JPH0281600A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、変換器ケーシング内に配設されていて、支承
体間に縁領域において固定保持されていて、圧電層を備
えている円形の変換器プレートを有する、例えば電話装
置用の電気音響変換器に関する。

従来の技術　　　　　　　　　　　　　　　・電気音響
変換器の製造の際に解決すべき課題は周知のように、音
場の音響特性値と変換器の電気的値との間の関係が変換
領域において殆ど周波数に無関係であるように配慮する
ことである。

音場の特性値と変換器の電気的値との間の周波数依存性
は殊に、振動板と結合された気室とまたは類似のものと
から成る振動性の機械的な構造体の周波数依存性によっ
て決められる。

ハイグレードな受音器、例えばコンデンサマイクロホン
の振動板は、その基本振動に相応する共振周波数が関心
のある周波数領域より可成り上に来るように固定保持さ
れかつ配設されおり、その結果振動板の運動と音場の特
性値との間の関係はこの周波数領域では実際に周波数に
無関係である。

これに対して電話技術の電気音響変換器では一般に効率
の理由から、振動板の固有共振を関心のある周波数領域
の外側に選択することはできない。にも拘わらず電気音
響伝達係数の周波数依存性を低減するために通例、この
形式の変換器に相応に同調された共鳴器を備え、この共
鳴器を用いて共振ピークが補償されるようにしている。

比較的最新の圧電変換器は通例の振動板に代わって、支
承体間にその縁領域において固定保持された変換器プレ
ートを有しており、この変換器プレートが圧電層を備え
ている。この場合この形式のプレートが電気的または音
響的に励振されると、測定された音圧および周波数に依
存してプレート上に、過度の高まりによる動きすなわち
歪みが形成される。この歪みはホログラフィック干渉計
によって可視表示することができかつ節円線および節直
径によって特徴付けられている。

シリンダ対称の変換器プレートでは節直径によって特徴
付けられる歪みは問題にならない。

しかし節円線は重大である。従って冒頭に述べた変換器
の固有周波数は例えば次のものとすることができる 基本共振　（σ＝ｏ　、ｈ　＝ｏ　＞：約１・・・１．
５ｋＨｚ１次節円線（σ・ビ、ｈ　＝ｏ　”）：約　　
４　ｋＨｚ２次節円線（σ−２．ｈ・０）：約７・・・
９　ｋＨｚ３次節円線（ｒ　・３　、ｈ　□Ｏ）：約　
１４ｋＨｚただしσは節円線の数でありかつｈは節直径
の数である。

冒頭に述べたように、個々の電信電話局によって予ハ決
められた許容領域を上回らないように、この共振ピーク
は減衰されなければならない。従って例えば、基本共振
をヘルムホルツ共鳴器によって約１５ｄＢだけ減衰する
ことが公知である（Ｓｉｅｍｅｎｓ　Ｚｅｉｔｓｃｈｒ
ｉｆＬ　４６．Ｊａｈｒｇａｎｇ。

７２年４月、第４冊、第２０７−２０９頁）。

１次節円線によって特徴付けられる部分振動は２つのλ
／２共鳴器によって減衰することができる（西独国特許
第１１６７８９７号明細書）。

２次節円線によって特徴付けられる部分振動は以前には
減衰されなかった。というのはこの部分振動は電信電話
局によって予め決められた許容範囲計画に抵触しなかっ
たからである。しかし許容範囲が３　　ｋＨｚから１ｏ
ｋＨｚに拡張されたことで許容範囲を越えることになっ
たので、今日では上記部分振動は減衰されなければなら
ない。

発明が解決しようとする問題点 この部分振動の減衰は広範囲に作用するヘルムホルツ共
鳴器によって実現することができるが、既存の変換器ケ
ーシングに配設するのは極めて難しい。

本発明の課題は、２つの節円線によつ゛て特徴付けられ
る部分振動の減衰を出来るだけ簡単な手段で実現するこ
とである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明によれば、支承体の少なくとも１つの
当接領域が回転非対称な形を有するようにしたことによ
って解決される。

発明の作用 固有振動によって振動する変換器プレートは、顕著な音
圧の過度の高まりと音圧の落ち込みとの間にある音圧レ
ベルを発生する。生じる音圧は逆相に振動する部分面の
結果である。これら部分面はそれぞれの容積を押しのけ
て変位しこの押しのけ容積が実効的に押しのけられた容
積に補償される。この実効押しのけ容積が近似的に音圧
に比例している。基本共振はすべての固有周波数のうち
最大の音圧を発生する。その理由はこの場合部分面が逆
相に振動しないからである。そこでσ）　■に対して逆
相に変位される気室の容積を同じ大きさにすることに成
功すれば、発生される音圧は消失するはずである。そこ
で本発明により変換器プレート支承体を変形することに
よって、逆相に振動する気室の容積を同じオーダにする
ことに成功したのである。縁の固定保持の部分変化は固
有共振周波数σ−１およびσ−２を約８ｄＢだけ減衰す
る。

その際固有共振周波数は比較的高い値に僅かに移動する
だけである。基本共振周波数は比較的影響を受けずに維
持される。

そこで本発明によれば有利にも、部分振動を減衰するた
めにコストのかかる共鳴器を使用しないですむやり方が
提供される。変換器の構造寸法に応じて実験により、支
承部の回転非対称な形をどうように形成すべきであるか
を決定することができる。

