JP2012227770A - リボンマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃によるリボンの変位幅を、電磁制動よりも小さく押さえ込むことができるようにする。
【解決手段】リボン１０を有する音響電気変換器１に加えられる外部衝撃により発電する圧電子（積層セラミック圧電子）１４０を有し、圧電子１４０の一方の電極１４１を昇圧トランス１３０の二次側巻線１３２の一方の引出線１３２ａに接続し、圧電子１４０の他方の電極１４２をスイッチ１５０を介して二次側巻線１３２の他方の引出線１３２ｂに接続し、スイッチ１５０により、給電プラグの接続時（マイクロホン使用時）には圧電子１４０と二次側巻線１３２とを非導通とし、非接続時（マイクロホン不使用時）には圧電子１４０と二次側巻線１３２とを導通状態とし、圧電子１４０の発電による電流をリボン１０に流し、リボン１０にその変位方向とは逆方向の駆動力を発生させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動板に金属のリボン箔を用いるリボンマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、振動板を衝撃等から保護する技術に関するものである。

リボンマイクロホンは、図３に示すように、所定の間隔をもって対向的に配置される一対の永久磁石３０，３０により形成される平行磁界内に、厚さが数ミクロンの帯状に形成された金属箔（例えば、アルミニウム箔）を振動板１０として配置してなる音響電気変換器（マイクロホンユニット）１を備えている。

振動板１０の両端部１０ａ，１０ｂには、一対の挟持用電極板２０ａ，２０ｂを含む固定電極２０，２０が取り付けられており、固定電極２０，２０は、図示しない昇圧トランスの一次巻線側に接続される。

昇圧トランスの二次巻線側には、３極型（３ピン型）の出力コネクタが接続されており、マイクロホンを使用する時、出力コネクタにはファントム電源の給電プラグが差し込まれる。すなわち、リボンマイクロホンはファントム電源で動作する。

リボンマイクロホンは、双指向性で制御方式は質量制御であることから、共振周波数をきわめて低くして低音域までの収音を可能にしている。

リボンマイクロホンでの大きな問題点は、マイクロホンに衝撃が加えられると、振動板（以下、「リボン」ということがある。）１０の慣性力でリボン箔が伸びきったまま塑性変形してしまうことである。このようにリボンが塑性変形して、磁極や周辺部品に接触すると性能が大幅に劣化する。

そこで、輸送時に加わる衝撃に対しては、マイクロホンを収納する箱の内部および／または外部にマイクロホンに衝撃が直接伝わらないようにクッション材を取り付ける等の手当が行われている。

しかしながら、マイクロホンに加えられる衝撃は、輸送時衝撃のみでなく、例えばマイクロホンをスタンド等に取り付ける際に誤ってマイクロホンを落とすことによる落下衝撃等がある。このため、輸送時以外でマイクロホンを使用しないとき（フントム電源が接続されていないとき）においても、リボンを衝撃から保護する必要がある。

そこで、本出願人は、特許文献１において、マイクロホンを使用しないときには、電磁制動によりリボンの振動を抑制することを提案している。

その構成を手短に説明すると、リボンマイクロホンの出力コネクタに、例えばファントム電源側のケーブル端部に設けられている給電プラグ（ケーブル端プラグ）が差し込まれていないときにはオン（閉）で、給電プラグが差し込まれることによりオフ（開）となる機械式のスイッチを設け、このスイッチによりリボンの両端間をオンオフする。

これによれば、出力コネクタにファントム電源の給電プラグが差し込まれていないマイクロホン不使用時には、スイッチがオンでリボンの両端間が電気的に短絡され、リボンを含む閉回路が形成される。

この状態で、マイクロホンに衝撃が加えられ、リボンが平行磁界（磁気ギャップ）内で移動するとリボンに逆起電力が発生し、その逆起電力による電流が上記閉回路に流れることにより電磁的な制動力が発生する。この制動力は、リボンの振動方向に対して逆向きに作用するため、衝撃によるリボンの振動が抑制される。

特開２００９−２１８６８５号公報

上記したように、特許文献１に記載された発明によれば、輸送時もしくはマイクロホン設置作業時等で、出力コネクタにファントム電源の給電プラグが差し込まれていない場合には、マイクロホンに衝撃が加えられたとしても、電磁制動によりリボンの動きが封じられるため、リボンの塑性変形を伴う伸びを防止することができる。

