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    公开号:WO1984002823A1
    申请号:PCT/JP1983/000454
    申请日:1983-12-27
    公开日:1984-07-19
    发明作者:Muneyoshi Miyata
    申请人:Muneyoshi Miyata；
    IPC主号:H04R17-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 眷 圧 «型振動子 JO製造法 技術分野
    [0002] 本発钥は、 通信用機能部品、 音春部品、 その他に用 る圧電型振動子の製造法に係る も のである。 背景技術
    [0003] 従来、 圧電型振動子は、 例えば三成分系ジ ル コ ン · チ タ ン 酸 —系セ ラ ミ づ ク等の金属酸化物粉末を粉末冶金的 方法によ 成型、 焼結して得られた圧電性物質焼結体（圧 電セ ラ ミ ッ ク ス ） を、 適当 な形状、 寸法の薄片状に 1妆 宛機械的方法に よ っ てス ラ イ ス し、 更にこのス ラ イ ス し たも の ^表面を研磨して圧 ¾素子ゥ ェ と し、 該圧電 素子を主と して金属薄板よ 成る振動板 （ 電極板） に接 着剤を も っ て一体的に接着して製造されている。
    [0004] この従来方法によ る圧雷型振動子の製造法では、 焼結 体自体が硬く て脆いため、 おのずからス ラ イ ス可能な寸 法的限界があ ] 、 加工及びその取扱いが極めて麯か し く ， この点が制約とる って、 よ D以上の薄寸法の圧電素子（現 在、 0.15 請位が眼界とされている。 ） の出現が不可能と る っていた。 更に、 製造 ¾ェ及びその取扱いが難しいた め、 圧電素子自体及び該素子を用いた製品のコ ス ト を著 し く 押 し上げていた。 又、 上記によ って得られた圧雪型振動子をス ビー カー と して使用 した楊合を^にと る と、 現在この圧 «型振動 子が高音域のツイ 一タ ース ビー カー用と して莫大 *攮数 が生産されているが、 圧 S素子が厚 ため （ 上記の如く 0.15 » J¾上 ） 、 ばね定数が高く なつて低い周狭数では共 振しに く く、 やむな く 高音域用のツ イ 一タ ース ピー カ ー (周波数 400 Hz以上 ） と してのみ使用されているのが現 状である。
    [0005] 本発明は、 圧電型振動子の製造に闋 し、 上記従来の事 情及び問題点の解決を 目的と して されたものであ ！？、 従来方法の最大の欠点であ った、 圧鼋材科の成型燒紡体 を極薄に 1枚宛ス ラ イ ス し、 これを更に研磨する とい う 極めて精密で取扱いに注意を要し、 しかも加工時間のか かる工程を無く して、 極めて簡単かつコ ス ト 安に圧 ¾型 振動子を製造する方法を提供する こ と を目的とする。
    [0006] 又、 本発明は従来の焼結セ ラ ミ ッ ク ス に全く 劣らるい 各種強度、 一体的組成、 断面密度及び、 比重等を有 し、 圧電素子と しての性能を完全に具備する と と も に、 目的 に応 じてどのよ う 厚薄寸法にでも 自在に形成可能な圧 «型振動子の叛造法を提供する こ と を目的とする。 発明の開示
    [0007] 本発明は、 従来の成型熳結体をス ラ イ ス して圧雪素子 を形成し、 これを爾後的に振動板に接着して圧驚型振動 子 ¾：製 ¾するのに代え、 擢動梗とるる板状体に対して、 圧電素子の材料粉末を適宜の瀋射装置によ って直接に溶 射結着して、 該板状体に目的の形状、 面積、 厚さの圧髦 素子を結着形成して、 圧驚型振励子を製造する こ と を特 長とする も のである。
    [0008] - 図面の簡単 ^説明
