JP4753831B2 - リボン型マイクロホンユニットおよびリボン型マイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、リボン型マイクロホンユニットおよびリボン型マイクロホンに関するもので、特に、外部から侵入する磁性粉による悪影響を避けることができる構成を備えていることを特徴とするものである。

リボン型マイクロホンは、振動板と導電体を兼ねるリボンを、一対の永久磁石間に形成されている平行磁界中に配置してなるものである。リボンが音波に応じて振動すると、リボンが平行磁界を切ることによってその振動速度に比例した電気信号がリボンの両端から出力される。これがリボン型マイクロホンの原理である。上記リボンは、例えばアルミ箔を素材として製作される。

図６ないし図８は、従来のリボン型マイクロホンの、音波を電気信号に変換するユニット部の一例を示す。図６ないし図８において、長方形の枠型に形成されたフレーム２１の内側面には、フレーム２１の長辺方向両側に一対の四角柱状の永久磁石２２，２４が、双方の永久磁石２２，２４間に所定の間隔をあけて固定されている。永久磁石２２，２４は幅方向（図７、図８において左右方向）に着磁されるとともに、一対の永久磁石２２，２４の着磁の向きは同じ向きになっている。したがって、永久磁石２２，２４間に平行磁界が形成されている。

上記平行磁界内に、振動板と導電体を兼ねるリボン２５が配置されている。リボン２５は、細長い帯状をなしていて、長さ方向両端部が、フレーム２１の長さ方向両端部に設けられている電極引き出し部２７，２９（図８参照）に固定されている。電極引き出し部２７，２９はフレーム２１から絶縁されていて、リボン２５の両端部を挟み込むことによってリボン２５に導通し、また、リボン２５に適度の張力を与えた状態でリボン２５を保持している。リボン２５は、電極引き出し部２７，２９を除きそれ以外の部分は一定間隔で交互に折り曲げられることにより三角波状に形成されている（図６参照）。上記折り曲げによって形成される線の方向、すなわち三角波の山の頂部および谷底が描く線の方向は、リボン２５の幅方向であり、この線が一定間隔で形成されている。

リボン２５は音波を受けて音波に従って振動する。この振動方向は、永久磁石２２，２４間の磁束を横切る方向であり、導電体からなるリボン２５が磁束を横切ることによって発電し、リボン２５の長さ方向両端間、したがって電極引き出し部２７，２９間に電気信号が発生する。この電気信号はリボン２５の振動数および振幅に対応した振動数および振幅の信号となるので、リボン２５に当たる音波が、この音波に対応した電気信号に変換されることになる。

リボン型マイクロホンに関する従来の技術として、例えば、リボン状アルミニウム箔からなる振動板に耐久性を持たせるとともに、固定電極との接合部分でも長期にわたって良好な電気的接続状態が得られるように、振動板の両面に、さらには電極板の各内面に金蒸着膜を形成してなるリボン型マイクロホンが知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−２５２４４０号公報

リボン型マイクロホンは、上に述べたように、独特の構成であることにより、外部から侵入する鉄粉などの磁性粉による障害を受けやすいという弱点がある。その理由をより詳細に説明する。リボン型マイクロホンに限らず、一般のマイクロホンも、マイクロホンユニットに外部からの音波を取り入れ、かつ、内部のマイクロホンユニットをシールドするため、金属メッシュやパンチングメタルなど多数の隙間が配列された素材で作られたヘッドケースでマイクロホンユニットを取り囲んでいるものがある。そのため、空気中に細かな鉄粉などの磁性粉が浮いていると、磁性粉がヘッドケースの隙間を通り抜け、リボン型マイクロホンを構成している永久磁石に吸着される。図７は前記従来例において永久磁石２２，２４に磁性粉３０が吸着されている様子を示している。永久磁石２２，２４間の空隙を横切る磁束は平行磁束であるから、永久磁石２２，２４の一方に吸着された磁性粉は他方の永久磁石２２，２４に向かって起立し互いに平行をなした姿勢で吸着される。永久磁石２２，２４とリボン２５との間の隙間はごく僅かであることから、永久磁石２２，２４に磁性粉３０が吸着されると、リボン２５が磁性粉３０に当たり、マイクロホンとしての機能ないしは性能を大きく損なうことになる。

このような問題点を解消するために、ヘッドケースに形成される隙間をなるべく小さくすることが考えられるが、そうするとヘッドケースの音響抵抗が大きくなり、マイクロホンの高音域の周波数応答が悪くなるという問題が生じる。

