JP6284446B2 - ダイナミックマイクロホンおよび背部空気室の成形方法 - Google Patents

Description

この発明は、ダイナミックマイクロホンユニットの背部に形成される空気室に改良を加えたダイナミックマイクロホンおよび背部空気室の成形方法に関する。

無指向性ダイナミックマイクロホンは抵抗制御で動作し、単一指向性ダイナミックマイクロホンは質量制御と抵抗制御で動作することは知られている。
ダイナミックマイクロホンの抵抗制御は、振動板後部の直近に配置された音響抵抗と、この音響抵抗の背後に音波の侵入しない背部空気室を設けることで実現される。前記音響抵抗は背部空気室の入り口にあり、背部空気室の容積が極めて大きい場合には、音響抵抗から空気室を見たインピーダンスはほぼ音響抵抗となる。

しかし背部空気室の容積が小さいと空気室のスチフネスがあることから、低域では空気室のインピーダンスが音響抵抗に直列に接続された状態で動作する。
したがって、背部空気室を小さく設計すると低域の周波数応答が低下し、低域の指向性も変化する。現実には、この背部空気室の容積を無限に大きくすることは不可能であり、特に手持ちタイプのダイナミックマイクロホンにおいては、背部空気室の容積にはより制限が加わることになる。

一方、背部空気室を形成する壁のいずれかの部分が振動すると、空気室の容積が変動することで発生する音波が、前記した音響抵抗を介して振動板に到達する。したがって、空気室の壁の一部が振動する場合には、その共振周波数の付近においてマイクロホンの指向周波数応答が劣化する。

また、底の有るパイプ状の空気室を用いると長手方向で定在波が発生する。これは前記した音響抵抗を経て空気室に入った音波で発生する。このために空気室内部に音響抵抗の少ないスポンジ等を入れて定在波の発生を阻止する手段が一般的に採用される。
しかしこの場合、空気室内部に入れる音響抵抗は、前記した抵抗制御を実現するための音響抵抗と等価的に直列接続されることから、定在波の発生を抑えるための音響抵抗は必要最小の範囲にとどめることが必要となる。

ところで、特許文献１には背部空気室の開口断面積が、振動板から遠のくにしたがって小さく設定した構成のダイナミックマイクロホンが提案されている。
この特許文献１に開示されたダイナミックマイクロホンによると、マイクロホングリップ（グリップケース）およびこのマイクロホングリップ内に収容される背部空気室は、後端側に向かうにしたがって開口断面積が小となるように形成され、これによりマイクロホングリップ内および背部空気室内に定在波が生ずるのを抑制するように構成されている。

特許第３８８２２６８号公報

前記した特許文献１に開示されたダイナミックマイクロホンによると、背部空気室の外壁の形状とマイクロホングリップ内の形状を概ね一致させないと、特許文献１の図１に示すようなマイクロホングリップ内の容積を有効活用することができない。
すなわち、背部空気室の容積は前記したとおり、できるだけを大きく設定することが望ましいところ、特許文献１に開示されたダイナミックマイクロホンにおいては、例えば円錐状の背部空気室を形成させるために、空気室の容積に制約が加わるという問題を抱えている。

そこでこの発明は、グリップケース内の容積を有効に利用して、背部空気室を大きく設計することができると共に、背部空気室を形成する壁面が特定の共振周波数を持つのを阻止し、さらに背部空気室内に定在波が生ずるのを効果的に阻止することができるダイナミックマイクロホンおよび背部空気室の成形方法を提供することを課題とするものである。

前記した課題を達成するためになされたこの発明に係るダイナミックマイクロホンは、ボイスコイルを備えた振動板および前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備えた磁気回路を含むダイナミックマイクロホンユニットと、前記ダイナミックマイクロホンユニットに連結され、前記振動板の背面に連通する背部空気室を形成する有底状の筐体と、前記筐体内に圧着されて配置され、前記ダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪みを備えた金属繊維よりなる音響抵抗体とを備えることを特徴とする。

この場合、前記金属繊維としては、好ましくはアルミニウム繊維が用いられる。そして、前記ダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪みは、複数個備える構成も採用することができる。
加えて、前記筐体内に圧着されて配置される金属繊維は、前記筐体の内面に対して隙間なく密着した状態で配置されることが望ましい。

