專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)聲器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)聲器件。
背景技術(shù)：
眾所周知，壓電振動(dòng)板有單壓電晶片和雙壓電晶片；單壓電晶片由盤(pán)形薄金屬板構(gòu)成，其中只在板的一側(cè)形成有壓電陶瓷層；雙壓電晶片也由盤(pán)形薄金屬板構(gòu)成，但在板的兩側(cè)都形成有壓電陶瓷層。這些單壓電晶片和雙壓電晶片型壓電振動(dòng)板都能實(shí)現(xiàn)撓曲振動(dòng)，當(dāng)加到壓電陶瓷層上的電壓變化時(shí)壓電振動(dòng)板的中心沿著相對(duì)的兩個(gè)方向交替地彎曲。利用壓電振動(dòng)板的這種撓曲振動(dòng)發(fā)聲的揚(yáng)聲器在本領(lǐng)域中是公知的。在這種常規(guī)的揚(yáng)聲器中，通常通過(guò)揚(yáng)聲器框架支撐壓電振動(dòng)板的周邊部分，將壓電振動(dòng)板的中心連接到一個(gè)聲振板上，使聲振板通過(guò)壓電振動(dòng)板振動(dòng)，從而使聲振板發(fā)出聲響(例如，見(jiàn)日本的未經(jīng)審查的專(zhuān)利出版物(Kokai)No.60-182300)。
然而，這種壓電振動(dòng)板的固有頻率很高，在共振點(diǎn)的Q值很大，并且具有隨頻率降低聲壓值也下降的性質(zhì)。于是就出現(xiàn)了問(wèn)題當(dāng)像先前那樣將壓電振動(dòng)板的振動(dòng)只是直接傳遞到聲振板本身時(shí)，聲音就要發(fā)生畸變，并且在共振點(diǎn)的低音聲壓值不夠大。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明的目的旨在提供一種發(fā)聲器件，該器件即使在低音區(qū)也能夠給出足夠高的聲壓值。
按照本發(fā)明，提供一種發(fā)聲器件，該發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置具有多個(gè)在軸向彼此隔開(kāi)的壓電振動(dòng)板，其中相鄰的壓電振動(dòng)板的周邊部分或者中心彼此相連，并且使相鄰的壓電振動(dòng)板沿彼此相反的方向撓曲，定位在所說(shuō)多個(gè)壓電振動(dòng)板的一端的壓電振動(dòng)板與一個(gè)聲振板相連接。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是I型組件的側(cè)視剖面圖；圖2是圖1所示組件的前視圖；圖3是說(shuō)明圖1所示組件的操作的視圖；圖4是II型組件的側(cè)視剖面圖；圖5是圖4所示組件的透視圖；圖6是說(shuō)明圖4所示組件的操作的視圖；圖7是表示多種驅(qū)動(dòng)裝置的視圖；圖8是使用圖1所示I型組件的揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖9是圖8的部分放大了的側(cè)視剖面圖；圖10是表示另一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖11是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖12是使用圖4所示的II型揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖13是圖12的部分放大了的側(cè)視剖面圖；圖14是II型組件的透視圖；圖15是表示另一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；
圖16是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖17是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖18是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖19是表示對(duì)圖18的改進(jìn)的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖20是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖21是表示下一個(gè)實(shí)施例的部分揚(yáng)聲器的側(cè)視剖面圖；圖22是圖21的部分放大了的側(cè)視剖面圖；圖23表示的是頻率f和聲壓值p之間的相互關(guān)系；圖24是表示另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)揚(yáng)聲器的前視圖；以及圖25是沿圖24的線(xiàn)XXV-XXV觀(guān)察的剖面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例圖1和圖2表示用于驅(qū)動(dòng)發(fā)聲器件的聲振板的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)例?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖2，該驅(qū)動(dòng)裝置由一對(duì)盤(pán)形金屬壓電振動(dòng)板1和2組成，板1和2彼此面對(duì)并且沿軸向隔開(kāi)一定距離。通過(guò)一個(gè)金屬的或塑料的連接桿3將這些壓電振動(dòng)板1和2的中心連接起來(lái)。在壓電振動(dòng)板1和2的兩個(gè)側(cè)面上都形成環(huán)形壓電陶瓷層4。因此，在圖1和圖2所示的實(shí)例中，壓電振動(dòng)板1和2是雙壓電晶片。
圖1用箭頭K表示壓電振動(dòng)板1和2的壓電陶瓷層4的偏振方向。如圖1所示，在圖1所示的實(shí)例中，壓電振動(dòng)板1和2是通過(guò)連接桿3相連接的，因此，一個(gè)壓電振動(dòng)板1的壓電陶瓷層4的偏振方向K與另一個(gè)壓電振動(dòng)板2的壓電陶瓷層的偏振方向K相反。例如，壓電振動(dòng)板2通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)5接地。通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)6將相同的驅(qū)動(dòng)電壓加到在壓電陶瓷層4的表面上形成的薄膜電極上。
