ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H04R17/00 

Изобретение относится к электроакустике и может быть использовано в телефонии.

Известен пьезоэлектрический преобразователь по заявке Японии N 62-6400, кл. Н 04 R 17/00, 1987, содержащий корпус, диафрагму в виде пластины и закрепленного в ее центральной части пьезоэлемента с электродами, два электрических контактных элемента.

Наиболее близким к изобретению является пьезоэлектрический преобразователь [1] содержащий корпус, диафрагму в виде металлической пластины и закрепленного в ее центральной части пьезоэлемента с электродом, расположенным на свободной поверхности пьезоэлемента, эластичный кольцевой элемент, донное основание, размещенное на открытом торце корпуса, два электрических контактных элемента, расположенных в сквозных осевых отверстиях донного основания и выходящих наружу преобразователя, причем пьезоэлемент расположен со стороны внутренней поверхности металлической пластины диафрагмы, а обращенная к внешней поверхности металлической пластины стенка корпуса выполнена перфорированной.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

Цель достигается за счет того, что донное основание выполнено стаканообразным, одна их поверхностей эластичного кольцевого элемента контактирует с перфорированной стенкой корпуса, пьезоэлемент выполнен с участком, расположенным на периферии диафрагмы, диафрагма установлена между открытым торцом донного основания и эластичным кольцевым элементом, сквозные отверстия в стаканообразном донном основании расположены в его стенках, а электрические контактные элементы выполнены в виде гвоздей, причем шляпки электрических контактных элементов с одной стороны контактируют с открытым торцом стаканообразного донного основания и соответственно с металлической пластиной и электродом пьезокерамического элемента на его периферийном участке с другой стороны.

Кроме того, на внутренней стороне перфорированной стенки корпуса может быть выполнен кольцевой выступ, а эластичный кольцевой элемент выполнен в виде тора из эластомерного материала и размещен между обращенными друг к другу боковыми стенками корпуса и кольцевого выступа.

В одном из вариантов боковая поверхность донного основания выполнена с кольцевой канавкой и введены металлическая обмотка и дополнительный электрический контактный элемент, закрепленный в дне стаканообразного донного основания, при этом металлическая обмотка расположена в кольцевой канавке донного основания, один ее конец связан с дополнительным электрическим контактным элементом, а другой с одним из основных электрических контактных элементов.

На обращенных друг к другу торцах кольцевого выступа и донного основания могут быть выполнены находящиеся в зацеплении друг с другом зуб и канавка.

На фиг. 1 представлен в перспективе разнесенный вид пьезокерамического преобразователя, сконструированного с целью работы в качестве пьезокерамической капсулы в приемном устройстве телефонного оборудования; на фиг. 2 преобразователь, в котором корпус образован непосредственно на донной части гнезда телефонной трубки; на фиг. 3 представлен пьезокерамический преобразователь, сконструированный для работы в качестве излучателя вызывающего сигнала в телефонном аппарате абонента.

Преобразователь содержит корпус 1, эластичный кольцевой элемент 2, диафрагму 3 и донное основание 4, которое несет на себе доступные снаружи контактные элементы 5-7.

Корпус 1, выполняемый из изолирующего материала, изготавливается посредством формовки. В варианте осуществления, обеспечивающем наибольшие преимущества, он может быть отформован непосредственно на донной части гнезда трубки, что дополнительно снижает стоимость преобразователя.

Корпус имеет круглое сечение, а стенка корпуса выполнена с перфорациями 8 для прохода акустических волн, создаваемых вибрацией диафрагмы 3. С внутренней стороны перфорированной стенки корпуса выполнен кольцевой выступ, определяющий границы кольцевого гнезда 9 для размещения эластичного элемента 2.

Диафрагма 3 состоит из металлической дискообразной пластины 10, центральная часть одной из сторон которой покрыта пьезоэлементом 11 с нанесенным на его свободную поверхность слоем электропроводного материала. Пьезоэлемент имеет периферийный участок 12, который контактирует с контактным элементом 5, в то время как контактный элемент 6 примыкает к кольцевой части 10а, не покрытой керамическим слоем.

Кольцевой выступ снабжен опорным зубом 13, который входит в зацепление c соответствующей канавкой (на чертеже не показана), выполненной на внутреннем торце основания 4.

У открытого конца внутренней стенки корпуса находится кольцеобразный стопорный выступ 14, сконструированный для защелкивания на верхнем крае донного основания 4.

