JPS6058638B2 - 圧電変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電変換器に関する。

音圧によつて無機圧電物質が機械的に変形して電気的出
力が得られる圧電変換器は良く知られている。

しかしながらこの種の圧電変換器は、特に、電話の送受
話器のマイクロホンとして使用された時には、変換器素
子の機械的特性により、さらに変換器の組立体が比較的
高価であるということによりその有用性が限定されてい
る。本発明の”目的は従来の圧電変換器における上記欠
点を除き高出力を有するとともに、製造容易であり量産
に適した圧電変換器を提供することてある。多くのプラ
スチック物質は加熱、引き伸ばし、鋳造、あるいは電界
の印加等の種々の処理を加えることにより圧電効果を示
すようにできることはよく知られている。

本発明により、少なくとも１つは圧電性を有する少なく
とも２つの重ね合わされたプラスチック層にして、前記
少なくとも１つの圧電層は２つの導電性電極のあいだに
張力を加えられない状態ではさまれているものからなる
部材と、前記部材から少なくとも１つの変換器素子を形
成するようになされている前記部材の支持装置とからな
る圧電変換器が得られる。

前記部材の重ね合わされたプラスチック層はすべて圧電
物質にすることができ、そのような組立体においてはす
べての層は２つの導電性電極の間にはさまれている。隣
接した圧電層の間に導電性電極をはさむこともできる。
圧電変換器の１実施例においては、支持装置は２つの堅
い部材からなり、その各々は孔を有しており、多重層部
材は２つの堅い部材の間に張力がかからない状態ではさ
まれており、したがつて各々の堅い部材は前記部材の表
面の別々の１つと隣接しており、堅い部材の孔は合わさ
れている。堅い部材の各々の孔の形は任意でよく、変換
器の共振周波数は孔の大きさと、電極を付けられた多重
層部材の厚さで決まる。圧電変換器の他の実施例におい
ては、多重層部材は支持装置によつて複数個の離れた領
域に分割され、その各々は別々の変換器素子を形成し、
それらは電気的に並列に結合されている。

この組立体の支持装置は孔をあけられた２つの堅い部材
で作ることができ、電極を付けられた多重層部材は張力
をかけられない状態で孔をあけられた２つの部材の間に
はさまれているので、孔をあけられた部材の各々は多重
層部材の表面の離れた１つと隣接しており、２つの部材
の孔は合わされている。他に支持装置は２つの堅い部材
で作ることができ、電極を付けられた多重層部材は張力
を加えられない状態てその間にはさまれており、堅い部
材の１つは多数の孔を有していて、多重層部材の１つの
表面と接触しており、他方多重層部材のもう１つの面と
接しているもう１つの堅い部材の表面．はでこぼこにさ
れている。多重層部材の１つまたはいくつかの圧電層は
圧電気を呈するものであれば任意のプラスチック物質で
よいが、好ましくは弗素化炭化水素圧電物質、たとえば
弗化ポリビニリデン化合物、弗化ポ．りビニル、あるい
は弗化エチレンプロピレンコーポリーマーなどがよい。

これらの圧電プラスチック物質は所与の機械的変形に対
して電気的出力を発生する種類のもので、それは数年の
間、あるいは周囲温度または温度等の変化によつてほと
んど・減少することはない。本発明の前述の、あるいは
その他の特徴は添付図面を参照した次の説明でよく理解
できるであろう。

添付図面の第１図を参照すると、側断立面図で示されて
いる圧電変換器は本発明の１組立体で、圧電プラスチッ
ク物質、たとえば弗化ポリビニリデン化合物、弗化ポリ
ビル、あるいは弗化エチレンプロピレンコーポリマ等の
弗化炭化水素圧電物質の２つの層１ａと１ｂからなる部
材１を備えている。

圧電層１ａと１ｂは密に接触しており、必ずしも必要で
はないが接着されている場合もある。層１ａと１ｂの分
極方向は公知の圧電弗曲構”造が形成できるようになさ
れている。そのような構造は直列または並列のバイモル
フとして記述することができる。これは実際には層１ａ
と１ｂの分極面が各層の主面と垂直であることを意味し
ており、層の分極は並列のいずれのバイモルフを必要と
するかによつて同方向あるいは反対方向を向いている。
円形とすることができる部材１は厚さが好ましくは１０
から１００ミクロンの範囲にあるが、５から５００ミク
ロンの範囲内でもよい。