しかしながら、衝撃力がかなり強い場合には、上記した電磁制動だけではリボンの変位幅を小さく押さえ込めないことがある。

したがって、本発明の課題は、衝撃によるリボンの変位幅を、電磁制動よりも小さく押さえ込むことができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、平行磁界を形成する一対の永久磁石および上記平行磁界内に配置され到来する音波により振動する金属のリボン箔からなる振動板を含む音響電気変換器と、一次側巻線に上記振動板が接続され、二次側巻線に出力コネクタが接続されている昇圧トランスとを含み、マイクロホン使用時に上記出力コネクタにファントム電源の給電プラグが接続され、上記振動板により発電された起電圧を上記昇圧トランスにて所定に昇圧して上記出力コネクタを介して上記ファントム電源側に出力するリボンマイクロホンにおいて、上記音響電気変換器に加えられる外部衝撃により発電する圧電子を有し、上記圧電子の一方の電極が上記二次側巻線の一方の引出線に接続され、上記圧電子の他方の電極はスイッチ手段を介して上記二次側巻線の他方の引出線に接続されており、上記スイッチ手段により、上記給電プラグの接続時には上記圧電子の他方の電極と上記二次側巻線の他方の引出線とを非導通とし、非接続時には上記圧電子の他方の電極と上記二次側巻線の他方の引出線とを導通することを特徴としている。

本発明の好ましい態様によると、上記圧電子の最大感度方向が上記振動板の収音軸と平行に配向される。

また、上記圧電子は上記音響電気変換器を支持するフレームに一体的に取り付けられていることが好ましい。また、上記圧電子として、積層セラミック圧電子が好ましく採用される。

上記スイッチ手段は、上記出力コネクタに対する上記給電プラグの接続・非接続に応じて切り替えられるスイッチで、上記出力コネクタのコネクタ基台に設けられ上記電源プラグにより駆動される可動接点を備えている態様であることが好ましい。

本発明によれば、ファントム電源の給電プラグが出力コネクタに接続されていないマイクロホン不使用時には、スイッチ手段により昇圧トランスの二次側巻線に圧電子の両電極が接続され、この状態で外部衝撃により圧電子が発電すると、昇圧トランスを介してその一次側巻線に接続されているリボンに対して、リボンが慣性により変位する方向とは逆の方向の駆動力を発生させる電流が流れるため、電磁制動による場合に比べてリボンの変位をより小さな範囲に押さえ込むことができる。

本発明の実施形態に係るリボンマイクロホンで、（ａ）出力コネクタに給電プラグが非接続の状態を示す断面図、（ｂ）出力コネクタに給電プラグが接続された状態を示す断面図。 本発明の要部を示す模式図。 リボンマイクロホンの基本的な構成を示す斜視図。

次に、図１および図２により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、この実施形態に係るリボンマイクロホン１００は、金属箔からなるリボン箔（帯状に形成された箔）を振動板とする音響電気変換器（マイクロホンユニット）１を一対として備えている。また、外筐として、収音部１０２とケース本体１０３とを連結板１０４を介して連結してなる円筒状のマイクロホンケース１０１を備えている。

先の図３を参照して、各音響電気変換器１は、所定の間隔をもって対向的に配置される一対の永久磁石３０，３０により形成される平行磁界内に、厚さが数ミクロンの帯状に形成された金属箔（例えば、アルミニウム箔）を振動板１０として配置してなる構成であってよい。

この実施形態において、各音響電気変換器１は、その周りを囲む長方形状のフレーム１１０に支持されており、フレーム１１０およびその両端に設けられている支持ブラケット１１１，１１１を介してマイクロホンケース１０１の収音部１０２内に取り付けられている。収音部１０２には、風防としての金網等からなるガードメッシュ１０２ａが設けられている。なお、音響電気変換器１は一つであってもよい。

このリボンマイクロホン１００は、図示しないファントム電源で動作することから、マイクロホンケース１０１のケース本体（マイクロホンボディ）１０３内に、ファントム電源の給電プラグ２００が着脱可能に装着される出力コネクタ１２０を備えている。