當(dāng)將電壓加到壓電振動(dòng)板1和2的壓電陶瓷層4的薄膜電極上時(shí)，在壓電振動(dòng)板1和2的一側(cè)上形成的壓電陶瓷層4沿徑向伸展，而在另一側(cè)上形成的壓電陶瓷層4則沿徑向收縮。結(jié)果，使壓電振動(dòng)板1和2彎曲。在圖1所示的實(shí)例中，如上所述，壓電振動(dòng)板1和2的壓電陶瓷層4的偏振方向K彼此相反。在這種情況下，當(dāng)將通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)6交替地將正電壓和負(fù)電壓加到壓電陶瓷層4的薄膜電極上時(shí)，壓電振動(dòng)板1和2沿彼此相反的方向彎曲，如圖3(A)和3(B)所示。這就是說(shuō)，要交替地反復(fù)出現(xiàn)壓電振動(dòng)板1和2向外彎曲形成圖3(A)所示的凸形的狀態(tài)和壓電振動(dòng)板1和2向內(nèi)彎曲形成圖3(B)所示的凹形的狀態(tài)。
在這種情況下，如何使壓電振動(dòng)板1和2在圖3(A)所示狀態(tài)下的周邊部分之間的距離為S1，并且使壓電振動(dòng)板1和2在圖3(B)所示狀態(tài)下的周邊部分之間的距離為S2，則壓電振動(dòng)板1和2的周邊部分的位移量ΔS變?yōu)棣＝S2－S1。因此，如果使用這個(gè)位移量作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出，則驅(qū)動(dòng)裝置的輸出沖程為ΔS(＝S2－S1)。這個(gè)沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)得到的沖程的兩倍。因而，在圖1所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，有可能產(chǎn)生沖程為使用單個(gè)壓電振動(dòng)板的情況下得到的沖程的兩倍的輸出。
按此方式，通過(guò)使用一對(duì)壓電振動(dòng)板1和2，有可能增加輸出沖程。圖1所示的這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2在此情況下為能夠增加輸出沖程的壓電振動(dòng)板的最小組合單元。這個(gè)最小的組合單元在此被稱(chēng)之為一個(gè)“組件”。應(yīng)該注意，通過(guò)連接圖1所示的這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2獲得的組件在下面將被稱(chēng)之為“I型組件”。
圖4和圖5表示結(jié)構(gòu)與圖1所示不同的組件。要注意，在圖4和圖5中，用相同的標(biāo)號(hào)表示與圖1相似的部件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4和圖5，這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2的外周邊固定到沿壓電振動(dòng)板1和2的外周邊延伸的一個(gè)金屬的環(huán)形隔板7上。因此，在圖4和圖5所示的實(shí)例中，通過(guò)環(huán)形隔板7將這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2彼此連接起來(lái)。還是在圖4和圖5所示的實(shí)例中，一個(gè)壓電振動(dòng)板1的壓電陶瓷層4的偏振方向K與另一個(gè)壓電振動(dòng)板2的壓電陶瓷層4的偏振方向K相反，并且通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)6將相同的驅(qū)動(dòng)電壓加到壓電陶瓷層4的薄膜電極上。因此，還是在這種情況下，當(dāng)將正電壓和負(fù)電壓交替地加到壓電陶瓷層4的薄膜電極上時(shí)，壓電振動(dòng)板1和2即交替地沿兩個(gè)相對(duì)的方向發(fā)生彎曲，如圖6(A)和6(B)所示。
在這種情況下，如果使壓電振動(dòng)板1和2在圖6(A)所示的狀態(tài)下的中心之間的距離為S1，并且使壓電振動(dòng)板1和2在圖6(B)所示的狀態(tài)下的中心之間的距離為S2，則壓電振動(dòng)板1和2的中心的位移量為ΔS＝S2－S1。因此，如果用這個(gè)位移量作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出，則驅(qū)動(dòng)元件的輸出沖程印為ΔS(＝S2－S1)。這個(gè)沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)得到的沖程的兩倍。因此，在圖4所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，有可能產(chǎn)生沖程為使用單個(gè)壓電振動(dòng)板的情況下得到的沖程的兩倍的輸出。應(yīng)該注意，下面將通過(guò)連接圖4所示的這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2的周邊部分獲得的組件稱(chēng)之為“II型組件”。
以上所述的I型組件和II型組件是在使用一對(duì)壓電振動(dòng)板1和2的情況下的有代表性的組件。這些組件可以用作制備由三個(gè)或多個(gè)壓電振動(dòng)板的各種組合構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置的基礎(chǔ)。圖7中表示出這些驅(qū)動(dòng)裝置的典型實(shí)例。要注意，在圖7中，在有兩個(gè)壓電振動(dòng)板的那一欄中表示的驅(qū)動(dòng)裝置是以上說(shuō)明過(guò)的I型組件和II型組件。
