JP4311301B2 - 音響ダンパを備えた電気音響変換装置。 - Google Patents

Description

本発明は、音響と電気信号との間で変換をするための音響ダンパを備えた電気音響変換装置に関する。具体的には、たとえばマイク（送話器）において、周波数特性を平坦にするための音響ダンパを備えた新規な電気音響変換装置を提供せんとするものである。

図10には、従来のマイク（送話器）の構成が側断面図により示されている。ケース5には、マイクの振動板18の振動を電気出力3に変換する電気音響変換部19を収容する第1前気室11と、仕切り板20により仕切られた第2前気室12がある。第2前気室12の仕切り板20に対向する面には、対向板15がある。仕切り板20には音声1を通過せしめるための板穴21がある。対向板15には音声1を通過せしめるための1ないし複数個の音穴13がある。仕切り板20の板穴21を蓋うように音響ダンパ22が貼り付けられている。この音響ダンパ22の機能を説明するために、仕切り板20と音響ダンパ22が存在しない場合について述べる。

図11には、従来の仕切り板20と音響ダンパ22を使用しない場合の周波数特性の1例が示されている。仕切り板20と音響ダンパ22が存在しない場合には、前気室（仕切り板20と音響ダンパを除いて、第1前気室11と第2前気室12とが1つの気室となったもの）と音穴13との共振が強く現れる。その結果、共振周波数ｆ₀において、電気出力に鋭く強いピークが現れる。これでは、入力された音声1を再現することのできる電気出力3を得ることができなくなってしまう。そこで、このピークを抑える（ダンピングする）ために仕切り板20と音響ダンパ22が設けられている。

図12には、従来の仕切り板20と音響ダンパ22を使用した場合（図10の構成）の周波数特性の1例が示されている。ここでは、図11で示したピークはダンピングされている。共振周波数ｆ₀であったもとのピークは抑えられて2つの周波数に分割され、平坦な周波数特性となっている。音響ダンパの22の材料は、細かく編んだ布を使用している。音声（空気の振動）が音響ダンパ22を通過する際に、布の細かい隙間が制動抵抗となり、周波数特性を平坦にする。第1前気室11と第2前気室12のそれぞれの周波数特性が組み合わさって、もとの共振周波数ｆ₀のピークが抑えられて小さな2つの山となっている。音響ダンパ22は、接着剤により仕切り板20に接着されている。この接着の様子について説明する。

図13には、従来の音響ダンパ22の接着剤49の量が過大である場合の部分図が示されている。音響ダンパ22の材料は、細かく編んだ布を使用しているから、過大な量の接着剤49が染み込んで布地が硬くなり、ダンパ有効径ｒが板孔径Ｒよりも小さくなってしまう場合がしばしば発生する。このような音響ダンパ22によっては、所望の平坦な周波数特性を得ることはできない。

図14には、図13の接着剤49の量が過大である場合の周波数特性の1例が示されている。過大な量の接着剤49が染み込んで布地が硬くなり、ダンパ有効径ｒが小さくなってしまい、周波数が高くなるにつれて電気出力の低下が大きくなっている。

図15には、従来の音響ダンパの接着剤の厚さが過大である場合の部分図が示されている。接着剤49の厚さが過大である場合には音響ダンパ22と仕切り板20との間に隙間ができて、ダンパ有効径ｒが板孔径Ｒよりも大きくなってしまう場合もしばしば発生する。このような音響ダンパ22によっては、所望の平坦な周波数特性を得ることはできない。

図16には、図15の接着剤49の厚さが過大である場合の周波数特性の1例が示されている。過大なの厚さの接着剤49が使用されたため、ダンパ有効径ｒが大きくなってしまい、周波数が低い部分でのダンパ機能（制動）が不十分となり図12で示した2分割された低い方のピークが大きくなっている。

特許文献１には、音響調整材が開示されている。スピーカ、レシーバ、共鳴函体、マイクロホン等楽器を含む音響機器における音の反射や吸収が考慮される振動体の近傍に設けられ、音の入出力にともなう音響上の乱れを調整し、音質及び機器の入出力機能を向上している。薄膜部材Ａと、紙様の繊維シート部材Ｂと、多孔質部材（又は弾性体部材）Ｃとを、ＡＢＣＢＡの順に積層して、この積層材に音響を吸収せしめて音響上の乱れを調整している。
特開平7-261767号公報

