JPH089485A - 特に電気音響変換器用の音響抵抗 - Google Patents

特に電気音響変換器用の音響抵抗

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JPH089485A
JPH089485A JP14659695A JP14659695A JPH089485A JP H089485 A JPH089485 A JP H089485A JP 14659695 A JP14659695 A JP 14659695A JP 14659695 A JP14659695 A JP 14659695A JP H089485 A JPH089485 A JP H089485A
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JP
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acoustic
perforated
acoustic resistance
perforated plate
hole
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JP14659695A
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Werner Fidi
フィディ ヴェルナー
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AKG Acoustics GmbH
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AKG Akustische und Kino Geraete GmbH
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    • 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
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/225—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only  for telephonic receivers

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲にわたって周波数には無関係であって
低コストで製作することのできる音響抵抗を提供する。 【構成】 穴あき板５，７が複数の隆起６を有し、該隆
起を介して穴あき板が互いに接し合っており、しかも前
記隆起６の高さは、関与周波数範囲において音響抵抗の
周波数に無関係な成分が周波数に関連した成分よりも実
質的に高くなるように、低く選ばれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の貫通した穴を有
していて相互間隔をおいて配置された２枚又はそれ以上
の穴あき板から成り、穴と、前記穴あき板間に位置して
いる空隙とを通って音響を通過させるようになっている
形式の、特に電気音響変換器用の音響抵抗に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電気音響変換器は、音響送信器として構
成されているか、それとも音響受信器として構成されて
いるかの如何を問わず、周波数応答特性ピークを減衰す
るためであれ、位相角回転部材を製作するためであれ、
或いは指向特性を形成するためであれ、音響摩擦抵抗を
必要とする。
【０００３】音響抵抗のための公知の材料は、フェル
ト、繊維不織布、濾紙、連続気泡型フォーム、金属織物
又は織布であり、また微細穴あき金属箔又はプラスチッ
クシートも使用される。これらの材料の多くに付随して
いる欠点は、音響目的のために元々設計されたものでは
なかったために、音響抵抗値にしばしば著しく大きなト
レランスが生じることである。このような事態はフェル
ト及び不織布の場合に特に顕著である。
【０００４】それゆえに多年来、音響摩擦抵抗をプラス
チック射出成形法で実現しようとする試みがなされてい
る。それというのはプラスチック射出成形法が、簡単か
つ低廉な製造法だからである。電話音響変換器の膜運動
を減衰する円環状のスリットをプラスチック部材に設け
ることは、ドイツ連邦共和国特許出願公告第２２０６０
９３号明細書にすでに記載されている。０．０１〜０．
０２５ｍｍの円盤状のスリットがドイツ連邦共和国特許
第１０４１０８２号明細書において提案されている。ま
た調節可能なプラスチック射出成形工具がオーストリア
国特許第３３７７９３号明細書において提案されてお
り、この場合前記プラスチック射出成形工具によって多
数の穴と共に穴あき板又は変換器用射出成形部品が製作
