JP2009077269A - 無指向性ダイナミックマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】
弾性部材によるマイクロホンユニットの支持構造により、外力による振動を抑制し、振動騒音を低減させる無指向性ダイナミックマイクロホンを得る。
【解決手段】
振動板２１、永久磁石２３、ボイスコイル２５、を備えたマイクロホンユニット１０と、マイクロホンユニット１０に弾性部材５０を介して支持するためのヘッドリング１２とを備え、マイクロホンユニット１０は弾性部材５０を介してケース１５に支持され、弾性部材５０は、マイクロホンユニット１０の重心を通り中心軸線に直交する方向の仮想面が横切る位置において、マイクロホンユニット１０の外周とケース１５の内周面との間に介在しマイクロホンユニット１０をケース１５内に支持している。
【選択図】図１

Description

本発明は、無指向性のダイナミックマイクロホンに関するもので、特に、その振動騒音の低減技術に関するものである。

例えば、ボーカル用などに使用する手持ちのマイクロホンは、大抵の場合、無指向性ダイナミックマイクロホンである。無指向性ダイナミックマイクロホンは、そこに集まる周囲の音の全てが振動板に届いて電気信号に変換する。つまり、マイクロホン本体の向きや角度に関係なく、音の大きさだけに反応する特徴をもつ。

ダイナミックマイクロホンは、振動板、永久磁石、ボイスコイルからなる電磁誘導を利用したマイクロホンである。ボイスコイルは略ドーム状に形成した振動板に固定され、振動板が音声などの音波を受けて振動し、永久磁石によって発生する磁界内でコイルが振動することにより音声信号を出力する。

無指向性ダイナミックマイクロホン（以降、マイクロホンという）は、とりわけ手持ちでの利用が多いため、マイクロホン本体が振られることが多い。マイクロホンを振ることにより、マイクロホン内部のマイクロホンユニットに振動が伝わり、マイクロホンユニットに振動可能に支持された振動板が、磁気ギャップ内でボイスコイルとともに振動して不要な音声信号を出力し、これがノイズとなる。上記ノイズを抑制するための基本的な構成として、マイクロホンケースとマイクロホンユニットの間に緩衝部材を介在させることが一般的に行われている。このような従来例では、緩衝部材に通気性のないスポンジを使用しているものがあり、マイクロホンユニットの振動を抑止する程の弾性力はなく、マイクロホンユニットがマイクロホンケースの内面に衝突することで発生する衝突音を防止するための役割しかない。従って従来の緩衝部材では、緩衝力が足りない。

従来の無指向性ダイナミックマイクロホンの例について図３ないし図５を参照しながら説明する。図３において符号１５はヘッドケースを示している。ヘッドケース１５は擂り鉢状に形成されており、擂り鉢状の狭窄側には内向きの突堤１５−２が形成されている。ヘッドケース１５は上記突堤１５−２を境にして下部（図３において右側）は円筒形状になっており、その外周面には、マイクロホンケース１７（図５参照）の内ねじと螺嵌するための、外ねじ１５−１が形成されている。一方、ヘッドケース１５の開口部（図３において左側）には内ねじ１５−３が形成されている。内ねじ１５−３は、符号１２で示すヘッドリングの外ねじ１２−１と螺嵌している。ヘッドリング１２は、その前部（図３において左側）には内向きの突堤が形成され、この突堤の内周縁部は前方向（図３において左側）に直角に折り曲げられている。ヘッドリング１２の外周部は、前部から中央部にかけて順次厚みを増した形状をなしている。ヘッドリング１２の前端部内周には、ドーム状のヘッドメッシュ１１の外周が嵌り、ヘッドメッシュ１１の後端は、ヘッドリング１２の上記突堤に当たっている。ヘッドリング１２の後部（図３において右側）には、外周面に外ねじ１２−１が施されており、ヘッドケース１５の内ねじ１５−３と螺嵌している。