    [0009] 第 1 図は本発明方法によ ] 圧 ¾型振動子を製造するェ 程を示す説明図、 第 2図は第 1 図の製造方法にマ ス クを 用いた工程説明図、 第 3 図は広面積の板状体及びマス ク を用いて多数の圧電型振動子を製造する実施例図で、 第 3 図 )は裉状体の平面図、 第 3 図（B)はマ ス ク の平面図、 第 3 図 IC)は両者を用 た製造工程の説明図、 第 4 図は板 状体面を粗面 と し、 該粗面に溶射圧雷材料が付着した状 態を示す拡大断面説明図、 第 5図（AMB)は変形の板状体に 溶射結着 して得た変形の圧電型振動子の断面図、 第 6 図 は稹層構成の圧電型振動子の断面図である。 発明を実旅するための最良の形態
    [0010] 本発明 をよ 詳飆に説明するために、 以下添付図面に 従ってこれ ¾説明する。
    [0011] 第 1 図は本発明の第 1 の実施例を示 し、 振動板人 と ¾ る板状体 A'の目的部分 1 に、 適宜の瀋射装置 B を も って、 圧電素子の材料粉末 2 を設定厚の被澳状乃至 *状等に溶 射結着 し、 該《状体 即ち振動板 A の目的璩分 1 に被澳 状乃至《状等の圧鼋素子 Cを一体的に形成して圧雪型振 »子 Dを製造するよ うにしたも のである。
    [0012] 振動板 A即ち板状体 A'と しては、 通 、 黄銅、 スズメ ツ キ鉄梗等の金属薄板を用いる。 ま た、 該板の性状はリ ジ ッ ト及びフ レ キ シブル ¾ ど適宜であ ] 、 更には、 同じ く リ ジ ッ ト タ イ ブ及び フ レ キ シ ブル タ イ ブの プ リ ン ト 配 線基棱を用いる こ と も可で ある。 伹し、 板面に対して潘 射を行う こ とか ら、 耐熱性を考慮して適宜の板状体を通 定するもの とする。
    [0013] 溶射装置は、 高熱 （ 例、 1500〜2000 C以上 ） 雰囲気中 に目的材料粉末を賓射通過せしめて、 瞬間的に該粉末を 加熱溶 II状態と して、 該状態のま ゝ対象物面に港射結着 せ しめる装置であ ]) 、 锊えばプラズマ溶射機を用いる。
    [0014] プラズマ溶射機は電気によ つてプラズマを発生させる プラズマ発生装置 3 と材料粉末の ¾射装置 4か ら成 、 賓射 した材科粉末 2 をプラズマ雰囲気 5 中を通過させて 溶繳乃至半溶融状態と つた粉末を対象物面に高速度で 強力に餐突させて溶射結着し、 該面に罔材料の被赓乃至 «状の雇を形成する も のであ る。
    [0015] こ の溶射方法に よれば、 材科粉末が溶皲乃至半溶 ¾状 態のま 対象物面に高速衝突して結着する も のである こ とから、 その結着力は極めて強 く 、 金属メ ツ キに膀 、 鍰捿に類 した強度を示すものであ 、 また、 その よ う に ¾力に結着した先着粒子に後辏溶》教子が次 * と高速衡 突し結着する も のであるから、 これによ つて形成された 層はその材料の鱒造品に近拟した一体的維成と各種強度
    [0016] O PI JP8 00454
    [0017] - 5 - 断面崈度及び比重等を具有 したも のが得られる も の であ る o
    [0018] 本発明に用いる瀋射装蠹は、 上記プラ ズマ溶射機に限 定するも のでは ¾ く 、 要するに圧電素子の材科粉末を嘴 射してこれを邃宜形成 した高熱雰囲気中を通して瞬 M的 に瀋融して板状体 A'に溶射結着する装蠹であれば、 その 具体構成は適宜である。 更に、 高熱雰囲気の具体的温度 は用いる圧電素子の材質に よ 当然に高低謂節する。 - 上記方法に よっ て得られた圧電型振動子！）は、 使用に 先立ってその圧電素子 C の表面を適宜研磨仕上げ （ ラ ブ ビン グ ） し、 同面に銀ペー ス ト の印刷 （ 塗布 ） 、 爐付に よ って、 或は、 上記同様に電極と る金属材料粉末を瀋 射装置 Bに よ って溶射する ど して、 速宜電極 Eを形成 する。
    [0019] 第 2 図は本発明の第 2 の実施例を示 し、 上記の圧鼋型 振動子の製造方法におい て、 適宜の溶射装鼴 B を も って 圧電素子の材科粉末 2 を溶射するに先立ち、 板状体 A'面 に、 溶射目的部分 1 を除いて、 適宜のマ ス ク る を形成し、 該マス ク 6 を形成 した裉状体 A'に対して圧《素子の材料 粉末 2 の溶射を行ったのち、 該マ ス ク 6 を適宜除去 し、 板状体 A '即ち振動板 Aに目的形状 1 の圧電素子 Cを一体 的に結着形成して圧 ¾型振動子 D を製造する よ うに した ものである。
