JPH0520956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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ある。

［従来の技術］ セラミツク圧電板の両主面に電極を有するセラ
ミツ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、再生周波数帯域全体の高感度
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る課題］ 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
の周波数に限定されてしまうため、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つて高感
度化、高音質化を図るためへの大きな妨げとなつ
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、例えば圧電セラミツク板と金属振動板との
直径比を選定し、これによつて得られた２次共振
音圧を圧電型受話器の周波数帯域上限に付加する
ことによつて、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］ 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え
で、高次共振レベルを抑圧することが重要であつ
た。これに対して、本発明では第２次共振を積極
的に利用している。即ち、第２次共振周波数近傍
音圧を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S1／S2を
変えずに例えば圧電板及び金属振動板の面積を大
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
なかつた第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図〜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つ
て構成されている。圧電振動板１は、円板状のセ
ラミツク圧電板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、セラミツク圧電板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の金属電極５を有し、他
方の主面３ｂのほぼ全部に円形の第２の金属電極
６を有し、第２の金属電極６が接着剤７によつて
金属振動板４に貼り付けられている。

黄銅円板からなる金属振動板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１
１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で塞がれている。

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。

セラミツク圧電板３の第１の金属電極５には第
１の伸縮自在リード線１２が接続され、金属振動
板４には第２の伸縮自在リード線１３が接続され
ている。

ここで、具体的に２次共振音圧を上る方法は例
えば圧電セラミツク板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
属振動板４の直径（有効径）D2との比D1／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よりも内側の点線１
５ａで示す部分で生じる体積排除量と節部１４よ
りも外側の点線１５ｂ，１５ｃで示す部分で生じ
る体積排除量との差分で決まる。また、この節部
１４の位置は、セラミツク圧電板の直径により移
動し第６図Ｃのようにセラミツク圧電板の直径を
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。

本発明に従つて再生帯域中に第２次共振周波数
を含めるために、金属振動板４の直径（有効径）
D2が33mmに設定され、圧電板３の直径D1が25mm
に設定されている。なお、圧電板３及び金属振動
板４の厚みは共に0.1mmであり、第１次共振周波
数は従来よりも大幅に低い約900Hzである。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D1／D2は25／33であつて従来よりも
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のみ感度周波数特性は第４図のａになり、
900Hz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。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。従つて、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が28mm、金
属振動板４の直径（有効径）D2を33mm、厚さは
共に0.1mm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
なつた。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33mm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
3kHz以上の領域の感度が実施例の特性線ｃに比
べて低くなる。

本発明に従つて圧電板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
属振動板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、点線１５ａで示す部分の体積排除量と
点線１５ｂ，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。従つ
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つているが、従来の第１
次共振周波数を1200Hz程度に設定して広帯域化を
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つて高感度化が可能
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
つてもよい。

(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縮
自在のリード線を使用しなくてもよい。

(3) 圧電セラミツク板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
めるために、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D1／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1000Hz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。この場合であつても、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。

［発明の効果］ 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つて高
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−線に相当する
部分の拡大断面図、第４図は実施例、及び比較例
の圧電振動板の感度周波数特性図、第５図は実施
例及び比較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
振動姿態を原理的に示す図である。 １……圧電振動板、２……容器、３……セラミ
ツク圧電板、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。