電話用炭素送話器の最近の進歩

電話用

呆素送話券の最近の進歩

西

山

静

男*

AdvancedInvestigation

_{of the}

Carbon

Transmitter

_{of Telephone}

By Shizuo Nishiyama

Totsuka Works,Hitachi,Ltd.

Abstract

Thepresent _{articleisdevoted} to _{the generaldescription of what the writer}

derived _{out of the} recent _researchin transmitter used as an electric contact

resist-ancetypetransducer･Inthearticlewhileintroducingtheresultsofthemeasurement

ofdisplacement-reSpOnSetranSducingcoe伍cientandinputmechanicalimpedance of

carbongranule,Carried outbymeans

ofthedynamicactuatingandstaticmeasur-1ngVibrometers,the writerindicates onthebasis of this measurement,the fact thatthecarbongranulepossessesacharacteristic which can be speci丘edin a certain statisticalconsistency.The writer also glVeS a reCapitulatory note concernlng his observationin the peculiar phenomena,S11Ch as _{switch-in and microphone}

osci11a-tionphenomena,Which areca11Sedby heat ofthewhole transmitterconstruction･

話器の特性研究の殆ど経ては炭素粉の振動特性の検討が

〔Ⅰ〕緯

従来我国に於ては

言

話間送話器として主に1-A,1-B 送話匝が用いられていた｡この送話匝は性能が不安定な

上,音響特性もあまりよくなかった｡しかるに終戦後,

電気通信研究所に放て電話機の改良がとり上げられ,同 所の御指導と 話機製造会社の協力により数次にわたり 研究試作が重ねられ特性優秀なる4号 るに到った｡この4号 話機実用化の一 話機の実現を見 として従来の 送器話の改良が行われ,特性のすぐれた T-4号送話器 が実肘化され現在は広く｣投に用いられるようになった (この送話器の工場試作は日立製作所が担当した)｡ 送話器ほ接触抵抗型音響電気変換器として他の変換器 と異り変換と同時に増幅作用も兼ねている(､音響勢力を 振動板により集苦して機械振動に変換し,直流電力を交 流に変換するリレー作用を行わせるものである｡ 接触抵抗に用いる材料としては主として現在は仏印ホ

ンゲイ産の無煙炭を用いている｡振動による歪を演少す

るために粒状群とLて多数箇を一つの統計量として取扱

うものである｡

以上の理由から容易に了解出来ることであるが炭素

* 日立製作所戸塚工場 重要な

_{題になる｡その最も重要な作用をなす炭素粉に}

就いてほ, 気音響変換の簡でも,材料の面でも殆ど確

笑な知識は得られていなかった｡これほ炭素粉が材質的

に極めて複雑な性質をもつこと,性質が不安定であるこ と及び適切な測定手段を欠いていたためであった｡電気 通信研究所に於ては T-4送話器の実用化と共に炭素粉

の品質を均一化するため,炭素粉材料に関する種々な測

定方法を定め,又炭素粉の 気音響特性を明らかにする ため,動電駆動一静電測定型パイプロメ一夕を実用化し 炭素粉のj 産,能 ,機械インピーダンスの測定を行い その性質を明らかにした｡その他

_{話器には後}

_の如き 脈動現象,閉路現象或いは異常現象の如き熱膨脹歪に く種々なる好ましくない現象を表わす｡これ等の理論的

な解析も行われた｡また送話器には炭素粉による劣化現

象があり,実用上大きい間置となっている｡これに就い ては方々で盛んに検討が進められている｡

これ等の研究は今日もなお新らしい成果を生みつゝあ

り,今後の成果は期してまつべきものがあるが一応現在 までを総論的に纏めることも意義あることゝ思われるの

で筆者の知る範囲に於て上記

問題に就いて報告した｡

各位の御叱正を得たいと考えろ｡

868 _{昭和29年5月 日 二立}

〔ⅠⅠ〕炭素送話器の構造

一般に用いられる縦流型炭素送話器の構造は2電極聞

に炭素粉を充填し直流を餞竃する電極の一方は振動板を 主とする振動系に直結し,振動板により音響勢力を葉音 して可動電極の起振力に変成して振動せしめる｡第1図 ほ代表的な4号型送話器の構造で,第2図はその分解図 である｡第3図ほその音響等価回路を示したものである｡

