(57)【要約】【課題】音孔が塞がれた際の検出部材が検出する音のゲイン及び位相の変化を抑制する。【解決手段】マイクロフォンユニット１０では、ガーニッシュ４２の音孔４４が車室１４から音導管３６内へ音を導くと共に、音導管３６がダイヤフラム３４へ音を導いて、ダイヤフラム３４が音を検出する。ここで、空気溝４６が音導管３６内と音導管３６外と車室１４とを連通している。このため、音孔４４が塞がれた際でも、音導管３６及び音孔４４の内部の空気を音導管３６外や車室１４へ逃がすことができ、当該空気の圧力脈動の発生を抑制できて、ダイヤフラム３４が検出する音のゲイン及び位相の変化を抑制できる。【選択図】図１
2009194734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を検出する検出部材と、
前記検出部材へ音を導く音導管と、
前記音導管の外空間側端を被覆し、前記音導管の前記外空間側端に対向されて前記外空間から前記音導管内へ音を導く音孔が設けられた被覆部材と、
前記音導管内又は前記音孔と前記音導管外又は前記外空間とを連通する連通部と、
を備えたマイクロフォン構造。
【請求項２】
前記連通部は、前記被覆部材の前記音導管側部分に設けられ、前記音導管内と前記音導管外とを連通する、ことを特徴とする請求項１記載のマイクロフォン構造。
【請求項３】
前記連通部は、前記被覆部材の前記外空間側部分に設けられ、前記音孔と前記音導管の前記外空間側端に対向する範囲外の前記外空間とを連通する、ことを特徴とする請求項１記載のマイクロフォン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出部材が音を検出するマイクロフォン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォン構造としては、上部筐体の音孔からパイプ状構造体内を介してマイクロフォンへ音が導かれるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このマイクロフォン構造では、音孔が手等で塞がれた際に、外部からの振動等によって上部筐体の振動とマイクロフォンの振動とにレベル差及び位相差が発生することで、パイプ状構造体及び音孔の内部（閉空間）の空気がばねになって、当該空気の圧力脈動（音圧）が発生する。このため、マイクロフォンが検出する音のゲインが大きくなると共に、当該音の位相が変化する。これにより、このマイクロフォン構造を所謂アクティブノイズコントロールシステム等の制御システムに使用する場合には、制御が不安定になる。
【特許文献１】特開２００４−３５６９２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮し、音孔が塞がれた際に検出部材が検出する音のゲイン及び位相が変化することを抑制できるマイクロフォン構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のマイクロフォン構造は、音を検出する検出部材と、前記検出部材へ音を導く音導管と、前記音導管の外空間側端を被覆し、前記音導管の前記外空間側端に対向されて前記外空間から前記音導管内へ音を導く音孔が設けられた被覆部材と、前記音導管内又は前記音孔と前記音導管外又は前記外空間とを連通する連通部と、を備えている。
【０００６】
請求項２に記載のマイクロフォン構造は、請求項１に記載のマイクロフォン構造において、前記連通部は、前記被覆部材の前記音導管側部分に設けられ、前記音導管内と前記音導管外とを連通する、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載のマイクロフォン構造は、請求項１に記載のマイクロフォン構造において、前記連通部は、前記被覆部材の前記外空間側部分に設けられ、前記音孔と前記音導管の前記外空間側端に対向する範囲外の前記外空間とを連通する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載のマイクロフォン構造では、音導管の外空間側端を被覆部材が被覆すると共に、被覆部材に設けられた音孔が音導管の外空間側端に対向されており、音孔が外空間から音導管内へ音を導くと共に、音導管が検出部材へ音を導いて、検出部材が音を検出する。
【０００９】
ここで、連通部が音導管内又は音孔と音導管外又は外空間とを連通する。このため、音孔が塞がれた際には、音導管及び音孔の内部の空気が連通部を介して音導管外又は外空間へ逃がされる。これにより、検出部材が検出する音のゲイン及び位相が変化することを抑制できる。
【００１０】
請求項２に記載のマイクロフォン構造では、連通部が、被覆部材の音導管側部分に設けられて、音導管内と音導管外とを連通する。このため、簡単な構成で音導管内と音導管外とを連通することができる。
【００１１】