本発明は、以上述べたような従来のリボン型マイクロホンの問題点を解消するために考えられたもので、外部から磁性粉が侵入したとしても、磁性粉がマイクロホンユニットに到達する前に捕捉されることにより、リボンが磁性粉に接触することを防止し、もって、ヘッドケースに形成される隙間を大きくしてマイクロホンの高音域の周波数応答を高め、かつ、高い周波数応答を維持することができるリボン型マイクロホンユニットおよびリボン型マイクロホンを提供することを目的とする。

本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットは、間隔をあけて互いに平行に配置された四角柱状の一対の平行磁界形成用永久磁石と、一対の平行磁界形成用永久磁石間に形成されている平行磁界内に板面を平行磁界方向に向けかつ一対の平行磁界形成用永久磁石から離間して配置されたリボン状の振動板と、一対の平行磁界形成用永久磁石間に形成される平行磁界に対向して互いに平行にかつ一対の平行磁界形成用永久磁石から離間して配置されている一対の磁性粉吸着用永久磁石を備えていることを最も主要な特徴とする。
磁性粉吸着用永久磁石で形成される磁路は開磁路とすればなおよい。
本発明にかかるリボン型マイクロホンは、マイクロホンケース内に組み込まれるリボン型マイクロホンユニットが本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットからなることを特徴とする。

リボン型マイクロホンユニットに近づいてくる磁性粉は、一対の平行磁界形成用永久磁石とリボン状の振動板の間の隙間に侵入する前に磁性粉吸着用永久磁石によって捕捉され、磁性粉がリボン状振動板の動作を阻害することがない。
一対の平行磁界形成用永久磁石で形成される磁路は閉磁路で、一対の平行磁界形成用永久磁石の平行磁界は強力な磁界であるから、外部の磁界によって受ける影響がほとんどなく、磁性粉吸着用永久磁石を配置することによってマイクロホンユニットの性能を阻害することはない。また、磁性粉吸着用永久磁石で形成される磁路を開磁路とすれば、磁性粉吸着用永久磁石による磁界が上記平行磁界に与える影響をより少なくすることができる。

以下、本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットおよびリボン型マイクロホンの実施例について図１ないし図５を参照しながら説明する。
まず、本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットの実施例について説明する。図１ないし図３において、リボン型マイクロホンユニット２０は、長方形の枠型に形成されたフレーム１をベースにして組み立てられていて、フレーム１の内側面には、フレーム１の長辺方向両側に一対の四角柱状の平行磁界形成用永久磁石２，４が、双方の平行磁界形成用永久磁石２，４間に所定の間隔をあけて互いに平行にかつ相対向して固定されている。平行磁界形成用永久磁石２，４は幅方向（図１、図２において左右方向）に着磁されるとともに、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４の着磁の向きは同じ向きになっている。したがって、平行磁界形成用永久磁石２，４間に平行磁界が形成されている。

上記平行磁界内に、振動板と導電体を兼ねるリボン状の振動板５が配置されている。リボン状の振動板５は、薄い導電性の素材、例えば、数μｍの厚さのアルミニウム箔を素材として形成することができる。リボン状の振動板５は、上記素材を細長い帯状に形成したもので、長さ方向両端部が、フレーム１の長さ方向両端部に設けられている電極引き出し部７，９（図２参照）に固定されている。電極引き出し部７，９はフレーム１から絶縁されていて、振動板５の両端部を挟み込むことによって振動板５に導通し、また、振動板５に適度の張力を与えた状態で振動板５を保持している。振動板５は、従来のリボン型マイクロホンユニットにおけるリボン状の振動板と同様に、電極引き出し部７，９を除きそれ以外の部分は一定間隔で交互に折り曲げられることにより三角波状に形成されている。上記折り曲げによって形成される線の方向、すなわち三角波の山の頂部および谷底が描く線の方向は、振動板５の幅方向であり、この線が一定間隔で形成されている。

従来のリボン型マイクロホンユニットと同様に、リボン状の振動板５は音波を受けて音波に従って振動する。この振動方向は、平行磁界形成用永久磁石２，４間の磁束を横切る方向であり、導電体からなる振動板５が磁束を横切ることによって発電し、振動板５の長さ方向両端間、したがって電極引き出し部７，９間に電気信号が発生する。この電気信号は振動板５の振動数および振幅に対応した振動数および振幅の信号となるので、振動板５に当たる音波が、この音波に対応した電気信号に変換されることになる。リボン型マイクロホンは慣性制御方式であることから、リボン状の振動板２５の共振周波数は、集音する音波の低域周波数以下、換言すれば、集音可能な周波数帯域の最低周波数よりも低い周波数にする必要がある。このため、振動板５の張力はきわめて低く設定される。前述のように、振動板５は波形に折り曲げ加工されることによって低い張力を実現している。