振動系として普通の構造では各楼械インピ←ダンスの

諸要素が直列に絡がる｡即ち自由度1の音響回路が用い られることが多い｡しかし炭素粉の機械インピーダンス

をも考慮に入れて自由度を2とする構造もある(1)∴叉振

動板の両側の気圧を均衡せしめて話中に於ける呼気を音

として再現しないように,周波数特性の低域切断(概ね

200サイクル以下)することも昔より行われている方法で ある｡

振動系の直線歪を改善するために4号型でほ振動板中

央部にブックダンパを挿入し,共振を抑制する方法がと られている｡振動板は空気を媒質とする音圧を受けて可 動 極に起振力を与える目的を右する故,変成比を出来 るだけ大きくとると同時に,機械インピーダンスを極力 下げて空気の特性インピ【ダンスに可及的に近づく如く

形状,材質に考慮が払われている｡4号塾でほそのため

に0.07mm程度の薄いヂエラルミン板を材料にし,全 体を円錐形にして,伝 周波数帯を調節するために周辺 クランプ部に沿って平坦にし適当なコンブライアンス (剛性の逆数)を与える如くされている｡しかして筆者は かゝる振動板上の変位分布を測定した結果,振動板中央 に炭素粉の集中楼械インピーダンスが負荷されても変位 分布は低周波域では左程影響を受けないことを知った (近く報告の予定)｡又4号送話器は同心球面の電極を用 いているため傾斜角特性が良好である(2〉｡

〔ⅠⅠⅠ〕炭秦粉の入力機械インピーダンス

炭素粉は音響等価回路では振動板に直列に挿入された

ものと考えることが出来,振動板,炭素紛等はすべて可動

電極から見た機械インピ←ダンスで取扱い,従って炭素

粉の入力機械インピーダンスが問題である｡従来は炭素 粉のインピーダンスを測定することは不可能で数値を正 確に求めたものは皆無に近い状態にあったが,最近低機 械インピーダンスのパイプロメ←タを使用し正確をこ測定 されている(3)｡今これらに就いて順を追って紹介する｡ (り 入力機械インピーダンス測定用パイプロメータ

現在実用されているものほ第4図の如き動

駆動一静

電測定型である｡即ち駆動線輪により振動系に起振力を

与え,その振動変位,速度の測定は振動板と中｣L､磁極と の間の静電容量を静 型機械一電気変換器として振動量

評

論

第36巻 第5号 ブックタンハし 第1図 4 _{号 送 話 器} の 構 造 _図 Fig.1.Structure _{of the♯4Transmitter} 第2図 4 _{号 送 話 器 部 品 図} Fjg.2.Parts _{of#4Transmitter} 叫卜間｣ト句､｣ ､ ---ノ､---Y← J ㌧ _､ ■ ′:∴･ご､さ こ■ご ヽ---r一-▲ ■､､ご Zあー-･-防湿膿の頗締インビrタゝス Zクーー･一振勤抜 〃 Z♂…-ブlソ久ダンパー〟 Zご･-=炭素粉 Z〝‥-･斉気皇 第3図 音 響 等 価 回 路

Fig.3.Equivalent _{Net Work}

を電気量に変換し,指示 圧により直ちに振動変位(或 いは速度,加速度)を知る方法である｡又別の方法とし ては機械一電気変換係数の 動することを考 _して測定 の都度最も安定した定数と考えられる駆動線輪の力係数 を基衝こする方法もある(4)㊤これらの変換係数,力係数 は予め校正しておく必要がある｡ (2)パイプロメータの較正 測定精度を上げるためにはそれに応じてパイプロメト タの較正に高い精度を要する｡従来より実用されている 較正接にほ次の如きものがある｡即ち標準受話器が容易 に入手し得る場合にほ平衡法(4)が都合が良く,その方法 は標準受話器と一定容積で結合レミイブロメ一夕の振動 て1 ア ′

電

話

用

炭

素

送

話

第4因

Fig.4.

