JPS58133100A - トランスジユ−サ支持接続手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ４　本発明は圧電音声トランスジューサ用支持接続手段
、更に詳しくは圧電音声トランスジューサ用のノードマ
ウント手段に関するものである。

圧電音声トランスジューサは、ピエゾセラミックベンダ
ー乃至単にベンダーと称されるが、成る種のハウジング
乃至ホルダー内に封入されておシ、そのトランスジュー
サ全ハウジジグ乃至ホルダー内に封入してなるアセンブ
リはブザと呼ばれている。そのブザは現在のところ、電
話、電子ゲーム、家庭用電気機器、煙検出器、レーダー
検出器、侵入者警報装置、医療用機器等に使用されてい
る。トランスジューサは通常センターマウント方式、エ
ツジマウント方式およびノードマウント方式のうちのい
ずれかによって取シ付けられる。

最小のトランスジューサ駆動電流によって最大の音圧レ
ベルを得るためにはノードマウント方式が必要である。

これ祉ノード直径においてトランスジューサを＊ｂ付け
れば振動が減衰°しないからである。センターマウント
およびエツジマウントによればインピーダンスが大きく
なり、周波数が低くなる。このセンターマウントおよび
エツジマウントは機械的な考慮の方が電気的な考慮より
も重要である場合やトランスジューサ會その共振周波数
よシ低い周波数で振動させるのが望ましい場合に使用さ
れる。

米国特許第４，２３０，３８３号には、全面が金属の第
１の面と、その裏側の、圧電セラミンクが接着された第
２の面と全備えた円形のメタルウェファ−の形の圧電音
声トランスジューサ用の支持接続手段が開示されている
。その支持接続手段は内部に環状面を備えたハウジング
からなる形式のものであシ、その環状面に前記トランス
ジューサの第１の面が接触せしめられるようになってい
る。またその支持接続手段はトランスジューサの前記第
２の面に接触せしめられる第１．第２の接点を備えてい
る。その環状面がベンダーの固有振動がノードを示すよ
うな特定の直径のリングであるときには、その環状面は
ノードマウント金構成する。このノードマウントによれ
ば外縁、中央等の他の半径部分でマウントする場合に比
してトランスジューサは大きな振巾で振動することがで
きる。成るブザメーカーにおいてはハウジング内のリン
グにトランスジューサ？・取シ付けるのには接着剤が使
用され、必要な電気的接続は、トランスジューサの裏面
の圧電セラミックウェファ−上およびそのウェファ−を
取９巻く金属面上に細いワイヤーをハンダ付けすること
によって取られる。ワイヤー全ハンダ付けして必要な電
気的接続をとる替シに、そのリングを備えたハウジング
内に取シ付けられたハウジング部材から延びる弾性金属
接点を押圧することによって必要な電気的接続をとる場
合もある。

米国特許第４，２３０，３８３号に開示されているブザ
においては、トランスジューサの前記第１の面にリング
がシリコンゴム等の接着剤によって接着され、第２の面
に弾性接点が接触せしめられている。ＢＲＫエレクトロ
ニクス社製のブザも同様な例であるが、そのブザにおい
ては、トランスジューサの全金属面のノードにリングが
接着され、そのリングの反対側のノードにおいてセラミ
ックに２個の弾性接点が押圧され、さらにメート外に第
３の接点が接触せしめられている。汚レックス社製のブ
ザに一使用されている他のノードマウント機構において
は、両面においてノードに接触せしめられたリングを有
する複数のハウジング部材が使用されている。電気的接
続は、そのハウジング部材内に取シ付けられ、セラミッ
ク側の面に接触せしめられる弾性接点によってとられる
。これらはノード接点ではなく、したがって振動減衰効
果を有する。トランスジューサにハンダ付けされたワイ
ヤーは例え細いワ、イヤーであっても、振動を減衰させ
る傾向がらシ、効率を低下させる。またハンダ付けは製
造上手間がかかシ、コストアップにつながる。ブザを駆
動するのに必要な電気的接続および取付をノード上のみ
で行なえるような取付接続手段が音醤性能を最高にする
ためには望ましい。さらに、接着剤は振動減衰効果をど
うしても持っているため、接着剤を使用しガいで済めば
極めて望ましい。