２つの薄い導電性電極２と３が部材１の２の主面の各々
に１つづつ備えられており、主面の間に生じた電位を検
出する。

部材１の主面上に電極物質を塗布するか蒸着することに
よつて作られる電極２と３は接続リード線４によつて端
子のピンまたはリンク（図示されていない）に各々接続
される。実際には端子ピンまたはリンクは適当なインピ
ーダンス整合装置および増幅装置へ接続される。第１図
の部材の変形された組立体の１部分を示している第２図
に図式に示されているように、層１ａと１ｂの分極が反
対方向を向いている場合、部材１の圧電層１ａと１ｂと
の間にもう１つの薄い導電性電極５を備えることができ
、この構造は直列バイモルフして知られている。

第１図の部材１の他の合成構造は第３図に例示されてい
るように任意の数の圧電層を有することができ、同図で
は合成構造は電極２と３の間にはさまれた３つの圧電層
１ａ，１ｂ，１ｃからなり、層１ａと１ｃの間、および
１ｃと１ｂの間に備えられた薄い導電性電極６と７を有
する。他の実施例においては電極６と７は省くことがで
き、その場合層１ａ，１ｂ，１ｃは密に接触しており、
また必ずしも必要ではないが、全部接着しておくことも
できる。部材１に使用することのできる組立体の他の構
造では層１ａと１ｂのうち１つだけ、たとえば層１ａが
圧電性で、電極３が層１ａと１ｂとの間に位置する。

この構造はユニモルフとして知られている。前の節で説
明した任意の構造の１つを有する電極が付された部材１
は第１図に示されているように２つの堅い部材８の間に
はさまれ、はさまれた構造は周囲締め具９によつて締め
付けられている。

この状態を接着剤等による単なる固定状態と区別するた
めに以下７縁締めョと呼ぶことにする。各々、孔１０を
有する部材８はその孔１０が合うように組立てられてお
り、孔１０から露出されている部材１の部分は圧電変換
器の振動板と変換部材を形成している。孔１０の形は任
意のものでよく、たとえば円形、または規則的な多角形
をしており、直径または最大対角線の大きさが０．０５
から１００７１７７！の範囲で、好ましくは１、Ｏから
１５７１７７！の範囲内にある。

実際には第１図の圧電変換器は実際に使用されるそれぞ
れの使用法で決められる仕方で装置されており、前面が
背面から音響的に隔離されるように、あるいは前面が確
定された音響的通路長によつて背面から分離されるよう
に装置されている。変換器の共振周波数は孔１０の大き
さと多重層構造の厚さによつて決定され、これらの大き
さを適当に選択することによつて音声または超音波領域
の任意の領域に定めることができる。第４図に側断立面
図で示されている本発明の圧電変換器の他の組立体にお
いては、電極を付けられた部材１は孔をあけられた材料
から成る２つの−堅い部材１１の間にはさまれており、
部材１と１１との構造物は周囲締め具９によつて縁締め
されており、２つの堅い部材１１の各孔は部材１をはさ
んで合うように組立てられている。

２つの堅い部材１１は電極の付された部材１を複数個の
離れた領域に分割し、その各々は２個の変換素子を形成
し、それらは電気的に並列に結合されており、部材１は
各々の変換器素子の振動板と変換部材とを形成している
。

第５図に側断立面図て示されており、第４図の圧電変換
器の変形された組立体である。

本発明の圧電変換器の他の実施例においては、第４図の
堅い孔のあいた部材１１の１つを、電極３と接触してい
る面がでこぼこにされている堅い部材１２に変えている
。第４図と第５図の圧電変換器組立体の両方とも、堅い
部材１１の孔は音響上の仕様に対する要求と個々の変換
器素子の各々を自立形構造とする必要性のみによりその
大きさと形状が限定されるが、好ましくは円形もしくは
多角形て、直径または対角線の長さが０．０５から１０
ｗｎの範囲になされる。

第４図の組立体において、この範囲内で孔の大きさを変
化することにより、構造の音響共振の変化をおこさせそ
の応答を制御することができる。第５図の組立体におい
ては、堅い部材１１の孔の大きさを変化することにより
、また堅い部材１２の表面の粗さまたはパターンプロフ
ィルを変化することにより、第４図の組立体と同じ効果
を得ることができる。第４図と第５図の圧電変換器の部
材１としては、前の節で述べたどの圧電構造体をも使用
することができる。

