는, 유지부(30)에 매설되어 있는 기판(10)의 일단부에 통하는 원형의 제1 도통공(빈 부분)(35)이 각각 형성되어 있다. 이들 제1 도통공(35)은 크기가 같으며, 기판(10)을 협지하여 표면과 배면의 한쌍의 상태로 형성되어 있다. 또한, 도 2의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)에는, 유지부(30)에 매설되어 있는 제2 단자(12)에 통하는 원형의 제2 도통공(빈 부분)(36)이 각각 형성되어 있다. 이들 제2 도통공(36)은, 제1 도통공(35)과 동일한 크기이며, 제2 단자(12)를 협지하여 표면 및 배면의 한쌍의 상태로 형성되어 있다.

(1-2) 제조 공정

이상이 익사이터(1)의 구성이며, 이어서, 이 익사이터(1)의 제조 공정을 설명한다.

도 3의 (a)는, 인서트 성형 등에 의해 기판(10)이 유지부(30)에 유지된 것과 압전 소자(20)를 나타내고, 다음 공정에서, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 압전 소자(20)를 접착제 등에 의해 기판(10)의 양면에 부착한다. 다음으로, 핀(50)을 유지부(30)에 장착한다. 거기에는, 먼저 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 핀(50)의 한쪽의 장봉부(52)를 제2 단자(12)의 핀 삽통공(12d)에 삽입시킨다. 그리고, 탄성변형시키면서 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 중앙부(51)를 핀 삽통공(12d)으로 통과하게 하고, 이어서, 핀(50)을 R 방향으로 회전시키고, 각 장봉부(52)를 각 홈(33, 34)에 끼워넣는다.

핀(50)의 각 장봉부(52)는, 상기와 같이 각 홈(33, 34)의 저부에 탄성적으로 접촉하고, 이 상태에서, 선단부(52a)와 압전 소자(20)의 전극부와의 사이에는 간극이 형성된다. 이 간극은, 홈(33, 34)의 깊이에 따라서 정해지며, 바꾸어 말하면, 홈(33, 34)의 깊이는, 선단부(52a)와 압전 소자(20)의 전극부와의 사이에 간극이 형성되도록 설정되어 있다. 그리고, 이 간극은, 최대로 0.5mm정도가 된다.

이로써, 핀(50)은 유지부(30)에 장착되고, 이어서, 핀(50)의 각 장봉부(52)의 선단부(52a)를 각 압전 소자(20)의 전극부에 땜납(43)으로 접속하고, 또한, 유지부(30)의 배면(30b) 측의 오목부(32) 내에서 노출되는 핀(50)을 제2 단자(12)에 땜납(44)으로 접속한다. 또한, 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)의 선단 노출부(11a, 12a)에, 리드선(41)의 심선을 땜납(42)으로 접속한다. 이상으로, 본 실시예의 익사이터(1)를 얻는다[도 3의 (d) 및 (e) 참조].

(1-3) 익사이터의 동작

본 실시예의 익사이터(1)에서는, 유지부(30)에 유지된 빔(25)의 기판(10)에는 제1 단자(11)로부터, 또한, 압전 소자(20)에는 제2 단자(12)로부터 핀(50)을 통하여, 각각 교류 전압에 의한 교류 신호가 흐르게 된다. 이와 같이 교류 신호가 흐르게 되면, 압전 소자(20)가 길이 방향으로 신축하고, 빔(25) 전체가 휨 진동한다. 빔(25)은 공급되는 교류 신호에 따른 주파수로 진동한다. 이 익사이터(1)는, 유지부(30)의 표면(30a) 또는 배면(30b)이, 예를 들면, 액정 패널 등의 플랫(flat) 면에 밀착되어 고정되고, 패널을 진동시켜 소리를 발생시키도록 사용된다. 기기로의 고정 수단은, 접착제나 양면 점착 테이프 등이 바람직하게 채용된다.