動電駆動一静電測定型パイプロメ一夕

Dynamic Actuating _and Static

Measuring Type Vibrometer

系がその受話器の古庄による駆動力と駆動線輪より受け

20logd=20log一号軋+穐+20】og5β……(1)

但し

A:駆動線輪の力係数

厨R:標準受話器の入力

ノ:パイプロメータ駆動

gR:標準受話器の電圧感度 Sβ:振動板の実効面積

より駆動線輪の力係数Aを求めるものである｡

他の較正方法としては通研に於て実用化された駆動線

輪の可逆則を用いるものがある(これに就いてほ昭和26

年本誌(5)に於て既に説明した｡この方法は昭和25年夏頃

々公社通研に於ても実施されていたが未発表のため文

献の引用を脱落したのでこゝに断っておく)｡その方法

によるとパイプロメータ較正には極めて便利で,パイプ ロ㌧メ･-･タの 子と測定 子が振動系の機械インピー ダンスを結合要素として一体となったと 出発している｡その概要のみを簡単に ､ えることから る｡

(i)駆動線輪の電気一機械変換係数と静電測定素子

の機械一電気変換係数の積を測定する｡ (ii)駆動(線輪),測定の両素子の機械- 気変換係 数の比を測定する｡ (iii)駆動素子の可逆則を振動系の機械インピ←ダン

スを測定し算出して求める｡

の測定操作を行うのみで標準音響機器を必要としないで

測定素子の機械一電気変換係数を絶対値で求め得られる

ものである｡この方法に類似のもので力係数が周波数に

無関係であるという仮定のもとに同様の可逆則より求め

る方淀もある(6)｡以上の測定法により測定素子の変換係

数の絶対値が知られる｡ かくの如くパイプロメータの駆動素子の力係数或いは

器

の

最

近

第5図 Fig.5. ･.㌧㍉∴､:∵･･.∵∵∴∵∵＼㌧∴∵ごごト∴ 微小変位測定星へ 炭素粉室とパイプロメーータの結合部分

Connection _of the Carbon Chamber

with the Vibrometer

膨 抑抑 蹄 劇 謝

乱

∴吉､ 十 充填量βメC♂ ＼ 亡ち ろ キ /さ 変位 /×ノり 牝澗 ブス〝 触 Jズ/♂物 / ＼ ＼ ヽ》:ゝ. 'ヾ＼ ＼ ＼ ∵

洪

･ナ ＼ + ■ク <:;) タ ＼ / Fぢ- _ち t

1

∴･ ごソ √･-J.∵ -､､∴こ∼ ミ:〃 周波数(ル) 第6図

_{嫁菜粉の入力機械インピ←･タやンス}

実部の周波数特性

Fig.6.Frequency Characteristics _of Real Part _ofInput MechanicalImpedance

of Carbon Granule 測定素子の変換係数を測定すれば直ちにバイブロメ←タ の振動変位を求めることが出来るが,実際の測定回路, 方法はそれぞれの報告(4)(5)に譲り今回は省略する｡ (3)入力機械インピーダンス

前述の低楳械インピ←ダンスのパイプロメータを用い

てその振動板に可動電極をつけ炭素粉を充填して機械イ

ンピ←ダンスを測定することが出来,同心球面電極,平面 極の場合に就いて変位,周波数,粒度等を種々変えて 測定した結果は報告されている(3)｡その測定結果を引用

すると,第5図(3)は測定球面電極,炭素室の構造を示し,

第`図(3)はその電極を用いた時のインピーダンス実部の

870 _{昭和29年5月} ､:.∵ヾ､､ヽビ 日 _立 ｣♂♂ズ/♂-♂〝7

如高林弔

/Xグ丁伽

lll 蛮イ正/7 _十∵ l ＼ヽ

苫の

I -4〃 J J ズ/♂一物〝 ズ〝一佗カ ＼ l βズ/クー化〝 llll .!･● ∴ ∴ご _{､∵.､.∵} ∴J･り 周波数(如ノ 第7図 等価ステイ _{フネスの周波数特性}