前に述べたように第４図と第５図の電極が付された部材
１は複数個の離れた領域に分割されており、その各々は
別々の変換素子を形成していて電気的には並列に結合さ
れている。

分離された各々の領域は第４図の組立体においては部材
１１のそろつた孔の大きさで決定され、第５図の組立体
においては部材１１の孔と部材１２の表面の粗さおよび
またはパターンとの組合わされた効果で決定される。別
々の変換素子の各々は単一の変換器として作・用し、そ
の音響的特性はその物理的大きさで定められているが、
別々の変換器素子はすべて並列に協同的に働き、もし部
材１１の孔の大きさが同じであれば共振周波数を望みの
周波数帯の内にあるいはそれから離れて定めることので
きる変換器と・して作ることがてきる。

別に、変換器の共振は部材１１の各々で異なる共振を有
するある範囲内の異なる大きさの孔をあけることによつ
て任意の所望の周波数応答を与えるように平均化するこ
とができる。ノ 第４図と第５図の圧電変換器のインピ
ーダンスは部材１の全体の大きさて定まり、したがつて
比較的低くすることができるので従来のインピーダンス
整合回路および増幅回路の任意のものとインピーダンス
を合わせることができる。本発明の圧電変換器の全体の
感度は部材１の圧電係数の変化によつて制御することが
できるが、それはプラスチック圧電素子を作る時に行な
われる処理の間に分極状態を変えることによつて、ある
いは部材１の全面積に対する孔の面積の比を変えること
によつて容易に達成できるが、感度を最大にするために
はその比はできるだけ１に近づけしかも電極部材イの堅
い締めつけ構造は保持しなければならない。

本発明の圧電変換器の他の利点はイ変換器構造体を容易
に構成できるので製造が比較的安価であること、口圧電
プラスチック部材１が張力を加えられない状態にあるの
で高い感度が得られプラスチッククリープに基づく長期
の感度変化がないこと、ハ軽いプラスチック変換器を使
用することで丈夫になり、良好な過渡応答が得られ固体
特有の雑音が無くなること、二変換器の前面から背面へ
の大きさが比較的小さいため同軸変換器列組立体を容易
に作ることができるため雑音打消し技術を適用できるこ
と、ホプラスチツクの変換器と振動板との固有の対称性
のために装置の前面および背面音響特性の良好な整合が
得られ、これれは雑音打消マイクロホンの構成における
利点である等である。

本発明の圧電変換器はそれのみには限られないが特に電
話送受器のマイクロホンとしての応用を有し、音圧は部
材１の露出れた領域の機械的変形を引き起し、そのため
に電極２と３の間に音圧を表わす電圧が発生する。

第６図は電話送受器に使用されている炭素粒マ．イクロ
ホンに代えて使用に適したマイクロホンの１組立体の部
分展開正面図てあり、第７図は第６図の線Ｘ−Ｘに沿つ
ての側断面図を示している。

第６図と第７図のマイクロホン組立体は封入体１４の中
に入れられ、集積回路増幅装置１５に接．続された本発
明の圧電変換器１３を備えている。圧電変換器１３は２
つの圧電性プラスチック層１３ａと１３ｂとを有し、そ
れらは反対方向に分極していて電気的に直列に接続され
ており、アルミニウムまたは金等の電極が付けられてい
る。２つの圧電層１３ａと１３ｂは一緒に巻かれ、合わ
された孔１３ｅを有する２つの締めつけ板１３ｃと１３
ｄとの間に周囲を縁締めされた構造で支持されている。

実際の組立体においては、板１３ｃと１３ｄは３萌厚の
ポリカーボネイトで、孔１３ｅは直径６醜であり、層１
３ａと１３ｂは各々厚さ２５μｍの弗化ポリビニリデン
で９００Ｃの温度でフィルムの厚さ方向にわたつて１．
６ＭＶｃｊ！−１の電界を与えて得られた１０ＰＣＮ−
１の圧電係数を有し、アルミニウム電極は１０００Ａの
厚さで真空蒸着により付着されたものである。

