JP2002513263A - 音響素子 - Google Patents
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- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
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- H04R7/06—Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers
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Abstract
Description
なくとも導電性となるよう被覆された少なくとも1つの多孔質層からなる任意の
数の層と、帯電されるか或いは少なくとも1つの導電性表面が設けられた少なく
とも1つのフィルムとからなり、少なくとも1つの多孔質層およびフィルムが実
質的に支持点においてのみ互いに接触するよう配置され、これにより多孔質層と
フィルムとの間に空隙部を与えてなる音響素子に関するものである。
定支持点にて固定されたフィルムと共に備えるプレート状音響素子を開示してい
る。ステータプレートとフィルムとの間には、フィルム3を移動させうる小さい
空隙部が残される。ステータプレートおよびフィルムには導電性表面が設けられ
、従って電気信号を表面に加えることによりフィルム3は音を発するよう運動す
ることができる。この構造は簡単であって極めて均一な頻度応答を有するが、そ
の使用分野は若干限定され、運動フィルムを用いることにより充分高い空気圧力
を発生し、かなり強力な電場が必要とされる。
るよう支持点が配置されることを特徴とする。
が多孔質層とこの層から所定間隔に配置されたフィルムとを備え、多孔質層とフ
ィルムとが実質的に特定支持点においてのみ互いに接触する点にある。多孔質層
は導電性であるか或いはその表面の少なくとも1つにて導電性となるよう被覆さ
れ、さらにフィルムは帯電され或いは少なくとも1つの導電性表面が設けられる
。フィルムおよび多孔質層が互いに接触する支持点は、全構造がその厚さを変化
しうるよう配置される。好適具体例は、音響素子を弾性表面材料で被覆するとい
う思想に基づく。他の好適具体例は、音響素子を気密封止するという思想に基づ
く。
る点にある。さらに多孔質層とフィルムとの間の空隙部がかなり小さいので、か
なり低い制御電圧を印加することにより合理的に高い圧力が得られる。多孔質材
料は大空気容量を有する素子を与え、これによりフィルムにより置換される空気
は多孔質に流入して対抗を減少させると共に運動を増大させることができる。多
孔質層に流入する空気は流動ロスを生じ、従って構造体は強力には共鳴しない。
さらに流動ロスに基づき、素子の材料は音を受動的に減衰させる。弾性表面材料
で被覆された素子は、多くの異なる用途(たとえば床)につき使用することがで
きる。素子の気密封止は、かなり湿潤な条件下でも使用することを可能にする。
たとえば厚さ0.5〜1mmであり、層の約70%が空気である。多孔質層2は
セルロース、ガラス繊維、鉱物繊維、金属繊維で作成することができ、或いはプ
ラスチックもしくは金属粉末を焼結させて作成することもできる。多孔質層2は
導電性であるか或いは少なくともその表面の1つにて導電性となるよう被覆する
ことができ、これには、たとえば金属化部分3を与えるよう表面をスパッタリン
グする。多孔質層2の金属化部分3は典型的には厚さ約40ナノメータである。
多孔質層2における金属化部分3も多孔質であって、空気を多孔質層2および金
属化部分3に通過させうる。
質層2とフィルム4とは支持点5においてのみ互いに接触し、空隙部6が多孔質
層2とフィルム4との間に形成される。フィルム4の厚さは典型的には約5μm
であり、空隙部6の幅は相応に約10μmである。
厚さ約40ナノメータの金属化部分7が各フィルム間に配置される。これらフィ
ルムは帯電されると共に、たとえばポリプロピレン、ポリメチルペンテンもしく
は環式オレフィンコポリマーで作成することができる。各フィルム4には、扁平
な気泡を含む気泡構造体をさらに設けることができる。
体を有する音響素子1を与える。制御電極Aをフィルム4とアース電極Bとの間
の金属化部分7に接続し、相応に多孔質層2の金属化部分3に接続する。支持点
5は、フィルム4がフィルムの対向側部における正確に同じ点にて多孔質層2に
支持されないよう配置される。その結果、信号が制御電極Aに供給されるとフィ
ルム4はその形態を変化する。フィルム4が支持点5にて多孔質層2に固定され
るので多孔質層2はさらに移動し、また支持点5は音響素子における種々異なる
箇所に存在するので音響素子1は実質的にその厚さを全体的に変化することがで
きる。
高圧力Pを与えるのに極めて高くする必要はない。
示した実施例において、フィルム4の一方の側は実質的に第1多孔質層2に全体
的に固定される。フィルム4の他方の側は実質的に支持点5においてのみ第2多
