EP0385888A1 - Piezoelectric unit with conductive elastic holding elements - Google Patents

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EP0385888A1
EP0385888A1 EP90420098A EP90420098A EP0385888A1 EP 0385888 A1 EP0385888 A1 EP 0385888A1 EP 90420098 A EP90420098 A EP 90420098A EP 90420098 A EP90420098 A EP 90420098A EP 0385888 A1 EP0385888 A1 EP 0385888A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
base body
electrical connection
elastic
external electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90420098A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre Causse
Peter Graham
Bernard Maury
Jean-Claude Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horlogerie Photographique Francaise SA
Original Assignee
Horlogerie Photographique Francaise SA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/06—Arranging circuit leads; Relieving strain on circuit leads
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones
    • H04R7/18—Mounting or tensioning of diaphragms or cones at the periphery

Definitions

  • the present invention relates to electroacoustic transducers, the vibrating element of which consists of a membrane with a layer of piezoelectric material provided with electrodes and maintained around its periphery in a capsule housing.
  • the membrane is formed of a thin disc on which a layer of piezoelectric ceramic is secured, covering the central zone of the disc, the two faces of the layer of piezoelectric ceramic being metallized to respectively constitute an internal electrode applied against the thin disk and an external electrode.
  • the membrane is housed in a housing formed by a base body and a cover which adapts to one another along a closed periphery, generally circular.
  • the basic body forms a first wall substantially parallel to the disc and delimiting with the disc a posterior acoustic cavity.
  • the cover forms a second wall substantially parallel to the disc and delimiting with the disc an anterior acoustic cavity.
  • the housing includes a surface, for example in an inner peripheral step, against which the periphery of the disc is kept applied by holding members.
  • Electrical connection means provide the respective electrical connections of one and the other of the electrodes with a first and a second connection terminal outside the housing.
  • the disc is also held in abutment against a peripheral bearing of the basic body, against which it is pushed by a peripheral O-ring inserted between the disc and the cover;
  • the electrical connections are provided on the one hand by an electrical conductor in the form of a wire soldered to a connection terminal and to the external electrode, and on the other hand by the disc itself made of electrically conductive material which found in contact with the box also conductive of electricity through its periphery.
  • the periphery of the disc is in abutment against a peripheral surface of the cover, against which it is held in abutment by a peripheral annular seal inserted between the base body and the disc; one of the electrical connections is provided by an elastic tongue, one end of which is held against the base body and the other end of which bears on the piezoelectric element of the disc.
  • the periphery of the disc is embedded between the peripheries of the cover and of the base body; one of the electrical connections is provided by an elastic tongue, a first end of which is fixed by a rivet to the center of the base body and the other end of which bears on the piezoelectric element of the disc.
  • the known capsules therefore have a relative complexity, and require providing first means for ensuring the mechanical strength of the membrane in the housing and second means for ensuring the electrical connection of the electrodes, and providing for the assembly of all these means during mounting the capsule.
  • the object of the present invention is in particular to avoid the drawbacks of known capsules, by attempting to simplify assembly and to reduce the number of parts to be produced and assembled, without however adversely affecting the acoustic results obtained, and by improving if possible results.
  • the new capsule structure makes it possible to maintain the membrane in the housing without using an O-ring seal; the inventors have in fact found that the presence of such O-rings in a capsule has drawbacks during mass production; in fact, the known seals which can be used in large series are generally of irregular dimensions, which induces defects in the flatness of the holding surfaces of the piezoelectric membrane, and dispersions in the acoustic qualities of the capsules thus obtained. Defects linked to the presence of O-rings also result from thickness dispersions of the other stacked parts constituting the capsule, in particular the base body and the cover, creating a gripping force that is difficult to control around the periphery of the disc.
  • the mechanical holding means according to the invention make it possible to avoid these dispersions.
  • the new capsule structure results in a substantial increase in the possibilities of deformation of the peripheral zone of the disc, so that the electroacoustic qualities of the capsule are significantly improved.
  • the present invention also provides specific embodiments leading to the general improvement of the electroacoustic qualities of the capsule.
  • it is sought to distribute the natural frequencies of mechanical vibration of the various members of the capsule, so as to obtain a response curve that is as flat as possible within the usual operating frequency range.
  • Another desired effect is to obtain a good compromise between the acoustic effect of the capsule and its dimensional size, in particular its thickness.
  • the capsule according to the invention incorporates the main elements of known capsules, namely: a membrane formed by a thin disc carrying a layer of piezoelectric ceramic covering the central area of the disc; a housing formed by a base body and a cover secured axially to each other in a closed tower; a boltier peripheral step, inside said closed periphery, and against which a first periphery face of the disc is kept applied by holding members; first and second electrical connection terminals connected to the electrodes of the piezoelectric membrane by first and second electrical connection members; elastic electrically conductive means inserted between the membrane and the housing, bearing on the one hand against a portion of membrane electrically connected to one of the internal or external electrodes, and bearing on the other hand against a portion of box electrically connected to the corresponding electrical connection terminal, so that the elastic electrically conducting means participate in the electrical connection between said internal or external electrode and the corresponding electrical connection terminal; according to the invention: - The second membrane periphery face is free, separated from the housing by
  • the peripheral holding force of the membrane is made substantially invariable, independent of the dimensional dispersions of the stacked parts.
  • the piezoelectric ceramic layer forms the rear face of the disc, facing the base body, so that the external electrode faces the base body, the front face of the periphery of the disc is facing said step of the housing itself formed in the cover
  • the elastic electrically conducting means are inserted between the external electrode and the internal face of the base body, bearing on the one hand on the external electrode and on the other hand on a portion of the base body electrically connected to the second electrical connection terminal, to ensure the electrical connection between the second electrical connection terminal and the external electrode
  • - Said elastic means conducting electricity elastically push the membrane towards the cover and by themselves perform the function of holding the periphery of the disc against the cover step.
  • the inventors have found that it is particularly advantageous, in particular to obtain the widest and flattest possible frequency response curve of the capsule, to provide that the elastic electrically conductive means are supported on the electrode external in the area located in the vicinity of the nodal circle of the membrane, that is to say the area formed by the location of the nodes of the third mode of circular vibration of the membrane, said elastic conducive means teurs of electricity being supported on said external electrode at least two points distant from each other.
  • the elastic electrically conducting means may comprise several elastic electrically conducting elements distinct from each other, each bearing on the one hand on the external electrode and on the other hand on the basic housing body.
  • said elastic electrically conductive means can be assembled into a single element with several branches, comprising a single support zone on the base body, the ends of the branches being supported on the electrode. external.
  • each fulcrum of elastic means conducting electricity on the external electrode corresponds an elastic connection with different mechanical characteristics, thus having different own vibrational modes.
