JP2009118118A - リボン型マイクロホンおよびリボン型マイクロホンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
磁石を備えた磁気回路組立体に対して、着脱可能なリボン型振動板組立体を構成することにより、振動板の張力を調整可能にし、リボン型振動板組立体を交換することにより、ユーザ側でメンテナンス実施可能とするリボン型マイクロホンユニットを得る。
【解決手段】
磁石３０を備えた磁気回路組立体９０と、リボン形振動板６０を備えたリボン型マイクロホンユニット１０であって、リボン形振動板６０は両端部に回路パターン２２が形成された基板２０と、回路パターン２２にリボン形振動板６０の端部を圧着させるための金具５０と、この金具５０を基板２０に向かって圧着させるねじ５５と共に振動板組立体８０を構成し、磁気回路組立体９０に振動板組立体８０が固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、リボン型マイクロホンおよびリボン型マイクロホンユニットに関するものである。

リボン型マイクロホンは、磁界を形成する磁石と、リボン形振動板を主たる構成部材としている。上記磁石は、リボン形振動板を挟んで両側に配置され、両側の磁石間に磁界が形成される。上記リボン形振動板は、適宜の張力が与えられて長さ方向両端部が押さえられるとともに上記磁界内に配置されている。リボン形振動板が音波を受けて磁界内で振動することにより、リボン形振動板に音波に応じた電流が流れ、音波が電気信号に変換される。従来、上記リボン形振動板の素材としてアルミニウム箔が広く用いられている。アルミニウムは、他の金属素材と比較して導電性が良好で比重が軽いため、リボン型マイクロホンのリボン形振動板として適している。

リボン型マイクロホンは質量制御であり、低域側の再生限界はリボン形振動板の共振周波数が低いほど、より低い周波数まで電気音響変換することができる。しかし、リボン形振動板の共振周波数が低くすぎると、リボン形振動板に風が当たり、あるいは、振動が加わったときに、リボン形振動板が容易に動いて、磁界を形成する磁極に接触するというような不具合を生じる。このため、リボン形振動板を取り付けるに際し、その長手方向両端部を互いに適宜の力で引っ張り、適度に張力を加えた状態で両端部を固定し、共振周波数を適度な周波数まで高める必要がある。

そこで、従来のリボンマイクロホンの製造工程、または、調整工程においては、作業者がリボン形振動板に軽く息を吹きかけ、そのときのリボン形振動板の撓み具合を目視により観察して確認し、適度の張力に調整していた。上記のとおりリボンマイクロホンのリボン形振動板にはアルミニウム箔が適しているが、アルミニウム箔は極薄で、かつ、軽量であり、張力を調整しながら張設するとき、ちぎれてしまうことがある。したがって、製品の出来不出来が作業者の技量に大きく依存し、良好なリボン型マイクロホンを安定して製造するには熟練を要していた。

本発明はリボン型マイクロホンに関連するものであるが、構造はリボン形スピーカの構造に似ている。リボン形スピーカは、リボン形振動板に信号電流を流し磁石が発生させる磁界との協働で、リボン形振動板を振動させ音声を発生するものである。以下に、リボン形スピーカも含めて、本発明に関連する特許文献記載の発明について説明する。

特許文献１記載の発明は、リボン型マイクロホンのリボン形振動板の張力調整方法に関するものである。この従来のリボン型マイクロホンユニットは、四角形の枠型に形成されたヨークと、このヨークの幅方向中央部に、ヨークの長さ方向に沿って配置されたリボン形振動板を備えている。ヨークは長さ方向両端部近くに受け板を一体に有し、これらの受け板の下面側には押さえ板が配置されている。押さえ板は、ねじの締め付けにより、それぞれ受け板に固定されるようになっている。リボン形振動板を軽く押さえる程度に上記ねじを調節しておき、振動手段によりリボン形振動板を振動させ、その振幅を観察しながらリボン形振動板の張力を調整し、上記ねじを締め付けることで、リボン形振動板を固定するようにしたものである。リボン形振動板の固定手段として、上記ねじを用いているので、リボン形振動板の張力の調整を繰り返し行うことができる。

