DE19832072B4

DE19832072B4 - Piezoelektrischer elektroakustischer Konverter

Info

Publication number: DE19832072B4
Application number: DE19832072A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Nagaokakyo Yamamoto; Shuho Nagaokakyo Saito; Horoyuki Nagaokakyo Inami; Toshiaki Nagaokakyo Yamashita
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: CN1215300A; TW382119B; KR100275549B1; JPH1152958A; DE19832072A1; KR19990023353A

Abstract

Piezoelektrischer elektroakustischer Konverter, mit einem Gehäuse (2),
einer piezoelektrischen Membran (3), die in dem Gehäuse (2) untergebracht ist,
und einem Resonanzhohlraum (2a), der in dem Gehäuse (2) ausgebildet ist und mitschwingt, wenn die piezoelektrische Membran (3) schwingt,
wobei die piezoelektrische Membran (3) und das Gehäuse (2) so aufgebaut sind, daß sie die Beziehung f_cav < f_o erfüllen, wobei f_o eine Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran (3) ist und f_cav eine Resonanzfrequenz des Resonanzhohlraums (2a) ist,
wobei das Gehäuse (2) einen Gehäusehauptkörper (4) mit einem oberen Plattenabschnitt (4a), der ein Schallemissionsloch (4c) aufweist, und einem Zylinderabschnitt (4b) umfaßt, der einstückig mit dem oberen Plattenabschnitt (4a) ausgebildet ist und eine Öffnung an einem Ende aufweist, die dem oberen Plattenabschnitt (4a) gegenüberliegt,
wobei das Gehäuse (2) ein Deckelelement (5) umfaßt, das an dem Gehäusehauptkörper (4) so angebracht ist, daß es die Öffnung des Gehäusehauptkörpers (4) verschließt und einen...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen elektroakustischen Konverter zur Verwendung als einen piezoelektrischen Tongeber, einen piezoelektrischen Hörmelder, einen piezoelektrischen Summer oder dergleichen, und sie betrifft vor allem einen piezoelektrischen elektroakustischen Konverter, bei dem eine piezoelektrische Membran in einem Gehäuse untergebracht ist und ein Resonanzhohlraum in dem Gehäuse ausgebildet ist.
Piezoelektrische elektroakustische Konverter, wie z.B. ein piezoelektrischer Hörmelder, die einen Aufbau besitzen, bei dem eine piezoelektrische Membran in einem Gehäuse untergebracht ist, werden häufig verwendet. Bei dieser Art von piezoelektrischen elektroakustischen Konvertern ist eine Membran zwischen einem Gehäuse aus Kunststoff, das eine Öffnung an einem Ende aufweist, und einem Deckelelement angeordnet, das die Öffnung des Gehäuses verschließt, und wird von diesen gehalten. Die Membran ist in dem Gehäuse untergebracht. Diese Art von piezoelektrischem Hörmelder ermöglicht eine Kostenreduzierung, da das Gehäuse ein Kunstharzformteil sein kann und die Anzahl der Teile relativ klein ist.
Aber diese Art von piezoelektrischem Hörmelder besitzt ein Problem bezüglich einer großen Schwankung des Schalldrucks, die durch eine Schwankung der Haltekraft der piezoelektrischen Membran von beiden Seiten verursacht wird, weil die piezoelektrische Membran zwischen dem Gehäuseelement und dem Deckelelement angeordnet ist und von diesen gehalten wird. Außerdem erhält das Kunststoffgehäuseelement, das die piezoelektrische Membran hält, von der piezoelektrischen Membran eine Spannung und wirkt dahingehend, die Spannung zu verringern, weil es aus Kunststoff hergestellt ist. Deshalb entsteht dann, wenn diese Art von piezoelektrischem Hörmelder einem Langzeit-Hitzebeständigkeitstest unterzogen wird, das Problem, daß eine große Veränderung des Schalldruckes entsteht.
