JP6101018B2 - 防風層付き表面音圧測定マイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、防風層付き表面音圧測定マイクロホンに関し、移動体の表面音圧を正確に測定する防風層付き表面音圧測定マイクロホンに適用して好適なるものである。

移動体などの表面音圧を正確に測定するためには、風雑音の低減が不可欠となる。風雑音を低減させて表面音圧を測定するためには、通常、プリアンプを含めた極薄型のサーフェイスマイクロホン（Surface Microphone）が利用されている。例えば、非常に薄いマイクロホンを利用したり、移動体の測定表面とサーフェイスマイクロホンの振動板とをほぼ同一面にしたりして、乱気流などの風雑音を極力発生させないようにしている。また、特許文献１では、マイクロホンをネット部材などで覆って風雑音を低減させている。

特開２００１−９１３５１号公報

しかし、マイクロホン出力は、音による振動板の直接駆動分と筐体を経由する２次固体音（マイクロフォニック雑音）との和であり、風雑音は振動板に直接風が当たる音の他に、マイクロホンの上方を風が通過することによる振動板への負圧変動や、マイクケース（ハウジング）を経由する固体音などの総合である。このため、上記したように、測定表面とサーフェイスマイクロホンの振動板とをほぼ同一面にしたり、マイクロホンの先端を塞いだり、マイクロホンをネット部材などで覆っても、対象音も風雑音も完全にゼロにすることはできないという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して風雑音を低減させ、かつ、測定対象音の音質やスペクトルを変化させない(挿入損失がほぼゼロ)防風層付き表面音圧測定マイクロホンを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するために本発明においては、移動体の表面音圧を測定する防風層付き表面音圧測定マイクロホンであって、マイクロホンと、前記マイクロホンを収納するマイクロホンケースと、前記マイクロホンの丁頭部を覆う第１の防風層と、前記第１の防風層の取付領域を除くマイクロホンケースの外側に設けられる流線型断面形状のハウジングと、前記マイクロホンの丁頭部を含む前記マイクロホンの周辺部を覆う第２の防風層と、を備え、前記第１の防風層及び前記第２の防風層は、音響透過性材料からなり、前記第１の防風層と前記マイクロホンの丁頭部との間に第１の空間層が設けられ、前記第２の防風層と前記マイクロホンの対向面との間に第２の空間層が設けられると共に、前記第２の防風層は、前記ハウジングを覆うように設けられることを特徴とする、防風層付き表面音圧測定マイクロホンが提供される。

かかる構成によれば、防風層付き表面音圧測定マイクロホンに、音響透過性材料からなる第１の防風層及び第２の防風層が備えられ、第１の防風層がマイクロホンの丁頭部に備えられ、第２の防風層がマイクロホンの周辺部を覆うように備えられ、第１の防風層とマイクロホンの丁頭部との間に第１の空間層が設けられ、第２の防風層とマイクロホンの対向面との間に第２の空間層が設けられ、移動体の表面音圧を測定する際に、音響の挿入損失を発生させることなく、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して、風雑音を効果的に低減させることが可能となる。また、各防風層は音響透過性であるため、測定対象音の音質やスペクトルが変化することは無い。

本発明によれば、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して、測定対象音を変質させることなく（いわゆるロスレス）風雑音を低減させることができる。

本発明の一実施形態に係るサーフェイスマイクロホンの風雑音を説明する概念図である。 同実施形態にかかるサーフェイスマイクロホンを説明する構成図である。 同実施形態にかかるサーフェイスマイクロホンの断面図である。 同実施形態にかかるマイクロホンを内包するマイクケースの断面図である。 同実施形態にかかるサーフェイスマイクロホンの断面図である。 同実施形態にかかるマイクロホンを内包するマイクケースの断面図である。 同実施形態にかかる風雑音を測定する測定系を示す概念図である。 同実施形態にかかる風雑音低減度を示す特性図である。 同実施形態にかかる風雑音低減度を示す特性図である。 同実施形態にかかる測定対象音の挿入損失を示す特性図である。 同実施形態にかかる測定対象音の挿入損失を示す特性図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本実施形態の概要
まず、本実施形態の概要を説明するにあたり、表面音圧の測定方法と用途について説明する。室境界面や移動体表面の音圧計測には、境界面や移動体面にマイクを埋め込んだり、シリコンマイクロホンやサーフェイスマイクロホンなどを用いたりする収音形態が考えられる。このような壁面や表面の音圧の測定結果は、以下のような種々の用途に用いられる。

