CN1086368A

CN1086368A - 压电变换器

Info

Publication number: CN1086368A
Application number: CN93118580A
Authority: CN
Inventors: 菊地隆史; 和田孝志
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1994-05-04
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: EP0595514A2; EP0595514A3; US5371428A; CN1037396C; MY112868A; EP0595514B1; DE69333058T2; DE69333058D1

Abstract

一种由外壳、压电膜片和声阻片构成的压电变换器，外壳有一个开口和一个壁上有孔的底壁，底壁形成一个内空间，该外壳还有一个环绕孔的下凹区，压电膜片沿其外圆周缘支承在外壳的顶面上，在内空间中形成含有孔的封闭腔体，声阻片用充填在下凹区中的粘结剂粘在外壳壁上，以便封住孔。采用这种结构，防止了由于粘结剂的渗入而引起阻尼不良的问题。

Description

本发明涉及一种压电变换器，特别涉及通常用于电话、对讲电话系统等的压电变换器的改进。

在这种类型的压电变换器中，压电膜片的谐振频率和腔体的谐振频率之间存在显著的差别，从而导致两个谐振频率之间低劣的频率特性。作为解决这个问题的一种手段，在现有技术中众所周知的方法是采用纤维阻尼材料，这种纤维尼材料产生适当的声阻而使频率特性平坦并改进了频带宽度。在日本已公开的实用新型专利第17899/1988号中披露了这种技术。纤维阻尼材料通常是用具有每英寸数百目（openings）的布制成的，用这种布能满足使频率特性平坦化的要求，这种纤维阻尼材料用粘结剂贴在支承压电膜片的盒子上，粘有纤维阻尼材料的区域有一个阻尼孔，而且除对应于该阻尼孔的面积之外，纤维阻尼材料的整个表面都粘在盒子上，上述的日本公开实用新型专利17899/1988号中披露了这种方法。

有关现有技术的其他参考文献是第68298/1988日本公开实用新型专利，这种压电变换器在壳体内空间的周边上有一个环形边缘表面，压电膜片的周边用粘结剂粘结在壳体的边缘表面上，并且在粘结的表面一侧内部空间形成一个封闭的腔体，引线从封闭腔体中引到外面，引线经过穿过壳体的通道引出到壳体的外面来，为了保持封闭空间内的气密性，这个通道用硅树脂之类封起来，在135851/1989号日本公开实用新型专利中描述的受话器和送话器中披露了上述的这种压电变换器。在电话手机中分立地设置有两个压电变换器，一个用于发送，另一个用来接收，以便于它们对应于受话和送话部分。为了保持通向压电变换器的空间和电话手机内部空间之间的气密性，在两个空间之间有密封件，密封件是一个独立的元件，与压电变换器和电话手机都是分离的，而且依靠压电换器对电话手机的组装卡紧力把密封件固定在压电变换器和电话手机之间。

如上所述，由于纤维阻尼材料是用网孔布制成的，所以在用粘结剂粘结时，粘结剂就会渗到围绕阻尼孔的粘结区域的整个表面，从而导致纤维阻尼材料的音响特性变坏而且会引起阻尼失效。上面阐述了前述现有技术存在的问题，上述的现有技术均未披露任何方法来解决由于粘结剂渗入导致阻尼失效的问题。

另外，连接压电膜片的引线是经由壳体上的通道引出到盒外的，所以，保持封闭盒体气密性用的密封胶有时会经由这个通道流到壳体外圆周表面上来，而造成残次品。

还有，由于现有技术的受话器和送话器中的密封件是独立的元件，与压电变换器和电话手机都是分离的，并且密封件是靠压电变换器对电话手机的组装卡紧力固定在两者之间的，所以密封件易于在组装时移动而导致错位，并使之丧失气密性。因此，要使它不发生错位，就必须倍加小心。这种方法降低了组装工序的效率，而且，即使组装时十分细心也决不可能完全解决错位问题，同时，由于密封件是一个独立的元件，与电话手机和压电变换器都是分离的，元件的数量和组装步骤都较多，从而使生产成本增加。