Fig.7.Frequency Characteristics _of Equi･

valent Stiffness

尽重責きぐ童璧罠d･uハ〓豊芦つ

J

周波数挽ん

7卯 JJ財 彪汐 ∠〟 ノ〝 _一′l 一′ _{_′一万} / / 十∴ 解物 ノ伽 壷 J ./ β∠ 瓜7 ♂∫ β7/♂ 2♂ Jク J 変一億((肋) 第8図 炭素粉入力椒械イン _{ピーーダンス莫} 部の変位∠持性

Fjg.8.Dispユacement _{Characterjstics of Real}

Part _{ofInput MechanicalImpedance} of Carbon Granule 周波数椿性を,第7図(3)は虚部を周波数で除したもの即 ち実効ステフネスを示し,2,000サイクル以下でほ概ね一 定のステフネスが幼くと考えられ(3),第8囲(3)及び第9

図(3)は実部及び虚部の変位特性で極端な非直線性を有す

る｡従って実際ほ第3図の如き簡単な集中定数として表 わせられないものである｡

炭素粉の入力機械インピーダンスほ焼成条件によって

も多少変化する｡第】0図はこの一例(7)で,吸湿率と変位

との関係を示し直線的関係があり,吸湿率を少くすれ

ば変位はやゝ大きくなる｡測定ほ4号送話器を背気重よ

り駆動した時の可動電極の変位を静 的に測定(8)したも

ので,吸湿率が少い程変位は大きく,即ち炭素粉の入力

根城インピーダンスは′トさくなり,且つ炭素粉の機械イ

ンピーダンスは振動板の約2倍程度に大きい(3)ので吸湿

率を少くすることにより炭素粉のインピーダンスは可成

り減少し得ることがわかる｡ ､ヽ

(ミ寧ミ)毒窮境N､バ≠-〕ハヽ玉野仁Y

皇 騨 一 一 ーク汐α7 ‥ご､､1 第9図 Fig.9. 第36巻 第5号 7 7 1｢､鴫｣J _{l l} 】 /ク♂一㌔ l 】 l 充填量(〟) r 7 曲 )

鮎

<ク 盲r

鮎,

鯵 7 7

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､ ＼ 7 7 I 〝疏グ㌔ _､

Q

充項量〃㌃

左狂

山 巴

こ轡 ､

啄 ､呉7 ､ヽ ､ q ＼＼＼

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ヾ＼ ＼ l ヽヽ 用 ＼ ＼ ＼＼

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ヽ､ ＼＼ 巴 ＼､β ヾ､ ＼ ヽ､ くノ⊃ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼}＼ 7 l

≡突

＼ ＼ ＼ 告ヨ 巳 ＼ 巴 ＼ 山 ＼

1

l 巴 J ぞ+仇タ+一鮎｢』7 ノク _{Z♂ β♂ J♂} 7 変化(a汐) 炭素粉入力機械イ ン _{ピーダンス虚} 部の変位特性 Displacement _{Characteristics} ofImaT

glnary Part ofInput Mechanical Impedance _{of Carbon Granule}

/ ∠ プ ♂ ∫ ♂ 7 ク 娘 さEヨ ハ此 率 % 第10図 Fig.10. 吸 _湿 率 と _{変 位} の 関 _係

Relation between _the Absorption Factor for Vapour _and

Displaee-ment

電

話

炭

素

送

話

〔ⅠⅤ〕マイクロホン能率及び感度

荊葺で述べたと同様なパイプロメ←タを用い測定す るく3J(9)(10)=)｡但し振動板の枝械インピ←ダンスを高く し,振動板に可動電極をつけたものである｡パイプロメ ータを予め校正して既知の変位を与え,その時の交流出

力より変位一交流出力の変換係数(感度)を∂として求め

ると ∂=20log となり,これらの 行われている(10)｡ 使用した ヽ′･士… 憺 渦 にした時の充填 凪 呆をこ就いては既に広範な検討が

面及び平面で炭素室に炭素粉を前島

を100%としその充填の状況を計算よ り求めると第11図の如くなる(11)｡第12図(11)は充填率を 逐次変えた時のf 度,動抵抗の関係を元し,第13図(10)は