（ａ）室内音場制御
コンサートホールの壁面などにシリコンマイクロホンなどを備えて、壁面音圧などの室境界面の音圧を測定する。室境界面の音圧を測定したり制御して、キルヒホッフ（Kirchooff）の積分公式から、波面合成法により原音場を再現したり、室境界の「仮想開口」が可能となる。

（ｂ）低周波音の観測
風力発電施設や夜間給湯器などの低周波による健康被害の原因を特定するためには、屋外の地表面音圧の測定（Emission測定）が必要となる。例えば、低周波音用風防の内側にマイクを配置することにより、風雑音を低減することが行われている。

（ｃ）１次元ＡＮＣ（Active Noise Control）
空調ダクト用などのＡＮＣは、気流中の表面音圧の測定や誤差検出が必要である。そこで、空調ダクトの内張り材と同一面にマイクロホンを埋め込むことにより、風雑音を低減させている。

（ｄ）移動体の表面音圧測定
車体や機体などの表面音圧を測定するためには、車体や機体が移動する際に発生する空気の乱流を低減する必要がある。そこで、小型ＥＣＭ（Prepolarized Condenser Mic）を内包した極薄型のシリコンマイクを車体や機体に張り付けて、空気の乱流などを極力回避して風雑音を低減させている。

しかし、風雑音は振動板に直接風が当たる音の他に、マイクロホンの上方を風が通過することによる振動板への負圧変動や、マイクケース（ハウジング）を経由する固体音などの総合音である。このため、上記したように、測定表面とサーフェイスマイクロホンの振動板とをほぼ同一面にしたり、マイクロホンの先端を塞いだりしても、対象音も風雑音もゼロにすることはできない。

また、マイクロホンを覆うハウジング（housing）を流線型の断面となるように形成して、風雑音を低減させている。図１は、ハウジングを流線型断面に形成して、内部に極薄型のシリコンマイクロホンを備えたサーフェイスマイクロホンの断面図である。図１に示すサーフェイスマイクロホン５０により移動体の表面音圧を測定する場合には、以下の３つの風雑音（図中の矢印１０１、１０２及び１０３）が出現する。

（矢印１０１）サーフェイスマイクロホン５０の上方を通過する風による振動板への負圧力変動を示す。サーフェイスマイクロホン５０の振動板を設置面と同一にしても、負圧による雑音（空力系雑音）は低減しない。

（矢印１０２）マイク筐体（マイクケース）及び流線型断面円形アダプター（ハウジング）を経るマイクロフォニック雑音（固体伝搬音）を示す。

（矢印１０３）車体からの固体音を示す。

図１に示すように、マイクロホンの風雑音は、風による振動板への直接駆動分（矢印１０１）と、筐体を経由する２次固体音（矢印１０２及び１０３）の和により決定される。以下に説明する本実施の形態では、特に、移動体の表面音圧を測定する際に、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して、風雑音を低減させることを可能としている。

具体的に、本実施形態にかかるサーフェイスマイクロホン１００は、図２に示すように、小型マイクロホン（１／４インチＥＣＭ:Prepolarized Condenser Microphone）本体１０を、プリアンプを含む極薄型に成形する。そして、小型マイクロホン本体１０を小型ケース（マイクケース）１２に収め、マイクケース１２の丁頭部にフッ素シートなどの繊維シートを設置し、さらにマイクケース１２の中心に円柱状の音孔を形成して第１の防風層２０を形成する。さらに、マイクケース１２を流線型のハウジングに収め、ハウジング全体をすっぱり覆うように第１の防風層２０と同様の金属繊維板で第２の防風層３０を形成する。さらに、第２の防風層３０は、その周囲に粘弾性の管材料（ゴムやウレタンなどの防振リング）３１を備える。

すなわち、本実施形態にかかるサーフェイスマイクロホン１００は、風雑音を低減させるために、主に、以下の３つの要素を有している。
第１の要素 流線型のハウジング
第２の要素 マイクケース上部の金属繊維板（第１の防風層２０）とマイクケース１２中心円柱状の音孔
第３の要素 ハウジング全体を覆う金属繊維板（第２の防風層３０）