請求項３に記載のマイクロフォン構造では、連通部が、被覆部材の前記外空間側部分に設けられて、音孔と音導管の外空間側端に対向する範囲外の外空間とを連通する。このため、簡単な構成で音孔と音導管の外空間側端に対向する範囲外の外空間とを連通することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明のマイクロフォン構造が適用されて構成された第１の実施の形態に係るマイクロフォンユニット１０が設けられた車両１２の主要部が車両側方から見た断面図（図２の１−１線断面図）にて示されており、図２には、車両１２の主要部が下方から見た下面図にて示されている。さらに、図３には、マイクロフォンユニット１０の主要部が車両側方から見た断面図（図１の３−３線断面図）にて示されている。なお、図面では、上方を矢印ＵＰで示す。
【００１３】
本実施の形態における車両１２には、外空間としての車室１４の上側において、外周部材としての板状のルーフパネル１６が設けられており、ルーフパネル１６は、車両１２の上面（天井面）を構成している。ルーフパネル１６の下側には、内周部材としての板状のルーフヘッドライニング１８が設けられており、ルーフヘッドライニング１８は、車室１４の上面（天井面）を構成すると共に、弾性を有している。また、ルーフヘッドライニング１８には、矩形状の設置孔２０が貫通形成されている。
【００１４】
ルーフヘッドライニング１８には、設置孔２０位置において、マイクロフォンユニット１０が設置されており、マイクロフォンユニット１０は、制御システムとしてのアクティブノイズコントロールシステムを構成している。
【００１５】
マイクロフォンユニット１０には、直方体形箱状の配置箱２２が設けられており、配置箱２２は、ルーフパネル１６とルーフヘッドライニング１８との間に配置されている。配置箱２２の下面には、矩形板状の設置板２４が固定されており、設置板２４は、発泡材によって構成されている。設置板２４は、設置孔２０の周囲において、ルーフヘッドライニング１８の上面に固定されており、これにより、配置箱２２がルーフヘッドライニング１８の上面に固定されている。
【００１６】
配置箱２２の下壁中央には、設置孔２０の中央位置において、円状の配置孔２６が貫通形成されると共に、設置板２４の下壁中央には、配置孔２６の内側位置において、円状の音導孔２８が貫通形成されており、配置孔２６は音導孔２８に比し径が大きくされている。配置箱２２の下壁には、配置孔２６の全周において、円環状かつ断面矩形状の音導リング３０が固定されており、音導リング３０は、発泡材によって構成されると共に、内周面が音導孔２８の内周面と面一にされている。
【００１７】
配置箱２２の上壁下面には、制御部としての平板状の基板３２（プリント配線板）が固定されており、基板３２には、回路（図示省略）が設置（印刷）されている。基板３２には、アクティブノイズコントロールシステムを構成する発音手段としてのスピーカ（図示省略）が電気的に接続されており、スピーカは、車室１４内へ音を発振可能にされている。
【００１８】
基板３２の下面には、音導孔２８及び音導リング３０の上側において、検出部材としての円板状のダイヤフラム３４が設置されており、ダイヤフラム３４は、基板３２に電気的に接続されると共に、振動可能にされて音を検出可能にされている。
【００１９】
マイクロフォンユニット１０には、円管状の音導管３６が設けられており、音導管３６の一部は、音導リング３０及び設置板２４の音導孔２８部分によって構成されている。
【００２０】
音導管３６の上側部分は、円管状の第１音導管３８によって構成されており、第１音導管３８の上端内には、ダイヤフラム３４が嵌合された状態で収容されている。第１音導管３８の上端は、基板３２の下面に固定されると共に、第１音導管３８の下端は、音導リング３０の上面に固定されており、第１音導管３８と基板３２との間及び第１音導管３８と音導リング３０との間は、閉塞されている。
【００２１】
音導管３６の下側部分は、円管状の第２音導管４０によって構成されており、第２音導管４０は、第１音導管３８と外径及び内径が同一にされると共に、ルーフヘッドライニング１８の設置孔２０を貫通している。第２音導管４０の上端は、設置板２４の下面に固定されており、第２音導管４０と設置板２４との間は、閉塞されている。第２音導管４０は第１音導管３８と車両前後方向位置及び車幅方向位置が同一にされており、第２音導管４０内は、音導孔２８内及び音導リング３０内を介して、第１音導管３８内に連通されている。第１音導管３８及び第２音導管４０の内径は、音導孔２８及び音導リング３０の内径に比し大きくされており、第１音導管３８及び第２音導管４０の内周面の内側に音導孔２８及び音導リング３０の内周面が配置されている。
【００２２】
音導管３６の下端（第２音導管４０の下端）には、被覆部材としての略矩形板状のガーニッシュ４２が固定されており、ガーニッシュ４２は、音導管３６の下端を下側から被覆すると共に、通気性を有しない材料によって構成されている。ガーニッシュ４２は、中央部分から外周部分へ向かうに従い上側へ湾曲されており、ガーニッシュ４２の外周部分は、ルーフヘッドライニング１８の下面に接触されている。ガーニッシュ４２は、ルーフヘッドライニング１８の設置孔２０を下側から被覆しており、ガーニッシュ４２の下面（表面）は、意匠面にされて、車室１４の上面（天井面）を構成している。