周波数特性を表わす｡周波数が高くなると粉体中の波動

の位相差により谷,山が現われて来る｡第14図く10)(次頁 参照)は供給電流に対する感度の関係で供給層流が小さ い問は比例関係が成立するが,概ね数十mA程度が限度 ･国定電極 可軌 炭素 電癌 ＼モ 粉＼ イカ板 ー♂ ククククク:

†

国 樺 ＼ ＼ ＼ カZ ♂〝ガ〝.〝〟〟財形ガノ即 充填率 % r∂ノ 平面電ノ侵 ､.Tlトー､1 動電踵

//

可動電掻 ＼ /■_/1 /

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∵ 十 J斤

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＼ ♂ノ汐βク虎㍑伊ノク虎7形㌧汐Jノ膠 充填率 % りj憩面電極 第11図 電極,炭素室構造並びに充填率(計算債)

Fig.11.Mechanism _of Electrode _and Cabon Chamber,and Volume Percentage

(Calculated)

器

最

‥･･. しも ､ ニ ､･∴ ･･ ､ ∴:∴ こ･J 充 横 車 % 第12図 平面及び球面電極の充填率特性

Fig.12.Characteristics _of Volume Rate _of

Fjlling for Plane _and Sphere Electrode ∂〃 ､∵ 此7 十 ∵ ;好 クZ 形 llll 同一炭l素冊

去使用

しわ 〝ろ一席杢〝≠.値問Z芳 _/

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J♂ Jグ (q) 咄∼聖扁 l l l l l l l l l _{♂7 l} ぬ _∴イイ ♂ク 仇旬 ' ■･-･････-､ 〝伶 ■ ■一一､

ー｣軍竺_

ノめ --■■--･■ 粉を使用

｢

P諸雪

ノ≠仇7膨 励/抑 ∠挽材 周渡数｢qロノ 第13図 周 波 数 特 性 Fig.13.Frequency Characteristics

872 磯 把∼聖顔 β♂ (財 〟 四 (財 ∵ 冴 ∵ 〝 ∵ ガ J材 〟 〝 ∵ l r r l l ∴

J

n｣ 】 l

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/∠.よ炭素粉の弄童類l

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∴ ∴ 囲 ∴ ∴ 47 ∠汐 ノり β 巴 E l ∵

F

】 イ J ｢ } ､･ ∴ ･‥､､､ 電 流 川柳 第16図 供 給 電 力 特 性 Fig.16. Characteristics _of Response

for Feeding Power

へ笥) 塑項 (q) 宅寒扁 ∂ β♂ (材 (㌍ 及ク ク∂ 7♂ ∵ /〟 /♂♂ β♂ 〝 J/ 〟 /♂ ､ ､ ､ 巴 イ ､J ∵ 平面電逓肋 ---‡球形電俺如 炭素一相月

＼㌃､♂

l

+--｣ l / T､- ､･■-､ 1､十 l ♂ ∵

巧

l ･● ､ ､ ､● ･ ､ .. .〝､.ごす 変 _{イ止 ぎ 仏卯ノ} 第15図 Fig.15. 変 位 特 性 Characteristic _of Response Displacement 第14図 供 給 電 _{流 特 性}

Fig.14.Characteristic _of Response for

Feeding Current ご･､′ 形 ‥･､･さ ､･二i 〝 〃 ∴ 〝 ガ 〃〟〃 イ β 四 l

矧

′J_ 8 _∂ /ク /

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/乙デーーー 炭素耕の柁類

｣l

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/硝頬の炭素析 抵抗値の異離勺 素研が含まれてL 真の信1じ巨ロは同一 中には J牙重の炭 -る｡ 炭嘉を示 l 】 1 ∴

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l ♂ l l l ト l :J..∴､､- ∴_ _{∴｡､J､-､､.､} ､､● ､､ ･一 ･` ■ イ井給直流 電 刀(〝)

電

話

用

炭

送

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β戯材β膨7β〝(鋤㌘ ♂甜♂招クβ〝 β〝 ♂〟〟7♂/ βヱ 〟 β7/ g ∠ 供給電力(椚 である｡弟15図(10)は変位 性で変位が 4×10【6cm 以 上になると感度は反って低下する｡第1`図(ユ0)ほ供給■し直 .1J

