Acoustic resistance material and manufacturing method of acoustic resistance material

本発明は、楽器、オーディオ機器などの音響抵抗の調節に用いられる音響抵抗材に関するもので、より詳しくは、所望の音響抵抗値を精度よく得ることができる音響抵抗材及び音響抵抗材の製造方法に関するものである。

電気音響変換器には、音響素子として音響抵抗材が用いられているものがある。 とりわけマイクロホンでは、周波数応答を平坦にし、指向性を付与するために音響抵抗値の適正な音響抵抗材が用いられる必要がある。 音響抵抗材には、例えば、布、不織布やスポンジなどの適度に通気性ある材料が音響抵抗材として用いられている。 しかしながら、これらの音響抵抗材は、その隙間にムラがあることから、個別の音響抵抗値にバラツキが生じるため、音響抵抗値の均一化及び、音響抵抗値の簡易な設計を図ることが困難である。 したがって、音響機器の生産時には、音響抵抗材の音響抵抗値のバラツキを考慮しなければならず、音響抵抗材の１つ１つのばらつきを考慮して音響機器の音響特性を一定に設定することは、大きなコスト高要因となる。

そこで、特許文献１、２に記載の音響抵抗材は、音響インピーダンスを呈するメッシュの一部に目止めになるシートを施した２層構造で構成されている。 目止めとなる部分は、音波を通さない空気遮断層であり、メッシュ部分は、適度に音波を通す音響抵抗層となっている。 そして空気遮断層には、孔が設けられていて、音響抵抗層の一部が露出するようになっている。 音響抵抗材の音響抵抗層は、メッシュの糸の間の面積が安定しているため、音波を通過させる面積が均一である。 また、目止め部分の音響抵抗部は、音波を通さないので、音響抵抗材が露出する部分を空気遮断層の孔の部分の加工によって設定することで、その孔の面積から音響抵抗値を規定できる。 このため、特許文献１、２に記載の発明では、音響抵抗値にばらつきのない音響抵抗材が提供できるとされている。

しかしながら、特許文献１、２に記載の音響抵抗材では、音波が透過する面積を規定することができるが、上述の空気遮断層の孔の部分が写真技術の応用や抜き加工などの複雑な工程を経て製造されているため、孔の加工精度に問題が発生しやすく、その面積に個体差が発生し易い。 また、孔の面積にばらつきが発生するため、製品ごとに音響抵抗値のばらつきが大きくなる問題がある。 さらに、特許文献１、２に記載の音響抵抗材の加工方法は、複雑で困難性があるため工程が多く時間もかかり、音響抵抗材の製造コストが高くなる問題がある。

本発明は、以上述べたような従来技術の問題点を解消すること、すなわち、空気遮断層と、空気を通過させて音響抵抗として音波を伝達させる音響抵抗層を有する音響抵抗材において、音響抵抗層の露出面積のばらつきが少なく、音響抵抗材の音響抵抗値のばらつきを解消し、正確な音響抵抗値を有する音響抵抗材、及び製造工程が簡素でコストのかからない音響抵抗材の製造方法の提供を目的とする。

本発明にかかる音響抵抗材は、空気を遮断して音波を伝達させない空気遮断層と、空気を通過させて音響抵抗として音波を伝達させる音響抵抗層を有する音響抵抗材であって、空気遮断層は、有色色素を含有する樹脂からなり、空気遮断層の一部が除去されていることを最も主要な特徴とする。

また、本発明にかかる音響抵抗材の製造方法は、空気を遮断して音波を伝達させない空気遮断層と、空気を通過させて音響抵抗として音波を伝達させる音響抵抗層を有する音響抵抗材の製造方法であって、音響抵抗層に、塗料を塗布する塗布工程と、塗料を固化させて上記空気遮断層にする固化工程と、空気遮断層の一部をレーザー光の照射によって除去する空気遮断層除去工程と、を有することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、空気遮断層は、有色色素を含有する樹脂からなるため、レーザー光の露光によって、空気遮断層の一部を簡単に精度よく除去することができ、音響抵抗材における音響抵抗層の露出面積の大きさのバラツキを小さくすることができ、音響抵抗材の音響抵抗値の精度を向上させることができ、正確な音響抵抗値を設定でき、製造工程が簡素で製造コストのかからない音響抵抗材、及び音響抵抗材の製造方法を提供することができる。

