(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンを内装した圧電受話器の音圧測定用人工耳に、測定音の指向性を有し、内部に気室を持ち、気室の側面に外部へ開口した開口穴を有するアダプタの一端部を取り付け、
上記気室と連通する上記アダプタの他端部の着座面に圧電サウンダを押しつけた状態で圧電サウンダを鳴動させることにより、圧電サウンダの鳴動音をアダプタを介して人工耳で測定することを特徴とする圧電サウンダの音圧測定方法。
【請求項２】
上記アダプタは、圧電サウンダの測定周波数より大きな共振周波数になるように気室設計されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電サウンダの音圧測定方法。
【請求項３】
上記アダプタの気室は円筒状空間で構成され、その軸方向長さｌが直径ｄ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電サウンダの音圧測定方法。
【請求項４】
マイクロホンを内装した圧電受話器の音圧測定用人工耳と、
上記人工耳に一端部が取り付けられ、測定音の指向性を有し、内部に気室を持ち、かつ気室の側面に外部へ開口した開口穴を有し、他端部に上記気室と連通する圧電サウンダの着座面を持つアダプタとを備え、
上記アダプタの着座面に圧電サウンダを押しつけた状態で圧電サウンダを鳴動させることにより、圧電サウンダの鳴動音を上記アダプタを介して人工耳で測定可能としたことを特徴とする圧電サウンダの音圧測定装置。
【請求項５】
上記アダプタは、圧電サウンダの測定周波数より大きな共振周波数になるように気室設計されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電サウンダの音圧測定装置。
【請求項６】
上記アダプタの気室は円筒状空間で構成され、その軸方向長さｌが直径ｄ以上であることを特徴とする請求項４または５に記載の圧電サウンダの音圧測定装置。
【請求項７】
マイクロホンを内装した圧電受話器の音圧測定用人工耳と、
上記人工耳に上端部が取り付けられ、内部に異なる軸方向長さの気室を持ち、下端部に上記気室と連通する圧電音響部品の着座面を持つ複数種類のアダプタと、
上記人口耳を支持し、上下に昇降可能な昇降ヘッドと、
上記昇降ヘッドをアダプタ長に応じて上下に昇降させるアダプタ長調整手段と、
上記アダプタの着座面と対向する位置を上記圧電音響部品を支持して水平搬送可能な搬送手段と、
上記搬送手段上の圧電音響部品を持ち上げてアダプタの着座面に押しつけるプッシャと、を備えたことを特徴とする圧電音響部品の音圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電サウンダの音圧を測定する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器、家電製品、携帯電話機などにおいて、警報音や動作音を発生する圧電サウンダあるいは圧電受話器として、圧電音響部品が広く用いられている。これら圧電音響部品の性能検査のため、その音圧を測定する必要がある。
【０００３】
圧電サウンダは単一周波数での鳴動音を発生するので、その音圧を測定する場合には、無響室内の開放空間で音圧を測定するのが標準方式である。そのため、図９に示すように、十分な容積の空間（例えば５００ｍｍ×５００ｍｍ×３５０ｍｍ）を持つ防音箱４０を準備し、その中に圧電サウンダ４１とマイクロホン４２とを一定距離離して配置し、圧電サウンダ４１の鳴動音をマイクロホン４２で受信することで音圧を測定している。なお、防音室４０の内壁には、防音材４３が設けられている。
【０００４】