上記のような事情に鑑みて本発明は減衰の極めて小さな
ノードマウント接続機構を提供すること全目的とするも
のである。

本発明においては、基板主に２つの独立した接点が取シ
付けられ、圧電ウェファ−の互いに隔絶された２つの部
分にそれぞれ接触せしめられる。その接点の一方は共振
空洞全形成する半円形の壁の頂面に配され、他方はその
壁によって形成される開口内に取シ付けられる。ハウジ
ングによって支持された、もしくはハウジングと一体的
な、導電性環状面乃至リングがトランスジューサの全金
属面に押圧され、そのトランスジューサをその２つの接
点に押しつける。そのハウジングは基板上に弾性的に取
シ付けられる。さらに、ハウジングは、゛トランスジュ
ーサに設けられたノツチと係合して、圧電ウェファ−の
前記２つの部分を前記両接点に対して位置決めする位置
決めリブを備えている。スペーサリブがウェファ−と接
点の接触点をノニド上に位置させるとともにハウジング
の内壁から隔て、さらに前記リング接点をトランスジュ
ーサのノード上に保持する。本発明の他の実施例におい
ては環状面に弾性を持たせるために複数のスロツ）１−
形成した頂面と、基板に直接スナップ係合する脚部とを
備えたプラスチックハウジングが使用される。接点の１
つはノードから外され、トランスジューサ上の、共振周
波数に与える影響の最も小さい点に接触せしめられる。

リング接点はプラスチックハウジング上に形成され、全
ての電気的接続が基板に取り付けられた接点を介してと
られる。基板に取り付けられる接点は亜鉛等の金属を基
板のスルーホールによってその基板に固定されるように
ダイカストすることによって製造するのに特に適してお
り、基板上の回路の進体と一体をなすようにしてもよい
。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図においてハウジング１０およびトランスシュ＝す
３０は回路基板４０に取り付けられた成分、例えば結合
部材４６．半円形の壁５９およびセンターポスト６５か
ら分解された状態で示されている。ノ・ウジング１０の
主たる特徴は円筒状の内面１２゜円筒状の外面１３およ
び頂部１４である。

頂部１４は内面１２と同心に管状部材１５を支持してい
る。頂部１４は管状部材１５の内部に通じる内側開口１
７と、ノ・ウジング１０の内面１２と管状部材１５の間
の空間に通じる外側開口１８とを備えている。

内面１２はトランスジューサ３０に設けられたノツチ３
６と後述するように共働する位置決めリプ２０を備えて
いる。外面１３は把持リプ２４、ｍＷフランジ２５、お
よび位置決めキー２６を備えている。位置決めキー２６
はハウジング１０の周囲に板ばね２７を所定の角度で保
持する。各板ばね２７に設けられたノツチ２８は後述す
るように各結合部材４６と共働して保持機能およびセン
タリング機能を果たす。

前記半円形の壁５９はギャップ６２を形成する平行な側
壁６３と、平らな頂面６０とを有しており、その頂面６
０に平行な前記基板４０に取り付けられている。頂面６
０上のギャップ６２に直径方向に対向した位置には第１
のスタッド（接点）６１が配されており、前記センター
ボスト６５上には第２のスタッド（接ａ）６６が配され
ている。そのセンターボスト６５はギャップ６２の中央
において基板４０に取り付けられ又いる。両スタッド６
１．６６は基板４０から同じ高さにある。

半円形の壁５９は両側壁６３０部分で最も巾が大きくな
っている。これは両側壁６３０面積とその両側機６３間
の容積が圧電音声トランスジューサ３０の共振空洞用の
開口を設計する上での重要なパラメーターであるからで
ある。その共撮空洞とは半円形の壁５９内の空間である
。壁５９の重要な％徴の１つはトランスジューサ３０の
固有振動の示すメートと同じ径であることである。

第１図において、３個の結合手段４６が半円形の壁５９
の中心から等距離に約１２０°間隔で配されている。各
結合部材４６は基板４０に取り付けられる底板４７、外
壁５０および端壁５４を備えており、その外壁５０およ
び端壁５４は底板４７に垂直になっている。外壁５０は
下方に向かって傾斜し、底板４７に面して頂点５３を有
する傾斜部材５２を一体的に備えている。底板４７は内
方に面した弧状面４８を備えている。この弧状面４８は
ハウジング１０の底部フランジ２５と密に嵌合するよう
な形状にされている。底板４７はさらに基板４０に設け
られた同じ形状の孔に通じるコア孔４９を備えている。

