IT9021175U1

IT9021175U1 - PIEZOCERAMIC CAPSULE FOR TELEPHONE DEVICES

Info

Publication number: IT9021175U1
Application number: IT2117590U
Authority: IT
Inventors: Avolio Antonio D; Luigi Pesenti
Original assignee: Alcatel Dial Face Spa
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1991-11-15
Also published as: IT9021175V0; IT219545Z2

Description

Descrizione annessa a domanda di brevetto per Modello Industriale di Utilità' avente per titolo: "CAPSULA PIEZOCERAMICA PER APPARECCHI TELEFONICI" Description attached to the patent application for an Industrial Utility Model entitled: "PIEZOCERAMIC CAPSULE FOR TELEPHONE DEVICES"

Il presente trovato si riferisce ad una capsula piezoceramica per apparecchi telefonici la conformazione e la combinazione delle cui parti conferiscono alla stessa notevoli caratteristiche di utilità'. Tale capsula e' del tipo comprendente una membrana di trasduzione piezoceramica collegata elettricamente, tramite due terminali, al circuito elettrico dell'apparecchio telefonico a sua volta collegato al doppino telefonico. La membrana, sotto l'azione di impulsi di corrente provenienti dalla linea telefonica, e' capace di emettere vibrazioni sonore. The present invention relates to a piezoceramic capsule for telephone sets, the shape and the combination of the parts of which give it considerable utility characteristics. This capsule is of the type comprising a piezoceramic transduction membrane electrically connected, via two terminals, to the electrical circuit of the telephone set which is in turn connected to the telephone pair. The membrane, under the action of current pulses coming from the telephone line, is capable of emitting sound vibrations.

Le ben note capsule piezoceramiche, utilizzate correntemente nei ricevitori degli apparecchi telefonici, generalmente comprendono una cappa inferiore di chiusura,la quale alloggia un corpo centrale completo di terminali e di fori passanti, uno oppure, in alcuni casi, due anelli di guarnizione in gomma fra i quali viene tenuta la membrana piezoceramica, ed una cappa superiore·' provvista di aperture per il passaggio delle onde acustiche prodotte dalle vibrazioni della membrana. The well-known piezoceramic capsules, currently used in telephone receivers, generally comprise a lower closing cap, which houses a central body complete with terminals and through holes, one or, in some cases, two rubber gasket rings between which the piezoceramic membrane is held, and an upper hood provided with openings for the passage of the acoustic waves produced by the vibrations of the membrane.

I collegamenti tra i poli della membrana e i terminali sono realizzati sia mediante fili sottili saldati sulla membrana, fatti scorrere nei fori passanti del corpo centrale e avvolti attorno ai rispettivi terminali e quindi saldati, sia tramite due contatti metallici a molla che in corrispondenza di una delle estremità' sono saldati ai terminali disposti sul corpo centrale, mentre l'altra estremità' va a contattare per pressione rispettivamente lo strato piezoceramico e il supporto metallico sul quale detto strato e' depositato, in seguito indicati come poli della membrana. The connections between the poles of the membrane and the terminals are made both by thin wires welded on the membrane, made to slide in the through holes of the central body and wrapped around the respective terminals and then welded, both by means of two metal spring contacts and in correspondence with one of the ends 'are welded to the terminals arranged on the central body, while the other end' contacts by pressure respectively the piezoceramic layer and the metal support on which said layer is deposited, hereinafter referred to as poles of the membrane.

La capsula assiemata viene poi posizionata nel ricevitore del microtelefono e ivi fissata con opportuni mezzi di fissaggio e collegata al doppino. The assembled capsule is then positioned in the handset receiver and fixed there with suitable fastening means and connected to the twisted pair.

In alcuni casi queste capsule convenzionali richiedono notevoli tempi di costruzione e assemblaggio e sono, pertanto, di costo relativamente levato. In some cases these conventional caps require considerable construction and assembly times and are, therefore, of relatively high cost.

Nella domanda di brevetto francese n.880644 del 18 Maggio 1988,alla quale si rimanda per ulteriori dettagli,viene presentato un trasduttore telefonico a capsula piezoceramica comprendente una membrana di trasduzione,vibrente,mantenuta in posizione tra un fondo di capsula di materiale isolante,che porta degli organi di connessione,e un coperchio perforato per il passaggio delle onde sonore. In the French patent application n.880644 of May 18, 1988, to which reference should be made for further details, a piezoceramic capsule telephone transducer is presented comprising a vibrating transduction membrane, kept in position between a capsule base of insulating material, which door of the connection elements, and a perforated cover for the passage of sound waves.