共振周波数ｆ₀でのピークの悪影響を軽減するための音響ダンパの接着剤による取り付け方にばらつきが生じやすく、周波数特性も平坦にならず、均一な製品の品質を安価に得ることができなかった。接着剤の有機溶剤は、人体に有害であり、作業環境を悪化せしめていた。そこで、接着剤を使用せず、ばらつきなく、熟練を必要とせず、少ない工数で容易に平坦な周波数特性を得ることが望まれている。

マイクの振動板の前に第1前気室があり、第2前気室との間に音響ダンパが設けられている。第2前気室には音穴を通して音声（音響）が加えられる。音響ダンパは、第2前気室に設けた音響を通し得る多孔質弾性体により、仕切り板の板穴を蓋うように所定の圧力で押圧されている。多孔質弾性体に所定の押圧力を発生させるための、仕切り板に対向した対向板を具備している。この多孔質弾性体は、音響に対しては、実質的には抵抗又は吸収をせず、そのまま通し得る材質となっている。

音響ダンパは、音響を実質的には抵抗又は吸収をせず、音響を通し得る多孔質弾性体により、仕切り板の板穴を蓋うように所定の圧力で押圧されるから、接着剤を使用せず、ばらつきなく、熟練を必要とせず、少ない工数で容易に、平坦な周波数特性の音響ダンパを備えた電気音響変換装置を安価に製造することができる。さらに、接着剤を使用しないから、接着剤に含まれる有機溶剤による作業者への健康上の悪影響の心配もない。

マイクの振動板の前に第1前気室があり、第2前気室との間に音響ダンパが設けられている。第2前気室には音穴を通して音声（音響）が加えられる。音響ダンパは、第2前気室に設けた音響を通し得る多孔質弾性体により、仕切り板の板穴を蓋うように所定の圧力で押圧されている。多孔質弾性体に所定の押圧力を発生させ、その押圧力を支えるための仕切り板に対向した対向板を具備するようにした。

図１は、本願発明の実施例1の構成を示した側断面図である。ここで、図10に示した従来例に対応する要素については対応する記号を付した。ケース5には、マイクの振動板18の振動を電気出力3に変換する電気音響変換部19を収容する第1前気室11と、仕切り板20により仕切られた第2前気室12がある。第2前気室12の仕切り板20に対向する面には、対向板15がある。仕切り板20には音声を通過せしめるための板穴21がある。対向板15には音声（音響）1を通過せしめるための1ないし複数個の音穴13がある。

仕切り板20の板穴21を蓋うように音響ダンパ22が、音響を通し得る多孔質弾性体25によって所定の圧力で押圧されている。音は音響ダンパ22の布目を通過して、第1前気室11へとすすむ。対向板15は多孔質弾性体25の背面を支えて所定の圧力を発生させている。この多孔質弾性体25は、多くの発泡セルを含む有機質であって、音響に対しては、実質的には抵抗又は吸収を示さず、そのまま通し得る材質となっている。このような特性を得るために多孔質弾性体25は、以下に示す所定の多孔質性と所定の弾性を有している。

所定の多孔質性は、
発泡セル数が20個／25ｍｍから60個／25ｍｍの間にあり、
通気性は、試験体の大きさを10ｍｍ×500ｍｍ×500ｍｍとして風速2ｍ／ｓｅｃにおいてマノメータ（manometer: 流体の圧力測定用の液柱圧力計）により測定した圧力損失が、3ｍｍＨ₂Ｏから15ｍｍＨ₂Ｏである
有機質材料により得られる。

所定の弾性は、
試験体の大きさを50ｍｍ×500ｍｍ×500ｍｍとして直径200ｍｍの圧縮板で25％圧縮したときの荷重で、50Ｎ（Ｎ：ニュートン）から200Ｎの間にある
有機質材料により得られる。

図2は、図1の重要な構成要素である音響ダンパ22と多孔質弾性体25の機能を説明するための部分図である。この多孔質弾性体25は、多くの発泡セルを含む有機質であって、前述した所定の多孔質性と、所定の弾性を有しており、接着剤を使用することなく、音響ダンパ22を仕切り板20の板穴21を蓋うように押圧することができる。所定の多孔質性から音響ダンパ22と多孔質弾性体25との間の接触点の数も多く、1つ1つの接触点の大きさも小さく、多孔質弾性体25の所定の弾性から、仕切り板20と音響ダンパ22との良好な密着性が得られる。また、所定の多孔質性から音声1（空気の振動）に対する通過性も良好である。周波数特性は望ましいものであり、図12に示したものに同等である。多孔質弾性体25が所定の多孔質性および所定の弾性を有してはいない場合には、どのような結果を招来するのか、以下において説明する。