本发明的一个目的是提供一种压电变换器，该变换器用压电元件的压电效应把声波引起的膜片的振动转换为电信号，也能把加在压电元件上的电信号转换成为声波。

本发明的另一个目的是提供一种不致于由于粘结剂渗透而导致阻尼失效的压电变换器。

本发明的再一个目的是提供一种压电变换器，在这种压电变换器中密封胶不会流到引线引出通道外面或粘到该通道上。

本发明还有一个目的是提供一种在装入由受话器和送话器构成的手机中时不致使密封件错位的压电变换器，而且结构简单，组装零件数量少、组装步骤少，使生产成本降低。

为实现上述的发明目的，按照本发明的压电变换器，它包括外壳、压电膜片和声阻片。所述外壳形成一个内部空间，并且在封闭内空间的壁上有一个孔，该壁在孔的周围有一个下凹区域。压电膜片由外壳沿膜片的外圆周支承着，在所述外壳的内空间中形成一个带孔的封闭腔体，声阻片由填入下凹区域的粘结剂粘结在内壁上把孔堵起来。

如上所述，由于外壳有一个内部空间，压电膜片沿其外周缘支承在外壳上，这样，在内部空间内就形成一个封闭腔体，这就构成了靠压电元件的压电效应把声波引起的膜片的振动转换为电信号，也能把加在压电膜片上的电信号转换成声波的压电变换器。

由于在形成内部空间的外壳底壁上有一孔，而压电膜片沿其外周缘支承在外壳上，这样，在内部空间中就形成包含有孔的封闭腔体，声阻片用粘结剂粘在底壁上把孔堵起来，声阻片和孔产生适宜的声阻大小以使频率特性平坦化，从而改善的频率特性。

由于外壳在形成内部空间的壁上有环绕孔的下凹区，而且声阻片是用填充于该下凹区内的粘结剂粘贴到底壁上的，该下凹区的作用是积蓄粘结剂以吸收粘结剂充填量的变化，而且，即使为了加工方便而充填了较多的粘结剂，也可以利用下凹区减少粘结剂的溢出，这与涂敷少量粘结剂所达到的效果是同样的。因此可以防止由于粘结剂外溢而造成的不良粘结以及所引起的过量粘结。从而也就防止了由于粘结剂过量渗入吸附到声阻片中而引起的阻尼失效。

上述外壳还有一个外壁和突起，外壁形成前述的内部空间，同时还有一个环绕内部空间的环形台阶表面，该突起从外壁段伸出，它有一个下凹的通道与环形台阶表面平齐，引线就经由该通道从封闭空间中引出来。按照这种结构，扩大了引线引出面积，使密封胶不易粘结到外壳的周围，从而降低了外观不良产品的发生率，而且用紧固件插入该下凹通道中还可以使密封更加牢固。

在上述外壳的安装表面上有开口，而且环形密封件一体地设置在环绕该开口的端面上，采用这种结构，在把外壳装配到电话手机的受话器或送话器中时，带有开口的安装表面面对着电话手机主体并构成配合表面，这样通过安装外壳就能简单地用密封件把围绕通向开口的空间的区域密封起来。在进行这种装配工作时，在压电变换器和电话手机主体之间密封件没有移动的余地，因此防止了密封件的错位，从而保证了良好的气密性。而且零件和装配步骤的减少使组装工作本身也更简单，成本也可进一步降低。

通过下面结合附图对本发明的详细说明，可以更详细理解本发明及其许多附带的优点。

图1是按照本发明的压电变换器的透视分解图。

图2是图1所示压电变换器的剖视图。

图3是压电变换器的频率-声压特性曲线图。

图4是本发明压电变换器其他实施例的透视分解图。

图5是图4所示压电变换器的剖视图。

图6是使用图4和图5所示压电变换器的受话器在其装配状态下的部分剖视图。

如图1和图2所示，按照本发明的压电变换器包括外壳1、压电膜片2、粘结剂3、声阻片4和另外的粘结剂5。

外壳1有一个内空间11和一个孔12，孔12设置在形成内空间11的壁13上，壁13有环绕孔12的下凹区14。外壳1是由适宜的材料制成的，例如人造树脂材料等。在这两幅图中，有孔的壁13构成为内空间11的底壁。

压电膜片2沿其周缘被支承在外壳1上，这样在内空间11内就形成了一个带孔12的封闭腔体111。环绕内空间11形成一个环形台阶表面15，用以支承压电膜片2的外周缘。压电膜片2用粘结剂3粘结在台阶表面15上，压电膜片2有一个压电元件21和一片振动膜22，压电元件21由两面带电极212，213的压电陶瓷211构成，该压电元21粘贴在振动膜22的一面221上。

为了把孔12封住，声阻片4用充填在下凹区14中的粘结剂5粘在构成底壁的壁13上，该声阻片4用每英寸数百目的网孔布制成，压电元件21的电极212，213分别与引线6，7相连接。