度の関係を示すものであり,各線ほ種

の違

う炭素粉数種に就いて測定されたもので例えば曲線1は

原料及び製法が同じて焼成温度が異る数種の炭素粉に就

き求められたもので供給電力が小さい場合ほよく1本の

直線にのり供給

力が大きくなると外れて下へ曲る｡従 って焼成温度の差のために抵抗の異る

素粉ではその感

慶一供給電力特性ほ次により与えられる(10)｡ ∂=∝･10log(γyヂ)+C………‥(3) 第1咽より∝ほ殆ど1に等しい,従って(2),(3)式 より で=log ｣′･l･/ヽ′十 t =･l･/ 但し C/=

では炭素粉の

ヒヒ A目 換 変

=log告一言=C′……(4)

g=∠′yJ ,JγⅤ/作･ほ変 度と称する｡第 け図は(4)式の関係を示す∴送話器の普通の は供 ‖状態で 力は50乃至400mAで特性がやゝ曲った部分 に相当している(101｡ ･一方抵抗値が非常に違う各種の炭 測定し第柑図(11)の如き結果を得た｡ 率が殆ど一一定であることが確められ, ユ=0.994C/=4.554を得ている｡ マイクロホン髄 粉に就いて同様に 抵抗値に対して能 その結果より は上記の如く概ね･一定であるが焼成

方法の改善により多少向上することが出来る｡即ち第19

図(次頁参照)に示す如く,吸湿率を少くなる如く焼成す ればデシベル表示でYは2∼4db向上させることが出 来る(7)｡ 炭素粉ほ粉体にした状態で接触抵抗を利川して非常に 不安定であり,又接触表面の条件に影響されて取扱いが 非常にむつかしいものであるが測定手段を適当に選べば 前述の如く比較的萌著な=一一定の性質をもつものであるこ とが知れるのである｡ ∴

.1卜

∴‥=‥ ∴ ≠J･∵ 第17図 能率一供給電力特性 Fig.17.

Relation between E伍ciency

and Feeding Power

町帰直線 ∠げe搾=甜財∠伊ル十Jヱ好 相関係数ニーβ♂7 し丁_･ノ ∴ご･' /=〝〝♂ =-･･ ヽ ルーーーー･-･--･･-(JJ ∠〝 し徽グガ 等イ丑変化当L｣の交流出刀と動抵抗 マイクロホン岸牽と蔓桐生杭 第18図 マ イ _ク ロ _ホ ン 能 率 Fig.18.Microphone E伍ciency

00 ▼ 74

.恒匡

＼

ミ

ト‥ 第19図 Fig.19. 日 _立 吸湿率とマイクロホン能率の関係

Relation between _{Microphone E伍ci･}

ency _and Absorption _Factor

〔Ⅴ〕熟による特異現象

炭素送話器は炭素掛目互の接触圧力が自重のみによつ

て極めて微少な圧力で接触しており,これに可動 通じて振動を与えて接触抵抗を変調して 極を 用するもので あるから,これと同時に直流圧力が何んらかの原因で重 畳すれば極めて頃著な特性の変化を生ずる｡この直流圧 力の発生の原因は熱 _{脹の際各部の温度上昇の} 位相が等しくないことにより振動板が変形せら れて可動電極が変位することに基因するもので, この原因の一部は送話器に直流を鏡 _して使用

するため炭素粉抵抗により発熱するところにあ

る｡以下これによる _{現象を簡単に説明する｡} (り 脈動現象 通話中に感度,動抵抗が周期的に変化する脈 動現象は,熱が周辺に伝導する時に位相差を生 じ振動板を変形し,そのた捌こ可動電極が炭素 粉を圧縮し発生するものである｡T-4送話器は 端子電圧一定なる条件の下でほげしい脈動現象 を生ずるので磁石式 _{話磯ではこれを防止する} 必要がある｡電気通信研究所でほ送話器抵抗, 池 竃 部

局

_{と脈動防止抵抗との関係を実験的} に求め(12),その結果を用いて4号磁石式 _話機 第20図 Fjg.20. 第36巻 _第5号 ノ汐 〟 J汐 外部抵抗 りわ 〝 朕 勤 の _{菟 振 限 界}