ハウジング１０を基板４０に組み込む際には、前記位置
決めリプ２０がトランスジューサ３０のノツチ３６と係
合するようにトランスジューサ３０をハウジング１０内
に挿入し、各位置決めキー２６０両側のスロット２３内
に前記板ばね２７を挿入し、ハウジング１０を位置決め
リプ２０の延長部２１が基板４０に設けられた切欠４１
内に挿入されるようにして壁５９上に被せ、さらにその
ハウジング１０を回転させて板はね２７を前記傾斜部材
５２の下側で摺動せしめ、板はね２７のノツチ２８を傾
斜部材５２の頂点５３と嵌合せしめる。

第２図にはトランスジューサ３０の第２の面３２が示さ
れている。これは第２の面３２に接着された圧電セラミ
ックウェファ−３３を使用した極く一般的なトランスジ
ューサ設計である。同じセラミックのフィードバック部
３４はセラミックウェファ−３３の他の部分から隔絶さ
れている。トランスジューサ３０はハウジング１０の位
置決めリプ２０と係合するノツチ３６を備えていること
を特徴とする。これによって、フィードバック部３４が
第２の接点すなわち第２のスタッド６６と確実に接触せ
しめられる。セラミックウェファ−３３の径は、第１の
接点すなわち第１のスタッド６１がトランスジューサ３
００ノード上でウェファ−３３と接触し得るように前記
半円形の壁５９の径より大きくなっている。

第３図はハウジング１０が基板４０に組み込まれて、ト
ランスジューサ３０が両スタッド６１．６６とハウジン
グ１００間に挾持されている状態を示している。トラン
スジューサ３０の第１の面３１には前記管状部材１５の
下イ面である環状面１６が当接している。

管状部材１５の下端部は面取りされており、下端面１６
がほぼ円形の線状をなすようになつている。その管状部
材１５の径は半円形の壁５９と同様にトランスジューサ
３０の共振ノードに対応した大きさになっている。図示
の接続構成は、トランスジューサ３０の共振ノード内に
収められているため、トランスジューサに通電したとき
の減衰効果が極めて小さく、したがって与えられた共振
空洞設計に対して蟻大の音響効率を得ることができる。

トランスジューサ３０はハウジング１０の内面１２に設
けられたスペーサリプ２２によって内面１２に対して僅
かに間隔を置いて保持される。スペーサリプ２２は前記
位置決めリプ２２より低く、環状面・１６と両スタッド
６１゜６６とが共振ノード上でトランスジューサ３０と
接触するようにトランスジューサ３０をセンタリングす
る役のみを果たすものである。

各スペーサリプ２２は前記把持リプ２４の裏側に配され
、約１２０°の間隔で設けられており、その先端はトラ
ンスジューサ３０の径よりほんの僅かに大きな円上に位
置し、これによってエツジ減衰なしにトランスジューサ
３０゜がセンタリングされるようになっている。前記板
ばね２７は僅かに撓められ、環状面１６と両スタッド６
１．６６の間でトランスジューサ３０を弾性的に押さえ
るようになっている。

第３図において、結合部材４６、半円形の壁５９、およ
びセンターボスト６５はそれぞれリベット５６，６４．
６７によって基板４゜に取り付けられている。これ等は
基板取付成分を安価に製造するために亜鉛等の金属の鋳
造によって製造してもよい。このとき、前記コア孔４９
および基板４０のコア孔４２は前記傾斜部材５２を形成
するためのコアの侵入を許す。ハウジング１０は鋳造し
てもよいし、金属シートから異形打抜成形によって製造
してもよい。前記谷リベット５６，６４．６７は基板４
０の底面４４上に設けられた回路に接続されている。前
記環状面１６と第１のスタッド６１を介して２つの独立
した点において、ウェファ−に交流もしくは脈動直流を
流すための電気的接続がとられ、第２のスタッド６６を
介してフィードバックリード用の第３の電気的接続がと
られる。

第４図はハウジング１０の内部を示す平面図であり、こ
の第４図には前記位置決めリプ２０とスペーサリプ２２
が明瞭に示されている。位置決−めリプ２０はハウジン
グ１０の下方に延びて基板４０の切欠４１（第１図）内
に入る。これによってハウジング１０は結合部材４６と
一方向にしか嵌合することができず、これによって両ス
タッド６１．６６がウェファ−３３およびフィードバッ
ク部分３４を常に正して接触する。

第５図は異なるハウジング７０を使用した本発明の他の
実施例を示すものである。ハウジング７０はプラスチッ
クで形成されており、したがって、第１の実施例の管状
部材１５（第３，４図）と同様な構造の管状部材を備え
てはいるが、その管状部材の先端の環状面を介しては電
気的接続をとることができない。