図４において符号１０はマイクロホンユニットを示している。マイクロホンユニット１０は前部（図４において左側）に、浅い有底円筒形のフレーム２０を備えており、フレーム２０の底部には、周方向に等間隔で連通孔２９が複数形成され、連通孔２９の前部を塞ぐようにして音響抵抗体２８が貼付されている。図示の例では、フレーム２０の背面にて後側（図４において右側）へ向かい、外周より僅かに径の小さい突堤２０−１がリング状に形成されている。フレーム２０の背面には、リング状のユニットフレーム２２が嵌合されている。ユニットフレーム２２は、振動板２１の外周縁部を支持している。振動板２１は、中心がドーム状に形成され、それを囲むように断面アーチ型のエッジ部が形成されている。上記振動板２１には、中心部分とエッジ部分との境界にボイスコイル２５の一端が接着されている。振動板２１の後側には、有底円筒形のヨーク２６と、ヨーク２６の内低部に固着された扁平な円柱形の永久磁石２３と、永久磁石２３に固着され、その直径より僅かに大きい直径のポールピース２７と、ポールピース２７の外周を覆うように、ヨーク２６の開口部の円周部に固着されたリング部材からなる磁気回路部が位置している。ヨーク２６の底部には複数の貫通孔が形成されている。ポールピース２７と上記リング部材との間には、円形の磁気ギャップが形成されていて、この磁気ギャップにはボイスコイルが空間的余裕をもって介在している。ヨーク２６の後側（図４において右側）には、ヨーク２６と略同径の円筒４０が固着され、円筒４０の内部の中央より前部には、有底円筒部材４２が、底部を前側に向けて固着されている。有底円筒部材４２の底部には中心に貫通孔４２−１が形成され、貫通孔４２−１の前部に音響抵抗体４２−２が貼付されている。

上記マイクロホンユニット１０の後部にある上記円筒４０の後部外周には、通気性の無いリング状の後部ダンパー３３が嵌合されている。また、マイクロホンユニット１０の前部外周には、上記フレーム２０の外周に通気性の無いリング状の周部ダンパー３２が嵌合されている。さらに、上記マイクロホンユニット１０の前面部には、上記フレーム２０の前面に通気性の無い扁平なリング状のダンパー３１が嵌合されている。上記後部ダンパー３３と、周部ダンパー３２と、前部ダンパー３１の介在のもとに、ヘッドケース１５内
にマイクロホンユニットが支持されている。

マイクロホンに外力が加わって振動すると、上記前部ダンパー３１、周部ダンパー３２、後部ダンパー３３の３種のダンパーがヘッドケース１５へのマイクロホンユニット２０の衝突を抑制する。また、上記各ダンパーの素材として通気性の無い素材を使用することで、音響空間の封止効果も得られる。しかし、上記３種のダンパーを備えることによる主たる効果は、マイクロホンユニット１０の、ヘッドケース１５に対する衝突を抑制し、マイクロホンユニット１０がヘッドリング１２に衝突する際に発生する衝突音を和らげる効果であり、振動を抑制する効果を得ることはできない。また、図３に示すように、マイクロホンユニット１０の支持力を支配しているのは、上記後部ダンパー３３である。これに対し、マイクロホンユニット１０の重心は、重量の重い永久磁石２３やヨーク２６、ポールピース２７などが位置している、マイクロホンユニット１０の略前部である。

図５（ａ）において、符号５１を付して示す線は、マイクロホンユニット１０の重心を通り、半径方向に広がる面を示し、符号５７は、上記重心を通るマイクロホンユニット１０の中心軸線方向の線を示す。上記線５１と、後部ダンパー３３によるマイクロホンユニット１０の支持中心を通る半径方向の面を示す線５５とが、中心軸線５７方向において距離があるため、マイクロホンに外力が加わったとき、マイクロホンケースに対するマイクロホンユニットの相対移動の振幅が増大する。上記線５５上にあるマイクロホンユニット１０の支持中心を支点としてマイクロホンユニット１０がマイクロホンケースに対し相対移動するからである。しかも、マイクロホンを手持ちで使用すると、円筒状のマイクロホンケース１７の長さ方向中心部（符号６１で示す線を参照）に支持位置があって、この支持位置を中心として回転運動するため、マイクロホンユニット１０のマイクロホンケースに対する相対移動がますます大きくなる。

本発明に関連のある従来技術として特許文献１記載の発明がある。特許文献１記載の発明は、振動雑音を低減する構造を備えたダイナミックマイクロホンに関するものである。マイクロホンを手持ちで利用すると、マイクロホン自体が強く揺れることで、振動板を振動させ、振動板に取り付けられるボイスコイルが、磁気回路の磁気ギャップの中で相対移動して発電し、音声に交じって不要な、しかもかなり大きな雑音が発生する。そこで特許文献１記載の発明は、振動を抑制するための音響的な共振回路を付設することでこれを解決している。

特許文献１記載の発明において、音声を入力するダイヤフラムの背面側には、弾性体からなる大きさの異なる２つの気室があり、２つの気室はダクトで連通している。マイクロホンケースの外部から衝撃などが加わることで衝撃音が発生すると、上記ダイヤフラムの背面側に設置された気室の内部にある共振回路が作用し、特定の周波数で衝撃音を打ち消し、音響インピーダンスを下げて上記ダイヤフラムへの戻り音圧を強くし、振動板に対する制動力を増大させるように構成したものである。この公知例によれば、振動雑音を抑制することが可能である。しかし、上記共振回路を利用した音響的な解決策であり、本発明にかかる振動雑音の問題を解決する方法とは異なる。