【００２３】
ガーニッシュ４２には、音導管３６の下端に対向する部分において、円状の音孔４４が所定数（本実施の形態では６つ）貫通形成されており、音孔４４は、音導管３６内と車室１４内とを連通している。ガーニッシュ４２の上面（裏面）には、連通部としての断面矩形状の空気溝４６が形成されており、空気溝４６は、上面が開放されると共に、音孔４４に連通されている。空気溝４６は、ガーニッシュ４２の一端から他端に亘って設けられて、長手方向両端がガーニッシュ４２の外周面から開放されており、空気溝４６は、音導管３６内と音導管３６外と車室１４内とを連通している。
【００２４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
以上の構成のマイクロフォンユニット１０では、ガーニッシュ４２の音孔４４が車室１４内から音導管３６内へ音を導くと共に、音導管３６がダイヤフラム３４へ音を導いて、ダイヤフラム３４が音を検出する。このため、車室１４内から音孔４４を通過した音がダイヤフラム３４によって良好に検出される。
【００２６】
ダイヤフラム３４が音を検出した際には、アクティブノイズコントロールが行われて、基板３２の制御によって、ダイヤフラム３４が検出した音に対し同一のゲイン（レベル）で逆位相の音をスピーカが車室１４内へ発振することで、車室１４内の音（特にノイズ）が消去（キャンセル）される。
【００２７】
ここで、ガーニッシュ４２の空気溝４６が音導管３６内と音導管３６外と車室１４内とを連通している。このため、音孔４４が手、大きな荷物、埃の堆積等で塞がれた際でも、音導管３６及び音孔４４の内部の空気を、空気溝４６によって音導管３６外や車室１４内へ逃がすことができる。これにより、車両１２の振動等によってガーニッシュ４２の振動とダイヤフラム３４の振動とにレベル差及び位相差が発生した場合でも、当該空気がばねになって当該空気の圧力脈動（音圧）が発生することを抑制できて、ダイヤフラム３４が検出する音のゲインが大きくなると共に当該音の位相が変化することを抑制できる。したがって、アクティブノイズコントロールを安定して行うことができ、スピーカが車室１４内へ異音を発振することを抑制できる。
【００２８】
さらに、ガーニッシュ４２の上面に、連通部としての断面矩形状の空気溝４６が形成されている。このため、簡単な構成で音導管３６内と音導管３６外と車室１４内とを連通することができると共に、空気溝４６がガーニッシュ４２の下面（意匠面）に影響を与えることを抑制できる。
【００２９】
しかも、ガーニッシュ４２の空気溝４６が音導管３６内を車室１４内まで連通している。このため、ダイヤフラム３４が車室１４外の音（ルーフヘッドライニング１８の上側の音）を検出することを抑制できる。
【００３０】
また、仮に、ガーニッシュ４２に空気溝４６が形成されない場合には、音孔４４が塞がれた際に、音導管３６及び音孔４４の内部が閉空間になる。この場合、音導管３６内の空気の密度をρとし、音導管３６内における音速をＣとし、音導管３６内の体積（ガーニッシュ４２とダイヤフラム３４との間の体積）をＶ０とし、音導管３６内の軸方向に垂直な断面積をＡとし、車両１２の振動等によるガーニッシュ４２及びダイヤフラム３４の音導管３６軸方向への変位をそれぞれｕ１及びｕ２とし、音導管３６内の音の角周波数をωとすると、音孔４４が塞がれた際に音導管３６及び音孔４４の内部の空気の音圧ｐ（ω）は、
ｐ（ω）＝ρＣ２Ａ（ｕ１−ｕ２）／Ｖ０
となる。
【００３１】
一方、本実施の形態では、虚数単位をｊとし、空気溝４６内の空気の音響抵抗をＲＡとすると、音孔４４が塞がれた際に音導管３６及び音孔４４の内部の空気の音圧Ｐ（ω）は、
Ｐ（ω）＝Ａ（ｕ１−ｕ２）／｛（１／（ｊωＲＡ）＋Ｖ０／（ρＣ２）｝
となる。
【００３２】
以上により、Ｐ（ω）＜ｐ（ω）となる。
【００３３】
また、図４及び図５に示す如く、仮に、ガーニッシュ４２に空気溝４６が形成されない場合には、音孔４４が塞がれていない際（図４及び図５の破線Ａ）と音孔４４が塞がれた際（図４及び図５の実線Ｂ）とで、ダイヤフラム３４が検出する音のゲイン及び位相が大きく変化する。
【００３４】
一方、図６及び図７に示す如く、本実施の形態では、音孔４４が塞がれていない際（図６及び図７の破線Ａ）と音孔４４が塞がれた際（図６及び図７の実線Ｂ）とで、ダイヤフラム３４が検出する音のゲイン及び位相が変化することを抑制できる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、空気溝４６をガーニッシュ４２に設けた構成としたが、空気溝４６を音導管３６（特に第２音導管４０）に設けた構成としてもよい。
【００３６】
［第２の実施の形態］
図８には、本発明のマイクロフォン構造が適用されて構成された第２の実施の形態に係るマイクロフォンユニット６０が車両側方から見た断面図（図２の１−１線位置断面図）にて示されており、図９には、マイクロフォンユニット６０の主要部が車両側方から見た断面図（図８の９−９線断面図）にて示されている。