なお、第１の防風層２０及び第２の防風層３０により、効果的に風雑音を低減させるためには、第１の防風層２０または第２の防風層３０と、小型マイクロホン本体１０の振動板との間に数ｍｍ〜２０ｍｍの空気層が形成されることが望ましい。図２の構成では、第１の防風層２０または第２の防風層３０と、小型マイクロホン本体１０の振動板との間は、円柱状の音孔によって空気層を形成している。また、第１の防風層の中央部分を盛り上げて曲面状に形成することで空気層を形成してもよいし、第２の防風層を球欠型の構造にして空気層を形成してもよい。

このように、防風層を多層にすることにより、外側は空気と同様の小さい音響インピーダンスとし、サーフェイスマイクロホン１００の内部にいくほど音響インピーダンスを大きくすることで、効果的に風雑音の低減度を上昇させることができる。

また、上記した第１〜第３の要素は、単独で用いても、組み合わせて用いても、風雑音を低減させる効果を発揮する。例えば、小型マイクロホン本体１０を第３の要素である第２の防風層３０で覆うだけでも風雑音を低減させることができる。

このように、本実施形態では、サーフェイスマイクロホン１００全体における風雑音の発生及び伝播経路を想定して、すべての伝播経路を遮断するために、上記した３つの要素のすべてまたはいずれかを組み合わせて防風層を構築する。これにより、図１に示す風雑音の伝播経路をすべて遮断して、風雑音を低減させることを可能としている。

（２）サーフェイスマイクロホンの構成
次に、図３及び図４を参照して、サーフェイスマイクロホン１００の構成例について説明する。図３は、サーフェイスマイクロホン１００の構成例を示す全体図である。図３に示すように、サーフェイスマイクロホン１００は、主に、小型マイクロホン本体１０、マイクケース１２、ハウジング１３、ケーブル１７、第１の防風層２０、粘性防振材２１及び第２の防風層３０から構成されている。

小型マイクロホン本体１０は、１／４インチＥＣＭ:Prepolarized Condenser Microphone本体を、プリアンプを含んで極薄型に成形した小型のマイクロホンである。

マイクケース１２は、小型マイクロホン本体１０を内包する円筒形のケースであって、金属製またはプラスティック製のケースである。また、マイクケース１２には、中央付近に直径０．５ｍｍ〜３ｍｍの丸孔型の調整ベント１９が設けられている。この丸孔型調整ベント１９により、風雑音を調整し、低減させている。

第１の防風層２０は、調整ベント１９の上方に取り付けられており、フッ素シートや金属繊維板などの音響透過性材料である。このように、第１の防風層２０と調整ベント１９を構成することにより、小型マイクロホン本体１０の振動板と第１の防風層２０との間に空気層が形成されて、更なる風雑音の低減を図ることができる。小型マイクロホン本体１０及びマイクケース１２及び第１の防風層２０については、図４を参照して詳細に説明する。

ハウジング１３は、マイクケース１２の外側に位置し、流線型断面を有する小型マイクロホン本体１０を覆う部品である。ハウジング１３に収められたサーフェイスマイクロホン１００は、例えば、2.4〜3.0ｍｍ厚程度にして乱流を最小化している。また、ハウジング１３には、マイクケース１２を収納する際に、内側側面に円形の溝を設けて、ここに粘性防振材２１を設置する。粘性防振材２１はゴムやウレタンなどで形成され、粘性防振材２１によりマイクケース１２を防振支持する。これにより、ハウジング１３を経由する固体音（マイクロフォニック雑音）を回避することができる。

ケーブル１７は、小型マイクロホン本体１０のケーブルである。

第２の防風層３０は、ハウジング１３全体をすっぽり覆うように形成される。第２の防風層３０は、第１の防風層２０と同様の金属繊維板で形成され、その周囲に粘弾性の管材料（ゴムやウレタンなどの防振リング）が形成される。また、図３の第２の防風層３０はハウジング１３に沿って形成されているが、調整ベント１９を設けていることにより、小型マイクロホン本体１０の振動板と第２の防風層３０との間に空間層を形成している。

第１の防風層２０及び第２の防風層３０は、音響を透過し、風を通す多孔性の金属繊維板で形成される。この金属繊維板は、例えば、厚さ0.78mm程度の自立性を有する素材である。サーフェイスマイクロホン１００に、第１の防風層２０だけでなく、第２の防風層３０を備えることにより、小型マイクロホン本体１０で収音される風雑音を大きく低減させることが可能となる。