參看圖7，其中由三個(gè)壓電振動(dòng)板的組合構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器件為III和IV型。所示的III型驅(qū)動(dòng)裝置是II型組件與單個(gè)壓電振動(dòng)板8的組合，并且是通過(guò)用連接桿3連接構(gòu)成II型組件的一部分的壓電振動(dòng)板2的中心和單個(gè)壓電振動(dòng)板8的中心而形成的。在該驅(qū)動(dòng)裝置中，當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，壓電振動(dòng)板2和壓電振動(dòng)板8沿彼此相反的方向彎曲。因此，這個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置給出的輸出沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)的輸出沖程的三倍。
所示的IV型驅(qū)動(dòng)裝置也是II型組件和單個(gè)壓電振動(dòng)板9的組合，并且是通過(guò)用連接桿3連接構(gòu)成II型組件的一部分的壓電振動(dòng)板1的中心和單個(gè)壓電振動(dòng)板9的中心形成的。還是在該驅(qū)動(dòng)裝置中，當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，壓電振動(dòng)板1和壓電振動(dòng)板9沿彼此相反的方向彎曲，因此該驅(qū)動(dòng)裝置給出的輸出沖程也是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)的輸出沖程的3倍。
另一方面，如圖7所示，由四個(gè)壓電振動(dòng)板的組合構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置為V型和VI型。所示的V型驅(qū)動(dòng)裝置是II型組件和兩個(gè)壓電振動(dòng)板8和9的一種組合。按另一種方式看，將一個(gè)II型組件插在一對(duì)I型壓電振動(dòng)板1和2之間。這就是說(shuō)，該驅(qū)動(dòng)裝置是通過(guò)用連接桿3連接構(gòu)成II型組件的一部分的一個(gè)壓電振動(dòng)板1的中心和壓電振動(dòng)板9的中心、并且通過(guò)用連接桿3連接構(gòu)成II型組件的另一個(gè)壓電振動(dòng)板2和壓電振動(dòng)板8的中心而形成的。在該驅(qū)動(dòng)裝置中，當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，壓電振動(dòng)板1和壓電振動(dòng)板9沿彼此相反的方向彎曲，并且壓電振動(dòng)板2和壓電振動(dòng)板9沿彼此相反的方向彎曲，從而使它的輸出沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)得到的輸出沖程的四倍。
另一方面，所示的VI型驅(qū)動(dòng)裝置是兩個(gè)II型組件的組合，并且是通過(guò)用連接桿3連接彼此面對(duì)的兩個(gè)組件的壓電振動(dòng)板1和2的中心形成的。還是在該驅(qū)動(dòng)裝置中，有可能獲得的輸出沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)片時(shí)的輸出沖程的四倍。
進(jìn)而，如圖7所示，由五個(gè)壓電振動(dòng)板的組合構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置為VII型和VIII型。由六個(gè)壓電振動(dòng)板的組合構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置為IX型和X型。從圖7可以清楚地看出VII型、VIII型、IX型、和X型驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，所以不做具體的說(shuō)明，但在VII型、VIII型、IX型、和X型的每一種驅(qū)動(dòng)裝置中，當(dāng)加上驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，相互鄰近的壓電振動(dòng)板1、2、8、和9沿相互相對(duì)的方向彎曲。因此，在VII型和VIII型驅(qū)動(dòng)裝置中，輸出沖程為使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)得到的輸出沖程的5倍，而在IX型和X型驅(qū)動(dòng)裝置中，輸出沖程為使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)得到的輸出沖程的6倍。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在圖7沒(méi)有表示出來(lái)，但還可能按類(lèi)似的方式形成由7個(gè)或更多個(gè)壓電振動(dòng)板構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置。
下面，說(shuō)明使用圖7所示的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)聲振板的發(fā)聲器件的典型實(shí)例。
圖8和圖9表示本發(fā)明應(yīng)用到揚(yáng)聲器的情況，其中使用圖1所示的I型組件作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)裝置。
參看圖8和圖9，標(biāo)號(hào)10表示揚(yáng)聲器框架，標(biāo)號(hào)11是一個(gè)聲振板。聲振板11的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10的外周邊上。進(jìn)而，將封裝件11a固定到聲振板11的外周邊上。在圖8和圖9所示的實(shí)施例中，聲振板11由錐形紙構(gòu)成，但聲振板11可由木片、塑料片、或薄金屬片構(gòu)成。聲振板11的內(nèi)周邊連到驅(qū)動(dòng)裝置12的一個(gè)壓電振動(dòng)板1的外周邊，驅(qū)動(dòng)裝置12的另一個(gè)壓電振動(dòng)板2的外周邊連接到揚(yáng)聲器框架10。