    [0020] 上記の板状体 A'に対するマ ス ク 6 の形成は適宜である が、 例えば、 金属 «その他の耐熱性板に、 形成目的たる 圧 ¾素子 Cの形状の孔 7 を、 ブ レス加工まえはエ ツ チ ン グ等に よつて適宜穿孔 して設けたマ ス ク 6 を梗状体 面 上に当接して用 る機械的マ ス キ ン グ方法、 あるいは板 扰体 A'面に、 ブ リ ン ト記練基梗のブ リ ン ト ^理工程と同 様に、 目的部分 1 を除いたパ タ ー ン の レ ジス ト漢等を印 刷その他によって形成 して、 このレ ジス ト 漠をマ ス ク 6 と したも のに対して溶射を行い、 溶射工程終了後に化学 的手法によって該レ ジス ト属等を除去する化学的マ ス キ ング方法によ D行、う。
    [0021] 第 3図は本発明の第 3の実旄 «を示 し、 この実 ¾例は 上纪の圧 «型振動子の »造方法に いて、 多数礪の摄動 « Αの平面的列設を想定した広面積の篯状体 A'を用意し 誼梗状体 A'面における各掘の圧電素子形成目的部分 1 を 除 て、 他の胬面に適宜のマ ス ク 6 を形成し、 このマス ク 6 を形成 した «状体 A'面に対して圧 ¾素子の材料粉末
    [0022] 2 の溶射を行ったのち、 ¾ マ ス ク 6 を適宜除去して、 板 状体 A'面の各儀の圧 «素子形成目的籙分 1' に け圧電林 料が溶射結着して各 の圧鼋素子 Cが形成されたもの D' を設け、 この D'、 から、 上記各锢の圧電素子 Cが形成さ れた部分を含めた撅動梗 A とるる部分を適宜摘出 して、 広面積の ¾状体 A'か ら多数儀の圧電型振動子 D ¾同時若 し く は速辏的に製造するよ うに したもの ある。
    [0023] 上記広面積の *状体 A'と しては第 3 図示の長方形板状 のものの他、 一定幅で速總長の梗状体 （ 図示せず、 ^え ばフ レキ シ ブル ¾ フー プ材状の もの ¾ ど ） が考えられる
    [0024] OMPI IFO が、 例えば、 第 3 図示の如 く 、 円形の振動板 Aに円形の 圧 ¾素子 Cを瀋射形成した多数の圧電型振動子 Dを製造 する 目的の も とに、 まず、 板状体 A'にブ レス加工を も つ て、 振動板 Aと ¾る部分 8 の周囲を極めて狭小 *ブ リ ツ ジ部 9 を残して抜 き落 し孔 10を多数穿孔列設し、 一方、 上記板状体 A'と同形间大の板体の圧 ¾素子と る目的部 分 1 の形状を同 じ く ブ レ ス加工で抜き 落して孔 7 を上記 抜き落し孔 10と同数相対位置に穿設 したマ ス ク 6 を別設 し、 上記板状体 A'上に上記マ ス ク 6 を当接 して、 圧着素 子の材料粉末 2 を溶射装置 Bを も って、 マ ス ク 6上から 全面的に溶射したのち、 マ ス ク 6 を除去して、 板状体 A' 面の各個の圧電素子形成目的部分 1 にだけ圧電材料が溶 射結着して各倔の圧電素子 Cが形成された もの D'を設け， こ の から、 前記ブ リ ッ ジ部 9 を適宜切断摘出 して、 多 数個の圧電型振動子 Dを製造す.る も のである。
    [0025] お上例の板状体 A'は厚さ 0.2購 、 縦 160 雌 、 横 224 購 の黄銅板に 5列各 8 個で計 40個の直径 20 «の振動板部分 をブレ ス成形し、 一方、 同形同面穰で厚さ 0.3露の ス テ ン レ ス鋼板に同列同数で計 40個の直径 16 »の孔 7 を穿孔し たマ ス ク 6 を同 じ 〈 ブ レ ス成形で設けた も の であ ] 、 ま た、 ブ リ ッ ジ部分はその狭小部分で 0.3購と したも の で、 よ って、 直径 20 «の振動板 A上に直径 16 麵の圧電素子 C を溶射形成 した圧電型振動子 D を一挙に 40俚製造する。
    [0026] 第 4 図は本発明の第 4 の実施例を示 し、 こ の実施例は 上記の圧電型振動子の製造方法にお て適宜の瀋射装置