如上所述，由于外壳1有一个内空间11，压电膜片2沿外圆周缘支承在外壳1上，这样就构成了一个压电变换器，用该变换器可以通过压电元件21的压电效应把由声波引起的压电膜片2的振动转换成为电信号，也有把经由引线6，7加在电极212，213上的电信号转换成为声波而输出。

另外，外壳1有一个形成在构成内腔壁的壁13上的孔12，而且压电膜片2沿其外圆周支承在外壳1上，这样，在内空间中就形成了一个带孔12的封密腔体111，而且声阻片4用粘结剂5粘在壁13上封住了孔12，声阻片4和孔12产生适宜大小的声阻阻尼，从而使频率特性平坦，改善了频率特性。图3表示出频率-声压特性曲线，在图3中，X轴表示谐振频率（KHz），Y轴代表声压（db）。曲线L₁表示压电膜片的谐振特性，L₂表示外壳的封闭腔体的谐振特性，L₃表示由声阻片4产生声阻阻尼而形成的合成的特性曲线。

如图3所示，虽然压电膜片的谐振频率和封闭腔体111的谐振频率之间存在相当大的差异，但是由于采用了声阻片4而使频率特性平坦化了，同时加宽了频带。

另外，形成内空间11的壁13有一个环绕孔12形成的下凹区14，声阻片4用充填在下凹区14中的粘结剂5粘在壁13上，下凹区14的作用是积蓄粘结剂5以便抵消粘结剂5填充量的变化。即使为了便于生产而设置了较多的粘结剂，容纳在下凹区14中的粘结剂也不会溢出，同样可以达到涂敷少量粘结剂达到的效果。因此，可以防止由于粘结剂溢出造成的不良粘结和过量粘结。同时，也可以防止由于粘结剂5过多地渗透吸附到声阻片4中而导致的阻尼失效的问题。

在台阶表面15上还有三个相互间隔开的凸台16，凸台16可以是三角形、矩形或其他多边形或弧形。至少有三个凸台，振动膜片22安置在三个凸台16的顶上，这样，至少有三个支承点用来稳定地支承压电膜片2。由此，有可能基本水平而不倾斜地稳定地支承住压电膜片2，以确保特有的频率特性。而且，由于振动膜片22在凸台16的顶上并用粘结剂3粘结到外壳1上，所以整个频率特性，特别是低频特性得到改善。

另外，外壳1有一个外壁17和突出部分18，外壁17围成内空间11，同时，还有一个环绕内空间11的环形台阶表面15，突出部分18延伸至外壁17的外面，且有一个下凹的通道19，其底面与台阶面15取齐，引线6，7经由下凹的通道19从封闭腔体111中引出来。

如上面所述，外壳1有一个从外壁17伸出的突出部分18，并有一个底面与台阶面15取齐的下凹通道19，引线6、7穿过下凹通道19从封闭腔体111中引出来。导线的引出面积扩大了，就不会使密封用的密封胶粘到外壳的外围，从而降低了外观不佳的产品的产出率。

在下凹通道19的中部有一个加宽部分191，在加宽部分191中插入并贴紧一个由硅橡胶之类材料制成的紧固件8，引线6，7就用这个紧固件8卡牢并密封。

如图4、图5所示，在端面112上有一个一体形成的密封件9，它在外壳1的开口端一周形成安装面，它可以通过使用所需厚度的弹性树脂制成，如：硅树脂、胺基甲酸乙脂树脂或有机粘结剂。外壳1还有2～3个安装托架113，用来把压电变换器安装到电话手机主体中。

如图6所示，图4和图5所示的压电变换器安装在一个受话器中。在图6上，电话手机主体10有一个受话器101，受话器101有若干从内通向外的小孔102。虽然图中未示出，但这种类型的电话手机有一个结构类似于受话器101的送话器，送话器设置在与受话器101相对的手机主体10的另一侧，在此给出的说明是认为送话器在结构上类似于受话器，所以，对受话器的说明完全可以用来说明送话器。

压电变换器的外壳1的开口对应于受话器101的位置安装在手机主体10之内，并用螺钉104固定在安装柱103上，密封件9围封起包括从孔102至开口的空间。

如图4和图5已经说明的那样，压电变换器有一个环形密封件9，在端面112上一体形成开口的一个周圈构成安装面，因此，只要把外壳用对着电话手机主体的开口上的安装面装入手机主体中，就能简单地用密封件9围封起一个包括通向开口的空间的区域。在装配时，没有能使密封件9在压电变换器和手机主体间移动的余地。所以，可以防止密封件的错位并能保证良好的气密性。另外，零件和装配工序的减少使装配本身更简化，从而能使成本下降。

