JP5253795B2 - 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

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、リボン型振動板を主たる構成部材としている。上記磁石は、リボン型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。上記リボン型振動板は、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。リボン型振動板が音波を受けて磁界内で振動することにより、リボン型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、上記リボン型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抵抗が小さく比重が軽いため、リボン型マイクロホンのリボン型振動板として適している。

上記リボン型振動板が、磁界との協働で発生する電気信号は微弱である。このため、一般的に知られているリボン型マイクロホンには、変圧器が備えられており、微弱な電気信号の電圧を昇圧させている。しかしながら、上記電気信号は、リボン型振動板から変圧器までの間は微弱な電気信号のままで電気回路上を流れるので、導電抵抗を極力小さくする必要がある。電気信号は導電抵抗が大きいと感度が低下し、所期の音響特性を得ることができない。

図５は、一般的なリボン型マイクロホンの例を示す。図６は、このリボン型マイクロホンに内蔵されているリボン型マイクロホンユニットの例を示す。図５において、リボン型マイクロホン１は、筒型の基部６と、この基部６の上端部に連結されたマイクロホンケース２によってマイクロホンの筐体が構成されている。この筐体内において、上記基部６に固定された適宜の支持部材にリボン型マイクロホンユニット３が組みつけられ、マイクロホンユニット３はマイクロホンケース２によって覆われている。上記基部６の下端部は、マイクロホンの出力信号を外部回路に導くためのマイクロホンケーブルを接続するコネクタ部１６となっている。

図６にも示すように、リボン型マイクロホンユニット３は、縦方向に長い長方形の枠型に形成されたフレーム７を備えている。フレーム７の内側面両側には、長辺方向に沿って一対の永久磁石４，４が、双方の永久磁石４，４間に所定の間隔をあけて固定されている。永久磁石４，４は幅方向（図６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４，４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４，４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型振動板（以下、単に「リボン」という場合もある）５が配置されている。リボン５は、図１０に示すように、細長い帯状をなしていて、長さ方向両端部が、フレーム７の長さ方向両端部に設けられた電極引き出し部１８，１８に固定されている。電極引き出し部１８，１８はフレーム７から絶縁されていて、リボン５の両端部を押さえ板８，８および受け板８１，８１よりなる挟持部材８で挟み込むことによってリボン５に導通し、また、リボン５に適度の張力を与えた状態でリボン５を保持している。リボン５の、電極引き出し部１８，１８に対応する部分以外の部分５１、５１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、リボン５の幅方向であり、この線が一定間隔で形成されている。以下、上記リボン５の波形の両端部をそれぞれ波形端部５１、５１という。電極引き出し部１８，１８にはそれぞれ端子板９、９が重ねられ、各端子板９、９にはリボン５の端部を挟んで押さえ板８、８が重ねられている。これらの端子板９、９は、押え板８、８を介してリボン５の各端部と電気的に導通していて、各端子板９からリボン型マイクロホンユニット３からの信号を出力するようになっている。リボン５の長さ方向中間部は、波形端部５１、５１の三角波の頂部および谷底が描く線の方向に対して直交する方向の線、すなわちリボン５の長さ方向の線に沿って三角波の頂部および谷底が形成された波形中間部５２となっている。リボン５の長さ方向両端部５４、５４には、波形の凹凸は形成されておらず平坦である。

リボン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、永久磁石４，４間の磁束を横切る方向であり、導電体からなるリボン５が磁束を横切ることによって発電し、リボン５の長さ方向両端間、したがって電極引き出し部１８，１８間に電気信号が発生する。この電気信号はリボン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、リボン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５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、リボン５の張力はきわめて低く設定される。前述のように、リボン５は、両端部が折り曲げ加工により波形端部５１が形成されることによって低い張力を実現している。