如在本說(shuō)明書(shū)開(kāi)始部分所述，壓電振動(dòng)板有一個(gè)很高的固有頻率，并且聲壓值隨此頻率的降低而下降。但在圖8和圖8所示的實(shí)施例中，由驅(qū)動(dòng)裝置12向聲振板11給出的驅(qū)動(dòng)沖程為使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)的驅(qū)動(dòng)沖程的兩倍，因此即使在低頻區(qū)的聲振板11的振幅也較大，使低音聲壓值變得較大。
進(jìn)而，如果這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2通過(guò)連接桿3相互連接，則該驅(qū)動(dòng)裝置12的固有頻率就要變得明顯低于壓電振動(dòng)板的固有頻率，結(jié)果使共振點(diǎn)向低頻端移動(dòng)。因此，還是從這一觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，可使聲振板在低頻區(qū)的振幅變大，從而可使低音聲壓值提高的較多。
圖10表示的是另一個(gè)實(shí)施例。如圖10所示，在這個(gè)實(shí)施例中，為了降低驅(qū)動(dòng)裝置13的固有頻率，并且進(jìn)一步使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)變得平直，將一個(gè)由橡膠構(gòu)成的環(huán)形彈性件13固定到壓電振動(dòng)板2的外周邊上。印，如圖10所示，由于彈性件13的質(zhì)量較大，所以有可能進(jìn)一步降低驅(qū)動(dòng)裝置13的固有頻率，因此可進(jìn)一步提高低音聲壓值。進(jìn)而，如果再降低驅(qū)動(dòng)裝置13的固有頻率，則共振點(diǎn)就要在低音區(qū)出現(xiàn)，但彈性件13在這個(gè)共振點(diǎn)還要起降低Q值的作用，并且降低了在下一個(gè)出現(xiàn)在高頻區(qū)的較高的共振點(diǎn)的Q值。
這就是說(shuō)，由于彈性件13如上所述具有相當(dāng)大的質(zhì)量，因此彈性件13由于慣量較大可抑制壓電振動(dòng)板2的周邊部分沿前一后方向的移動(dòng)。因此，如圖10所示，即使彈性件13沒(méi)通過(guò)揚(yáng)聲器框架10支撐，當(dāng)壓電振動(dòng)板1和2試圖彎曲移動(dòng)時(shí)，也能使聲振板11振動(dòng)。但當(dāng)壓電振動(dòng)板2的彎曲移動(dòng)速度很慢時(shí)，即處在低頻區(qū)，彈性件13整體隨壓電振動(dòng)板2的周邊部分的移動(dòng)而移動(dòng)。與此相反，當(dāng)壓電振動(dòng)板2的彎曲移動(dòng)速度很快時(shí)，即處在高頻區(qū)，彈性件13的整體不可能跟隨壓電振動(dòng)板2的周邊部分的移動(dòng)，因而彈性件13的外周邊的移動(dòng)落后于彈性件13的內(nèi)周邊移動(dòng)。結(jié)果，使彈性件13發(fā)生形變。這種形變移動(dòng)將重復(fù)產(chǎn)生。
彈性件13的這種形變是由振動(dòng)能量產(chǎn)生的，因此彈性件13的形變量越大，使彈性件13形變所消耗的能量就越多。換言之，彈性件13的形變量越大，彈性件13吸收的振動(dòng)能量越多。然而，如上所述，頻率越高，彈性件13的形變量變得越大。因此，如圖10所示，如果將彈性件13固定到壓電振動(dòng)板2上，就有可能借助于這個(gè)彈性件13來(lái)衰減高頻振動(dòng)。結(jié)果，就可能相對(duì)提高低頻區(qū)的振幅，因此可提高低音聲壓值。
另一方面，在共振點(diǎn)，不僅振幅變得較大，而且壓電振動(dòng)板2的彎曲移動(dòng)速度較快，因此借助于彈性件13在共振點(diǎn)衰減了振蕩。因此，如果將彈性件13固定到壓電振動(dòng)板2上，則將使Q值變得較小，因此可使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)變得平直。
圖11表示的是另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將環(huán)形彈性件13的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上。如果按這種方式將彈性件13的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上，則在發(fā)生高頻振蕩時(shí)的彈性件13的形變量進(jìn)一步加大，因而有可能進(jìn)一步衰減高頻振蕩，并且有可能進(jìn)一步減少Q(mào)值。還有，如果將彈性件13的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上，有可能大大地抑制在發(fā)生低頻振蕩時(shí)壓電振動(dòng)板2的外周邊沿前—后方向的移動(dòng)量。結(jié)果，有可能增大在低頻區(qū)聲振板11的振幅，從而加大了低音聲壓值。
圖12-14表示的是使用圖4所示的II型組件作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)裝置的情況。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12和圖13，由II型組件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在聲振板11和揚(yáng)聲器框架10之間。構(gòu)成II型組件的一個(gè)壓電振動(dòng)板1的中心例如借助于一個(gè)螺母15并通過(guò)一個(gè)金屬的或塑料的連接桿3a連到聲振板11的中心，另一個(gè)構(gòu)成II型組件的壓電振動(dòng)板2的中心例如借助于螺母16并通過(guò)一個(gè)金屬的或塑料的連接桿3b連到揚(yáng)聲器框架10。還是在該實(shí)施例中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置14向聲振板11給出的驅(qū)動(dòng)沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)的沖程的兩倍，因此即使在低頻區(qū)聲振板11的振幅也變得較大，因而有可能提高低音聲壓值。
