JP6153448B2 - Electret condenser headphone unit - Google Patents

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Description

本発明は、両面に独立した電極を持つ絶縁板を固定極とし、この固定極の表面にエレクトレット層を設けた、いわゆるプッシュプル型のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットに関するものである。   The present invention relates to a so-called push-pull electret condenser headphone unit in which an insulating plate having independent electrodes on both sides is used as a fixed pole, and an electret layer is provided on the surface of the fixed pole.

静電力を利用して振動板を振動させ、音声信号を音波に変換するコンデンサ型ヘッドホンがある。コンデンサ型ヘッドホンは、振動板と固定極を対向させて配置した構造になっていて、振動板と固定極との間に300〜600Vというような高電圧の成極電圧を印加するとともに、振動板と固定極との間に音声信号を入力する構成になっている。入力される音声信号に応じて振動板と固定極との間の静電力が変化し、静電力の変化に応じ振動板が振動して音波が放射される。   There is a capacitor type headphone that uses an electrostatic force to vibrate a diaphragm and converts an audio signal into a sound wave. The capacitor-type headphones have a structure in which a diaphragm and a fixed pole are arranged to face each other, and a high voltage such as 300 to 600 V is applied between the diaphragm and the fixed pole, and the diaphragm And a fixed pole are used to input an audio signal. The electrostatic force between the diaphragm and the fixed pole changes in accordance with the input audio signal, and the diaphragm vibrates in response to the change in electrostatic force to emit sound waves.

コンデンサ型ヘッドホンから放射される音波の音圧は、振動板と固定極との間に印加される成極電圧と入力される音声信号の電圧に依存する。しかし、振動板と固定極との間に印加される成極電圧は、空気の絶縁破壊電圧以上になると振動板と固定極との間で放電するので、上記絶縁破壊電圧以下に制限される。また、入力される音声信号に応じ振動板が振動して振動板と固定極との間隔が狭まったとき、振動板と固定極との間で火花放電が生じないように、音声信号の入力電圧レベルが制限される。このような要因によって、コンデンサ型ヘッドホンから出力することができる音圧は制限を受ける。   The sound pressure of the sound wave radiated from the capacitor-type headphones depends on the polarization voltage applied between the diaphragm and the fixed pole and the voltage of the input audio signal. However, when the polarization voltage applied between the diaphragm and the fixed electrode becomes equal to or higher than the dielectric breakdown voltage of air, the discharge is caused between the diaphragm and the fixed electrode, so that it is limited to the dielectric breakdown voltage or less. Also, when the diaphragm vibrates in response to the input audio signal and the distance between the diaphragm and the fixed pole is narrowed, the input voltage of the audio signal is prevented so that no spark discharge occurs between the diaphragm and the fixed pole. Level is limited. Due to such factors, the sound pressure that can be output from the capacitor-type headphones is limited.

そこで、音声信号の一定の入力電圧レベルに対して約2倍の音圧出力を得ることができるように、振動板と固定極からなるコンデンサヘッドホンエレメントを、音響的に直列に配置することが提案されている。図5は、その例を示す。   Therefore, it is proposed that a condenser headphone element consisting of a diaphragm and a fixed pole should be arranged acoustically in series so that a sound pressure output approximately twice that of a certain input voltage level of the audio signal can be obtained. Has been. FIG. 5 shows an example.

図5において、符号101はコンデンサヘッドホンエレメント(以下、単に「エレメント」という)を示している。2つのエレメント101が適宜の空間をおいて互いに平行に対向して配置され、コンデンサヘッドホンユニット100を構成している。各エレメント101は、振動板103とこの振動板103を挟んで両側に対向させて配置された固定極102を有してなる。したがって、コンデンサヘッドホンユニット100は、固定極102、振動板103、固定極102、固定極102、振動板103、固定極102がこの順に配置されることによって構成されている。各固定極102は、音波を通すための複数の孔124を有している。振動板103は外周縁部が保持リング131によって保持されている。   In FIG. 5, reference numeral 101 denotes a capacitor headphone element (hereinafter simply referred to as “element”). Two elements 101 are arranged in parallel with each other with an appropriate space to constitute a condenser headphone unit 100. Each element 101 includes a diaphragm 103 and a fixed pole 102 disposed on both sides of the diaphragm 103 so as to face each other. Therefore, the capacitor headphone unit 100 is configured by arranging the fixed pole 102, the diaphragm 103, the fixed pole 102, the fixed pole 102, the diaphragm 103, and the fixed pole 102 in this order. Each fixed pole 102 has a plurality of holes 124 through which sound waves pass. The outer peripheral edge of the diaphragm 103 is held by a holding ring 131.