  • a good compromise between the acoustic efficiency of the capsule and its dimensional size is obtained according to the invention by combining a membrane whose natural frequency is around 1 kHz with an acoustic filter comprising anterior and posterior acoustic cavities whose respective heights are about 1 mm, for a diameter of about 30 mm.
  • the heights of approximately 1 mm make it possible to accommodate the connection members and allow the membrane to oscillate freely.
  • a piezoelectric capsule according to the invention comprises a membrane 1 formed by a thin disc 2, with circular outline, on which is fixed a layer 3 of piezoelectric ceramic covering the central zone of the disc 2.
  • the disc 2 is made of an electrically conductive material, for example brass, and the piezoelectric ceramic layer 3 has a concentric circular contour with respect to the disc 2, covering the central area of the disc and leaving a visible border device of the disk face 2 on which it is applied.
  • the piezoelectric ceramic layer is metallized on its two faces, its internal face 4 forming an internal electrode and being pressed against the disc 2, its external face 5 forming an external electrode and being visible.
  • the membrane 1 is housed in a housing 6 formed by a base body 7 and a hollow cover 8, axially secured to one another along a closed periphery 9, for example circular as shown.
  • the base body 7, in the embodiment shown, consists of a flat plate of insulating material, for example a material generally used in the technique of printed circuits, the outer face 10 of which carries conductive tracks 11 and 12 shown in Figure 1.
  • the cover 8 is made of an electrically conductive material, for example aluminum or aluminum alloy, and has a circular central wall 13 connected to a peripheral side wall 14.
  • the peripheral wall 14 comprises a rear step 15, forming a narrowing of the interior space of the housing 6 as shown in FIG. 3 or FIG. 2, against which the periphery of the base body is supported 7.
  • the edge 16 of the peripheral wall 14 is folded inwardly to come to bear on the outer face 10 of the base body 7, and crimp said base body 7 on the cover 8.
  • the peripheral wall 14 of the cover 8 further comprises an anterior step 17, forming a second narrowing of the interior space of the housing 6 as shown in FIGS. 2 and 3, arranged approximately halfway between the central wall 13 and the step posterior 15.
  • the first face 110 of the membrane periphery 1 is held pressed against the front step 17 of the cover 8, by elastic means which will be described below.
  • the second face 111 of the membrane periphery 1 is free, that is to say separated from the base body 7 by a space 112 devoid of any seal.
  • the piezoelectric ceramic layer 3 is arranged on the side of the base body 7, as shown in the figures, so that the external electrode 5 faces the base body 7.
  • the base body 7 constitutes a first wall substantially parallel to the disc 2, with which it forms a posterior acoustic cavity 70, and the central wall 13 of the cover 8 is substantially parallel to the disc 2 and forms with it an anterior acoustic cavity 80.
  • the central wall 13 of the cover 8 has holes 130 for the passage of sound from the anterior acoustic cavity 80 to the external atmosphere
  • the base body 7 comprises a passage 71 provided with an acoustic filter connecting the posterior acoustic cavity 70 and the external atmosphere.
  • the respective heights H1 and H2 of the anterior 80 and posterior 70 acoustic cavities are advantageously equal to approximately 1 mm, for example between 0.9 and 1.1 mm.
  • a first electrical connection terminal 18 is fitted on the base body 7 and protrudes from the external face 10 of said base body 7 to be electrically connected to an external circuit.
  • a second electrical connection terminal 19 is fitted to the base body 7 and protrudes from the outer face 10 of said base body 7 to be connected to an external electrical circuit.
  • the first electrical connection terminal 18 is connected by welding to the first conductive track 11 of the base body 7, said conductive track 11 comprising a peripheral portion 20 in contact with the cover 8.
  • the first electrical connection terminal 18 is electrically connected to the internal electrode 4 via the conductive disc 2, the conductive cover 8 and the conductive track 11.
  • the second electrical connection terminal 19 is electrically connected by soldering to the second conductive track 12, itself in contact with a central metal rivet 21.
  • the central rivet metal 21, engaged in a central hole in the base body 7, is integral with an elastic electrically conductive means 22 itself in contact with the external electrode 5.
  • the second electrical connection terminal 19 is connected electrically to the external electrode 5 via the conductive track 12, the central rivet 21 and the elastic electrically conductive means 22.
  • the conductive tracks 11 and 12 are electrically isolated from each other .
  • the elastic electrically conductive means 22 performs the function of electrical connection between the external electrode 5 and the corresponding electrical connection terminal 19.
  • the elastic electrically conductive means 22 ensures by itself holding the membrane 1 in abutment against the front step 17 of the cover 8.
  • the elastic electrically conductive means 22, fixed in the center of the base body 7 by the rivet 21, has its own elasticity and a shape such that, when the capsule is assembled as shown in the figures, with the membrane 1 inserted between the cover 8 and the base body 7, and with the elastic electrically conductive means 22 inserted between said membrane 1 and the base body 7, the elastic electrically conductive means elastically pushes the membrane 1 towards the cover 8 and keeps the first face 110 of its periphery in abutment against the front step 17.
  • the overall bearing force exerted by the elastic electrically conductive means 22 on the membrane 1 is advantageously between 0.3 Newton and 0.5 Newton, for a membrane whose diameter is equal to approximately 30 mm.
  • the front step 17 has, in radial section, a trapezoid profile, the small base 170 of which forms a circular crown and constitutes the bearing surface of the disc 2, the said small base being separated from the peripheral wall 14 by a peripheral groove 171.
  • FIG. 6 represents two comparative curves of capsules of identical dimensions, curve 100 corresponding to a capsule in which the disc is held by an O-ring bearing on a housing step, the curve 101 corresponding to a capsule according to the invention.
  • the elastic electrically conductive means 22 is a metal part, made for example of a material sold under the brand Duriflex, comprising a central part 23 provided with a hole for the passage of the fastening rivet 21, and to which three branches 24, 25 and 26 are connected.
  • the three branches 24, 25 and 26 each develop substantially in the form of a spiral starting from the central part 23.
  • Their respective ends 27, 28 and 29 are equidistant from the center 30 of the central part 23 or center of the hole through which the fixing rivet 21 passes, and are equidistant from each other, distributed regularly at 120 ° around the center 30.
  • the respective lengths of the three branches are unequal, and their widths are also uneven.
  • the first branch 24 develops at an angle B of approximately 92 °
  • the second branch 25 develops at an angle C of approximately 120 °
  • the third branch 26 develops at an angle A of about 86 °.
  • the respective widths of the branches are chosen, as shown in the figure, according to the respective lengths so that the support forces exerted by each of the ends 27, 28 and 29 of the branches against the external electrode 5 are substantially equal. Under these conditions, each of the branches has its own vibratory characteristic different from that of each of the other two branches.
  • nodal circle is meant the location of the vibration nodes of the third circular mode of vibration of the membrane 1. This nodal circle can be determined empirically, by requesting a vibrating membrane according to the third mode of vibration, and by locating the position of the vibration nodes forming the nodal circle.
  • the detection of the vibration nodes can be carried out by any means well known in the art, for example by observing the movement of a powder distributed over the surface of a membrane stressed in vibration.
  • the part 22 can be produced by cutting and forming a plate of suitable thickness from an elastic and conductive material. electricity.
  • provision may be made for using two or three separate parts, one end of which is fixed to the base body 7, and the other end of which comes to bear on an appropriate zone of the external electrode 5.
  • the present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.
  • the elastic electrically conductive means consist of an elastic washer inserted axially between the conductive periphery of the disc 2 and an annular conductive support of the housing. The elastic electrically conductive means then ensure the electrical connection of the internal electrode 4 via the conductive disc 2.