図3は、図1または2の構成で、多孔質弾性体25Ｂの発泡セル数が過少である場合の音響ダンパ22の様子を示した部分図である。多孔質弾性体25Ｂの発泡セル数が過少であるために、音響ダンパ22を押さえる点の数が少なく、音響ダンパ22を所定の圧力で押圧することができない。そのために、布状の音響ダンパ22が緩み、しわが生じてしまう。この場合には、音響ダンパ22の周波数特性は、望ましいものではなくなる。

図4は、図3の発泡セル数過少時における周波数特性図である。布状の音響ダンパ22が、仕切り板20および多孔質弾性体25Ｂの間で浮いて、ダンパ有効径が実質的に大きくなり、図11に示した共振周波数ｆ₀の上下に２分割された低い方のピークが現れ、それに対する制動が不十分になっている。

図5は、図1の構成で、多孔質弾性体25の発泡セル数を過大にした時における周波数特性図である。図3の場合とは逆に、発泡セル数を過大にした時には音に対する通過性が悪くなり、高い周波数ほど電気出力の低下が著しくなり、望ましい周波数特性は得られない。

図6は、図1の構成で、多孔質弾性体25の押圧力が不足している場合の音響ダンパ22の様子を示した部分図である。多孔質弾性体25の弾性が所定の弾性に達しておらず、音響ダンパ22に対する押圧力が不足している。音響ダンパ22を所定の圧力で押圧することができないから、布状の音響ダンパ22が緩み、しわが生じて制動が不十分になる。この場合には、音響ダンパ22の周波数特性は、図４に示したものに近似したものとなり望ましいものではなくなる。

図7は、図1の構成で、多孔質弾性体25の押圧力が過大である場合の音響ダンパ22の様子を示した部分図である。多孔質弾性体25の弾性が所定の弾性を越えており、音響ダンパ22に対する押圧力が過大となっている。音響ダンパ22を所定の圧力よりも大きな力で押圧し、布状の音響ダンパ22を板穴21に押し込んでいる。この場合には、音響ダンパ22が押し広げられて制動が過大となり、周波数特性は図4に示したものに近似したものとなって望ましいものではなくなる。

図8は、図1の構成で、多孔質弾性体25として中空のもの（25Ａ）を用いた場合の部分図である。中空26を有する多孔質弾性体25Ａの材質は図1および2で説明したものに同じであり、同様の周波数特性を得ることができる。また、中空26を通して音声1（空気の振動）は良好に通過し、音響ダンパ22を通して制動を受け、制動後の音声2を得ている。

図9は、本願発明の実施例2の構成を示した側断面図である。多孔質弾性体25をスピーカ（または受話器）に適用したものである。ここで、図1に示した実施例1に対応する要素については対応する記号を付した。ケース5には、電気入力33を音響30に変換する振動板28とそれを駆動する電気音響変換部29とがあり、それらを収容する第1後気室31と、仕切り板20により仕切られた第2後気室32がある。第2後気室32の仕切り板20に対向する面には、対向板15がある。仕切り板20には音を通過せしめるための板穴21がある。

仕切り板20の板穴21を蓋うように音響ダンパ22が、多孔質弾性体25によって所定の圧力で押圧されている。この多孔質弾性体25は、図1および2に示したものに同じである。振動板28の背面側（図9の右側）に生じた音は音響ダンパ22の布目を通過して、第1後気室31から第2後気室32へと進む。振動板28の背面側に生じた音は、第1後気室31と第2後気室32において共振周波数を示すことなく音響ダンパ22により制動を受ける。対向板15は多孔質弾性体25の背面を支えて所定の圧力を発生させている。このように、多孔質弾性体25は、マイク（送話器）のみならずスピーカ（受話器）にも適用することができる。