La membrana di trasduzione e'di tipo composito e comprende un supporto di materiale conduttore ricoperto nella zona centrale di una sua faccia da uno strato circolare di ceramica piezoelettrica,metallizzata in superficie,il supporto e la ceramica essendo collegabili, tramite detti organi di trasmissione, a conduttori elettrici esterni alla capsula. The transduction membrane is of the composite type and comprises a support of conductive material covered in the central area of one of its faces by a circular layer of piezoelectric ceramic, metallized on the surface, the support and the ceramic being connectable, through said transmission members, to electrical conductors outside the capsule.

Gli organi di trasmi.ssione,in bronzo similoro,sono strutturati in modo che applichino una pressione di contatto elettrico,l'uno in corrispondenza del bordo del supporto e l'altro in corrispondenza del bordo della ceramica. Detti organi vengono poi immobilizzati in appositi condotti del fondo di capsula che sboccano all'esterno della capsula The transmission organs, in gold-like bronze, are structured in such a way that they apply an electrical contact pressure, one at the edge of the support and the other at the edge of the ceramic. Said organs are then immobilized in special ducts in the bottom of the capsule which open outside the capsule

assemblata. assembled.

La capsula viene poi posizionata con preci· sione in un alloggiamento di materiale isolante rigido. The capsule is then precisely positioned in a housing of rigid insulating material.

Il fondo di capsula ed il coperchio, dopo il posizionamento della membrana e degli organi di collegamento,vengono fissati l'uno all'altro per incollatura. The bottom of the capsule and the lid, after positioning the membrane and the connecting members, are fixed to each other by gluing.

Anche questo tipo di capsula non e' tuttavia esente da inconvenienti. However, even this type of capsule is not free from drawbacks.

In particolare, gli organi di trasmissione (contatti a molla in bronzo similoro), ottenuti per tranciatura e piegatura da una matrice di materiale laminato,non permettono un carico di contatto costante sulla membrana a causa delle tolleranze di lavorazione e ciò'crea problemi di rendimento della membrana In particular, the transmission parts (spring contacts in gold-like bronze), obtained by shearing and bending from a matrix of laminated material, do not allow a constant contact load on the membrane due to the machining tolerances and this creates performance problems. of the membrane

Inoltre, le pieghe possono subire variazioni di angolazione durante il montaggio; la molla necessita di taratura e conseguentemente i contatti. non potendo essere montati per forzamento nel fondo capsula, richiedono una sigillatura dei rispettivi canali onde evitare che la capsula sfiati. Furthermore, the folds can undergo variations in angle during assembly; the spring requires calibration and consequently the contacts. since they cannot be mounted by forcing into the capsule base, they require a sealing of the respective channels in order to prevent the capsule from venting.

Ancora,il contatto a molla sulla ceramica applica il carico sulla zona interna della membrana e ciò' contribuisce a peggiorare la situazione. Furthermore, the spring contact on the ceramic applies the load to the internal area of the membrane and this contributes to worsening the situation.

Infine,il materiale da cui vengono ricavati i contatti, per le sue caratteristiche intrinseche, risulta costoso. Finally, the material from which the contacts are made, due to its intrinsic characteristics, is expensive.

Lo scopo del presente trovato consiste nel provvedere una capsula piezoceramica per apparecchi telefonici che, oltre a non presentare gli inconvenienti sopra lamentati,risulti di montaggio estremamente semplice cosi' da ridurre sostanzialmente i costi di produzione. The object of the present invention is to provide a piezoceramic capsule for telephone sets which, in addition to not having the aforementioned drawbacks, is extremely simple to assemble so as to substantially reduce production costs.

Questo ed altri scopi del trovato,che meglio appariranno in seguito,risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla lettura della descrizione e delle rivendicazioni che seguono. This and other objects of the invention, which will become clearer hereinafter, will become evident to those skilled in the art upon reading the description and the claims which follow.

La capsula piezoceramica secondo il trovato e' sostanzialmente caratterizzata dal fatto che il collegamento elettrico tra la membrana piezoceramica e i terminali di connessione avviene mediante contatto a pressione,in corrispondenza di due punti distribuiti lungo la zona periferica della membrana e simmetrici rispetto al centro,la pressione di contatto essendo generata esclusivamente da un anello elastico disposto tra la membrana e il coperchio. The piezoceramic capsule according to the invention is substantially characterized by the fact that the electrical connection between the piezoceramic membrane and the connection terminals occurs by means of pressure contact, in correspondence with two points distributed along the peripheral area of the membrane and symmetrical with respect to the center, the pressure contact being generated exclusively by an elastic ring arranged between the membrane and the cover.