Zur Lösung der oben genannten Probleme ist z.B. in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 8-123426 ein piezoelektrischer Hörmelder vorgeschlagen worden, bei dem eine piezoelektrische Membran so abgestützt wird, daß sie nicht von beiden Seiten gehalten werden muß. Bei diesem piezoelektrischen Hörmelder ist ein Gehäuse so aufgebaut, daß ein Deckelelement an der Öffnungsseite eines Gehäusehauptkörpers befestigt ist, der einen oberen Plattenabschnitt mit einem Schallemissionsloch und einen Zylinderabschnitt aufweist, der einstückig mit dem oberen Plattenabschnitt ausgebildet ist. Die innere Umfangsfläche des Gehäusehauptkörpers ist mit einem Stufenabschnitt an einer Zwischenposition in der Höhenrichtung ausgebildet, und die piezoelektrische Membran kommt von unten mit dem Stufenabschnitt in Kontakt. Andererseits wird die piezoelektrische Membran durch elastische Leitungsanschlüsse nach oben gedrückt. Das heißt, die piezoelektrische Membran wird derart abgestützt, daß ihre Oberseite durch die drückende Kraft der Leitungsanschlüsse, die sich in Kontakt mit der Bodenfläche der piezoelektrischen Membran befinden, in Druckkontakt mit dem Stufenabschnitt gebracht wird. Die Leitungsanschlüsse durchdringen das Deckelelement und erstrecken sich dadurch bis zu der Außenseite des Gehäuses.
Wie oben beschrieben worden ist, wird bei dem in der Veröffentlichung Nr. Hei. 8-123426 offenbarten piezoelektrischen Hörmelder die piezoelektrische Membran derart abgestützt, daß sie die Bodenfläche des Stufenabschnitts berührt, und die Leitungsanschlüsse kontaktieren die piezoelektrische Membran von unten, um diese nach oben zu drücken. Da die piezoelektrische Membran nicht zwischen das Gehäuseelement und ein anderes Element eingeschoben und nicht von diesen gehalten wird, ist eine Schwankung des Schalldruckes während des gewöhnlichen Betriebs klein, und eine Änderung des Schalldruckes bei einem Langzeit-Hitzebeständigkeitstest ist ebenfalls klein.
Aber bei dem in der Veröffentlichung Nr. Hei. 8-123426 offenbarten piezoelektrischen Hörmelder wird die piezoelektrische Membran nur mit Hilfe des Stufenabschnitts und der Elastizität der Leitungsanschlüsse gehalten und ist deshalb nicht besonders stark abgestützt. Dadurch wird das Problem bewirkt, daß sich die piezoelektrische Membran dann, wenn der piezoelektrische Hörmelder einer Fallprüfung, einem Schwingungsversuch, einem Schlagversuch oder dergleichen unterzogen wird, in dem Gehäuse bewegen kann, so daß die Charakteristiken unbeständig werden. Dieses Problem kann dadurch. gelöst werden, daß die elastische Kontaktkraft der Leitungsanschlüsse erhöht wird. Aber die erhöhte elastische Kontaktkraft der Leitungsanschlüsse dämpft die Schwingung der piezoelektrischen Membran ab, was zu einer Verringerung des Schalldruckes führt.
Aus der EP 0 322 686 B1 ist ein piezoelektrischer elektroakustischer Konverter bekannt, der ein Gehäuse und eine darin untergebrachte piezoelektrische Membran umfasst. In dem Gehäuse ist ein Resonanzhohlraum ausgebildet, der mitschwingt, wenn die piezoelektrische Membran schwingt. Die piezoelektrische Membran und das Gehäuse sind so aufgebaut, dass sie die Beziehung f_cav < f_o erfüllen, wobei f_o eine Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran ist und f_cav eine Resonanzfrequenz des Resonanzhohlraums ist. Die piezoelektrische Membran ist zwischen der Spitze eines Stützabschnittes und dem Gehäusehauptkörper angeordnet.
Die DE 42 32 457 A1 offenbart einen elektroakustischen Wandler mit einer Membran einschließlich einer elastischen Platte und einer an einem Zentralabschnitt der elastischen Platte befestigten zusätzlichen Masse. Der Außenumfangsabschnitt der Membran kann an der Innenwand des Gehäuses durch einen Kleber befestigt sein.