振動板103には成極電圧として外部から直流の高電圧が印加され、固定極102に音声信号が入力される。具体的な電気的接続は以下の通りである。音声信号5はトランス6で昇圧されてコンデンサヘッドホンユニット100に入力される。トランス6の2次コイルはセンタータップ61を有し、センタータップ61を起点とする直流電圧源8が高抵抗9を経て各振動板103に接続されている。直流電圧源8は例えば500V程度の高電圧を出力し、この高電圧が成極電圧として各振動板103に印加される。トランス6の2次コイルの両端から音声信号の+側と−側が出力される。図5に示す例では、音声信号の+側が各振動板103の右側に位置する固定極102に接続され、音声信号の−側が各振動板103の左側に位置する固定極102に接続されている。換言すれば、それぞれの振動板103を挟んで両側に配置されている固定極102間に音声信号が入力される。   A high DC voltage is applied to the diaphragm 103 from the outside as a polarization voltage, and an audio signal is input to the fixed pole 102. The specific electrical connection is as follows. The audio signal 5 is boosted by the transformer 6 and input to the condenser headphone unit 100. The secondary coil of the transformer 6 has a center tap 61, and a DC voltage source 8 starting from the center tap 61 is connected to each diaphragm 103 through a high resistance 9. The DC voltage source 8 outputs a high voltage of about 500 V, for example, and this high voltage is applied to each diaphragm 103 as a polarization voltage. The positive side and the negative side of the audio signal are output from both ends of the secondary coil of the transformer 6. In the example shown in FIG. 5, the positive side of the audio signal is connected to the fixed pole 102 located on the right side of each diaphragm 103, and the negative side of the audio signal is connected to the fixed pole 102 located on the left side of each diaphragm 103. . In other words, an audio signal is input between the fixed poles 102 arranged on both sides of each diaphragm 103.

図5に示す従来例において、音声信号5がトランス6を経てコンデンサヘッドホンユニット100に入力されると、音声信号5に対応して各エレメント101において静電力が同じ向きに生じる。したがって、一方のエレメント101で生じる音圧が他方のエレメント101で生じる音圧に重畳され、1つだけのエレメント101で生じる音圧の約2倍の音圧出力を得ることができる。   In the conventional example shown in FIG. 5, when the audio signal 5 is input to the capacitor headphone unit 100 through the transformer 6, the electrostatic force is generated in the same direction in each element 101 corresponding to the audio signal 5. Therefore, the sound pressure generated in one element 101 is superimposed on the sound pressure generated in the other element 101, and a sound pressure output approximately twice the sound pressure generated in only one element 101 can be obtained.

しかし、上記従来のコンデンサヘッドホンユニットによれば、2つの振動板103の間に2つの固定極102が介在するため、2つの振動板103の間に存在する空気室の容積が大きくなる。この空気室の容積が大きくなると、2つの振動板103間の音響容量が大きくなるため、2つの振動板103による音圧重畳効果が低下し、コンデンサヘッドホンユニットの音圧出力が低下する難点がある。   However, according to the above conventional condenser headphone unit, since the two fixed poles 102 are interposed between the two diaphragms 103, the volume of the air chamber existing between the two diaphragms 103 is increased. When the volume of the air chamber is increased, the acoustic capacity between the two diaphragms 103 is increased, so that the sound pressure superimposing effect by the two diaphragms 103 is reduced, and the sound pressure output of the capacitor headphone unit is lowered. .

図5に示すコンデンサヘッドホンユニットの成極電圧印加回路に近似の回路を備えたコンデンサヘッドホンの例が特許文献1に記載されている。特許文献1記載のコンデンサヘッドホンは、ユーザーが成極電圧に感電しないように、使用状態においてユーザーの耳側に位置する固定電極が接地に接続されることを特徴とするものである。   An example of a capacitor headphone provided with a circuit approximate to the polarization voltage application circuit of the capacitor headphone unit shown in FIG. The capacitor headphone described in Patent Document 1 is characterized in that a fixed electrode located on the user's ear side in use is connected to the ground so that the user does not get an electric shock from the polarization voltage.

