JPS6068186A - 音響摩擦抵抗の製法 - 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】 産業上の利用分野： 本発明は近似的に円筒形または円錐形の多数のきわめて
細い孔または通路を有する平面体からなる、とくに電気
音響変換器に使用するだめの音響摩擦抵抗の製法に関す
る。

従来の技術 Ｈ，０Ｉｓｏｎ、ｖａｎ　Ｎｏ５ｔｒａｎｄ　Ｏｎｍ、
ｐａｎｙによる　Ａｃ−ｏｕｓｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ　、　１９５７年、８９ページから半径ｒ
および長さｔの孔が次式による音響インピーダンスを有
することは公知である；ここに式中で空気密度はρ＝１
゜２５・１０−３−３　−４　−１ ２α　、空気粘度けη＝１．８６・１０　ｆｃＴｎ１ Ｓｅｅ　で表わされる。小さい半径がｒｌ、大きい半径
がｒ２および長さｔの内訳形の孔に対して音響インピー
ダンスは次式： ％式％ 円筒形または円錐形の孔の音響インピーダンスに関する
これらの式は音響摩擦抵抗および空気質緻から形成され
る音響リアクタンスを表わす実数部および虚数部からな
る。音響摩擦抵抗は周波数と無関係であるけれど、音響
リアクタンスは直線的周波数依存性を有し、電気等価回
路図でインダクタンスの挙動を示す。実数部ト虚数部の
絶対値が等しい周波数は転移周波数ｆＭと称され、円筒
形の孔に対しては 円錐形の孔に対しては で表わされる。

ｆ６より大きいすべての周波数に対しては主として音響
質量からなるリアクタンスが支配シ。

ｆｕより小さい、とくに著しく小さい周波数に対しては
孔は主として音響摩擦に作用する抵抗である。したがっ
て孔の音響摩擦抵抗としての効果は一定の周波数範囲で
孔の直径すなわち半径に依存する。

オーストリー特許第３３７７９３号明細書にはすでに一
般的に音響摩擦抵抗としてフェルト、線維フリース、す
べての種類のウェブ、締維繊物およびきわめて微細に孔
明けした金属箔も使用することが開示される。この明細
書には音響摩擦を発生するためのスリット状構造体も挙
げら些、細い孔を有する平面的構造体の形のとくに熱可
塑性プラスチックからなる音響摩擦抵抗の製造が記載さ
れ、この孔は平面体が両面に多数の凹所を有し、この凹
所が局部的に重なり、重なりの部分に音の通路が生ずる
ことによって得られる。しかし英国特許第６７０８６８
号明細観から公知のように互いにずれた配置の孔を有す
る２つ以上の多孔板の組合せを多孔板の間に形成される
非常に狭い空隙ととも（（クリスタルマイクロホンの共
鳴ピークの制動に使用することもできる。

プラスチックの加工技術から工業用レーザとくに００□
レーザにより直径０．５団以下のきわめて細い狭い孔を
製造しうろことは公知である。

このようなプラスチック加工には雑誌　Ｌａ５ｅｒｕｎ
ｄ　Ｅｌｅｋｔｒｏ−Ｏｐｊｉｋ“Ａ　２　、１９７５
が参照される。

電気音響変換器およびとくにスタジオ−ＨｌＦｉ−およ
び通信技術に使用するための高級変換器はその設計に応
じて特定位置に音響摩擦装置を備える。たとえば電気音
響変換器の振動可能構造体すなわち薄膜は著しい共鳴ピ
ークを平滑化し、転移範囲において均一な周波数経過を
達成するため、その運動をこのような音響摩擦抵抗によ
って制動しなければならないことが指摘される。