(1-4) 익사이터의 작용 효과

상기 익사이터(1)에 의하면, 제2 단자(12)와 압전 소자(20)의 전극을 접속하기 위해 유지부(30)에 장착되는 핀(50)이, 유지부(30)에 형성된 홈(33, 34)에 매설 상태로 수용되어 있다. 그러므로, 핀(50)이 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)으로부터 돌출되어 있지 않고, 표면(30a) 및 배면(30b)의 평탄한 상태가 유지된다. 표면(30a) 및 배면(30b) 중 적어도 한쪽이 기기로의 장착면이 되므로, 그 장착면의 면적을, 핀(50)의 간섭을 받지 않고, 가능한 크게 취할 수 있다. 그 결과, 기기에 대하여 충분한 강도로 확실하게 익사이터(1)를 고정할 수 있고, 익사이터(1)의 성능을 충분히 발휘하게 할 수 있다.

본 실시예의 익사이터(1)에 있어서는, 상기와 같이 수지제의 유지부(30)를 기판(10)과 함께 인서트 성형하고, 상기 인서트 성형 후에 압전 소자(20)를 기판(10)에 부착하여 빔(25)을 구성하면, 다음의 이유로 인하여 바람직하다. 즉, 유지부(30)의 성형과, 유지부(30)와 기판(10)과의 일체화의 공정을 1회의 공정으로 행할 수 있으므로, 생산성이 향상되는 동시에, 유지부(30)에 대하여 기판(10)을 견고하게 고정시키는 것이 가능하기 때문이다. 또한, 기판(10)에 대한 유지부(30)의 위치 결정 정밀도를 높일 수 있는 이점도 있다.

또한, 인서트 성형 시에는, 수지를 가열 용융시키지만, 기판(10)에는 압전 소자(20)가 부착되어 있지 않으므로, 압전 소자(20)로의 열 영향을 고려할 필요없이 인서트 성형할 수 있다. 따라서, 유지부(30)를 형성하는 수지의 종류를 비교적 저온용으로 한정할 필요가 없어, 수지 재료의 선정의 자유도가 넓어진다. 예를 들면, 염가의 수지를 사용하는 것이 가능해지고, 이에 따라 비용 절감이 도모된다. 또한, 고유동성의 재료를 사용하여 얇게 성형함으로써, 소형화, 박형화가 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 본 발명의 도통 부재로서, 탄성을 가지는 U자형의 핀(50)을 사용하고 있다. 핀(50)은 가는 봉형이며 비교적 점유 공간이 작으므로, 핀(50)을 수용하는 홈(33, 34)도 이에 따라 가늘게 할 수 있다. 그러므로, 유지부(30)의 표면(30a) 및 배면(30b)의 면적의 감소가 억제되고, 이 점에서도 고정 강도의 향상이 도모된다.

[2] 적층 익사이터

다음으로, 본 발명에 따른 압전형 익사이터 유닛을 설명한다.

(2-1) 구성

도 4는 일실시예의 익사이터 유닛이며, 이 익사이터 유닛(2)은, 상기 일실시예의 싱글형 익사이터(1)를 2개 중첩시켜 형성되는 적층 익사이터이다.

2개의 익사이터(1)는, 빔(25)의 연장되는 방향을 일치시키고, 또한 한쪽의 유지부(30)의 배면(30b)에 다른 쪽의 유지부(30)의 표면(30a)을 중첩시켜 접합되어 있다. 유지부(30)끼리의 접합은, 접착제나 양면 점착 테이프 등의 수단을 사용할 수 있지만, 초음파 용착이, 고정 강도나 생산성의 면에서 바람직하게 채용된다.

빔(25)은 서로 평행으로 배치되지만, 빔(25) 사이에는, 간격을 유지하면서, 빔(25)끼리의 접촉을 방지하기 위하여, 직사각형의 쿠션재(60)가 협지되어 있다. 쿠션재(60)는, 고무나 우레탄 등의, 절연성을 가지고, 또한 유연성이 있는 탄성 부재가 바람직하게 사용된다. 쿠션재(60)는, 한쪽의 빔(25), 또는 양쪽의 빔(25)에 대하여, 접착 등의 수단에 의해 부착된다. 한쪽의 익사이터(이 경우, 도 4의 상측)(1)에는 리드선(41)이 접속되어 있지 않고, 리드선(41)은 아래쪽의 익사이터(1)에만 접속되어 있다.