手机主体10在受话器上有若干孔102，孔102使内外相通，压电变换器设置在手机主体10的内部对应于受话器101，密封件9围封起一个从孔102通向压电变换器2的空间。用这种结构，通过受话器101上的孔102进入的声波能毫无泄漏地有效地作用于压电变换器。同样，送话器中的压电变换器送出的声波无泄漏地从手机中通过通孔有效地送出来。

显然，按照上述的描述可以对本发明作出多种变换，实际上这些各种不同的变换都包含在本发明权利要求的保护范围之内。

如上所述，本发明有如下工业应用的可能性：

（a）能提供一种压电变换器，它可以利用压电元件的压电效应把声波引起的膜片的振动转换成为电信号，也能把加在压电元件上的电信号转换成为声波。

（b）可以提供一种能防止由于粘结剂渗透而造成声阻尼劣化的压电变换器。

（c）可以提供一种密封胶不致流出来或粘结到引线的引出通道的压电变换器。

（d）可以提供一种压电变换器，当把它装配到由受话器和送话器构成的电话手机中时，不会发生密封件的错位，并可提供装配更简单、零件、工序更少而成本低的压电变换器。

Claims

1、一种压电变换器，包括：外壳、压电膜片和声阻片，其特征在于：

所述外壳形成一个内空间，并在形成内空间的壁上有一个孔，所述孔的周围有下凹区；

所述压电膜片沿其外周缘支承在所述外壳上，在所述内空间中形成一个带孔的封闭腔体；和，

所说的声阻片用充填在所述下凹区内的粘结剂粘在所述壁上，用以封住所述孔。

2、根据权利要求1的压电变换器，其特征在于所述声阻片是纤维阻尼材料。

3、根据权利要求1的压电变换器，其特征在于所述孔设置在所述外壳的底壁上。

4、根据权利要求1的压电变换器，其特征在于所述外壳有一个环绕所述内空间的环形台阶面，在所述的台阶面上至少有三个相互隔开的凸台;

所述压电膜片安置在所述凸台的顶部并用粘结剂粘在所述台阶面上。

5、一种压电变换器包括外壳和压电膜片，其特征在于：

所述外壳有一个形成内空间的外壁、环绕所述内空间的环形阶面和从所述外壁向外延伸的突出部分，所述突出部分有一个下凹的通道，所述下凹通道的底面与所述台阶面平齐;

所述压电膜片由所述台阶面支承在它的外周缘上，在所述内空间中形成封闭腔体;以及，

引线经由所述下凹通道从封闭腔体中引出来。

6、根据权利要求5的压电变换器，其特征在于，其具有一个密封紧固件，所述密封紧固件插在所述下凹通道中，用以把所述引线卡牢。

7、根据权利要求5的压电变换器，其特征在于：包括声阻片;

所述外壳有一个在形成内空间的壁上的孔，所述壁有一个环绕孔的下凹区;和，

所述的声阻片用充填在所述下凹区中的粘结剂粘结在所述壁上，用以封住所述的孔。

8、一种压电变换器，包括外壳、压电膜片和密封件，其特征在于：

所述外壳在安装面一侧有一个开口;

所述压电膜片安装在所述外壳的所述内空间中;以及，

所述密封件一体形成在环绕所述开口的端面上。

9、根据权利要求8的压电变换器，其特征在于：所述密封件是用弹性树脂或粘结剂制成的。

10、根据权利要求8的压电变换器，其特征在于：

所述外壳有一个从所述开口低下来的台阶面;以及，

所述压电膜片沿其外周缘由所述台阶表面支承。

11、根据权利要求10的压电变换器，其特征在于：

所述外壳有一个从环绕所述内空间的外壁向外伸出的突出部分，所述突出部分有一个底面与所述台阶面平齐的下凹通道;和，

所述压电膜片具有经由所述下凹通道引到外面的引线。

12、根据权利要求8的压电变换器，其特征在于：进一步包括声阻片;

所述外壳的壁上有一个孔;

所述壁形成所述内空间，并且有一个环绕所述孔的下凹区;和，

所述声阻片用充填到所述下凹区中的粘结剂粘在所述壁上，以便封住所述的孔。