一方、圧電受話器の場合には、各周波数における音圧を測定するため、閉空間で音圧を測定するのが通例である。そのため、例えば特開平１１−２３４７９８号公報に示されるように、人間の外耳道と同様な小さな気室を持つイヤーピースを人口耳へ取り付け、イヤーピースに圧電受話器を押しつけた状態で鳴動させることにより、人工耳に内装されたマイクロホンでその音圧を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、圧電サウンダの音圧測定は、鳴動音の反射波による干渉を防止するため、大型の防音箱１が必要になり、設備生産能力を高めるため、複数の音圧測定システムを設置しようとすると、設備寸法が大きくなり、面積生産性および価格上、不利となっていた。
また、圧電サウンダと圧電受話器とでは測定方式が全く異なり、個別の測定装置を必要としていた。そのため、それぞれの測定設備が必要になり、測定コストがかかるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、圧電受話器の音圧測定用人工耳を用いて圧電サウンダの音圧を測定することで、設備の共通化・小型化を図り、低コストで音圧を測定できる圧電サウンダの音圧測定方法および音圧測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、圧電受話器の音圧測定用人工耳に、測定音の指向性を有し、内部に気室を持ち、気室の側面に外部へ開口した開口穴を有するアダプタの一端部を取り付け、上記気室と連通する上記アダプタの他端部の着座面に圧電サウンダを押しつけた状態で圧電サウンダを鳴動させることにより、圧電サウンダの鳴動音を上記アダプタを介して人工耳で測定することを特徴とする圧電サウンダの音圧測定方法を提供する。
【０００８】
請求項４に係る発明は、圧電受話器の音圧測定用人工耳と、上記人工耳に一端部が取り付けられ、測定音の指向性を有し、内部に気室を持ち、かつ気室の側面に外部へ開口した開口穴を有し、他端部に上記気室と連通する圧電サウンダの着座面を持つアダプタとを備え、上記アダプタの着座面に圧電サウンダを押しつけた状態で圧電サウンダを鳴動させることにより、圧電サウンダの鳴動音を上記アダプタを介して人工耳で測定可能としたことを特徴とする圧電サウンダの音圧測定装置を提供する。
【０００９】
圧電受話器の音圧測定用人工耳にはマイクロホンが内装されており、この人工耳にアダプタを介して圧電サウンダを押しつける。アダプタは、測定音の指向性を有し、内部に気室を持ち、気室の側面に外部へ開口した開口穴を有する。そのため、圧電サウンダの鳴動音のうち一方向の音のみがアダプタの中を伝わり、マイクロホンで受信される。アダプタに設けられた開口穴によって開放空間となり、アダプタの気室の体積が小さくても、従前の防音箱と同様な機能を果たすことができる。そのため、設備生産能力を高めるため、複数の音圧測定システムを設置した場合でも、設備寸法が小さくて済み、面積生産性および価格上有利である。
また、圧電受話器の音圧を測定する場合には、上記人工耳に圧電サウンダ用のアダプタに比べて気室の小さなアダプタを用いれば、音圧を測定することができる。そのため、アダプタを取り替えるだけで、圧電サウンダおよび圧電受話器で人工耳を共通化することができ、設備コストを低減できる。
【００１０】
請求項２のように、アダプタを、圧電サウンダの測定周波数より大きな共振周波数になるように気室設計するのがよい。
アダプタの共振周波数と圧電サウンダの測定周波数とが一致すると、圧電サウンダ本来の音圧を測定できない。そこで、アダプタの共振周波数を圧電サウンダの測定周波数より小さくしてもよいが、アダプタの共振周波数の奇数倍波が圧電サウンダの測定周波数と一致する可能性がある。これに対し、アダプタの共振周波数（基本波）を圧電サウンダの測定周波数より高くすれば、アダプタの共振周波数の奇数倍波が圧電サウンダの測定周波数と一致する恐れがないので、正確な音圧を測定できる。なお、アダプタの共振周波数は、その材質や肉厚を調整することで設定可能である。
【００１１】
請求項３のように、アダプタの気室を円筒状空間とし、その軸方向長さｌを直径ｄ以上とするのがよい。
