JP4633598B2 - 音響抵抗測定装置およびこれを用いた音響管の音響抵抗調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、狭指向性マイクロホンに用いられる音響管の音響抵抗を音響管単独の状態のもとで測定できるようにした音響抵抗測定装置およびこれを用いた音響管の音響抵抗調整方法に関する技術である。

ラインマイクロホンとも称される狭指向性マイクロホンは、例えば、下記特許文献１などに開示されているように、前方音響端子と後方音響端子とを備える単一指向性マイクロホンユニットの前方音響端子側に音響管を接続して形成されている。
特開２０００−５０３８６公報

ところで、狭指向性マイクロホンの指向周波数応答は、マイクロホンユニット側の音響抵抗、マイクロホンユニットと音響管との音響的結合そして音響管側の音響抵抗などに左右されることが知られている。とりわけ、音響管の音響抵抗に許容範囲を超える程の大きなバラツキがあると、マイクロホンの感度や指向周波数応答にもバラツキが生じてしまうので、音響管の音響抵抗を許容範囲内に納めることが、狭指向性マイクロホンを大量生産するうえでの重要課題となっている。

図３は、従来からある狭指向性マイクロホンの一例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は断面構造を、（ｂ）は（ａ）を軸の廻りに９０°回転させた際の側面図を、（ｃ）は（ｂ）との対応関係のもとで音響抵抗材貼着前の状態での側面図をそれぞれ示す。同図によれば、狭指向性マイクロホン１は、単一指向性のマイクロホンユニット２と、該マイクロホンユニット２を後端側（図では下側）に収納する音響管３とを少なくとも備えて構成されている。なお、この例においては、マイクロホンユニット２としてコンデンサ型のものが用いられている。

このうち、音響管３は、例えば、アルミニウムのような金属材により円筒状に形成され、その前端部（図では上側）に開口部３ｂを備え、後端側にマイクロホンユニット２の図示しない後方音響端子に対する音波導入孔３ｃが設けられている。

さらに、音響管３には、軸方向に延びる狭幅な開口である音響抵抗孔３ａがその周壁に１８０°隔てた対となって設けられている。該音響抵抗孔３ａは、フェルトやナイロンメッシュ等の不織布で形成された音響抵抗材４で各別に覆われている。しかも、音響抵抗材４は、音響抵抗孔３ａとの対面部位を開口させた切欠部５ａを有する両面接着テープ５を音響管３側に貼着した上で、音響抵抗孔３ａを塞ぐ位置関係のもとで両面接着テープ５上に貼着されている。

この場合、音源が発する音波は、音響管３の音響抵抗孔３ａと前端側の開口部３ｂとから音響管３内に到達することになる。このうち、音響抵抗孔３ａから入り込む音波は、干渉によって弱められるなかで、開口部３ｂから入る音波は、減衰することなくマイクロホンユニット２の振動板側に達し、狭指向性が確保されることになる。

しかし、音響管３の音響抵抗は、音響抵抗材４の材質や性状はもとより、音響抵抗孔３ａに取り付ける際の様々な要因によってもバラツキが生じる。特に、両面接着テープ５の上に音響抵抗材４を貼着した音響管３は、加熱エージング処理の際に溶け出した接着剤が音響抵抗材４のメッシュに染み込んで目詰まりを生じさせ、これが音響抵抗にバラツキを生じさせる一因となっていた。

しかも、音響抵抗に関しては、組立て完成後の製品に対しその指向特性や周波数特性を測定することで行われており、音響管３のみを対象として行われることはなかった。その結果、音響抵抗に問題があると判断された場合には、製品を分解して音響管３の音響抵抗材４を交換しなければならず、そのための接着剤除去作業や、有機溶剤など用いた音響管３の洗浄作業を手作業で行わなければならない煩雑さがあった。

本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、狭指向性マイクロホンが本来備えていなければならない音響抵抗を音響管単独で測定できるようにした音響抵抗測定装置およびこれを用いた音響管の音響抵抗調整方法を提供することに目的がある。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（音響抵抗測定装置）は、長さ方向での一端に閉止端を有し、他端に開口端を有する有底筒状の筐体と、該筐体内の前記閉止端側に配設されて前記開口端方向に向けて音波を発する音源体と、該音源体が発する音波の音圧信号への変換が自在な受音体とで少なくとも構成され、該受音体は、周側面に音響抵抗孔を有して被測定対象として用意される音響管の基端側開口内に配置されるマイクロホンと、該マイクロホンを保持して筐体の前記開口端を閉止する台座とを備え、前記筐体内に配設された仕切り板を介して前記音響管の先端側開口側を閉止した状態のもとで、前記音源体から前記仕切り板と前記音響抵抗孔とを経て前記音響管内に到達した音波を前記マイクロホンにより音圧信号へと変換して、前記音響管の音響抵抗値の測定を自在としたことを最も主要な特徴としている。