Aus der DE 32 30 060 ist ein piezoelektrischer Summer bekannt, der einen Schallgeber mit mehrpoligem Piezo-Vibrator umfasst, welcher eine piezoelektrische Platte besitzt, die mit einer Membran verbunden ist. Die Membran ist an ihrem Umfang mit einem Schallgebergehäuse verbunden, das eine Resonanzkammer mit Schallaustrittsöffnung bildet, und mit einem das Gehäuse abschließenden Basisteil, das über elastische Puffer mit dem Schallgeber verbunden ist. Als elastische Puffer werden formstabile, elastische, mechanische Verbindungsteile verwendet.
Die DE 44 36 158 A1 offenbart einen piezoelektrischen Summer mit einer piezoelektrischen Membran, einem Gehäuse zur Aufnahme der piezoelektrischen Membran und einem Paar von metallischen Anschlüssen. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäusekörper mit einer Öffnung und einer Rückwand, die mit dem Gehäusekörper verbindbar ist. Die metallischen Anschlüsse sind mit der Rückwand fest verbunden. Sie stehen in elektrischem Kontakt mit der piezoelektrischen Membran und ragen aus dem Gehäuse heraus.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen piezoelektrischen elektroakustischen Konverter vorzusehen, der eine kleine Schwankung des Schalldruckes während des gewöhnlichen Betriebs und nur eine kleine Änderung des Schalldruckes selbst bei einem Hochtemperaturzustand aufweist, und der sehr gute Eigenschaften bezüglich der Schlagfestigkeit usw. aufweist.
Die vorliegende Erfindung sieht einen piezoelektrischen elektroakustischen Konverter vor, der folgendes umfaßt: ein Gehäuse, eine piezoelektrische Membran, die in dem Gehäuse untergebracht ist, und einen Resonanzhohlraum, der in dem Gehäuse ausgebildet ist und mitschwingt, wenn die piezoelektrische Membran schwingt, wobei die piezoelektrische Membran und das Gehäuse so aufgebaut sind, daß sie eine Beziehung f_cav < f_o erfüllen, wobei f_o eine Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran ist und f_cav eine Resonanzfrequenz des Resonanzhohlraums ist.
Gemäß dem oben genannten Aufbau sind die piezoelektrische Membran und das Gehäuse so aufgebaut, daß die Resonanzfrequenz f_o der piezoelektrischen Membran und die Resonanzfrequenz f_cav des Resonanzhohlraums die Beziehung f_cav < f_o erfüllen. Deshalb neigt der Schalldruck dann, wenn die Antriebsfrequenz auf f_cav gesetzt wird, selbst wenn die Charakteristik des Schalldrucks im Verhältnis zur Frequenz bei einem Hochtemperaturzustand zu der Niederfrequenzseite verschoben wird, nicht dazu, verringert zu werden, und eine Schwankung des Schalldruckes kann reduziert werden.
Deshalb kann selbst bei einem Hochtemperaturzustand ein stabiler piezoelektrischer elektroakustischer Konverter mit einer geringen Schalldruckschwankung vorgesehen werden.
Der piezoelektrische elektroakustische Konverter umfaßt ferner folgendes: einen Gehäusehauptkörper mit einem oberen Plattenabschnitt, der ein Schallemissionsloch aufweist, und einen Zylinderabschnitt, der einstückig mit dem oberen Plattenabschnitt ausgebildet ist und eine Öffnung an einem Ende aufweist, die dem oberen Plattenabschnitt gegenüberliegt, und ein Deckelelement, das an dem Gehäusehauptkörper so angebracht ist, daß es die Öffnung des Gehäusehauptkörpers verschließt und einen Stützabschnitt aufweist, der zu einer Seite des Gehäusehauptkörpers hin vorsteht, und die piezoelektrische Membran ist so abgestützt, daß sie zwischen den Stützabschnitt und den Hauptgehäusekörper eingeschoben und von diesen gehalten wird.
Herkömmlicherweise besitzt die Struktur, bei der die piezoelektrische Membran zwischen dem Gehäusehauptkörper und dem Stützabschnitt des Deckelelements angeordnet ist und von diesen gehalten wird, das Problem einer großen Schwankung des Schalldruckes aufgrund einer Schwankung der Haltekraft. Im Gegensatz dazu kann bei der Erfindung durch die Erfüllung der Beziehung f_cav < f_o die Schwankung des Schalldruckes, die durch eine Schwankung der Haltekraft bedingt ist, reduziert werden.
