JP2004147319A - 改良されたトランスデューサー - Google Patents

Abstract

【課題】音質向上と環境に対する害を小さくする。
【解決手段】音の再生および／または記録のためのトランスジューサであって、主として、一体または複数部分の圧電素子４を備えた膜２から成るトランスジューサにおいて、前記膜２が二つ以上の層６、７から成り、これらのうち少なくとも一つの層７がポリマーで作られている、ことを特徴とする改良されたトランスジューサ。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、改良されたトランスデューサー、あるいは言い換えると、音を再生および／または記録するための装置特にスピーカーまたはマイクロホンに関する。

　簡明なように、以下の説明では、音を再生するトランスデューサー言い換えると音再生器についてのみ述べる。

　より詳しくは、本発明は、圧電セラミックディスクが取りつけられた振動膜を使用するタイプの圧電再生器に関する。

　この膜は、通常、その周囲に沿って、枠その他の形のホルダーに取りつけられ、このとき該膜はその周囲に沿って硬質または軟質接着剤により前記ホルダーに取りつけられる。

　周知のように、圧電セラミックディスクに交流電圧を加えると、圧電セラミックディスクを構成する物質は膨張または収縮を開始し、また膜それ自身は膨張または収縮することができないので、全体が電圧変化につれて湾曲し、その結果、印加信号の周波数と振幅とに比例する音声信号が生成される。

ベルギー特許１０１１０８５号 ベルギー特許１０１１５５９号 ベルギー特許１０１３５９２号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本件の出願人のベルギー特許第１，０１１，０８５号および第１，０１１，５５９号明細書では、金属膜を使用する、前記タイプのトランスデューサーの改良について述べられている。また、ベルギー特許第１，０１１，５５９号の改良においては、鉛その他の金属粒子を含む、シリコーン製の弾性消音（ｍｕｆｆｌｉｎｇ）層が前記金属膜上に備えられる。

　金属粒子を含む消音層を有するそのようなトランスデューサーの一つの欠点は、これらの金属粒子を消音層から回収することが非常に難しく、したがってこれらの金属粒子をリサイクルすることができず、その結果、トランスデューサーが廃棄されたとき、廃棄物の堆積物内にとどまり、環境にお荷物を残すことになる。

　本件の出願人のベルギー特許第１，０１３，５９２号明細書には、前記タイプのトランスデューサーのさらなる改良が記載されており、該改良においては、音声振動を消去する材料特にプラスチックその他の軟質材料で作られた膜が使用されている。

　前記特許明細書で述べられている再生器は非常に良い結果を与えるが、本発明の目的は、音質に関して比類のない結果を与える改良されたトランスデューサーを提供することであり、このトランスデューサーはまた廃棄されたときに環境に対する害が小さい。

　この目的に対応して、本発明は、
　主として、一体または複数部分の圧電素子を備えた膜から成るトランスデューサーであって、
　前記膜が二つ以上の層から成り、これらのうち少なくとも一つの層がポリマー、エラストマーで作られ、該ポリマー、エラストマーが発泡されているか、または、該ポリマー、エラストマーが、等方的に混合された合成繊維またはポリマーもしくはエラストマー製の織られた繊維を充填されているかである、
ことを特徴とする改良されたトランスデューサー、
に関する。

　前記膜は、好ましくは、ポリマー製の一つまたは複数の層と金属箔たとえばアルミニウムもしくは黄銅箔の一つまたは複数の層との組合せから成る。

　いろいろな層のこの組合せにより、膜の厚さと剛性とを、用途に応じて調節し、信号発生器たとえば増幅器、ビデオレコーダー、携帯電話、その他からやって来る印加信号の非常に正確な再生が行われるようにすることができる。

　以下、本発明の特徴をさらに十分に説明するために、本発明による改良されたトランスデューサーの好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。これらの実施形態は単なる例であり、いかなる意味でも本発明を限定するものではない。

