JP4989390B2 - ダイナミックマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、ダイナミックマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、背部空気室に設けられる音響抵抗材に関するものである。

ダイナミックマイクロホンにおいては、単一指向性，無指向性にかかわらず、無指向性成分を得るための音響抵抗が必要とされる。

そのため、通常のダイナミックマイクロホンでは、振動板の背面側と連通し、ほかの部分から音波が入り込まないようにした背部空気室の開口部に音響抵抗材を貼り付けて、音響抵抗を得るようにしている（特許文献１，２参照）。

ところで、ダイナミックマイクロホンとリボンマイクロホンは、ともに振動板の振動速度に比例した出力信号を取り出すことができる、という点で動作原理は同じであるが、ダイナミックマイクロホンでは、ボイスコイルを有することから振動板が重く、弾力も強い（すなわち、インピーダンスが大きい）。これに対して、リボンマイクロホンでは、振動板が軽く、弾力も小さい（すなわち、インピーダンスが小さい）。

そのため、ダイナミックマイクロホンでは、上記したように、背部空気室の開口部に音響抵抗材を貼り付けて音響抵抗として用いることができるが、リボンマイクロホンでは、音響管内に音響抵抗材を入れて音響抵抗としている。

これは、音響管内に音響抵抗材を入れることにより、リアクタンス成分（エネルギーを持つ成分）が少なくなることによる。リアクタンス成分があると、周波数応答に起伏ができるほかに、指向性も劣化する。

ダイナミックマイクロホンにおいて、音質や性能を向上させるために、振動板のインピーダンスを低くしてゆくと、背部空気室の開口部に貼り付けられた音響抵抗材による音響抵抗では、リアクタンス成分の影響を受けやすくなり、周波数応答に起伏を発生させることになる。

この点を改善するため、特許文献３に記載された発明では、背部空気室を複数の音響抵抗で分割することにより、広い周波数帯域で有効な音響抵抗を実現している。

また、特許文献４に記載された発明では、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＲＣ Ｄａｍｐｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙと称し、ひとつの背部空気室につながる音響抵抗に積み重ねたものを用いている。

特開平５−２０７５８３号公報 特開平１１−２７５６７７号公報 米国特許第３２４０８８３号明細書 米国特許第４４１０７７０号明細書

しかしながら、特許文献３に記載された発明による場合、複数種類の音響抵抗部品と音響容量部品を必要とするため、特に生産性の面で好ましくない。

これに対して、特許文献４に記載された発明による場合には、同一形状の音響抵抗を用いることができるが、背部空気室がひとつであることから、特に低い周波数では、空気室のスチフネスによるインピーダンスが支配的になり、広い周波数帯域で安定な音響抵抗にすることが困難である。

周波数応答に起伏が生じないようにするには、リボンマイクロホンのように、広い周波数帯域でリアクタンス成分が少ない音響抵抗が必要になる。

しかしながら、ダイナミックマイクロホンは、多くの場合、手持ちマイクロホンとして使用されるため、リボンマイクロホンのように、長い音響管を折り曲げたラビリンスをマイクロホンに内蔵すると、マイクロホンの外形がきわめて大きくなってしまい、手持ちマイクロホンとしては不都合である。

したがって、本発明の課題は、マイクロホンの大型化などを招来することなく、既存の背部空気室内に納められ、広い周波数帯域でリアクタンス成分が少ない音響抵抗を有するダイナミックマイクロホンを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが振動可能に配置される磁気ギャップを有する磁気発生回路を有するマイクロホンユニットと、上記マイクロホンユニットを上記磁気発生回路側から支持し、内部に上記振動板の背面側と連通する背部空気室を有するユニットホルダとを含み、上記背部空気室内に音響抵抗体が収納されているダイナミックマイクロホンにおいて、上記音響抵抗体は、表面側の音響抵抗密度が高く、内部側の音響抵抗密度が低い円盤状を呈する複数枚の音響抵抗材の積層体からなることを特徴としている。

