JP2011071694A - Acoustic resistance value measuring method for acoustic resistance material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロホンユニットやヘッドホンユニット等の電気/音響変換器に適用される音響抵抗材の音響抵抗値測定方法に関し、さらに詳しく言えば、ダイナミックヘッドホンユニット(スピーカユニット)の動インピーダンスにより音響抵抗材の音響抵抗値を測定する技術に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring an acoustic resistance value of an acoustic resistance material applied to an electric / acoustic transducer such as a microphone unit or a headphone unit. More specifically, the present invention relates to an acoustic resistance material based on the dynamic impedance of a dynamic headphone unit (speaker unit). The present invention relates to a technique for measuring the acoustic resistance value.
マイクロホンユニットやヘッドホンユニット等においては、その電気/音響変換器に感度,周波数応答や指向性を与えるために音響抵抗材が用いられる。この意味において、音響抵抗材は、電気/音響変換器にとって重要な構成要素の一つである。 In a microphone unit, a headphone unit, or the like, an acoustic resistance material is used to give sensitivity, frequency response, and directivity to the electric / acoustic converter. In this sense, the acoustic resistance material is one of the important components for the electrical / acoustic transducer.
通常、音響抵抗材には、ナイロンメッシュや不織布それに連続気泡を有するスポンジ材等が用いられていることから、その音響抵抗値の測定は、空気の透過率を測定することによって行われている。 Usually, a nylon mesh, a nonwoven fabric, a sponge material having open cells, or the like is used as the acoustic resistance material. Therefore, the acoustic resistance value is measured by measuring the air permeability.
その一例として、特許文献1に記載されている発明では、音響抵抗材の音響抵抗測定方法において、一端が圧搾空気供給源に接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置されるとともにその途中に空気絞り部を有する第1配管と、一端が圧搾空気供給源に接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置されるとともにその途中に空気絞り部を有し上記空気絞り部の空気抵抗値を含めて上記第1配管と同一構成の第2配管と、差圧計を有し上記各空気絞り部の下流側で上記第1配管と上記第2配管との間に連結されるブリッジ管とを備えていることを特徴としている。
As an example, in the invention described in
上記特許文献1に記載された発明は、ホイートストンブリッジ回路に見立てられ、第1配管および第2配管の各空気絞り部を含む配管部分が固定辺に相当し、第1配管の空気絞り部の下流側で基準音響抵抗材が配置される配管部分が基準辺に相当し、第2配管の空気絞り部の下流側で被測定音響抵抗材が配置される配管部分が被測定辺に相当し、差圧計が検流計に相当する。したがって、差圧計の指示値により基準音響抵抗材に対する被測定音響抵抗材の音響抵抗値を測定することができる。
The invention described in
しかしながら、上記の従来例では、周辺機器として、圧搾空気供給源(コンプレッサー)や圧搾空気の圧力を調整する調圧器(レギュレータ)等を必要とすることから、測定装置が重量のある大型で容易には可搬できないため、製造ライン等で手軽に使用できない、という問題がある。 However, in the above-described conventional example, as a peripheral device, a compressed air supply source (compressor), a pressure regulator (regulator) that adjusts the pressure of the compressed air, and the like are required. Has a problem that it cannot be easily used on a production line.
したがって、本発明の課題は、電気/音響変換器に適用される音響抵抗材の音響抵抗値を持ち運びが容易かつ簡単な装置で手軽に測定できるようにすることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to easily measure the acoustic resistance value of an acoustic resistance material applied to an electric / acoustic transducer with an apparatus that is easy to carry and simple.