次に、図４を参照して、小型マイクロホン本体１０を内包するマイクケース１２の詳細について説明する。図４に示すように、ケーブル１７に接続された小型マイクロホン本体１０は、直径０．５ｍｍ〜３ｍｍの丸孔型の調整ベント１９が設けられたマイクケース１２に収められている。調整ベント１９を設けることにより、風雑音を調整し、低減させることができる。

そして、調整ベント１９の上方に、フッ素シートや金属繊維板などの音響透過性材料で形成された第１の防風層２０が設置される。第１の防風層２０を小型マイクロホン本体１０の上方に設置することにより、更なる風雑音の低減を図ることができる。

このように、図３に示すサーフェイスマイクロホン１００は、図１に示す矢印１０１の風雑音の伝播経路を第１の防風層２０及び第２の防風層３０により遮断し、風速を低減させて、風雑音の発生を効果的に抑制している。また、図１に示す矢印１０２のように、マイクケース１２やハウジング１３に伝わる固体振動についても、マイクケース１２に設けた粘性防振材２１及びハウジング１３に設けた防振リングにより効果的に遮断することができる。さらに、サーフェイスマイクロホン１００本体側面による乱流（サイドイフェクト）の発生についても、ハウジング１３を流線型にすることにより抑制することができる。

次に、図５及び図６を参照して、サーフェイスマイクロホン１００の他の構成例について説明する。図５は、サーフェイスマイクロホン１００の構成例を示す全体図である。図５に示すように、サーフェイスマイクロホン１００は、主に、小型マイクロホン本体１０、マイクケース１２、ハウジング１３、ケーブル１７、第１の防風層２０、粘性防振材２１及び第２の防風層３０から構成されている。

図５に示すサーフェイスマイクロホン１００は、図３に示すサーフェイスマイクロホン１００とは、第１の防風層２０及び第２の防風層３０の形状が異なる。具体的に、第１の防風層２０は、図６に示すように、調整ベント１９の上方に、中央部が盛り上がるように断面形状を曲面状にして設けられている。このように、調整ベント１９と第１の防風層２０の中央部との距離を設けることにより、図３に示すサーフェイスマイクロホン１００に比して、更なる風雑音の低減を図ることが可能となる。

また、第２の防風層３０も、図５に示すように、ハウジング１３との間に1〜5ｍｍ程度の間隔をあけて、曲面状にして設けられる。第２の防風層３０をこのような構造とすることにより、振動板と防風層の距離が大きくなり、図３のサーフェイスマイクロホン１００に比べて、更なる風雑音の低減を図ることができる。

また、第２の防風層３０の外周にゴムやウレタンなどの粘弾性材料を防振リング３１として設置する。第２の防風層３０は、防振リング３１により防振支持されるため、測定対象である車体や機体を伝搬する振動や固体音が防風層自体に伝わる度合いを低減させることができる。そして、第２の防風層３０に防振リング３１を設置することで、第２の防風層の振動により２次的に発生する風雑音（２次固体音）も効果的に遮断することができる。なお、第１の防風層２０についても、第２の防風層３０と同様に、第１の防風層２０の外周に防振リングを設置する構造としてもよい。

（３）サーフェイスマイクロホンの測定結果
上記の構造を有するサーフェイスマイクロホン１００により実現される風雑音低減の効果を図７に示す測定系２００で測定した。図７に示すように、風を発生させるファン２０１と、ピンクノイズを発生させるスピーカ２０２と、測定結果を管理するパーソナルコンピュータ（図中ＰＣと表記）２０３と、グラスウール２０４と、筐体２０５とを備える。

測定系２００では、移動体を代替する筐体２０５に本実施形態のサーフェイスマイクロホン１００が設置されている。サーフェイスマイクロホン１００で計測された測定結果は、パーソナルコンピュータ２０３に記憶される。

パーソナルコンピュータ２０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、メモリ、入出力インタフェース（いずれも図示せず）などを有するコンピュータ装置として構成されており、メモリには、制御プログラムや管理テーブルなどが格納される。

測定系２００により、サーフェイスマイクロホン１００で計測される風雑音のレベル（風雑音低減度Ｒ（dB））と、第１防風層２０及び第２防風層３０による測定対象音の阻害レベル（挿入損失△（dB））とを測定することができる。