図5に示す従来のコンデンサヘッドホンユニットは、振動板と固定極との間に高電圧の成極電圧を印加するために、高電圧電源あるいは高電圧生成回路を設ける必要がある。しかし、エレクトレット材料を用いれば、振動板と固定極との間に300〜600Vというような高電圧の成極電圧を生成することができ、高電圧電源あるいは高電圧生成回路は不要になる。エレクトレット材料は電荷を閉じ込めることができる誘電体で、この誘電体を電極で挟み電極間に高電圧を加えると、電極表面に電荷が移動し、誘電体内部に電気双極子ができる。その後電極板間をショートしても、誘電体内部の電気双極子は残り、エレクトレット状態が維持される。   The conventional capacitor headphone unit shown in FIG. 5 needs to be provided with a high voltage power supply or a high voltage generation circuit in order to apply a high voltage polarization voltage between the diaphragm and the fixed pole. However, if the electret material is used, a high voltage such as 300 to 600 V can be generated between the diaphragm and the fixed pole, and a high voltage power supply or a high voltage generation circuit is not necessary. The electret material is a dielectric that can confine charges. When this dielectric is sandwiched between electrodes and a high voltage is applied between the electrodes, the charge moves to the electrode surface, and an electric dipole is formed inside the dielectric. Thereafter, even if the electrode plates are short-circuited, the electric dipole inside the dielectric remains and the electret state is maintained.

固定極の表面にエレクトレット層を形成する方法が特許文献2に記載されている。特許文献2記載の発明は、エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法に関するもので、独特の方法で固定極の表面にエレクトレット層を形成するものである。特許文献2記載のエレクトレット層形成方法によれば、例えば、固定極に約−600V、振動板に約+600Vの表面電位を持たせることができ、振動板と固定極との間に印加する電圧源が不要となる。   Patent Document 2 describes a method of forming an electret layer on the surface of the fixed electrode. The invention described in Patent Document 2 relates to a method of manufacturing an electret condenser headphone unit, and forms an electret layer on the surface of a fixed pole by a unique method. According to the electret layer forming method described in Patent Document 2, for example, the fixed electrode can have a surface potential of about −600 V and the diaphragm about +600 V, and a voltage source applied between the diaphragm and the fixed electrode. Is no longer necessary.

図5に示すように2つのエレメント101を音響的に直列に配置し、特許文献2に記載されているようなエレクトレットを用いれば、音圧出力の高いエレクトレットコンデンサヘッドホンが得られるはずである。しかしながら、このようなエレクトレットを図5のエレクトレットコンデンサヘッドホンに適用しても、依然として2つの振動板の間に2つの固定極が介在するため、前述のように空気室の容積が大きくなる。従って、2つの振動板による音圧重畳効果が低下して、音圧出力が低下する難点がある。   If two elements 101 are arranged acoustically in series as shown in FIG. 5 and an electret as described in Patent Document 2 is used, an electret condenser headphone with a high sound pressure output should be obtained. However, even if such an electret is applied to the electret condenser headphones shown in FIG. 5, the volume of the air chamber is increased as described above because two fixed poles are still interposed between the two diaphragms. Therefore, the sound pressure superimposing effect by the two diaphragms is lowered, and the sound pressure output is lowered.

特許第4533782号公報Japanese Patent No. 4533778 特許第4659703号公報Japanese Patent No. 4659703

本発明は、以上説明した従来のエレクトレットコンデンサヘッドホン技術に鑑みてなされたもので、高出力のエレクトレットコンデンサヘッドホンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the conventional electret condenser headphone technology described above, and an object thereof is to provide a high output electret condenser headphone.

本発明は、
振動板と、この振動板に対向して配置され表面にエレクトレット層が設けられている固定極とを備え、上記振動板を挟んで両側に上記固定極が配置され、両側の上記固定極間に音声信号が入力されるエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットであって、
上記固定極は、絶縁板と、この絶縁板の両面に独立して配置された電極板と、この電極板および上記絶縁板を含む上記固定極全体を覆って形成されたエレクトレット材料と、を有してなり、
上記振動板は2枚が互いに平行に配置され、
上記各振動板を挟んで上記固定極が配置され、
上記各固定極の少なくとも上記振動板との対向面にあるエレクトレット材料は帯電されてエレクトレット層になっており、
上記各固定極の上記エレクトレット層は、音声信号が上記各固定極の上記電極板に入力されることにより上記2枚の振動板を同期的に同じ向きに駆動するように構成されていることを最も主要な特徴とする。
The present invention
A diaphragm and a fixed pole disposed opposite to the diaphragm and provided with an electret layer on the surface. The fixed pole is disposed on both sides of the diaphragm, and between the fixed poles on both sides. An electret condenser headphone unit to which an audio signal is input,
The fixed electrode includes an insulating plate, an electrode plate disposed independently on both surfaces of the insulating plate, and an electret material formed so as to cover the entire fixed electrode including the electrode plate and the insulating plate. And
Two diaphragms are arranged parallel to each other,
The fixed pole is arranged across the diaphragms,
The electret material on at least the surface of each fixed pole facing the diaphragm is charged into an electret layer,
The electret layer of each fixed pole is configured to synchronously drive the two diaphragms in the same direction when an audio signal is input to the electrode plate of each fixed pole. The most important feature.

