电声转换器的制造方法_2

文档序号:9567958阅读:来源:国知局
复合压电陶瓷时所述压电杆直接作为用于相对于邻接的区域(例如空气或者水)的声波发射或者声波接收的振动器起作用并且不用作支撑元件。
[0018]一般而言能够实现,杆状地、即例如圆柱形、方形或者普遍地棱柱形地构造支撑元件。有利的是,圆椎形或者截椎体形或者棱椎形或者截棱椎形地构造支撑元件。在所述情形中有利的是,将相应的较小的端面或者圆椎体的或者棱椎体的尖部与压电元件连接,而将较大的端面、即棱椎体、截棱椎体、圆椎体或者截椎体的底面与壳体连接。通过这种方式,尽可能少地阻碍压电元件的横向延展并且尽管如此创造支撑元件与壳体的可保持的机械连接。
[0019]根据本发明的电声转换器的声学传输器可以通过不同的方式构造。例如可以设置,声学传输器的第一表面和声学传输器的第二表面不同大小和/或不同地成形。通过面积比例的匹配以及通过面的相应成形可以影响振动结构的谐振频率。此外,可以实现所辐射的声波的确定的辐射特性。
[0020]在本发明的一种实施中,声学传输器的第一表面基本上圆形地构造,而声学传输器的第二表面基本上矩形地构造。因此,实现扇形的辐射特性。替代地,声学传输器的第一和第二表面都分别基本上圆形地构造,其中第一表面的直径小于或大于第二表面的直径。
[0021]此外,本发明涉及一种包括根据上述实施中的一个的电声转换器和车辆的挡板元件、尤其保险杠的装置。所述装置的特征在于,所述电声转换器如此固定在挡板元件的内表面上,使得所述电声转换器从外部不可见。所述声学传输器的第二表面在声学上与挡板元件的一区域耦合,其中所述挡板元件在所述区域中具有减少的厚度。根据本发明的装置例如可以用作用于车辆的周围环境检测系统的超声传感器。
[0022]为了防止电声转换器的振动干扰地传输到整个挡板元件上并且换言之为了将局部化的振动限制到具有减小的厚度的区域上,提出:所述区域在辐射频率40-100kHz时具有厚度0.1至10_。
[0023]优选地,为了构造根据本发明的装置,电声转换器的壳体通过焊接或者粘合或者螺纹连接固定在挡板元件的内表面上。
【附图说明】
[0024]现在,根据附图详细描述本发明的其他方面和优点。附图示出:
[0025]图1示意性示出λ /4厚度振动器与壳体的根据本发明的连接。
[0026]图2示出电声转换器的根据本发明的布置,所述电声转换器固定在车辆的挡板元件的内侧上。
[0027]图3示出根据本发明的第一实施的具有支承结构的电声转换器的细节。
[0028]图4示出根据本发明的第二实施的具有支承结构的电声转换器的细节。
[0029]图5示出根据本发明的第三实施的具有支承结构的电声转换器的细节。
[0030]图6示出根据本发明的第四实施的具有支撑结构的电声转换器的细节。
[0031]图6a在详细视图中示意性示出接通图6的压电元件的第一可能性。
[0032]图6b在详细视图中示意性示出接通图6的压电元件的第二可能性。
[0033]图7示出根据本发明的第五实施的具有支承结构的电声转换器的细节。
[0034]图8示出根据现有技术的λ /2厚度振动器。
【具体实施方式】
[0035]由权利要求书、说明书或者附图得出的全部特征和/或优点包括建设性的细节和空间布置不仅对于自身而且以不同的组合可以是发明实质。
[0036]在图1中示意性示出,构型为λ/4厚度振动器的振动结构如何固定在壳体180上。为了减少λ/4厚度振动器的压电陶瓷150的横向延展的阻碍,根据本发明创造支承装置170,如其理想地在图1中示出的那样。借此,阻碍厚度方向上的振动,但没有阻碍横向方向上的振动。厚度方向上的振动的阻碍能够实现构造为具有与短的结构形状的优点相连的λ/4厚度振动器。