    [0027] OMPI Bをも って圧電素子の材料粉末 2 を溶射するに先立ち、 坂状体 A'面にサン ドプラ ス ト等の適宜手 Sで粗面 11を形 成し、 該粗面 11に対して溶射を行って、 圧 ¾素子の粉末 材料 2の溶融状態の ものが該粗面 11構遣に *に喰い込み 結着する よ うに して、 も って、 板状体即ち摄勖坂 A とそ の面に形成された圧竃素子 C の一体的結着性能を向上し、 圧電素子 Cが振動板 Aから容易に剝離しない よ うに した も のであ る。
    [0028] 上記の粗面 11の形成方法には、 サ ン ドブラス ト や工具 によ る切削や研削及び金属材料等粉末の溶射によ る港射 胰形成等による機械的る方法と 、 藥剤による腐敏ゃ «解 及びメ ツ キ ¾ どによ る化学的な方法が考えられ、 その'採 捩は任意であるが、 粗面 11の顕微鏡的構成が鍰ぃ钱角的 も の 方が溶射結着力がよ ] 大き いことか ら、 機械的 方法の方が適合している と考え られる。
    [0029] 第 5 図は本発明の第 5 の実施例を示し、 この実施例は 上記の圧電型振励子の製造方法において、 板状体 A'即ち 振動梗 Aの形状を、 上記例の如 く 平面状に限らず、 半球 面状、 円錐状、 波形状、 筒状、 その他の変形々状を含め て、 全 く 任意と したものである。
    [0030] 即ち、 第 5 図の (^に示すものは坂状体 A'即ち振動板 A を半球面状と したものであ 、 また )は円錐状と した^ を示すも のであ る。
    [0031] 而して、 本発明方法は板状体 面に対して圧電素子の 材料粉末を溶射結蓊する ものであるから、 溶射対象面の
    [0032] OMFI
    [0033] ' 4 . VIFO 形状は上例に展らず全く 任意である β
    [0034] そ して、 凹凸形状、 深浅度合等による 着材料の厚薄 の部分的相逮の発生は、 適宜研磨修正する どによ って 容易に解決し う る。
    [0035] 第 6図は本発明の第 6 の実施例を示 し、 こ の実施例は 上記の圧電型振動子の製造方法に いて、 梗状体 A'即ち 振動板 Α に溶射結着形成 した圧 ¾素子 C上に、 同 じ く 溶 射手段ま たは他の適宜手段で電極 Eを形成 し、 該¾極 E 上に再び圧 ¾素子の林料粉末 2 を溶射結着して圧電素子 Cを形成 し、 更にその上に «極 Eを形成し、 該電 S E上 に圧電素子 Cを溶射形成する こ との、 邃宜回数の緣 ] 返 しによ i？ 、 圧電素子 C と ¾極 Eを穰層構成と した圧電型 振動子 D を製造する よ う にした も のである。
    [0036] 上記において、 溶射形成 した圧鼋素子 C上面に電極 E を形成する方法と しては、 従来の如 く 圧電素子 C上に缀 ペ ー ス ト を印刷等によ って塗布しこれを燒付けて電極 E を形成する他、 圧 ¾素子 C上に も該素子 C の形成と 同様 の手法で電 Sの材科粉末 （ 例、 銀、 ア ル ミ 等の金属粉末） を溶射結着して ¾極 1： を形成する こ と も 当然に可能であ 、 更に、 別設の金属薄板を適宜接着 して設けて も よ く 、 要するに適宜の手段で電極 Eを形成すれば可である。 産業 _tの利用可能性
    [0037] 以上のよ う に、 本発明方法に よれば、 圧 «素子の材科 粉末を溶射装置によ って振動板面に直接溶射結着して誼 板面 該材料の被膜乃至板状体を形成する ものであるの で、 港射量の諷範舗 *によ って、 目的に応じてどのよ う 厚薄寸法にでも 自在に形成可能であ 、 従って、 これ によ って得た圧電型振勐子は、 低周波数でも充分に共振 するので、 高音〜低音域まで Sめて音域の広いス ピー カ 一用その他、 従来の圧電素子を用いた振動子では使用不 可能とされて た、 通信用、 音眷用その他の各種産業上 用途に極めて広範囲に利用 し得る。 ま た、 圧 ¾素子を溶 射形成する振動板の形状は、 上記の如く 平面に限らず全 く 任意である こと から、 形状的る相遠に伴う種々 な性能 の圧 «型振動子が製造可能と ¾ 、 当然に従来全 く 存在 しるかった よ う 振動子の製造も考え られて、 こ の面に おいても全く新 しい分野の利用可能性が期待し得る。
