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JPS60148299A - Piezoelectric speaker with mechanical coupling transformer - Google Patents

Piezoelectric speaker with mechanical coupling transformer

Info

Publication number
JPS60148299A
JPS60148299A JP59260616A JP26061684A JPS60148299A JP S60148299 A JPS60148299 A JP S60148299A JP 59260616 A JP59260616 A JP 59260616A JP 26061684 A JP26061684 A JP 26061684A JP S60148299 A JPS60148299 A JP S60148299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
piezoelectric
transducer
transformer
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59260616A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
テイモシー・ウイリアム・ハルチユツク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of JPS60148299A publication Critical patent/JPS60148299A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、圧電スピーカに関するものであり、更に詳し
く云うと振動板(diaphragm )を圧電駆動素
子に結合させる構造物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to piezoelectric loudspeakers, and more particularly to structures for coupling a diaphragm to a piezoelectric drive element.

先行技術 米国特許第3,548.116号および第3 、786
 、202号に記述されているように円錐形振動板の先
端を円形圧電駆動装置の中心C二直接に取付けることは
周知である。同軸に取付けた圧電素子および対応する付
着振動板を有するスピーカは米国特許第4゜401.8
57号に提案されている。
Prior Art U.S. Pat. Nos. 3,548,116 and 3,786
It is well known to attach the tip of a conical diaphragm directly to the center C of a circular piezoelectric drive, as described in US Pat. A loudspeaker with a coaxially mounted piezoelectric element and a corresponding attached diaphragm is disclosed in U.S. Pat.
It is proposed in No. 57.

ロンドによって一緒に接続され音響変換器によって駆動
される複数の軸が心合せられ一定の間隔をおいて離れて
配置さ、れた振動板からなるスピーカは米国特許第4,
039,044号および第4.107.479号の主題
である。米国特許第4.246.447号C:開示され
ている1実施例においては、互に結合されまた接続ロン
ド(:よって振動板に結合されている複数の一定の間隔
をおいて離れて配置された圧電躯動装置によって1つの
振動板が駆動され、もう1つの実施例では2つの振動板
がOリングによって圧電駆動装置に結合されている。
A loudspeaker consisting of a plurality of aligned and regularly spaced diaphragms connected together by a rond and driven by an acoustic transducer is disclosed in U.S. Pat.
No. 039,044 and No. 4.107.479. U.S. Pat. No. 4,246,447 C: In one disclosed embodiment, a plurality of regularly spaced connecting ronds are coupled to each other and to a diaphragm. One diaphragm is driven by a piezoelectric motion device, and in another embodiment two diaphragms are coupled to the piezoelectric drive device by an O-ring.

米国特許第4.3E3S、241号における圧電スピー
カは、円筒形結合部材によって振動板に結合されている
圧電駆動装置を有する。広い周波数範囲を達成するため
(:、前記特許は1円筒形結合部材の直径の電電駆動装
置の直径に対する比は0.65〜0.8の範囲内とすべ
きであることを教示している。
The piezoelectric speaker in US Pat. No. 4.3E3S,241 has a piezoelectric drive coupled to a diaphragm by a cylindrical coupling member. In order to achieve a wide frequency range (1) the patent teaches that the ratio of the diameter of the cylindrical coupling member to the diameter of the electro-electric drive should be in the range 0.65-0.8. .

発明の要約 本発明の一般的目的は、ドーム状振動板および平らな振
動板を圧電変換器によって駆動できるよう(ニする機械
的変成器を有する圧電スピーカを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is a general object of the present invention to provide a piezoelectric speaker having a mechanical transformer such that a dome-shaped diaphragm and a flat diaphragm can be driven by a piezoelectric transducer.

本発明のもう1つの目的は、高周波数レスポンスの損失
を最小にする機械的変成器を有する圧電スピーカを提供
することである。
Another object of the invention is to provide a piezoelectric speaker with a mechanical transformer that minimizes loss of high frequency response.

