DE2506708C2

DE2506708C2 - Piezoelektrischer, elektroakustischer Wandler

Info

Publication number: DE2506708C2
Application number: DE2506708A
Authority: DE
Inventors: Kiyonori Iwama; Takashi Tokorozawa Saitama Oyaba; Masahiko Tamura; Toshikazu Yoshimi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1974-02-18
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE2506708A1; US3976897A

Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen elektroakustischen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die DE-OS 19 02 849 zeigt einen derartigen Wandler, wie er in F i g. 1 dargestellt ist Bei dieser Anordnung ist das elastische Element 3 mit einer gleichförmigen Eigenschaft auteiner Grundplatte* angeordnet und die Membran 1 aus einer piezoelektrischen dünnen Folie ist elastisch und gewölbt durch das ek.jtische Element 3 abgestützt und durch ein Halteelement 2 gehalten, so daß sie unter Spannung steht. Nachteilig bei dem bekannten Wandler ist der verhältnismäßig niedrige Umwandlungswirkungsgrad und eine ungleichmäßige Frequenzcharakteristik, insbesondere im unteren Fre- -»o quenzbereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen piezoelektrischen elektroakustischen Wandler mit erheblich verbesserter Frequenzcharakteristik und einem hohen Übertragungswirkungsgrad anzugeben. «

Der erfindungsgemäße Wandler besitzt die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Da die einzelnen elastischen Elemente unterschiedlich sind, kann der Membran eine örtlich unterschiedliche Spannung erteilt werden, was zu einer wesentlichen Verbesserung des Frequenzgangs und des Übertragungswirkungsgrads führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen herkömmlichen⁵⁵ piezoelektrischen elektroakustischen Wandler der ein einzelnes elastisches Element aufweist,

Fig.2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Breitband-Lautsprechers, und

F i g. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Breitband-Lautsprechers.

In der Zeichnung ebenso wie in der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszei- ·>⁵ chen bezeichnet.

In der Fig.2 ist eine Ausführungsfonn eines piezoelektrischen Breitband-Lautsprechers dargestellt.

Mit 1 ist eine Membran bezeichnet, die aus polymeren Materialien mit einem hohen Molekulargewicht besteht, die eine Flexibilität aufweisen und einer solchen Wärmebehandlung unterzogen wurden, daß sie piezoelektrisch sind, beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVF₂). Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylchlorid (PVCX Nylon 11 oder Polypeptid (PMG) usw. Mit 2 ist ein Halteelement bezeichnet, welches aus einem starren Material besteht und dazu dient, die Membran !,aus der dünnen Folie zu haken. Mit 3a und 30 sind elastische Stutzelemente aus einem elastischen synthetischen Harz, wie Polyurethan usw. bezeichnet. Die elastischen Elemente 3a und 36 unterscheiden sich voneinander und zwar beispielsweise in Eigenschaften wie der Härte öder in ihren Formen usw. Die elastischen Elemente 3a und 36 sind in der Richtung der Dicke der Membran 1 aufeinandergestapelt Bei der vorliegenden Ausführungsfonn ist das elastische Element 3a, welches aus einem weicheren Material besteht, direkt der Membran 1 in der Richtung ihrer Dicke angepaßt, und das andere elastische Element 36, welches darunter angeordnet ist, ist härter als das Element 3a und steht über das elastische Element 3a ebenfalls mit der Membran 1 in Verbindung. Mit 4 ist eine Grundplatte bezeichnet, die aus einem starren Material besteht und eine vorgegebene Anzahl von Öffnungen 41 vorgegebener Größe hat Federn 5 dienen dazih einen Druck auf die Grundplatte 4 auszuüben. Der Druck, welcher auf die Grundplatte 4 durch die Feder 5 ausgeübt wird, ist einstellbar.

Die elastischen Elemente 3a und 36, welche eine verschiedene Härte aufweisen u,nd gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, lassen sich leicht herstellen, indem elastische Materialien verschiedener Art verwendet werden oder indem elastische Materialien desselben Grundmaterials verwendet werden, welche jedoch unterschiedliche Zellengröße haben.

Bei dem auf diese Weise hergestellten Breitband-Lautsprecher wird die Membran 1 durch das Halteelement 2 gehalten, die elastischen Elemente 3a und 36 sind derart übereinander angeordnet, daß sie an einer Oberfläche der Membran anliegen, und die Grundplatte 4 wird über die elastischen Elemente 3a und 36 durch die Wirkung der Federn 5 an die Membran 1 angedrückt, und zwar in der Weise, daß die Membran 1 eine geeignete Spannung aufweist.