進(jìn)而，當(dāng)像該實(shí)施例這樣通過(guò)環(huán)形隔板7相互連接這對(duì)壓電振動(dòng)板1和2時(shí)，該驅(qū)動(dòng)裝置14的固有頻率就變得比壓電振動(dòng)板的固有頻率低得多，結(jié)果使共振點(diǎn)移向低頻端。因此，還是從這個(gè)觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，有可能增加聲振板11在低頻區(qū)的振幅，因而可大大提高低音聲壓值。進(jìn)而，在該實(shí)施例中，為了降低驅(qū)動(dòng)裝置13的固有頻率，并且為了使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)變?yōu)槠街?，在環(huán)形隔板7上形成多個(gè)通孔17，并且在這兩個(gè)壓電振動(dòng)板之間形成一個(gè)空氣阻尼室18，室18通過(guò)這些通孔17與外界空氣連通。
如果由于壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)使空氣阻尼室18的體積增加，則外界空氣通過(guò)通孔17流入空氣阻尼室18；如果空氣阻尼室18的體積減小，則空氣阻尼室18中的空氣穿過(guò)通孔17流出到外界空氣。在這種情況下，通過(guò)通孔17的空氣流入和流出作用是需要時(shí)間的，所以壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)的速度越快，即振動(dòng)頻率越高，則壓電振動(dòng)板1和2的彎曲變得越加艱難。這就是說(shuō)，如果壓電振動(dòng)板1和2試圖向外彎曲變成如圖6(B)所示的凸形，則空氣阻尼室18中的壓力下降，從而抑制了壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)；當(dāng)壓電振動(dòng)板1和2試圖向內(nèi)彎曲變成如圖6(A)所示的凹形，則空氣阻尼室18中的壓力升高，從而抑制了壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)。按此方式，由于空氣阻尼室18的阻尼作用，使壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)的速度越快，對(duì)壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)的抑制作用也越大。換句話(huà)說(shuō)，壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)速度越快，對(duì)壓電振動(dòng)板1和2的振蕩的抑制作用越大。因此，通過(guò)提供這樣一種空氣阻尼室18，有可能相對(duì)提高低音聲壓值，并進(jìn)一步減小共振點(diǎn)的Q值，從而有可能使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)變?yōu)槠街薄?br> 圖15表示的是另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將壓電振動(dòng)板1和2的周邊部分連在一起的環(huán)形隔板19是由諸如橡膠之類(lèi)的彈性件構(gòu)成的，并且在壓電振動(dòng)板1和2的周邊部分形成多個(gè)通孔20，通孔20連通了空氣阻尼室18和外界空氣。因此，還是在該實(shí)施例中，通過(guò)空氣阻尼室18對(duì)高頻振蕩的衰減作用可能相對(duì)地提高低音聲壓值，并且可能使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)內(nèi)變?yōu)槠街?。進(jìn)而，在該實(shí)施例中，頻率越高，彈性件19形變的頻率越大，因而頻率越高，借助于彈性件19對(duì)振蕩的吸收量也越大。因此，有可能使高頻振蕩進(jìn)一步衰減。
圖16表示另一個(gè)實(shí)施例。參照?qǐng)D16，在該實(shí)施例中，將由橡膠構(gòu)成的彈性板21的中心借助于螺母16并通過(guò)連接桿3b連到壓電振動(dòng)板2的中心。該彈性板21的作用與圖10所示的彈性件13類(lèi)似。
即，彈性板21具有相當(dāng)大的質(zhì)量，因此彈性板21借助于它的慣量起抑制壓電振動(dòng)板2的中心沿前—后方向移動(dòng)的作用。因此，如圖16所示，即使彈性板21沒(méi)有由揚(yáng)聲器框架10支撐，當(dāng)壓電振動(dòng)板1和2力求彎曲移動(dòng)時(shí)也能使聲振板11振動(dòng)。另一方面，當(dāng)壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)速度較慢時(shí)，即處在低頻區(qū)，彈性體21作為一個(gè)整體隨壓電振動(dòng)板2的中心的移動(dòng)而移動(dòng)。與此相反，當(dāng)壓電振動(dòng)板1和2的變曲移動(dòng)速度很快時(shí)，即處在高頻區(qū)，彈性體21作為一個(gè)整體不可能跟隨壓電振動(dòng)板2的中心的移動(dòng)，因此彈性體21的外周邊的移動(dòng)落后于彈性體21的中心的移動(dòng)。結(jié)果，彈性體21發(fā)生形變，并且這種形變移動(dòng)重復(fù)出現(xiàn)。
然而，在這種情況下，彈性板21的形變量越大，彈性板21吸收的振動(dòng)能量越多。頻率越高，圖16所示的彈性板21的形變量越大。因此，如圖16所示，若將彈性板21固定到壓電振動(dòng)板2上，則通過(guò)彈性板21有可能使高頻振蕩衰減。結(jié)果，有可能相對(duì)地增大在低頻區(qū)的振幅，因此有可能提高低音壓值。
進(jìn)而，如上所述，在共振點(diǎn)不僅振幅變得較大，而且壓電振動(dòng)板1和2的彎曲移動(dòng)速度也得以提高。因而，振蕩在共振點(diǎn)通過(guò)彈性板21衰減了。因此，若將彈性板21固定到壓電振動(dòng)板2上，則Q值變得較小，因此有可能使聲壓值在一個(gè)寬的頻率區(qū)內(nèi)變得平直。