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Abstract

The unit according to the invention comprises a hollow metal cover (8) fitting onto a base body (7) consisting of a printed circuit, and a piezoelectric membrane (1) fitting so as to rest against a front step (17) of the cover (8). An electrically-conductive elastic element (22), fixed to the base body (7), rests on the metallised outer back face (5) of the piezoelectric ceramic layer (3) of membrane (1). The elastic element (22) simultaneously ensures electrical conduction and mechanical holding of the membrane (1). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne les transducteurs électroacous­tiques dont l'élément vibrant est constitué d'une membrane à couche de matière piézoélectrique munie d'électrodes et maintenue selon son pourtour dans un boîtier de capsule.The present invention relates to electroacoustic transducers, the vibrating element of which consists of a membrane with a layer of piezoelectric material provided with electrodes and maintained around its periphery in a capsule housing.

Ce type de capsule est déjà connu depuis de longues années, et est décrit par exemple dans les documents GB-A-2 046 554, JP-A-58 202699, JP-A-60 199298, ou JP-A-61 29298.This type of capsule has been known for many years, and is described, for example, in documents GB-A-2,046,554, JP-A-58 202699, JP-A-60 199298, or JP-A-61 29298.

Dans ces capsules connues, la membrane est formée d'un disque mince sur lequel est solidarisée une couche de céramique piézoélectri­que, couvrant la zone centrale du disque, les deux faces de la couche de céramique piézoélectrique étant métallisées pour constituer respective­ment une électrode interne appliquée contre le disque mince et une électrode externe. La membrane est logée dans un boîtier formé d'un corps de base et d'un couvercle s'adaptant l'un sur l'autre selon un pourtour fermé, généralement circulaire. Le corps de base forme une première paroi sensiblement parallèle au disque et délimitant avec le disque une cavité acoustique postérieure. Le couvercle forme une seconde paroi sensiblement parallèle au disque et délimitant avec le disque une cavité acoustique antérieure. Le boîtier comprend une portée, par exemple en gradin périphérique intérieur, contre lequel la périphérie du disque est maintenue appliquée par des organes de maintien. Des moyens de connexion électrique assurent les connexions électriques respectives de l'une et l'autre des électrodes avec une première et une seconde borne de connexion extérieure du boîtier.In these known capsules, the membrane is formed of a thin disc on which a layer of piezoelectric ceramic is secured, covering the central zone of the disc, the two faces of the layer of piezoelectric ceramic being metallized to respectively constitute an internal electrode applied against the thin disk and an external electrode. The membrane is housed in a housing formed by a base body and a cover which adapts to one another along a closed periphery, generally circular. The basic body forms a first wall substantially parallel to the disc and delimiting with the disc a posterior acoustic cavity. The cover forms a second wall substantially parallel to the disc and delimiting with the disc an anterior acoustic cavity. The housing includes a surface, for example in an inner peripheral step, against which the periphery of the disc is kept applied by holding members. Electrical connection means provide the respective electrical connections of one and the other of the electrodes with a first and a second connection terminal outside the housing.

Dans les capsules connues, le maintien mécanique de la membrane par rapport au boîtier et la connexion électrique des électrodes et des bornes de connexion sont assurés par des moyens distincts.In known capsules, the mechanical retention of the membrane relative to the housing and the electrical connection of the electrodes and connection terminals are provided by separate means.

Ainsi, dans le document GB-A-2 046 554, le pourtour du disque est en appui sur une portée périphérique du corps de base, contre laquelle il est maintenu en appui par un joint torique périphérique inséré entre le couvercle et le disque ; la connexion électrique est assurée par des bandes conductrices solidaires du disque et reliant les électrodes respectives à une zone périphérique du disque sortant du boîtier.Thus, in document GB-A-2 046 554, the periphery of the disc bears on a peripheral surface of the base body, against which it is held in abutment by a peripheral O-ring inserted between the cover and the disc; the electrical connection is ensured by conductive strips integral with the disc and connecting the respective electrodes to a peripheral zone of the disc leaving the housing.

Dans le document JP-A-58 202699, le disque est également tenu en appui contre une portée périphérique du corps de base, contre laquelle il est poussé par un joint torique périphérique inséré entre le disque et le couvercle ; les connexions électriques sont assurées d'une part par un conducteur électrique en forme de fil soudé à une borne de connexion et à l'électrode extérieure, et d'autre part par le disque lui-même en matière conductrice de l'électricité qui se trouve au contact du boîtier également conducteur de l'électricité par sa périphérie.In document JP-A-58 202699, the disc is also held in abutment against a peripheral bearing of the basic body, against which it is pushed by a peripheral O-ring inserted between the disc and the cover; the electrical connections are provided on the one hand by an electrical conductor in the form of a wire soldered to a connection terminal and to the external electrode, and on the other hand by the disc itself made of electrically conductive material which found in contact with the box also conductive of electricity through its periphery.

Dans le document JP-A-60 199298, le pourtour du disque est en appui contre une portée périphérique du couvercle, contre laquelle il est maintenu en appui par un joint annulaire périphérique inséré entre le corps de base et le disque ; l'une des connexions électriques est assurée par une languette élastique dont une première extrémité est tenue contre le corps de base et dont l'autre extrémité vient en appui sur l'élément piézoélectrique du disque.In document JP-A-60 199298, the periphery of the disc is in abutment against a peripheral surface of the cover, against which it is held in abutment by a peripheral annular seal inserted between the base body and the disc; one of the electrical connections is provided by an elastic tongue, one end of which is held against the base body and the other end of which bears on the piezoelectric element of the disc.

Dans le document JP-A-61 29298, le pourtour du disque est encastré entre les périphéries du couvercle et du corps de base ; l'une des connexions électriques est assurée par une languette élastique dont une première extrémité est fixée par rivet au centre du corps de base et dont l'autre extrémité vient en appui sur l'élément piézoélectrique du disque.In document JP-A-61 29298, the periphery of the disc is embedded between the peripheries of the cover and of the base body; one of the electrical connections is provided by an elastic tongue, a first end of which is fixed by a rivet to the center of the base body and the other end of which bears on the piezoelectric element of the disc.

Les capsules connues présentent donc une relative complexité, et nécessitent de prévoir des premiers moyens pour assurer la tenue mécanique de la membrane dans le boîtier et des seconds moyens pour assurer la connexion électrique des électrodes, et de prévoir l'assem­blage de tous ces moyens lors du montage de la capsule.The known capsules therefore have a relative complexity, and require providing first means for ensuring the mechanical strength of the membrane in the housing and second means for ensuring the electrical connection of the electrodes, and providing for the assembly of all these means during mounting the capsule.

La présente invention a notamment pour objet d'éviter les inconvénients des capsules connues, en tentant de simplifier le montage et de diminuer le nombre de pièces à réaliser et à assembler, sans pour autant nuire aux résultats acoustiques obtenus, et en améliorant si possible ces résultats.The object of the present invention is in particular to avoid the drawbacks of known capsules, by attempting to simplify assembly and to reduce the number of parts to be produced and assembled, without however adversely affecting the acoustic results obtained, and by improving if possible results.

Selon un autre objet de l'invention, la nouvelle structure de capsule permet d'assurer le maintien de la membrane dans le boîtier sans utiliser de joint torique d'étanchéité ; les inventeurs ont en effet constaté que la présence de tels joints toriques d'étanchéité dans une capsule présente des inconvénients lors d'une production en série ; en effet, les joints d'étanchéité connus et utilisables en grande série sont généralement de dimensions peu régulières, ce qui induit des défauts de planéité des surfaces de maintien de la membrane piézoélec­trique, et des dispersions dans les qualités acoustiques des capsules ainsi obtenues. Les défauts liés à la présence des joints toriques d'étanchéité résultent également des dispersions d'épaisseur des autres pièces empilées constituant la capsule, notamment le corps de base et le couvercle, créant un effort de pincement difficilement contrôlable sur le pourtour du disque. Les moyens de maintien mécanique selon l'inven­tion permettent d'éviter ces dispersions.According to another object of the invention, the new capsule structure makes it possible to maintain the membrane in the housing without using an O-ring seal; the inventors have in fact found that the presence of such O-rings in a capsule has drawbacks during mass production; in fact, the known seals which can be used in large series are generally of irregular dimensions, which induces defects in the flatness of the holding surfaces of the piezoelectric membrane, and dispersions in the acoustic qualities of the capsules thus obtained. Defects linked to the presence of O-rings also result from thickness dispersions of the other stacked parts constituting the capsule, in particular the base body and the cover, creating a gripping force that is difficult to control around the periphery of the disc. The mechanical holding means according to the invention make it possible to avoid these dispersions.

Selon un autre objet de l'invention, la nouvelle structure de capsule conduit à augmenter sensiblement les possibilités de déformation de la zone périphérique du disque, de sorte que l'on améliore sensiblement les qualités électroacoustiques de la capsule.According to another object of the invention, the new capsule structure results in a substantial increase in the possibilities of deformation of the peripheral zone of the disc, so that the electroacoustic qualities of the capsule are significantly improved.

La présente invention prévoit par ailleurs des modes de réalisation particuliers conduisant à l'amélioration générale des qualités électroacoustiques de la capsule. En particulier, on cherche à répartir les fréquences propres de vibration mécanique des différents organes de la capsule, de façon à obtenir une courbe de réponse la plus plate possible dans la plage de fréquence habituelle de fonctionnement.The present invention also provides specific embodiments leading to the general improvement of the electroacoustic qualities of the capsule. In particular, it is sought to distribute the natural frequencies of mechanical vibration of the various members of the capsule, so as to obtain a response curve that is as flat as possible within the usual operating frequency range.