【００３７】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット６０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００３８】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット６０では、空気溝４６がガーニッシュ４２の下面（表面）に形成されており、空気溝４６の下面は開放されている。空気溝４６は、断面台形状にされており、空気溝４６の幅は、下側へ向かうに従い徐々に小さくされて、空気溝４６の下端で最小にされている。空気溝４６は、音孔４４内と車室１４内とを連通しており、空気溝４６は、ガーニッシュ４２の一端から他端に亘って（音導管３６の下端に対向する範囲外まで）設けられて、長手方向両端がガーニッシュ４２の外周面から開放されている。
【００３９】
ここで、上述の如く、ガーニッシュ４２の空気溝４６が音孔４４内と車室１４内とを連通している。このため、音孔４４が手、大きな荷物、埃の堆積等で塞がれた際でも、音導管３６及び音孔４４の内部の空気を、空気溝４６によって車室１４内へ逃がすことができる。
【００４０】
これにより、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と、同様の作用及び効果を奏することができる。
【００４１】
特に、ガーニッシュ４２の下面（表面）に空気溝４６が形成されている。このため、簡単な構成で音孔４４内と車室１４内とを連通することができる。
【００４２】
さらに、空気溝４６の幅が、下側へ向かうに従い徐々に小さくされて、空気溝４６の下端で最小にされている。このため、音導管３６及び音孔４４の内部から車室１４内へ逃がされる空気の通り道の広さ（空気溝４６の断面積の大きさ）を確保できると共に、空気溝４６がガーニッシュ４２の下面（意匠面）に影響を与えることを抑制できる。
【００４３】
なお、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、空気溝４６をガーニッシュ４２の一端から他端に亘って設けた構成としたが、空気溝４６をガーニッシュ４２の音導管３６下端に対向する範囲外まで設けた構成であればよい。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図１０には、本発明のマイクロフォン構造が適用されて構成された第３の実施の形態に係るマイクロフォンユニット７０の主要部が車両側方から見た側面図にて示されている。
【００４５】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット７０は、上記第２の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００４６】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット７０では、ガーニッシュ４２の全周に、連通部を構成する断面矩形状の開放溝７２が形成されており、開放溝７２は、空気溝４６の長手方向両端に連通されている。
【００４７】
ここで、本実施の形態でも、上記第２の実施の形態と、同様の作用及び効果を奏することができる。
【００４８】
さらに、上述の如く、ガーニッシュ４２全周の開放溝７２が空気溝４６の長手方向両端に連通されている。このため、音導管３６及び音孔４４の内部から空気溝４６を介して車室１４内へ逃がされる空気の通り道を、空気溝４６のルーフヘッドライニング１８との境界部分において、開放溝７２によって広く（断面積を大きく）することができ、当該空気を空気溝４６から開放溝７２を介して車室１４内へ良好に逃がすことができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、ガーニッシュ４２の全周に開放溝７２を形成した構成としたが、空気溝４６の長手方向端部及びその近傍のみにおけるガーニッシュ４２の周部に開放溝７２を形成した構成としてもよい。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、第２の実施の形態におけるガーニッシュ４２に開放溝７２を設けた構成としたが、第１の実施の形態におけるガーニッシュ４２に開放溝７２を設けた構成としてもよい。
【００５１】
また、上記第１本実施の形態〜第３の実施の形態では、連通部を開断面状の空気溝４６（溝）にした構成としたが、連通部を閉断面状の空気孔（孔）にした構成としてもよい。
【００５２】
［第４の実施の形態］
図１１には、本発明のマイクロフォン構造が適用されて構成された第４の実施の形態に係るマイクロフォンユニット８０が車両側方から見た断面図（図２の１−１線位置断面図）にて示されている。
【００５３】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット８０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００５４】