オーストリー特許第３３７７９３号明細書から公知の音
響摩擦抵抗のため使用されるフィルタ紙、連続気泡発泡
プラスチック、金属格子および金属織物のような材料は
すべて音響摩擦の目的以外の他の用途のだめにも製造さ
れる。たとえばフェルトは帽子の製造に、繊維フリース
は上衣製造の際に５発泡プラスチックは包装材料オよび
シート、ベッドのクッションとして、金属格子は純工業
用に使用される。それゆえこれらの材料は制動値および
摩擦値に広い分散を示し、または音響摩擦抵抗の形成に
応じて中間周波数範囲すなわち１０００Ｔ（ｚから非常
に著しく音響質量を伴う欠点を有する。その際広範囲か
つ時間を要する調節を実施しなければ々らず、または変
換器をリアクタンスとして有効な存在する音響質量を考
慮しながら設計しなければならず、それによって多くの
場合電気音響変換器の音響品質が損われる。現在まで使
用された公知の音響摩擦抵抗のもう１つの欠点はすべて
の種類の音響摩擦のために任意に縮小し得ないことであ
り、これが電気音響変換器のミニアチュア化の障害とな
る。

発明が解決しようとする問題点： それゆえ本発明の目的は電気音響変換器を簡単に経済的
に、−Ｆなわち低価格に製造するため、本来の意味の音
響摩擦抵抗を形成する材料貰たは配置を使用し、これを
目的に従って使用することである。すなわち電子工業の
場合とまったく同様に音響摩擦抵抗としてのみ使用さ′
ｈ５寸たけいずれにせよ機械的および気候の影響と無関
係に一定の所定の値を有する音響インピーダンスとして
その一！ま使用しうる音響用の構成部材が得られなけれ
ば女らｋい。この構成部材は簡単に低価格で大計生産す
ることができ、調節を必要としないように狭い許容差を
有し、きわめて小さい寸法および構造の変換器に使用し
うるように十分小さい寸法を有しなければ々らない。

問題点を解決するための手段： 本発明の手段はとくに平面体の中の１．５簡より小さい
太さの狭い円筒形またけ円錐形の孔から々る、電気音響
変換器の音響摩擦抵抗を製造するため、収束したレーザ
光腺を使用することからなる。

このような製法の使用によｊ７０．２＋ｍ以下の直径の
孔および通路を製造しうる利点が得られる。

この場合平面体は０．０１〜１．５ｍｍの厚さを有する
。ゼーリングまたはスタンプのような公知機械的力ｐ工
法によっても射出成形による熱可塑性プラスチックの力
ロエでもこのような小さい直径の孔は製造できないので
、０〜ｌ　Ｑ　ＫＨｚの周波数範囲で孔および通路によ
る周波数に依存しない音響摩擦を実現しうる小さい直径
の孔を製造しうる製法を使用しなければならない。

レーザにより発生する適当に収束した電磁放射により無
接触法でこのようか小さい孔を製造することができる。

この場合電磁放射は加工すべき材料中で放射エネルギー
の吸収により熱に変換され、この熱により放射にさらさ
れた材料の小古い体積に融解、解離、蒸発または燃焼が
発生する。レーザによりプラスチックも金属も孔明けす
ることができ、その際加工する材料に応じて適当々波長
を使用しなければならない。

プラスチックおよび金属シートの加工には波長１０．６
μｍの電磁放射を放出する００２レーザがとくに適する
。孔径はこの場合得られた焦点の直径によって決定され
る。比較的厚い材料の場合、焦点は適当な装置により材
料の表面から始まって材料の内部へ、材料を貫通して動
かさなければならない。

１１４’インーーダンスおよびとくに音響摩擦抵抗のた
めこの製法を使用する利点は高精度をもって摩擦抵抗を
製造しうろことにある。したがってさらにこの製法によ
り目的に応じて音響摩擦抵抗に形成してそのまま電気音
響変換器に使用しうる材料を得ることができる。この製
法のきわめて狭い加工許容差によって製品から製品への
高度の再現性が達成される。とくにレーザの放出特性の
正確な制御、したがって正確な維持により、確実に再現
しうる一定の孔を達成することができる。たとえば円筒
形または円錐形の孔の形状も正確に維持することができ
る。孔自体はノ々すがなく平滑な壁面を有するので、空
気が貫流する際妨害効果は予測されない。