Un autre effet recherché est l'obtention d'un bon compromis entre l'effet acoustique de la capsule et son encombrement dimensionnel, notamment son encombrement en épaisseur.Another desired effect is to obtain a good compromise between the acoustic effect of the capsule and its dimensional size, in particular its thickness.

Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la capsule selon l'invention reprend les principaux éléments des capsules connues, à savoir : une membrane formée d'un disque mince portant une couche de céramique piézoélectrique couvrant la zone centrale du disque ; un boîtier formé d'un corps de base et d'un couvercle solidarisés axialement l'un à l'autre selon un pour tour fermé ; un gradin périphérique de boltier, intérieur audit pourtour fermé, et contre lequel une première face de périphérie du disque est maintenue appliquée par des organes de maintien ; une première et une seconde bornes de connexion électrique raccordées aux électrodes de la membrane piézoélec­trique par des premiers et des seconds organes de liaison électrique ; des moyens élastiques conducteurs de l'électricité insérés entre la membrane et le boîtier, en appui d'une part contre une partie de membrane connectée électriquement à l'une des éléctrodes interne ou externe, et en appui d'autre part contre une partie de boîtier connectée électriquement à la borne de connexion électrique correspondante, de sorte que les moyens élastiques conducteurs de l'électricité participent à la connexion électrique entre ladite électrode interne ou externe et la borne de connexion électrique correspondante ; selon l'invention :
- la seconde face de périphérie de membrane est libre, séparée du boîtier par un espace dépourvu de tout joint d'étanchéité ;
- lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité repoussent élastiquement la membrane en direction du gradin périphérique intérieur de boîtier et la maintiennent en appui contre ledit gradin périphérique intérieur, de sorte qu'ils assurent simultanément par eux-mêmes, sans utilisation de joint annulaire d'étanchéité, la fonction de maintien de la première face de périphérie du disque contre le gradin de boîtier.To achieve these and other objects, the capsule according to the invention incorporates the main elements of known capsules, namely: a membrane formed by a thin disc carrying a layer of piezoelectric ceramic covering the central area of the disc; a housing formed by a base body and a cover secured axially to each other in a closed tower; a boltier peripheral step, inside said closed periphery, and against which a first periphery face of the disc is kept applied by holding members; first and second electrical connection terminals connected to the electrodes of the piezoelectric membrane by first and second electrical connection members; elastic electrically conductive means inserted between the membrane and the housing, bearing on the one hand against a portion of membrane electrically connected to one of the internal or external electrodes, and bearing on the other hand against a portion of box electrically connected to the corresponding electrical connection terminal, so that the elastic electrically conducting means participate in the electrical connection between said internal or external electrode and the corresponding electrical connection terminal; according to the invention:
- The second membrane periphery face is free, separated from the housing by a space devoid of any seal;
- Said elastic means conducting electricity elastically push the membrane in the direction of the inner peripheral step of the housing and keep it in abutment against said inner peripheral step, so that they provide simultaneously by themselves, without the use of an annular seal d sealing, the function of holding the first periphery face of the disc against the housing step.

Grâce à la structure selon l'invention, la force de maintien périphérique de la membrane est rendue sensiblement invariable, indépen­dante des dispersions dimensionnelles des pièces empilées.Thanks to the structure according to the invention, the peripheral holding force of the membrane is made substantially invariable, independent of the dimensional dispersions of the stacked parts.

Selon un mode de réalisation avantageux :
- la couche de céramique piézoélectrique forme la face postérieure du disque, en regard du corps de base, de sorte que l'électrode externe fait face au corps de base,
- la face antérieure de la périphérie du disque est en regard dudit gradin de boîtier formé lui-même dans le couvercle,
- les moyens élastiques conducteurs de l'électricité sont insérés entre l'électrode externe et la face interne du corps de base, en appui d'une part sur l'électrode externe et d'autre part sur une portion du corps de base connectée électriquement à la seconde borne de connexion électri­que, pour assurer la connexion électrique entre la seconde borne de connexion électrique et l'électrode externe,
- lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité repoussent élastiquement la membrane en direction du couvercle et assurent par eux-­mêmes la fonction de maintien de la périphérie du disque contre le gradin de couvercle.According to an advantageous embodiment:
- the piezoelectric ceramic layer forms the rear face of the disc, facing the base body, so that the external electrode faces the base body,
the front face of the periphery of the disc is facing said step of the housing itself formed in the cover,
- the elastic electrically conducting means are inserted between the external electrode and the internal face of the base body, bearing on the one hand on the external electrode and on the other hand on a portion of the base body electrically connected to the second electrical connection terminal, to ensure the electrical connection between the second electrical connection terminal and the external electrode,
- Said elastic means conducting electricity elastically push the membrane towards the cover and by themselves perform the function of holding the periphery of the disc against the cover step.

Les inventeurs ont constaté qu'il est particulièrement avanta­geux, notamment pour obtenir une courbe de réponse en fréquence la plus large et la plus plate possible de la capsule, de prévoir que les moyens élastiques conducteurs de l'électricité sont en appui sur l'électrode externe dans la zone située au voisinage du cercle nodal de la membrane, c'est-à-dire la zone formée par le lieu des noeuds du troisième mode de vibration circulaire de la membrane, lesdits moyens élastiques conduc­ teurs de l'électricité étant en appui sur ladite électrode externe en au moins deux points distants l'un de l'autre.The inventors have found that it is particularly advantageous, in particular to obtain the widest and flattest possible frequency response curve of the capsule, to provide that the elastic electrically conductive means are supported on the electrode external in the area located in the vicinity of the nodal circle of the membrane, that is to say the area formed by the location of the nodes of the third mode of circular vibration of the membrane, said elastic conducive means teurs of electricity being supported on said external electrode at least two points distant from each other.

Selon un premier mode de réalisation, les moyens élastiques conducteurs de l'électricité peuvent comprendre plusieurs éléments élastiques conducteurs de l'électricité distincts les uns des autres, en appui chacun d'une part sur l'électrode externe et d'autre part sur le corps de base du boîtier.According to a first embodiment, the elastic electrically conducting means may comprise several elastic electrically conducting elements distinct from each other, each bearing on the one hand on the external electrode and on the other hand on the basic housing body.

Selon un autre mode de réalisation, lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité peuvent être assemblés en un élément unique à plusieurs branches, comportant une zone unique d'appui sur le corps de base, les extrémités des branches étant en appui sur l'électrode externe.According to another embodiment, said elastic electrically conductive means can be assembled into a single element with several branches, comprising a single support zone on the base body, the ends of the branches being supported on the electrode. external.

De préférence, à chaque point d'appui des moyens élastiques conducteurs de l'électricité sur l'électrode externe correspond une liaison élastique à caractéristiques mécaniques différentes, présentant ainsi des modes vibratoires propres différents.Preferably, to each fulcrum of elastic means conducting electricity on the external electrode corresponds an elastic connection with different mechanical characteristics, thus having different own vibrational modes.

Un bon compromis entre l'efficacité acoustique de la capsule et son encombrement dimensionnel est obtenu selon l'invention en combinant une membrane dont la fréquence propre est d'environ 1 kHz avec un filtre acoustique comprenant des cavités acoustiques antérieure et postérieure dont les hauteurs respectives sont de 1 mm environ, pour un diamètre de 30 mm environ. Les hauteurs d'environ 1 mm permettent de loger les organes de connexion et autorisent la libre oscillation de la membrane.A good compromise between the acoustic efficiency of the capsule and its dimensional size is obtained according to the invention by combining a membrane whose natural frequency is around 1 kHz with an acoustic filter comprising anterior and posterior acoustic cavities whose respective heights are about 1 mm, for a diameter of about 30 mm. The heights of approximately 1 mm make it possible to accommodate the connection members and allow the membrane to oscillate freely.