固定極は、絶縁板の両面に独立して配置された電極板を有し、これらの電極板はエレクトレット材料で覆われているため、一つの固定極の両側に振動板を配置し、各振動板の外側にはさらに別の固定極を対向させて配置することができる。2枚の振動板の両側に固定極があり、各固定極のエレクトレット層は、音声信号の入力により振動板を同期的に同じ向きに駆動するように構成されているため、一方の振動板の振動による音圧が他方の振動板の振動による音圧に重畳される。2枚の振動板間には、これらの振動板を駆動するための固定極が配置され、2枚の振動板間の空気室の容積は小さいため、上記2つの振動板の振動による音圧が効率よく重畳される。   The fixed pole has electrode plates arranged independently on both sides of the insulating plate, and these electrode plates are covered with electret material. Further, another fixed pole can be arranged opposite to the outside of the plate. There are fixed poles on both sides of the two diaphragms, and the electret layer of each fixed pole is configured to drive the diaphragms synchronously in the same direction by the input of an audio signal. The sound pressure due to the vibration is superimposed on the sound pressure due to the vibration of the other diaphragm. A fixed pole for driving these diaphragms is arranged between the two diaphragms, and the volume of the air chamber between the two diaphragms is small. Efficiently superimposed.

本発明に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの実施例1を示す縦断面および電気回路図である。It is the longitudinal cross-section and electric circuit diagram which show Example 1 of the electret condenser headphone unit which concerns on this invention. 本発明に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの実施例2を示す縦断面および電気回路図である。It is the longitudinal cross-section and electric circuit diagram which show Example 2 of the electret capacitor | condenser headphone unit which concerns on this invention. 上記実施例中の固定極を拡大して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the fixed pole in the said Example. 上記固定極の一部をさらに拡大して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows a part of said fixed pole further. 従来のコンデンサヘッドホンユニットの例を示す縦断面および電気回路図である。It is a longitudinal section and an electric circuit diagram showing an example of a conventional capacitor headphone unit.

以下、本発明に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの実施例について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of an electret condenser headphone unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1において、符号1はエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットを示している。エレクトレットコンデンサヘッドホンユニット1は、振動板3と、この振動板3に適宜の間隔をおいて対向して配置され表面にエレクトレット層23が設けられている固定極2とを備えている。図1に示す例では、2枚の振動板3と3つの固定極2が、固定極2、振動板3、固定極2、振動板3、固定極2の順に配置されている。1つの振動板3とこれを挟んで両側に配置された2つの固定極2によって1つのエレクトレットコンデンサヘッドホンエレメントを構成し、実質的に2つのエレメントが音響的に直列に配置されている。中央の固定極2は2つの振動板3に対して共通に作用する。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electret condenser headphone unit. The electret condenser headphone unit 1 includes a diaphragm 3 and a fixed pole 2 that is disposed to face the diaphragm 3 at an appropriate interval and is provided with an electret layer 23 on the surface. In the example shown in FIG. 1, two diaphragms 3 and three fixed poles 2 are arranged in the order of a fixed pole 2, a diaphragm 3, a fixed pole 2, a diaphragm 3, and a fixed pole 2. One electret condenser headphone element is constituted by one diaphragm 3 and two fixed poles 2 arranged on both sides of the diaphragm 3, and substantially two elements are acoustically arranged in series. The central fixed pole 2 acts on the two diaphragms 3 in common.

図示されていないが、各固定極2は円板形、各振動板3は円形のフィルム状になっていて、図1にはこれらの縦断面が示されている。各振動板3は、適宜の張力が与えられた状態で周縁部が保持リング31で保持されている。   Although not shown, each fixed pole 2 has a disk shape, and each diaphragm 3 has a circular film shape, and FIG. 1 shows a longitudinal section thereof. Each diaphragm 3 is held by a retaining ring 31 at the peripheral edge in a state where an appropriate tension is applied.