圧電サウンダの鳴動音がアダプタの気室の内側壁で反射し、マイクロホンで検出されると、正確な音圧の測定ができない。直径より軸方向長さを長くすることで、反射音がマイクロホンで拾われるのを防止し、指向性を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は圧電受話器の音圧測定装置を示す。
１は公知の圧電受話器の音圧測定用人工耳である。この人工耳１は、マイクロホン２を内装しており、人工耳１の一端部に円筒形のイヤーピース取付部３が突設されている。このイヤーピース取付部３の内側にマイクロホン２の受信部が臨んでいる。
【００１３】
イヤーピース取付部３には、イヤーピースである圧電受話器用アダプタ４の一端開口部４ａが嵌合され、ネジなどで適宜固定されている。アダプタ４は銅合金などの金属材料でキャップ形状に形成されており、その他端部には圧電受話器Ｒを押し付けるための着座面５が形成されている。この着座面５は直径方向に伸びる溝状に形成されている。着座面５の中央部には、浅い凹部６が形成され、この凹部６の中央部に小径な連通穴７が形成されている。浅い凹部６は、圧電受話器Ｒが着座面５に面接触するのを防止するためである。アダプタ４の内部には，連通穴７と通じる気室８が形成されており、この気室８とイヤーピース取付部３との間で形成される密閉した振動空間は人間の外耳道と同様な小さな体積を有する。アダプタ４の外周面には、後述する人工耳カバーとの係合溝９が形成されている。
上記着座面５に圧電受話器Ｒを押し付けた状態で、圧電受話器Ｒを鳴動させると、その音は連通穴７を通り、振動空間を振動させ、マイクロホン２によって受信される。マイクロホン２の受信信号をアンプで増幅し、測定器で検出することにより，音圧を測定することができる。
【００１４】
図４〜図６は圧電サウンダの音圧測定装置を示す。
ここで、音圧測定手段として圧電受話器の音圧測定用人工耳１を用いる。
イヤーピース取付部３には、圧電サウンダ用アダプタ１０の一端開口部１７が嵌合され、ネジなどで適宜固定されている。アダプタ１０も銅合金などの金属材料で円筒形状に形成されており、圧電受話器用アダプタ４より軸長の長い略円筒形に形成されている。アダプタ１０の他端部には圧電サウンダＳを押し付けるための着座面１１が形成されている。この着座面１１も直径方向に伸びる溝状に形成されている。着座面１１の中央部には、浅い凹部１２が形成され、この凹部１２の中央部に方形の連通穴１３が形成されている。アダプタ１０の内部には、連通穴１３と通じる気室１４が形成されており、この気室１４の側壁には外部へ開口した開口穴１５が形成されている。この実施例の開口穴１５は、軸方向に長孔状に形成されており、合計１２個設けられている。上記気室１４の寸法は、その軸方向長さｌが直径ｄより大きく設定されている。望ましくは、２ｄ≧ｌ＞ｄがよい。その理由は、圧電サウンダＳの鳴動音が約９０°の放射角で放射されたと仮定すると、気室１４の内側壁で反射した反射波がマイクロホン４で直接受信されるのを防止し、指向性を高めるためである。アダプタ１０の外周面には、後述する人工耳カバーとの係合溝１６が形成されている。
この実施例では、アダプタ１０の軸方向長さＬを５０ｍｍ、直径Ｄを４０ｍｍとし、気室１４の軸方向長さｌを４４ｍｍ、直径ｄを２５．５ｍｍ、開口穴１５の長さを２１ｍｍ、幅を４ｍｍとした。開口穴１５は、アダプタ１０の一端開口部１７寄りの位置に設けるのが望ましく、ここでは開口部１７から６ｍｍ〜２７ｍｍの範囲に形成した。
【００１５】
上記アダプタ１０の共振周波数は、圧電サウンダＳの共振周波数より高くなるように気室設計されている。圧電サウンダＳの共振周波数は通常２〜５ｋＨｚであるから、アダプタ１０の共振周波数を６〜７ｋＨｚ程度に設定すればよい。そのため、両者の共振点が干渉せず、音圧測定に影響を及ぼさない。
上記着座面１１に圧電サウンダＳを押し付けた状態で、圧電サウンダＳを鳴動させると、その音は連通穴１３を通り、気室１４をほぼ一方向に伝播し、マイクロホン４によって受信される。その電気信号をアンプで増幅し、測定器で検出することにより，音圧を測定することができる。