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisa­tion particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :

  • - la figure 1 représente une vue de dessous de la surface extérieure du corps de base de capsule selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • - la figure 2 est une vue de face d'une capsule selon l'invention en coupe selon le plan A-A de la figure 1 ;
  • - la figure 3 est une vue de côté de la capsule selon l'invention en coupe selon le plan B-B de la figure 1 ;
  • - la figure 4 représente en vue de dessous une membrane de capsule selon l'invention ;
  • - la figure 5 représente en vue de dessus un mode de réalisation particulier des moyens élastiques conducteurs de l'électricité selon l'invention ; et
  • - la figure 6 illustre les résultats obtenus par une capsule selon la présente invention relativement à la réponse en fréquence.
Other objects, characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of a particular embodiment, given in relation to the attached figures, among which:
  • - Figure 1 shows a bottom view of the outer surface of the capsule base body according to an embodiment of the invention;
  • - Figure 2 is a front view of a capsule according to the invention in section along the plane AA of Figure 1;
  • - Figure 3 is a side view of the capsule according to the invention in section along the plane BB of Figure 1;
  • - Figure 4 shows a bottom view of a capsule membrane according to the invention;
  • - Figure 5 shows a top view of a particular embodiment of the elastic means electrically conductive according the invention; and
  • - Figure 6 illustrates the results obtained by a capsule according to the present invention relative to the frequency response.

Comme le représentent les figures, une capsule piézoélectrique selon l'invention comprend une membrane 1 formée d'un disque mince 2, à contour circulaire, sur lequel est solidarisée une couche 3 de céramique piézoélectrique couvrant la zone centrale du disque 2. Dans le mode de réalisation représenté, le disque 2 est en matériau conducteur de l'électricité, par exemple en laiton, et la couche de céramique piézoélectrique 3 présente un contour circulaire concentrique par rapport au disque 2, couvrant la zone centrale du disque et laissant apparente une bordure périphérique de la face de disque 2 sur laquelle elle est appliquée. La couche de céramique piézoélectrique est métalli­sée sur ses deux faces, sa face interne 4 formant électrode interne et étant plaquée contre le disque 2, sa face externe 5 formant électrode externe et étant apparente.As shown in the figures, a piezoelectric capsule according to the invention comprises a membrane 1 formed by a thin disc 2, with circular outline, on which is fixed a layer 3 of piezoelectric ceramic covering the central zone of the disc 2. In the mode embodiment shown, the disc 2 is made of an electrically conductive material, for example brass, and the piezoelectric ceramic layer 3 has a concentric circular contour with respect to the disc 2, covering the central area of the disc and leaving a visible border device of the disk face 2 on which it is applied. The piezoelectric ceramic layer is metallized on its two faces, its internal face 4 forming an internal electrode and being pressed against the disc 2, its external face 5 forming an external electrode and being visible.

La membrane 1 est logée dans un boîtier 6 formé d'un corps de base 7 et d'un couvercle 8 en creux, solidarisés axialement l'un à l'autre selon un pourtour 9 fermé, par exemple circulaire tel que représenté. Le corps de base 7, dans le mode de réalisation représenté, est constitué d'une plaque plane de matière isolante, par exemple une matière généralement utilisée dans la technique des circuits imprimés, dont la face extérieure 10 porte des pistes conductrices 11 et 12 représentées sur la figure 1. Le couvercle 8 est constitué en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium, et comporte une paroi centrale 13 circulaire se raccordant à une paroi latérale périphérique 14. La paroi périphérique 14 comprend un gradin postérieur 15, formant rétrécissement de l'espace intérieur du boîtier 6 comme le représentent la figure 3 ou la figure 2, contre lequel vient s'appuyer le pourtour du corps de base 7. Le bord 16 de la paroi périphérique 14 est replié vers l'intérieur pour venir en appui sur la face extérieure 10 du corps de base 7, et sertir ledit corps de base 7 sur le couvercle 8.The membrane 1 is housed in a housing 6 formed by a base body 7 and a hollow cover 8, axially secured to one another along a closed periphery 9, for example circular as shown. The base body 7, in the embodiment shown, consists of a flat plate of insulating material, for example a material generally used in the technique of printed circuits, the outer face 10 of which carries conductive tracks 11 and 12 shown in Figure 1. The cover 8 is made of an electrically conductive material, for example aluminum or aluminum alloy, and has a circular central wall 13 connected to a peripheral side wall 14. The peripheral wall 14 comprises a rear step 15, forming a narrowing of the interior space of the housing 6 as shown in FIG. 3 or FIG. 2, against which the periphery of the base body is supported 7. The edge 16 of the peripheral wall 14 is folded inwardly to come to bear on the outer face 10 of the base body 7, and crimp said base body 7 on the cover 8.

La paroi périphérique 14 du couvercle 8 comprend en outre un gradin antérieur 17, formant un second rétrécissement de l'espace intérieur du boîtier 6 comme le représentent les figures 2 et 3, disposé environ à mi-chemin entre la paroi centrale 13 et le gradin postérieur 15. La première face 110 de périphérie de membrane 1 est maintenue plaquée contre le gradin antérieur 17 du couvercle 8, par des moyens élastiques qui seront décrits ci-après. La seconde face 111 de périphérie de membrane 1 est libre, c'est-à-dire séparée du corps de base 7 par un espace 112 dépourvu de tout joint d'étanchéité. La couche de céramique piézoélectrique 3 est disposée du côté du corps de base 7, comme le représentent les figures, de sorte que l'électrode externe 5 fait face au corps de base 7.The peripheral wall 14 of the cover 8 further comprises an anterior step 17, forming a second narrowing of the interior space of the housing 6 as shown in FIGS. 2 and 3, arranged approximately halfway between the central wall 13 and the step posterior 15. The first face 110 of the membrane periphery 1 is held pressed against the front step 17 of the cover 8, by elastic means which will be described below. The second face 111 of the membrane periphery 1 is free, that is to say separated from the base body 7 by a space 112 devoid of any seal. The piezoelectric ceramic layer 3 is arranged on the side of the base body 7, as shown in the figures, so that the external electrode 5 faces the base body 7.

Lorsque la capsule est assemblée, comme le représentent les figures 1 à 3, le corps de base 7 constitue une première paroi sensiblement parallèle au disque 2, avec lequel il forme une cavité acoustique postérieure 70, et la paroi centrale 13 du couvercle 8 est sensiblement parallèle au disque 2 et forme avec lui une cavité acoustique antérieure 80.When the capsule is assembled, as shown in Figures 1 to 3, the base body 7 constitutes a first wall substantially parallel to the disc 2, with which it forms a posterior acoustic cavity 70, and the central wall 13 of the cover 8 is substantially parallel to the disc 2 and forms with it an anterior acoustic cavity 80.

De manière connue, la paroi centrale 13 du couvercle 8 comporte des trous 130 pour le passage du son depuis la cavité acoustique antérieure 80 vers l'atmosphère extérieure, et le corps de base 7 comprend un passage 71 muni d'un filtre acoustique reliant la cavité acoustique postérieure 70 et l'atmosphère extérieure.In a known manner, the central wall 13 of the cover 8 has holes 130 for the passage of sound from the anterior acoustic cavity 80 to the external atmosphere, and the base body 7 comprises a passage 71 provided with an acoustic filter connecting the posterior acoustic cavity 70 and the external atmosphere.

Selon l'invention, les hauteurs respectives H1 et H2 des cavités acoustiques antérieure 80 et postérieure 70 sont avantageusement égales à 1 mm environ, par exemple comprises entre 0,9 et 1,1 mm.According to the invention, the respective heights H1 and H2 of the anterior 80 and posterior 70 acoustic cavities are advantageously equal to approximately 1 mm, for example between 0.9 and 1.1 mm.