出力コネクタ１２０は、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸型コネクタ」に規定されている３極コネクタで、合成樹脂製のコネクタ基台１２１に、接地用の１番ピン１２２，信号のホット側の２番ピン１２３および信号のコールド側の３番ピン１２４を備えている。図１（ａ）において、２番ピン１２３と３番ピン１２４は重なった位置にあるため、そのうちの２番ピン１２３のみが示されている。なお、３極コネクタに相当するものとしてキャノンＸＬＲ−３がある。

また、ケース本体１０３内には、図２に示す昇圧トランス１３０が収納されている。昇圧トランス１３０の一次側巻線１３１には、振動板（リボン）１０が所定の電気配線を介して接続されている。

この実施形態において、リボン１０の固定電極２０，２０から端子板２１ａ，２１ｂが引き出されており、この端子板２１ａ，２１ｂに所定の電気配線を介して一次側巻線１３１の両端が接続されている。

昇圧トランス１３０の二次側巻線１３２は、出力コネクタ１２０の２番ピン１２３と３番ピン１２４との間に接続されている。

図２に示すように、このリボンマイクロホン１００は、圧電子１４０を備えている。圧電子１４０には、積層セラミック圧電子が好ましく採用される。圧電子１４０は、マイクロホンケース１０１に加えられる衝撃をリボン１０とともに受ける位置に配置される。

圧電子の取付位置は、例えば連結板１０４や支持ブラケット１１１もしくはケース本体１０３の内壁面であってもよいが、音響電気変換器１を直接的に支持しているフレーム１１０がもっとも好ましい。

また、圧電子１４０は、加えられる加速度的な衝撃により発電量が最大値を示す最大感度方向を持つが、リボンマイクロホン１００に搭載するにあたっては、その最大感度方向Ｘ２をリボン１０の収音軸Ｘ１と平行（一致）させることが好ましい。

この実施形態において、圧電子１４０の一方の電極１４１は、二次側巻線１３２の一方の引出線１３２ａに接続されており、他方の電極１４２は、スイッチ１５０を介して二次側巻線１３２の他方の引出線１３２ｂに接続されている。

スイッチ１５０は、引出線１３２ｂに接続される共通接点１５１ａ，ニュートラル接点１５１ｂおよびオン接点１５１ｃの３つの固定接点と、ニュートラル接点１５１ｂもしくはオン接点１５１ｃのいずれか一方を選択して共通接点１５１ａに接続する可動接点１５２とを有し、可動接点１５２によりオン接点１５１ｃが選択されたとき、圧電子１４０の他方の電極１４２が二次側巻線１３２の他方の引出線１３２ｂに接続される。すなわち、圧電子１４０が二次側巻線１３２に接続される。

スイッチ１５０は、手動切替スイッチであってもよいが、この実施形態において、可動接点１５２は、出力コネクタ１２０に対する給電プラグ２００の着脱に伴って切り替えられる。

すなわち、可動接点１５２は棒状の可動電極として、コネクタ基台１２１に摺動可能に貫設されており、図１（ａ）に示すように、出力コネクタ１２０に給電プラグ２００が非接続の状態においては、コイルバネ１５３によりオン接点１５１ｃ側に接続される。

これに対して、図１（ｂ）に示すように、出力コネクタ１２０に給電プラグ２００が接続された状態では、可動接点１５２は、コイルバネ１５３の付勢力に抗して給電プラグ２００により押し込まれ、ニュートラル接点１５１ｂ側に切り替えられ、圧電子１４０が二次側巻線１３２から切り離される。

図１（ａ）に示す出力コネクタ１２０に給電プラグ２００が非接続の状態で、このリボンマイクロホン１００に例えば落下等による衝撃が加えられると、圧電子１４０が発電し、それによる電流ｉｓが昇圧トランス１３０の二次側巻線１３２に流れ、一次側巻線１３１に誘起された電流ｉｐがリボン１０に流れる。

電流ｉｐがリボン１０に流れることにより、リボン１０には、永久磁石３０，３０により形成される平行磁界の磁界方向（磁界の向き）との関係で、フレミングの左手の法則により、図２において左向きもしくは右向きの駆動力が発生するが、圧電子（積層セラミック圧電子）１４０は、衝撃（加速度）が加えられる方向によって電極１４１，１４２の極性が反転し、これに伴って電流ｉｐが流れる方向も反転する。