本発明の好ましい態様として、請求項２に記載されているように、上記音響抵抗材は、連続気泡を有する弾性体を両面から加熱圧縮した成形物からなることを特徴としている。

本発明によれば、背部空気室内に、音響抵抗と音響容量とを分布定数回路状に組み合わせてなる音響抵抗体が収納されていることにより、広い周波数帯域で周波数応答に起伏が生じないようにリアクタンス成分を小さくすることができる。

また、上記音響抵抗体を、表面側の音響抵抗密度が高く、内部側の音響抵抗密度が低い円盤状を呈する複数枚の音響抵抗材の積層体とすることにより、各音響抵抗材の表面側の音響抵抗密度が高い部分が主に音響抵抗として動作し、内部側の音響抵抗密度が低い部分が主に音響容量として動作するため、容易にＲＣの分布定数回路状の音響抵抗を得ることができる。

また、上記音響抵抗材は、連続気泡を有する弾性体を両面から加熱圧縮した成形物であってよく、これによれば、音響抵抗材を低コストにて作成することができる。

次に、図１ないし図４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は本発明によるダイナミックマイクロホンの実施形態を示す概略的な断面図，図２は本発明に適用される音響抵抗材を示す模式図，図３は本発明における音響抵抗体の等価回路図，図４は上記音響抵抗材の作成方法を示す模式図である。

図１に示すように、このダイナミックマイクロホンは、振動板１１および磁気発生回路１４を含むマイクロホンユニット１０と、マイクロホンユニット１０を支持するユニットホルダ２０と、ユニットホルダ２０を支持するマイク筐体３０とを備えている。手持ちマイクロホンの場合、マイク筐体３０はグリップ部として用いられ、図示しないが、その下端側には出力コネクタが装着される。

振動板１１は、センタードーム１１ａと、その周りに一体に連設されたサブドーム１１ｂとを有し、振動板１１の背面側で、センタードーム１１ａとサブドーム１１ｂとの境界部分にボイスコイル１２が接着材などにより一体的に取り付けられている。

また、磁気発生回路１４は、厚み方向に着磁された円盤状の永久磁石１５と、永久磁石１５の一方の極側に配置されたセンターポールピース１６と、永久磁石１５の他方の極に配置された皿状のテールヨーク１７と、テールヨーク１７の端部に配置され、センターポールピース１６との間で磁気ギャップを形成するサイドヨーク１８とを備えている。

マイクロホンユニット１０は、ユニットホルダ２０により磁気発生回路１２側から支持されており、振動板１１は、ボイスコイル１２が上記磁気ギャップ内で振動するようにサブドーム１１ｂの周縁部がユニットホルダ２０に固定される。

マイクロホンユニット１０の上面には、前部音響端子１９ａを有するレゾネータ１９が被せられている。このダイナミックマイクロホンユニットは単一指向性，無指向性のいずれであってもよいが、この実施形態においては、単一指向性であるため、ユニットホルダ２０には、音響抵抗材２０ｂを介して振動板１１の背面側に連通する後部音響端子２０ａが形成されている。

ユニットホルダ２０は円筒状に形成されていて、その内部にはテールヨーク１７に穿設されている音孔１７ａを介して振動板１１の背面側の空間と連通する背部空気室２１が設けられているが、本発明では、この背部空気室２１内に、音響抵抗と音響容量とを分布定数回路状に組み合わせてなる音響抵抗体２２が収納されている。

この実施形態において、音響抵抗体２２は、図２に示す円盤状に形成された音響抵抗材２３の積層体よりなる。各音響抵抗材２３は、厚み方向に表面と内部とで音響抵抗密度が異なっている。すなわち、表面２３ａ側の音響抵抗密度が高く、内部２３ｂ側の音響抵抗密度が低い。