図3、図4に示すように、各固定極2は、絶縁板21と、絶縁板21の両面に独立して配置された電極板22と、電極板22および絶縁板21を含む固定極2全体を覆って形成されたエレクトレット層23と、を有してなる。各固定極2は、両面に導電パターンが形成された両面プリント配線基板をベースとして構成することができる。すなわち、プリント配線基板の絶縁基板が絶縁板21を構成し、絶縁基板の両面に形成されている導電パターンが電極板22を構成する。導電パターンからなる電極板22は、絶縁板21の一面と他方の面全面にベタの導電パターンとして形成されている。振動板3の振動によって放射される音波が固定極2を通り抜けるように、固定極2には電極板22も貫通して複数の孔24が形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, each fixed pole 2 includes an insulating plate 21, an electrode plate 22 disposed independently on both surfaces of the insulating plate 21, and a fixed pole 2 including the electrode plate 22 and the insulating plate 21. And an electret layer 23 formed so as to cover the whole. Each fixed electrode 2 can be configured based on a double-sided printed wiring board having conductive patterns formed on both sides. That is, the insulating substrate of the printed wiring board constitutes the insulating plate 21, and the conductive patterns formed on both surfaces of the insulating substrate constitute the electrode plate 22. The electrode plate 22 made of a conductive pattern is formed as a solid conductive pattern on one surface of the insulating plate 21 and the entire other surface. A plurality of holes 24 are formed in the fixed pole 2 so as to pass through the electrode plate 22 so that sound waves radiated by the vibration of the diaphragm 3 pass through the fixed pole 2.

エレクトレット層23は、既に述べた通り、誘電体からなるエレクトレット材料を電極で挟み、電極間に高電圧を加えることによって、電荷が閉じ込められており、成極電圧源がなくても高電圧を保持している。電極板22および絶縁板21を含む固定極2全体をエレクトレット材料で覆うために、流動性を持たせた液状のエレクトレット材料の中に固定極2全体を浸漬するとよい。エレクトレット材料の中から固定極2を引き上げ、エレクトレット材料を滴下させて、固定極2を構成する両面プリント配線基板の表面全体にエレクトレット材料層を形成する。これによって上記孔24の周囲の壁面もエレクトレット材料で覆われる。   As described above, the electret layer 23 holds the high voltage even if there is no polarization voltage source because the electret material made of a dielectric is sandwiched between electrodes and a high voltage is applied between the electrodes to confine the charge. doing. In order to cover the entire fixed electrode 2 including the electrode plate 22 and the insulating plate 21 with the electret material, the entire fixed electrode 2 may be immersed in a liquid electret material having fluidity. The fixed electrode 2 is pulled up from the electret material, and the electret material is dropped to form an electret material layer on the entire surface of the double-sided printed wiring board constituting the fixed electrode 2. As a result, the wall surface around the hole 24 is also covered with the electret material.

エレクトレット材料として、有機質材料と無機質材料があり、それぞれ特徴を備えている。本発明では、エレクトレット材料で固定極全体を覆うため、エレクトレット層の厚みは制限されない。したがって、厚膜化が容易な有機エレクトレット材料、例えばフッ素樹脂などを用いるとよい。実施例においては、エレクトレット材料として、旭硝子株式会社製のCYTOP(CTL−107MK)を使用した。   As electret materials, there are organic materials and inorganic materials, each having its own characteristics. In the present invention, since the entire fixed electrode is covered with the electret material, the thickness of the electret layer is not limited. Therefore, an organic electret material that can be easily thickened, such as a fluororesin, may be used. In the examples, CYTOP (CTL-107MK) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used as the electret material.

固定極2の平面を覆うエレクトレット材料を電極で挟み込み、電極間に高電圧を加えることによってエレクトレット層23が形成される。エレクトレット層23を形成する際の一方の電極として電極板22を利用することができる。エレクトレット層23を形成する際の極性はすべての固定極2において同じ向きとする。例えば、図4に示すように、固定極2の縦断面における左右のエレクトレット層23の極性はともに右側が−、左側が+となるように電荷を分極させる。   An electret material covering the plane of the fixed electrode 2 is sandwiched between electrodes, and an electret layer 23 is formed by applying a high voltage between the electrodes. The electrode plate 22 can be used as one electrode when the electret layer 23 is formed. The polarity when forming the electret layer 23 is the same for all the fixed poles 2. For example, as shown in FIG. 4, the polarities of the left and right electret layers 23 in the longitudinal section of the fixed pole 2 are polarized so that the right side is − and the left side is +.