上記課題を解決するため、本発明は、電気/音響変換器に適用される音響抵抗材の音響抵抗値を測定する音響抵抗材の音響抵抗値測定方法において、内部に所定容積の空気室を有し一部分に開口部が形成されている密閉箱と、ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路を含み上記振動板を上記密閉箱の内側に向けて上記開口部内に気密的に嵌合されるダイナミックヘッドホンユニットと、上記ボイスコイルに所定周波数の交流信号を印加して上記ダイナミックヘッドホンユニットを駆動する交流信号発生部と、上記ボイスコイルの両端間電圧を測定する電圧測定手段とを備え、被測定音響抵抗材を上記ダイナミックヘッドホンユニットの磁気回路の背面側を塞ぐように配置し、上記交流信号発生部より上記ボイスコイルに所定周波数の交流信号を印加して上記振動板を振動させ、上記電圧測定手段により上記ボイスコイルの両端間電圧を測定し、その測定電圧に基づいて上記被測定音響抵抗材の音響抵抗値を測定することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides an acoustic resistance value measuring method for an acoustic resistance material for measuring an acoustic resistance value of an acoustic resistance material applied to an electric / acoustic transducer, wherein an air chamber having a predetermined volume is provided therein. An opening partly formed in a sealed box, a diaphragm having a voice coil, and a magnetic circuit having a magnetic gap in which the voice coil is disposed, and the diaphragm is directed toward the inside of the sealed box. A dynamic headphone unit that is hermetically fitted in the unit, an AC signal generation unit that drives the dynamic headphone unit by applying an AC signal of a predetermined frequency to the voice coil, and measures a voltage across the voice coil. Voltage measuring means, the acoustic resistance material to be measured is arranged so as to close the back side of the magnetic circuit of the dynamic headphone unit, and the AC An AC signal having a predetermined frequency is applied to the voice coil from a signal generator to vibrate the diaphragm, and the voltage across the voice coil is measured by the voltage measuring means, and the measured sound is measured based on the measured voltage. The acoustic resistance value of the resistance material is measured.
本発明において、上記ボイスコイルに印加する交流信号の周波数を、上記被測定音響抵抗材を上記ダイナミックヘッドホンユニットの磁気回路の背面側から外した無負荷時における上記振動板の共振周波数とすることが好ましい。 In the present invention, the frequency of the AC signal applied to the voice coil is set to the resonance frequency of the diaphragm at the time of no load when the acoustic resistance material to be measured is removed from the back side of the magnetic circuit of the dynamic headphone unit. preferable.
また、本発明の好ましい態様によれば、上記磁気回路には、大気側から上記振動板の背面側に通ずる空気通路が形成される。 According to a preferred aspect of the present invention, an air passage is formed in the magnetic circuit from the atmosphere side to the back side of the diaphragm.
また、本発明の好ましい態様によれば、上記ダイナミックヘッドホンユニットは、上記振動板の周縁部と上記磁気回路を支持するユニットフレームを備え、上記ユニットフレームが上記開口部内に気密的に嵌合されるとともに、上記ユニットフレームの上記磁気回路を支持する円筒部が上記磁気回路の背面よりも突出しており、上記円筒部の端面に上記被測定音響抵抗材が配置される。 According to a preferred aspect of the present invention, the dynamic headphone unit includes a unit frame that supports a peripheral portion of the diaphragm and the magnetic circuit, and the unit frame is airtightly fitted into the opening. At the same time, a cylindrical portion that supports the magnetic circuit of the unit frame protrudes from the back surface of the magnetic circuit, and the acoustic resistance material to be measured is disposed on an end surface of the cylindrical portion.
本発明によれば、ダイナミックヘッドホンユニットを有する密閉箱,交流信号発生部および電圧測定手段を基本的な構成要素として、被測定音響抵抗材の音響抵抗値を測定できるため、製造ライン等に持ち込むことが容易であり、しかも手軽に測定作業を行うことができる。 According to the present invention, since the acoustic resistance value of the acoustic resistance material to be measured can be measured using the sealed box having the dynamic headphone unit, the AC signal generating unit, and the voltage measuring means as the basic components, it is brought into a production line or the like. Is easy, and the measurement operation can be performed easily.
次に、図1ないし4を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4, but the present invention is not limited to this.