Grazie a questa idea di soluzione vengono eliminati gli inconvenienti presentati dai contatti a molla e dalle saldature. Thanks to this solution idea, the drawbacks presented by spring contacts and welds are eliminated.

I terminali ed il rocchetto sono estremamente semplici da costruìre,per cui i costi di produzione vengono notevolmente ridotti. The terminals and the spool are extremely simple to build, so production costs are considerably reduced.

Inoltre,si ottiene un vantaggio qualitativo in quanto si ha un rendimento costante della membrana,essendo la pressione di contatto tra i terminali e i poli della membrana esercitata lungo la zona periferica di questa,in due punti simmetrici ed in posizione ben definita, permettendo cosi'alla parte centrale di vibrare liberamente. Furthermore, a qualitative advantage is obtained in that there is a constant efficiency of the membrane, since the contact pressure between the terminals and the poles of the membrane is exerted along the peripheral area of this, in two symmetrical points and in a well-defined position, thus allowing to the central part to vibrate freely.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferital a non esclusiva,di una capsula piezoceramica per apparecchi telefonici fatta qui di seguito con riferimento ai disegni allegati,forniti a puro titolo di esempio non limitativo in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the detailed description of a preferred and non-exclusive embodiment of a piezoceramic capsule for telephone sets made below with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example in which:

- la fig. 1 e'una vista in esploso, della capsula piezoceramica secondo il trovato, e - fig. 1 is an exploded view of the piezoceramic capsule according to the invention, and

- la fig. 2 illustra la capsula di fig. 1, in cui la custodia e'realizzata per stampaggio direttamente sul fondo della carcassa del microtelefono. - fig. 2 shows the capsule of fig. 1, in which the case is made by molding directly on the bottom of the handset casing.

Facendo ora piu'specifico riferimento alla fig. 1, con 1 e' indicato il coperchio della capsula, con 3 la membrana piezoceramica di trasduzione e con 4,il fondo di capsula porta terminali. Referring now more specifically to fig. 1, with 1 the lid of the capsule is indicated, with 3 the piezoceramic membrane for transduction and with 4, the bottom of the terminal-holder capsule.

La membrana piezoceramica e' di tipo composito e consiste di un supporto 11 metallico di forma discoidale, su una faccia del quale e' depositato,in modo noto e convenzionale, uno strato 12 piezoceramico,ricoperto esternamente da uno strato di materiale conduttore. The piezoceramic membrane is of the composite type and consists of a metal support 11 having a discoidal shape, on one face of which a piezoceramic layer 12 is deposited, in a known and conventional way, covered externally by a layer of conductive material.

Lo strato 12 piezoceramico di forma circolare e'coassiale al supporto 11 ed ha un diametro inferiore a quello del supporto in modo da lasciare scoperta una corona circolare. Vantaggiosamente lo strato ceramico e' .provvisto di un' appendice 10 estendentesi verso il bordo del supporto 11 per formare un polo della membrana mentre l'altro polo e' formato dalla restante porzione di corona circolare del supporto non coperta dallo strato ceramico. The piezoceramic layer 12 of circular shape is coaxial to the support 11 and has a diameter smaller than that of the support so as to leave a circular crown uncovered. Advantageously, the ceramic layer is provided with an appendix 10 extending towards the edge of the support 11 to form a pole of the membrane while the other pole is formed by the remaining portion of the circular crown of the support not covered by the ceramic layer.

Il coperchio della capsula consiste in una custodia 1 di materiale isolante ottenuta per stampaggio ed atta ad alloggiare gli altri componenti della capsula. Essa presenta una sezione circolare con il fondo provvisto di aperture 8 atte a lasciar passare le onde acustiche prodotte dalle vibrazioni della membrana 3. The cap of the capsule consists of a case 1 of insulating material obtained by molding and adapted to house the other components of the capsule. It has a circular section with the bottom provided with openings 8 suitable for allowing the acoustic waves produced by the vibrations of the membrane 3 to pass.

Sul fondo e' ricavata un alloggiamento 9 anniare,coassiale alla custodia ed atto a ricevere un anello 2 torico isolante,fatto di materiale elastomerico su cui viene fatta poggiare la membrana 3. Lungo la faccia circonferenziale superiore dell'alloggiamento 9 e' predisposto un dentino 13 di riferimento atto ad impegnarsi,in una tacca corrispondente(non mostrata in figura)ricavata sulla base inferiore del fondo 4 di capsula. On the bottom there is a housing 9 annare, coaxial to the case and able to receive an insulating O-ring 2, made of elastomeric material on which the membrane 3 is placed. 13 of reference able to engage, in a corresponding notch (not shown in the figure) obtained on the lower base of the bottom 4 of the capsule.