Une première borne de connexion électrique 18 est adaptée sur le corps de base 7 et dépasse de la face extérieure 10 dudit corps de base 7 pour être raccordée électriquement à un circuit extérieur. De même, une seconde borne de connexion électrique 19 est adaptée sur le corps de base 7 et dépasse de la face extérieure 10 dudit corps de base 7 pour être raccordée à un circuit électrique extérieur. La première borne de connexion électrique 18 est connectée par soudure à la première piste conductrice 11 du corps de base 7, ladite piste conductrice 11 comportant une portion périphérique 20 au contact du couvercle 8. Ainsi, la première borne de connexion électrique 18 se trouve électriquement raccordée à l'électrode interne 4 par l'intermédiaire du disque conducteur 2, du couvercle conducteur 8 et de la piste conductrice 11.A first electrical connection terminal 18 is fitted on the base body 7 and protrudes from the external face 10 of said base body 7 to be electrically connected to an external circuit. Likewise, a second electrical connection terminal 19 is fitted to the base body 7 and protrudes from the outer face 10 of said base body 7 to be connected to an external electrical circuit. The first electrical connection terminal 18 is connected by welding to the first conductive track 11 of the base body 7, said conductive track 11 comprising a peripheral portion 20 in contact with the cover 8. Thus, the first electrical connection terminal 18 is electrically connected to the internal electrode 4 via the conductive disc 2, the conductive cover 8 and the conductive track 11.

La seconde borne de connexion électrique 19 est connectée électriquement par soudure à la seconde piste conductrice 12, elle-même en contact avec un rivet central métallique 21. Le rivet central métallique 21, engagé dans un trou central du corps de base 7, est solidaire d'un moyen élastique conducteur de l'électricité 22 lui-même au contact de l'électrode externe 5. Ainsi, la seconde borne de connexion électrique 19 est connectée électriquement à l'électrode externe 5 par l'intermédiaire de la piste conductrice 12, du rivet central 21 et du moyen élastique conducteur de l'électricité 22. Naturellement, les pistes conductrices 11 et 12 sont isolées électrique­ment l'une de l'autre.The second electrical connection terminal 19 is electrically connected by soldering to the second conductive track 12, itself in contact with a central metal rivet 21. The central rivet metal 21, engaged in a central hole in the base body 7, is integral with an elastic electrically conductive means 22 itself in contact with the external electrode 5. Thus, the second electrical connection terminal 19 is connected electrically to the external electrode 5 via the conductive track 12, the central rivet 21 and the elastic electrically conductive means 22. Naturally, the conductive tracks 11 and 12 are electrically isolated from each other .

Ainsi, le moyen élastique conducteur de l'électricité 22 assure la fonction de connexion électrique entre l'électrode externe 5 et la borne de connexion électrique correspondante 19. En outre, le moyen élastique conducteur de l'électricité 22 assure par lui-même le maintien de la membrane 1 en appui contre le gradin antérieur 17 du couvercle 8. Pour cela, le moyen élastique conducteur de l'électricité 22, fixé au centre du corps de base 7 par le rivet 21, présente une élasticité propre et une forme telles que, lorsque la capsule est assemblée comme le représentent les figures, avec la membrane 1 insérée entre le couvercle 8 et le corps de base 7, et avec le moyen élastique conducteur de l'électricité 22 inséré entre ladite membrane 1 et le corps de base 7, le moyen élastique conducteur de l'électricité repousse élastiquement la membrane 1 en direction du couvercle 8 et maintient la première face 110 de sa périphérie en appui contre le gradin antérieur 17.Thus, the elastic electrically conductive means 22 performs the function of electrical connection between the external electrode 5 and the corresponding electrical connection terminal 19. In addition, the elastic electrically conductive means 22 ensures by itself holding the membrane 1 in abutment against the front step 17 of the cover 8. For this, the elastic electrically conductive means 22, fixed in the center of the base body 7 by the rivet 21, has its own elasticity and a shape such that, when the capsule is assembled as shown in the figures, with the membrane 1 inserted between the cover 8 and the base body 7, and with the elastic electrically conductive means 22 inserted between said membrane 1 and the base body 7, the elastic electrically conductive means elastically pushes the membrane 1 towards the cover 8 and keeps the first face 110 of its periphery in abutment against the front step 17.

La force d'appui globale exercée par le moyen élastique conducteur de l'électricité 22 sur la membrane 1 est avantageusement comprise entre 0,3 Newton et 0,5 Newton, pour une membrane dont le diamètre est égal à 30 mm environ.The overall bearing force exerted by the elastic electrically conductive means 22 on the membrane 1 is advantageously between 0.3 Newton and 0.5 Newton, for a membrane whose diameter is equal to approximately 30 mm.

Dans le mode de réalisation représenté, le gradin antérieur 17 présente, en coupe radiale, un profil en trapèze dont la petite base 170 forme une couronne circulaire et constitue surface d'appui du disque 2, ladite petite base étant séparée de la paroi périphérique 14 par une rainure périphérique 171.In the embodiment shown, the front step 17 has, in radial section, a trapezoid profile, the small base 170 of which forms a circular crown and constitutes the bearing surface of the disc 2, the said small base being separated from the peripheral wall 14 by a peripheral groove 171.

Ce mode de réalisation de gradin antérieur 17 à petite base 170 et rainure 171, associé au maintien de la membrane par le moyen élastique conducteur de l'électricité 22, assure une amélioration sensible de la courbe de réponse en fréquence de la capsule. Ainsi, la figure 6 représente deux courbes comparatives de capsules de dimensions identiques, la courbe 100 correspondant à une capsule dans laquelle le disque est maintenu par un joint torique en appui sur un gradin de boîtier, la courbe 101 correspondant à une capsule selon l'invention.This embodiment of anterior step 17 with small base 170 and groove 171, associated with the maintenance of the membrane by the elastic electrically conductive means 22, provides a significant improvement in the frequency response curve of the capsule. Thus, FIG. 6 represents two comparative curves of capsules of identical dimensions, curve 100 corresponding to a capsule in which the disc is held by an O-ring bearing on a housing step, the curve 101 corresponding to a capsule according to the invention.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le moyen élastique conducteur de l'électricité 22 est une pièce métallique, réalisée par exemple en un matériau vendu sous la marque Duriflex, comportant une partie centrale 23 munie d'un trou pour le passage du rivet de fixation 21, et à laquelle se raccordent trois branches 24, 25 et 26. Les trois branches 24, 25 et 26 se développent chacune sensiblement en forme de spirale à partir de la partie centrale 23. Leurs extrémités respectives 27, 28 et 29 sont équidistantes du centre 30 de la partie centrale 23 ou centre du trou par lequel passe le rivet de fixation 21, et sont équidistantes les unes des autres, réparties régulièrement à 120° autour du centre 30. Les longueurs respectives des trois branches sont inégales, et leurs largeurs sont également inégales. Dans le mode de réalisation représenté, la première branche 24 se développe selon un angle B de 92° environ, tandis que la seconde branche 25 se développe selon un angle C de 120° environ, et que la troisième branche 26 se développe selon un angle A de 86° environ. Les largeurs respectives des branches sont choisies, comme le représente la figure, en fonction des longueurs respectives de telle façon que les forces d'appui exercées par chacune des extrémités 27, 28 et 29 des branches contre l'électrode externe 5 sont sensiblement égales. Dans ces conditions, chacune des branches présente une caractéristique propre vibratoire différente de celle de chacune des deux autres branches.In the embodiment shown in the figures, the elastic electrically conductive means 22 is a metal part, made for example of a material sold under the brand Duriflex, comprising a central part 23 provided with a hole for the passage of the fastening rivet 21, and to which three branches 24, 25 and 26 are connected. The three branches 24, 25 and 26 each develop substantially in the form of a spiral starting from the central part 23. Their respective ends 27, 28 and 29 are equidistant from the center 30 of the central part 23 or center of the hole through which the fixing rivet 21 passes, and are equidistant from each other, distributed regularly at 120 ° around the center 30. The respective lengths of the three branches are unequal, and their widths are also uneven. In the embodiment shown, the first branch 24 develops at an angle B of approximately 92 °, while the second branch 25 develops at an angle C of approximately 120 °, and the third branch 26 develops at an angle A of about 86 °. The respective widths of the branches are chosen, as shown in the figure, according to the respective lengths so that the support forces exerted by each of the ends 27, 28 and 29 of the branches against the external electrode 5 are substantially equal. Under these conditions, each of the branches has its own vibratory characteristic different from that of each of the other two branches.