Эластичный элемент 2 предпочтительно выполнен в виде тора из эластомерного материала, который обеспечивает равномерный упругий соединительный контакт между зажимами 5,6 и полюсами диафрагмы, соответственно 10,12.

Донное основание 4 выполнено из изолирующего материала и имеет два сквозных отверстия, идущих в осевом направлении и расположенных диаметрально противоположно на расстоянии между диаметром керамического элемента 11 и диаметром металлической пластины 10.

Два контактных элемента 5,6 расположены в упомянутых сквозных отверстиях и доступны снаружи.

Контактные элементы имеют форму гвоздей и изготовлены из пластинчатого (серебряной пластины) металла.

Донное основание 4 преобразователя при использовании в качестве пьезокерамической приемной капсулы может быть снабжено периферийной канавкой вдоль боковой поверхности для размещения катушки 15, электрически подсоединенной к контактному элементу 6, прижатому к металлической пластине 10 и к третьему контактному элементу 7, выполненному на торце донного основания 4 и также доступному снаружи, при этом катушка 15 сконструирована для создания дополнительного магнитного поля, которое может оказывать влияние на слуховые процессы.

Сквозное отверстие 16, идущее в осевом направлении, сконструировано таким образом, чтобы обеспечить подавление микроутечек по диафрагме 3.

Прорези 17, 18 соответствующим образом выполнены на основании 4 для прохода проводов катушки к зажимам 6,7.

Преобразователь по фиг. 3 имеет на корпусе два выступа 19 с отверстиями 20 в них для жесткого крепления преобразователя к раме телефонного аппарата.

Использование: в электроакустике. Сущность изобретения: пьезоэлектрический преобразователь содержит корпус, диафрагму в виде металлической пластины с пьезоэлементом, закрепленным в центральной части, эластичный кольцевой элемент, стаканообразное донное основание, два электрических контактных элемента в виде гвоздей, выполненных в стенках донного основания сквозных отверстий и выходящих наружу преобразователя. Диафрагма установлена между открытым торцом донного основания и эластичным кольцевым элементом, контактирующим с перфорированной стенкой корпуса. Шляпки электрических контактных элементов с одной стороны контактируют с открытым торцом донного основания и соответственно с металлической пластиной и электродом пьезокерамического элемента, на его периферийном участке с другой стороны. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, диафрагму в виде металлической пластины и закрепленного в ее центральной части пьезоэлемента с электродом, расположенным на свободной поверхности пьезоэлемента, эластичный кольцевой элемент, донное основание, размещенное на открытом торце корпуса, два электрических контактных элемента, расположенных в сквозных осевых отверстиях донного основания и выходящих наружу преобразователя, причем пьезоэлемент расположен со стороны внутренней поверхности металлической пластины диафрагмы, а обращенная к внешней поверхности металлической пластины стенка корпуса выполнена перфорированной, отличающийся тем, что донное основание выполнено стаканообразным, одна из поверхностей эластичного кольцевого элемента контактирует с перфорированной стенкой корпуса, пьезоэлемент выполнен с участком, расположенным на периферии диафрагмы, диафрагма установлена между открытым торцом донного основания и эластичным кольцевым элементом, сквозные отверстия в стаканообразном донном основании расположены в его стенках, а электрические контактные элементы выполнены в форме гвоздей, причем шляпки электрических контактных элементов с одной стороны контактируют с открытым торцом стаканообразного донного основания и соответственно с металлической пластиной и электродом пьезокерамического элемента на его периферийном участке с другой стороны. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что на внутренней стороне перфорированной стенки корпуса выполнен кольцевой выступ, а эластичный кольцевой элемент выполнеен в виде тора из эластомерного материала и размещен между обращенными одна к другой боковыми стенками корпуса и кольцевого выступа. 3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что боковая поверхность донного основания выполнена с кольцевой канавкой и введены металлическая обмотка и дополнительный электрический контактный элемент, закрепленный в дне стаканообразного донного основания,причем металлическая обмотка расположена в кольцевой канавке донного основания, один ее конец связан с дополнительным электрическим контактным элементом, а другой с одним из основных электрических контактных элементов. 4. Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что на обращенных друг к другу торцах кольцевого выступа и донного основания выполнены находящиеся в зацеплении друг с другом зуб и канавка.