したがつて板１３ｃと１３ｄによつて形成される個々の
変換器振動板素子は５０μｍ厚で直径６ｍであり、した
がつて自立体で機械的には堅い板として作用する。円盤
素子には張力が加わつておらず、したがつてプラスチッ
クの劣化問題はない。円盤素子は音波によつてたわみ振
動がおこされ、出力は同じ周波数の交流電圧である。集
積回路増幅器は市販されているＭｕｌｌａｒｄＴＡＡ９
７Ｏマイクロホン増幅器で作られ、増幅器端子はＭｕｌ
ｌａｒｄＴＡＡ９７媚幅器の対応する端子を示すために
使用される参照番号で第７図に示されている。端子８と
９は絶縁された接続リード線１６によつて変換器１３の
アルミニウム電極に接続されており、端子２と４とはマ
イクロホンの出力端子で、０．２２μＦのコンデンサＣ
１が端子６と０の間に接続されている。リード線１６は
封入体１４の本体１７ａにある直径１？の孔１７を通る
。実際の組立体においては、マイクロホン増幅器とコン
デンサＣ１は本体１４ａの表面１８に適当にすえられて
おり封入体１４が増幅器の熱吸い込みとなる。また前面
電極と、端子９へ接続されているリード線１６の１つは
金属封入体１４へ接続して組立体のシールドとすること
ができる。マイクロホンの音響設計は変換器の円盤素子
の前面部分に完全に依存する。

封入体１４の保護前面板１４ｂは孔のパターン１４ｃを
有し、それは電話送受器の口金と共に変換器素子にふれ
ないようにするための保護しやへいとして作用する。た
とえばポリエステル等の発泡板１９が変換器１３と前面
板１４ｂとの間にはさまれており、前面板１４ｂの凹所
に位置している。前に述べた際の組立体においては、前
面板１４ｂの凹所は１．５顛の深さで、それは厚さ５Ｔ
！ｌ！！ｌのポリエステル発泡剤を圧縮して成る、１Ｃ
！！ｌ当たり２嘲の穴を有する直径３．５ｃｍの圧縮円
盤で満たされている。前面板１４ｂの凹所と発泡円盤１
９は前述の実際の組立体において約１ＫＨｚの低Ｑ共振
を生じさせる。凹所の深さとマイクロホンの前面空洞全
体の空気の体積は共振周波数を定め、他方共振のＱ値は
円盤１９の細長い穴の数に主として依存している。円盤
１９は、音波が穴の多い物質の中を伝送されるときの空
気粒子間の粒性摩擦による音波抵抗として作用するが、
さらに風によつて生ずる高速空気流に対しては風をしや
へいするよう働き風による音圧は通過させるように作用
する。孔１７は、１０σ廿以下の周波数では振動板の両
側における張力変化を等しくする作用を成すようになさ
れている。また圧電効果の可逆性のかめに、前の節で説
明した変換器は音の受信および発生器として等しく使用
することができ、マイクロホンの他にイヤホンに利用す
ることができるほか、超音波送信器と受信器、水中聴音
器等にも利用できる。

本発明の圧電変換器は、そのキャパシタンスが変換器の
インピーダンス整合を容易になすような値なので、マイ
クロホン、特に小型マイクロホンに使用すると特に有利
である。

公知の型の典型的一な１次傾度形雑音相殺マイクロホン
においては注意深く制御された音波通路長差が振動板の
前面と背面との間に作られており、さらに複雑なマイク
ロホンにおいては多数のそのようなユニットが直線列で
同軸に配列されており、あるいは単一の振動板がチポー
ト組立体によつて導入される音を前面および背面で受け
る。従来の型のマイクロホンは機械的結合、電磁石等を
使用しているためマイクロホンを実際の装置として扱い
にくく不適当なものにすることなく必要な音響通路長を
配し前に述べたような直線的形状を得ることは非常に困
難である。さらに同じ理由で雑音相殺マイクロホンの前
面および背面音響構成要素の必要とする良好な整合を得
ることも困難である。しかしながら本発明の圧電変換器
を用いれは、振動板と変換器が同じ合成の圧電部材によ
つて構成されており合成圧電部材の厚さが本来薄く合成
圧電部材とそれに連合した支持体が本質的に対称的であ
ることにより、公知のマイクロホン組立体の比較的大き
い機構によつて生じる制限をさけることができる。たが
つて前に述べた丈夫さ、長期間の安定性等の利点を備え
た単一振動板雑音相殺マイクロホンあるいは最良の大き
さのそのようなユニットの列を容易に達成できる。雑音
相殺マイクロホンが第８図の側断立面図に示されており
、本発明の圧電変換器２０、変換器２０の各側面におか
れた２つの保護板２１、および変換器２０と板２１の１
つとの間に各々はさまれている２つの発泡円盤２２を備
えている。