　図１〜３に模式的に示すように、本発明による改良されたトランスデューサーは、主として、ここではプラスチックその他で作られた長方形枠であるホルダー１、軟質接着剤３その他で周囲をホルダー１に取りつけられた膜２、膜２にたとえば接着によって取りつけられた圧電セラミックディスクの形の圧電素子４から成り、ここで、この圧電素子４は、このトランスデューサーを信号発生器（図示せず）に接続するための導線５を備えている。

　本発明は、この改良されたトランスデューサーの膜２が、二つ以上の層から成るという点で特別である。ここでは、この膜は、それぞれ、金属または合金で作られた層６とポリマーで作られた層７との二つの層から成っている。

　好ましくは、層６は薄い金属箔から成る。

　層７は、発泡性ポリマー（ｆｏａｍｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒ）、発泡ポリマー（ｅｘｐａｎｄｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ）、成形ポリマー、その他から成ることができ、これらのポリマーには繊維たとえばカーボンファイバーが充填されていてもいなくてもよい。

　圧電素子４は金属層６の片面に取りつけてあり、またポリマー製の層７はこの層６の反対の面にたとえば接着によって取りつけられる。

　この改良されたトランスデューサーの働きは、導線５に電気信号が送られたとき、膜２が該信号に応答して振動しはじめる、という原理にもとづく。この振動により、空気が変位し、その結果音が発生する。

　膜２に所望の用途に応じた積層構造を与えることにより、膜２の剛性と厚さとを調節して、印加信号のより正確な再生が行われるようにする。

　膜２は、本発明により、金属製の層６とポリマー製の層７との任意の組合せから生るようにすることができる。

　このことを、例として、図４〜６によって説明する。これらにおいて、膜２はそれぞれ下記の層から成る。
−図４の場合、金属製の層６とポリマー製の二つの層７。
−図５の場合、図４と同様の膜２であるが、該膜には、金属製の追加層６が備えられている。
−図６の場合、図５と同様の膜２であるが、該膜には、ポリマー製の追加層７が備えられている。

　また、ポリマー製のみの層７の組合せが可能であり、たとえば図７に示すように、二つの層７が使用できる。

　明らかに、金属製の複数の層６および／またはポリマー製の複数の層７を使用する場合、これらの層６、７は、必ずしも同じ金属または同じポリマーで作る必要はない。

　図８には、本発明によるトランスデューサーの変形を示す。この場合、膜２は、枠形ホルダー１には取りつけられておらず、接着その他によって、直接に、壁８、たとえばスピーカー、マイクロホン、携帯電話、補聴器、または他のオーディオ機器のハウジング９の壁８に取りつけてある。

　また、この場合、ハウジング９の壁８も、金属またはポリマー製である場合には、該壁８を、当該膜２の層６または７として使用して、トランスデューサーが実際にこの壁８および／またはハウジング９と一体化されているようにすることができる。

　図９は変形を示し、この場合、膜２はポリマーハウジング９と一体化されており、またこの場合、膜２はこのハウジング９の壁８と壁８に接着された金属箔から成る層６とから成り、層６には圧電素子４が取りつけてある。

　膜２と壁８および／またはハウジング９とのこの一体化によって生じる一つの利点は、トランスデューサーを穿孔された壁の背後に配置する必要がなくなり、それによって明らかに、美的な利点が与えられ、他方では、放射音声の損失とひずみとが小さくなる、ということである。

　実際の使用で明らかになったところでは、最善の結果が得られるのは、圧電素子４の形状特にこの圧電素子４の周囲の形状が膜２の形状と異なる場合、特に、膜２が好ましくは円形でなく、圧電素子４の形状に対して３６０゜にわたる対称性を有しない場合である。

　図１０〜１５には、本発明による改良されたトランスデューサーのいくつかの可能な形を示す。ここで、特に図１３〜１５においては、いくつかの相互に接続された部分１０から成る複数部分の圧電素子４が示してある。