本発明に係る音響抵抗材の実施例を示す断面図である。

上記音響抵抗材の上面図である。

上記音響抵抗材の製造工程を示す模式図である。

以下、本発明に係る音響抵抗材の実施例について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

図１において、音響抵抗材１０は、空気を遮断して音波を伝達させない空気遮断層１と、空気を通過させて音響抵抗として音波を伝達させる音響抵抗層２を有する２層の薄い材料からなる。 空気遮断層１の一部は、円形に除去されて音響抵抗層２が露出している。 音響抵抗層２が露出している領域を、図１では符号Ａで示している。

空気遮断層１は、樹脂と黒色色素を有するいわゆる黒色の塗料を固化させたものであり、空気の流通を遮断する厚みを有している。 また、固化する前の塗料には、溶剤及び、その他適宜の補助剤が含有されている。 黒色色素としては、顔料でも、染料でもよい。 顔料としては、適宜のものが選択でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒、骨炭、ランプ黒などが挙げられる。 染料としては、例えば、ニグロシンなどを使用することができる。 樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂など適宜のものが選択できるが、ポリウレタン樹脂であると、塗料が乾燥した後に膜厚となり、空気を遮断する上で好ましい。 溶剤としては、適宜のものが選択でき、例えば、トルエン、酢酸エチルなどが挙げられる。 また、環境のことを考慮し、ノントルエンインキを塗料として使用することも可能である。

音響抵抗層２は、一律の空間が空くように編まれたメッシュ状の合成繊維が用いられ、このことにより、個々の音響抵抗材における音波を通す面積のばらつきを小さくすることができる。 そのため、こうした合成繊維を用いると、空気遮断層１を除去する面積、即ち上記領域Ａの大きさによって、音響抵抗値を規定することができる。 音響抵抗層２としては、例えば、ポリアミド系の繊維などでできた適宜の有機系高分子からなる合成繊維を用いることができ、その他、ステンレス及びステンレスにメッキを施した金属繊維を用いることも可能である。 音響抵抗層２には、レーザー光の吸収を抑えて音響抵抗層２に後述する露光時に最終的にダメージが発生しないようにするため、無色透明な合成繊維を用いると好ましい。

以下、本発明にかかる音響抵抗材の製造方法を図２、図３を用いて説明する。 なお、音響抵抗層１には、市販の透明なポリアミド繊維からなるメッシュを用いている。

塗料を塗布する塗布工程では、まず、上述した塗料を混ぜ合わせて音響抵抗層１の片側全面に載せ、そして、ローラーやへらで、上述した塗料をスクイーズして、空気を遮断する厚みを有するように、全体にまんべんなく塗布する。 ここで、塗料としては、ポリウレタン樹脂を有して黒色色素を含有するウレタン系塗料を用いている。 次に固化工程では、塗料を乾燥させて、固化させ空気遮断層を形成する。 こうして、図２のように、音響抵抗層１と、空気遮断層２が形成される。

