JP2022147835A

JP2022147835A - 音響／信号変換器

Info

Publication number: JP2022147835A
Application number: JP2021049265A
Authority: JP
Inventors: 正夫野呂; Masao Noro
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US20220310296A1; US11756715B2; CN115119118A

Abstract

【課題】ユーザがＱ値を調整することができる音響／信号変換器を提供する。【解決手段】音響／信号変換器１は、振動板３１と、磁気ギャップ１４を有する磁気回路１０と、磁気ギャップ１４に配置され、振動板３１の振動に応じて電気信号を出力する第１コイル４１と、磁気ギャップ１４に配置され、振動板３１を制動する第２コイル４２と、第２コイル４２の両端に接続され、第２コイル４２とともに１つの閉ループ回路を形成する可変抵抗６０とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、ダイナミックマイク等の音を電気信号に変換する音響／信号変換器に関する。

特許文献１にも開示されているように、ダイナミックマイクは、振動板に設けられたコイルが磁気回路の磁気ギャップ内に収容されており、音によって振動板が振動することにより、コイルから音波形に応じた電圧波形を出力するマイクロホンである。

米国特許第３９４０５７５号

ダイナミックマイクのような電磁変換系は、振動板を支える支持系の機械抵抗と、振動板が受ける空気抵抗と、磁界中のコイルによる電磁制動によって振動系のＱ値が制御される。しかし、ダイナミックマイクの場合、入力インピーダンスの高いマイクアンプによりコイルの出力を受ける必要があり、電磁制動が期待できない。マイクアンプの入力インピーダンスは、通常、マイクの出力インピーダンスの数倍から数十倍である。このため、ダイナミックマイクの設計では、振動板の裏のコイルとチャンバとの間の隙間等により空気抵抗を調整することで、Ｑ値を調整していた。このため、ダイナミックマイクのＱ値はマイクごとに固定値であり、ユーザは、所望の音質になるように、マイクのＱ値を、簡単に調整できなかった。

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、ユーザがＱ値を簡単に調整できる音響／信号変換器を提供することを目的とする。

この発明は、振動板と、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに配置され、前記振動板の振動に応じて電気信号を出力する第１コイルと、前記磁気ギャップに配置され、前記振動板を制動する第２コイルと、前記第２コイルの両端に接続され、前記第２コイルとともに１つの閉ループ回路を形成する可変抵抗とを備えた音響／信号変換器を提供する。

この発明の一実施形態による音響／信号変換器の構成を示す断面図である。同音響／信号変換器の周波数特性を例示する図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である音響／信号変換器１の構成を示す断面図である。図１において、中空円筒状のチャンバ１１と、その底部にＳ磁極面が配置された円筒形状の永久磁石１２と、この永久磁石１２のＮ磁極面に配置された略円筒形状の内部ヨーク１３は、磁気回路１０を構成している。この磁気回路１０において、内部ヨーク１３の外側面とチャンバ１１の内側面との間には磁気ギャップ１４が形成されており、この磁気ギャップ１４に永久磁石１２に基づく磁界が発生する。

チャンバ１１の外側面の上端部には、略円環状の支持部２１が固定されている。この支持部２１の内側に、略円環板状のエッジ２２を介して略ドーム形状の振動板３１が支持されている。この振動板３１の外周には、中空円筒状のボイスコイルボビン３２が設けられており、このボイスコイルボビン３２は磁気ギャップ１４内に収容されている。このボイスコイルボビン３２には、第１コイル４１が巻き回され、さらにその外側に第２コイル４２が巻き回されている。

第１コイル４１は、磁気ギャップ１４に配置され、振動板３１の振動に応じて電気信号を出力するコイルである。この第１コイル４１の両端は、電気信号を取り出すためのプラグ５０の内側接点および外側接点に各々接続されている。通常、第１コイル４１は、このプラグ５０を介して入力インピーダンスの高いマイクアンプ（図示略）に接続される。第２コイル４２は、第１コイル４１と同じ磁気ギャップ１４に配置され、振動板３１を制動するコイルである。この第２コイル４２の両端は、可変抵抗６０の第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２に接続されている。この可変抵抗６０は、第２コイル４２とともに１つの閉ループ回路を形成する。

可変抵抗６０は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２と、第１端子Ｔ１に接続された可動接触子Ｓａと、固定接点Ｓｂ０～Ｓｂ３とを有する。ここで、固定接点Ｓｂ０と第２端子Ｔ２との間は開放されている。また、固定接点Ｓｂ１と第２端子Ｔ２の間には抵抗Ｒ２が接続されている。また、固定接点Ｓｂ２と第２端子Ｔ２の間には、抵抗Ｒ２より抵抗値が小さい抵抗Ｒ１が接続されている。また、固定接点Ｓｂ３と第２端子Ｔ２の間は短絡されている。ユーザは、可動接触子Ｓａを操作することにより、可動接触子Ｓａが接触する固定接点を固定接点Ｓｂ０～Ｓｂ３の中から選択し、第２コイル４２の両端間に挿入する抵抗値を切り換えることができる。

本実施形態において、振動板３１が受音により振動すると、振動板３１に連動して第１コイル４１および４２が磁気ギャップ１４の磁界内を振動する。この結果、第１コイル４１および第２コイル４２の各々に起電力が誘発される。