特許文献２記載の発明は、リボン形スピーカ用のリボン形振動板を含む振動板組立体を組み立てる方法に関するものである。この従来例は、ロール状に捲回されたリボン形振動板と、長手方向にスリットが形成され、表面に接着層が形成されたマガジン構成材と、上記スリットより幅広の圧接ローラとを備えている。上記マガジン構成材は、非磁性体のアルミニウム素材からなり、上記スリットの長手方向と平行にリボン振動板が配置される。振動板組立体の組み立て方法は、上記マガジン構成材を長手方向に移動させながら、マガジン構成材に上記接着層を介して上記リボン形振動板を圧接ローラの圧接により連続的に圧接させ、リボン振動板の長手方向の両端部をマガジン構成材へ接着させるというものである。この従来例である振動板組立体の組み立て方法によれば、手作業の組み立てによって発生していたリボン形振動板の仕損率を減少させ、自動的、かつ、連続的に振動板組立体を製造することができる。

特許文献３記載の発明は、リボン形スピーカに関するものである。この従来例は、マグネットと共に磁気回路を構成するヨークの磁気空隙形成部分を分割したヨークと、リボン振動板を備えた振動系組立体からなる。上記振動系組立体は、非磁性体、例えばアルミニウム素材を用いて上記分割したヨークの間に介在させることで、分割したヨークを互いに接触させないスペーサとして機能する。また、分割したヨークの間に発生する平行磁界中に上記振動系組立体を介在させることで、良好な周波数特性を得ることができる。上記振動系組立体に備えられた振動板に信号電流を流し、振動板を振動させて音を出力させる。上記分割した各ヨークを分解することで、振動系組立体が着脱可能となる。したがって、上記振動板が破損した場合は、上記振動系組立体の着脱によって、破損の修理や部品交換を容易に実施することができる。

特許文献４記載の発明は、リボン形スピーカに関するものである。リボン形振動板の軸長方向の両端部を固定端子により支持すると共に、軸長方向の縁部とリボン形振動板が配置される磁気ギャップ内に配置されるプレートの壁面に紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して反応させることにより上記振動板を磁気回路の磁気ギャップ内に取り付けている。自然硬化形の接着剤では、硬化時間が長くかかり、また、硬化条件のばらつきによって硬化状態が不安定のため、リボン形振動板の性能を左右する欠点があった。これに対して紫外線硬化形樹脂は、紫外線硬化形樹脂を塗布した部分に紫外線を照射することで、硬化状態や硬化時間にムラやばらつきがなく、安定した硬化状態を得ることができる。

特開２００６−３１９５９５号公報 特開昭５７−１７１９００号公報 実開昭５７−１６３８９２号公報 実開昭５７−１１９９８９号公報

リボン型マイクロホンのリボン形振動板は、強い風が当たることにより、あるいは衝撃が加わることによって弛みやすく、弛み量がある程度以上になると張力を再調整し、さらには交換する必要がある。上記特許文献１記載の発明によれば、リボン形振動板の固定手段にねじを用いることで、リボン形振動板の張力を再調整することが可能である。しかし、特許文献１記載の発明を含む従来のリボン型マイクロホンによれば、リボン型振動板が磁気回路組立体に直接固定されてマイクロホンユニットを構成しているため、リボン型マイクロホンに習熟した技術者でなければメンテナンスができないという難点がある。したがって、リボン型振動板の調整あるいは交換が必要な場合、マイクロホンごとメーカーに送らなければならない。