さらに測定によってそれぞれの音響摩擦値をめ、それか
ら方法制御のだめの制御値を誘導することにより、この
製法は簡単化される。この測定はたとえば一定の空気流
で音響摩擦抵抗に発生する圧力降下を摩擦抵抗の尺度と
して利用するように行われる。抵抗に発生する圧力降下
は摩擦が大きいほど太きい。圧力検知器を介して測定し
うる圧力は製法制御のだめの制御値として使用される。

しかし測定法は電気的に励起した電気音響変換器たとえ
ば拡声器に供給した電気エネルギーを測定し、この信号
を音響摩擦抵抗の尺度として制御に使用するように実施
することもできる。この場合電気音響変換器はその共鳴
範囲で動作し、発生する音響抵抗によって制動される。

しかし共鳴制動は変換器のまったくまたはごく弱くしか
制動されない動作に比して付加的電気エネルギー消費を
必要とする。

この音響制動が克服するために必要な付加的エネルギー
は音響摩擦抵抗の尺度である。したがって音響摩擦抵抗
製造の際その音響ギト性へ直接影響をおよばずことがで
きる。製造の開孔数、孔径および音響摩擦値を測定し、
使用する製法にとって有利である限り、一定の所定摩擦
値に達した際この方法を中断することができる。

実施例： 次に本発明を図面により説明する。

第１図の原理図によれはレーザ１から放出される強く収
束した光線２（ｄ：反射ミラー３によって水平光路から
垂直光路へ変換され、したがってレンズ４による集光後
、支持台５に支持した被加工材６の無接触加工を実施す
ることができる。支持台５の互いに垂直の２方向の運動
により被加工材６に多数の孔をラスタのように配置する
ことができる。

被加工材６に円形配置の孔を無接触に孔明けする場合の
ため、第２図に示す工うに集光したシー１’光Ｍ２はレ
ンズ４の軸Ａ１を中心とする回転によって被加工材６へ
集光することができる。

第３１ツ１から明らかなようにラスタの形の孔の製造は
レンズ４によって集光するレーザ光線２を２つの互いに
ダ差するミラー７．８により互いに垂直の２方向に動か
すように実施することもできる。そのためミラー７．８
は選択的に軸線ｘ、ｙを中心に旋回される。

レーザ光線の制御および運動はレンズ−ミラー系により
実施することもできる。第４図に示すようにこの目的の
ためレンズ４およびミラー９．１０からなる光学系は軸
Ａ２を中心に回転される。このような配置は孔の大きい
ピッチ円直径を必要とする場合に有利である。

第５図によれば音響摩擦抵抗はと（Ｋ矩形の多孔板１１
の形に形成される。孔１２は矩形ラスタの形に配置され
る。板の材料は金属せたけプラスチックからなり、シー
　トの厚さは数１００μｍから１．５調までである。ラ
スタに配置した孔１２は実現すべき音響摩擦抵抗の値に
応じて２０μｍから最大３００μｍの直径を有する。孔
または通路の総数も所望の抵抗値に応じて約１００〜数
１０００／−である。レーザの動作および光線エネルギ
ーの材料への局部的作用に応じて孔はほぼ円筒形または
円錐形を有する。音響摩擦抵抗の小板としての形成は電
気音響変換器内に設けたこの小板に適する凹所、孔また
は開口へ、■、気回路のオーム抵抗と同様に、一定の固
定的値を有するあらかじめ製造した構成部材として挿入
しうるので有利である。

第６図に示すように音響摩擦抵抗は円形多孔板１３とし
て形成することもでき、その際孔＋２１ｄ’矩形ラスク
として、または同心円上に配置することができる。

薄い円形多孔板１４は第７図に示すようにポット形部材
１５の底部であってもよく、この部材は取扱い容易力た
め電気音響変換器のような全系の音響構５！２部材とし
て図示の形に形成される。

第８図には本発明による音響摩擦抵抗が円環部材１６の
形の多孔板として示される。この実施例は電気音響変換
器が一般に円筒体として形成され、その薄膜自体が円形
周縁を有し、小板状摩擦抵抗を収容する凹所および孔は
とくに円環部材１６の形に適するので有利である。

本発明のもう１つの形成によればたとえば第９図に示す
ように、厚さ数１００μｍの熱可塑性プラスチック深絞
り成形体１７に孔１２がラスタ、ピッチ円１８−またけ
多数の同心配置の孔の形に配置される。