この場合、前記仕切り板は、長さを異にする前記音響管に対応させるべく、前記筐体の長さ方向での移動を自在に配設しておくのが望ましい。

また、第２の発明（音響抵抗調整方法）は、請求項１または２に記載の音響抵抗測定装置に前記音響抵抗孔を塞ぐ音響抵抗材を備えた前記音響管を配置して行われ、現に配置されている音響管の前記音響抵抗値を前記音響抵抗測定装置により測定する第１ステップと、該第１ステップを経て実測された音響抵抗値をあらかじめ定めてある基準値と比較してその適否を判定する第２ステップと、該第２ステップにて否と判定された際に、前記音響抵抗材を介在させた前記音響抵抗孔を適値が得られるまで音響抵抗調整材を用いて部分的に覆う第３ステップとを経ることを最も主要な特徴としている。

第１の発明（音響抵抗測定装置）によれば、狭指向性マイクロホンの性能を左右する音響管の音響抵抗は、被測定対象として用意される単体としての音響管に対して測定することができるので、製品に組み込む前にその適否を判定することができる。

また、第２の発明（音響抵抗調整方法）によれば、個々の音響管の音響抵抗値を適値が得られるまで調整することができるので、常に好適な音響抵抗を備えた音響管を提供することができる。

図１は、本発明のうち第１の発明（音響抵抗測定装置）の一例について、その断面構造を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は主な構成要素を分解して示す分解図であり、（ｂ）は組立完成図を示す。

同図によれば、音響抵抗測定装置１１は、長さ方向での一端に閉止端１２ａを有し、他端に開口端１２ｂを有する有底筒状の筐体１２と、該筐体１２内の閉止端１２ａ側に配設されて開口端１２ｂ方向に向けて音波を発する音源体２２と、該音源体２２が発する音波の音圧信号への変換が自在な受音体３２とで少なくとも構成されている。

このうち、円筒状を呈する筐体１２は、その内部空間１５を閉止端１２ａ側から順に仕切るように配設された支持板１３と仕切り板１４とを備えており、これら支持板１３と仕切り板１４とにより内部空間１５が第１隔室１６と第２隔室１７と第３隔室１８とに区画されている。

この場合、支持板１３は、第１隔室１６内に収納された音源体２２の放音面２３との対面部位に設けた大径孔１３ａを有している。また、仕切り板１４は、大径孔１３ａを介して第２隔室１７内に導入された音波を第３隔室１８側に所定の音響抵抗のもとで送り込むために形成された複数の小径孔１４ａを有している。この場合、小径孔１４ａは、軸方向での中心位置から外れた外周寄りに各別に穿設されている。

また、音源体２２には、適宜のスピーカ２４が用いられ、そのコーン面２５を放音面２３として大径孔１３ａに対面させた状態のもとで支持板１３側に支持させることで第１隔室１６内に収納されている。

一方、受音体３２は、周側面に音響抵抗孔４５を有して被測定対象として用意される音響管４２の基端側開口４３内に配置されるコンデンサマイクロホンを含む各種のマイクロホン３３と、該マイクロホン３３を保持して筐体１２の開口端１２ｂを閉止する台座３４とで形成されている。なお、音響管４２は、予め加熱エージングや加湿エージングなどの必要な前処理を経た上で測定に供されることになる。

この場合、台座３４は、筐体１２の開口端１２ｂ側を閉じる蓋部３５と、該蓋部３５の中心部位に突設された保持台部３６とで略凸形状を呈して形成されている。しかも、マイクロホン３３は、保持台部３６側にその後端側が保持された状態のもとで保持台部３６上に突出させて配置されている。なお、図中の符号３７は、マイクロホン３３から引き出される図示しないコードを外部に配設されている測定手段（図示せず）へと導出して接続させるために台座３４側に形成されているガイド孔を示す。

また、円筒状を呈する音響管４２は、例えば図２に詳しく示されているように、基端側開口４３と先端側開口４４とのほか、周側面の長さ方向に沿わせて設けられ、かつ、適宜の部材からなる音響抵抗材４７で塞がれた音響抵抗孔４５と、基端側開口４３近傍に形成された音波導入口４６とを少なくとも有している。