本発明による圧電スピーカの1実施例(:おいては、振
動板は機械的変成器手段によって圧電変換器に結合され
ている。この機械的変成器は、通常その小さい方の直径
の端を中心を同じくするように圧電変換器の中心に付着
させておりその大きい方の直径の端を振動板に付着させ
ている円錐台から成っている。この円錐形変成器はその
質量を最小にするための中空であることが好ましく、機
械的結合を強めるために堅い材料で作られていることが
好ましい。
In one embodiment of a piezoelectric loudspeaker according to the invention, the diaphragm is coupled to a piezoelectric transducer by means of a mechanical transformer, which is typically centered at its smaller diameter end. It consists of a truncated cone which is similarly attached to the center of the piezoelectric transducer and whose larger diameter end is attached to the diaphragm.This conical transformer is designed to minimize its mass. It is preferably hollow and preferably made of a rigid material to enhance the mechanical bond.

詳細な説明 第1図を参照すると、圧電変換器10は導線12によっ
て信号発生器(図示されていない)に結合されている。
DETAILED DESCRIPTION Referring to FIG. 1, a piezoelectric transducer 10 is coupled by a conductor 12 to a signal generator (not shown).

変換器10はバイモルフとして示されているが、モノモ
ルフも使用できる。変換器10は中心14を有する円形
ディスクであることが好ましい。円錐形振動板16は先
端を切られて小さい方の直径の端18の形状を定めてい
る。
Although transducer 10 is shown as bimorph, monomorphs can also be used. Transducer 10 is preferably a circular disk having a center 14. The conical diaphragm 16 is truncated to define a smaller diameter end 18.

機械的結合変成器20に圧電変換器10を振動板16(
−結合させている。変成器20は小さい方の直径の端又
はリング22と大きい方の直径の端24とを有する円錐
台として一般的に記述されてもよい。
A piezoelectric transducer 10 is connected to a mechanically coupled transformer 20 with a diaphragm 16 (
-It is combined. Transformer 20 may be generally described as a truncated cone having a smaller diameter end or ring 22 and a larger diameter end 24 .

変成器20の円錐状?=延びている表面は、連続的C二
円錐状(二延びている固体壁として形成することもでき
るが、小さい方の直径の円形端部分22ヲ大きい方の直
径の端部分24C:接続させるのに複数の一定の間隔を
おいて離れて配置された支持部材又はロッド26ヲ用い
ることが好ましい。エネルギ移動を最少にするためC;
、変成器20はポリカーボネートのようなスチフネスが
高く質量の小さい材料で作るべきである。複数の一定の
間隔乞お゛いて離れて配置されたロッド267a−用い
ると、固体壁な用いた場合の質量より小さい質量を有す
る変成器を作ることができる。救成器を作るために選ば
れる材料は高いヤング率対密度比(ratio)y2有
することが好ましい。
Conical shape of transformer 20? = The extending surface has a continuous C2 conical shape (which can also be formed as a solid wall extending from the smaller diameter circular end portion 22 to the larger diameter end portion 24C). Preferably, a plurality of regularly spaced support members or rods 26 are used to minimize energy transfer.
, transformer 20 should be made of a high stiffness, low mass material such as polycarbonate. The use of a plurality of regularly spaced apart rods 267a allows the creation of a transformer having a mass that is less than the mass that would be achieved if a solid wall were used. Preferably, the material chosen to make the rescue device has a high Young's modulus to density ratio y2.

変成器の端22および24はエポキシ樹脂のような接着
剤を用いて圧電g動装置10および振動板16の端1B
にそれぞれ固定してもよい。変成器20の22(二おけ
る小さφ方の端の直径&!圧電スピーカの高周波数応答
(レスポンス)にかなりの影響を与える。端22の直径
は低域フィルタとして有効:二機能する。−即ち、その
直径が大きくなると“圧電スピーカの高周波数応答は低
下する。従って大きい高周波数応答?達成するためには
、端22の直径は圧電反換器10の直径C二比べて小さ
くすべきである。例えば、端22の外径を約0.1ライ
ンチとすると、14足すべき高周波数応答、即ち20 
KHz以上の′高周波数応答を与えることが証明されて
いる。
Ends 22 and 24 of the transformer are attached to end 1B of piezoelectric glide device 10 and diaphragm 16 using adhesive such as epoxy resin.
may be fixed respectively. The diameter of the small φ end of the transformer 20 (22) has a significant effect on the high frequency response of the piezoelectric speaker. The diameter of the end 22 is effective as a low-pass filter. , the high frequency response of the piezoelectric speaker decreases as its diameter increases. Therefore, to achieve a large high frequency response, the diameter of the end 22 should be small compared to the diameter C2 of the piezoelectric reverberator 10. For example, if the outer diameter of the end 22 is approximately 0.1 inch, then the high frequency response that should be added by 14, or 20
It has been shown to provide a high frequency response of KHz and above.

