專利名稱：壓電揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器，尤其是一種壓電揚(yáng)聲器，適用于電視、手提電腦、以及手機(jī)中的窄長(zhǎng)超薄型揚(yáng)聲器。
背景技術(shù)：
目前，公知的窄長(zhǎng)超薄型揚(yáng)聲器可分為兩類其一是傳統(tǒng)的窄長(zhǎng)超薄型電動(dòng)型揚(yáng)聲器，其發(fā)聲原理是當(dāng)音頻電流通過(guò)懸掛于固定磁場(chǎng)中的音圈時(shí)，音圈受力而運(yùn)動(dòng)，從而激發(fā)音膜振動(dòng)發(fā)聲。這種揚(yáng)聲器必需有一磁路提供力源，而正是這一磁路的大小和重量限制了此類揚(yáng)聲器的進(jìn)一步超薄化，窄長(zhǎng)化和小型化。其二是壓電型的揚(yáng)聲器，其發(fā)聲原理是當(dāng)音頻電流通過(guò)壓電振子，壓電振子由于逆壓電效應(yīng)而振動(dòng)進(jìn)而激發(fā)音膜振動(dòng)發(fā)聲。目前公知的壓電型的揚(yáng)聲器主要包括壓電陶瓷型和壓電薄膜型。目前的壓電陶瓷型揚(yáng)聲器受到了壓電陶瓷固有物理性質(zhì)的限制，那就是壓電陶瓷易碎因此單片或多片壓電陶瓷很難提供揚(yáng)聲器所需要的振動(dòng)振幅，如中國(guó)專利，公開(kāi)號(hào)為201608892的一種多層壓電陶瓷揚(yáng)聲器，所以目前還沒(méi)有低頻響應(yīng)好的壓電陶瓷型揚(yáng)聲器出現(xiàn)。壓電薄膜由于它的柔順特性可以做成大振幅的壓電振子，但是壓電薄膜的壓電常數(shù)目前還低于壓電陶瓷幾十倍所以用小面積壓電薄膜做成的揚(yáng)聲器受到靈敏度的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種壓電揚(yáng)聲器，可以解決已有的壓電揚(yáng)聲器壓電陶瓷動(dòng)作器振幅過(guò)小，克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種壓電揚(yáng)聲器，包括盆架、安裝在盆架上的音膜和設(shè)于盆架內(nèi)的壓電換能器；還包括L形杠桿，所述L形杠桿包括橫向部和豎向部，橫向部與豎向部連接處設(shè)有支點(diǎn)，所述橫向部與音膜連接；所述壓電換能器包括網(wǎng)格裝置和壓電堆，所述網(wǎng)格裝置由一個(gè)以上的網(wǎng)眼串聯(lián)而成，所述網(wǎng)格裝置在串聯(lián)方向的一端與盆架連接，另一端與豎向部連接；所述壓電堆設(shè)于所述網(wǎng)眼內(nèi)，壓電堆的兩端分別與所述網(wǎng)眼相對(duì)的兩側(cè)固定連接，網(wǎng)眼串聯(lián)方向與壓電堆放置方向相互垂直；所述壓電堆由一個(gè)以上的壓電陶瓷片并排而成。本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)聲原理如下壓電堆通電后會(huì)在縱向方向有規(guī)律的進(jìn)行伸縮，其伸縮時(shí)會(huì)對(duì)網(wǎng)眼施加一個(gè)拉力，使網(wǎng)眼沿著縱向方向被拉長(zhǎng)，由于每個(gè)網(wǎng)眼都具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，因此可以被壓電堆反復(fù)拉伸而不會(huì)斷裂；網(wǎng)眼在縱向方向被拉長(zhǎng)后，就意味著其橫向方向在收縮，串聯(lián)的每個(gè)網(wǎng)眼都具有相同的動(dòng)作，最終導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)格裝置在橫向方向出現(xiàn)規(guī)律性的伸縮運(yùn)動(dòng)；網(wǎng)格裝置推動(dòng)L形杠桿的豎向部，L形杠桿在支點(diǎn)的作用下，使L形杠桿的橫向部發(fā)生上下的振動(dòng)；L形杠桿的橫向部與音膜連接在一起，其上下振動(dòng)時(shí)也會(huì)帶動(dòng)音膜一起振動(dòng)，從而使音膜發(fā)聲。單個(gè)網(wǎng)眼為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，其能把壓電堆的縱向位移轉(zhuǎn)換到需要的橫向位移并能夠放大三到五倍；由一連串的網(wǎng)眼構(gòu)成的網(wǎng)格裝置也為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，對(duì)所有的網(wǎng)眼橫向位移進(jìn)行疊加放大，最后通過(guò)L形杠桿將位移轉(zhuǎn)換到上下的位移傳遞至音膜。