Bei dem oben beschriebenen piezoelektrischen elektroakustischen Konverter ist vorzugsweise sowohl der Gehäusehauptkörper als auch das Deckelelement aus Kunststoff hergestellt.
Wenn sowohl der Gehäusehauptkörper als auch das Deckelelement aus Kunststoff hergestellt werden, kann das Gehäuse kostengünstig produziert werden. Deshalb kann ein piezoelektrischer elektroakustischer Konverter vorgesehen werden, der eine geringe Schalldruckschwankung aufweist sowie auch kostengünstig ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
1A und 1B jeweils eine Draufsicht bzw. eine vertikale Schnittansicht eines piezoelektrischen Hörmelders gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Endung,
2 eine graphische Darstellung, die die Charakteristiken des Schalldrucks im Verhältnis zur Frequenz des piezoelektrischen Hörmelders des Ausführungsbeispiels zeigt, wobei die durchgehende Linie und die gebrochene Linie jeweils eine Anfangscharakteristik und eine Charakteristik angeben, nachdem dieser einem Hochtemperaturtest unterzogen worden ist,
3 eine graphische Darstellung, die die Charakteristiken des Schalldrucks im Verhältnis zur Frequenz eines piezoelektrischen Hörmelders zeigt, der zum Vergleich hergestellt worden ist, wobei die durchgehende Linie und die gebrochene Linie jeweils eine Anfangscharakteristik und eine Charakteristik angeben, nachdem dieser einem Hochtemperaturtest unterzogen worden ist, und
4 eine vertikale Schnittansicht einer abgeänderten Version des piezoelektrischen Hörmelders des Ausführungsbeispiels.
Wie in den 1A und 1B zu sehen ist, ist ein piezoelektrischer Hörmelder 1 so aufgebaut, daß eine scheibenförmige piezoelektrische Membran 3 in einem Gehäuse 2 untergebracht ist. Das Gehäuse 2 setzt sich aus einem Gehäusehauptkörper 4 und einem Deckelelement 5 zusammen.
Der Gehäusehauptkörper 4 und das Deckelelement 5 sind aus Kunststoff geformt. Der Gehäusehauptkörper 4 besitzt einen oberen Plattenabschnitt 4a und einen Zylinderabschnitt 4b, der einstückig mit dem oberen Plattenabschnitt 4a ausgebildet ist. Das untere Ende des Zylinderabschnitts 4b ist offen, und das Deckelelement 5 ist so an dem Zylinderabschnitt 4b angebracht, daß es diesen Öffnungsabschnitt verschließt.
Ein Schallemissionsloch 4c ist in dem oberen Plattenabschnitt 4a des Gehäusehauptkörpers 4 ausgebildet. Eine Vielzahl von Schallemissionslöchern 4c kann in dem oberen Plattenabschnitt 4a ausgebildet sein.
Die innere Umfangsfläche des Zylinderabschnitts 4b ist mit einem Stufenabschnitt 4d an einer Zwischenposition in der Höhenrichtung ausgebildet. Der untere Innenumfang des Öffnungsabschnitts des Zylinderabschnitts 4b ist mit einem ringförmigen Vorsprung 4e ausgebildet, der nach innen vorsteht.
Andererseits besitzt das Deckelelement 5 einen ringförmigen Stützabschnitt 5a, der zu der Seite des Gehäusehauptkörpers 4 vorsteht. Außerdem sind in dem Deckele ment 5 Durchgangsbohrungen 5b und 5c ausgebildet, damit Leitungsanschlüsse dort hindurch geführt werden können.
Die piezoelektrische Membran 3 ist so aufgebaut, daß eine piezoelektrische Keramikplatte 3b mit der Bodenfläche einer Metallplatte 3a verbunden ist. Eine (nicht gezeigte) Elektrode ist auf der Bodenfläche der piezoelektrischen Keramikplatte 3b ausgebildet. Die Oberseite der piezoelektrischen Keramikplatte 3b ist mit einem leitenden oder isolierenden Kleber auf der Metallplatte 3a aufgeklebt. Es kann auch auf der Oberseite der piezoelektrischen Keramikplatte 3b eine Elektrode ausgebildet sein. Die piezoelektrische Keramikplatte 3b kann aus geeigneten piezoelektrischen Keramiken z.B. eines Blei-Zirkonat-Titanat-Typs hergestellt sein.