本実施例においてはギャップ６２．６２’によって隔て
られ、電気的に互いに絶縁された２つの半円形の壁５９
．５９’が使用されている。

側１１６３．６３’はへルムホルツ共鳴器の方程式を正
しく満足するような寸法になっている。

壁５９′は突出部５８′を備えており、その突出部５８
′上に接触スタッド６１か設けられている。この接触ス
タッド６１は他のスタッド６１゜６６より僅かに（ウェ
ファ−３３の厚み分だけ）高くなっており、ウェファ−
３３の径の外で第２の面３２と接触するようになってお
り、それによって、センターポスト６５をフィードバッ
ク用に残して、ウニ７アー３・３に交流もしくは脈動直
流を流せるようになっている。この構成ではノード接触
に比べてトランスジューサの振動の減衰が僅かに犬きく
なるが、第５図に示すように配置すればその減衰の度合
は極めて小さくなる。このようにする替りに、弾性のあ
るプラスチックハウジングア０をメタライズしたり、導
電性のフィラーを加えて導電性にしてそのハウジング７
０内の管状部材を前記第１の実施例におけると同様に第
３の接点として使用することもできる。このようにすれ
ばノード上のみの接触とすることができる。

第５図のハウジング７０は円筒状の内面７２、円筒状の
外面７３および頂部７４を備えており、その頂部７４に
は互いに一部重なり合う複数の弧状スロット７５が設け
られ、その間にストリップ部７６が形成されている。こ
のストリップ部７６は内面７２と管状部材の間に弾性を
与え、トランスジューサをスタッド６１．６６に弾性的
に押圧し得るようになっている。ハウジング７０の外面
７３上には基板４０の係合孔４５と弾性的に係合してノ
・ウジング７０を基板４０上に係止するラッチ７８を備
えた脚７７が設けられている。ノ・ウジング７０の下端
縁７９はトランスジューサに対する頂部７４のスプリン
グ作用によって基板４０から浮かされる。その下端縁７
９はハウジング７０が打撃を加えられる婢誤まった取扱
いをされたときにハウジング７０が基板４０に接近し過
ぎるのを防止する。前記スロット７５はハウジング７０
内に形成される外側共振空洞への開口としても作用し、
また頂面７４内の中央−ロア１は管状部材内に形成され
る内側共振空洞への開口となる。

なお、本発明の種々の実施例において基板に取り付けら
れる成分はグイキャストによって基板に固定する替りに
ハンダ付は等の機械的な方法で基板に固定してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトランスジューサ支持接続
手段とトランスジューサの分解斜視図、 第２図はトランスジューサの平面図、 第３図は第１図の３−３線断面図、 第４図はノ・ウジングの内部を示す平面図、第５図は本
発明の他の実施例のトランスジューサ支持接続手段とト
ランスジューサの分解斜視図である。 １０・・・ハウジング　　１５・・・管状部材１６・・
・環　　状　　面　、　　３０・・・トランスジューサ
４０・・・基　　　　板　　４６・・・結合部　材５９
・・・壁６１，６６・・・ス　タ　ッ　ドロ５・・・セ
ンターポスト