本発明にかかるリボン型マイクロホンユニット２０の特徴は、以下に述べる一対の磁性粉吸着用永久磁石を備えていることである。図１、図２において、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４間に形成される平行磁界に対向して互いに平行にかつ一対の平行磁界形成用永久磁石２，４から離間して一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１が配置されている。一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は、四角柱状の永久磁石で、各磁性粉吸着用永久磁石１０，１１の一面がリボン状の振動板５を挟み相対向して配置されている。一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は、平行磁界形成用永久磁石２，４よりも長く、長さ方向両端部が平行磁界形成用永久磁石２，４の両端面よりも外方に延びている。一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は、長さ方向両端部が前記フレーム１から伸び出た支持板（図示されず）に挟み込まれるようにして支持され、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４とともにフレーム１に一体に固定されている。

図１に示すように、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４と一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は横断面形状が四角形で、横断面が互いに平行になるように固定されている。また、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４と一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は、これら永久磁石相互間に所定の間隔をおいて配置されている。一対の平行磁界形成用永久磁石２，４は前述のようにフレーム１の内側面に沿って配置されることによりフレームがヨークとして機能し、平行磁界形成用永久磁石２，４とフレーム１とで閉磁路を形成している。従って、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４間には、強力な平行磁界が形成されている。これに対して一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１は、長手方向両端が支持されているだけで他の部材が付加されていないので、一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１で形成される磁路は開磁路であり、各磁性粉吸着用永久磁石１０，１１の周囲に、永久磁石自身から出て永久磁石自身に戻る磁界が形成される。したがって、各磁性粉吸着用永久磁石１０，１１の周囲に形成される磁界は比較的弱く、この磁界が上記一対の磁性粉吸着用永久磁石１０，１１の平行磁界に影響を及ぼすことはない。

以上説明したリボン型マイクロホンユニット２０の実施例によれば、周囲の磁性粉３０がマイクロホンユニットに接近すると、磁性粉３０が平行磁界形成用永久磁石２，４に吸着される前に磁性粉吸着用永久磁石１０，１１に吸着される。したがって、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４とリボン状の振動板５との間の間隙に磁性粉３０が付着することがなく、振動板５の動きが磁性粉３０に阻害されてマイクロホンとしての性能が低下することを防ぐことができる。

なお、図示の実施例では、図１に示すように、一対の平行磁界形成用永久磁石２，４は、振動板５を間において相対向する面を正面としたとき、この正面を除き、左右（図１において上下）の面に音波誘導部材１８，１９が固着され、背後の面はフレーム１の一部に固着されている。音波誘導部材１８，１９は、マイクロホンユニット２０に向かう音波を振動板５の方に向かって誘導するように、円弧状に形成された誘導面を備えている。したがって、平行磁界形成用永久磁石２，４が、マイクロホンユニット２０に接近しようとする磁性粉からガードされるとともに、磁性粉は音波誘導部材１８，１９の面に沿って磁性粉吸着用永久磁石１０，１１の方に誘導され、磁性粉吸着用永久磁石１０，１１に吸着される。このようにして、磁性粉が平行磁界形成用永久磁石２，４にまで至ることを磁性粉吸着用永久磁石１０，１１が阻止する。磁性粉吸着用永久磁石１０，１１と音波誘導部材１８，１９との間には、振動板５に向かう音波の通過を阻害しない程度の隙間が形成されている。

次に、本発明にかかるリボン型マイクロホンの実施例について説明する。本発明にかかるリボン型マイクロホンは、マイクロホンユニットとして上記本発明にかかるリボン型マイクロホンユニット２０を使用している。図４、図５は本発明にかかるリボン型マイクロホンの実施例を示す。図４、図５において、マイクロホンの筐体は、下部のマイクロホンケース１２と上部のヘッドケース１５を主体としてなる。開放したマイクロホンケース１２の上端部にヘッドケース１５が結合されている。ヘッドケース１５は、マイクロホンユニットに外部からの音波を取り入れ、かつ、内部のマイクロホンユニットをシールドするために設けられるもので、金属メッシュやパンチングメタルなど多数の隙間が配列された素材で作られる。ヘッドケース１５は、筐体に内蔵されたマイクロホンユニット２０を取り囲んでいる。マイクロホンケース１２の下端部は小径の円筒になっていて、この円筒の先端部はマイクロホンコネクタ部１６となっている。マイクロホンコネクタ部１６には、例えばマイクロホンケーブルの端部に設けられたケーブル側コネクタを挿入することができ、マイクロホンで変換された音声信号を、ケーブルを介して外部に伝達するようになっている。