Die Oberseite der piezoelektrischen Membran 3, d.h. die Oberseite der Metallplatte 3a, befindet sich in Kontakt mit dem Stufenabschnitt 4d. Die piezoelektrische Membran 3 ist so abgestützt, daß sie zwischen dem Stufenabschnitt 4d und dem ringförmigen Stützabschnitt 5a des Deckelelements 5 eingeschoben ist und von diesen gehalten wird. Das heißt, die piezoelektrische Membran 3 wird so gehalten, daß sie zwischen der Spitze des ringförmigen Stützabschnitts 5a und dem Stufenabschnitt 4d angeordnet ist und von diesen gehalten wird, indem das Deckelelement 5 in den Gehäusehauptkörper 4 durch die Bodenöffnung des Gehäusehauptkörpers 4 eingeführt wird.
Der ringförmige Stützabschnitt 5a des Deckelelements 5 ist an seiner Bodenposition so ausgebildet, daß eine Anschlußrippe 5d nach außen vorsteht. Der Außendurchmesser der Anschlußrippe 5d ist etwas größer eingestellt als der Innendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 4e, der an dem unteren Innenumfang des Öffnungsabschnitts des Gehäusehauptkörpers 4 ausgebildet ist. Deshalb wandert die Anschlußrippe 5d des Deckelelements 5 dann, wenn das Deckelelement 5 in den Gehäusehauptkörper 4 eingeführt wird, über den ringförmigen Vorsprung 4e zu der Innenseite des Gehäusehauptkörpers 4. Die ringförmige Rippe 5d und der ringförmige Vor sprung 4e kommen so miteinander in Eingriff, daß dadurch das Deckelelement 5 an dem Gehäusehauptkörper 4 befestigt wird.
Was das Befestigen des Deckelelements 5 an dem Gehäusehauptkörper 4 betrifft, so kann die oben genannte Struktur auch mit dem Einsatz eines Klebers kombiniert werden, oder das Deckelelement 5 kann nur durch Ankleben mit einem Klebstoff an dem Gehäusehauptkörper 4 befestigt werden.
Leitungsanschlüsse 6 und 7 zum Anschließen der piezoelektrischen Membran 3 an dem externen System werden mit der piezoelektrischen Membran 3 verbunden. Vor allem der Leitungsanschluß 6 wird mit der Metallplatte 3a der piezoelektrischen Membran 3 verbunden, während der Leitungsanschluß 7 mit der Elektrode (nicht gezeigt) verbunden wird, die auf der Bodenfläche der piezoelektrischen Keramikplatte 3b ausgebildet ist. Die Leitungsanschlüsse 6 und 7 werden bis zu der Außenseite des Gehäuses 2 durch die jeweiligen Durchgangsbohrungen 5b und 5c des Deckelelements 5 gezogen.
Die Leitungsanschlüsse 6 und 7 können aus einem geeigneten Metallmaterial wie z.B. Al oder Cr hergestellt sein.
Der piezoelektrische Hörmelder 1 des Ausführungsbeispiels besitzt ein Merkmal, das die folgende Formel zufriedenstellt: fcav < fo ..... (1)wobei f_o die Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran 3 und f_cav die Resonanzfrequenz eines Resonanzhohlraums 2a in dem Gehäuse 2 ist. Aufgrund der Erfüllung der Formel (1) kann bei dem piezoelektrischen Hörmelder 1 nach dem Ausführungsbeispiel eine Schwankung des Schalldrucks verringert werden. Dies wird unten unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert.