La distance entre le centre 30 et chacune des extrémités 27, 28 et 29 des branches est choisie sensiblement égale au rayon du cercle nodal de la membrane 1. On entend par cercle nodal le lieu des noeuds de vibration du troisième mode circulaire de vibration de la membrane 1. Ce cercle nodal peut être déterminé de manière empirique, en sollicitant une membrane en vibration selon le troisième mode de vibration, et en repérant la position des noeuds de vibration formant le cercle nodal. La détection des noeuds de vibration peut être effectuée par tous moyens bien connus dans la technique, par exemple en observant le mouvement d'une poudre répartie à la surface d'une membrane sollicitée en vibration.The distance between the center 30 and each of the ends 27, 28 and 29 of the branches is chosen to be substantially equal to the radius of the nodal circle of the membrane 1. By nodal circle is meant the location of the vibration nodes of the third circular mode of vibration of the membrane 1. This nodal circle can be determined empirically, by requesting a vibrating membrane according to the third mode of vibration, and by locating the position of the vibration nodes forming the nodal circle. The detection of the vibration nodes can be carried out by any means well known in the art, for example by observing the movement of a powder distributed over the surface of a membrane stressed in vibration.

La pièce 22 peut être réalisée par découpage et formage d'une plaque d'épaisseur convenable en un matériau élastique et conducteur de l'électricité.The part 22 can be produced by cutting and forming a plate of suitable thickness from an elastic and conductive material. electricity.

En alternative, on peut prévoir d'utiliser deux ou trois pièces distinctes, dont une extrémité est fixée au corps de base 7, et dont l'autre extrémité vient en appui sur une zone appropriée de l'électrode externe 5.As an alternative, provision may be made for using two or three separate parts, one end of which is fixed to the base body 7, and the other end of which comes to bear on an appropriate zone of the external electrode 5.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa­tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendica­tions ci-après. On peut notamment prévoir que les moyens élastiques conducteurs de l'électricité sont constitués d'une rondelle élastique insérée axialement entre la périphérie conductrice du disque 2 et un appui annulaire conducteur du boîtier. Les moyens élastiques conducteurs de l'électricité assurent alors la connexion électrique de l'électrode interne 4 par l'intermédiaire du disque 2 conducteur.The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below. One can in particular provide that the elastic electrically conductive means consist of an elastic washer inserted axially between the conductive periphery of the disc 2 and an annular conductive support of the housing. The elastic electrically conductive means then ensure the electrical connection of the internal electrode 4 via the conductive disc 2.

Claims (12)