도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 위쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)에 있어서의 배면(30b) 측의 제1 도통공(35)과, 아래쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)에 있어서의 표면(30a) 측의 제1 도통공(35)은 연속되어 있다. 그리고, 연속하는 이들 제1 도통공(35, 35)에, 금속제의 코일 스프링(단자 도통 부재, 탄성 부재)(55)이, 상하의 기판(10)에 접촉하여 협지되어, 압축 상태로 개재되어 있다. 또한, 이와 마찬가지로, 위쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)에 있어서의 배면(30b) 측의 제2 도통공(36)과, 아래쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)에 있어서의 표면(30a) 측의 제2 도통공(36)은 연속하고, 연속하는 이들 제2 도통공(36, 36)에, 금속제의 코일 스프링(55)이, 상하의 제2 단자(12)에 접촉하여 협지되고, 압축 상태로 개재되어 있다[도 5의 (b) 참조].

(2-2) 제조 공정

이상이 익사이터 유닛(2)의 구성이며, 이어서, 이 익사이터 유닛(2)의 제조 공정을 설명한다. 도 6의 (a)는, 2개의 익사이터(1)와, 쿠션재(60) 및 코일 스프링(55)으로 분해된 익사이터 유닛(2)을 나타내고 있다. 다음 공정에서, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 아래쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)의 각 도통공(35, 36)에 코일 스프링(55)을 끼워넣는다. 또한, 쿠션재(60)를 아래쪽의 익사이터(1)의 빔(25) 상에 부착한다.

다음으로, 아래쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)에 위쪽의 익사이터(1)의 유지부(30)를 씌워서 중첩시키고, 코일 스프링(55)을 위쪽의 유지부(30)의 각 도통공(35, 36)에 끼워넣는다. 그리고, 유지부(30)끼리를, 상기 초음파 용착 등의 수단에 의해 접합한다. 이상으로, 본 실시예의 익사이터 유닛(2)을 얻는다[도 6의 (c) 및 (d) 참조].

(2-3) 익사이터 유닛의 동작

본 실시예의 익사이터 유닛(2)에는, 아래쪽의 익사이터(1)에 접속된 리드선(41)으로부터, 상하의 익사이터(1)에 교류 신호가 흐르게 된다. 즉, 아래쪽의 익사이터(1)의 제1 단자(11)에 공급된 교류 신호는 아래쪽의 익사이터(1)의 기판(10)에 공급되고, 또한 제1 단자(11)에 접촉되어 있는 코일 스프링(55)을 통하여, 위쪽의 익사이터(1)의 기판(10)에 교류 신호가 공급된다. 한편, 아래쪽의 익사이터(1)의 제2 단자(12)에 공급된 교류 신호는, 그 제2 단자(12)로부터 핀(50)을 통하여 압전 소자(20)에 공급되고, 또한 제2 단자(12)에 접촉되어 있는 코일 스프링(55)을 통하여 위쪽의 익사이터(1)의 압전 소자(20)에 교류 신호가 공급된다. 이로써, 상하의 빔(25)이 진동한다.

(2-4) 익사이터 유닛의 작용 효과

상기 익사이터 유닛(2)은, 싱글형 익사이터(1)의 유지부(30)를 적층시켜 구성되는 것이다. 익사이터(1)는, 상기와 같이 핀(50)이 홈(33, 34)에 매설 상태로 수용되고, 표면(30a) 및 배면(30b)으로부터 돌출되어 있지 않으므로, 유지부(30)끼리를 밀착시켜 접합할 수 있다. 그 결과, 익사이터(1)끼리를 충분한 강도로 확실하게 접합할 수 있다.

또한, 완성된 단체(單體)의 익사이터(1)를 적층시켜 얻기 위하여, 다양한 기능의 요망이 있는 경우, 상이한 특성의 익사이터를 기능에 따라 조합함으로써, 그 요망에 용이하게 부응할 수 있다. 그러므로, 제조할 때의 수고가 경감되는 동시에 라인의 효율화나 제품의 표준화가 가능해지고, 비용 절감이 도모된다.