Die Resonanzfrequenz f_o der piezoelektrischen Membran 3 kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Eigenresonanzfrequenz der piezo elektrischen Membran 3, ein Abstand A (siehe 1) zwischen dem Stufenabschnitt 4d des Gehäusehauptkörpers 4 und der Oberseite des Deckelelements 5, und eine Abmessung B zwischen der Oberseite des Deckelelements 5 und der Oberseite des ringförmigen Stützabschnitts 5a eingestellt werden. Die Resonanzfrequenz f_cav des Resonanzhohlraums 2a kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Kapazität V des Resonanzraums 2a des Gehäuses 2 (d.h., der Raum zwischen der Oberseite der piezoelektrischen Membran 3 und dem oberen Plattenabschnitt 4a), die Dicke des oberen Plattenabschnitts 4a und der Durchmesser des Schallemissionslochs 4c eingestellt werden.
Bei dem piezoelektrischen Hörmelder 1 des Ausführungsbeispiels werden die Frequenzen f_o und f_cav so bestimmt, daß sie die Formel (1) erfüllen. Die Antriebsfrequenz wird auf den gleichen Wert wie f_cav eingestellt.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel die piezoelektrische Membran 3 zwischen dem Gehäusehauptkörper 4 und dem Deckelelement 5 angeordnet und von diesen gehalten wird, ist die Resonanzfrequenz f_o der piezoelektrischen Membran 3 proportional zu der Stärke der Abstützung, d.h., ihrer mechanischen Anschlußspannung, und neigt folglich dazu, zu schwanken. Andererseits ist die Resonanzfrequenz f_cav des Resonanzhohlraums 2a, der in dem Gehäuse 2 ausgebildet ist, stabil, da sie von der Kapazität V des Resonanzhohlraums 2a und der Luftschallgeschwindigkeit dominiert wird. Eine Schwankung des Schalldrucks bei der Antriebsfrequenz ist deshalb klein.
Da sowohl der Gehäusehauptkörper 4 als auch das Deckelelement 5 aus einem Kunststoff hergestellt sind, nimmt die Resonanzfrequenz f_o der piezoelektrischen Membran 3 ab, wenn eine hohe Temperatur eine Verringerung der mechanischen Spannung und der Kriechdeformierung bedingt.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel f_cav < f_o ist, ändert sich bei einem Hochtemperaturzustand die Charakteristik des Schalldrucks im Verhältnis zur Frequenz von der Kurve, die in 2 mit der durchgehenden Linie angegeben ist, zu der Kurve, die mit der gebrochenen Linie angegeben ist. Daraus läßt sich erkennen, daß eine Verringerung des Schalldruckes bei der Antriebsfrequenz f_cav klein ist.
Im Gegensatz dazu ändert sich die Charakteristik des Schalldrucks im Verhältnis zur Frequenz dann, wenn f_o < f_cav ist, bei einem Hochtemperaturzustand von der Kurve, die in 3 mit der durchgehenden Linie dargestellt ist, zu der Kurve, die mit der gebrochenen Linie dargestellt ist. Deshalb nimmt der Schalldruck an dem mittleren Punkt zwischen den Schalldruckspitzen ab, und eine Verringerung des Schalldrucks bei der Antriebsfrequenz f_cav ist groß.
Es versteht sich von selbst, daß dann, wenn die Beziehung f_cav < f_o erfüllt ist, wie in 2 gezeigt ist, eine Schwankung des Schalldrucks, vor allem eine Verringerung des Schalldrucks bei einem Hochtemperaturzustand, effektiv verringert werden kann, selbst mit der Stützstruktur, bei der die piezoelektrische Membran 3 zwischen dem Gehäusehauptkörper 4 und dem Deckelelement 5 angeordnet und von diesen gehalten wird.
Bei dem piezoelektrischen Hörmelder 1 werden die Leitungsanschlüsse 5 und 6 jeweils zu der Außenseite des Gehäuses 2 durch die jeweiligen Durchgangsbohrungen 5b und 5c des Deckelelements 5 gezogen. Als eine Modifikation können die Leitungsdrähte 8 und 9, die mit der piezoelektrischen Membran 3 verbunden sind, wie in 4 gezeigt zu der Außenseite des Gehäusehauptkörpers 2 durch eine Durchgangsbohrung 4f gezogen werden, die in dem Zylinderabschnitt 4b des Gehäusehauptkörpers 4 ausgebildet ist.
Im folgenden wird nun ein spezielles Beispiel, d.h. ein Experiment beschrieben.