理想的i二は、端22の直径は最大の高周波数応答を達
成するためにできるだけ小さく丁べきであるが、直径が
ある点゛(二近づくと変成器20と圧電変換器10とを
動かないように接続することがむつかしくなる。端22
の直径が0.15インチの場合(二は、莢換゛器10め
直径の端22の直径C対する比は1以上とすべきであり
、約6又はそれ以上C二すべきである。端24の直径の
端22の直径C二対する比は1・−以上であり、振動板
の大きさおよび構成C:応−じて約1又はそれ以上とし
て゛もよ“い。
Ideally, the diameter of end 22 should be as small as possible to achieve maximum high frequency response, but as the diameter approaches a certain point (2) the transformer 20 and piezoelectric transducer 10 will not move. It becomes difficult to connect the end 22.
If the diameter of the capsulator is 0.15 inch (2), the ratio of the 10th diameter of the capsulator to the diameter C of the end 22 should be greater than 1, and should be about 6 or more. The ratio of the diameter of end 22 to the diameter C of end 22 is greater than or equal to 1, and may be about 1 or greater, depending on the size and configuration of the diaphragm C.

第2図では振動板16が一成器20の大きい方の直径の
端一24に固定されて示されている。組立てら−7れた
圧電変換器10、変成器20および振動板1今は振動板
16の円周のぶち28によって密封体に取付けることが
できるので、この組立体はそれC二よって単独に支持さ
れるか、又は圧電変換器1oは従来の周辺支持構造物C
;よって支持することができる。
In FIG. 2, a diaphragm 16 is shown secured to the large diameter end 24 of the unit 20. The assembled piezoelectric transducer 10, transformer 20 and diaphragm 1 can now be attached to the enclosure by means of the circumferential tabs 28 of the diaphragm 16, so that this assembly can be independently supported by it. or the piezoelectric transducer 1o is mounted on a conventional peripheral support structure C.
; Therefore, it can be supported.

変換器を支持体(二付着させて組立体を取付けると、結
果として希望しない減衰(damping )が生じる
ので、振動板のふちζ二よって組立体を単独で支持する
ことは利点を有する。
Since mounting the assembly by attaching the transducer to a support would result in undesired damping, it is advantageous to support the assembly solely by the edges of the diaphragm.

第6図および第4図は本発明の主要な利点の1つ、即ち
好都合な筒周波数応答を維持しながら平らな振動板30
又はドーム状振動板62ヲ圧電変換器10で駆動させる
能力を示している。変成器20の大きい方の直径の端2
4は、エネルギを振動板30および52に結合するため
実質的効果のある分散面積を与える。各振動板の機械的
インピーダンスは変成器の端22および端24が同じ面
積である場合のインピーダンスよりも大きいインピーダ
ンスに変えられるので、本発明の実施例の効率は高めら
れる。従って機械的変成器ははソその中心C二おいて変
換器に結合すると同時に置換器C二よって誘導された機
械的運動を振動板上のより広い分散面積に変えることf
二よって圧電スピーカの高周波数応答特性を保っている
。第3図および第4図に示した実施例C二おいては、圧
電スピーカ組立体を振動板の周辺付近C二おいて密封体
に取付けることができ、又は圧電変換器を従来の方法で
直接に支持することができる。
6 and 4 illustrate one of the major advantages of the present invention, that is, a flat diaphragm 30 while maintaining a favorable cylindrical frequency response.
Alternatively, the ability to drive the dome-shaped diaphragm 62 with the piezoelectric transducer 10 is shown. Larger diameter end 2 of transformer 20
4 provides a substantially effective dispersion area for coupling energy to the diaphragms 30 and 52. The efficiency of embodiments of the present invention is increased because the mechanical impedance of each diaphragm is changed to a greater impedance than would be the case if ends 22 and 24 of the transformer were of the same area. Therefore, the mechanical transformer is coupled to the transducer at its center C2 and at the same time transforms the mechanical motion induced by the displacement C2 into a wider distributed area on the diaphragm.
Second, the high frequency response characteristics of the piezoelectric speaker are maintained. In the embodiment C2 shown in FIGS. 3 and 4, the piezoelectric speaker assembly can be mounted to the enclosure near the periphery of the diaphragm, or the piezoelectric transducer can be directly mounted in a conventional manner. can be supported.