較小的壓電元件使得其更抗碎且能提高壓電換能器的靈敏度，可以解決壓電陶瓷振幅過(guò)小，克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化。作為改進(jìn)，所述壓電堆將網(wǎng)眼分成兩個(gè)對(duì)稱的半?yún)^(qū)，每個(gè)半?yún)^(qū)的形狀為梯形、三角形或圓形。類似于三角形的機(jī)械機(jī)構(gòu)適合由縱向位移轉(zhuǎn)換到橫向位移。作為改進(jìn)，所述網(wǎng)眼之間的連接為剛性連接，能夠鞏固橫向位移的傳遞。作為改進(jìn)，所述網(wǎng)格裝置為一體成型的金屬件或塑料件，使其具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，在反復(fù)進(jìn)行縱向位移轉(zhuǎn)換到橫向位移過(guò)程中不會(huì)發(fā)生斷裂。作為改進(jìn)，所述網(wǎng)眼周邊設(shè)有若干通孔，能夠減少網(wǎng)眼在振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的共振。作為改進(jìn)，所述支點(diǎn)由彈片形成，所述彈片一端與盆架固定，另一端與所述L形杠桿相抵。L形杠桿在彈片的作用下使其動(dòng)作符合杠桿原理，當(dāng)壓電換能器左右推動(dòng)L形杠桿的豎向部時(shí)，L形杠桿的橫向部會(huì)出現(xiàn)上下的位移。作為改進(jìn)，所述支點(diǎn)由轉(zhuǎn)樞接軸形成，所述L形杠桿通過(guò)所述樞接軸樞接在盆架內(nèi)。L形杠桿在樞接軸的作用下使其動(dòng)作符合杠桿原理，當(dāng)壓電換能器左右推動(dòng)L形杠桿的豎向部時(shí)，L形杠桿的橫向部會(huì)出現(xiàn)上下的位移。作為改進(jìn)，所述網(wǎng)格裝置兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸與所述盆架和L形杠桿連接。作為改進(jìn)，所述L形杠桿的橫向部通過(guò)耦合器與所述音膜固定連接。L形杠桿通過(guò)耦合器將振動(dòng)傳遞到音膜上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是
將作為壓電換能器的壓電元件細(xì)化，所有壓電陶瓷片粘接后作為一個(gè)單元移動(dòng)，較小的壓電陶瓷片使得其更抗碎且能提高壓電動(dòng)作器的靈敏度，可以解決壓電陶瓷振幅過(guò)小， 克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化；單個(gè)網(wǎng)眼為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，其能把壓電堆的縱向位移轉(zhuǎn)換到需要的橫向位移并能夠放大三到五倍；由一連串的網(wǎng)眼構(gòu)成的網(wǎng)格裝置也為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，對(duì)所有的網(wǎng)眼橫向位移進(jìn)行疊加放大，最后通過(guò)L形杠桿將位移轉(zhuǎn)換到上下的位移傳遞至音膜。


圖1為本發(fā)明外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實(shí)施例1壓電揚(yáng)聲器分解圖。
圖3為實(shí)施例1壓電揚(yáng)聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為實(shí)施例1壓電揚(yáng)聲器的壓電換能器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為實(shí)施例2壓電揚(yáng)聲器分解圖。
圖6為實(shí)施例2壓電揚(yáng)聲器仰視圖。
圖7為實(shí)施例2壓電揚(yáng)聲器的壓電換能器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為L(zhǎng)形杠桿結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為網(wǎng)格裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為壓電堆結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