マイクロホンケース１２内には適宜数の柱状の支持部１３が上下に延びていて、支持部１３の上端に回路基板１４が固定されている。回路基板１４はマイクロホンケース１２の開放上端部を塞ぐようにして固定され、回路基板１４の上に前述のリボン型マイクロホンユニット２０の下端面が載せられ、このマイクロホンユニット２０が回路基板１４に固定されている。マイクロホンユニット２０は回路基板１４から立ち上がっていて、マイクロホンユニット２０の部分がヘッドケース１５で囲まれている。したがって、ヘッドケース１５に形成されている多数の隙間から入ってくる音波を、マイクロホンユニット２０の振動板５で受けることができる。回路基板１４の下面側には、マイクロホンユニットで変換された音声信号を昇圧して出力するトランス３５が配置されている。

上記リボン型マイクロホンの実施例において、高音域の周波数応答を高めるためには、ヘッドケースに形成される隙間をなるべく大きくしてヘッドケースの音響抵抗を小さくすることが望ましい。そうすると、マイクロホン内に磁性粉が侵入しやすくなり、一対の平行磁界形成用永久磁石に磁性粉が吸着され、この磁性粉がリボン状の振動体に触れてマイクロホンの性能を劣化させる要因となる。しかし、本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットおよびリボン型マイクロホンによれば、侵入した磁性粉が平行磁界形成用永久磁石に到達する前に磁性粉吸着用永久磁石によって捕捉されるため、マイクロホンの性能を劣化させることはない。したがって、ヘッドケースに形成される隙間をなるべく大きくしてヘッドケースの音響抵抗を小さくしても差支えがなく、高音域の周波数応答を高めることができるとともに、高音域の周波数応答を高めた状態を維持することができる。

本発明にかかるリボン型マイクロホンユニットの実施例を示す平面断面図である。 上記実施例の正面図である。 上記実施例の側面図である。 本発明にかかるリボン型マイクロホンの実施例を示す側面断面図である。 上記実施例の正面断面図である。 従来の一般的なリボン型マイクロホンユニットの例の概要を示す斜視図である。 従来の一般的なリボン型マイクロホンユニットの例を示す平面断面図である。 上記従来例の正面図である。

符号の説明

１ フレーム
２ 平行磁界形成用永久磁石
４ 平行磁界形成用永久磁石
５ リボン状の振動板
１０ 磁性粉吸着用永久磁石
１１ 磁性粉吸着用永久磁石
１２ マイクロホンケース
１５ ヘッドケース
２０ リボン型マイクロホンユニット
３０ 磁性粉

Claims (7)

1. 間隔をあけて互いに平行に配置された四角柱状の一対の平行磁界形成用永久磁石と、
   一対の平行磁界形成用永久磁石間に形成されている平行磁界内に板面を平行磁界方向に向けかつ一対の平行磁界形成用永久磁石から離間して配置されたリボン状の振動板と、
   一対の平行磁界形成用永久磁石間に形成される平行磁界に対向して互いに平行にかつ一対の平行磁界形成用永久磁石から離間して配置されている一対の磁性粉吸着用永久磁石を備えているリボン型マイクロホンユニット。
2. 一対の磁性粉吸着用永久磁石は、四角柱状の永久磁石である請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
3. 一対の磁性粉吸着用永久磁石は、平行磁界形成用永久磁石よりも長く、長さ方向両端部が平行磁界形成用永久磁石の両端面よりも外方に延びている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
4. 一対の磁性粉吸着用永久磁石は、リボン状の振動板を挟み相対向して配置されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
5. 一対の平行磁界形成用永久磁石と一対の磁性粉吸着用永久磁石は、長方形の枠型に形成されたフレームに固定されている請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
6. 磁性粉吸着用永久磁石で形成される磁路は開磁路である請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
7. マイクロホンケース内にリボン型マイクロホンユニットが組み込まれ、リボン型マイクロホンユニットに対応する部分がマイクロホンユニットに外部からの音波を取り入れるヘッドケースからなるリボン型マイクロホンであって、上記リボン型マイクロホンユニットは、請求項１から６のいずれかに記載されているリボン型マイクロホンユニットであるリボン型マイクロホン。

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