In corrispondenza della estremità' superiore della parete interna della custodia 1 e' ricavato un dente 14 anulare di ritenuta atto ad impegnare a scatto il bordo superiore del fondo di capsula. Il fondo 4 di capsula consiste di un rocchetto circolare in materiale isolante,avente una nervatura anulare e coassiale su ciascuna delle due superfici di base, ed uria scanalatura circonferenziale lungo la superficie laterale. In correspondence with the upper end of the inner wall of the case 1 there is an annular retaining tooth 14 suitable for snap-engaging the upper edge of the bottom of the capsule. The capsule bottom 4 consists of a circular spool of insulating material, having an annular and coaxial rib on each of the two base surfaces, and a circumferential groove along the lateral surface.

Il rocchetto e' provvisto di due fori estendentisi assialmente e dislocati in posizioni diametralmente opposte attraverso le suddette nervature anulari.In detti fori sono inseriti per forzamento rispettivamente un primo 5 ed un secondo 6 terminale,costituiti da due chiodini placcati (nell'esempio argentati) i quali hanno la testa in battuta sulla nervatura anulare inferiore (non visibili dalla figura). The spool is provided with two holes extending axially and displaced in diametrically opposite positions through the aforementioned annular ribs. In these holes a first 5 and a second 6 terminal respectively, consisting of two plated nails (in the example silver plated) are inserted by forcing respectively which have their heads in abutment on the lower annular rib (not visible from the figure).

Un foro 16 passante serve a realizzare delle microfughe di smorzamento per la membrana 3. A through hole 16 is used to create damping micro-joints for the membrane 3.

Lungo la scanalatura circonferenziale del rocchetto 4 e'avvolta una bobina 15 collegata elettricamente a detto secondo terminale 6 e ad un terzo terminale 7 provvista all'interno di dette nervature anulari ed estendentesi anch'esso in direzione assiale, detta bobina essendo atta a creare un campo magnetico ausiliario suscettibile di agire sulle protesi dei non udenti. A coil 15 is wound along the circumferential groove of the spool 4 electrically connected to said second terminal 6 and to a third terminal 7 provided inside said annular ribs and also extending in an axial direction, said coil being adapted to create a auxiliary magnetic field capable of acting on hearing impaired prostheses.

Lungo il bordo superiore del rocchetto 4 sono provviste<">delle intaccature 17 in corrispondenza dei terminali 6 e 7 le quali,unitamente alla intaccatura 1Θ provvista sulla nervatura anulare in corrispondenza del terminale 7,servono per il passaggio dei capi della bobina 15. Along the upper edge of the reel 4 there are notches 17 at the terminals 6 and 7 which, together with the notch 1Θ provided on the annular rib at the terminal 7, serve for the passage of the ends of the coil 15.

L'assiemaggio della capsula avviene in maniera estremamente semplice. The assembly of the capsule takes place in an extremely simple way.

Posizionato l'anello elastico 2 entro l'alloggiamento 9 anulare, viene adagiata su di esso la membrana 3 (il corretto orientamento di quest'ultima viene stabilito dalla macchina che provvede al posizionamento automatico). Once the elastic ring 2 is positioned within the annular housing 9, the membrane 3 is placed on it (the correct orientation of the latter is established by the machine which provides for the automatic positioning).

Sopra la membrana 3 viene posizionato e spinto verso il basso il rocchetto 4 portaterminali in modo che la tacca di riferimento provvista in corrispondenza della nervatura anulare inferiore vada in accoppiamento con il corrispondente dente 13 di riferimento e il dente anulare di blocco vada ad impegnarsi sul bordo superiore del rocchetto effettuando cosi'la chiusura a scatto. Above the membrane 3 the terminal holder spool 4 is positioned and pushed downwards so that the reference notch provided in correspondence with the lower annular rib mates with the corresponding reference tooth 13 and the annular locking tooth engages on the edge top of the spool thus making the snap closure.

In tal modo le teste dei terminali 5 e 6 sono in contatto ohmico con i poli 10 e 11 della membrana 3, mentre la reazione elastica dell'anello 2 elastico, oltre a garantire il contatto ohmico, effettua la tenuta dell'alloggiamento onde evitare che la capsula sfiati. In this way the heads of the terminals 5 and 6 are in ohmic contact with the poles 10 and 11 of the membrane 3, while the elastic reaction of the elastic ring 2, in addition to ensuring the ohmic contact, seal the housing in order to prevent the capsule vents.