される。この穴は、必要な音響摩擦を生ぜしめることに
なる。
【０００５】更にオーストリア国特許第３７８３０６号
明細書には、レーザによる摩擦穴の製作が記載されてい
る。また相対的に回動可能でかつ相互間隔を変化させる
ことのできる２枚以上の穴あき円板から成る音響フィル
タが、英国特許第６７０８６８号明細書に基づいて提案
されている。この公知の構成では、両穴あき円板を相対
的に回動することによってかつ両穴あき円板の相互間隔
を変化することによってフィルタ特性が変化される。
【０００６】オーストリア国特許第３７８３０６号明細
書においてH.Olsen著の音響学基準文献:" Acoustical E
ngineering " Van Nostrand Comp. New York (1957) の
所収記載事項「穴又はギャップによって形成される各音
響抵抗が、周波数に無関係な成分と周波数に関連した成
分とから成る」ことが引用されている。前掲文献では、
穴が円筒形の場合、周波数に無関係な成分が穴径の４乗
に反比例するのに対して、周波数に関連した成分は穴径
の２乗に反比例することが数式で表されている。
【０００７】従って穴径を縮小することは総音響抵抗を
増大させることになるが、とは云え、周波数に無関係な
成分は過比例式に増大することになる。
【０００８】電気音響変換器の周波数応答特性に影響を
及ぼすために、ヘルムホルツ共鳴器の形で構成された前
置アタッチメントが極めて頻繁に利用される。該ヘルム
ホルツ共鳴器は少なくとも１つの空気容積と少なくとも
１つの空気質量とから成り、かつ、ドイツ連邦共和国特
許出願公開第３６３０５１号明細書に記載されているよ
うに、ごく一般的に電気音響変換器の周波数応答特性を
改善するためのものである。また変換器素子の望ましく
ない共鳴は移相され、或いはカットオフされる。振動素
子の手前の空間を特別に構成することが、ドイツ連邦共
和国特許出願公開第３００７７７３号明細書に記載され
ている。音響オリフィスを適当に選ぶことによって、周
波数応答特性の不都合な高まりの減少化が得られる。電
気音響変換器が、全く伝達されてはならない周波数範囲
に顕著な感度ピークを有するところでは、例えばドイツ
連邦共和国特許出願公開第２８３１４０１号明細書及び
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１０７３４４号明細
書に記載されているように前記の前置アタッチメント
は、低域フィルタとして構成される。更に前記の前置ア
タッチメント内には、周波数に無関係な減衰部材を多孔
質フォームの形で付加的に挿入することが極めて頻繁に
行なわれている。この形式の構成は、ドイツ連邦共和国
特許出願公開第３２０７６９５号明細書並びにドイツ連
邦共和国特許出願公開第３００７８０８号明細書に基づ
いて既に開示されている。またドイツ連邦共和国特許出
願公開第２８０３８８５号明細書には、減衰円板の位置
を確保するという点を除けば、特別の音響作用を有して
いない保護キャップが記載されている。
【０００９】前記公知のすべての前置アタッチメントは
常に、経験的に見て非平坦な凸凹の周波数応答特性を有
する装置であるにすぎない。比較的大きな周波数範囲に
わたって均等に減衰するためには往々にして、付加的な
部品を使用せねばならない場合が多い。
【００１０】しかしながら音響技術分野においては、周
波数に無関係な音響抵抗を所望する頻度が著しく高い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、広範囲にわたって周波数には無関係であって低コス
トで製作することのできる音響抵抗を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の最も単純な構成手段では、音響抵抗は２枚の
互いに上下に位置している穴あき板によって実現され、
しかも両穴あき板は複数の隆起を有しているので、両穴
あき板間には空隙が形成される。この場合両穴あき板
は、その穴同士が重なり合わないように上下に配置され
ねばならない。
【００１３】ところで該音響抵抗に対して一方の側から
音響が入射すると、該音響は第１の穴あき板の穴を通過
し、次いで両穴あき板間を進行し、第２の穴あき板の穴
から再び出射する。
【００１４】本発明では前記隆起の高さは、関与周波数
範囲において音響抵抗の周波数に無関係な成分が周波数
に関連した成分よりも実質的に高くなるように、低く選
ばれている。前掲技術文献の" Acoustical Engineering
" Van Nostrand Comp. NewYork ,(1957) に収録のH.Ol
senによるギャップ摩擦の音響抵抗数式に従って見積も
られる。
【００１５】Ｚ＝（１２・μ・ｗ）／（ｄ3・ｌ）＋ｉ
・（１２・ｇ・ｗ・π・ｆ）／（５・ｌ・ｄ） 但し式中： μ＝空気の粘性係数、１．８６・１０~5［ｋｇ／ｍ・ｓ