本発明の実施例を記述し図解したが、本発明の範囲は添
付の特許請求の範囲C二よって定義されている。
Having described and illustrated embodiments of the invention, the scope of the invention is defined by the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明C二よる圧′題スピーカの分解図であ
る。 第2図は、円錐形振動板を有する圧電スピーカの1実施
例の等角図である。 第5図は、大体シニおいて平らな振動板を有する圧電ス
ピーカのもう1つの実施例の等角図である。 第4図は、ドーム状振動板を有する圧電スピーカのもう
1つの実施例の等大図である。 特許出願人 モトローラ・インコーボレーテッド代理人
 弁理士 玉蟲久五部 工=72 1==4
FIG. 1 is an exploded view of a pressure speaker according to invention C2. FIG. 2 is an isometric view of one embodiment of a piezoelectric speaker with a conical diaphragm. FIG. 5 is an isometric view of another embodiment of a piezoelectric speaker having a generally flat diaphragm. FIG. 4 is an isometric view of another embodiment of a piezoelectric speaker having a dome-shaped diaphragm. Patent Applicant Motorola Incorporated Agent Patent Attorney Tamamushi Gobe = 72 1 = = 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 t 圧電変換器および空気運勧乞発生する振動板を具え
る圧電スピーカにおいて、 圧電変換器(二より発生された運動を振動板に結合させ
、前記圧゛峨変換器の中心付近の比較的小さい面積1;
付着された第1の端および前記振動板C二付着された前
記の第1の端より実質的C二広い面積な有する第2の端
な有する機械的変成器を具えることを特徴とする圧電ス
ピーカ。 2、機械的変成器手段は堅い円錐台状構造乞具え、振動
板(:対する圧電変換器により発生された運動を効果的
に変換する特許請求の範囲第1項記載の圧電スピーカ。 3、 前記変換器および機械的変成器手段は単独(二前
記振動板によって支持されている前記特許請求の範囲第
2項C二よる圧電スピーカ。
[Claims] t. A piezoelectric speaker comprising a piezoelectric transducer and a diaphragm that generates air flow, comprising: coupling the motion generated by the piezoelectric transducer (2) to the diaphragm; Relatively small area near the center 1;
a piezoelectric device comprising a mechanical transformer having a first end attached to the diaphragm C2 and a second end having a substantially larger area than the first end attached to the diaphragm C2; speaker. 2. The mechanical transformer means comprises a rigid truncated conical structure, diaphragm (: a piezoelectric speaker according to claim 1, which effectively transforms the motion generated by the piezoelectric transducer with respect to the diaphragm). 3. A piezoelectric loudspeaker according to claim 2, wherein the transducer and mechanical transformer means are supported by the diaphragm.
JP59260616A 1983-12-20 1984-12-10 Piezoelectric speaker with mechanical coupling transformer Pending JPS60148299A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US563712 1983-12-18
US56371283A 1983-12-20 1983-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60148299A true JPS60148299A (en) 1985-08-05

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ID=24251589

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59260616A Pending JPS60148299A (en) 1983-12-20 1984-12-10 Piezoelectric speaker with mechanical coupling transformer

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136817U (en) * 1991-03-29 1992-12-21 タツタ電線株式会社 Oil-resistant, chemical-resistant, abrasion-resistant, bend-resistant, flexible cable
JPH04136818U (en) * 1991-03-29 1992-12-21 タツタ電線株式会社 Oil-resistant, chemical-resistant, abrasion-resistant, bend-resistant, flexible cable

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GB8430110D0 (en) 1985-01-09
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