JPH01209899A - 圧電型受話器 - 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Ｗ！ｆ］ 本発明は、両主面に電極を有する圧電板を金属振動板に
貼り合せた構成の圧電振動板を含む圧電型受話器に関す
るもので蔦る。

［従来の技術］ セラミック圧電板の両主面に電極を有するセラミック圧
電板を金属！振動板に貼り付けた構造の圧電振動子を備
えた圧電型受話器は公知である。また、圧電振動子の前
面に放音孔を有する気室を設け、後面に音響漏洩孔を有
する気室を設けて自由度３の構造になし、再生周波Ｂ帯
域全体の高感度化を図り、且つ再生帯域の上限を広げ、
且つ周波数特性を平坦化することも公知である。

［発明が解決しようとすｊｂ課題］ しかし、従来の圧電型受話器の帯域上限は、これに用い
る圧電振動板の基本共振周波数の約３倍の周波数に■定
されてしまうなめ、必要な再生帯域を得るには、基本共
振周波数をむやみに下げられず、基本共振周波数を下げ
ることによって高感度化、高音゛質化を図るためへの大
きな妨げとなっていた。

そこで、本発明の目的は、高感度及び／又は広帯域の圧
電型受話器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、一方の主面に第１
の電極を有し、他方の主面に第２の電極を有する圧電板
が金属振動板に貼り付けられて成る圧電振動板と、前記
金ｊＪ６勤板の端縁を支持し且つ前記圧電振動板の前面
に放音孔を有する気室が得られ、前記圧電振動板の後面
にも気室が得られるように形成された容器とを備えた圧
電型受話器におい゛て、前記圧電振動板の１次共振周波
微の約４倍の２次共振周波数の音圧が１次共振周波做よ
り十分低い周波数の音圧に対して一６ｄＢよりも高くな
るような圧電振動板を用い、自由度３以上の構成の圧電
型受話器の１次共振周波做の約３倍で決定される周波数
帯域の上限に１次共振周波数の約４倍の２次共振音圧電
付加し、帯域上限を１次共振周波数の約４倍まで拡張し
たことを特徴とする圧電型受話器に係わるものである。

即ち、あらかじめ２次共振音圧が高くなるように圧電振
動板の、例えば圧電セラミック板と金属Ｊ振動板との直
径比を選定し、これによって得られた２次共振音圧電圧
電型受話器の周波数帯域上限に付加することによって、
低共振化による高感度化、又は広帯域化をはかることを
特徴とする圧電型受話器に係わるものである。

［作　用コ 従来の圧電型受話器においては、圧電振動板の高次共振
は通話品質の低下に結びつくとの考＾で、高次共振レベ
ルを抑圧することが重要であった。

これに対して、本発明では第２次共振をｆＪｔ極的に利
用している。即ち、第２次共振周波数近傍音圧電再生帯
域上限に付加できれば、必然的に第１次共振周波数を低
くすることができる。第１次共振周波数を低くするため
に、面積比Ｓｉ　／Ｓ２を変えずに例えば圧電板及び金
属振動板の面積を太きくすれば感度が高くなる。これに
より、帯域を縮小することなく高感度、高品質の圧電型
受話器が得られる。

第１次及び第２次共振周波数を下げないように構成した
場合には、第１次共振周波数までの帯域、での感度の向
上は少ないが、第２次共振周波数及びこの近傍の感度が
上るため、従来利用されていなかった第２次共振周波数
及びこの近傍を再生帯域として利用することが可能にな
り、広帯域化が達成される。

［実施例］ 次に、第１国〜第６図を参照して本発明の実施例に係わ
る電話の圧電型受話器を説明する。

圧電型受話器は、第１図及び第２図に示す如く、圧電振
動板１を容器２に装着することによって構成されている
や圧電振動板１は、円板状のセラミック圧電板３とこれ
が貼り付けられている円板状の金属振動板４とから成る
。第１図では図示の都合上省略されているが、セラミッ
ク圧電板３は、第３図に拡大図示する如く、一方の主面
３ａのほぼ全部に円形の第１の金属電ｆ！５を有し、他
方の主面３ｂのほぼ全部に円形の第２の金属ｔｆ！６を
有し、第２の金属ｔ＠６が接着剤７によって金属振動板
４に貼り付けられている。

黄銅円板から成る金ｙ１振動板４の周縁部は容器２に固
定されている。圧電振動板１の支持手段及び気室形成手
段としての容器２は、圧電振動板１の前面に放音孔８を
有する第１の気室９が得られ、後面に音響漏洩孔１０を
有する第２の気室１１が得られるように形成されている
。なお、音響漏洩孔１０は制動材１０ａ″Ｉｌ″塞がれ
ている。