風雑音低減度Ｒ（dB）は、サーフェイスマイクロホン１００において、風雑音を低減させるために設けられた、マイクケース１２やハウジング１３、第１の防風層２０や第２の防風層３０などにより、風雑音がどれくらい低減しているかを評価する値である。具体的に、マイクケース１２やハウジング１３、第１の防風層２０や第２の防風層３０などがない場合とある場合とで、風雑音の測定結果を比較する。

また、挿入損失△（dB）は、第１の防風層２０または第２の防風層３０により測定対象音がどの程度素材されるかを示す音響透過性を評価する値である。具体的に、第１の防風層２０または第２の防風層３０がない場合とある場合とで、スピーカ２０２からピンクノイズを放出したときの応答を比較する。両者の差が挿入損失△（dB）であり、△＝０（dB）は測定対象音の変質が無い（ロスレス）であることを示す。

（３−１）風雑音低減度
図８及び図９は、サーフェイスマイクロホン１００の風雑音低減度を示す測定結果（特性曲線）である。以下、各特性曲線について説明する。

図８の特性曲線３０１は、小型マイクロホン本体１０での風雑音の特性（ａ）を示す。また、特性曲線３０２は、小型マイクロホン本体１０に、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加した場合の風雑音の特性（ｂ）を示す。図８に示すように、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加したことにより、小型マイクロホン本体１０単体側面の乱流発生が抑制され、風雑音が数dB低減している。しかし、ハウジング１３の追加による風雑音低減度Ｒ（dB）は大きい値とはいえない。

また、特性曲線３０３は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として、フッ素シートを追加した場合の風雑音の特性（ｃ）を示す。また、特性曲線３０４は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として、中央部分が盛り上がった球欠型を有する金属繊維板の音響透過性材料を追加した場合の風雑音の特性（ｄ）を示す。

特性曲線３０３及び３０４に示すように、第１の防風層２０を追加することにより、小型マイクロホン本体１０単体の場合よりも約１０dB（５００Hz）の風雑音の低減を確認することができた。また、第１の防風層２０としてフッ素シートを用いた場合よりも、第１の防風層２０として曲面体の音響透過性材料を追加した場合のほうが、数dB程風雑音が低減されている。

また、特性曲線３０５は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第２の防風層３０を追加した場合の風雑音の特性（ｅ）を示す。また、特性曲線３０６は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として曲面体の音響透過性材料を追加し、さらに、第２の防風層３０を追加した場合の風雑音の特性（ｆ）を示す。なお、第２の防風層３０は、風雑音の低減効果の高い、中央部の盛り上がった球欠型の金属繊維板（図５に示す第２の防風層３０）を用いている。

特性曲線３０５に示すように、第２の防風層３０を追加することにより、小型マイクロホン本体１０単体の場合よりも約３０dBの風雑音の低減を確認することができた。また、特性曲線３０６に示すように、第１の防風層２０と第２の防風層３０を併用することにより、小型マイクロホン本体１０単体の場合よりも約３５dBの風雑音の低減を確認することができた。なお、特性曲線３０５及び３０６において、６３０Hz以上で風雑音の低減効果が悪化しているが、これは、風源ファンのモータ／ギア騒音によるものであり、風雑音が上昇しているわけではない。実際には、風洞実験など安定した測定結果を得ることができる環境においては、特性曲線３０５及び３０６の点線に示すように風雑音を低減させることが予想される。

また、図９に示すように、特性曲線３０７は、特性曲線３０１と同様に、小型マイクロホン本体１０での風雑音の特性（ａ）を示す。また、特性曲線３０８は、特性曲線３０２と同様に、小型マイクロホン本体１０に、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加した場合の風雑音の特性（ｂ）を示す。

そして、特性曲線３０９は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに厚さ４ｍｍの風障壁リング（図示せず）を設けた場合の風雑音の特性（ｇ）を示す。また、特性曲線３１０は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３と厚さ４ｍｍの風障壁リングを設け、さらに、第１の防風層２０として、フッ素シートを追加した場合の風雑音の特性（ｈ）を示す。また、特性曲線３１１は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３と厚さ４ｍｍの風障壁リングを設け、さらに、第１の防風層２０として、中央部分が盛り上がった曲面体を有する金属繊維板の音響透過性材料を追加した場合の風雑音の特性（ｉ）を示す。