圖1 7表示下一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將彈性板21的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上。若按此方式將彈性板21的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上，在發(fā)生高頻振蕩時(shí)彈性板21的形變量較大，因此有可能使高頻振蕩進(jìn)一步衰減并使Q值進(jìn)一步下降。還有，如果將彈性板21的外周邊固定到揚(yáng)聲器框架10上，在發(fā)生低頻振蕩時(shí)可能在很大程度上抑制壓電振動(dòng)板2的中心沿前—后方向的移動(dòng)量。結(jié)果，有可能增大聲振板11在低頻區(qū)的振幅，因而增大了低音聲壓值。
到目前為止，已經(jīng)針對(duì)應(yīng)用到由I型組件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置12和由II型組件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置14的情況描述了本發(fā)明，但至此為止描述過(guò)的各個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用到如圖7所示的由III型至X型組件構(gòu)成的各個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上。下面將說(shuō)明上述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到由III型至X型組件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置的典型實(shí)例。
圖18表示使用圖7所示的VI型驅(qū)動(dòng)裝置作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)裝置的情況。即，在圖18所示的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置22具有兩個(gè)串聯(lián)的圖4所示II型組件的結(jié)構(gòu)。位于4個(gè)壓電振動(dòng)板1和2中央的兩個(gè)壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)連接桿3c彼此相連。在該實(shí)施例中，如以上所述，有可能獲得的輸出沖程是使用如上所述的單個(gè)壓電振動(dòng)板的情況下的輸出沖程的4倍。
圖19表示的是對(duì)圖18所示驅(qū)動(dòng)裝置22的一種改進(jìn)。在該實(shí)施例中，位于4個(gè)壓電振動(dòng)板1和2的中央的兩個(gè)壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)一個(gè)中空的套筒23相連。因此，在該實(shí)施例中，在組件中形成的空氣阻尼室18通過(guò)中空的套筒23彼此連通。
圖20表示出一種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況，其中使用圖7所示的III型驅(qū)動(dòng)裝置作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)裝置，并且使用圖11所示的環(huán)形彈性件13來(lái)衰減驅(qū)動(dòng)裝置24的高頻振蕩。印，在驅(qū)動(dòng)裝置24中，構(gòu)成II型組件一部分的壓電振動(dòng)板2的中心和單個(gè)壓電振動(dòng)板8的中心通過(guò)連接桿3b相互連接。單個(gè)壓電振動(dòng)板8的周邊部分通過(guò)由橡膠構(gòu)成的環(huán)形彈性件13連接到揚(yáng)聲器框架10。
圖21和圖22表示一種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況，其中使用圖7所示的V型驅(qū)動(dòng)裝置作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)裝置，并且使用圖11所示的環(huán)形彈性件13衰減驅(qū)動(dòng)裝置25的高頻振動(dòng)。即，在驅(qū)動(dòng)裝置25中，構(gòu)成II型組件一部分的壓電振動(dòng)板2的中心和單個(gè)壓電振動(dòng)板8的中心借助于螺栓26和螺母16并通過(guò)連接桿3b彼此連接。單個(gè)壓電振動(dòng)板8的周邊部分通過(guò)由橡膠構(gòu)成的環(huán)形彈性件13連到揚(yáng)聲器框架10。另外，在該驅(qū)動(dòng)裝置25中，構(gòu)成II型組件的一部分的壓電振動(dòng)板1的中心和單個(gè)壓電振動(dòng)板9的中心通過(guò)中空套筒27彼此連接。單個(gè)壓電振動(dòng)板9的外周邊連接到聲振板11的內(nèi)周邊。
此外，在驅(qū)動(dòng)裝置25中，中空套筒27的前端向外界開(kāi)通。通過(guò)例如由塑料材料制成的插塞28封閉中空套筒27的開(kāi)口。在組裝驅(qū)動(dòng)裝置25之前插塞28先不插入。在組裝驅(qū)動(dòng)裝置25的過(guò)程中，先將壓電振動(dòng)板2和8栓上，而后再將插塞28插入中空套筒27的開(kāi)口。這樣，就在壓電振動(dòng)板1和2之間形成一個(gè)空氣阻尼室18。此外，在驅(qū)動(dòng)裝置25中，固定一個(gè)隔膜29，以覆蓋單個(gè)壓電振動(dòng)板9。
借助于這種驅(qū)動(dòng)裝置25，所得的輸出沖程是使用單個(gè)壓電振動(dòng)板時(shí)的輸出沖程的4倍。此外，借助于這種驅(qū)動(dòng)裝置25，使驅(qū)動(dòng)裝置25的共振頻率小得多，并且通過(guò)空氣阻尼室18的高頻衰減作用和彈性件13的高頻衰減作用可在很大程度上衰減高頻振蕩，使Q值小得多。結(jié)果，可能保持總體的高聲壓值，并且能在一個(gè)寬的頻率區(qū)獲得一個(gè)平直的聲壓值。
圖23表示研究頻率f和聲壓值p之間的相互關(guān)系的結(jié)果。在圖23中，A表示圖12所示結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器，B表示圖21所示結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器。要注意，圖23表示的情況是向驅(qū)動(dòng)裝置14和25加上一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓，該驅(qū)動(dòng)電壓在頻率為1000Hz時(shí)給出的聲壓值p基本上相等。從圖23可以看出，圖21所示結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器在一個(gè)寬的頻率區(qū)有一個(gè)平直的聲壓值p。