ｅｃ］ ｗ＝ギャップの深さ［ｍ］ ｌ＝ギャップ横断面の長さ［ｍ］ ｄ＝ギャップ横断面の厚さ［ｍ］ ｇ＝空気密度、１．２［ｋｇ／ｍ3］ ｆ＝音波の周波数、Ｈｚ［ｓ~1］ 周波数に無関係な摩擦成分が常に周波数に関連した摩擦
成分の少なくとも５倍でなければならないと仮定すれ
ば、例えば２０〜２０，０００Ｈｚの可聴範囲について
は上式から、ギャップの最大厚さ１６μｍが得られる。
音声周波数を最大４０００Ｈｚに制限する場合には、同
一の前提条件下で３５μｍのギャップ厚さで充分であ
る。
【００１６】上式から判るように、ギャップ厚さが減少
されると、音響抵抗値は増大する。著しく薄いギャップ
を使用せねばならない場合には、特に高い音響摩擦抵抗
値が発生することがある。
【００１７】音響抵抗が過度に高くなるのを防止するた
めに、本発明では入射穴及び出射穴の数は著しく多く選
ばれ、これによって多数の並行な音響経路が形成され
る。音響経路の個々の抵抗は、公知の抵抗加法の法則に
従って総抵抗に合算される。従って入射穴の存在数が多
くなるに応じて、本発明の音響抵抗値は低くなる。
【００１８】入射穴及び出射穴の直径並びに隆起の高さ
と相俟って有効入射穴数及び有効出射穴数によって抵抗
範囲を簡単に特定することが可能になる。
【００１９】個々の抵抗の優れた統計学的分布を得るこ
とができるようにするために、穴及び、間隔決め用の隆
起は、穴あき板全体にわたって均等に分配されていなけ
ればならない。
【００２０】穴の配列は、各入射穴から唯一の出射穴へ
の経路が、次の穴あき板の残りの穴への経路よりも著し
く短くなるように行なわれるのが殊に有利である。これ
によって入射する音響の最大部分はこの経路に沿って経
過する。
【００２１】穴あき板を相対的にずらすことによって音
響抵抗は、入射穴と出射穴との間の距離の変化に第１近
似的に比例して変化される。
【００２２】隆起自体は種々の形式で実施することがで
きる。穴あき板がプラスチック成形品である場合には、
射出成形工具型内に隆起をすでに収容しておくことが可
能である。穴あき板間の間隔を得るための別の実施態様
は、両穴あき板の関与表面に、例えばサンドブラスト法
によって得ることのできるような特定の粗面度を設ける
ことである。穴あき板がプラスチック成形品の場合に
は、所望の表面粗面度を射出成形時に直接製作すること
も可能である。この場合には、とくに良好な成績を予測
することができる。それというのは、すべての部分が等
しい外観を呈し、かつ隆起の統計学的な分布の故に音響
抵抗値のばらつきが著しく僅かになるからである。
【００２３】ＤＩＮ規格４７６６によれば当該表面粗面
度は、クラスＮ１〜Ｎ１２に分類される。この表面粗面
度クラスを明示することによって、穴あき板相互の有効
間隔を技術的に再現可能に設けることが可能である。そ
の場合、中央粗面値Ｒａは穴あき板の有効間隔にほぼ等
しいからである。
【００２４】
【実施例】次に図面に基づいて若干の実施例を詳説す
る。
【００２５】図１に略示した音響変換器は、膜１と電極
２と変換器ケーシング３と本発明による音響抵抗４とか
ら成っている。膜１の運動は本発明による音響抵抗４に
よって減衰される。
【００２６】本発明の音響抵抗４の単純な実施例が図２
に部分的に図示されている。入射する音響に対面した方
の第１の穴あき板５は複数の隆起６を有し、該隆起に第
２の穴あき板７が接触している。音響は、前記第１の穴
あき板５に穿設した複数の入射穴８を通って入射する。
音響は、第１の穴あき板５と第２の穴あき板７との間の
空隙９を通って第２の穴あき板７の最寄りの出射穴１０
へ向かって伝播し、当該出射穴１０を通って第２の穴あ
き板７から出射する。音響経路は矢印１１で示されてい
る。
【００２７】個々の音響経路の音響抵抗は、次の３つの
音響エレメント（すなわち入射穴８と、入射穴と出射穴
１０との間の空隙９と、出射穴１０と）の、直列に配置
された個々の抵抗の和として生じる。
【００２８】特定の表面粗面度によって相互間隔を維持
される２枚の穴あき板５，７の実施例が図３に略示され
ている。
【００２９】穴あき板において多数の貫通穴を使用する
ことは本発明の別の特徴である。図４には、円形穴あき
板を有する実施例が平面図で図示されている。その場合
上位の、つまり第１の穴あき板の入射穴８は黒丸で、ま
た下位の、つまり第２の穴あき板の出射穴１０は白丸で
表示されている。
【００３０】音響抵抗は勿論３枚以上の穴あき板によっ
て実現することも可能であり、その場合は各穴あき板の
貫通する穴はそれぞれ前置の穴あき板に対してずらして
配置される。図７には３枚の穴あき板１２，１３，１４
を有する１実施例が図示されている。音響経路は矢印１
５によって図示されている。
【００３１】すべての実施態様において音響抵抗値は、
入射穴と出射穴との間の音響経路を変化することによっ
て変えることができる。この音響経路の変化は、単数又