空気遮断層除去工程では、図３に示すように、レーザー装置４を用い、空気遮断層１の表面にレーザー光３を照射する。 空気遮断層１は、レーザー光３の照射により加熱され、加熱された部分が蒸発または昇華することによって除去される。 そして、図３のように、音響抵抗材１０に所望の音響抵抗層２の露出面積を有する領域Ａを形成することができる。 レーザー装置４は、空気遮断層２を加熱して除去できるだけのエネルギーを持つレーザー光を照射する。 レーザー装置４は、例えば、発振器、スキャンミラー、ｆθレンズなどを内蔵している。 そして、レーザー光３は、レーザー装置４内の発振器内で増幅され放射される。 続いて、放射されたレーザー光３は、スキャンミラー、ｆθレンズを通して空気遮断層１の表面に集光される。 この集光ポイントをＸ軸、Ｙ軸として規定して、照射面積を設定することができる。 また、このＸ軸、Ｙ軸によって設定された平面の情報によって、レーザー装置４は、スキャンミラーで動かし、空気遮断層１を規定の面積通りに除去することができる。 なお、レーザー装置４には、空気遮断層１の表面を除去するだけのエネルギーが期待できるＹＡＧレーザー、ＣＯ _２レーザーなどが用いられている。 照射面積は、レーザー装置４に備えられたコンピュータシステムにプログラミングして、レーザー光３の走査範囲を設定することで指定できる。 なお、レーザー装置４としては、適宜のものが選択できる。

このようにすることにより、空気遮断層１は、黒色色素を含有する樹脂からなるため、レーザー装置４のレーザー光３によって、黒色色素がレーザー光のエネルギーを吸収することで、簡単に精度よく除去される。 また、レーザー装置４によって、音響抵抗層２を傷つけることなく空気遮断層１にレーザー光を照射することができ、音響抵抗材１０における、音響抵抗層２の露出領域Ａの面積のバラツキを小さくして、音響抵抗材１０の音響抵抗値のバラツキを解消し、正確な音響抵抗値を設定することができる。 また、音響抵抗層２に無色透明な繊維を用いると、音響抵抗層２をレーザー光が透過して、レーザー光３のエネルギーを吸収しないため、音響抵抗層２が傷つきにくく好ましい。

なお、本発明で使用する空気遮断層１の色素は、黒色に限定しているが、空気遮断層１がレーザー光の照射によって除去されるように設定されていれば、その他の色の有色色素を使用してよい。 もちろんレーザー光３の吸収を考えると黒色が当然に合理的で好ましい。 また、実際のマイクロホンの製造段階において、音響特性の調整のため、音響抵抗材１０の音響抵抗値を測定する装置及び方法を使用する場合、マイクロホンに用いられる音響抵抗材に圧搾空気を吹き付けてその音響抵抗値を測定する音響抵抗測定装置を使用できる。 例えば、特開２００５−３２８３４７号公報に記載の装置及び測定方法を使用することができ、さらにこの特許文献に記載されている音響抵抗測定装置で音響抵抗値を測定しながら、本発明に係る音響抵抗材１０の製造方法にて、音響抵抗値を調整しながら音響抵抗材１０を製造することも可能である。 また、このように構成すると、所望の音響抵抗値をレーザー装置４に設定することのみで、音響抵抗測定装置が感知した音響抵抗値を基にして、レーザー装置４が音響抵抗材１０に露光すべき面積を判断し、レーザー装置４が自動的に露光するような制御をすることも可能となる。

図示の実施例では、空気遮断層１の領域Ａの形状は丸状になっているが、この形状に限らず、適宜の形状に加工することが可能である。 例えば、狭指向性マイクロホンにおけるマイクロホンユニットの先端につける長細い円筒状の収音管には、音響抵抗材を周面に巻き付けるが、その際にシールなどを貼らなくとも、本発明に係る音響抵抗材１０を、上述の収音管の周面に巻き付け、上述のようにレーザー光３を露光することによって、音響抵抗値を調節することも可能である。

本発明に係る音響抵抗材は、マイクロホンの音響抵抗材以外にも、スピーカーや、その他、楽器や音響施設などの音響特性の調節に使用する音響材料としても適用可能である。

１ 空気遮断層 ２ 音響抵抗層 ３ レーザー光 ４ レーザー装置 １０ 音響抵抗材 Ａ 音響抵抗層の露出領域