圖24和25表示下一個(gè)實(shí)施例。參照?qǐng)D24和圖25，標(biāo)號(hào)30表示揚(yáng)聲器框架，標(biāo)號(hào)31表示聲振板。在該實(shí)施例中，在揚(yáng)聲器框架30和聲振板31之間并列設(shè)置多個(gè)如圖7所示的VI型驅(qū)動(dòng)裝置22。因此，在該實(shí)施例中，聲振板31由多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置22同時(shí)驅(qū)動(dòng)。值得注意的是，在這種情況下，可以使用如圖7所示的任何一種類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)裝置。
使用本發(fā)明的壓電振動(dòng)板的揚(yáng)聲器與常規(guī)的動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器相比不僅具有重量輕得多的優(yōu)點(diǎn)，而且具有不需要使用像在動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器中要使用的永久磁鐵的優(yōu)點(diǎn)，因此不需要防磁裝置。
值得注意的是，雖然參照應(yīng)用到揚(yáng)聲器的情況至此已說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明可應(yīng)用于所有的產(chǎn)生聲響的發(fā)聲器件，如電話(huà)和蜂鳴器。勿須說(shuō)，還可使用單壓電晶片作為壓電振動(dòng)板。
標(biāo)號(hào)表1、2、8、9、……壓電振動(dòng)板3、3a、3b、3c、…… 連接桿4 …… 壓電陶瓷層5、6、…… 導(dǎo)線(xiàn)7、19 …… 環(huán)形隔板10 ……揚(yáng)聲器框架11 ……聲振板12、14、22、24、25… 驅(qū)動(dòng)裝置18 ……空氣阻尼室
權(quán)利要求
1.一種發(fā)聲器件，該發(fā)聲器設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置具有多個(gè)在軸向彼此隔開(kāi)的壓電振動(dòng)板，其中，相鄰的壓電振動(dòng)板的周邊部分或者中心彼此相連接，并且使相鄰的壓電振動(dòng)板沿彼此相反的方向彎曲，定位在所說(shuō)多個(gè)壓電振動(dòng)板的一端的壓電振動(dòng)板與一個(gè)聲振板相連接。
2.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，定位在上述多個(gè)壓電振動(dòng)板的另一端的壓電振動(dòng)板與框架連接。
3.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中將一個(gè)彈性件固定到位于上述多個(gè)壓電振動(dòng)板的另一端的壓電振動(dòng)板上。
4.如權(quán)利要求3的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，并且通過(guò)所說(shuō)框架支撐所說(shuō)彈性件。
5.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置由一對(duì)在中心彼此相連的壓電振動(dòng)板組成，并且所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的一個(gè)壓電振動(dòng)板的周邊部分連接到所說(shuō)聲振板。
6.如權(quán)利要求5的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的另一個(gè)壓電振動(dòng)板連接到所說(shuō)框架。
7.如權(quán)利要求5的發(fā)聲器件，其中將一個(gè)彈性件固定到所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的另一個(gè)壓電振動(dòng)板上。
8.如權(quán)利要求7的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，通過(guò)所說(shuō)框架支撐所說(shuō)彈性件。
9.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置至少具有一個(gè)組件，該組件由一對(duì)在外周邊彼此相連接的壓電振動(dòng)板組成。
10.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板的外周邊通過(guò)一個(gè)環(huán)形隔板彼此相連，環(huán)形隔板沿壓電振動(dòng)板的外周邊延伸，并且其中在所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板之間形成一個(gè)空氣阻尼室，空氣阻尼室通過(guò)所說(shuō)環(huán)形隔板封閉，以衰減高頻振蕩。
11.如權(quán)利要求10的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有多個(gè)組件，相互連接的組件的壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)中空套筒彼此連接，在各個(gè)組件中形成的空氣阻尼室通過(guò)所說(shuō)中空套筒彼此連接。
12.如權(quán)利要求10的發(fā)聲器件，其中在所說(shuō)環(huán)形隔板和壓電振動(dòng)板中的至少一個(gè)上形成通孔，用于連通空氣阻尼室的內(nèi)部與外界空氣。
13.如權(quán)利要求10的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)環(huán)形隔板是由金屬材料構(gòu)成的。