上述のように圧電型受話器を自由度３に構成すれば、周
波数特性の平坦化、再生帯域の上限を伸ばすことによる
広帯域化、及び再生帯域全体の高感度化が達成される。

なお、従来の圧電型受話器も自由度３に構成されている
が、単に自由度３にしても再生帯域の上限は圧電振動板
１の基本共振周波数の約３倍である。

セラミック圧電板３の第１の余興電極５には第１の伸縮
自在リード１１１２が接続され、金ｒＲ損動板４には第
２の伸縮自在リード４１１３が接続されている。

ここで、具体的に２次共振音圧電上る方法は例えば圧電
セラミック板３の直径Ｄ１と金属振動板非固定領域の直
径（有効径）Ｄ２のを比を変えることが考えられる。圧
電振動板３の直径Ｄ１と金ｌ！Ｊ振動板４の直径（有効
径）Ｄ２との比ＤＩ／Ｄ２の変化による振動姿態の変化
を第６図参照して説明する。第１次共振周波数以下での
圧電振動板１の屈曲運動は第６図（Ａ）で点線で゛示す
ように生じ、第２次共振周波数又はこの近傍での圧電振
動板１の屈曲運動は第６図（Ｂ）で点線で示すように生
じる。第２次共振周波数又はこの近傍では屈曲運動の節
部１４が第６図（Ｂ）及び第２図に示す如く圧電板３を
同心円状に囲むような位置に生じ、このとき音圧は、第
６図（Ｂ）の節部１４よりも内側の点、Ｉｌｌうａで示
す部分で生じる体積排除量と節部１４よりも外側の点！
！１５ｂ、１５Ｃで示す部分で生じる体積排除量との差
分て決まる。また＃、この節部１４の位置は、セラミッ
ク圧電板の直径により移動し第１！Ｔ（Ｃ）のようにセ
ラミック圧電板の直径を大きくすると節部１４は周辺部
近くなり、２次共振音圧は下り、逆の場合は音圧は上る
。

本発明に従って再生帯域中に第２次共振周波数を含める
なめに、金属振動板４の直径（有効径）Ｄ２が３３１に
設定され、圧電板３の直径Ｄ１が２５ｎ＋ｗに設定され
ている。なお、圧電板３′＆′び金属振動板４の厚みは
共に０．１１であり、第１次共振周波做は従来よりも大
幅に低い約９００Ｈｚである０本発明に用いる振動板は
第１次及び第２次共振周波数を下げるために圧電板３及
び金属振動板４の直径及び面積は従来の圧電振動板に比
べて大きいが、両直径の比ＤＩ／Ｄ２は２５／３３であ
って従来よりも小さい。

圧電振動板１を上述の如く構成すれば、圧電振動板１の
みの感度周波数特性は第４図のａになり、９００Ｈ２に
第１次共振Ｐ１が得られると共に約３６００Ｈｚの点に
比較的高レベルの第２次共振Ｐ２が得られる０本実施例
に従う圧電振動板を使用して第１図に示すように自由度
３の圧電型受話器を構成すれば、第５図のＣで示す感度
周波数特性になり、周波数特性の平坦化、広帯域化、高
感度化が達成される。従って、第２次共振周波数及びこ
の近傍までを再生帯域として利用することができ、且つ
低域及び高域の感度が従来よりも高くなる。

比較のために、圧電板３の直径Ｄ１を２８１１１１１１
、金ｘｉ動板４の直径（有効径）Ｄ２を３３１ｆｉｌｌ
ｌ、厚さは共に０．１１Ｉｍの圧電振動板を本発明に従
う実施例のものと同様に作製し、この感度を求めたとこ
ろ、第４図のｂに示す感度周波数特性が得られ、これを
第１図と同様に容器２で支持して自由度３の構造にした
ところ、感度周波数特性は第５図のｄとなった。この比
較例の場合には、金属振動板の直径を本発明の実施例と
同様に比較的大きい３３Ｉにしたので、第１次共振周波
数までの低域における感度は、本発明の実施例とさほど
差がない。

しかし、第２次共振周波数及びこの近傍の感度が極めて
低く、単峰特性に近いので、圧電型受話器を構成した場
合、第５図の特性線ｄに示すように約３　ｋＨ２以上の
領域の感度が実施例の特性ｔｉｃに比べて低くなる。