【００１６】
図７は、従来の測定方法による圧電サウンダＳの音圧と本発明の測定方法による圧電サウンダＳの音圧との比較データを示す。
従来方法Ａでは、図９に示す防音箱内に圧電サウンダＳとマイクロホンとを配置し、その音圧を測定したものであり、本発明方法Ｂでは、図４に示す音圧測定装置を用いて圧電サウンダＳの音圧を測定したものである。ＡではサウンダＳとマイクロホンとを１０ｃｍ離して測定し、ＢではサウンダＳとマイクロホンとを５ｃｍ離して測定した。
図７から明らかなように、本発明方法Ｂでは従来方法Ａに比べて１０ｄＢ程度音圧が大きくなるが、サウンダＳの共振周波数４ｋＨｚを含む１〜５ｋＨｚにおいて、両者の相関係数は０．９５以上あり、本発明方法による測定レベルＢは基準レベルＡと同等レベルである。そのため、アダプタ１０を用いても、従来との測定精度に大差がないことが確認された。
【００１７】
図８は、本発明にかかる音圧測定装置の具体的な適用例を示す。この適用例は、圧電受話器Ｒと圧電サウンダＳとの音圧を共通のシステムで測定したものである。
上下のベース板２０，２１の間には各測定区域を仕切るための仕切板２２が設けられ、仕切板２２の側面には防音材２３が貼り付けられ、隣の測定区域への音の侵入あるいは音洩れを防止している。そのため、防音構造の複数の測定区域３０，３１が形成される。仕切板２２で仕切られた一方の測定区域３０は圧電受話器Ｒの測定区域であり、他方の測定区域３１は圧電サウンダＳの測定区域である。ここでは２つの測定区域のみを示すが、３つ以上の測定区域を設けてもよいことは勿論である。
【００１８】
圧電受話器Ｒの測定区域３０には、昇降ヘッド２４がガイドシャフト２５によって上下に昇降自在に配置されており、上ベース板２０に固定されたアダプタ長調節用シリンダ２６によって昇降ヘッド２４は上下に昇降駆動される。なお、アダプタ長調節機構としては、シリンダ２６に限らず、例えばモータとボールネジとの組み合わせのように如何なる直動機構でもよい。昇降ヘッド２４の下面には、人工耳１と人工耳カバー２７とが下向きに固定されている。人工耳１の下側に突出するイヤーピース取付部３に圧電受話器Ｒ用のアダプタ４の軸方向一端部が嵌合され、その外周面に設けられた溝９に人工耳カバー２７の下端部が係合されている。人工耳カバー２７は、圧電受話器Ｒの自己鳴動音の外部への洩れを防止する機能を果たす。
【００１９】
圧電サウンダＳの測定区域３１にも、昇降ヘッド２４、ガイドシャフト２５およびアダプタ長調節用シリンダ２６が設けられ、昇降ヘッド２４は圧電受話器Ｒの測定区域３０に設けられた昇降ヘッド２４より高い位置に保持されている。昇降ヘッド２４の下面には、人工耳１と人工耳カバー２８とが下向きに固定されている。人工耳１の下側に突出するイヤーピース取付部３に圧電サウンダＳ用のアダプタ１０の軸方向一端部が嵌合され、その外周面に設けられた溝１６に人工耳カバー２８の下端部が係合されている。圧電サウンダ用の人口耳カバー２８は、圧電受話器用の人口耳カバー２７に比べて軸方向寸法が長く形成されている。
【００２０】
各測定区域３０，３１には、圧電受話器Ｒまたは圧電サウンダＳを水平方向に間欠搬送する搬送手段３２，３３がそれぞれ設けられている。搬送手段３２，３３としては、圧電受話器Ｒまたは圧電サウンダＳを所定位置で正確に位置決めでき、下方からプッシャ３４で持ち上げ可能な手段であればよく、例えば公知の搬送ベルトやレールに沿って搬送されるパレットなどを用いることができる。圧電受話器Ｒおよび圧電サウンダＳは、搬送手段３２，３３によって測定区域３０，３１の中を図８の紙面に垂直な方向に搬送される。上記アダプタ４，１０の着座面は、搬送手段３２，３３よりわずかに上方位置となるように、上記シリンダ２６によって高さ調整される。搬送手段３２，３３によって間欠搬送された圧電受話器Ｒおよび圧電サウンダＳがアダプタ４および１０の下方（測定位置）に到達すると、プッシャ３４によって搬送手段３２，３３から持ち上げられ、上記アダプタ４および１０に押し付けられる。