또한, 2개의 익사이터(1)의 제1 단자(11)끼리, 제2 단자(12)끼리가, 각각 코일 스프링(55)에 의해 접속되므로, 한쪽(도시한 예에서는 아래쪽)의 익사이터(1)에 급전함으로써 2개의 익사이터(1)에 급전할 수 있다. 그러므로, 급전용의 리드선(41)을 1개의 익사이터(1)에 접속시키면 되므로, 구성의 간소화가 도모된다. 또한, 코일 스프링(55)이 단자 사이[제1 단자(11) 사이, 제2 단자(12) 사이]에 개재되어 외부에 돌출하는 상태로 되지 않으므로 박형화에 기여한다는 이점이 있다. 또한, 단자 사이에 코일 스프링(55)을 압축 상태로 개재시키기 때문에, 단자 사이의 도통이 확실하고 안정된 것이 된다.

그리고, 본 실시예와 같이 단자 사이에 개재하는 단자 도통 부재를 코일 스프링으로 구성하는 경우, 외경이 일정한 통상의 코일 스프링이 아니라, 원추형으로 형성된 코일 스프링을 사용하면, 압축 상태에서 보다 얇게 되므로, 박형화에는 효과적이다.

또한, 단자끼리를 접속하는 단자 도통 부재로서는, 단자 사이에 탄성 변형 상태로 협지되는 탄성 부재이면, 코일 스프링 이외의 것도 사용된다. 이와 같이 탄성 부재를 사용함으로써, 단자끼리의 도통이 확실하고 안정된 것이 된다. 또한, 익사이터는 2개 적층하고 있지만, 익사이터의 적층 수는 필요에 따라 임의로 해도 된다.

1: 익사이터 2: 익사이터 유닛
10: 기판 11: 제1 단자
12: 제2 단자 20: 압전 소자
25: 빔 30: 유지부
33, 34: 홈(도통 부재 수용 오목부) 35, 36: 구멍(빈 부분)
43: 땜납(도통 접합 부재) 50: 핀(도통 부재)
55: 스프링(단자 도통 부재, 탄성 부재)

Claims

기판에 압전 소자가 부착되어 이루어지는 빔;
상기 빔을 유지하는 유지부;
상기 유지부에 고정된, 상기 압전 소자로의 급전용(給電用) 단자; 및
상기 단자와 상기 압전 소자의 전극을 도통(導通)시키는 도통 부재
를 구비한 압전형 익사이터에 있어서,
상기 유지부에 도통 부재 수용 오목부가 형성되고, 상기 도통 부재 수용 오목부에 상기 도통 부재가 매설 상태로 수용되어 있는, 압전형 익사이터.
제1항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 기판과 함께 인서트 성형되는 수지에 의해 형성되어 있고, 상기 인서트 성형 후에 상기 압전 소자가 상기 기판에 부착되어 상기 빔이 구성된 것인, 압전형 익사이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도통 부재는 탄성을 가지는 U자형의 핀이며, 상기 핀이, 상기 도통 부재 수용 오목부의 저부(底部)에 탄성적으로 접촉하는 상태로, 상기 도통 부재 수용 오목부에 수용되어 있는, 압전형 익사이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도통 부재 수용 오목부의 깊이는, 상기 도통 부재 수용 오목부에 상기 도통 부재를 수용한 상태로, 상기 도통 부재와 상기 압전 소자의 상기 전극과의 사이에 간극이 발생하도록 설정되어 있고, 상기 도통 부재와 상기 전극이 도통 접합 부재에 의해 접속되어 있는, 압전형 익사이터.
복수개의, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전형 익사이터가 상기 유지부끼리 중첩되면서 접합된 상태로 적층된 압전형 익사이터 유닛이며,
상기 유지부에는, 적층 상태로, 자신의 상기 단자로부터 적층되는 상대측의 상기 단자에 이르는 빈 부분이 형성되어 있고, 연속하는 이들 빈 부분에, 단자끼리를 도통시키는 단자 도통 부재가, 단자 사이에 협지된 상태로 개재되어 있는, 압전형 익사이터 유닛.
제5항에 있어서,
상기 단자 도통 부재는, 상기 단자에 탄성적으로 접촉하는 탄성 부재로 이루어지는, 압전형 익사이터 유닛.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 압전형 익사이터의 상기 빔 사이에 쿠션재가 협지되어 있는, 압전형 익사이터 유닛.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지부끼리가 초음파 용착(溶着)에 의해 접합되어 있는, 압전형 익사이터 유닛.