14.如權(quán)利要求10的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)環(huán)形隔板是由彈性材料構(gòu)成的。
15.如權(quán)利要求14的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)彈性材料是橡膠構(gòu)成的。
16.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的一個(gè)壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)一個(gè)連接桿與一個(gè)聲振板相連。
17.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有單個(gè)的靠近所說(shuō)組件的壓電振動(dòng)板，所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的中心連接到構(gòu)成該組件的一個(gè)壓電振動(dòng)板上，并且所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的周邊部分連接到聲振板。
18.如權(quán)利要求17的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的中心和所說(shuō)的一個(gè)壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)一個(gè)連接桿彼此相連。
19.如權(quán)利要求17的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的中心和所說(shuō)的一個(gè)壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)一個(gè)中空套筒彼此相連，該中空套筒連通空氣阻尼室和外界空氣，并且其中所說(shuō)中空套筒通過(guò)一個(gè)插塞封閉，使空氣阻尼室相對(duì)于外界空氣關(guān)閉。
20.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有多個(gè)串接的組件。
21.如權(quán)利要求20的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)組件的壓電振動(dòng)板的中心通過(guò)連接桿彼此相連。
22.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的一個(gè)壓電振動(dòng)板的中心連接到所說(shuō)框架。
23.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中將一個(gè)彈性板固定到所說(shuō)這對(duì)壓電振動(dòng)板中的一個(gè)壓電振動(dòng)板的中心。
24.如權(quán)利要求23的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)的發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，通過(guò)所說(shuō)框架支撐所說(shuō)彈性板。
25.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)的發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有單個(gè)的壓電振動(dòng)板，該單個(gè)壓電振動(dòng)板靠近所說(shuō)組件，并且所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的周邊部分連接到所說(shuō)框架。
26.如權(quán)利要求9的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有單個(gè)的壓電振動(dòng)板，該單個(gè)的壓電振動(dòng)板靠近所說(shuō)組件，并且其中將一個(gè)彈性件固定到所說(shuō)單個(gè)壓電振動(dòng)板的周邊部分。
27.如權(quán)利要求26的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)發(fā)聲器件設(shè)有一個(gè)框架，通過(guò)所說(shuō)框架支撐所說(shuō)彈性件。
28.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中相對(duì)于聲振板并列設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)聲振板。
29.如權(quán)利要求1的發(fā)聲器件，其中所說(shuō)壓電振動(dòng)板由雙壓電晶片構(gòu)成。
全文摘要
一種聲振板(11)的驅(qū)動(dòng)裝置(14)設(shè)置在揚(yáng)聲器框架(10)和聲振板(11)之間。驅(qū)動(dòng)裝置(14)包括一對(duì)壓電振動(dòng)板(1、2)，壓電振動(dòng)板(1、2)彼此面對(duì)并且隔開(kāi)一定距離。壓電振動(dòng)板(1、2)的外周邊通過(guò)環(huán)形隔板(7)相互連接。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到壓電振動(dòng)板(1、2)上時(shí)，壓電振動(dòng)板(1、2)反復(fù)進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)，它們的中心沿相對(duì)的兩個(gè)方向交替地彎曲。這時(shí)，壓電振動(dòng)板(1、2)的彎曲方向總是彼此相反的。
文檔編號(hào)H04R17/00GK1130458SQ9519060
公開(kāi)日1996年9月4日 申請(qǐng)日期1995年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月20日
發(fā)明者堤菁 申請(qǐng)人:新世株式會(huì)社