本実施の形態に係るマイクロフォンユニット８０では、上記第１の実施の形態における空気溝４６がガーニッシュ４２に形成されておらず、ガーニッシュ４２と音導管３６の下端との間は、閉塞されている。
【００５５】
音導管３６の第１音導管３８及び第２音導管４０は、ゴム等の弾性体によって構成されており、第１音導管３８及び第２音導管４０は、弾性変形可能にされている。
【００５６】
ここで、音孔４４が手、大きな荷物、埃の堆積等で塞がれた際に、車両１２の振動等によってガーニッシュ４２の振動とダイヤフラム３４の振動とにレベル差及び位相差が発生した場合でも、音導管３６の第１音導管３８及び第２音導管４０が弾性変形されて、音導管３６内の体積Ｖ０（ガーニッシュ４２とダイヤフラム３４との間の体積）が大きくされることで、音導管３６及び音孔４４の内部の空気の圧力脈動（音圧）が発生することを抑制できる（上記第１の実施の形態におけるｐ（ω）を小さくすることができる）。
【００５７】
これにより、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と、同様の作用及び効果を奏することができる。
【００５８】
特に、上述の如く、ガーニッシュ４２に空気溝４６が形成されない。このため、ガーニッシュ４２の下面（意匠面）に影響を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の主要部を示す車両側方から見た断面図（図２の１−１線断面図）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両の主要部を示す下方から見た下面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロフォンユニットの主要部を示す車両側方から見た断面図（図１の３−３線断面図）である。
【図４】ガーニッシュに空気溝が形成されない場合において音孔が塞がれていない際（破線Ａ）と音孔が塞がれた際（実線Ｂ）とにおける音の周波数とダイヤフラムが検出する音のゲインとの関係を示すグラフである。
【図５】ガーニッシュに空気溝が形成されない場合において音孔が塞がれていない際（破線Ａ）と音孔が塞がれた際（実線Ｂ）とにおける音の周波数とダイヤフラムが検出する音の位相との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態において音孔が塞がれていない際（破線Ａ）と音孔が塞がれた際（実線Ｂ）とにおける音の周波数とダイヤフラムが検出する音のゲインとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態において音孔が塞がれていない際（破線Ａ）と音孔が塞がれた際（実線Ｂ）とにおける音の周波数とダイヤフラムが検出する音の位相との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロフォンユニットを示す車両側方から見た断面図（図２の１−１線位置断面図）である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロフォンユニットの主要部を示す車両側方から見た断面図（図８の９−９線断面図）である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るマイクロフォンユニットの主要部を示す車両側方から見た側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るマイクロフォンユニットを示す車両側方から見た断面図（図２の１−１線位置断面図）である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    マイクロフォンユニット（マイクロフォン構造）
１４    車室（外空間）
３４    ダイヤフラム（検出部材）
３６    音導管
４２    ガーニッシュ（被覆部材）
４４    音孔
４６    空気溝（連通部）
６０    マイクロフォンユニット（マイクロフォン構造）
７０    マイクロフォンユニット（マイクロフォン構造）
７２    開放溝（連通部）
８０    マイクロフォンユニット（マイクロフォン構造）
【図１】
2009194734.tif 000003
【図２】
2009194734.tif 000004
【図３】
2009194734.tif 000005
【図４】
2009194734.tif 000006
【図５】
2009194734.tif 000007
【図６】
2009194734.tif 000008
【図７】
2009194734.tif 000009
【図８】
2009194734.tif 000010
【図９】
2009194734.tif 000011
【図１０】
2009194734.tif 000012
【図１１】
2009194734.tif 000013