例えば２つの支承体が回転非対称の形を有しかつ変換器
プレートに対して、当接領域が互いに対向するように配
置すれば有利である。

更に、支承体を第１の同心リング（リング状の突起）に
よって形成し、このリングの一部環状領域を２つの部分
領域に分割すれば有利である。

当接領域は尖った（エツジ形）支承体によって形成する
ことができる。部分振動を減衰するために、支承体の当
接領域を平担な平面によって形成すれば有利であること
が認められている同様、偏平な平面を異なりｔ；大きさ
にすれば有利である。

製造上の理由から、支承体がケーシング部分と一体形成
されていれば、有利である。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。

第１図に図示の変換器は、支持体２が装着されているケ
ーシング下部ｌを有している。支持体２の上方に共鳴器
リング３が配設されている。変換器ケーシングは、音波
透過孔５を有しているカバー４によって閉鎖されている
。

支持体２と共鳴器リング３との間に、圧電層７を備えて
いる変換器プレート６が配設されている。圧電層は、帯
状体または類似のものを介してプラグ（プラグ８が図示
されている）に導かれているここには図示されていない
電極を有している。ヘルムホルツ共鳴器９は支持体２の
前室を背室に結合しかつ基本共振周波数の減衰のために
用いられる。

変換器プレート６はその縁領域において硬く固定保持さ
れている。このために、支持体２並びに共鳴器リング３
のシリンダ状リング形の突起１０ないし１５から成って
いる支承体が用いられる。支持体２の突起ｌＯは共鳴器
リング３の突起１２と対向している。変換器プレートの
反対の側において支持体２の突起１５は共鳴器リング３
の突起１４と対向している。変換器プレート６の非対称
的な支承体は支持体２の突起１１およびリング３の突起
１３によって実現されている。

第１図の突起はわかりにくいので、支持体だけが別個に
図示されている。第２図および第３図の支持体は第１図
に比べて１８０°回転した位置で示す変形実施例が示さ
れている。そこでは、シリンダ状すング形突起によって
形成されている、変換器プレートに対する当接領域がは
っきりとわかる。すなわち、まずリング状の突起１６あ
り、それは図の左側で２つの部分リング１７．１８に分
割されている。このようにして変換器プレートに対する
支承領域は回転非対称の形を有している。

共ら１器リングの方の当接領域は類似に形成されている
。共鳴器リングという概念は、共鳴器リング内に２つの
λ／２共鳴器が存在することができるという理由から選
択された。

第４図には変換器の周波数特性が図示されている。縦軸
には感度ＥがｄＢにて示されており、横軸には周波数が
Ｈｚにて示されている。線１９．２０は、その間に周波
数共振曲線が存在するようにしたい許容領域を形成して
いる。破線２１は回転対称の支承における変換器の周波
数共振曲線を示し、実線２２は本発明による支承におけ
る周波数共振曲線を示している。本発明の場合減衰され
た基本共振σ＝０が多少高い周波数にシフトしているこ
とがわかる（水平方向の矢印）、第１の部分振動の共振
σ−１は同じく多少高い値にシフトしておりかつ減衰さ
れている。第２の節円によって特徴付けられる部分振動
σ−２は大幅に減衰されておりかつ同様多少高い周波数
の所にある。

発明の効果 第４図の考察から明らになったように、非対称の支承を
行っている本発明の変換器の周波数共振曲線は許容限界
内にとどまり、一方便換器を対称に支承した場合には周
波数は限界値の外にくることになる。

このように本発明によれば、変換器プレートに対する支
承部材の少なくとも１つの当接部材を回転非対称にした
ことで比較的高次の部分振動が減衰された電気音響変換
器がコストのかかる共鳴器を使用せずに実現されるとい
う利点が生じる。このような変換器は殊に電話用変換器
として使用すると有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気音響変換器の構成を示す断面略図であり、
第２図は支持体の断面略図であり、第３図は第２図の支
持体の平面図であり、第４図は周波数共振経過曲線を示
す線図である。 ２・・・支持体、３・・・共鳴器リング、６・・・変換
器プレート、７・・・圧電層、９・・・ヘルムホルツ共
鳴器、１０〜１５・・・シリンダ状リング形の突起、１
６・・・リング、１７．１８・・・部分リングＩＧ　４ →ｆ／Ｈｚ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．変換器ケーシング内に配設されていて、支承体間に
   縁領域において固定保持されていて、圧電層を備えてい
   る円形の変換器プレートを有する電気音響変換器におい
   て、 １つの支承体の少なくとも当接領域が回転非対称な形を
   有していることを特徴とする電気音響変換器。
2. ２．２つの支承体は回転非対称の形を有しておりかつ変
   換器プレートに対して、当接領域が互いに対向するよう
   に、配設されていることを特徴とする請求項１記載の電
   気音響変換器。
3. ３．支承体は、第１の同心リング（リング状の突起１６
   ）によって形成されており、該リングは一部環状領域に
   おいて２つの部分リング（１７，１８）に分割されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
4. ４．支承体の当接領域は平担な平面によって形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
5. ５．平担な平面は、異なった大きさであることを特徴と
   する請求項４記載の電気音響変換器。
6. ６．支承体はケーシング部分と一体に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。