この場合、音響管４２の基端側開口４３は、その内部にマイクロホン３３を位置させた状態のもとで受音体３２を構成している保持台部３６を嵌着させることで閉止されている。

しかも、筐体１２は、その開口端１２ｂが受音体３２を構成している蓋部５５により塞がれることで、内部空間１５も閉止されることになる。

一方、このような配置関係にある筐体１２内の音響管４２は、図１（ｂ）に示されているように、その先端側開口４４も仕切り板１４を介して閉止されることになる。この場合、仕切り板１４は、長さを異にする音響管４２に対応させるべく、適宜のスライド構造を付与するなどして筐体１２の長さ方向での移動を自在に配設されているので、音響管４２の先端側開口４４に常に確実に密接させることができることになる。

したがって、音源体２２として配設されているスピーカ２４がその放音面２３であるコーン面２５側から発する音波は、支持板１３の大径孔１３ａを経て第２隔室１７内へと至り、さらに、仕切り板１４の小径孔１４ａをへて第３隔室１８内へと至ることになる。

しかも、第３隔室１８内に到達した音波は、音響管４２の音響抵抗孔４５を経てその内部へと到達し、マイクロホン３３により音圧信号へと変換され、該音圧信号を図示しない測定手段を介して換算することで、音響管４２の音響抵抗値を測定することができることになる。

このため、第１の発明によれば、狭指向性マイクロホンの性能を左右する音響管の音響抵抗は、被測定対象として用意される単体としての音響管４２に対して測定することができるので、製品に組み込む前にその適否を判定することができる。したがって、指向周波数応答の安定した狭指向性マイクロホンを作成することができるほか、製品化した後に音響抵抗を測定し、基準を満たさない場合にこれを分解して音響管を取り替えたり再使用するといった煩雑な作業をなくすことができる。

一方、図２は、第２の発明である音響管の音響抵抗調整方法に用いられる音響管４２に対する音響抵抗の調整手順を（ａ）〜（ｃ）として示す説明図であり、その調整は、第１の発明である図１に示す音響抵抗測定装置１１を用いて行われる。

すなわち、第２の発明に用いられる音響管４２は、図２（ａ），（ｂ）に示されているように音響抵抗孔４５が音響抵抗材４７により塞がれている。このようにして用意される音響管４２は、図１（ｂ）に示す配置関係のもとで音響抵抗測定装置１１内に配置される。

第２の発明は、まず、図１（ｂ）に示すように現に配置されている音響管４２の音響抵抗値を、音響抵抗測定装置１１を用いて測定することにより行われる（第１ステップ）。

第１ステップで実測された音響管４２の音響抵抗値は、あらかじめ定めてある基準値と比較され、その適否が判定される（第２ステップ）。第２ステップにて、音響管４２の音響抵抗が適であると判別された場合には、合格品として製品を組み上げるために用いられ、不適であると判定された場合には、該音響管４２を音響抵抗測定装置１１から取り出して第３ステップでの処理が行われる。

該第３ステップでは、図２（ｂ）に示されているように例えば矩形シート状を呈する複数の音響抵抗調整材４８が用意され、図２（ｃ）に示すように音響抵抗材４７を介在させた音響抵抗孔４５側を部分的に覆う。なお、音響抵抗調整材４８には、調整跡を目立たなくする観点から透明素材や音響抵抗材４７と同色系の素材を用いるのが好ましい。

この場合、音響管４２の音響抵抗孔４５は、音響抵抗が低くなるようにあらかじめ開口面サイズを広めに形成しておき、好ましいと思われる適宜パターンのもとで音響抵抗孔４５側を音響抵抗調整材４８で部分的に覆った上で、再度、音響抵抗測定装置１１内に図１（ｂ）に示すようにして配置され、その音響抵抗値が測定される。

具体的には、音響抵抗孔４５を覆う音響抵抗材４７の上に、等間隔を含む適宜間隔をおいて同一サイズの音響抵抗調整材４８を重ね貼りすることで、その音響抵抗が調整されることになる。

この場合、音響管４２の音響抵抗孔４５側には、図２（ｂ）に示すようにその対面部位を開口させた切欠部４９ａを有する両面接着テープ４９がまず貼着され、その上面に音響抵抗孔４５を塞ぐ音響抵抗材４７が重ね貼りされる。さらに、音響抵抗材４７上には、音響抵抗孔４５の音響抵抗を調整するために音響抵抗調整材３３が重ね貼りされことになる。

このような作業は、現に測定している音響管４２の音響抵抗として適値が得られるまで繰り返し行われ、最終的に音響管４２の音響抵抗を適値の範囲内におさめることでその調整を終了する。