また、特許文献２記載の発明は、マイクロホンの振動雑音を低減するための音響空間と振動検出ユニットを付設し、この問題を解決している。このマイクロホンは、音声を集音するためのマイクロホンユニットと、振動雑音を検出するための振動検出ユニットを備えている。マイクロホンユニットは、磁気回路部、および、磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルを接着させたダイヤフラムを備えており、振動検出ユニットは、上記マイクロホンユニットを支持し、ダイヤフラムの背面側に連通する所定容積の空気室を有している。上記空気室の背面には、磁気回路部、および、磁気ギャップ内に配置されたボイスコイルを備えた振動板からなる振動検出ユニットが付設されている。上記マイクロホンユニットの出力信号に、振動検出ユニットからの出力信号を逆位相で合成することでノイズを抑える効果がある。また、上記振動検出ユニットの振動板は、外力で振動するダイヤフラムを背面側から、空気室の圧力変化を利用して抑制する効果がある。しかし、音響空間、および、振動検出ユニットが付設されることで、重量が増加する難点があり、また、振動検出ユニットへの電力を供給する必要がある。

特許文献３記載の発明は、マイクロホンの振動雑音によって発生するノイズの定在波を抑制することで振動板が大きく振動することを防止することを目的としたものである。振動板、ボイスコイル、永久磁石を備えたマイクロホンユニットは、その後部に防振部材からなる空間が設けてあり、その空間内部は防振効果を高めるために、複数の内壁が同心円状に形成されている。上記空間の後端部には蓋がされており、この蓋と上記振動板とを非平行にすることで、音の入射波と、内壁や上記蓋から反射する反射波とを合成させ、上記空間内の定在波を抑制している。特許文献３記載の発明は、マイクロホンユニット内部に発生する定在波を抑制することを最も主要な特徴としており、マイクロホンユニット自体のケースへの支持構造に視点を置いたものではなく、振動騒音を解決するための具体的な構成は本発明とは異なる。

上記各特許文献記載の発明以外にも、振動騒音を抑制することを目的とした発明が提案されている（特許文献４，５参照）が、いずれの発明も音響空間による振動雑音低減に関するもので、本発明とは異なる。

特開平１１−２７５６８１号公報 特開平１１−１９６４８９号公報 特開平１０−３３６７７７号公報 特開昭５３−１４７５２５号公報 実開昭５１−１３１２２４号公報

上記いずれの従来例も、手持ちのマイクロホンにおいて問題になる振動雑音を抑制する方法として、音響的な構造によってこれを解決している。しかしながら、音響的な構造で問題を解決するには、振動検出ユニットなどを本来のマイクロホンとしての機能とは別に併設する必要があり、本体重量の増加に繋がる。また、上記振動検出ユニットなどを併設すると、電力供給が必要になる。

そこで本発明は、上記の問題を解決するために、物理的設計と、弾性部材を備えたマイクロホンユニットの支持構造によって、振動騒音を抑制することを目的としている。

本発明は、音声によって振動する振動板、振動板に固着されたボイスコイル、ボイスコイルが振動することで電気信号を出力するための磁気ギャップを発生させている永久磁石、を備えたマイクロホンユニットと、マイクロホンユニットを内部で支持するためのケースと、を備えた無指向性ダイナミックマイクロホンであって、マイクロホンユニットは弾性部材を介してケースに支持されており、上記弾性部材はマイクロホンユニットの重心を通り中心軸線に直交する方向の仮想面が横切る位置において、マイクロホンユニットの外周と上記ケースの内周面との間に介在しマイクロホンユニットを上記ケース内に支持されていることを最も主要な特徴とする。

本発明のマイクロホンの構成によれば、外力により振動する力がより大きくかかるマイクロホンユニットの半径方向の重心を通り中心軸線に直交する方向の仮想面が横切る位置で、弾性部材がマイクロホンユニットを支持することで、振動を効果的に抑制し、振動騒音を軽減することができる。

また、上記弾性部材をＲＴＶゴム素材とし、上記ヘッドリングとマイクロホンユニットとの支持部分に上記ＲＴＶゴムからなる弾性部材を介在させることにより、マイクロホンユニット後部の音響空間を封止することができる。これにより、無指向性のマイクロホンを構成することができる。