Schalldruckmessungen wurden an Proben des piezoelektrischen Hörmelders 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel vorgenommen. Die Antriebsfrequenz wurde auf 4,0 kHz eingestellt, und f_o und f_cav wurden jeweils auf 4,6 kHz bzw. auf 4,0 kHz eingestellt. Tabelle 1 zeigt ein Meßergebnis zusammen mit einer Standardabweichung.
Schalldruckmessungen wurden bei den Proben des piezoelektrischen Hörmelders 1 auch durchgeführt, nachdem diese 24 Stunden lang auf 85°C gehalten worden sind. Tabelle 1 zeigt auch das Ergebnis dieser Messungen zusammen mit einer Standardabweichung.
Desweiteren wurden andere piezoelektrische Hörmelderproben, bei denen f_o und f_cav jeweils auch 4,0 kHz bzw. 4,5 kHz eingestellt wurden, hergestellt und als ein Vergleichsbeispiel ausgewertet. Die Antriebsfrequenz wurde auf 4,0 kHz eingestellt. Tabelle 1 zeigt auch die Meßergebnisse dieser Proben.
Jeder in Tabelle 1 gezeigte Meßwert ist ein Durchschnittswert von 20 Proben.
Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich wird, lag bei dem piezoelektrischen Hörmelder des Vergleichsbeispiels, bei dem f_o < f_cav war, die Standardabweichung des Anfangsschalldrucks in der Größenordnung von 1,5 dB. Nachdem die Proben 24 Stunden lang in einer Hochtemperaturumgebung von 85°C belassen wurden, stieg die Standardabweichung auf 3,4 dB. Die Änderung zwischen den Durchschnittswerten betrug –8,4 dB.
Im Gegensatz dazu betrugen bei dem piezoelektrischen Hörmelder 1 des Ausführungsbeispiels die Schwankung des Anfangsschalldrucks und die des Schalldrucks nach dem Hochtemperaturumgebungsversuch jeweils nur 0,8 dB bzw. 1,4 dB. Außerdem war die durch den Versuch verursachte Änderung des Schalldrucks so klein, daß sie bei –4,6 dB lag. Man nimmt an, daß diese vorteilhaften Ergebnisse durch die Tatsache bewirkt wurden, daß die Beziehung f_o < f_cav erfüllt war.
Die Erfindung ist zwar vor allem unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden, aber es ist dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet klar, daß die oben genannten und andere Änderung in der Form und den Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen wird.

Claims

Piezoelektrischer elektroakustischer Konverter, mit einem Gehäuse (2), einer piezoelektrischen Membran (3), die in dem Gehäuse (2) untergebracht ist, und einem Resonanzhohlraum (2a), der in dem Gehäuse (2) ausgebildet ist und mitschwingt, wenn die piezoelektrische Membran (3) schwingt, wobei die piezoelektrische Membran (3) und das Gehäuse (2) so aufgebaut sind, daß sie die Beziehung f_cav < f_o erfüllen, wobei f_o eine Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran (3) ist und f_cav eine Resonanzfrequenz des Resonanzhohlraums (2a) ist, wobei das Gehäuse (2) einen Gehäusehauptkörper (4) mit einem oberen Plattenabschnitt (4a), der ein Schallemissionsloch (4c) aufweist, und einem Zylinderabschnitt (4b) umfaßt, der einstückig mit dem oberen Plattenabschnitt (4a) ausgebildet ist und eine Öffnung an einem Ende aufweist, die dem oberen Plattenabschnitt (4a) gegenüberliegt, wobei das Gehäuse (2) ein Deckelelement (5) umfaßt, das an dem Gehäusehauptkörper (4) so angebracht ist, daß es die Öffnung des Gehäusehauptkörpers (4) verschließt und einen Stützabschnitt (5a) aufweist, der zu einer Seite des Gehäusehauptkörpers (4) vorsteht und der eine Spitze aufweist, und wobei die piezoelektrische Membran (3) so abgestützt ist, daß sie zwischen der Spitze des Stützabschnitts (5a) und dem Gehäusehauptkörper (4) angeordnet ist und von diesen gehalten wird.
Piezoelektrischer elektroakustischer Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Gehäusehauptkörper (4) als auch das Deckelelement (5) aus Kunststoff hergestellt sind.