如圖1、至3所示，一種壓電揚(yáng)聲器，包括長(zhǎng)條形的盆架1、安裝在盆架1上的跑道形的音膜2、設(shè)于盆架1內(nèi)的壓電換能器3和L形杠桿6。如圖8所示，所述L形杠桿6包括水平放置的橫向部62和與橫向部62垂直連接的豎向部61，橫向部62比豎向部61要長(zhǎng)，橫向部 62的端部一直延伸到音膜2的中間位置，橫向部62端部通過(guò)耦合器8與音膜2連接。耦合器8為剛性長(zhǎng)方體，耦合器8為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有阻尼材料。如圖4所示，所述橫向部 62與豎向部61連接處設(shè)有金屬?gòu)椘?，該彈片7具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，彈片7成L形，彈片 7的一端與L形杠桿6的豎向部61相抵，另一側(cè)固定在盆架1上，L形杠桿6在彈片7的作用下使其動(dòng)作符合杠桿原理，當(dāng)壓電換能器3左右推動(dòng)L形杠桿6的豎向部61時(shí)，L形杠桿6的橫向部62會(huì)出現(xiàn)上下的位移。如圖4所示，所述壓電換能器3包括網(wǎng)格裝置4和壓電堆5，所述網(wǎng)格裝置4為一體化成型的金屬件，如圖9所示，網(wǎng)格裝置4由一個(gè)以上的網(wǎng)眼 41串聯(lián)而成，本實(shí)施例是以三個(gè)網(wǎng)眼41串聯(lián)而成，網(wǎng)眼41為封閉的環(huán)狀并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，四周方向可以被拉伸或收縮。所述網(wǎng)眼41周邊設(shè)有若干通孔42，能夠減少網(wǎng)眼在振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的共振和聲輻射。如圖3所示，所述網(wǎng)格裝置4在串聯(lián)方向的一端與盆架 1固定連接，另一端與豎向部61固定連接。所述壓電堆5設(shè)于所述網(wǎng)眼41內(nèi)，壓電堆5的兩端分別與所述網(wǎng)眼41相對(duì)的兩側(cè)固定連接，網(wǎng)眼41串聯(lián)方向與壓電堆5放置方向相互垂直，壓電堆5將網(wǎng)眼41分成兩個(gè)對(duì)稱的半?yún)^(qū)9，本實(shí)施例中每個(gè)半?yún)^(qū)9的形狀為梯形，還可以為圓形或三角形，這些類似于三角形的機(jī)械機(jī)構(gòu)適合由縱向位移轉(zhuǎn)換到橫向位移。如圖10所示，所述壓電堆5由一個(gè)以上的壓電陶瓷片51并排而成，本實(shí)施例的壓電堆5由十個(gè)壓電陶瓷片51并排而成，所述壓電陶瓷片51之間為并聯(lián)或串聯(lián)，壓電陶瓷片51的頂部和底部為電極。如圖4所示，本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)聲原理如下壓電堆5通電后會(huì)在縱向方向有規(guī)律的進(jìn)行伸縮，其伸縮時(shí)會(huì)對(duì)網(wǎng)眼41施加一個(gè)拉力，使網(wǎng)眼41沿著縱向方向被拉長(zhǎng)，由于每個(gè)網(wǎng)眼41都具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，因此可以被壓電堆5反復(fù)拉伸而不會(huì)斷裂；網(wǎng)眼41在縱向方向被拉長(zhǎng)后，就意味著其橫向方向在收縮，串聯(lián)的每個(gè)網(wǎng)眼41都具有相同的動(dòng)作，最終導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)格裝置4在橫向方向出現(xiàn)規(guī)律性的伸縮運(yùn)動(dòng)；網(wǎng)格裝置4推動(dòng)L形杠桿6的豎向部61，L形杠桿6在支點(diǎn)的作用下，使L形杠桿6的橫向部62發(fā)生上下的振動(dòng)；L形杠桿 6的橫向部62與音膜2連接在一起，其上下振動(dòng)時(shí)也會(huì)帶動(dòng)音膜2 —起振動(dòng)，從而使音膜2友尸。單個(gè)網(wǎng)眼41為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，其能把壓電堆5的縱向位移轉(zhuǎn)換到需要的橫向位移并能夠放大三到五倍；由一連串的網(wǎng)眼41構(gòu)成的網(wǎng)格裝置4也為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)， 對(duì)所有的網(wǎng)眼41橫向位移進(jìn)行疊加放大，L形杠桿6也具有放大功能，其放大倍數(shù)由L形杠桿6橫向部和豎向部的有效長(zhǎng)度比確定。最后通過(guò)L形杠桿6將位移轉(zhuǎn)換到上下的位移傳遞至音膜2。較小的壓電元件使得其更抗碎且能提高壓電換能器3的靈敏度，可以解決壓電陶瓷振幅過(guò)小，克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化。實(shí)施例2