このように形成した音響摩擦抵抗はたとえば変換器の薄
膜を機械的損傷から保護するカッ々−内側輪かくに適し
、その際へルムホルツ共鳴器として作用する前置体を音
響制動し、同時に薄膜の汚れおよび機械的損傷に対する
付加的保護にも役立つ。

音響摩擦抵抗として有効な孔を変換器本体のそれに適す
る、かつそのために設けた位置に直接設電することもで
きる。このように変換器本体へ同時に製造した音響摩擦
抵抗は第１０および１１区１に示される。ダイナミック
変換器１９の場合、そのため変換器本体２２の薄膜２０
の下にある円環部材２１に１つまたは多数の孔内２３が
つくられ、その個々の孔１２が音響摩擦に作用する。静
電変換器２４の場合側々の孔１２は有利に、導電性プラ
スチックからなるかまたは金属からガる導電性被覆を備
える対向型。

極２５に設置される。この対向電極は多くの、場合変換
器本体２７に対しそのために備えた肩２８で支持される
。

第１２図に示すダイヤグラムは円筒形または円錐形の孔
からなる音響インピーダンスの実数部と虚数部の値の関
係を示す。虚数部は実線で、実数部は破線で示される。

音響摩擦を規定する実数部は周波数とともに一定に留ま
るけれど。

虚数部は周波数ゼロに対するゼロから始まって直線的に
上昇し、直径りおよび長さｔの通路内で周波数とともに
動く音響質量を規定する。転移周波数ｆ’Ｇとして実数
部および　敷部の値が同じ大きさである周波数が記入さ
れる。転移周波数ｆｕ以下では音響摩擦が犬きく、１／
３ｆｕ　の周波数まで音響摩擦抵抗と称することができ
る。音響摩擦ができるだけ大きい周波数にわたって有効
であるように、可聴範囲で動作する電気音響変換器のた
めには転移周波数は１０ＫＨｚにできるだけ近く、有利
にはそれより上になければならない。この前提は直径が
数１０μｍから最大３００μｍまでの範囲のできるだけ
狭く形成した通路の条件により達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の原理図、第２図は回転レンズに
よりレーザ光線を制御する装置の縦断面図、第３図は交
差ミラーによりレーザ光線を制御する装置の斜視図、第
４図は回転するレンズ−ミラー系を有する装置の縦断面
図、第５図は卵形多孔板として形成した音響摩擦抵抗の
斜視図、第６図は円形多孔板として、第７図はポット状
多孔板として、第８図は円環として形成した音響摩擦抵
抗の斜視図、第９図は前成形したシートの孔内として形
成した音響摩擦抵抗の胴視図、第１０図はダイナミック
変換器に。 第１１図は静電形質換器に形成した音響摩擦抵抗を示す
斜視図、第１２図は孔捷たは通路の音響インピーダンス
の実数部および虚数部の周波数との関係を示す図である
。 １・・・レーザ、２・・・レーザ光線、３，７，８゜９
．１０・・・反射ミラー、４・・・レンズ、５・・・支
持台、６・・・被加工材、１２・・・孔、１９・・・変
換器、２０・・・薄膜、２１・・何月環部材、２２．２
７・・・変換器本体、２５・・・対向電極 ＦＩＧ、Ｉ　ＦＩＧ、２　ＦｊＧ、３ ＦＩＧ、６ ＦｊＧ、９ 第１頁の続き ０発　明　者　工ヴアノ叶・ケルシュ　オーストパウム
　ユタット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　電気音響変換器の音＃Ｉ″琴擦抵抗の製法におい
   て、厚さが１．５節よシ小さい平面体に収束したレーザ
   光線を使用して狭い円筒形または円錐形の孔を形成する
   ことを特徴とする音響摩擦抵抗の製法。 ２゜製造工程の間、音響摩擦値を一定空気流の圧力降下
   または電気的に励起した電気音響変換器の電気エネルギ
   ー消費量として測定し。 これを方法制御の制御値として使用する特許請求の範囲
   第１項記載の製法。