上記特許文献２ないし４記載の発明は、リボン形振動板をマガジン構成材、あるいは、プレートに接着する方法として、接着剤や加熱圧着、あるいは紫外線硬化形樹脂による接着を用いている。これらの発明はリボン型スピーカの振動板に関するものであり、本願発明のように、アルミニウム箔のような極薄い素材からなる振動板に適用しても、音波を受けて振動する振動板として機能させることは不可能である。仮に、上記従来のリボン型スピーカの構成を参考にしてこれをリボン型マイクロホンの振動板に適用したとしても、リボン形振動板をプレートなどに一度接着すると、取り外すことが困難である。例えば、自然硬化形接着剤などを用いて振動板を接着したものにおいては、接着部分を再度加熱処理して取り外す必要があり、場合によっては振動板自体を破損させてしまうことがある。さらに、リボン型スピーカにおいては、その振動板を一旦組み込んでしまうと、張力を再調整する必要がなく、リボン形振動板を交換するという発想もない。

本発明は、以上述べたような従来技術を鑑み、磁気回路組立体に対して着脱可能なリボン型振動板組立体を構成する、という発想を採り入れ、磁気回路組立体からリボン型振動板組立体を取り外して振動板の張力を調整することを可能にし、また、リボン型振動板組立体を交換することにより、リボン形振動板のメンテナンスをユーザ側で行うことを可能にしたリボン型マイクロホンおよびリボン型マイクロホンユニットを提供することを目的とする。

本発明は、磁石を含み磁気ギャップを有する磁気回路組立体と、上記磁気ギャップ内に配置され音波によって振動するリボン形振動板と、を備えたリボン型マイクロホンユニットであって、上記磁気回路組立体は、窓孔を有するヨークと、上記窓孔の壁面に固定された磁石を有してなり、上記リボン形振動板は、窓孔を有するとともにこの窓孔の両端部に回路パターンが形成された基板と、上記回路パターンに上記リボン形振動板の端部を圧着させるための金具と、この金具を上記基板に向かって圧着させるねじと共にリボン形振動板組立体を構成し、上記磁気回路組立体に上記リボン形振動板組立体が固定されていることを最も主要な特徴とする。

本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットは、上記磁気回路組立体と、上記リボン型振動板組立体（以下「振動板組立体」ともいう）から構成され、それぞれが着脱可能である。この構造により、ユーザ側で、上記磁気回路組立体から上記振動板組立体を取り外して、リボン形振動板の張力の調整や交換などのメンテナンスを行うことができる。特に、上記振動板組立体の交換は、上記磁気回路構成部から上記振動板組立体を取り外し、新たな振動板組立体を取り付けることによって容易に行うことができ、上記磁気回路組立体は交換の必要がない。また、上記磁気回路組立体の交換は、磁気回路組立体から上記振動板組立体を取り外すことで容易に行うことができる。さらに、リボン形振動板のみのメンテナンスも可能で、リボン形振動板を固定している上記金具を介して固定しているねじを緩めることで、リボン形振動板の張力の調整や、着脱が可能である。

また、本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットは、上記振動板組立体の窓孔に防塵布や磁石を付設させることも可能である。この構造により、リボン型マイクロホンの外部からマイクロホンユニットの内部に入り込もうとする微細な鉄粉や異物が、上記防塵布で侵入が阻止され、あるいは、上記磁石に付着することで不具合が生じるのを防止することができる。

以下、本発明にかかるリボン型マイクロホンおよびリボン型マイクロホンユニットの実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１において、符号１はマイクロホンケースを示している。マイクロホンケース１は円筒状で、この壁面には、互いに表裏の関係をなす位置において、中央部から先端部にかけて、長さ方向に長い長方形状の窓孔がそれぞれ２個ずつ、マイクロホンケース１の長手方向に並んで形成されている。これらの窓孔にはメッシュ２が貼付されている。マイクロホンケース１の外部からの音声はメッシュ２を通過し、マイクロホンケース１の内部に配置されているマイクロホンユニットに到達する。図２において符号１０は上記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、マイクロホンケース１の内部の中心位置に、かつ、メッシュ２の貼付位置に対応して設置されている。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、マイクロホンユニット１０は、符号８０で示す振動板組立体と、符号９０で示す磁気回路組立体で構成されている。振動板組立体８０は、図５に示すように、基板２０、スペーサ４０、リボン形振動板６０、金具５０、および、ねじ５５から構成される。基板２０は長方形をなしており、中央には長さ方向に長い長方形状の窓孔２４が形成されている。窓孔２４を縦断してリボン形振動板６０が配置されている。リボン形振動板６０の幅は窓孔２４の幅より小さい。基板２０の長さ方向両端部の近傍には、基板２０の幅方向に長い長方形状の回路パターン２２が形成されている。リボン形振動板６０の長さ方向両端部は、回路パターン２２を跨いでいて、スペーサ４０と金具５０とねじ５５からなる固定手段によって固定されている。この固定手段については後で説明する。