特性曲線３０９に示すように、風障壁リングを設けると、風雑音は、高域では僅かに低減するが、低域では乱流により低減度が悪化（ｇ）していることがわかる。また、特性曲線３１０及び３１１に示すように、第１の防風層２０を追加しても、風雑音の低減度に対する効果は限定される（ｈ、ｉ）。

また、特性曲線３１２は、小型マイクロホン本体１０に、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、調整ベント１９を粘土で塞いだ場合の風雑音の特性（ｊ）を示す。また、特性曲線３１３は、小型マイクロホン本体１０に、第２の防風層３０を追加した場合の風雑音の特性（ｋ）を示す。特性曲線３１４は、第２の防風層３０の外周に防振リング３１を追加した場合の風雑音の特性（ｌ）を示す。特性曲線３１３と特性曲線３１４とを比較すると、第２の防風層３０に防振リング３１を追加した場合に、数ｄＢの差で風雑音が低減していることがわかる。

特性曲線３１２に示すように、調整ベント１９を粘土で塞いだとしても、風雑音は残る。また、特性曲線３１３に示すように、第２の防風層３０の防振エッジを外した場合には、風雑音の低減度が数ｄＢ悪化する。

（３−２）挿入損失
図１０及び図１１は、第１防風層２０及び第２防風層３０による測定対象音の挿入損失を、防風層（風防）が無い時の特性（a)と比較することにより、両者の差△(dB)として示す特性図である。以下、特性曲線について説明する。

図１０の特性曲線４０１は、小型マイクロホン本体１０での測定対象音の特性（ａ）を示す。また、特性曲線４０２は、小型マイクロホン本体１０に、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加した場合の測定対象音の特性（ｂ）を示す。また、特性曲線４０３は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として、フッ素シートを追加した場合の測定対象音のスペクトル特性（ｃ）を示す。

また、特性曲線４０４は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として、中央部分が盛り上がった曲面体を有する金属繊維板の音響透過性材料を追加した場合の測定対象音の特性（ｄ）を示す。また、特性曲線４０５は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらに、第１の防風層２０として曲面体の音響透過性材料を追加し、さらに、第２の防風層３０を追加した場合の測定対象音の特性（ｆ）を示す。

特性曲線４０２〜４０５に示すように、本実施形態にかかるハウジング１３や、第１の防風層２０や、第２の防風層３０を小型マイクロホン本体１０に設置しても、測定対象音の挿入損失はほぼ０であることがわかる。

図１１の特性曲線４０７は、図１０の特性曲線４０１と同様に、小型マイクロホン本体１０での測定対象音の特性（ａ）を示す。また、特性曲線４０８は、図１０の特性曲線４０２と同様に、小型マイクロホン本体１０に、マイクケース１２を内包するハウジング１３を追加した場合の測定対象音の特性（ｂ）を示す。また、特性曲線４０９は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３を追加し、さらにマイクケース１２に厚さ４ｍｍの風障壁リング（図示せず）を設けた場合の測定対象音の特性（ｇ）を示す。また、特性曲線４１０は、小型マイクロホン本体１０にマイクケース１２を内包するハウジング１３とマイクケース１２に厚さ４ｍｍの風障壁リングを設け、さらに、第１の防風層２０として、中央部分が盛り上がった曲面体を有する金属繊維板の音響透過性材料を追加した場合の測定対象音の特性（ｉ）を示す。

特性曲線４０８〜４１０に示すように、ハウジング１３や、風障壁リングや、第１の防風層２０などを追加した場合には、上記したように、風雑音を低減しつつ、ほとんど音響の挿入損失は発生していないことがわかる。

以上の測定結果から、マイクロホン筐体やマイクロホンの測定面とマイクロホンの振動板とを同一面に設置するだけでは、マイクロホンの上方を風が通過することによる振動板への負圧変動や、マイクケース（ハウジング）を経由する固体音などを遮断することはできず、風雑音が伝播する経路をバランスよく遮断することが必要となることがわかる。上記した測定系２００では、サーフェイスマイクロホン１００に上記した第１〜第３の要素を単独に追加したり、組み合わせて追加したりすることにより、サーフェイスマイクロホン１００全体における風雑音の発生や伝播経路を遮断することができる。また、第１の防風層２０及び第２の防風層３０として金属繊維板の音響透過性材料を用いることにより、音響の挿入損失を発生させることなく（いわゆるロスレス）、風雑音を低減させることを可能としている。