以上説明したリボン型マイクロホンの例では、リボン５の長さ方向の中間部が、リボン５の長さ方向の線に沿って三角波の頂部および谷底が形成された波形中間部５２となっている。従来の多くのリボン型マイクロホンのリボンは、三角波の山の頂部および谷底が描く線の方向がリボンの幅方向であり、かつ、この三角波がリボンの長さ方向全体にわたって形成されている。換言すれば、三角波が長さ方向全体にわたって進行している形に形成されている。

図７、図８、図９は、図６に示すリボン型マイクロホンユニットにおいて、リボン型振動板５と押え板８を含む電極引き出し部１８を拡大して示す。図７（ａ）（ｂ）において、リボン型振動板５の長さ方向両端部は、受け板８１と押え板８からなる挟持部材で挟み込まれ、押え板８の両端部をねじ１０で締め付けることにより固定されている。図８に示すように、ねじ１０を強く締め付けると、押え板８がリボン型振動板５を幅方向に囲むように、換言すれば、振動板５の幅方向中央部よりも両端部が振動板５に接近する向きに湾曲変形する。押え板８がこのように湾曲変形することにより、リボン型振動板５の幅方向中央部の圧力が弱く、両端部のみが押え板８に接触するため、リボン型振動板５の導電抵抗が大きくなる。そこで、図９に示すように、押え板８をあらかじめ上記湾曲の向きとは逆向きに湾曲させておき、対向する押え板８の両端部を締め付けたとき、リボン型振動板５が押え板８に均一に接触するようにしたものもある。しかしながら、リボン型振動板５の両端部が平坦で押え板８に均一に接触するようにするように変形させるためには、作業者の熟練された技術と経験が必要となる。また、上記のように押え板８を変形させたところで、以下に述べるような問題を解決することはできない。

図１０に示すように、リボン型振動板５の長さ方向両端部５４、５４は平坦面になっている。リボン型マイクロホンのメンテナンスにおいて、リボン型振動板５を交換する際、図６に示すようにリボン型マイクロホンユニット３のフレーム７に形成された電極引き出し部１８，１８に、リボン型振動板５の両端部を配置しなければならない。ところが、リボン型振動板５の両端部５４、５４は、平坦面であることから腰が弱くなっていてふらつき、電極引き出し部１８に取り付ける際の姿勢が不安定になり、振動板の取り付け作業が困難になる難点がある。また、リボン型振動板５の両端部を電極引き出し部１８，１８に配置し、押え板８を介してねじ１０で締め付けると、ねじ１０の締め付けによる応力が押え板８に伝わり、リボン型振動板５をねじれさせ、振動板にストレスがかかって音波に従った忠実な振動ができなくなる。このねじによる微視的な回転応力が発生すると、振動板組み付け作業をやり直す必要がある。組み付けをやり直さなければならない割合を仕損率といい、上記従来のリボン型振動板の形状では、組み付け時の仕損率を増加させる難点があった。

次に、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製造方法に関するものであり、特に、リボン型振動板の張力を、観察しながら調整することができるリボン型マイクロホンの製造方法に関するものである。特許文献１に記載されているリボン型振動板は、長さ方向両端部が平坦面になっていて、長さ方向中間部に波形の凹凸が連続して形成されている。リボン型振動板の両端部は平坦面になっていて、この平坦な両端部が押さえ板と受け板の間に、ねじの締め付けにより圧着されている。

特開２００６−３１９５９５号公報

従来のリボン型マイクロホンのリボン型振動板には、腰の強さすなわち剛性を与えるために、長さ方向両端部を除く長さ方向中間部に、波の頂上が描く線が振動板の長さ方向に向いた波形に形成されたものがある。かかる構成のリボン型振動板によれば、組み立ての際、また、リボン型振動板の交換などのメンテナンスの際に、重力や風力などの外部要因により折れ曲がることを防止することができ、メンテナンスが容易になる効果があった。しかしながら、図５乃至図１０に示す従来例および特許文献１記載の発明では、リボン型振動板の両端部が平坦になっていて腰が弱いため、組み立てやメンテナンスの際に、リボン型振動板の両端部がふらつき、作業性が悪かった。