まず、図1に本発明によって音響抵抗値が測定される被測定音響抵抗材1を示す。被測定音響抵抗材1は、ナイロンメッシュや不織布それに連続気泡を有するスポンジ材等から作製される。被測定音響抵抗材1は、個々の音響抵抗材が切り出されるマザー的な大判サイズであってもよいし、マイクホン等の音波通路に実際に取り付けられる形態のいずれであってもよい。
First, FIG. 1 shows a measured
この被測定音響抵抗材1の音響抵抗値を測定するため、図2に示す密閉箱10およびダイナミックヘッドホンユニット20と、図3に示す交流信号発生部30および電圧測定手段40とが用いられる。
In order to measure the acoustic resistance value of the
密閉箱10は、内部に所定容積の空気室11を有する箱体で、その一部分にダイナミックヘッドホンユニット20が気密的に嵌合される開口部12を備えている。
The sealed
ダイナミックヘッドホンユニット20は、振動板21と、磁気回路23と、これらを支持するユニットフレーム25とを備えている。ダイナミックヘッドホンユニット20は、スピーカユニットと呼ばれてもよい。
The
振動板21は、センタードーム211と、センタードーム211の周りに一体に形成されたサブドーム212とを備え、その全体が合成樹脂の薄膜フィルムにより形成されている。振動板21の背面側(図2において上面側)で、センタードーム211とサブドーム212との境界部分には、ボイスコイル213が接着剤を介して固定されている。
The
磁気回路23は、カップ状に形成されたヨーク231と、ヨーク231の底部に取り付けられた円盤状の永久磁石232と、永久磁石232の上に配置された同じく円盤状のポールピース233とを備え、ヨーク231とポールピース233との間に磁気ギャップが形成されている。
The
ユニットフレーム25は、円筒部251と、円筒部251の一端251a側(図2において下端側)に連設された円盤状のフランジ部252とを備えている。
The
円筒部251内に磁気回路23が支持され、フランジ部252にサブドーム212の周縁が支持されることにより、ボイスコイル213が磁気回路23の上記磁気ギャップ内に振動可能に配置される。
The
このように組み立てられたダイナミックヘッドホンユニット20は、振動板21が空気室11内に向くようにして、密閉箱10の開口部12に気密的に嵌合される。
The
この実施形態において、磁気回路23のヨーク231,永久磁石232およびポールピース233の中央部分には、自由空間(大気)側から振動板21の背面側に通ずる空気通路234が形成されている。
In this embodiment, an
なお、円筒部251の他端251b側(図2において上端側)は、磁気回路23の背面(ヨーク231)よりも突出しており、音響抵抗測定時、円筒部251の他端251b側に被測定音響抵抗材1が配置される。
Note that the
その際、音響抵抗値が高い被測定音響抵抗材1にあっては、周端面側から空気が漏れないように、その周端面を例えばフィルム材等でシールすることが好ましい。
At that time, in the
図3を参照して、交流信号発生部30は、供給抵抗Rsを介してボイスコイル213に接続される。この例において、交流信号発生部30の出力電圧は6V(実効値)で一定であり、供給抵抗Rsは1KΩ,ボイスコイル213の抵抗値は32Ωとしている。
Referring to FIG. 3, AC
電圧測定手段40は、ボイスコイル213の両端間電圧を測定するもので、この実施形態では、アナログ式のレベルメータが用いられているが、例えばレベル判定機能を有するデジタル電圧測定器が用いられてもよい。
The voltage measuring means 40 measures the voltage across the
次に、被測定音響抵抗材1の張力測定方法について説明する。本発明では、ダイナミックヘッドホンユニット20の動インピーダンスを測定することにより、被測定音響抵抗材1の音響抵抗値を測定する。
Next, a method for measuring the tension of the
振動板21が振動すると、ボイスコイル213の直流抵抗とインダクタンスに加えて動インピーダンスが発生する。すなわち、動インピーダンスは、振動板21の振幅(振動速度)が大きいと高くなり、これに伴って、ボイスコイル213の両端間電圧(信号レベル)が高くなる。ちなみに、ボイスコイル213を指等で固定した場合、直流抵抗とインダクタンス分だけになる。
When the
図2の測定装置に被測定音響抵抗材1が装着されていない無負荷時の場合、交流信号発生部30の交流信号の周波数をスイープしてダイナミックヘッドホンユニット20を駆動し、振動板21を振動させると、この例では、約150Hz付近でボイスコイル213の両端間電圧が最大となる振動板21の共振峰が現れる(図4の波形W1参照)。
When the
そこで、被測定音響抵抗材1の音響抵抗測定時には、交流信号発生部30の交流信号の周波数を例えば150Hzに固定する。
Therefore, when measuring the acoustic resistance of the
そして、被測定音響抵抗材1をユニットフレーム25の円筒部251の他端251bに配置し、交流信号発生部30の交流信号にてダイナミックヘッドホンユニット20を駆動して振動板21を振動させ、レベルメータ(電圧測定手段)40でボイスコイル213の両端間電圧(動インピーダンス)を測定する。
Then, the
被測定音響抵抗材1の音響抵抗値が低い場合には、振動板21が振動しやすくなることから、これに伴って動インピーダンスが上昇し、ボイスコイル213の両端間電圧が高くなる。図4において、図示2点鎖線のW3がこのとき観測される波形で、150Hz時におけるボイスコイル213の両端間電圧VHは約520mVとなっている。
When the acoustic resistance value of the
これに対して、被測定音響抵抗材1の音響抵抗値が高い場合には、振動板21が振動しにくくなることから、これに伴って動インピーダンスが低下し、ボイスコイル213の両端間電圧が低くなる。図4において、図示鎖線のW4がこのとき観測される波形で、150Hz時におけるボイスコイル213の両端間電圧VLは約320mVとなっている。
On the other hand, when the acoustic resistance value of the