円盤２２は各々この例では変換器２０の孔のあけられた
締めつけ板２０ａの各々の１つの凹所内に位置している
。変換器２０は２つの圧電層２０ｂと２０ｃを有し、そ
れらは同じ方向に分極していて電気的に並列に接続され
ていて、それらと関連した電極２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ
を有する。

圧電層２０ｂと２０ｃは合わされて、一致した円形の孔
２０ｇを有する板２０ａの間に周囲を締めつけられた形
状で支持されている。

実際の組立体では板２０ａは５Ｔｍの厚さの物、たとえ
ば真ちゆう、メッキされたプラスチック等で、孔２０ｇ
の直径は５ｍで、層２０ｂと２０ｃは９０℃の温度のも
とでフィルムの厚さ方向にわたつて１Ｍ■ｄ−１の電界
を印加して得られた１０ＰＣＮ−１の圧電係数を有する
１６μｍ厚の弗化ポリビニリデンで、電極２０ｄ，２０
ｅ，２０ｆは１０００Ａ厚の金属フィルム、たとえば真
空蒸着で付着された金である。

したがつて板２０ａで形成される個々の変換器振動板円
盤素子の厚さは３２μｍで直径５？であり、したがつて
自立形構造で機械的には堅い板として作用する。円盤素
子は圧力が加えられておらず、したがつてプラスチック
の劣化問題はない。円盤素子は音波によつてたわみ振動
をさせられ、出力は同じ周波数の交流になる。出力電圧
は出力端子２３に接続れている中心電極２０ｅから取り
出され、電極２０ｄと２０ｆはアース電位に接続されて
いる。出力端子２３″は実際の組立体ではインピーダン
ス整合回路に接続されている。第８図のマイクロホンの
音響設計は変換器の円盤素子の前面および背面のものが
対称な組立体になつていることである。アルミニウムで
もよく、変換素子に触れないようにする保護しやへいと
して作用する保護板２１は単一の孔２３を有する。ｌ前
に述べた実際の組立体においては孔２３は直径３醜て、
板２０ａの凹所は直径１８順で深さ１．５顛であり、円
盤２２はそれぞれ厚さ５７Ｗ！ｎのポリエステル発泡剤
を圧縮して成る、長さ１ＣＷＩ当たり３０の穴を圧縮に
形成した厚み−５Ｗ０ｆｔ１をもつた直径１８Ｔｗｔ１
の圧縮円盤である。第８図のマイクロホンは雑音相殺１
次圧力傾度動作装置である。

その特性は傾度形マイクロホンが平面波より球面波によ
り敏惑であることに基づいている。話しの音波は口の近
くでは球面の特性を有するが、離れた雑音源からの波頭
はマイクロホンの比較的小さい大きさと比較するとほぼ
平面波である。さらに音響信号と雑音との比は１次装置
と関連した８字型方向特性のために増加する。第８図の
マイクロホンの実際の組立体で前に引用したもののキャ
パシタンスはキヤパシタンススブリツジで１ＫＨｚの周
波数で測定した場合３０００ｐＦで、該マイクロホンの
インピーダンス整合は第９図に示した方法で行なうこと
ができる。第８図のマイクロホンは第９図では参照番号
２４で示されており、インピーダンス整合はエミッタフ
ォロワー前置増幅器回路によつてなされるが、それはマ
イクロホンの高インピーダンスを約５００オームの実際
的値に変換するためにマイクロホンに近くすえることが
望ましい。

前置増幅器回路はトランジスタＶＴｌを備えており、そ
のコレクタは１．５ボルトの電位に接続されており、エ
ミッタは抵抗Ｒ３を通してアース電位に接続されており
、ベースはアース電位と１．５ボルトの電源の間に直列
に接続されている２つの抵抗Ｒ１とＲ２の接合点２５に
接続されている。マイクロホン２４はアース電位と接合
点２５の間に接続されており、回路の低インピーダンス
出力は出力端子２６と２７によつて抵抗Ｒ３から取り出
される。第８図と第９図のマイクロホン組立体は変換器
に並列バイモルフ形接続組立体を使用しているため電磁
ピックアップには敏感でなく、信号電圧は外部のアース
された電極２０ｄと２０ｆおよびマイクロホンハウジン
グによつて外部電磁場からシールドされている中央電極
２０ｅから取り出される。さらに該マイクロホン組立体
は振動板の単位面積当りの全実効質量が前に述べた実際
の組立体において１．３×１０−３ｇｍｃｒＲ−２と比
較的低いために固体固有の振動に惑じない。この結果こ
のマイクロホン組立体はショックによる損傷の可能性が
非常に少ないため非常に丈夫である。高次圧力傾度形マ
イクロホンは１次圧力傾度ユニットを適当な組合わせで
組立てることによつて得られる。