[0037]在图2中示出本发明的一个实施例。图2示出电声转换器100在车辆的保险杠200的内侧上的布置。所述保险杠200仅仅区段地示出。所述电声转换器100包括壳体180、振动结构,所述振动结构包括至少一个片状的由压电陶瓷构成的压电元件150,所述压电元件具有第一表面和与所述第一表面平行的第二表面151、152。此外,所述振动结构包括声学传输器140,所述声学传输器在所述不例中包括杆143和片145。所述声学传输器例如由金属、例如铝或者黄铜或者刚性塑料、例如环氧树脂构造。此外,设置用于接通压电元件150的电极的电连接模块,然而所述电连接模块由于清晰性的原因在此没有示出。所述杆143具有第一表面141,所述第一表面具有直径为bl,所述第一表面与压电元件150的第一表面151连接,例如通过粘合材料。在其背向压电元件150的端部上,所述杆143具有片145,所述片具有更大的直径b2。声学传输器140或者片145的第二表面142’与保险杠200的内表面212连接,其中保险杠200在所述连接区域210中具有减小的厚度D。因此,所述区域210可以振动并且仅仅少的固体声份额传输到保险杠的其余上。所述区域210的朝向外部的表面142因此适于发射或者接收声波。因此,所述振动结构包括压电元件150、由杆143和板145组成的声学传输器140以及保险杠200的区域210并且所述振动结构设计为λ /4厚度振动器。换言之,从表面142至压电元件150的第二表面152所测量的间距d基本上相应于振动结构的谐振的波长λ的1/4。
[0038]杆143的横截面的形状可以自由地选择,例如圆形、椭圆形、矩形。压电元件150、杆143和板145的横截面形状也可以彼此不同。此外,可以自由地选择直径的比例b/lv通过度量132的选择,不仅可以调节辐射特性(声辐射和声接收的方向特性)而且可以调节λ/4振动器的谐振频率。所述板145的厚度同样影响以上所述。所述板145和杆143例如可以分开地制造并且然后通过适合地接合工艺、例如粘合、焊接或者螺纹连接进行联结。
[0039]在所述示例中,壳体180罐状地构造并且优选具有大的声学阻抗,因此具有高的刚性和/或质量。
[0040]压电元件150在壳体180上、更准确地说在壳体内表面185上借助适合的支承结构170 (在此仅仅示意性示出)的根据本发明的固定或者连接可以通过各种方式实现。共同点在于横向延展的尽可能少的阻碍。以下,更详细地描述构型支承结构170的不同可能性。
[0041]在图3中,详细示出根据本发明的支承结构170的第一实施。在所述实施中,支承结构170包括多个杆状的支撑元件172,所述支撑元件彼此平行地布置并且在压电元件150的第二表面152和壳体180或者壳体内表面185之间延伸。所述支撑元件172防止振动结构在厚度方向上的移位并且通过其在横向方向上的低的刚性能够实现压电元件150的横向延展。为了可以规则地布置支撑元件172,以填充材料174加套所述支撑元件,所述填充材料尤其填充杆之间的中间空间。作为用于所述支撑元件172的材料可以选择金属、陶瓷和塑料。所述填充材料174优选是柔性的材料、例如聚合物或者泡沫。
[0042]图4示出根据本发明的支承结构170的一种修改的实施。在此,也设置彼此平行布置的杆状的支撑元件172。所述支撑元件172布置在一个共同的板178上,所述板用作支撑元件172的基元件。所述支撑元件172优选可以与板178单件式地构造。所述板178优选由金属或者陶瓷实施并且例如通过粘合或者焊接固定在壳体180上。同样可以设想,所述板178和/或支撑元件172与壳体180直接单件式地构造。
[0043]在图5中示出根据本发明的支承结构170的另一变型方案。在所述实施例中,所述支承结构170也包括多个杆状的支撑元件172,所述支撑元件借助填充材料174加套。与已经描述的实施方式不同地,所述支撑元件172在此然而与压电元件150单件式地构造。由此得到所述压电元件直接通过在所述情形中金属的壳体180电接通的可能性。为此,所述支撑元件172的端面借助能导电的粘合材料179与壳体180机械地或者电地连接。因此,不需要附加的电线路。
[0044]在图6中示出根据本发明的
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