1 - Capsule électroacoustique à membrane piézoélectrique, dans laquelle :
- la membrane (1) est formée d'un disque mince (2), sur lequel est solidarisée une couche de céramique piézoélectrique (3) couvrant la zone centrale du disque (2) et dont les deux faces sont métallisées et constituent respectivement une électrode interne (4) et une électrode externe (5),
- la membrane (1) est logée dans un boîtier (6) formé d'un corps de base (7) et d'un couvercle (8) solidarisés axialement l'un à l'autre selon un pourtour fermé (9), le corps de base (7) comportant une première paroi sensiblement parallèle au disque (2) avec lequel il forme une cavité acoustique postérieure (70), le couvercle (8) comportant une seconde paroi (13) sensiblement parallèle au disque (2) avec lequel il forme une cavité acoustique antérieure (80),
- le boîtier (6) comprend un gradin périphérique (17), intérieur au pourtour fermé (9), gradin contre lequel une première face (110) de périphérie de membrane (1) est maintenue appliquée par des organes de maintien,
- une première (18) et une seconde (19) bornes de connexion électrique sont isolées électriquement et montées sur le corps de base (7),
- la première borne de connexion électrique (18) est connectée électriquement à l'électrode interne (4) par des premiers organes de liaison électrique,
- la seconde borne de connexion électrique (19) est connectée électri­quement à l'électrode externe (5) par des seconds organes de liaison électrique,
- des moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) sont insérés entre la membrane (1) et le boîtier (6), en appui d'une part contre une partie de membrane (1) connectée électriquement à l'une des électrodes interne (4) ou externe (5), et en appui d'autre part contre une partie de boîtier (6) connectée électriquement à la borne de connexion électrique (18, 19) correspondante, de sorte que les moyens élastiques conducteurs de l'électricité participent à la connexion électrique entre ladite électrode interne (4) ou externe (5) et la borne de connexion électrique (18, 19) correspondante,
caractérisée en ce que :
- la seconde face (111) de périphérie de membrane (1) est libre, séparée du boîtier (6) par un espace (112) dépourvu de tout joint d'étanchéité,
- lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) repoussent élastiquement la membrane (1) en direction du gradin périphérique intérieur (17) de boîtier et la maintiennent en appui contre le gradin périphérique intérieur (17), de sorte qu'ils assurent simultanément par eux-mêmes, sans utilisation de joint annulaire d'étanchéité, la fonction de maintien de la première face (110) de périphérie de membrane (1) contre le gradin (17) de boîtier.1 - Electroacoustic capsule with piezoelectric membrane, in which:
- the membrane (1) is formed of a thin disc (2), on which is secured a layer of piezoelectric ceramic (3) covering the central area of the disc (2) and whose two faces are metallized and respectively constitute an electrode internal (4) and an external electrode (5),
- the membrane (1) is housed in a housing (6) formed of a base body (7) and a cover (8) secured axially to one another along a closed periphery (9), base body (7) having a first wall substantially parallel to the disc (2) with which it forms a posterior acoustic cavity (70), the cover (8) comprising a second wall (13) substantially parallel to the disc (2) with which it forms an anterior acoustic cavity (80),
the housing (6) comprises a peripheral step (17), inside the closed periphery (9), step against which a first face (110) of the membrane periphery (1) is held applied by holding members,
- a first (18) and a second (19) electrical connection terminals are electrically insulated and mounted on the base body (7),
the first electrical connection terminal (18) is electrically connected to the internal electrode (4) by first electrical connection members,
the second electrical connection terminal (19) is electrically connected to the external electrode (5) by second electrical connection members,
- elastic means conducting electricity (22) are inserted between the membrane (1) and the housing (6), bearing on the one hand against a portion of membrane (1) electrically connected to one of the internal electrodes (4) or external (5), and resting on the other hand against a housing part (6) electrically connected to the corresponding electrical connection terminal (18, 19), so that the elastic means conduct the electricity participate in the electrical connection between said internal (4) or external (5) electrode and the corresponding electrical connection terminal (18, 19),
characterized in that:
the second face (111) of the membrane periphery (1) is free, separated from the housing (6) by a space (112) devoid of any seal,
- Said elastic electrically conductive means (22) elastically push the membrane (1) towards the inner peripheral step (17) of the housing and keep it in abutment against the inner peripheral step (17), so that they ensure simultaneously by themselves, without the use of an annular seal, the function of holding the first face (110) of the membrane periphery (1) against the step (17) of the housing. 2 - Capsule électroacoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que :
- la couche de céramique piézoélectrique (3) forme la face postérieure du disque (2), en regard du corps de base (7), de sorte que l'électrode externe (5) fait face au corps de base (7),
- la face antérieure de la périphérie du disque (2) est en regard dudit gradin de boltier (17) formé lui-même dans le couvercle (8),
- lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) sont insérés entre l'électrode externe (5) et la face interne du corps de base (7), en appui d'une part sur l'électrode externe (5) et d'autre part sur une portion du corps de base (21) connectée électriquement à la seconde borne de connexion électrique (19), pour assurer la connexion électrique entre la seconde borne de connexion électrique (19) et l'électrode externe (5),
- lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) repoussent élastiquement la membrane (1) en direction du couvercle (8) et assurent par eux-mêmes la fonction d'organes de maintien en tenant en appui la périphérie de membrane (1) contre le gradin de couvercle (17).2 - Electroacoustic capsule according to claim 1, characterized in that:
the piezoelectric ceramic layer (3) forms the rear face of the disc (2), facing the base body (7), so that the external electrode (5) faces the base body (7),
the front face of the periphery of the disc (2) faces said boltier step (17) itself formed in the cover (8),
- said elastic electrically conductive means (22) are inserted between the external electrode (5) and the internal face of the base body (7), bearing on the one hand on the external electrode (5) and d on the other hand, on a portion of the base body (21) electrically connected to the second electrical connection terminal (19), to ensure the electrical connection between the second electrical connection terminal (19) and the external electrode (5),
- Said elastic electrically conductive means (22) elastically push the membrane (1) in the direction of the cover (8) and perform by themselves the function of holding members while bearing the periphery of the membrane (1) against the cover step (17). 3 - Capsule électroacoustique selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) sont en appui sur l'électrode externe (5) au voisinage du cercle nodal de la membrane (1), selon au moins deux points de contact distants l'un de l'autre.3 - electroacoustic capsule according to claim 2, characterized in that said elastic electrically conductive means (22) are supported on the external electrode (5) in the vicinity of the nodal circle of the membrane (1), according to at least two contact points distant from each other. 4 - Capsule électroacoustique selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'à chaque point d'appui desdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) sur l'électrode externe (5) correspond une liaison élastique à caractéristiques mécaniques différentes, présen­tant des modes vibratoires propres différents.4 - Electroacoustic capsule according to claim 3, characterized in that at each fulcrum of said elastic means conducting electricity (22) on the external electrode (5) corresponds an elastic connection with different mechanical characteristics, having different own vibratory modes. 5 - Capsule électroacoustique selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité comprennent plusieurs éléments élastiques distincts, cha­cun des éléments étant fixé au corps de base (7) et étant en appui sur l'électrode externe (5).5 - electroacoustic capsule according to one of claims 3 or 4, characterized in that said elastic means electrically conductive comprise several distinct elastic elements, each of the elements being fixed to the base body (7) and being supported on the 'external electrode (5). 6 - Capsule électroacoustique selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité (22) comprennent un élément unique comportant plusieurs branches, une partie centrale de l'élément unique étant fixée au corps de base (7), les extrémités des branches étant en appui sur l'électrode externe (5).6 - Electroacoustic capsule according to one of claims 3 or 4, characterized in that said elastic electrically conductive means (22) comprise a single element comprising several branches, a central part of the single element being fixed to the body of base (7), the ends of the branches being supported on the external electrode (5). 7 - Capsule électroacoustique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les branches présentent des largeurs et des longueurs différentes les unes par rapport aux autres, tout en produisant des forces d'appui sensiblement égales sur l'électrode externe (5).7 - electroacoustic capsule according to claim 6, characterized in that the branches have different widths and lengths relative to each other, while producing substantially equal bearing forces on the external electrode (5). 8 - Capsule électroacoustique selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que l'élément unique formant moyen élastique conducteur de l'électricité (22) comprend trois branches dont les points d'appui sur l'électrode externe (5) sont répartis à 120° autour du centre de ladite électrode, les forces d'appui étant égales.8 - electroacoustic capsule according to one of claims 6 or 7, characterized in that the single element forming elastic means electrically conductive (22) comprises three branches whose points of support on the external electrode (5) are distributed at 120 ° around the center of said electrode, the support forces being equal. 9 - Capsule électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'élément unique formant lesdits moyens élastiques conducteurs de l'électricité est fixé au centre du corps de base (7).9 - electroacoustic capsule according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the single element forming said elastic means electrically conductive is fixed to the center of the base body (7). 10 - Capsule électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les branches de l'élément unique formant moyen élastique conducteur de l'électricité (22) ont chacune une forme en spirale.10 - Electroacoustic capsule according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the branches of the single element forming elastic means conducting electricity (22) each have a spiral shape. 11 - Capsule électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la force d'appui exercée par les moyens élastiques conducteurs de l'électricité sur la membrane (1) est comprise entre 0,3 Newton et 0,5 Newton.11 - Electroacoustic capsule according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the bearing force exerted by the elastic means conducting electricity on the membrane (1) is between 0.3 Newton and 0, 5 Newton. 12 - Capsule électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les hauteurs respectives (H1, H2) des cavités acoustiques antérieure (80) et postérieure (70) de capsule sont égales à 1 mm environ.12 - Electroacoustic capsule according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the respective heights (H1, H2) of the anterior (80) and posterior (70) acoustic cavities of the capsule are equal to approximately 1 mm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1146772A2 (en) * 2000-04-13 2001-10-17 Star Micronics Co., Ltd. Electroacoustic transducer and structure for mounting an electroacoustic transducer
WO2008145949A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 New Transducers Limited Audio apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07114383A (en) * 1993-10-15 1995-05-02 Murata Mfg Co Ltd Piezoelectric buzzer
FR2755813B1 (en) * 1996-11-14 1998-12-11 Alsthom Cge Alcatel HANDSET
DE19712728C1 (en) * 1997-03-26 1998-11-19 Dornier Gmbh Piezoelectric speaker

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2126556A1 (en) * 1970-06-01 1971-12-09 Conrac Corp Microphone capsule with amplifier
US4295009A (en) * 1980-03-07 1981-10-13 Amp Incorporated Piezoelectric audio transducer mounting and electrical connector
GB2128399A (en) * 1982-09-30 1984-04-26 Emhart Ind Piezoelectric audio signalling device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420706A (en) * 1979-01-15 1983-12-13 Molex Incorporated Connector assembly for a piezoelectric transducer
US4429247A (en) * 1982-01-28 1984-01-31 Amp Incorporated Piezoelectric transducer supporting and contacting means
JPS60199298A (en) * 1984-03-23 1985-10-08 Murata Mfg Co Ltd Piezoelectric acoustic transducer
FR2563959B1 (en) * 1984-05-04 1990-08-10 Lewiner Jacques IMPROVEMENTS ON ELECTRE-ACOUSTIC TRANSDUCERS WITH ELECTRET
JPS6129298A (en) * 1984-07-19 1986-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric transducer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2126556A1 (en) * 1970-06-01 1971-12-09 Conrac Corp Microphone capsule with amplifier
US4295009A (en) * 1980-03-07 1981-10-13 Amp Incorporated Piezoelectric audio transducer mounting and electrical connector
GB2128399A (en) * 1982-09-30 1984-04-26 Emhart Ind Piezoelectric audio signalling device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 10, no. 184 (E-415)[2240], 27 juin 1986; & JP-A-61 29 298 (MATSUSHITA ELECTRIC IND. CO., LTD) 10-02-1986 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 10, no. 46 (E-383)[2103], 22 février 1986; & JP-A-60 199 298 (MURATA SEISAKUSHO K.K.) 08-10-1985 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1146772A2 (en) * 2000-04-13 2001-10-17 Star Micronics Co., Ltd. Electroacoustic transducer and structure for mounting an electroacoustic transducer
EP1146772A3 (en) * 2000-04-13 2003-02-05 Star Micronics Co., Ltd. Electroacoustic transducer and structure for mounting an electroacoustic transducer
US6577743B2 (en) 2000-04-13 2003-06-10 Star Micronics Co., Ltd. Electroacoustic transducer and structure for mounting an electroacoustic transducer
WO2008145949A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 New Transducers Limited Audio apparatus
CN101766036B (en) * 2007-05-31 2014-07-02 新型转换器有限公司 Audio apparatus
US8842870B2 (en) 2007-05-31 2014-09-23 Nvf Tech Ltd. Audio apparatus

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