たとえば第１０Ａから第１０Ｃ図に示されている２次圧
力傾度形マイクロホンは２つの１次圧力傾度ユニットか
ら、それらの電気出力を所定の場所に接続することによ
つて作ることができる。第１０Ａ図から１０Ｃ図に示さ
れているように、２次圧力傾度形マイクロホンは封入体
３０の端に１つづつ位置し防音板３１によつて音響的に
互いに分離されている２つの変換器２８を含んでいる。

多数の孔３２と３４が封入体３０にあけられており、空
間３３と３５への音の入口となつている。変換器２８は
各々２つの圧電層２９と３６を備えており、それらは関
連した電極３７，３８，３９を有する。

層２９と３６は任意の所望の方向に分極したものでよく
、電気的に直列または並列に接続されており、それらは
合わされて一致した円形の孔４１を有する２つの板４０
の間に周囲を締めつけられた形状で支持されている。実
際には音波伝搬の線は矢印Ａで第１０Ｃ図に示されてい
る通路、すなわちマイクロホンの前面に向つている。

したがつて２つの変換器２８は互いに前後に、好ましく
は音波伝搬の線に沿つた共通の軸上に位置しており、変
換器２８の間隔は音波の波長と比較して小さく、変換器
の振動板の間の音響通路の位相差には最良の大きさが存
在する。この組合わせの音響的応答は音響場の２つの近
くの点の圧力傾度の差、すなわち孔３２，３４，４１を
通して印加される音波によつて生する２次圧力傾度効果
の結果各振動板によつて惑じられる力に比例しており、
したがつて該マイクロホンは簡単な１次圧力傾度ユニッ
トよりも程度の高い雑音弁別を示す。３次圧力傾度形マ
イクロホンは第１０Ａ図から１０Ｃ図の組立体と同じ仕
方で組立られた２次圧力傾度形ユニットの対を使用する
ことによつて構成することができる。

第１０Ａ図から１０Ｃ図のマイクロホンの実際的組立体
において、孔をあけられた保護板を封入体３０の各端に
おくことができるし、発泡板形の音響抵抗器を各保護板
とそれに連合した変換器との間に入れることもできる。
２次圧力傾度形マイクロホンは、第１１図に図解的に示
されているように、第１０Ａ図から１０Ｃ図のただ１つ
の変換器２８を使用しても構成することができる。この
マイクロホン組立体においては、両端が封じられている
シリンダ４２は圧電変換器４５によつて２つの分離され
た室４３と４４とに分けられており、ここでの変換器４
５は第１０Ａ図から１０Ｃ図の変換器２８と同じ組立体
構造を有することができるが、外部の音が振動板の両側
面に達することのできるような前の節で説明した圧電変
換器の任意のものでもよい。室４３への２つの音の入口
４６と４７および室４４への２つの音の入口４８と４９
がシリンダ４２の壁に形成されており、音の入口４６か
ら４９の間隔は変換器４５が２次圧力傾度に比例した力
を受けるように配置されている。２次圧力傾度形マイク
ロホンはその出力が４つの点の圧力変化に依存するもの
で、第１０Ａ図から１０Ｃ図のマイクロホン組立体にお
いて４つの点は変換器２８の各々の前面および背面によ
つて与えられるが、第１１図のマイクロホン組立体にお
いては音の入口４６から４９が単一の変換器４５の異な
つた側面に音圧が作用するようにする。

音の入口４６と４８は一緒になつて１つの１次圧力傾度
形ユニットを形成し、音の入口４７と４９は一緒になつ
て第２の１次圧力傾度形ユニットを形成する。互いに反
対の音の入口を変換器４５の同じ表面に張力を与えるよ
うに配置することにより、生ずる力は２つの１次圧力傾
度の組合わせで得られる力の差て、振動板の実効的力は
圧力傾度の２次に比例しており、それは２次マイクロホ
ンの特性である。多重層部材の電極に使用される金属は
プラスチック物質に付着し、予想される使用状態のもと
で腐食しないものでなければならず、実際には電極を付
された多重層部材に金電極が使用された場合、付着を良
好にするために金電極とプラスチック物質との間にニク
ロムの薄い層がはさまれる。