Die leichte Anlage des elastischen Elementes 3a aus weicherem Material an der Membran 1 dient dazu, die Charakteristika und den Übertragungswirkungsgrad im unteren Frequenzbereich zu verbessern, während das elastische Element 36 aus härterem Material hauptsächlich dazu dient, eine geeignete und ausreichende Spannung in der Membran 1 zu liefern.

Obwohl bei der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform gemäß der Erfindung auf eine Anwendung als Breitband'Lautsprecher Bezug genommen wurde, kann die Erfindung auch auf piezoelektrische Lautsprecher für spezielle Bereiche angewandt werden (Tiefton-Lautsprecher, Mittelbereichs-Lautsprecher, Hochton-Lautsprecher). In solchen Fällen können die gewünschten akustischen Eigenschaften in den jeweiligen Bereichen, beispielsweise eine Verbesserung der Frequenzcharakteristik und des Übertragungswirkungsgrades dadurch erreicht werden, daß die verschiedenen elastischen Elemente entsprechend angepaßt werden. Beispielsweise ist in einer Anordnung, in welcher die elastischen Elemente 3a und 36 angeordnet sind, das elastische Element aus härteren Materialien

unmittelbar angrenzend an die Membran angeordnet und das elastische Element aus weicherem Material seinerseits angrenzend an das erste elastische Element angeordnet, wobei diese Anordnung insbesondere für Hochton-Lautsprecher usw. geeignet ist,,bei weichen die Frequenzcharakteristik oder das Ansprechverhalten im höheren Frequenzbereich verbessert ist und im höheren Frequenzbereich ein hoher Schalldruckpegel erreicht wird.

Falls elastische Elemente 3a und *36 bsi der vorliegenden Ausföhrungsform gemäß der Erfindung verwendet werden, die sich in ihrer Form voneinander unterscheiden, wird die Membran 1 dazu gebracht, daß sie lokal unterschiedliche Spannung aufweist

In der Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform eines piezoelektrischen Breitband-Lautsprechers gemäß der Erfindung dargestellt In dieser Ausführungsform hat ein elastisches Element 3b, welches aus Materialien besteht, welche ähnlicli sind wie die Materialien bei der vorhergehenden Ausführungsform und welches zentrisch im Bereich der Membran 1 angeordnet ist, eine größere Härte als die Materialien des elastischen Elementes 3a, welche in äußeren Bereichen derart angeordnet sind, daß sie mit der Membran 1 in Berührung sind.

Somit ist der Lautsprecher dieser Ausfüh/ungsform derart aufgebaut, daß das elastische Element 36 zentral an die Membran 1 angrenzt und das elastische Element 3a in den äußeren Bereichen der Membran 1 angeordnet ist, so daß an der Grenzfläche unterschiedliche Berührungen und lokal verschiedene Spannung auf die Membran 1 aufgebracht werden, wodurch gewünschte Verbesserungen in den akustischen Eigenschaften erreichbar sind.

Diese Ausführungsform kann auch auf andere Arten von Lautsprechern angewandt werden, welche in speziellen Bereichen arbeiten (Hochton-Lautsprecher, Mittelbereichs-Lautsprecher, Baß-Lautsprecher bzw. Tiefton-Lautsprecher usw.), um entsprechende akustische Eigenschaften zu verbessern.

Die oben beschriebene Erfindung ist auch auf andere Arten von piezoelektrischen, elektrpakustischen Wandlern mit piezoelektrischen Membranen anwendbar, beispielsweise auf Stereophonie-Kopfhörer,'Mikrophone, Tonbandkassetten usw., und zwar mit großem Vorteil und guter Wirkung, soweit e^e Verbesserung der Frequenzcharakteristik und des Schalldruckpegels betroffen ist (Obertragungswirkungsgraäj, wobei auch eine verbesserte Steuerung der Frequenzcharakteristik ermöglicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler mit einer Membran aus einem flexiblen, piezoelektrischem Material und mit einem: der Membran ϊ angepaßten elastischen Stützelement, das der Membran eine Spannung erteilt, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Stützelement (3) aus mehreren unterschiedlichen elastischen Elementen(3a,36}gebildet ist, 'die. die Membran (1) örtlich unterschiedlich unter Spannung versetzen.
2. Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (3a, 3ö)unterschiedliche Eigenschaften und Formen aufweisen, um den Mittelbereich der Membran (1) unter erhöhte Spannung zu versetzen. _:
3. Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen ,Elemente (3a, 3b) aus unterschiedlichen ^o Stoffen bestenen und längs der Ebene der Membran angeordnet sind.