如圖5至7所示，一種壓電揚(yáng)聲器，包括長(zhǎng)條形的盆架1、安裝在盆架1上的跑道形的音膜2、設(shè)于盆架1內(nèi)的壓電換能器3和L形杠桿6。所述L形杠桿6包括水平放置的橫向部62和與橫向部62垂直連接的豎向部61，橫向部62比豎向部61要長(zhǎng)，橫向部62的端部一直延伸到音膜2的中間位置，橫向部62端部通過(guò)耦合器8與音膜2連接。耦合器8為剛性長(zhǎng)方體，耦合器8為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有阻尼材料。如圖8所示，所述橫向部62與豎向部61連接處設(shè)有樞接軸12，使L形杠桿6可以以樞接軸12為中心旋轉(zhuǎn)，L形杠桿6在彈片 7的作用下使其動(dòng)作符合杠桿原理，當(dāng)壓電換能器3左右推動(dòng)L形杠桿6的豎向部61時(shí)，L 形杠桿6的橫向部62會(huì)出現(xiàn)上下的位移。如圖7所示，所述壓電換能器3包括網(wǎng)格裝置4 和壓電堆5，所述網(wǎng)格裝置4為一體化成型的塑料件，如圖9所示，網(wǎng)格裝置4由一個(gè)以上的網(wǎng)眼41串聯(lián)而成，本實(shí)施例是以三個(gè)網(wǎng)眼41串聯(lián)而成，網(wǎng)眼41為封閉的環(huán)狀并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，四周方向可以被拉伸或收縮。所述網(wǎng)眼41周邊設(shè)有若干通孔42，能夠減少網(wǎng)眼在振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的共振和聲輻射。所述網(wǎng)格裝置4在串聯(lián)方向的一端設(shè)有第一轉(zhuǎn)軸 11，第一轉(zhuǎn)軸11安裝在盆架1設(shè)有的凹槽內(nèi)，另一端設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸10，第二轉(zhuǎn)軸10與豎向部61連接，網(wǎng)格裝置4通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸10與L形杠桿6柔性連接。所述壓電堆5設(shè)于所述網(wǎng)眼41內(nèi)，壓電堆5的兩端分別與所述網(wǎng)眼41相對(duì)的兩側(cè)固定連接，網(wǎng)眼41串聯(lián)方向與壓電堆5放置方向相互垂直，壓電堆5將網(wǎng)眼41分成兩個(gè)對(duì)稱的半?yún)^(qū)9，本實(shí)施例中每個(gè)半?yún)^(qū) 9的形狀為梯形，還可以為圓形或三角形，這些類似于三角形的機(jī)械機(jī)構(gòu)適合由縱向位移轉(zhuǎn)換到橫向位移。如圖10所示，所述壓電堆5由一個(gè)以上的壓電陶瓷片51并排而成，本實(shí)施例的壓電堆5由十個(gè)壓電陶瓷片51并排而成，所述壓電陶瓷片51之間為并聯(lián)或串聯(lián)，壓電陶瓷片51的頂部和底部為電極。如圖7所示，本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)聲原理如下壓電堆5通電后會(huì)在縱向方向有規(guī)律的進(jìn)行伸縮，其伸縮時(shí)會(huì)對(duì)網(wǎng)眼41施加一個(gè)拉力，使網(wǎng)眼41沿著縱向方向被拉長(zhǎng)，由于每個(gè)網(wǎng)眼41都具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，因此可以被壓電堆5反復(fù)拉伸而不會(huì)斷裂；網(wǎng)眼41在縱向方向被拉長(zhǎng)后，就意味著其橫向方向在收縮，串聯(lián)的每個(gè)網(wǎng)眼41都具有相同的動(dòng)作，最終導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)格裝置4在橫向方向出現(xiàn)規(guī)律性的伸縮運(yùn)動(dòng)；網(wǎng)格裝置4推動(dòng)L形杠桿6的豎向部61，L形杠桿6在支點(diǎn)的作用下，使L形杠桿6的橫向部62發(fā)生上下的振動(dòng)；L形杠桿 6的橫向部62與音膜2連接在一起，其上下振動(dòng)時(shí)也會(huì)帶動(dòng)音膜2 —起振動(dòng)，從而使音膜2