さらに第３図の電極６，７および第２図の電極５のよう
な多重層部材のプラスチック層の間にはさまれている電
極は、プラスチック層の各々は多重層構造に組立てられ
る前は表面に２つの電極が形成されて必要とするように
分極されるので、２つの電極層から形成されている。即
ち、本発明においては、少なくとも一つの圧電性層を含
む平坦な少なくとも二つのプラスチック層の端部を支持
手段で堅く支持すると共にその全周縁で縁締めしている
もので、（イ）圧電性層（変換素子）が平坦であるので
、製造が容易で量産に適すると共に安価である、（口）
変換素子が圧力を加えられない状態にあるので高い感度
が得られプラスチッククリープに基づく長期の感度変化
がないこと、（ハ）薄く軽いプラスチック変換器を使用
することで丈夫になり、良好な過渡応答が得られ固体特
有の雑音が無くなること、（ニ）変換素子が堅く支持さ
れ縁締めされることによつて、応答を良くし高出力を出
すことができる。という効果が得られるものである。本
発明の特定の実施例の前述の説明は例示のためであつて
、本発明の範囲を制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電変換器の１つの組立体の側断面図
を示している。 第２図と第３図は第１図の圧電変換器の変換素子の別の
組立体を示している側断面図である。第４図と第５図は
本発明の圧電変換器の別の組立体の側断面図である。第
６図と第７図は電話送受器に使用されている炭素粒マイ
クロホンと交換するために使用するのに適したマイクロ
ホンの１つの組立体の部分展開正面図および第６図の線
Ｘ−Ｘに沿つての側断面図である。第８図は本発明の圧
電変換器を使用した雑音相殺マイクロホンの側断面図で
ある。第９図は第８図の雑音相殺マイクロホンのインピ
ーダンス整合回路を示している。第１０Ａ図から１０Ｃ
図および第１１図は本発明の圧電変換器を使用した２”
次圧力傾度雑音相殺マイクロホンを示している。１・・
・部材、１ａ，１ｂ，１ｃ・・・圧電層、２，３・・・
導伝性電極、４・・・リード紙、５，６，７・・・導伝
性電極、８・・・堅い部材、９・・・周囲締め具、１０
・・孔、１１，１２・・・堅い部材、１３・・・圧電変
換器、１３ａ，１３ｂ・・・圧電プラスチック層、１４
・・・封入体、１５・・・増幅器、１３ｃ，１３ｄ・・
・締めつけ板、１３ｅ・・・孔、１６・・・リード線、
１７・・・孔、１８・・・表面、１９・・・発泡板、２
０・・・圧電変換器、２１・・・保護板、２２・・・発
泡板、２０ａ・・・締めつけノ板、２０ｂ，２０ｃ・・
・圧電層、２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ・・・電極、２０ｇ
・・・孔、２３・・・出力端子、２４・・・マイクロホ
ン、２５・・・接合点、２６，２７・・・出力端子、２
８・・・変換器、３０・・・封入体、３１・・・防音板
、３２，３３・・・孔、３３，３５・・・空間、２９，
３６・・・圧電層、３７，３８，３９・・・電極、４０
・・・板、４１・・・孔、４２・・・シリンダ、４３，
４４・・・室、４５・・・圧電変換器、４６，４７，４
８，４９・・・音の入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のプラスチック層を重ねて成る多重層部材と、
   該部材の両表面にそれぞれ隣接する二つの支持部材とを
   含み、前記多重層部材は全体の厚さが１０ミクロンから
   ５００ミクロンの間であり、各々のプラスチック層は実
   質的に連続的な平面状であつて、そのうちの少なくとも
   一つの層は圧電性であり、該圧電性の層の少なくとも動
   作部分に連続的に接触する二つの導電性電極に挟まれ、
   前記支持部材は堅い部材からなり、前記支持部材の少な
   くとも一方は、孔を有し、前記多重層部材は、前記二つ
   の支持部材の間に張力が加わらない状態で挟まれ、前記
   支持部材の前記孔から露出する前記多重層部材により変
   換素子が形成され、前記支持部材の全周縁は締めつけ手
   段により縁締めされ、前記多重層部材の前記支持部材に
   挟まれている箇所では振動エネルギが前記支持部材に伝
   達できないようにした圧電変換器。