[发明专利]压电电声换能器

说明书

本发明一般地涉及可用作压电蜂鸣器等的压电电声换能器，特别涉及到通过对在换能器中所用的压电振动膜结构的改善从而具有降低谐振频率的固有能力的压电电声换能器。

例如在已发表的未审查日本专利申请中第52-24399号揭示了一种现已公知压电电声换能器。此现有技术器件包括一压电振动膜，它被具有较大直径的第一圆柱形壳体和具有较小直径的第二圆柱形壳体支撑。更具体些说，在现有技术中，在第一圆柱形壳体的相应于半高度的位置处，环绕该壳体的内壁表面设置一“中间的”阶梯状部分，使压电振动膜的周边部分被夹在中间的阶梯状部分和第二圆柱形壳体的末端边缘之间，从而实现对压电振动膜的固定支撑。

遗憾的是，在未审查日本专利申请第52-24399号中所揭示的这种类型的压电电声换能器遇到一个问题：由于压电振动膜在沿其边缘的全部周边处都被支撑，因此当需要将声压(即，谐振频率)偏移或偏置到更低的数值范围之内时，就得增加压电振动膜的直径，或减小其厚度。

显然，当增大压电振动膜直径时，所得到的压电电声换能器的尺寸会相应地增加。当减小压电振动膜厚度时，需要减小把组成压电振动膜的压电陶瓷板和/或压电陶瓷板所粘附的金属板的厚度，这给生产带来难度，增加成本和/或降低特性的稳定性。

另一种现有技术的压电电声换能器例如在已发表的未审查的日本实用新型公报第5-90594号揭示，这种换能器可以在不需改变压电振动膜的直径和/或厚度的情况下，在很低频率范围内达到声压的峰值。

在未审查的日本实用新型公报第5-90594号里描述的这种压电电声换能器，它的一个盘形压电振动膜由第一圆柱形壳体和插在它里面的第二圆柱形壳体支撑。更具体些说这个盘状压电振动膜由环绕第一圆柱形壳体内设置壁的中间的阶梯状部分和第二圆柱形壳体的开口边缘的表面的组合来支撑。为了将声波的峰值点向低频率的一侧偏移，现有技术设计使用一些切去部分，至少相对于第一和第二圆柱形壳体之一，在对压电振动膜支撑的经选择的位置上形成这些切去部分。这些切去部分可使压电振动膜仅仅在沿周边的一部分边缘被部分支撑。

根据未审查的日本实用新型公报第5-90594号中的描述，已经说明，通过在压电振动膜周边处部分地支撑压电振动膜，可使声压峰值向低频偏移。

现有技术遇到的一个严重问题是，即使使用了由通过改进第一和第二圆柱形壳体机械支撑盘形压电振动膜的壳体结构而得出的这种部分支撑设计，谐振频率向低频的偏移仍然受到限制。换句话说，谐振频率不可能在数值上单纯地降低-超出某一数值的进一步降低谐振频率会受到限制。这样就不可能或至少很难将此现有技术下的结构应用到那些严格要求达到超低谐振频率的应用中去。

在未审查的日本实用新型公报第5-90594号中所揭示的现有技术方法的另一个不利之处是，要求使用形状经过专门设计的特殊的壳体部件，以达到对压电振动膜的部分支撑。这样，由于要根据不同的谐振频率目标值以逐个壳体的方式准备多种型式的专门的壳体部件，导致了不希望的生产成本的增加。

本发明的一个目的是，在不需要改变压电振动膜的直径和厚度，及不需使用任何特殊的壳体部件的情况下，提供一种有超低谐振频率的压电电声换能器。

为了达到上述目的，根据本发明的一般原理提供了一种压电电声换能器，该换能器有一块压电振动膜，它具有一金属板和一层叠在金属板一个表面的压电元件，并且在压电振动板的周边处被支撑着，其特色是，换能器包括一个设置在压电振动膜周边上的应力传递抑制装置(stress transmission suppression means)，在电激活或通电时抑制应力在周边处作环绕传递。

具体些说，本发明的核心概念在于，为了减小这种具有一金属板和在该金属板的一个表面上的压电元件、并在板的周边处被支撑的压电振动膜的压电电声换能器的谐振频率，必然要抑制或消除应力在周边处的环绕传递。本发明中，压电振动膜有一专门的应力传递抑制装置能可靠地抑制压电振动膜周边的应力的环绕传递。这有利于减小压电电声换能器的谐振频率。

根据本发明另一方面，通过为上述的压电振动膜在其周边部分提供非支撑部分而形成应力传递抑制装置。

应力传递抑制装置在实践中可以有多种样式，包括，(但是并不限于，)在压电振动膜周边有多个横向突出的部分，而在多个突出物之间规定有一空隙。或者，应力传递抑制装置可由从压电振动膜的周边向内延伸的缝隙构成。或者，它也可由设置在靠近压电振动膜处的一个或几个窗口部分组成。