これによれば、表面２３ａ側の音響抵抗密度が高い部分が主に音響抵抗として動作し、内部２３ｂ側の音響抵抗密度が低い部分が主に音響容量として動作する。すなわち、背部空気室２１内に、低い抵抗値の音響抵抗を充満させたように動作し、固有周波数で共振することを防止することができる。

上記音響抵抗材２３を複数枚重ねて背部空気室２１内に収納することにより、図３に示すＲＣの分布定数回路状の音響抵抗体２２が得られる。図３において、Ｒが表面２３ａ側の音響抵抗密度が高い部分による音響抵抗で、Ｃが内部２３ｂ側の音響抵抗密度が低い部分による音響容量である。

このように、厚み方向に表面と内部とで音響抵抗密度が異なる音響抵抗材２３を複数枚積層することにより、広い周波数で安定した音響抵抗体２２を得ることができる。この場合、各音響抵抗材２３は、その音響抵抗密度特性が異なっていてもよいが、マイクロホンの設計上、各音響抵抗材２３の音響抵抗密度特性は、同一であることが好ましい。

音響抵抗材２３は、連続気泡を有する弾性体を両面から加熱圧縮することにより、容易に作成することができる。その一例を図４により説明する。

これには、それぞれ電気ヒータなどの加熱手段を有する上部加圧板４１と下部加圧板４２とを有するプレス装置４０を用いる。また、マザー素材２３Ｍとしては、ブリジストン社製ＨＲ−５０のような連続気泡のスポンジ材が好適である。

マザー素材２３Ｍを上部加圧板４１と下部加圧板４２とにより加熱圧縮したのち、円盤状に切り出すことにより、音響抵抗材２３が作成されるが、加熱圧縮する際、加熱を強くすると、その表皮付近は早く押し潰されて密度が高くなる。これに対して、内部には熱が伝わりにくいので、圧縮しても密度は高くならない。

実際に、ブリジストン社製ＨＲ−５０のスポンジ材を、その両面から約９０℃の加圧板にて元の厚さの約１／５に加熱圧縮したところ、音響抵抗の相対値で表面側が内部の約３倍以上であった。これを積層すると、表皮と表皮とが接する部分では、音響抵抗の低い内部に対して約６倍以上の音響抵抗値を示す。

以上説明したように、本発明によれば、個々の音響抵抗材５０が音響抵抗Ｒと音響容量Ｃ（空気室）を持つため、これを積層することにより、リアクタンス成分の小さな分布定数回路状の音響抵抗が得られる。したがって、広い周波数領域で安定した感度を持つダイナミックマイクロホンを作成することができる。

本発明によるダイナミックマイクロホンの実施形態を示す概略的な断面図。 本発明に適用される音響抵抗材を示す模式図。 本発明における音響抵抗体の等価回路図。 上記音響抵抗材の作成方法を示す模式図。

符号の説明

１０ マイクロホンユニット
１１ 振動板
１２ ボイスコイル
１４ 磁気発生回路
２０ ユニットホルダ
２１ 背部空気室
２２ 音響抵抗体
２３ 音響抵抗材
３０ マイク筐体

Claims (2)

1. ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが振動可能に配置される磁気ギャップを有する磁気発生回路を有するマイクロホンユニットと、上記マイクロホンユニットを上記磁気発生回路側から支持し、内部に上記振動板の背面側と連通する背部空気室を有するユニットホルダとを含み、上記背部空気室内に音響抵抗体が収納されているダイナミックマイクロホンにおいて、
   上記音響抵抗体は、表面側の音響抵抗密度が高く、内部側の音響抵抗密度が低い円盤状を呈する複数枚の音響抵抗材の積層体からなることを特徴とするダイナミックマイクロホン。
2. 上記音響抵抗材は、連続気泡を有する弾性体を両面から加熱圧縮した成形物からなることを特徴とする請求項１に記載のダイナミックマイクロホン。

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