Microphone _{Oscillation Zone}

占=直流電圧 超=外部抵抗彪=炭素働抵抗 の脈動防止を行った0この脈動現象の一つの場合に就い

てほ数学的解析は行われた(13)｡これ等の各種の場合を

結合して送話器の構造と外部回路の組合わせにより発振

条件･持続条件が如何に異るかに就いてほ数学的な解析 を報告した(14J｡ 第2咽はT-4号送話器を定電圧回路(磁石式回路)で 使用した場合の発振限界の実測値であるが,詳細な報告 ほ別の機会に行う予定である｡ (2)閉路現象 通話直後に動抵抗,感度が徐々でほあるが顕著に変動

する現象がある｡これほ炭素紛の発熱によって内部構造

逸話蓋眉造 第21図 _{閉 路,脈 動 現 象 中} の 変 _位 Fig.21.Displacementof _{MovableElectrodein} Switch-inandOscillationPhenomenon が膨脹する時に位相差が生じ前節同様に可動 するためである｡ 極が変位 閉路現象は比較的経慢な変化であるが脈動現象を起す 場合には極めて急激な変化をすることがあるり5)｡これは

脈動現象の一つの変形と考えられるのでこれに就いては

別に報告する｡ 第2咽ほ閉路,脈動現象中の可動電極の変位をパイプ ロメ←タ法により測定した例である(15)｡これらの変位 は左程大きいとi･まいえないが音声による振幅が10-4∼ 10-5mmであることに比すれば極めて大きい変位であ ることがわかる｡

●ニ;二

･‥ ハー ｢q)忠霊鞋 ､J ‥･､ ∴ ･/ 時 間(妙) (∂)閉路現象と異常現象 第22図 Fig.22. 異

器

最

進

歩

､∴､

＼､､こ一久

_､くL.､ ■ くトーーー○ .､･.: ∴' 時間(妙) 例 の 時 弄 上 皮 温 い川. 〟･ ハー

′′1′㌘

J// 虎グ _/協ク _･-･○ -く) _一一一っ ′′"す一省一=∴トーーや . J ∴､ 時 間(砂) 化J閉路現象三択去する (Z)ラ孟 度 降 下 時 の 常 現 象 と 閉 路 現 象 例 の 関 係

Relation between Abnormaland Switch-in Phenomenon

(3)測定中の異常現象 送話器は前述の如く極めて鋭敏であるため特性測定中 に温度変化の 渾状態に放て行えば極めて異常な特性を 現わす｡これを異常現象と称する｡ 異常現象は送話器測定に通常行う方法である所の古庄

較正法に於て往々発生し,送話器と測定

置との間に僅

かでも温度差が存在する時に起る｡第22図は送話器が温

度差により上昇する特設び降下する時の静 杭(動抵抗 或いは感度をとっても同じ)の時間変化を測定したもの で(17),異常硯象の途中で 現象の 流を断続して異常現象と閉路 係を示したものである｡ これらの現象は振動板が周辺から序々に熱を授受する 時に発生すること及び振動板の変位が原因であることを 数学的に解析し明らかにした(17),従って脈動,閉路現象 と異り異常現象ほ炭素粉白身の なく高温であろうが低温であろ による作用が原因でほ が >ヘノ

衡状態に於ける特

性は安定なものであることを明らかにした｡その実証の

ため次の例(ユ8)を掲げる｡送話器全体を高温,低温に保

持L■そのまゝの状態で感度,動抵抗を測足した結果は第 23図の如くである｡測定には任意の 受話器と結合 し,受話器を可逆器として相互較正法を用い炭素粉の変 位がⅢ来るだけ一定となるようにLつゝ測定したもので ある｡-30∼700C 間の温度差に対してj 度動抵抗の変 化は予想外に少ない｡平衡温度を保持すれば約1000C