図1に示すように、エレクトレット層23を上記のように形成した3つの固定極2を配置し、2枚の振動板3をそれぞれ2つの固定極2間に配置する。そして、2枚の振動板3のそれぞれ右側に位置する各固定極2の振動板3側の電極板22に音声信号の+側を入力し、2枚の振動板3のそれぞれ左側に位置する各固定極2の振動板3側の電極板22に音声信号の−側を入力する。この実施例では、音声信号5が音声信号入力用のトランス6で昇圧され、トランス6の2次巻き線から出力される音声信号の+側と−側が上記のように入力される。したがって、それぞれの振動板3を挟んで配置されている両側の固定極2間に音声信号が入力されるように接続されている。   As shown in FIG. 1, three fixed poles 2 in which the electret layer 23 is formed as described above are arranged, and two diaphragms 3 are arranged between the two fixed poles 2, respectively. Then, the positive side of the audio signal is input to the electrode plate 22 on the diaphragm 3 side of each fixed pole 2 positioned on the right side of each of the two diaphragms 3, and each of the positions on the left side of each of the two diaphragms 3. The negative side of the audio signal is input to the electrode plate 22 on the diaphragm 3 side of the fixed pole 2. In this embodiment, the audio signal 5 is boosted by the audio signal input transformer 6, and the + side and the − side of the audio signal output from the secondary winding of the transformer 6 are input as described above. Accordingly, the audio signals are connected between the fixed poles 2 on both sides arranged with the respective diaphragms 3 interposed therebetween.

各固定極2の両面のエレクトレット層23に、図4に示すように電荷を分極させた状態で、図1に示すように音声信号を入力するものとする。また、2枚の振動板3は+に帯電しているものとする。順方向の音声信号が入力された瞬間を考えると、2枚の各振動板3の右側に位置するエレクトレット層23に+電圧が加算され、各振動板3には右側に反発力が生じる。一方、2枚の各振動板3の左側に位置するエレクトレット層23には−電圧が加算され、各振動板3には左側に吸引力が生じる。   It is assumed that an audio signal is input to the electret layers 23 on both surfaces of each fixed pole 2 as shown in FIG. 1 in a state where charges are polarized as shown in FIG. Further, it is assumed that the two diaphragms 3 are positively charged. Considering the moment when a forward direction audio signal is input, a positive voltage is added to the electret layer 23 located on the right side of each of the two diaphragms 3, and a repulsive force is generated on each diaphragm 3 on the right side. On the other hand, a minus voltage is added to the electret layer 23 located on the left side of each of the two diaphragms 3, and an attractive force is generated on the left side of each diaphragm 3.

逆方向の音声信号が入力された瞬間を考えると、2枚の各振動板3の左側に位置するエレクトレット層23に+電圧が加算され、各振動板3には左側に反発力が生じる。一方、2枚の各振動板3の右側に位置するエレクトレット層23には−電圧が加算され、各振動板3には右側に吸引力が生じる。なお、図3、図4の下側に示す引き出し線は、2つの振動板3間に配置された中央の固定極2において、両面の電極板22にそれぞれトランス6の2次巻き線を通して印可される音声信号5の極性を示している。   Considering the moment when audio signals in opposite directions are input, a positive voltage is added to the electret layer 23 located on the left side of each of the two diaphragms 3, and a repulsive force is generated on each diaphragm 3 on the left side. On the other hand, a negative voltage is added to the electret layer 23 located on the right side of the two diaphragms 3, and an attractive force is generated on the right side of each diaphragm 3. 3 and 4 are applied through the secondary winding of the transformer 6 to the electrode plates 22 on both sides at the center fixed pole 2 disposed between the two diaphragms 3, respectively. The polarity of the audio signal 5 is shown.

このようにして、2枚の振動板3は、音声信号5に応じて同期的に同じ向きに駆動されるため、一方の振動板3の振動によって生成される音圧が、他方の振動板3の振動によって生成される音圧に加算される。また、2枚の振動板3の間には、固定極2が介在して、2枚の振動板3の間の空間の容積が制限されているため、一方の振動板3によって生成される音圧が他方の振動板3の振動によって生成される音圧に効率よく加算される。さらに、2枚の振動板3の間に介在する上記固定極2は上記2枚の振動板3の駆動力を生成するため、2枚の振動板3の駆動によって生じる音圧を効果的に高めることができる。   In this way, the two diaphragms 3 are synchronously driven in the same direction according to the audio signal 5, so that the sound pressure generated by the vibration of one diaphragm 3 is generated by the other diaphragm 3. It is added to the sound pressure generated by the vibration. Further, since the fixed pole 2 is interposed between the two diaphragms 3 and the volume of the space between the two diaphragms 3 is limited, the sound generated by one diaphragm 3 is limited. The pressure is efficiently added to the sound pressure generated by the vibration of the other diaphragm 3. Furthermore, since the fixed pole 2 interposed between the two diaphragms 3 generates a driving force for the two diaphragms 3, the sound pressure generated by driving the two diaphragms 3 is effectively increased. be able to.