そして、背部空気室を形成する前記筐体は、前記ダイナミックマイクロホンユニットを支持するグリップケースを利用することができる。また、背部空気室を形成する筐体を、前記マイクロホンユニットを支持するグリップケース内に収容した構成も好適に採用することができる。

一方、この発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの振動板の背面に連通する背部空気室の成形方法は、振動板の背面に連通する開口部を備えた有底状の筐体内に、所定量の金属繊維を投入する工程と、先端部に向かって外径が縮小する突起部を備えたロッド部材を、前記筐体の開口部から挿入し、筐体内の金属繊維に前記ロッド部材の突起部に対応した窪みを塑性変形により形成させる工程と、前記筐体の開口部から、前記ロッド部材を引き抜く工程とを備えることで、開口面積が除々に減少する窪みを有する金属繊維よりなる音響抵抗体を筐体の内底部に備えた背部空気室を得ることができる。

この場合、金属繊維にロッド部材の突起部に対応した窪みを塑性変形により形成させる工程において、前記金属繊維を前記筐体の内面に対して隙間なく密着させることが望ましく、また前記金属繊維として、アルミニウム繊維を好適に用いることができる。

前記した構成のダイナミックマイクロホンおよびその背部空気室の成形方法によると、有底状の筐体内に、例えばアルミニウム繊維に代表される金属繊維が投入され、この金属繊維は先端部に向かって外径が縮小する突起部を備えたロッド部材によって、有底状の筐体内に押し込まれて塑性変形を受ける。
したがって、前記金属繊維はダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪みを備えた音響抵抗体として成形される。

また、前記ロッド部材によって金属繊維が有底状の筐体内に押し込まれる際に、金属繊維はロッド部材による圧力受けて、前記筐体内に圧着される。これにより、金属繊維は筐体の内面に対して隙間なく密着された状態で固定される。

金属繊維による音響抵抗体に形成された前記窪みの形状は、その開口面積がダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって除々に減少するように構成されるため、その音響抵抗も同様にダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって増加するようになされる。これにより、背部空気室内における定在波の発生を効果的に阻止することができる。

また、前記金属繊維は背部空気室を構成する筐体内に圧着されて、筐体の内面に隙間なく密着した状態で収容されるので、前記金属繊維は筐体を構成する壁面の自由振動を抑制し、背部空気室の壁面が特定の共振周波数を持つのを効果的に阻止したダイナミックマイクロホンを提供することが可能となる。

この発明に係るダイナミックマイクロホンの全体構成を示した中央断面図である。 図１に示すダイナミックマイクロホンおける背部空気室を成形する場合の成形方法を説明する工程図である。 この発明に係る他の構成のダイナミックマイクロホンの全体構成を示した中央断面図である。

この発明に係るダイナミックマイクロホンについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は第１の実施の形態を示すものであり、この図１に示す例においては、主にボーカル用やスピーチ用として用いるために、例えば黄銅合金により形成された円筒状のグリップケース１１が備えられている。
そして、グリップケース１１内には、ゴム弾性体からなるショックマウント部材１２を介して、例えばアルミニウム素材により構成された有底状の筐体１３が、グリップケース１１と同軸状に取り付けられている。なお、この有底状の筐体１３は、後述するとおりダイナミックマイクロホンユニットの背部空気室１４を構成するものとなる。

前記筐体１３の前端部には、ダイナミックマイクロホンユニット１５が取り付けられている。このダイナミックマイクロホンユニット１５は周知のとおり、ボイスコイル１６を備えた振動板１７および前記ボイスコイル１６が振動可能に配置された磁気ギャップを有する磁気回路１８を備えており、このマイクロホンユニット１５の前記磁気回路１８を構成するヨークの周側面が、円筒状に形成されたユニットホルダー１９に嵌め込まれた状態で取り付けられている。

ユニットホルダー１９の後端部には、音響抵抗体２０を収容し、中央部に音孔２１ａが形成されたキャップ部材２１が嵌合されて取り付けられている。そして、ダイナミックマイクロホンユニット１５を構成する前記振動板１７の背面は、前記音響抵抗体２０および音孔２１ａを介して、前記した筐体１３内の背部空気室１４に連通されている。
なお、前記ユニットホルダー１９の前端部には、前記振動板１７を覆うようにして、レゾネータ２２が取り付けられている。