第１コイル４１に誘発された起電力は、受音した音波形を示す電気信号としてプラグ５０に供給される。一方、第２コイル４２に誘発された起電力により、第２コイル４２および可変抵抗６０を含む閉ループ回路に電流が流れる。このようにして第２コイル４２に電流が流れることにより、振動板３１が制動される。この振動板３１を制動する力は、第２コイル４２に流れる電流が大きくなる程、大きくなる。なお、第１コイル４１に流れる電流よる電磁制動も働いているが、上述したように、その制動力は小さい。

振動板３１が第２コイル４２により制動されると、音響／信号変換器１の周波数特性のＱ値は、制動されない場合に比べて低くなる。また、Ｑ値の低下の程度は、第２コイル４２に流れる電流が大きく、振動板３１を制動する力が大きくなる程、大きくなる。

図２は音響／信号変換器１のプラグ５０に対する出力レベルの周波数特性を示す図である。可動接触子Ｓａにより固定接点Ｓｂ０が選択され、第２コイル４２の両端間が開放状態である場合には、第２コイル４２に電流が流れず、振動板３１に働く制動力が最小となり、周波数特性においてＱ値は最大になる。また、可動接触子Ｓａにより固定接点Ｓｂ１が選択され、第２コイル４２の両端間に抵抗Ｒ２が挿入されると、第２コイル４２に電流が流れることにより振動板３１に働く制動力が増加し、Ｑ値が減少する。また、可動接触子Ｓａにより固定接点Ｓｂ２が選択され、第２コイル４２の両端間に抵抗Ｒ２より抵抗値の小さな抵抗Ｒ１が挿入されると、第２コイル４２に流れる電流が増加して振動板３１に働く制動力が増加し、Ｑ値がさらに減少する。そして、可動接触子Ｓａにより固定接点Ｓｂ３が選択され、第２コイル４２の両端間が短絡されると、第２コイル４２に流れる電流が最大になり、振動板３１に働く制動力が最大になるため、Ｑ値は最小になる。

以上のように、本実施形態によれば、ユーザは、可変抵抗６０の可動接触子Ｓａの操作により音響／信号変換器１のＱ値を切り換えることができる。従って、ユーザは、音響／信号変換器１のＱ値を所望の値に調整することができる。

Ｑ値を調整するための手段として、第１コイル４１に対し、マイクアンプとパラレルに可変抵抗を接続し、この可変抵抗で第１コイル４１に流れる電流を調整することにより、振動板３１の制動力を調整するという手法が考えられる。しかし、この手法では、第１コイル４１に接続された可変抵抗の抵抗値を小さくすると、プラグ５０に対する出力レベル（マイクアンプの入力レベル）が低下する問題がある。しかしながら、本実施形態によれば、振動板３１の振動に応じた電気信号を得るための第１コイル４１とは別の第２コイル４２に可変抵抗６０を接続し、振動板３１を制動するための電流を第２コイル４２に電流を流すので、音響／信号変換器１の変換効率を損なうことなく、振動板３１の制動力を調整して、Ｑ値を調整できる。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）上記実施形態において、可変抵抗６０は、手動により抵抗値の切り換えが可能な構成を有していた。しかし、そのような可変抵抗６０の代わりに、電気信号に応じて抵抗値が変化する可変抵抗素子（デジタルポテンショメータなど）を含む可変抵抗を音響／信号変換器に設けてもよい。

（２）上記実施形態において、第１コイル４１は、入力インピーダンスの高いアンプに接続されているため、あまり電流が流れないが、第２コイル４２は、両端間に可変抵抗６０が接続されているため、大きな制動電流が流れる。また、第２コイル４２を流れる電流を大きくすれば、より大きな電磁制動を得られる。そこで、例えば第２コイル４２の巻線の断面積を第１コイル４１の巻線の断面積より大きくし、第２コイル４２の巻線の単位長さ当たりの抵抗値を第１コイル４１の巻線より小さくしてもよい。

（３）楽器演奏において、例えばフットペダル等の操作子の操作により可変抵抗６０の抵抗値を切り換えてもよい。

１……音響／信号変換器、１０……磁気回路、１１……チャンバ、１２……永久磁石、１３……内部ヨーク、１４……磁気ギャップ、３１……振動板、２１……支持部、２２……エッジ、３２……ボイスコイルボビン、４１……第１コイル、４２……第２コイル、６０……可変抵抗、Ｔ１……第１端子、Ｔ２……第２端子、Ｓａ……可動接触子、Ｓｂ０～Ｓｂ３……固定接点、Ｒ１，Ｒ２……抵抗。

Claims

振動板と、
磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記磁気ギャップに配置され、前記振動板の振動に応じて電気信号を出力する第１コイルと、
前記磁気ギャップに配置され、前記振動板を制動する第２コイルと、
前記第２コイルの両端に接続され、前記第２コイルとともに１つの閉ループ回路を形成する可変抵抗と
を備えた音響／信号変換器。
前記第２コイルの巻線は、前記第１コイルの巻線より単位長さ当たりの抵抗値が小さい請求項１に記載の音響／信号変換器。
前記可変抵抗は、
電気信号に応じて抵抗値が変化する可変抵抗素子を含む請求項１または２に記載の音響／信号変換器。