本発明に従って圧電板３の直径Ｄ１と金属振動板４の直
径Ｄ２との比ＤＩ　／Ｄ２を小さくした場合には、上記
の差分が大きくなり、音圧レベルが高くなる。

一方、比較例のように圧電板３の直径Ｄ１と金Ｒｍ動板
４の直径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を大きくした場合には、
第２次共振周波数及びこの近傍で第６図（Ｃ）に示す如
く節部１４が圧電振動板１の中心寄りになり、点１１１
５　ａで示す部分の体積排除量と点線１うｂ、１５ｃで
示す部分の体積排除量との差分が少なくなり、出力音圧
が低下する。

従って、比較例の場合は第２次共振周波数及びこの近傍
を再生帯域として有効に利用することができない。

比較例においては、金属振動板４の直径を実施例に合せ
て比較的大きく設定したので、低域における感度が比較
的高くなっているが、従来の第１次共振周波数を１２０
０Ｈ２程度に設定して広帯減化を図る場合には、必然的
に金属振動板４の直径を小さくすることが要求され、低
域における感度も本発明の実施例よりも悪くなり、周波
数特性は第５図のｅになる。

上述の如く、本発明の実施例によれば、第１次共振周波
数を下げることによって高感度化が可能になり、且つ第
２次共振周波数及びこの近傍も再生帯域として利用する
ことが可能であるので高域を低下させることがない、こ
の結果、高感度、高品質の圧電型受話器を提供すること
ができる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１）　第１図の放音孔８を１個にしてもよい。

また、この複数個の放音孔８の一部を制動材（ダンパー
材）で塞いで、周波数特性の平坦化を図ってもよい。

（２）　金属振動板４に対するリード線１３の電気的接
続を固定端又はこの近傍で行う場合には−伸締自在のリ
ード線を使用しなくてもよい。

（３）　圧電セラミック板３及び金属振動板４の寸法、
形状等を種々変えることができる。但し、第２次共振周
波数及びこの近傍を再生帯域に含めるなめに、２次共振
音圧は圧電振動板の１次共振周波数より十分に低周波数
の音圧に対して−６ｄＢ以上高くなるように圧電板３の
直径Ｄ１と金属振動板４の直径Ｄ２との比Ｄｉ／Ｄ２等
を設定することが望ましい。

（４）　第１次共振周波数を約１０００Ｈ２以下に設定
する場合に本発明の作用効果が顕著に得られるが、この
様に特に低く設定しない構造とすることもできる。この
場合であっても、圧電板３の直径Ｄ１と金属振動板４の
直径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を小さくすると、第２次共振
周波数及びこの近傍での屈曲運動の節部１４が第６図（
Ｂ）に示す如く金属振動板４の周縁に近づくので、高い
音圧レベルを得ることができる。この結果、第１次共振
周波数の約４倍程度の第２次共振周波数及びこの近傍も
再生帯域に含めることができ、広帯域化が達成される。

［発明の効県コ 以上説明したように、第２次共振周波数及びこの近傍も
再生帯域として利用することによって高感度化及び／又
は広帯域化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる圧電型受話器を原理
的に示す断面図、 第２図はリード線を除いて示す第１図の■−■線断面図
、 第３図は圧電振動板の一部を示す第２図のｍ−”［［線
に相当する部分の拡大断面図、第４図は実施例、及び比
穀例の圧電振動板の感度周波数特性図、 第５図は実施例及び比殻例の圧電型受話器の感度周波数
特性図、 第６図は実施例の圧電振動板の第１次及び第２次共振周
波数における振動姿態を原理的に示す図、第７図は比較
例の第２次共振周波数における娠動姿Ｂを原理的に示す
図である。 １・・・圧電振動板、２・・・容器、３・・・セラミッ
ク圧電板、４・・・金属振動板、５・・・第１の金属電
極、６・・・第２の金属電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］一方の主面に第１の電極を有し、他方の主面に第
   ２の電極を有する圧電板が金属振動板に貼り付けられて
   成る圧電振動板と、 前記金属振動板の端縁を支持し且つ前記圧電振動板の前
   面に放音孔を有する気室が得られ、前記圧電振動板の後
   面にも気室が得られるように形成された容器と を備えた自由度３以上の構成の圧電型受話器において、 前記圧電振動板の１次共振周波数の約４倍の２次共振周
   波数の音圧が１次共振周波数より十分低い周波数の音圧
   に対して−６ｄＢよりも高くなるような圧電振動板を用
   い、自由度３以上の構成の圧電型受話器の１次共振周波
   数の約３倍で決定される周波数帯域の上限に１次共振周
   波数の約４倍の２次共振音圧を付加し、帯域上限を１次
   共振周波数の約４倍まで拡張したことを特徴とする圧電
   型受話器。