例えば、図２の実線矢印Ｒで示すように、衝撃が左方向から加えられた場合、電極１４１側がプラス（＋）で、電極１４２側がマイナス（−）になるとすると、図２の鎖線矢印Ｌで示すように、衝撃が右方向から加えられた場合には、電極１４１側がマイナス（−）で、電極１４２側がプラス（＋）になり、電流ｉｐの流れる方向が逆になる。

ここで、衝撃によるリボンの慣性によって変位する方向が、例えば図２の＋Ｆ方向（右方向）であるとすると、リボン１０に−Ｆ方向（左方向）の駆動力が発生するように、リボン１０に電流ｉｐを流すことにより、リボン１０の変位幅を可及的に小さくすることができる。

上記平行磁界の磁界方向は一定であるから、衝撃が加えられる方向と圧電子１４０の電極１４１，１４２に現れる極性との関係をあらかじめ把握し、リボン１０にその変位を押さえ込む駆動力が発生するような方向の電流ｉｐが流れるように、圧電子１４０を二次側巻線１３２に接続するとよい。

このように、本発明によれば、衝撃を受けると同時にリボン１０をその衝撃に耐えうる方向に駆動することから、衝撃力がかなり強い場合においても、上記従来例で説明した電磁制動に比べて、リボン１０の変位幅をより小さく押さえ込むことができる。

また、スイッチ１５０の可動接点１５２が、出力コネクタ１２０に対する給電プラグ２００の着脱に伴って自動的に切り替えられるため、スイッチ１５０を切り替える手間が省ける。

また、出力コネクタ１２０に給電プラグ２００を接続するマイクロホン使用時には、圧電子１４０が昇圧トランス１３０の二次側巻線１３２から切り離されるため、圧電子１４０による雑音等も発生しない。

１ リボン型の音響電気変換器
１０ 振動板（リボン）
２０ 固定電極
２１ａ，２１ｂ 端子板
３０ 永久磁石
１００ リボンマイクロホン
１０１ マイクロホンケース
１０２ 収音部
１０３ ケース本体（マイクロホンボディ）
１１０ フレーム
１１１ 支持ブラケット
１２０ ３極出力コネクタ
１３０ 昇圧トランス
１３１ 一次側巻線
１３２ 二次側巻線
１４０ 圧電子（積層セラミック圧電子）
１４１，１４２ 電極
１５０ スイッチ
１５１ａ 共通接点
１５１ｂ ニュートラル接点
１５１ｃ オン接点
１５２ 可動接点
２００ 給電プラグ

Claims (5)

1. 平行磁界を形成する一対の永久磁石および上記平行磁界内に配置され到来する音波により振動する金属のリボン箔からなる振動板を含む音響電気変換器と、一次側巻線に上記振動板が接続され、二次側巻線に出力コネクタが接続されている昇圧トランスとを含み、マイクロホン使用時に上記出力コネクタにファントム電源の給電プラグが接続され、上記振動板により発電された起電圧を上記昇圧トランスにて所定に昇圧して上記出力コネクタを介して上記ファントム電源側に出力するリボンマイクロホンにおいて、
   上記音響電気変換器に加えられる外部衝撃により発電する圧電子を有し、上記圧電子の一方の電極が上記二次側巻線の一方の引出線に接続され、上記圧電子の他方の電極はスイッチ手段を介して上記二次側巻線の他方の引出線に接続されており、
   上記スイッチ手段により、上記給電プラグの接続時には上記圧電子の他方の電極と上記二次側巻線の他方の引出線とを非導通とし、非接続時には上記圧電子の他方の電極と上記二次側巻線の他方の引出線とを導通することを特徴とするリボンマイクロホン。
2. 上記圧電子の最大感度方向が上記振動板の収音軸と平行に配向されていることを特徴とする請求項１に記載のリボンマイクロホン。
3. 上記圧電子は上記音響電気変換器を支持するフレームに一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のリボンマイクロホン。
4. 上記圧電子として、積層セラミック圧電子が用いられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリボンマイクロホン。
5. 上記スイッチ手段は、上記出力コネクタに対する上記給電プラグの接続・非接続に応じて切り替えられるスイッチで、上記出力コネクタのコネクタ基台に設けられ上記電源プラグにより駆動される可動接点を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のリボンマイクロホン。

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