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　全金属の第１の面０υと、その第１の面Ｇυ
   の反対側の、圧電セラミック（ト）が貼着された第２の
   面（３２とを備えた円形の金属ウェファ−である圧電音
   声トランスジューサ（至）用の支持接続手段であって、
   前記トランスジューサ（７）の前記第１の面Ｇυと接触
   する環状面ａ６１ｉ内部に備えたハウジング（１０）と
   、前記トランスジューサ（至）の前記第２の回国と接触
   する第１．第２の接点（６１，６６）とからなる支持接
   続手段において、 前記トランスジューサ備が前記環状面Ｑ６）と前記第１
   ．第２の接点（６１，６６）の間に弾性的に挾持されて
   支持されるようになっており、前記ハウジング００）が
   、前記環状面αＱが前記トランスジューサ（３０）の外
   縁と同心になるようにそのトランスジューサ（至）を受
   容するように形づくられていることを特徴とする支持接
   続手段。
2. （２）　　前記環状面αｅが前記トランスジューサ（３
   ｏ）のノード上において前記第１の面Ｇυと接触するよ
   うになっていること２！ｉ−特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の支持接続手段。
3. （３）前記環状面σｅがほぼ円形の線状金なしておシ、
   その環状面αｅの前記トランスジューサ（７）に対する
   振動減衰効果が小さくなるようになっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の支持接続手段。
4. （４）　　前記第１の接点（６１）が前記第２の面（３
   ２とそのノード上で接触するよう゛になっており、その
   ノードが前記圧電セラミック（至）の周縁の内部にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の支持接続
   手段。
5. （５）前記第２の接点（６６）が前記第２の面（３２１
   とそのノード上で接触するようになっており、その第２
   の接点（６６）がフ・イードバンク接点の役を果たすよ
   うになっていることｔ特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の支持接続手段。
6. （６）　　前記＄１の接点（６１）が前記トランスジュ
   ーサ００と平行な面内に頂面を有する半円形の壁（５９
   ）上に取シ付けられており、その半円形の壁（５９）が
   、前記ハウジングａＯ１が弾性的に取り付けられている
   基板（４〔に固定されておシ、その半円形の壁（５９）
   の切れた部分にギャップ（６２）が形成されており、前
   記第２の接点（６６）がそのギャップ（６２）円におい
   て前記基板（４Ｇに固定されたセンターポスト（６５）
   上に取り付けられており、前記頂面が前記トランスジュ
   ーサ圓のノードにほぼ対応しており、それによって前記
   半円形の壁（５９）が共振空洞全形成していることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の支持接続手段、
7. （７）　　前記ハウジング（１０１が導電性を有し、前
   記環状面ｕｅが第３の接点の役全果たすようになってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の支持接
   続手段。
8. （８）前記第１．第２の接点（６１，６６）および前記
   ハウジングＧＯ）が基板顛に取シ付けられておシ、その
   基板（４０に少なくとも３個の結合部材ＣＯが固定され
   ており、前記ハウジングα０）がその各結合部材（刺と
   弾性的に嵌合する７その結合部材（４６）と同数の板ば
   ねｆ２７）　ｌその周縁部に備えており、その板ばね（
   ２力が前記ハウジング０ωを前記基板（４１の方に弾性
   的に付勢するようになっておシ、それによって前記トラ
   ンスジューサ（至）が前記環状面（１６１と前記第１．
   第２の接点（６１，６６）の間で弾性的に押さえられる
   ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載の支持接続手段。
9. （９）　　前記環状面０６１が前記ノ・ウジングαＯ）
   に弾性的に支持されていること全特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の支持接続手段。 ０ω　前記ハウジング０〔が弾性材料で形成されておシ
   、かつほぼ円筒形の外４１１部分（７３）と頂部（７４
   ）と全備えており、前記環状面（１６１が前記外側部分
   （７３）内にその外側部分（７３）と同心に前記頂部（
   ７４）に支持された管状部材上に設けられており、前記
   頂部（７４）に複数の弧状スロット（７５）が設けられ
   ておシ、そのスロツ）　（７５）が互いに重なシ合う部
   分を備え、そのスロツ）　（７５）間に弾性材料の帯状
   部分（７６）が形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第９項記載の支持接続手段。 αＤ　前記外側部分（７３）がラッチ手段（７８）　？
   備えた複数の脚（７７）　を一体的に備えておシ、前記
   ランチ手段（７８）が前記基板（４０に設けられた前記
   脚（７７）の数と同数の孔（４５１にそれぞれ弾性的に
   係合するようになってｂることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項記載の支持接続手段。 口　前記脚（７７）の数が少−なくとも３個であり、前
   記ハウジングが同数のスペーサリプ０２を有するほぼ円
   筒形の内面（７２）−全備えておシ、前記スペーサリブ
   四が前記脚（７７）の間に位置しておシ、それによって
   その脚（７７）が前記基板（４１）内の前記孔（４８と
   係合するように撓められたときにそのスペーサリプＧ２
   １が前記トランスジューサ（至）と衝接しないようにな
   っていること全特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
   の支持接続手段。 θタ　前記ハウジングが位置決めリプ（２０１ｉ有する
   ほぼ円筒形の同面α２１ヲ備えておシ、その′　　リプ
   （至）が前記トランスジューサ００）の縁部に設けられ
   たノツチ（至）に嵌合することによってそのトランスジ
   ューサ（至）の前記ノ１ウジングに対する角度的な位置
   が決められるようになっていること全特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の支持接続手段。 ０荀　前記ノ１ウジングが少なくとも３個のスペーサリ
   ブ（２邊ヲ備えたほぼ円筒形の内面Ｑ２＋を備えており
   、その少なくとも３個のスペーサリプ（２渇が前記トラ
   ンスジューサ（３０）の周縁に沿ってその周縁に僅かに
   間隔を置いて設けられておシ、そのスペーサリプ四によ
   って前記トランスジューサ（至）が前記ハウジング０〔
   の中央に位置せしめられるようになっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の支持接続手段。