本願発明の実施例を示した構成の側断面図である。（実施例１） 図1の重要な構成要素である音響ダンパと多孔質弾性体の機能を説明するための部分図である。 図1の構成で、多孔質弾性体の発泡セル数が過少である場合の音響ダンパの様子を示した部分図である。 図3の発泡セル数過少時における周波数特性図である。 図1の構成で、多孔質弾性体の発泡セル数を過大にした時における周波数特性図である。 図1の構成で、多孔質弾性体の押圧力が不足している場合の音響ダンパの様子を示した部分図である。 図1の構成で、多孔質弾性体の押圧力が過大である場合の音響ダンパの様子を示した部分図である。 図1の構成で、多孔質弾性体として中空のものを用いた場合の部分図である。 本願発明の他の実施例の構成を示した側断面図である。（実施例2） 従来の実施例の構成を示した側断面図である。 従来の音響ダンパを使用しない場合の周波数特性図である。 図10の構成による音響ダンパの効果を示すための周波数特性図である。 従来の音響ダンパの接着剤の量が過大である場合の部分図である。 図13の場合の周波数特性図である。 従来の音響ダンパの接着剤の厚さが過大である場合の部分図である。 図15の場合の周波数特性図である。

符号の説明

1 音声
2 制動後の音声
3 電気出力
5，5Ｂ ケース
11 第1前気室
12第2前気室
13 音穴
15 対向板
18 振動板
19 電気音響変換部
20 仕切り板
21 板穴
22 音響ダンパ
25，25Ａ，25Ｂ 多孔質弾性体
26 中空
28 振動板
29 電気音響変換部
31 第1後気室
32 第2後気室
33 電気入力
49 接着剤
ｆ₀ 共振周波数
Ｒ 板孔径
ｒ ダンパ有効径

Claims (5)

1. 音響と電気信号との間で変換をするための電気音響変換手段（18，19，28，29）と、
   前記電気音響変換手段（18，19，28，29）に接する第1気室（11，31）と、
   前記第1気室（11，31）に音響を通過せしめる板穴（21）を有する仕切り板（20）を介して接する第2気室（12，32）と、
   前記第2気室（12，32）において、前記板穴（21）を蓋うように設けられた平坦な周波数特性を得るための音響ダンパ（22）と、
   前記第2気室（12，32）において、前記音響ダンパ（22）に所定の押圧力を加えて固定するようにした所定の多孔質性と所定の弾性を有する音響に対して実質的に抵抗又は吸収を示さない有機質の多孔質弾性体（25，25Ａ）と、
   前記音響を通し得る多孔質弾性体（25，25Ａ）に前記所定の押圧力を支えるための前記仕切り板（20）に対向した対向板（15）を含む
   音響ダンパを備えた電気音響変換装置。
2. 前記電気音響変換手段（18，19）が、加えられた音声（1）に対応する電気出力（3）を得るためのものであり、
   前記対向板（15）が、前記音響に対して実質的に抵抗又は吸収を示さない有機質の多孔質弾性体（25，25Ａ）に音声（1）を印加するための音穴（13，13Ａ）を具備している
   請求項1の音響ダンパを備えた電気音響変換装置。
3. 前記音響に対して実質的に抵抗又は吸収を示さない有機質の多孔質弾性体（25，25Ａ）の前記所定の多孔質性が、
   発泡セル数が20個／25ｍｍから60個／25ｍｍの間にあり、
   通気性は、試験体の大きさを10ｍｍ×500ｍｍ×500ｍｍとして風速2ｍ／ｓｅｃにおいてマノメータにより測定した圧力損失が、3ｍｍＨ₂Ｏから15ｍｍＨ₂Ｏで表されるものである
   請求項1または2の音響ダンパを備えた電気音響変換装置。
4. 前記音響に対して実質的に抵抗又は吸収を示さない有機質の多孔質弾性体（25，25Ａ）の前記所定の押圧力を発生するために必要な前記所定の弾性が、
   前記有機質の試験体の大きさを50ｍｍ×500ｍｍ×500ｍｍとして直径200ｍｍの圧縮板で25％圧縮したときの荷重で、50Ｎから200Ｎの間にある
   請求項1ないし3の音響ダンパを備えた電気音響変換装置。
5. 前記音響に対して実質的に抵抗又は吸収を示さない有機質の多孔質弾性体（25，25Ａ）において、
   前記板穴（21）に対向して音響を通過せしめる中空（26）を設けた
   請求項1ないし4の音響ダンパを備えた電気音響変換装置。

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