前にも述べた通り、各固定極2に音波を通すために形成した孔24の周囲の壁面も、面と面がつながる角の部分も、エレクトレット材料で覆われている。エレクトレット材料は絶縁体であり、体積抵抗率と表面抵抗率が高いため、固定極2相互が近接していても、固定極2相互間の火花放電を防止することができる。   As described above, both the wall surface around the hole 24 formed for passing the sound wave to each fixed pole 2 and the corner portion where the surface is connected are covered with the electret material. Since the electret material is an insulator and has high volume resistivity and surface resistivity, it is possible to prevent spark discharge between the fixed electrodes 2 even if the fixed electrodes 2 are close to each other.

互いに平行に配置されている3つの固定極2のうち両外側に位置する固定極2すなわち2つの固定極2において、それぞれ外側に位置する電極板22には音声信号は入力されず、電気的には浮いた状態になっていて、電気音響変換作用には寄与していない。したがって、両外側に位置する固定極2の、外側に位置するエレクトレット材料には帯電させなくてもよい。換言すれば、各固定極2の少なくとも振動板3との対向面にあるエレクトレット材料がエレクトレット層になっていればよい。   Of the three fixed poles 2 arranged in parallel to each other, in the fixed poles 2 positioned on both outer sides, that is, the two fixed poles 2, no audio signal is input to the electrode plates 22 positioned on the outer sides. Is in a floating state and does not contribute to the electroacoustic conversion action. Therefore, it is not necessary to charge the electret material located outside the fixed pole 2 located on both outsides. In other words, it is only necessary that the electret material on the surface of each fixed pole 2 facing at least the diaphragm 3 is an electret layer.

図2に、本発明に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの実施例2を示す。実施例2に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの構造は実施例1とほぼ同じであり、電気的な接続のみが異なるものであるため、電気的な接続部分を重点的に説明する。実施例1の構成と同じ部分には共通の符号を付している。   FIG. 2 shows a second embodiment of the electret condenser headphone unit according to the present invention. Since the structure of the electret condenser headphone unit according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment and only the electrical connection is different, the electrical connection portion will be described mainly. The same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment.

図2において、音声信号を昇圧してエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット1に入力するトランス6は、2次巻き線にセンタータップ61を有している。このセンタータップ61は、互いに平行に配置されている3つの固定極2のうち最外側に位置する2つの固定極2の、それぞれ外側に位置する電極板22に接続されかつ接地されている。このような電気的接続以外は実施例1と構成および動作は同じである。   In FIG. 2, a transformer 6 that boosts an audio signal and inputs it to the electret condenser headphone unit 1 has a center tap 61 in the secondary winding. The center tap 61 is connected to and grounded to the electrode plates 22 located on the outer sides of the two fixed poles 2 located on the outermost side among the three fixed poles 2 arranged in parallel to each other. Except for such electrical connection, the configuration and operation are the same as those of the first embodiment.

実施例2によれば、ヘッドホンの使用時にユーザーの耳の近くに位置する固定極2のエレクトレット層が接地されているため、ヘッドホンの使用時にユーザーの耳とエレクトレット層との間で放電することを防止することができる。   According to the second embodiment, since the electret layer of the fixed pole 2 located near the user's ear is grounded when the headphone is used, discharge is caused between the user's ear and the electret layer when the headphone is used. Can be prevented.

本発明に係るエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットは、これを適宜のハウジングに組み込むことによりエレクトレットコンデンサヘッドホンを構成することができる。   The electret condenser headphone unit according to the present invention can be configured as an electret condenser headphone by incorporating it into an appropriate housing.