また、従来のリボン型マイクロホンのリボン型振動板は、リボン型振動板の両端部、すなわち電極との固定部分は平坦であるため、リボン型振動板を固定するためのねじの締め付けによる回転応力で、リボン型振動板にねじれが生じ、リボン型振動板組み付けの仕損率を増加させる要因となっていた。

本発明は、以上述べたような従来技術を鑑み、リボン型振動板を固定する部分に厚さ方向に複数の凹凸を形成させて、リボン型振動板の固定部とリボン型振動板を固定する部材との接触を強固にすることで、導電抵抗を低くし、また、リボン型振動板の両端部に剛性を持たせることによって、リボン型振動板の組み付け、交換や張力の調整などのメンテナンスをし易くすることができ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を提供することを目的とする。

本発明は、磁気ギャップを形成する磁石と、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型振動板と、上記リボン型振動板が上記磁気ギャップ内で振動することによって発生する電気信号を出力するための電極引き出し部と、上記磁石と上記電極引き出し部を備えたフレームと、上記リボン型振動板の長さ方向の両端部を固定する狭持部材と、上記狭持部材を上記フレームの電極引き出し部に圧着させるねじと、を備えたリボン型マイクロホンユニットであって、上記リボン型振動板は、長さ方向両端部の少なくとも上記狭持部材によって挟持される部分が、厚み方向に凹凸状に形成され、上記リボン型振動板の長さ方向の両端部の凹凸は、複数の筋状の凹凸であり、上記筋状の凹凸の筋の方向は、上記リボン型振動板の長さ方向と平行であり、上記リボン型振動板はまた、長さ方向両端部の凹凸形成部より長さ方向内側に、上記リボン型振動板を振動可能にするための波形形成部を有し、この波形形成部の波の頂部および谷底が描く線の方向は上記リボン型振動板の幅方向であることを最も主要な特徴とする。

リボン型振動板の両端部には、挟持部材と接触する部分に厚さ方向に凹凸を形成することで、微視的な接触を強固にする。これにより導電抵抗を低減させて、良好な音響特性を得ることができる。また、上記凹凸を形成することで、リボン型振動板の両端部に剛性を持たせることにより、リボン型振動板の組み付け、交換や張力の調整などのメンテナンスをし易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の実施例について図面を参照しながら説明する。図４（ａ）（ｂ）は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している。図４（ａ）に示すリボン型マイクロホンユニットは、フレーム７、磁石４、電極引き出し部１８、端子板９、押え板８および受け板８１からなる挟持部材、ねじ１０、リボン型振動板６０によって構成されている。フレーム７は縦方向に長い長方形の枠型に形成されており、四隅にはマイクロホンケース１に固定させるためのねじ孔が形成されている。フレーム７の内側面には、長辺方向に沿って両側に一対の永久磁石４、４が双方の永久磁石４，４間に所定の間隔をあけて固定されている。フレーム７は磁性材からなっていてヨークとして機能し、永久磁石４，４から出て永久磁石４，４に戻る磁気回路を構成している。永久磁石４，４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４，４間に平行磁界が形成されている。リボン型振動板６０は、上記平行磁界内に配置されている。

リボン型振動板６０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように細長い帯状をなしており、長さ方向において、中央部に形成された波形中央部１５２と、この波形中央部１５２の両側に続いて形成された波形連係部１５１と、この波形連係部１５１に続いてリボン型振動板６０の長さ方向両端部に形成された凹凸状両端部６２を備えてなる。波形中央部１５２、波形連係部１５１、凹凸状両端部６２は、以下のようにそれぞれ異なる波形に形成されている。上記波形中央部１５２は、図１０に示す従来例における波形中間部５２と同様に、振動板６０の長さ方向の波形に形成されている。リボン型振動板６０の波形連係部１５１は、図１０に示す従来例における波形端部５１と同様に、振動板６０の幅方向の波形に形成されている。リボン型振動板６０の凹凸状両端部６２は、厚さ方向に凹凸状に形成されている。この両端部６２の凹凸は、一定間隔で交互に折り曲げられることにより形成された三角波状の凹凸で、三角波の山の頂部および谷底が描く線の方向は、リボン型振動板６０の長さ方向である。