図８において、基板２０の平面上四隅には、磁気回路組立体９０にねじを用いて振動板組立体８０を固定するために、ねじを通す孔２８が形成されている。振動板組立体８０は、リボン形振動板６０を張設した面をヨーク７０側に向けて設置する。図５（ｂ）に示すように、側面からみた振動板組立体８０は、金具５０、リボン形振動板６０、スペーサ４０が基板２０の表面から突出し、これらの部材が、ヨーク７０の窓孔７２に納まる。振動板組立体８０に張設されたリボン形振動板６０は、磁気回路組立体８０に固着された２個の磁石３０により形成される平行磁束の磁気ギャップ内に位置にする。図８（ａ）（ｂ）に示すように、基板２０には回路パターン２２形成面の裏面側にも、回路パターン２３が形成されている。回路パターン２３は十字形状をなしており、回路パターン２２を貫通した孔２６が回路パターン２３を貫通し、回路パターン２３には電極の接続部が位置している。上記電極の接続部は外部回路に接続される。

図１０は、前記スペーサを示す。スペーサ４０は導電性の素材からなり、長方形状で、両端部にねじを通す孔４２が形成されている。図１１に示す金具５０は導電性の素材からなり、長方形で、両端部にねじを通す孔５２が形成されている。金具５０の厚みはスペーサ４０の厚みよりも僅かに厚い。

リボン形振動板６０の上記固定手段について図６と図７を参照しながら説明する。基板２０には回路パターン２２の長さ方向両端部において回路パターン２２を貫通して孔２６が形成されている。これらの孔２６には、図６において下側からねじ５５が挿入されている。回路パターン２２の上面にはスペーサ４０が配置され、スペーサ４０の上面には、リボン形振動板６０が配置され、さらにその上面には金具５０が配置されている。ねじ５５はスペーサ４０の孔４２に下側から上側に向かって挿入される。ねじ５５が金具５０のねじ孔５２に締め付けられることにより、リボン形振動板６０とスペーサ４０が、ねじ５５と金具５０の間に圧着されて固定されている。

次に、前記磁気回路組立体９０の具体的な構成を説明する。図４に示すように、磁気回路組立体９０は、ヨーク７０と磁石３０を有してなる。ヨーク７０は長方形で適度に厚みを有しており、中央には長さ方向に長い長方形の窓孔７２が形成され、この窓孔７２の長さ方向と平行で、相対向する内壁面には、それぞれ磁石３０が固着されている。図９に示されているとおり、磁石３０は細長の角柱状をなしており、幅方向に着磁されている。相対向する磁石３０相互間には空隙が形成されている。各磁石３０の対向面は異なる磁極になるよう配置されている。ヨーク７０と一対の磁石３０によって磁気回路を構成し、磁石３０相互間の空隙は平行磁束の磁気ギャップを形成している。磁石３０はネオジム素材からなり、比較的強力な磁力を発生させる。

図４（ｂ）において、ヨーク７０の平面の四隅には、ねじ孔７４がそれぞれ形成されており、窓孔７２の長さ方向両端部で、かつ、ヨーク７０の幅方向両端部においても、ねじ孔７６がそれぞれ４箇所に形成されている。図１３（ａ）に示すように、ヨーク７０の正面には長さ方向の両端部近傍にねじ孔７８が形成されている。ねじ孔７４とねじ孔７８は、マイクロホンケースに固定するためのものであり、ねじ孔７６は後に説明する振動板組立体８０を固定するためのものである。

