【部品】Ceramic Earphone

【セラミック・イヤフォン】

　イヤフォンは大きく分けて二種類があります。一つは、この写真のような圧電型のイヤフォンで、もう一つはマグネチック・イヤフォンです。　TVやトランジスタ・ラジオの付属品だったのは後者のマグネチック型で、スピーカと切り替える使い方に向いています。

　写真の圧電型イヤフォンはクリスタル・イヤフォンとも言われています。しかし現在はほとんどが同じ圧電体でもクリスタルではなく圧電セラミックスを使って作られています。・・・と、ここまでならどこのサイトにも書いてあるでしょう。

　クリスタル・イヤフォンの「クリスタル」即ち「結晶」とはロッシェル塩：酒石酸カリウム・ナトリウムの単結晶のことです。　酒石酸なる名前の由来は葡萄酒樽の沈殿物から発見されたからだそうです。　単結晶は飽和水溶液に種結晶を浸して育成します。　ロッシェル塩特有の苦労もあるようですが、考え方としては明礬（ミョウバン）や食塩(NaCl)の結晶育成と同じような方法です。（参考リンク：ロッシェル塩の単結晶育成）

　大きな結晶に育成したらケロシンの中で水に濡らした糸を引いて薄板に切って行きます。　これは結晶が水に非常に良く溶けるからです。　薄板にしたものを電極板で挟み、屈曲方向にカンチレバー（Cantilever：片持ち梁）を設け振動板と結合したものがクリスタル・イヤフォンです。

　イヤフォンより大きめの結晶板を使い大きな振動板に結合したクリスタル・スピーカなるものも存在しました。　音質は思わしくなかったのですが小電力でも大きな音が出たのでチープなラジオに使われていたようです。おそらく今では骨董品でしょうね。　カンチレバーの先にレコード針を付けたクリスタル・ピックアップやダイヤフラム（振動板）を付けたクリスタル・マイクもあったのですが、もうすっかり廃れています。（考えてみたらラペル型クリスタル・マイクがあったように思うのですが保管場所を思い出せません）

　写真のイヤフォンは圧電型ではありますが、上述のロッシェル塩を使ったクリスタル型ではありません。チタン酸ジルコン酸鉛という金属酸化物の焼き物（セラミックス）で作った圧電体を使った「セラミック・イヤフォン」です。　金属板とセラミック板からなるユニモルフ(Unimorph)を直接振動させる構造であって、内部構造も大きく異なっています。

　ロッシェル塩は大きな圧電定数が得られるので、イヤフォンに使うと少ない電圧で大きな音が出せます。その為に盛んに使われたのですが、弱点は結晶が脆いことにありました。大気中の水分を吸収して溶解してしまう潮解性があります。また乾燥した環境下では粉末状に分解しまう風解性もあって扱いにくい材料なのです。　防湿材料で結晶薄板を包み、外気に直接さらされないようにして劣化対策します。しかしこうした防湿対策も程度問題なので長年の間にはほとんどが劣化してしまいます。やがて寿命がくるのです。

　その点で圧電セラミックスを使った「セラミック・イヤフォン」は耐候性では遥かに優れているので安心できます。　同様に，息が掛かって湿気を帯びるマイクロフォンもセラミック型なら心配ありません。

【セラミック・イヤフォンの見分け方】

　すでに良く知られているようですが、イヤフォンの耳穴挿入部を外して、内部を覗いたとき、写真のようにフラットな板状に見えれば、これはセラミック型です。ユニモルフの金属板側が見えるのです。

　ロッシェル塩を使うクリスタル型は内部を覗くと振動板に突起状の物が見えるのですぐにわかります。　アルミ振動板の下にロッシェル塩の結晶板があり、振動板との間をカンチレバーで繋いであります。　そのカンチレバーの先端を振動板の中心に止めた突起が見えるのです。白くペイント（接着剤？）されているものが多いようです。

　クリスタル型とセラミック型の優劣については様々な意見があるようです。　どちらもあまり音質は優れないので、比較するとすれば「感度」になるでしょう。　同じ音声電圧を加えたときどちらが大きな音がするのでしょうか？　幾つか比べた範囲では、あまり違わないように思います。

　この種のイヤフォンは秋葉原やDIYショップのホビーコーナーで良く見かけますが、メーカー不詳で、もちろん規格もわかりません。　以前と今日買ったものが同じと言う保証さえも無いのです。　従って厳密な比較は無理があります。　バラツキも大きいようで、当たり外れもあるので外れを掴むと×の判定をしてしまうでしょう。　電気的特性においては端子間静電容量に大きな違いがありますが、実際に使う上ではその差ほどの違いはないようです。単純な静電容量での比較では不十分であり、圧電定数も含めて感度や音圧レベルで考えるべきなのでしょう。

　わたし的には「セラミック型」の方が良さそうに思います。クリスタル型は数年で劣化してしまうことが多く、構造上落下などの衝撃にも弱いからです。　セラミック型でも音圧は十分あるからゲルマニウム・ラジオや簡単な1石ラジオに使えます。　これはDELICAのミニ・ブリッジM1Aの付属品が劣化したので交換に買っておいたものです。この種のイヤフォンは高感度なので、ゲルマニウム・トランジスタを使ったブリッジバランス検出用アンプのヒスノイズがうるさく聞こえるほどでした。（普通メーターを読むのでイヤフォンは使いませんが、一応付属品なので用意してあります・笑）

　あまり音の良くないイヤフォンですが多少なりとも良い音にするヒントを一つ。　圧電型・イヤフォンは定電圧駆動で使うと独特のクセのある音がします。　定電流駆動に近い使い方だとずっと良い音になるのです。　ハイ・インピーダンスの部分から高抵抗を通して駆動する方法が良い訳です。（驚くほど違いがありますよ） de JA9TTT/1

（おわり）

（Bloggerの新仕様に対応済み。2017.04.03）