の温度範因で特性の差ほ他の特異現象に放ける差に較べ

て極めて僅かである∩ ㌔.予､㌧∴一 し-● 第23図 Fig,23. ､･:J 二:.･l ､' 同封安数:ノ化/汐 2♂ 誘♂ 炭素送話器感度の温度特性

Response Characteristic for Temperature

炭素送話器が不安定である原因ほ前述の如く熱を原因

とした可動 極の変位に帰せられることが多い｡これは すべて音響振動に _{重な変位が重畳する結 発生するも}

のである｡これらの現象を解明することにより炭素送話

器も比較的安定な変換器として取扱い得る.ものである｡

炭素

抵抗が

話器の他の大きな欠点ほ使用中に劣化し,｣

度 ること,即ち経時変化の問題である｡これに対 しては焼成法を適当に改善した結果朗著な効果のあるこ とが認められつゝある｡

〔ⅤⅠ〕結

､ き接触抵抗 変換器は非常に感度が高 電話回路の如く増幅手段のないところではこれに代

876 _{昭和29年5月 日 立} り得るものは目下のところ他に見当らない｡しかし非常 に不安定な性質をもっているので取扱いがむつかしいも のであるが,詳細に検討すればそれぞれが顕著な性質,

法則を右するものである｡音響回路に対する入力機械イ

ンピーダンス,変換要素としての変位一感度変換係数換

言すれば抵抗変調率 _{は統計的には明確な性質を有する} ことが最近の研究結果漸次明らかにされつゝある｡一面 熱を基因とする特異現象の解析についても明瞭になって 来た｡

これらの研究を通じて炭素送話器も一応他の変換器同

様にかなり理論的に処理し得る見通しがたった｡しかし 雑音,歪の問題は接触抵抗型変換器の宿命的な欠陥であ ることほ認めねばならぬ｡

木報告ほ最近の我国に於ける研究の結果を綜合して全

般の説明を行い参考に供した次第である￠ 電々公社通

_{研究所に於ける豊富な研究成果を到ると}

ころで参照させて戴いた｡構築するに当りその御好意を

謝すると共に,常に懇篤なる御指導を賜っている同所早

坂博士,伊藤氏,日立製作所中央研究所高田主任研究員,

上田研究員並びに日立製作所戸顔工場三木課長に深甚の

謝意を表すると共に,終始研究に協同せられた日立製作

所戸塚工場当研究室猪瀬氏,西口氏,田島氏及び元所員

の飯田氏に厚く御礼を申上げる次第である｡

(第30頁より続く) 第36巻 第5号 (1) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (14) (15) (16) (17) (18)

搾

貞淳

_と･薪

参 考 文 献 A.H,Inglisand _{W.L.Tuffnell:B.S.T.J.4} (1951) 早坂,伊藤,他:電々公社実用化報告Vol.2No.1 伊藤:電気三学会5(昭26) 伊藤,山崎 通研月報Vol.5No.7(1952) 伊藤,山崎:電通学諒34(1951) 西山:日立評論3310(昭26) H.M.Trent:J.A.M.4(1948) 西山,上田: _{気三学会5(昭29)} 西山:電通学課 投稿中 伊藤,杉本,大塚:通研月報Vol.3No.3(1950) 伊藤,杉本,金子:通研月報Vol.4No.11(1951) Ito:C.CエF.資料(1951) Nishiyama:HitachiReview3(1953) 伊藤,山口,坂本:通析月報Vol.4No.10(1951) G.Kretshmer:E.N.T.13(1936) E.Waetzmann,und G.Kretshmer:A.Z. 5(1936) 西山:電気三学会東京支連10(昭27) G.Schubert:E.N.T.4(1927) 電気三学会東京支連10(昭28) 日立評論3410(昭27) 日立評論別冊No,2(昭28)

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最近登録された日立製作所の特許及び実用新案

(その3)

実用新案 410633 410636 460645 410574 410576 410622 扇 扇 風 機 熱 動 共 電 式 自動交換機の ゲ ッ 機 継 台 板 保 護 枠 器 電 話 機 イ _{ンファイ ンダ} タ 多賀工場 多賀工場 多賀工場 戸塚工場 戸塚工場 茂原工場 四 _倉 輝 夫 29.2.13 四 倉 輝 夫 小 島 義 男 山 田

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野 上 _{邦 茂} 原 田 正 ′