　本発明は、前記ベルギー特許第１，０１３，５９２号明細書に記載されている発明の特徴と組合わせても組合わせなくてもよい。

　たとえば、図１６と１７に示すように、膜２には、その周囲に沿って、一つまたは複数の層６および／または７に貫入する一つ以上の溝１１を備えることができる。

　さらに、ベルギー特許第１，０１３，５９２号によれば、膜２を、図１８に示すように、Ｕ字形断面を有する枠形ホルダー１、または図１９に示すように、ハウジング９に取りつけられているかもしくは該ハウジングの一部である枠形ホルダー１に、取りつけることもできる。

　本発明は、決して、例として説明し添付の図面に示した前記実施形態のみに限定されるものではなく、逆に、本発明による前記の改良されたトランスデューサーは、本発明の範囲を逸脱することのない、あらゆる種類の形状と寸法とで作ることができる。

本発明による改良されたトランスデューサーを模式的に示す図である。 図１の矢印Ｆ２の向きに見た立面図である。 図１にＦ３で示す部分の拡大図である。 図３に示すものの変形を示す図である。 図４と同様の図である。 図４と同様の図である。 図４と同様の図である。 ハウジング内に取りつけられた、改良されたトランスデューサーを示す図である。 図８と同様の図である。 図２に示すものの変形を示すが、縮小図である。 図１０と同様の図である。 図１０と同様の図である。 図１０と同様の図である。 図１０と同様の図である。 図１０と同様の図である。 図１に示すものの変形を示す図である。 図１６の矢印Ｆ１７の向きに見た図である。 ハウジング内に取りつけられた、改良されたトランスデューサーの他の実施形態を示す図である。 図１８と同様の図である。

符号の説明

　１　ホルダー
　２　膜
　３　軟質接着剤その他
　４　圧電素子
　５　導線
　６　金属または合金で作られた層
　７　ポリマーで作られた層
　８　壁
　９　ハウジング
１０　部分
　１１　溝

Claims (14)

1. 　音の再生および／または記録のためのトランスデューサーであって、主として、一体または複数部分の圧電素子（４）を備えた膜（２）から成るトランスデューサーにおいて、
   　前記膜（２）が二つ以上の層（６、７）から成り、これらのうち少なくとも一つの層（７）がポリマーで作られ、該ポリマーが異方性繊維組織または等方的に織られた合成繊維を充填されているかまたは充填されていないかである、
   ことを特徴とする改良されたトランスデューサー。
2. 　膜（２）の一つまたは複数の層（６）が金属または合金で作られていることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
3. 　前記膜の前記層（６）および／または（７）が互いに接着されていることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
4. 　圧電素子の側にある外側層が金属で作られた層（６）であることを特徴とする請求項２に記載の改良されたトランスデューサー。
5. 　圧電素子（４）が膜（２）に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
6. 　膜（２）の一つまたは複数の層（７）が発泡性ポリマーから成ることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
7. 　膜（２）の一つまたは複数の層（７）が発泡ポリマーから成ることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
8. 　膜（２）の一つまたは複数の層（７）が成形ポリマーから成ることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
9. 　金属で作られている層（６）が薄い箔から成ることを特徴とする請求項２に記載の改良されたトランスデューサー。
10. 　膜（２）がホルダー（１）に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
11. 　前記ホルダーが装置のハウジング（９）の壁（８）から成ることを特徴とする請求項１０に記載の改良されたトランスデューサー。
12. 　膜（２）の一つまたは複数の層（６）および／または（７）が壁（８）の一部、特に装置のハウジング（９）の壁（８）の一部であることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
13. 　圧電素子（４）の周囲の形状が膜（２）の周囲の形状と異なることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。
14. 　一つまたは複数の溝（１１）が膜（２）に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の改良されたトランスデューサー。

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