また、第２の防風層３０だけでも、マイクロホン単体に比べて風雑音を３０ｄＢ程度低減させることが可能となるため、比較的安価なシリコンマイクやＥＣＭなどを用いて風雑音耐性の高い収音装置を形成することが可能となる。

（４）本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態によれば、移動体の表面音圧を測定するサーフェイスマイクロホン１００は、小型マイクロホン本体（マイクロホン）１０と、小型マイクロホン本体１０の丁頭部を覆う第１の防風層２０と、小型マイクロホン本体１０の丁頭部を含む小型マイクロホン本体１０の周辺部を覆う第２の防風層３０と、を備え、第１の防風層２０及び第２の防風層３０は、音響透過性材料からなり、第１の防風層２０と小型マイクロホン本体１０の丁頭部との間に空間層（第１の空間層）が設けられ、第２の防風層３０と小型マイクロホン本体１０の対向面との間に空間層（第２の空間層）が設けられる。

かかる構成によれば、移動体の表面音圧を測定する際に、音響の挿入損失を発生させることなく、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して、風雑音を効果的に低減させることが可能となる。

また、本実施の形態にかかるサーフェイスマイクロホン１００は、特に、車体や機体に取り付けて、車体や機体の表面音圧を測定する際に、風雑音の発生や伝播経路のすべてを合理的に遮断して風雑音を低減させることができる。また、車体や機体の表面音圧を測定する際には、サーフェイスマイクロホン１００にマグネットラバーを取り付けて、車体や機体に取り付けるようにしてもよい。

１００ サーフェイスマイクロホン
１０ 小型マイクロホン本体
１２ マイクケース
１３ ハウジング
１７ ケーブル
１９ 調整ベント
２０ 第１の防風層
２１ 粘性防振材
３０ 第２の防風層
３１ 防振リング

Claims (10)

1. 移動体の表面音圧を測定する防風層付き表面音圧測定マイクロホンであって、
   マイクロホンと、
   前記マイクロホンを収納するマイクロホンケースと、
   前記マイクロホンの丁頭部を覆う第１の防風層と、
   前記第１の防風層の取付領域を除くマイクロホンケースの外側に設けられる流線型断面形状のハウジングと、
   前記マイクロホンの丁頭部を含む前記マイクロホンの周辺部を覆う第２の防風層と、
   を備え、
   前記第１の防風層及び前記第２の防風層は、音響透過性材料からなり、
   前記第１の防風層と前記マイクロホンの丁頭部との間に第１の空間層が設けられ、
   前記第２の防風層と前記マイクロホンの対向面との間に第２の空間層が設けられると共に、
   前記第２の防風層は、前記ハウジングを覆うように設けられる
   ことを特徴とする、防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
2. 前記第１の防風層は、中央部が盛り上がる曲面体を有し、
   前記第１の空間層は、前記曲面体を有する前記第１の防風層と前記マイクロホンの丁頭部との間に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
3. 前記第２の防風層は、前記マイクロホンの周辺部を覆うように球欠型に形成され、
   前記第２の空間層は、球欠型の前記第２の防風層と前記マイクロホンとの間に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
4. 前記第２の防風層の外周には、前記ハウジングの全体を隙間無く覆うための粘弾性材料が設置される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
5. 前記第２の防風層が取り付けられる周縁には、測定対象と当該第２の防風層との間を振動による固体音として伝搬する雑音エネルギーを低減する粘弾性材料が介在される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
6. 前記マイクロホンケースは金属製またはプラスティック製の円筒形のケースである
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
7. 前記ハウジングの内側側面の前記マイクロホンケースとの接地部に円形の溝を設けて、該溝に粘弾性材料を設置する
   ことを特徴とする、請求項６に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
8. 前記第２の空間層は、前記ハウジングと前記第２の防風層との間に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
9. 前記第１の空間層として、前記マイクロホンケースの略中央に調整孔が設けられ、前記第１の防風層は前記調整孔の上部に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。
10. 前記第２の空間層として、前記マイクロホンケースの略中央に調整孔が設けられ、前記第２の防風層は前記マイクロホンケースの周辺部を覆うように設けられる
    ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の防風層付き表面音圧測定マイクロホン。

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