【００２１】
圧電受話器Ｒおよび圧電サウンダＳをアダプタ４および１０にそれぞれ押し付けた状態で、圧電受話器Ｒおよび圧電サウンダＳに所定周波数の交番信号を印加すると、受話器ＲおよびサウンダＳが鳴動し、その鳴動音を人工耳１に内蔵されたマイクロホン２で受信することで、音圧を測定することができる。両者の鳴動音は、人工耳カバー２７，２８および防音材２３によって遮蔽されるので、隣の測定区域に音が洩れるのを防止できる。
【００２２】
このように、人工耳カバー２７，２８とアダプタ４，１０とを取り替え、人工耳１の高さを可変するだけで、圧電受話器Ｒと圧電サウンダＳの両方の音圧を測定できる。しかも、人工耳１、昇降ヘッド２４、アダプタ長調節用シリンダ２６、防音構造物２０，２１，２２および防音材２３などの主要設備を共通化できるので、測定設備を低コストで実現できる。また、圧電サウンダＳの音圧を測定するための大型の防音箱を必要としないので、設備の小型化を図ることができる。
【００２３】
本発明にかかるアダプタ１０は、図５，図６に示される形状に限るものではない。
例えば着座面側を先細としたテーパ状のアダプタを用いることもできるし、開口穴も長孔状に限らず、多数の丸穴を設けてもよい。
また、アダプタ１０を円筒形状ではなく、角筒形状としてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、圧電受話器の音圧測定用人工耳に指向性を持つアダプタを介して圧電サウンダを押し付け、その音圧を測定するようにしたので、圧電サウンダの鳴動音のうち一方向の音のみがアダプタの中を伝わり、マイクロホンで検出される。また、アダプタに設けられた開口穴によって開放空間となり、アダプタの気室の体積が小さくても、従前の防音箱と同様な機能を果たすことができる。そのため、設備生産能力を高めるため、複数の音圧測定システムを設置した場合でも、設備寸法が小さくて済む。
また、アダプタを取り替えるだけで、圧電サウンダおよび圧電受話器で人工耳を共通化することができるので、設備コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来における圧電受話器の音圧測定装置の一例の側面図である。
【図２】図１の音圧測定装置に用いられる圧電受話器用アダプタの斜視図である。
【図３】図２に示す圧電受話器用アダプタの平面図およびＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明にかかる圧電サウンダの音圧測定装置の一例の側面図である。
【図５】圧電サウンダ用アダプタの斜視図である。
【図６】図５に示す圧電サウンダ用アダプタの平面図およびＹ−Ｙ線断面図である。
【図７】従来方法と本発明方法とによる圧電サウンダの音圧比較図である。
【図８】本発明に係る音圧測定装置の具体的適用例を示す断面図である。
【図９】従来の圧電サウンダの音圧測定装置の一例の構造図である。
【符号の説明】
Ｓ        圧電サウンダ
Ｒ        圧電受話器
１        人工耳
２        マイクロホン
４        圧電受話器用アダプタ
１０      圧電サウンダ用アダプタ
１１      着座面
１３      連通穴
１４      気室
１５      開口穴
【図１】
0003873801.tif 000002
【図２】
0003873801.tif 000003
【図３】
0003873801.tif 000004
【図４】
0003873801.tif 000005
【図５】
0003873801.tif 000006
【図６】
0003873801.tif 000007
【図７】
0003873801.tif 000008
【図８】
0003873801.tif 000009
【図９】
0003873801.tif 000010