JPS596065Y2 - ホ−ン型高分子圧電音響トランスジュ−サ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、マイクロホンやスピーカとして使用される
高分子圧電音響トランスジューサに関するものであり、
より詳細に言うならば、大きな指向性利得を有するホー
ン型高分子圧電トランスジューサに関するものである。

まず、この考案の基となる技術的背景について説明する
。

従来、例えば円筒状圧電振動子のように円筒の半径方向
に呼吸運動をする振動体は、第１図のａ，ｌ）に示され
るように曲率半径の中心を振動の中心として矢印Ｘ，Ｙ
で示される方向に振動し、その結果矢印Ｘ’，Ｙ’で示
されるような同心円状の呼吸振動を行なうものと考えら
れていたので、このような振動子にパラボラホーンを付
加して指向性利得を得ようとする場合には、第２図に示
されるように放物柱面１の焦軸（焦点を通って放物柱面
の軸方向に平行な直線）２と円筒状振動子３の中心軸４
とを一致させて配置し、円筒状振動子３から放射される
音波があたかも焦軸２を線音源とするかのように做して
音波を集束させて指向性利得を得ていた。

また、第３図に示すような両面に金属電極（図示せず）
を有する、一軸延伸された高分子圧電フイルム６を、延
伸方向７を湾曲方向に一致させた状態で湾曲フレーム８
に張設した超音波トランスジューサに放物柱面を付加し
て指向利得を得る場合を考えるとき、第４図に示すよう
に湾曲フレーム８に張設された高分子圧電フイルム６の
曲率中心軸９を放物柱面１０の焦軸１１と一致させるこ
とが考えられるが、前述した円筒状振動子を使用した場
合と同様な配置方法では、第５図に示されている周波数
特性からも明らかなように音圧が向上しないのみならず
、大きなテ゛イツプが生じるという問題があった。

このような現象は、前記超音波トランスジューサに用い
られている高分子圧電フイルム６の主たる振動分部が第
６図に示されるように高分子圧電フイルムの湾曲頂部１
２に限られていることに原因している。

このため、第７図に示すように湾曲頂部１２から発生し
た音波が放物柱面１０によって反射された音波１３と直
進する音波１４とに二分され、これら２つの音波がその
経路差によって測定点Ａで干渉を起し、これによってデ
イツプが生じるのである。

また、第８図に示すように、前述の超音波トランスジュ
ーサの湾曲背部に超音波を反射するための剛体１５を配
置すると、高分子圧電フイルムの湾曲頂部１２と背部の
剛体１５との距離が半波長となる周波数で大きなテ゛イ
ツプが生じることが発見された。

これらのことから、湾曲された高分子圧電フイルムの主
たる振動部分は、その湾曲頂部１２であると結論づけら
れる。

この考案の目的は、上記の結論に基づいて、湾曲された
高分子圧電フイルムの湾曲頂部を放物柱面の焦軸と軸方
向において一致させることにより、指向性利得が高く、
かつ周波数特性にデイツプのないホーン型高分子圧電音
響トランスジューサを提供することである。

次に、この考案の実施例を第９図によって説明する。

両面に電極を有し、一軸延伸された高分子圧電フイルム
６は、延伸方向を湾曲方向に一致させて湾曲フレーム８
に張設されており、その曲率半径の中心軸を点Ｏに有し
ている。

そして湾曲フレーム８に張設されている高分子圧電フイ
ルム６の湾曲頂部１２は、放物柱面１０の焦軸Ｐに、円
筒座標系におけるＺ軸方向においてほぼ一致するように
配置されている。

そして、湾曲フレーム８の開き角度θは１８０゜以下に
することが望ましい。

なお、説明の都合上、この考案のホーン型高分圧電トラ
ンスジューサの構造、作用効果を、このトランスジュー
サがスピーカとして用いられる場合について説明したが
、マイクロホンとして用いても全く同様の音響特性を有
することは改めて説明するまで゛もなく明らかで゛あろ
う。

このように、この考案におけるホーン型高分子圧電音響
トランスジューサにおいては、湾曲された高分子圧電フ
イルムの湾曲頂部を放物柱面の焦軸と一致するように配
置されているので、線音源が焦軸上に位置することにな
り、放向性利得が高く、かつ平坦な周波数特性を有する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状圧電振動子の振動形態を説明するため
の図であって、ａは上面図、ｂ線Ａ−Ａ’における断面
図であり、第２図は、円筒状圧電振動子にパラボラホー
ンを付加して指向性利得を向上させた音響トランスジュ
ーサの構造を示す図であって、ａは側面図であり、ｂは
背面図であり、Ｃは断面図であり、第３図は、高分子圧
電フイルムを使用した音響トランスジューサを示す図で
あり、第４図は、従来のホーン型高分子圧電音響トラン
スジューサの外観図であり、第５図は、高分子圧電フイ
ルムを使用した音響トランスジューサの周波数特性を示
す図であり、第６図は、高分子圧電フイルムを使用した
音響トランスジューサの振動形態を示す図であり、第７
図は、従来のホーン型高分子圧電音響トランスジューサ
の音波の伝播工程を示す図であり、第８図は、背面に音
波を反射する剛体を配置した高分子圧電音響トランスジ
ューサの断面図であり、第９図は、この考案のホーン型
高分子圧電トランスジューサを示す図であって、ａは外
観図で゛あり、ｂは断面図である。 １・・・・・・放物柱面、２・・・・・・焦軸、３・・
・・・・円筒状圧電振動子、４・・・・・・曲率中心軸
、６・・・・・・高分子圧電フイルム、７・・・・・・
延伸方向軸、８・・・・・・湾曲フレーム、９・・・・
・・曲率中心軸、１０・・・・・・放物柱面、１１・・
・・・・焦軸、１２・・・・・・湾曲頂部、１５・・・
・・・剛体、Ｐ・・・・・・焦軸、Ｏ・・・・・・曲率
中心軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両面に電極を有する一軸延伸された高分子圧電フイルム
   の延伸方向を湾曲方向に一致させて、湾曲フレームに張
   設された高分子圧電トランスジューサに集音用ホーンと
   して放物柱面を用いるホーン型高分子圧電音響トランス
   ジューサにおいて、前記放物柱面の焦軸と、前記高分子
   圧電音響トランスジューサの湾曲頂部とを円筒座標系に
   おけるＺ軸方向で実質的に一致させて配置したことを特
   徴とするホーン型高分子圧電音響トランスジューサ。