Il funzionamento della capsula piezoceramica e'noto ai tecnici esperti del.ramo e pertanto non viene qui descritto. The operation of the piezoceramic capsule is known to those skilled in the art and is therefore not described here.

Il trovato raggiunge cosi' gli scopi proposti. The invention thus achieves the intended aim and objects.

La capsula piezoceramica realizzata secondo gli insegnamenti del trovato,oltre ad eliminare tut ti gli inconvenienti presentati dalle capsule a terminali saldati e da quelle con contatto a molla, risulta estremamente semplice da costruire e da assiemare a costi notevolmente ridotti rispetto alle tra dizionali capsule piezoceramiche. The piezoceramic capsule made according to the teachings of the invention, besides eliminating all the drawbacks presented by the capsules with welded terminals and by those with spring contact, is extremely simple to construct and to assemble at considerably reduced costs compared to traditional piezoceramic capsules.

Ciò'e'dovuto in particolare alla semplicità'ed economicità' dei terminali e del rocchetto che costituisce il fondo di capsula. This is due in particular to the simplicity and cheapness of the terminals and of the spool which constitutes the bottom of the capsule.

Molto vantaggiosamente,la custodia della capsula può' essere direttamente realizzata per stampaggio sul fondo della carcassa del microtelefono (v.fig.2) con ulteriore risparmia di costi. Very advantageously, the capsule housing can be directly made by molding on the bottom of the handset casing (see Figure 2) with further cost savings.

Naturalmente i materiali, le dimensioni e i dettagli costruttivi potranno variare a seconda delle esigenze e contingenze di produzione e di impiego sempre rispettando le caratteristiche illustrate, descritte e qui di seguito rivendicate. Naturally, the materials, the dimensions and the construction details may vary according to the needs and contingencies of production and use, always respecting the characteristics illustrated, described and claimed hereinafter.

Claims

CLAIMS 1- Piezoceramic capsule for telephone sets of the type comprising a piezoceramic transduction membrane, vibrating, kept in position between a capsule base of insulating material that carries the connection terminals and a perforated cover through whose holes the acoustic waves produced by vibrations pass of the membrane, said piezoceramic membrane having a discoidal metal support covered, in the central aspect of one of its faces, with a circular layer of metalized piezoceramic material on the surface, said piezoceramic capsule being characterized by the fact that the electrical connection between the piezoceramic membrane and the connection occurs by pressure contact, at two points distributed along the peripheral area of the membrane and symmetrical with respect to the center, the contact pressure being generated exclusively by an elastic ring arranged between the membrane and the cover. 2- Piezoceramic capsule according to claim 1, characterized in that said metallized piezoceramic layer is provided with an appendage which extends to the periphery of said support. metal disc, that said capsule bottom is constituted by a circular spool having two through holes in the axial direction and in diametrically opposite positions, at a distance between the diameter of said piezoceramic layer and the diameter of said disc-shaped support, which in said through holes are inserted by forcing respectively a first and a second nail-like metal terminal, with the head abutting the surface of the lower face of the spool, that said cover consists of a case of insulating material with a circular section provided, on the perforated base, with a coaxial annular housing adapted to receive said elastic ring on which said piezoceramic membrane is laid with the ceramic layer facing upwards, and in correspondence with the upper end of the internal wall, of an annular retaining tooth able to snap-fit on the upper face of said spool when the latter is inserted in said cus todia and pressed pours the low. 3- Piezoceramic capsule according to claims 1 and 2, characterized in that, on the upper part of said annular housing, in a circumferential position, there is a reference tooth and, on the lower face of said spool, a notch is provided , said tooth and said notch being able to engage one into the other during the assembly of the capsule so that the head of said first nail-like terminal comes into ohmic contact with said appendage of said ceramic layer and the head of said second terminal nail-like contact comes into ohmic contact with said metal support of said piezoceramic membrane. 4- Piezoceramic capsule according to claim 1, characterized in that said elastic ring is an O-ring made of elastomeric material. 5- Piezoceramic capsule according to the preceding claims, characterized in that said spool is provided with a third terminal extending in an axial direction and with a circumferential groove adapted to house a metal winding whose ends are connected respectively with said second and third terminals. 6- Piezoceramic capsule according to the preceding claims, characterized in that said housing constituting the capsule lid is made by molding directly on the bottom of the handset casing. 7- Piezoceramitra capsule for telephone sets as described and illustrated herein for the specified purposes.