1 エレクトレットコンデンサヘッドホンユニット
2 固定極
3 振動板
5 音声信号源
6 トランス
21 絶縁板
22 電極板
23 エレクトレット層
24 孔
31 保持リング
61 センタータップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electret condenser headphone unit 2 Fixed pole 3 Diaphragm 5 Sound signal source 6 Transformer 21 Insulating plate 22 Electrode plate 23 Electret layer 24 Hole 31 Retaining ring 61 Center tap

Claims (10)

振動板と、この振動板に対向して配置され表面にエレクトレット層が設けられている固定極とを備え、上記振動板を挟んで両側に上記固定極が配置され、両側の上記固定極間に音声信号が入力されるエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットであって、
上記固定極は、絶縁板と、この絶縁板の両面に独立して配置された電極板と、この電極板および上記絶縁板を含む上記固定極全体を覆って形成されたエレクトレット材料と、を有してなり、
上記振動板は2枚が互いに平行に配置され、
上記各振動板を挟んで上記固定極が配置され、
上記各固定極の少なくとも上記振動板との対向面にあるエレクトレット材料は帯電されてエレクトレット層になっており、
上記各固定極の上記エレクトレット層は、音声信号が上記各固定極の上記電極板に入力されることにより上記2枚の振動板を同期的に同じ向きに駆動するように構成されているエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。
A diaphragm and a fixed pole disposed opposite to the diaphragm and provided with an electret layer on the surface. The fixed pole is disposed on both sides of the diaphragm, and between the fixed poles on both sides. An electret condenser headphone unit to which an audio signal is input,
The fixed electrode includes an insulating plate, an electrode plate disposed independently on both surfaces of the insulating plate, and an electret material formed so as to cover the entire fixed electrode including the electrode plate and the insulating plate. And
Two diaphragms are arranged parallel to each other,
The fixed pole is arranged across the diaphragms,
The electret material on at least the surface of each fixed pole facing the diaphragm is charged into an electret layer,
The electret layer of each fixed pole is configured to drive the two diaphragms synchronously in the same direction when an audio signal is input to the electrode plate of each fixed pole. Headphone unit.
エレクトレット層の極性は、すべての固定極において同じ向きである請求項1記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   The electret condenser headphone unit according to claim 1, wherein the electret layer has the same polarity in all the fixed poles. 2枚の振動板と3つの固定極が、固定極、振動板、固定極、振動板、固定極の順に配置されている請求項1または2記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   The electret condenser headphone unit according to claim 1 or 2, wherein the two diaphragms and the three fixed poles are arranged in the order of a fixed pole, a diaphragm, a fixed pole, a diaphragm, and a fixed pole. 両外側に配置された2つの固定極において、それぞれの外側に位置する電極板には音声信号が入力されない請求項3記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   4. The electret condenser headphone unit according to claim 3, wherein an audio signal is not input to the electrode plates located on the outer sides of the two fixed poles arranged on both outer sides. 両外側に配置された2つの固定極において、それぞれの外側に位置する電極板は接地されている請求項3記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   4. The electret condenser headphone unit according to claim 3, wherein the electrode plates located on the outer sides of the two fixed poles arranged on both outer sides are grounded. 各固定極には音波を通すための孔が形成され、上記孔の周囲の壁面もエレクトレット材料で覆われている請求項1乃至5のいずれかに記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   The electret condenser headphone unit according to any one of claims 1 to 5, wherein a hole for passing a sound wave is formed in each fixed pole, and a wall surface around the hole is covered with an electret material. エレクトレット材料は、有機エレクトレット材料からなる請求項1乃至6のいずれかに記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   The electret condenser headphone unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the electret material is made of an organic electret material. 音声信号入力用のトランスをさらに有し、トランスの2次巻き線から音声信号が入力される請求項1乃至7のいずれかに記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   The electret condenser headphone unit according to any one of claims 1 to 7, further comprising a sound signal input transformer, wherein a sound signal is input from a secondary winding of the transformer. 上記2次巻き線はセンタータップを有し、このセンタータップは、両外側に配置された固定極において、それぞれの外側に位置する電極板に接続されている請求項8記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。   9. The electret condenser headphone unit according to claim 8, wherein the secondary winding has center taps, and the center taps are connected to electrode plates located on the outer sides of the fixed poles arranged on both outer sides. 固定極は、両面に導電パターンが形成された両面プリント配線基板をベースとして構成され、上記導電パターンが電極板を構成し、上記電極板を含む両面プリント配線基板全体がエレクトレット材料で覆われている請求項1乃至9のいずれかに記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット。
The fixed pole is configured based on a double-sided printed wiring board having conductive patterns formed on both sides, the conductive pattern forms an electrode plate, and the entire double-sided printed wiring board including the electrode plate is covered with an electret material. The electret condenser headphone unit according to any one of claims 1 to 9.
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