リボン型振動板６０の両端部６２の凹凸は、図示の例のように複数の筋状の凹凸であってもよい。または、複数の不連続な凹凸であってもよい。両端部６２に凹凸が形成されることにより、上記リボン型振動板６０の組み付け、あるいは、交換、張力の調整などメンテナンス時において、上記両端部６２の腰乃至は剛性を強く維持することができ、組み付けやメンテナンスの作業性を高めることができる。また、リボン型振動板６０の両端部６２が凹凸状に形成されることにより、電極引き出し部１８との接触を強固にして、電気抵抗を低くすることができる。上記のような組み付けやメンテナンスの作業性向上効果、電気抵抗の低減効果を奏することができれば、リボン型振動板６０の両端部６２の凹凸形状は任意である。

次に、電極引き出し部１８の構成について説明する。リボン型振動板６０の両端部６２はフレーム７の電極引き出し部１８に位置している。電極引き出し部１８は、フレーム７の長手方向両端近くに受け板８１，８１を一体に有し、これらの受け板８１，８１の一面側に押さえ板８，８が配置されている。受け板８１，８１と押さえ板８，８はフレーム７の幅方向に長い長方形で、押さえ板８，８はそれぞれねじ１０の締め付けにより受け板８１，８１に固定されるようになっている。

受け板８１，８１と押さえ板８，８の間にはそれぞれ回路基板９、９とリボン型振動板６０の各端部６２，６２が介在している。リボン型振動板６０の両端部６２，６２は、それぞれ回路基板９、９と押さえ板８，８とで挟み込まれている。ねじ１０を緩めて押さえ板８，８による押圧力を緩めれば、リボン型振動板６０の張力が緩む。一方の押さえ板８を緩めてリボン型振動板６０の一方を外側に引っ張れば、リボン型振動板６０に張力を加えることができる。リボン型振動板６０に適度の張力を与えた状態でねじ１０を締め付ければ、押さえ板８，８がリボン型振動板６０の各端部６２，６２を受け板８１，８１に押し付け、リボン型振動板６０を固定することができる。各受け板８１，８１と対をなす押さえ板８，８は、リボン型振動板６０の長さ方向の両端部６２，６２を固定させる狭持部材を構成している。

回路基板９，９には所定のパターンが形成されていて、この回路パターンにリボン型振動板６０の両端部６２，６２が押し付けられ、回路基板９，９の回路パターンとリボン型振動板６０の各端部６２，６２が電気的に導通している。回路基板９，９の一部はフレーム７の長手方向両端部から外側にはみ出していて、これらのはみ出し部分に電極９１，９１が形成されている。電極９１，９１は音声信号の出力端子として機能する。

図３（ａ）、図３（ｂ）は、リボン型マイクロホンユニット組み立ての一工程を示す。リボン型振動板６０の両端部６２、６２は、フレーム７の長さ方向外方に延在している。リボン型振動板６０をフレーム７に組み付けるには、リボン型振動板６０の両端部６２を電極引き出し部１８に配置し、各押さえ板８，８の孔に挿入したねじ１０，１０を各受け板８１，８１にねじ込むことによって固定する。ただし、ねじ１０による締め付け力を緩くしておいてリボン型振動板６０の張力の調整を行い、適度の張力に調整された状態でねじ１０を締め付け、リボン型振動板６０の両端部６２，６２を固定する。次に、リボン型振動板６０の両端部６２，６２のうち押さえ板８から延在している部分を切除する。リボン型振動板６０の両端部６２，６２は、前述のとおり、少なくとも上記狭持部材としての受け板８１，８１と押さえ板８，８によって挟持される部分が、厚み方向に凹凸状に形成されている。