は複数の穴あき板を相対的にずらすことによって行なう
のが最も合目的的である。
【００３２】円形の穴あき板の場合には前記音響経路の
変化は、図５に示したように円形穴あき板を相対的に回
動することによって行なうのが有利である。図６の線図
では、回動角を関数とする音響抵抗値が図示されてい
る。
【００３３】穴あき板が円形以外の形状に成形されてい
る場合には、前記と類似の形式でずらすことが考えられ
る。穴あき板が多板システムの場合には、音響抵抗値の
変化を得るために、単数又は複数の穴あき板を相対的に
ずらすことが可能である。図８においては、図５に示し
た３枚式の穴あき板を例にとり、中位の穴あき板１３を
ずらすことによって音響経路を変化させることができる
ことが示されている。
【００３４】図９に示した別の実施態様では、１枚の穴
あき板１６が、変換器ケーシング１６の一部分として構
成されている。この場合は例えば前記穴あき板１６の下
位に位置している穴あき板１７は、例えばスナップ嵌
合、接着又は超音波溶接によって公知のように簡単に組
付けることができる。
【００３５】本発明の音響抵抗は、提案した構成手段に
よって簡単に所期の音響抵抗値に設定することができ
る。このように所期の音響抵抗値に設定することは、狭
いトレランスが要求されているが慣用材料の採用によっ
ては実現することのできないような高品質の音響変換器
の場合に特に必要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音響抵抗を有する電気音響変換器
の横断面図である。
【図２】図１に示した電気音響変換器の２枚の穴あき板
の拡大横断面図である。
【図３】特定の表面粗面度を有する電気音響変換器の２
枚の穴あき板の１実施例の拡大横断面図である。
【図４】２枚の円形穴あき板の構成平面図である。
【図５】図４に対比して２２．５°回動して示した円形
穴あき板の構成平面図である。
【図６】回動角度を関数とする抵抗値の線図である。
【図７】音響経路を示す３枚の穴あき板の構成横断面図
である。
【図８】図７とは異なった長さの音響経路を有する３枚
の穴あき板の構成横断面図である。
【図９】１枚の穴あき板を変換器ケーシングに一体に組
付けた１実施例の横断面図である。
【符号の説明】
１ 膜、 ２ 電極、 ３ 変換器ケーシング、
４ 音響抵抗、５ 第１の穴あき板、 ６ 隆
起、 ７ 第２の穴あき板、 ８ 入射穴、 ９
空隙、 １０ 出射穴、 １１ 音響経路を示す
矢印、 １２，１３，１４ 穴あき板、 １５ 音
響経路を示す矢印、 １６ 変換器ケーシング、 １
７ 穴あき板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の貫通した穴を有していて相互間隔
    をおいて配置された２枚又はそれ以上の穴あき板（５，
    ７）から成り、穴（８）と、前記穴あき板（５，７）間
    に位置している空隙（９）とを通って音響を通過させる
    ようになっている形式の、特に電気音響変換器用の音響
    抵抗において、穴あき板（５，７）が複数の隆起（６）
    を有し、該隆起を介して穴あき板が互いに接し合ってお
    り、しかも前記隆起（６）の高さは、関与周波数範囲に
    おいて音響抵抗の周波数に無関係な成分が周波数に関連
    した成分よりも実質的に高くなるように、低く選ばれて
    いる（図２）ことを特徴とする、特に電気音響変換器用
    の音響抵抗。
  2. 【請求項２】 穴あき板（５，７）が、隆起（６）の代
    わりに特定の表面粗面度を有している（図３）、請求項
    １記載の音響抵抗。
  3. 【請求項３】 隣合った穴あき板（５，７）の接触する
    隆起（６）の数が、１枚の穴あき板の穴（８，１０）の
    数に少なくとも等しい、請求項１記載の音響抵抗。
  4. 【請求項４】 穴あき板に、穴が均等分配して配設され
    ている、請求項１から３までのいずれか１項記載の音響
    抵抗。
  5. 【請求項５】 穴あき板がプラスチックから製作されて
    おり、しかも少なくとも１枚の穴あき板が、電気音響変
    換器の変換器ケーシング（１６）の一体的な構成部分で
    ある(図９)、請求項１から４までのいずれか１項記載の
    音響抵抗。
  6. 【請求項６】 音響抵抗値が、単数又は複数の穴あき板
    を相対的にずらすことによって変化され、或いは穴あき
    板が円形の場合には音響抵抗値が、穴あき板の相対回動
    によって変化される（図４〜図８）、請求項１記載の音
    響抵抗。
JP14659695A 1994-06-16 1995-06-13 特に電気音響変換器用の音響抵抗 Pending JPH089485A (ja)

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