友尸°單個(gè)網(wǎng)眼41為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)，其能把壓電堆5的縱向位移轉(zhuǎn)換到需要的橫向位移并能夠放大三到五倍；由一連串的網(wǎng)眼41構(gòu)成的網(wǎng)格裝置4也為一個(gè)機(jī)械放大結(jié)構(gòu)， 對(duì)所有的網(wǎng)眼41橫向位移進(jìn)行疊加放大，L形杠桿6也具有放大功能，其放大倍數(shù)由L形杠桿6橫向部和豎向部的有效長(zhǎng)度比確定。最后通過(guò)L形杠桿6將位移轉(zhuǎn)換到上下的位移傳遞至音膜2。較小的壓電元件使得其更抗碎且能提高壓電換能器3的靈敏度，可以解決壓電陶瓷振幅過(guò)小，克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化。
權(quán)利要求
1.一種壓電揚(yáng)聲器，包括盆架、安裝在盆架上的音膜和設(shè)于盆架內(nèi)的壓電換能器；其特征在于還包括L形杠桿，所述L形杠桿包括橫向部和豎向部，橫向部與豎向部連接處設(shè)有支點(diǎn)，所述橫向部與音膜連接；所述壓電換能器包括網(wǎng)格裝置和壓電堆，所述網(wǎng)格裝置由一個(gè)以上的網(wǎng)眼串聯(lián)而成，所述網(wǎng)格裝置在串聯(lián)方向的一端與盆架連接，另一端與豎向部連接；所述壓電堆設(shè)于所述網(wǎng)眼內(nèi)，壓電堆的兩端分別與所述網(wǎng)眼相對(duì)的兩側(cè)固定連接，網(wǎng)眼串聯(lián)方向與壓電堆放置方向相互垂直；所述壓電堆由一個(gè)以上的壓電陶瓷片并排而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述壓電堆將網(wǎng)眼分成兩個(gè)對(duì)稱的半?yún)^(qū)，每個(gè)半?yún)^(qū)的形狀為梯形、三角形或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述網(wǎng)眼之間的連接為剛性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述網(wǎng)格裝置為一體成型的金屬件或塑料件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述網(wǎng)眼周邊設(shè)有若干通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述支點(diǎn)由彈片形成，所述彈片一端與盆架固定，另一端與所述L形杠桿相抵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述支點(diǎn)由轉(zhuǎn)樞接軸形成，所述L形杠桿通過(guò)所述樞接軸樞接在盆架內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述網(wǎng)格裝置兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸與所述盆架和L形杠桿連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電揚(yáng)聲器，其特征在于所述L形杠桿的橫向部通過(guò)耦合器與所述音膜固定連接。
全文摘要
一種壓電揚(yáng)聲器，包括盆架、音膜、壓電換能器和L形杠桿，L形杠桿與音膜連接；壓電換能器包括網(wǎng)格裝置和壓電堆，網(wǎng)格裝置由一個(gè)以上的網(wǎng)眼串聯(lián)而成，網(wǎng)格裝置在串聯(lián)方向的一端與盆架連接，另一端與豎向部連接；壓電堆設(shè)于網(wǎng)眼內(nèi)，壓電堆的兩端分別與網(wǎng)眼相對(duì)的兩側(cè)固定連接，網(wǎng)眼串聯(lián)方向與壓電堆放置方向相互垂直；壓電堆由一個(gè)以上的壓電陶瓷片并排而成。將壓電換能器的壓電元件細(xì)化，所有壓電陶瓷片粘接后作為一個(gè)單元移動(dòng)，較小的壓電陶瓷片使得其更抗碎且能提高壓電動(dòng)作器的靈敏度，由此網(wǎng)格式壓電換能器和L形杠桿組成的振子，可以解決壓電陶瓷振幅過(guò)小，克服壓電薄膜靈敏度偏低的問(wèn)題，并宜于揚(yáng)聲器窄長(zhǎng)超薄化和微型化。
文檔編號(hào)H04R17/00GK102572661SQ20121006825
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者蘇偉帆, 許成斌, 魏少林 申請(qǐng)人:國(guó)光電器股份有限公司, 廣州仰誠(chéng)精密電子有限公司, 梧州恒聲電子科技有限公司