    [0038] OMPI
    [0039] 、L観 -
    权利要求:
    Claims 腈 求 の 範 囲
    1. 振動板と る梗状体の目的部分に、 瀋射魏置をも つ て、 圧駕素子の林料粉末を設定厚の被属状乃至梗状等に 溶射結着 し、 該振勐板の目的雜分に被康状乃至板状等の 圧《素子を一体的に形成して圧電型振動子を製造する よ う に したこ とを特微とする圧電型振動子の製造法。
    2. 適宜の溶射装置 も つて圧電素子の材科粉末を溶射 するに先立ち、 板状体面に、 溶射目 的部分を除いて、 適 宜のマ ス クを形成 し、 該マ ス クを形成 した板状体に対し て圧雪素子の材料粉末の溶射を行ったのち、 誼マ ス クを 速宜除去 し、 板状体に目 的形状の圧電素子を一体的に結 着形成して圧《型摄動子を製造する こ と を特微とする請 求の箱囲第 1 項記載の圧雪型振動子の製造法。
    3. 多数個の振動板の平面的列設を想定した広面積の板 状体を用意し、 該梗状体面における各催の圧 *素子形成 目的部分を除いて、 他の部面に適宜のマ ス クを形成 し、 こ の マ ス クを形成 した梗状体面に対 して圧 ¾素子の材料 粉末の瀋射を行ったのち、 該マ ス ク を適宜除去して、 板 状体面の各個の圧電素子形成目 的部分にだけ圧 «材料が 溶射結着 して各個の圧 «素子が形成された ものを設け、 このも のから、 上記各儸の圧電素子が形成された部分を 含めた振動板と なる镩分を適宜摘出 して、 広面積の板状 体から多数個の圧電型振動子を同時若し く は連練的に製 造するよ うに したこ とを特«とする請求の範囲第 1 項記
    O PI 載の圧 ¾型振 »子の製造法。
    4. 適宜の溶射装匿をも って圧《素子の材科粉末を溶射 する 先立ち、 板状体面にサ ン ド ブ ラ ス ト 等の適宜手段 で粗面を ¾成 し、 該粗面 対して溶射を行って、 圧電素 子の粉末材科の溶黢状態のも のが該粗面構造に密に喰い 込み結着する よ う にして、 も って、 板状体とその面に形 された圧電素子の一体的結着性能を向上し、 圧《素子 が梗状体から容易に刹雌しない よ う にした ことを特徴と する請求の範囲第 1項乃至第 3項記载の圧《型振動子の 製造法。
    5. 板状体の形状を半球面状、 円錐状、 波形状、 筒状と したこ と を特徴とする請求の範囲第 1 項乃至第 4項記 の圧 *型振動子の製造法。
    6. 板状体即ち振動 « 溶射結着形成 した圧電素子上に 同 じく溶射手段または他の適宜手段で電 Sを形成 し、 該 電極上に再び圧 ¾素子の材料粉末を溶射結着 して圧電素 子を形成 し、 更にその上に驚 Sを形成 し、 該電極上に圧 電素子を溶射形成する こ との、 適宜回数の繰 返しによ 、 圧 ¾素子と電極を積履構成と したこ とを特徴とする 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 4項及び第 5項記載の圧 電型振動子の製造法。
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    公开号 | 公开日
    JPS59125200A|1984-07-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1984-07-19| AK| Designated states|Designated state(s): DE GB US |
    1984-07-19| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): FR |
    1986-01-09| REG| Reference to national code|Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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