図３に示すマイクロホンユニット１０の実施例では、１個の磁気回路組立体９０に対して、２個の振動板組立体８０を用いている。２個の振動板組立体８０は、その裏面を向かい合わせにして磁気回路組立体９０を両面から挟む構成になっている。磁気回路組立体９０を構成するヨーク７０は前述のように長方形状で適度に厚みを有している。磁気回路組立体９０と振動板組立体８０は幅方向の寸法がほぼ同じであり、長さ方向の寸法は振動板組立体８０より磁気回路組立体９０の方が長い。磁気回路組立体９０は、後で説明する固定方法を用いてマイクロホンケース１に固定されている。

リボン形振動板６０のメンテナンス方法について説明する。マイクロホンユニット１０から振動板組立体８０を取り外し、ねじ５５を緩めてリボン形振動板６０を取り外す。交換用のリボン形振動板は通常使用する長さより長めに用意しておく。基板２０には、回路パターン２２上にスペーサ４０を配置し、ねじ５５を基板２０の下側から回路パターンの孔２６と、スペーサ４０の孔４２に挿通させる。リボン形振動板６０は、基板２０の長さ方向の中心軸線で窓孔２４を縦断させ、基板２０の長さ方向両端部にある各スペーサ４０の上面に配置する。リボン形振動板６０の上から金具５０を緩めに締め、各スペーサ４０から左右方向に伸びたリボン形振動板６０の余り部分を左右方向に引きながら張力を調整し、金具５０を締め付け、リボン形振動板６０の余り部分を切除する。再度、振動板組立体８０を磁気回路組立体９０に取り付ける。また、振動板組立体８０自体の交換が必要であれば、マイクロホンユニット１０から振動板組立体８０を取り外して、振動板組立体８０ごと交換することが可能である。

図１４は振動板組立体を構成する基板の変形例を示す。図１４において、基板１２０は前に説明した実施例における基板２０の窓孔２４の代わりに、長さ方向中心線に沿って円形の孔１２２を複数形成したものである。このような構成にすると、リボン形振動板６０の対向位置にある孔の面積を制限して、音響共振を発生させるように設計することができ、周波数特性を高域まで伸ばすことができる。これにより、高音の音波も電気信号に変換することができる。図示の例では、複数からなる円形の孔を想定しているが、この形態でなくても構わない。基板の窓孔が音響共振を発生させるような形状の孔、数、大きさ、位置であればよい。

磁石３０は、ネオジム素材などの強力な磁力を有するものを用いると、微細な鉄粉や異物などが付着することがあり、リボン型マイクロホンとして所期の音響特性が失われて故障の原因ともなる。図１５と図１６は上記故障の原因を回避するための対策を施した例を示している。図１５において符号１３０は防塵布を示している。図示のとおり、基板２０の窓孔２４を塞ぐ位置にメッシュ状の防塵布１３０を貼付させることも可能である。

図１６に示す例は、防塵対策として鉄粉吸着用磁石を使用した例を示している。図示のとおり、細長の四角柱状の鉄粉吸着用磁石１４０を、基板２０のリボン型振動板６０を張設する面の裏側から、窓孔２４を塞ぐ位置に固着している。鉄粉吸着用磁石１４０は、磁気回路組立体９０の磁石３０に対して弱い磁力を想定しており、磁気ギャップ中の平行磁界を極力変位させないよう、幅方向の両面に対向する磁極を備えている。この防塵布１３０や鉄粉吸着用磁石１４０の設置により、リボン型マイクロホンの外部からマイクロホンユニット１０の内部に、微細な鉄粉や異物の侵入を防止することが可能である。