このため、第２の発明によれば、音響抵抗が略同一の音響管を個別に提供することができるので、感度、指向周波数応答にばらつきのない性能の安定した狭指向性マイクロホンを製造することができる。また、製品として組み上げる前に、個々の音響管が備える音響抵抗を適値が得られるまで調整することができるので、製品化後に分解し、清掃して再使用するなどの作業をなくすことができる。さらに、設計時の試作や測定に要する時間を大幅に短縮することもできる。

以上は、本発明を図示例に基づき説明したものであり、その具体的構成はこれに限定されるものではない。例えば、音響抵抗測定装置１１における筐体１２は、円筒形以外の適宜の角筒形状を呈するものであってもよい。

また、音響抵抗の調整については、音響抵抗調整材４８の重ね貼り部位を増やしながらその適否を判定する調整手法について説明しているが、音響抵抗調整材４８の重ね貼り部位を減らしながらその適否を判定する調整手法を採用することもできる。

さらに、音響抵抗調整材４８は、音響抵抗材４７側に部分的に貼着されるものである限り、その貼着パターンは、図２（ｃ）のような等間隔をおいた均等配置以外にも、所望に応じ適宜の配置関係のもとで音響抵抗を調整することができる。音源体２２には、例えばブザーなどのようなスピーカ２４以外の音を発する機器を用いることもできる。また、仕切り板１４は、必要により筐体１２内に位置固定して配設しておくこともできる。

第１の発明の一例を音響管を組み込んだ状態で示す説明図であり、そのうちの（ａ）は分解状態図を、（ｂ）は組立状態図をそれぞれ示す。 第２の発明において音響管に施される音響調整手順を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は縦断面図を、（ｂ）は（ａ）を周方向に９０°回転させた状態での音響抵抗調整前の側面図を、（ｃ）は（ｂ）との対応関係の元で音響抵抗調整後の側面図をそれぞれ示す。 従来からある狭指向性マイクロホンの一例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は断面構造を、（ｂ）は（ａ）を周方向に９０°回転させた状態での側面図を、（ｃ）は（ｂ）との対応関係のもとで音響抵抗材貼着前の状態での側面図をそれぞれ示す。

符号の説明

１１ 音響抵抗測定装置
１２ 筐体
１２ａ 閉止端
１２ｂ 開口端
１３ 支持板受音体
１３ａ 大径孔
１４ 仕切り板
１４ａ 小径孔
１５ 内部空間
１６ 第１隔室
１７ 第２隔室
１８ 第３隔室
２２ 音源体
２３ 放音面
２４ スピーカ
２５ コーン面
３２ 受音体
３３ マイクロホン
３４ 台座
３５ 蓋部
３６ 保持台部
３７ ガイド孔
４２ 音響管
４３ 基端側開口８
４４ 先端側開口
４５ 音響抵抗孔
４６ 音波導入口
４７ 音響抵抗材
４８ 音響抵抗調整材
４９ 両面接着テープ
４９ａ 切欠部

Claims (3)

1. 長さ方向での一端に閉止端を有し、他端に開口端を有する有底筒状の筐体と、該筐体内の前記閉止端側に配設されて前記開口端方向に向けて音波を発する音源体と、該音源体が発する音波の音圧信号への変換が自在な受音体とで少なくとも構成され、
   該受音体は、周側面に音響抵抗孔を有して被測定対象として用意される音響管の基端側開口内に配置されるマイクロホンと、該マイクロホンを保持して筐体の前記開口端を閉止する台座とを備え、
   前記筐体内に配設された仕切り板を介して前記音響管の先端側開口側を閉止した状態のもとで、前記音源体から前記仕切り板と前記音響抵抗孔とを経て前記音響管内に到達した音波を前記マイクロホンにより音圧信号へと変換して、前記音響管の音響抵抗値の測定を自在としたことを特徴とする音響抵抗測定装置。
2. 前記仕切り板は、長さを異にする前記音響管に対応させるべく、前記筐体の長さ方向での移動を自在に配設した請求項１に記載の音響抵抗測定装置。
3. 請求項１または２に記載の音響抵抗測定装置に前記音響抵抗孔を塞ぐ音響抵抗材を備えた前記音響管を配置して行われ、
   現に配置されている音響管の前記音響抵抗値を前記音響抵抗測定装置により測定する第１ステップと、
   該第１ステップを経て実測された音響抵抗値をあらかじめ定めてある基準値と比較してその適否を判定する第２ステップと、
   該第２ステップにて否と判定された際に、前記音響抵抗材を介在させた前記音響抵抗孔を適値が得られるまで音響抵抗調整材を用いて部分的に覆う第３ステップとを経ることを特徴とする音響管の音響抵抗調整方法。
   

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