なお、図4において、図示実線の波形W2は、あらかじめ良品と判定された音響抵抗値が既知の音響抵抗材による観測波形で、150Hz時におけるボイスコイル213の両端間電圧Vrefは約410mVを示している。
In FIG. 4, a waveform W2 shown by a solid line in FIG. 4 is an observation waveform using an acoustic resistance material whose acoustic resistance value, which has been determined to be good in advance, is known, and the voltage Vref between both ends of the
このように、本発明によれば、ボイスコイル213の両端間電圧、すなわち、ダイナミックヘッドホンユニット20の動インピーダンスによって被測定音響抵抗材1の音響抵抗値を測定することができる。
Thus, according to the present invention, the acoustic resistance value of the
実際の作業現場等では、例えば良品の音響抵抗材から得られるボイスコイル213の両端間電圧Vrefを基準として所定幅の閾値(上限値と下限値)を設定し、被測定音響抵抗材1の音響抵抗値が閾値内であれば「良」判定とし、閾値から外れれば「不良」判定とするとよい。
In an actual work site, for example, a threshold (upper limit value and lower limit value) of a predetermined width is set with reference to the voltage Vref across the
1 被測定音響抵抗材
10 密閉箱
11 空気室
12 開口部
20 ダイナミックヘッドホンユニット(スピーカユニット)
21 振動板
213 ボイスコイル
23 磁気回路
231 ヨーク
232 永久磁石
233 ポールピース
234 空気通路
30 交流信号発生部
40 電圧測定手段
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
内部に所定容積の空気室を有し一部分に開口部が形成されている密閉箱と、ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路を含み上記振動板を上記密閉箱の内側に向けて上記開口部内に気密的に嵌合されるダイナミックヘッドホンユニットと、上記ボイスコイルに所定周波数の交流信号を印加して上記ダイナミックヘッドホンユニットを駆動する交流信号発生部と、上記ボイスコイルの両端間電圧を測定する電圧測定手段とを備え、
被測定音響抵抗材を上記ダイナミックヘッドホンユニットの磁気回路の背面側を塞ぐように配置し、上記交流信号発生部より上記ボイスコイルに所定周波数の交流信号を印加して上記振動板を振動させ、上記電圧測定手段により上記ボイスコイルの両端間電圧を測定し、その測定電圧に基づいて上記被測定音響抵抗材の音響抵抗値を測定することを特徴とする音響抵抗材の音響抵抗値測定方法。 In the acoustic resistance value measuring method for an acoustic resistance material for measuring the acoustic resistance value of an acoustic resistance material applied to an electrical / acoustic transducer,
The diaphragm includes a sealed box having an air chamber of a predetermined volume and having an opening formed in a part thereof, a diaphragm having a voice coil, and a magnetic circuit having a magnetic gap in which the voice coil is disposed. A dynamic headphone unit that is airtightly fitted into the opening toward the inside of the sealed box, an AC signal generator that drives the dynamic headphone unit by applying an AC signal of a predetermined frequency to the voice coil, and Voltage measuring means for measuring the voltage across the voice coil,
The acoustic resistance material to be measured is disposed so as to block the back side of the magnetic circuit of the dynamic headphone unit, and an AC signal having a predetermined frequency is applied to the voice coil from the AC signal generator to vibrate the diaphragm, A method for measuring an acoustic resistance value of an acoustic resistance material, comprising: measuring a voltage between both ends of the voice coil by a voltage measuring means; and measuring an acoustic resistance value of the acoustic resistance material to be measured based on the measured voltage.
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