以上のとおり本発明のリボン型マイクロホンユニットによれば、振動板組立体と磁気回路組立体からなり、それぞれが着脱可能な構成を有していることで、リボン形振動板のメンテナンスに際し、ユーザ側で張力の再調整や、振動板組立体または磁気回路組立体の交換を容易に実施することができる。
また、リボン形振動板を備えた振動板組立体を２個用いた場合、それぞれを直列に接続することで、マイクロホンの感度を向上させることができる。さらに、本発明の実施例によれば、基板の窓孔に防塵布や鉄粉吸着用磁石などを付設することで、マイクロホンユニットの内部へ微細な鉄粉や異物が侵入することを防止することができる。

以上説明したリボン型マイクロホンユニットをマイクロホンケース内に組み込んでリボン型マイクロホンを構成すれば、上に述べたような効果を奏するリボン型マイクロホンを得ることができる。

本発明にかかるリボン型マイクロホンの実施例を示す（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図である。 上記実施例にかかるリボン型マイクロホンを示す（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は側面断面図である。 上記実施例中のマイクロホンユニットを示す（ａ）は正面からみた断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面からみた断面図である。 上記実施例中の磁気回路組立体を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面からみた断面図である。 上記実施例中の振動板組立体を示す（ａ）は平面図、（ｂ）側面からみた断面図、（ｃ）は底面図である。 上記実施例中の振動板組立体を示す（ａ）は側面からみた分解断面図、（ｂ）は側面からみた分解断面図である。 上記実施例中の振動板組立体を示す（ａ）は分解平面図、（ｂ）は平面図である。 上記実施例中の基板を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 上記実施例中の磁石を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 上記実施例中のスペーサを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 上記実施例中の金具を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 上記実施例中のリボン形振動板を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 上記実施例中のヨークを示す（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面からみた断面図である。 本発明に適用可能な振動板組立体の変形例を示す平面図である。 本発明に適用可能な振動板組立体の別の変形例を示す平面図である。 本発明に適用可能な振動板組立体のさらに別の変形例を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ マイクロホンケース
２ メッシュ
１０ マイクロホンユニット
２０ 基板
２２ 回路パターン
２４ 窓孔
３０ 磁石
４０ スペーサ
５０ 金具
５５ ねじ
６０ リボン形振動板
７０ ヨーク
８０ 振動板組立体
９０ 磁気回路組立体
１３０ 防塵布
１４０ 鉄粉吸着用磁石

Claims (12)

1. 磁石を含み磁気ギャップを有する磁気回路組立体と、上記磁気ギャップ内に配置され音波によって振動するリボン形振動板と、を備えたリボン型マイクロホンユニットであって、
   上記磁気回路組立体は、窓孔を有するヨークと、上記窓孔の壁面に固定された磁石を有してなり、
   上記リボン形振動板は、窓孔を有するとともにこの窓孔の両端部に回路パターンが形成された基板と、上記回路パターンに上記リボン形振動板の端部を圧着させるための金具と、この金具を上記基板に向かって圧着させるねじと共にリボン形振動板組立体を構成し、
   上記磁気回路組立体に上記リボン形振動板組立体が固定されているリボン型マイクロホンユニット。
2. 回路パターンとリボン形振動板の間にスペーサが介在している請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
3. リボン形振動板は、回路パターンとの間にスペーサが介在することにより基板面から浮いている請求項２記載のリボン型マイクロホンユニット。
4. 振動板組立体は、磁気回路組立体の両面に固定されている請求項３記載のリボン形マイクロホンユニット。
5. 基板は、長方形で中央には長さ方向に長い窓孔が形成されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
6. 金具は導電性の素材からなる請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
7. ヨークは、長方形で中央には長さ方向に長い窓孔が形成されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
8. 磁石は、ヨークの窓孔の長さ方向と平行な内壁に固着されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
9. 基板は、窓孔に代えて複数の孔が形成されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
10. 基板の窓孔を塞ぐ位置に、防塵布が貼付されている請求項１から９のいずれかに記載のリボン型マイクロホンユニット。
11. 基板の窓孔を塞ぐ位置に、磁石が固着されている請求項１から１０のいずれかに記載のリボン型マイクロホンユニット。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載のリボン型マイクロホンユニットがマイクロホンケース内に組み込まれてなるリボン型マイクロホン。

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