さらに、上記弾性部材を、粘着性のある素材とし、この弾性部材を介してマイクロホンユニットをヘッドリングに接着することで、組み立て時の仕損率を下げる効果がある。

以下、本発明にかかる実施例について図面を参照しながら説明する。本発明の構成の多くの部分は、前述の従来例の構成と略同じであることから、マイクロホンの概略の構成の説明を省き、主要部分を重点的に説明する。図１は、本発明の実施例を示しており、図３に示す従来例と比較すると、後部ダンパー３３をなくし、周部タンパー３２と前部ダンパー３１の替わりに、ＲＴＶゴム５０を使用している点が大きく異なる。図１において、上記ＲＴＶゴム５０は円筒形状で、前端部は内向きに直角に折り曲げられている。マイクロホンユニット１０は前記従来例におけるマイクロホンユニットと同様の構成になっていて、マイクロホンユニット１０のフレーム２０の前面および外周面と、ヘッドリング１２の内周面との間に介在し、それぞれを接着するとともに弾性支持している。永久磁石２３やヨーク２６がマイクロホンユニット１０の前部に設置されていることから、マイクロホンユニット１０の重心が前部に位置しており、この重心位置を通り中心軸線に直交する方向の仮想面が横切る位置において、ＲＴＶゴム５０の介在のもとにマイクロホンユニット１０とヘッドリング１２が接着されている。

符号５１は上記マイクロホンユニット１０の重心位置を通り中心軸線に直交する方向の仮想面を示す。符号５３は上記ＲＴＶゴム５０によるマイクロホンユニット１０の支持中心を通り中心軸線に直交する方向の仮想面を示す。図５（ａ）において面５１を示す線と面５５を示す線の距離と、図１において面５１を示す線と面５３を示す線との距離とでは後者の方が短く、マイクロホンユニット１０の重心に近い位置でこれを支持するように設計されている。かかる構成にしておけば、マイクロホンに衝撃力などの外力が加わったとき、マイクロホンケースに対してマイクロホンユニット１０が回転しようとする力が小さくなり、振動の少ない安定したマイクロホンユニット１０の支持構造を得ることができる。また、マイクロホンケースの長さ方向中央部を握り、握った位置を支点として振ったとしても、上記のように、マイクロホンユニット１０はその重心に近い位置でヘッドケース１５に支持されているため、マイクロホンケースに対してマイクロホンユニット１０が回転しようとする力が小さく、マイクロホンユニット１０の半径方向への振動を効果的に抑制することができ、振動騒音を低減することができる。

また、マイクロホンユニット１０の外周と上記ケースの内周面との間に介在する上記ＲＴＶゴム５０は、その性質として粘着性を有しており、図２に示すように、ヘッドメッシュ１１が固着されたヘッドリング１２と、マイクロホンユニット１０とを、上記ＲＴＶゴム５０の介在のもとに接着している。ヘッドリング１２にはヘッドケース１５がねじにより結合され、もって、ヘッドケース１５はその内部にマイクロホンユニット１０を支持していることになる。

さらに、図１に示すように、ＲＴＶゴム５０は、通気性がない素材であり、マイクロホンユニット１０の外周とヘッドリング１２の内周面との間に介在することで、マイクロホンケースの内部で、かつ、マイクロホンユニット１０の後側にある音響空間を密閉する効果がある。この効果により、音声はヘッドメッシュ１１側からのみ集音し、マイクロホンユニット１０の後側は密閉された音響空間を有することで、無指向性マイクロホンを構成している。

本発明にかかるマイクロホンの実施例の要部を示す縦断面図である。 上記実施例の要部を示す分解縦断面図である。 従来のマイクロホンの例の要部を示す縦断面図である。 上記従来のマイクロホンの要部を示す分解縦断面図である。 上記従来のマイクロホンを示す（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は外観側面図である。

符号の説明

１０ マイクロホンユニット
１２ ヘッドリング
１５ ヘッドケース
２０ フレーム
２３ 永久磁石
２５ ボイスコイル
２６ ヨーク
５０ 弾性部材であるＲＴＶゴム
５１ マイクロホンユニットの重心位置
５３ マイクロホンユニットの支持位置

Claims (3)

1. 音声によって振動する振動板、振動板に固着されたボイスコイル、ボイスコイルが振動することで電気信号を出力するための磁界を発生させている永久磁石、を備えたマイクロホンユニットと、マイクロホンユニットを内部で支持するためのケースと、を備えた無指向性ダイナミックマイクロホンであって、
   マイクロホンユニットは弾性部材を介してケースに支持されており、
   上記弾性部材は、マイクロホンユニットの重心を通り中心軸線に直交する方向の仮想面が横切る位置において、マイクロホンユニットの外周と上記ケースの内周面との間に介在し、マイクロホンユニットを上記ケース内に支持していることを特徴とする無指向性ダイナミックマイクロホン。
2. 弾性部材は、音響空間を封止することができる素材からなる請求項１記載の無指向性ダイナミックマイクロホン。
3. 弾性部材は、粘着性を持つ素材からなる請求項１記載の無指向性ダイナミックマイクロホン。

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