以上説明した実施例によれば、図１（ｃ）に示すように、リボン型振動板６０の両端部６２、６２は、厚み方向に凹凸状に形成されていることによって、剛性が高く、いわゆる「腰」が強くなっている。これにより、リボン型振動板６０の両端部６２，６２の姿勢が安定し、リボン型振動板６０を電極引き出し部１８に固定する場合、あるいは、メンテナンスによってリボン型振動板６０を交換するなどの作業をし易くしている。また、リボン型振動板６０に形成された凹凸状の両端部６２，６２は上記のように腰が強いため、リボン型振動板６０に、ねじ１０を締め付けることで、狭持部材にかかる回転応力に対抗する効果が得られ、リボン型振動板６０のねじれを低減させることができる。

また、上記実施例によれば、図１（ａ）に示すように、リボン型振動板６０の両端部６２、６２が凹凸状に形成されていることにより、電極引き出し部１８への接触を強固にしている。これにより、リボン型振動板６０と電極引き出し部１８との接触抵抗を低減させることができ、リボン型振動板６０と磁界との協働で発生する電気信号の音響特性を劣化させることなく、良好な出力特性を得ることができる。

上記実施例にかかるリボン型マイクロホンユニットは、これをマイクロホンケース内に組み込み、マイクロホンユニットからの出力信号を外部回路に出力するためのコネクタをマイクロホンケースに設けることにより、リボン型マイクロホンを構成することができる。

本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボン型振動板の固定部の例を示す（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は拡大正面図、（ｃ）は拡大側面図である。 上記実施例中のリボン型振動板を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 上記実施例にかかるメンテナンスの途中の工程を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。 上記実施例にかかるリボン型マイクロホンユニットを示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。 従来のリボン型マイクロホンの例を示す一部断面正面図である。 従来のリボン型マイクロホンユニットの例を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。 従来のリボン型振動板の固定部の第１の例を示す（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は拡大側断面図である。 上記従来例においてねじを締め付けた状態を示す拡大断面図である。 従来のリボン型振動板の固定部の第２の例を示す拡大断面図である。 従来のリボン型振動板の例を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

４ 磁石
７ フレーム
８ 狭持部材としての押さえ板
９ 回路基板
１０ ねじ
１６ コネクタ部
１８ 電極引き出し部
５２ 波形中間部
６０ リボン形振動板
１５１ 波形連係部
１５２ 波形中央部
６２ 両端部
８１ 狭持部材としての受け板

Claims (3)

1. 磁気ギャップを形成する磁石と、
   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型振動板と、
   上記リボン型振動板が上記磁気ギャップ内で振動することによって発生する電気信号を出力するための電極引き出し部と、
   上記磁石と上記電極引き出し部を備えたフレームと、
   上記リボン型振動板の長さ方向の両端部を固定する狭持部材と、
   上記狭持部材を上記フレームの電極引き出し部に圧着させるねじと、
   を備えたリボン型マイクロホンユニットであって、
   上記リボン型振動板は、長さ方向両端部の少なくとも上記狭持部材によって挟持される部分が、厚み方向に凹凸状に形成され、
   上記リボン型振動板の長さ方向の両端部の凹凸は、複数の筋状の凹凸であり、
   上記筋状の凹凸の筋の方向は、上記リボン型振動板の長さ方向と平行であり、
   上記リボン型振動板はまた、長さ方向両端部の凹凸形成部より長さ方向内側に、上記リボン型振動板を振動可能にするための波形形成部を有し、この波形形成部の波の頂部および谷底が描く線の方向は上記リボン型振動板の幅方向であることを特徴としているリボン型マイクロホンユニット。
2. リボン型振動板の長さ方向の両端部の凹凸は、複数の不連続の凹凸である請求項１記載のリボン型マイクロホンユニット。
3. 請求項１または２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いるリボン型マイクロホン。

Images