孔質層2に固定され、第2多孔質層2とフィルム4との間には空隙部6が存在す
る。フィルム4が運動すると、これは多孔質層2をそれが固定されるまで移動さ
せる。順次の空隙部6の支持点5は種々異なる箇所に存在し、従って全音響素子
はその厚さを変化することができる。
ことにより、多孔質プレート2上に形成することができる。支持点5の各箇所は
対称的もしくはランダムに変化しうるが、順次の層における支持点5を実質的に
異なる箇所に配置することが重要である。
さは電場なしの場合よりも実質的に大きく変化し、これにより構造体の減衰能力
を実質的に増大させると共にその共鳴頻度を低下させる。制御電極Aとアース電
極Bとを互いに接続すれば構造体は減衰的に機能することができ、制御エレクト
ロニクスはこの場合必要でない。制御電極Aとアース電極Bとの間には静的予備
電圧を印加することもでき、構造体の弾性定数を所望に応じ制御することができ
る。さらにフィルム4には永久電荷を所望に応じ与えることもできる。予備電圧
は高抵抗を有するレジスタを介して印加することができ、或いはたとえば制御電
極Aが高抵抗を有することもできる。
たとえば0.1〜10mmとすることができる。表面材料8はたとえばゴムカー
ペットとすることができ、かくして音響素子1は、たとえば床カバーとして用い
ることができる。音響素子の縁部には封止部分9を設けて素子1を気密封止する
ことができる。さらに制御エレクトロニクス10を音響素子の内部に配置するこ
ともできる。気密封止された素子1は極めて湿潤な条件下で使用することができ
る。さらに音響素子1は予備形成された構造ボード中に作成することもでき、こ
れにより構造素子として使用することを可能にする。表面材料8は全音響素子1
がその形態を変化させると共にこれにより音を発生しうるので実質的に空気不透
過性としうるが、空気を通過させえなくても良い。問題とする音響素子はたとえ
ば音減衰目的(たとえば自動車における床マットとして)使用することができる
。表面材料8の質量を増大させることにより、音響素子1の減衰能力を向上させ
うると共に共鳴頻度をさらに低下させることができる。
詳細は請求項の範囲内で変化することができる。音響素子1は任意の数の層を含
むことができる。音を発生させるには、少なくとも1つの多孔質層2と少なくと
も1枚のフィルム4とが必要とされる。図1の実施例に示した2枚の帯電フィル
ム4およびこれらの間の金属化部分7の代わりに、極性化帯電を有するフィルム
(すなわち一方の側には陽帯電を有すると共に他方の側には陰帯電を有するフィ
ルム)を使用することもでき、この場合は制御電圧を多孔質層2の各表面間に印
加する。フィルム4は少なくともその表面が導電性であれば帯電させる必要がな
い。本発明の音響素子は、音再生および積極的な騒音減衰に関する各種の用途に
使用することができる。音響素子またはその幾つかの層を、たとえば音響システ
ムにおけるセンサとして使用しうると同時に、他の層をアクチュエータとして使
用することもできる。
Claims (6)
- 【請求項1】 任意の数の層を備え、少なくとも1つの層が導電性であるか
または少なくともその表面の1つにて導電性となるよう被覆された少なくとも1
つの多孔質層(2)からなり、さらに帯電されるかまたは少なくとも1つの導電
性表面が設けられた少なくとも1つのフィルム(4)を備え、少なくも1つの多
孔質層(2)およびフィルム(4)が実質的に支持点(5)においてのみ互いに
接触するよう配置され、これにより多孔質層(2)とフィルム(4)との間に空
隙部を与える音響素子において、支持点(5)は音響素子(1)が実質的にその
厚さを全く変化させうるよう配置されることを特徴とする音響素子。 - 【請求項2】 素子(1)が少なくとも2個の多孔質層(2)を備え、少な
くとも1つのフィルム(4)が各層間に、フィルム(4)の両側にて空隙部(6
)が形成されるよう配置されると共にフィルム(4)の反対側における支持点(
5)が実質的に異なる箇所に配置されるよう、配置されることを特徴とする請求
項1に記載の音響素子。 - 【請求項3】 素子(1)が少なくとも2つの多孔質層(2)を備え、少な
くとも1つのフィルム(4)が各層間に、フィルム(4)が第2多孔質層(2)
に固定されると共に第2多孔質層(2)とフィルム(4)との間に空隙部(6)
が存在するよう、配置されることを特徴とする請求項1に記載の音響素子。 - 【請求項4】 音響素子(1)が互いに上下配置された少なくとも2つの空
隙部(6)を含む積層構造体であり、順次の空隙部(6)における支持点(5)
が実質的に異なる箇所に存在することを特徴とする請求項3に記載の音響素子。 - 【請求項5】 音響素子(1)が弾性表面材料(8)で被覆されることを特
徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の音響素子。 - 【請求項6】 音響素子(1)が気密封止されることを特徴とする請求項5
に記載の音響素子。
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