そして、グリップケース１１の前端部には、ダイナミックマイクロホンユニット１５を覆うようにして、金属メッシュを備えた保護カバー２４が取り付けられている。
また、グリップケース１１の後端部には、出力コネクタ２５が取り付けられている。

加えて、この実施の形態においては、背部空気室１４を形成する有底状の筐体１３内には、金属繊維（この実施の形態においては、アルミニウム繊維）による音響抵抗体２７が収容されており、図１に示す例においては、マイクロホンユニット１５から遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪み２８が、音響抵抗体２７の中央部に形成されている。
なお、有底状の筐体１３内に収容される金属繊維による音響抵抗体２７については、その成形方法を説明する図２に基づいて、詳しく説明する。

図２は、金属繊維による音響抵抗体２７の成形方法を説明するものである。これに用いられる金属繊維については、例えば特許第３８５６７９０号公報に開示されており、線径が５０〜１００μｍのアルミニウム繊維を好適に用いることができる。
このアルミニウム繊維は、溶融状態のアルミニウムを例えばノズル噴出孔から大気中に噴出し、急冷凝固させることにより得ることができる。
すなわち、これによって得られるアルミニウム繊維は、例えば綿繊維と同様にアルミニウムの長繊維が非圧縮状態で所定の面密度を持った状態で提供される。

このアルミニウム繊維を用いて、背部空気室１４内に音響抵抗体２７を形成するには、図２（Ａ）に示すように背部空気室１４を構成する有底状の筐体１３内に、予め定められた量のアルミニウム繊維（音響抵抗体と同一の符号２７で示す。）が投入される。
この状態においては、アルミニウム繊維２７は非圧縮状態であり、筐体１３の内面との間に適宜の隙間３１が存在する。

続いて、先端部に向かって外径が縮小する突起部３３ａを備えたロッド部材３３が、筐体１３の開口部１３ａから挿入される。このロッド部材３３は例えば黄銅合金により形成され、図２（Ｂ）に示すようにロッド部材３３の外径は、筐体１３の内径よりも僅かに小さい程度に設定されている。

前記ロッド部材３３の突起部３３ａは、この例においてはほぼ円錐形状に構成されており、筐体１３内に投入されたアルミニウム繊維２７は、ロッド部材３３の降下圧力を受けて筐体１３の下底部１３ｂ側に押し込められて圧縮作用を受ける。
これにより、筐体１３内のアルミニウム繊維２７の中央部には、前記ロッド部材３３の突起部３３ａに対応した窪み２８が塑性変形により形成される。

これと同時に、筐体１３内のアルミニウム繊維２７は、前記ロッド部材３３の降下圧力を受けて前記筐体１３内に圧着されて塑性変形し、アルミニウム繊維２７は筐体１３の内面に対して隙間なく密着された状態で固定され、音響抵抗体として機能することになる。

図２（Ｃ）は、筐体１３内から前記ロッド部材３３を引き抜いた状態を示しており、筐体１３の内底部には、中央部に開口面積が除々に減少する窪み２８を有するアルミニウム繊維よりなる音響抵抗体２７が、筐体１３の下底部内面に対して隙間なく密着した状態で固定されている。
前記した工程によって形成されたアルミニウム繊維よりなる音響抵抗体２７は、筐体１３の開口部側の繊維密度が粗であるのに対して、筐体１３の下底部側の繊維密度は密となる密度分布に設定される。なお、前記密度分布は、全体がほぼ均一であっても同様の作用効果を得ることができる。
そして、図２（Ｃ）示す音響抵抗体２７を収容した筐体１３は、その開口部１３ａ側が図１に示すようにダイナミックマイクロホンユニット１５の振動板１７の背面に連通するように取り付けられる。

したがって、図１に示すダイナミックマイクロホンによると、アルミニウム繊維よりなる音響抵抗体２７に形成された円錐形状の窪み２８は、背部空気室１４内における定在波の発生を効果的に阻止するように作用する。これにより、背部空気室１４内の定在波による影響を受けることのないダイナミックマイクロホンを提供することができる。

また、背部空気室１４を構成する筐体１３内には、筐体の下底部内面に隙間なく密着した状態でアルミニウム繊維よりなる音響抵抗体２７が収容されるので、前記アルミニウム繊維は筐体１３を構成する壁面の自由振動を抑制し、背部空気室１４の壁面が特定の共振周波数を持つのを阻止することができる。
これにより、背部空気室１４における壁面の共振周波数でマイクロホンの指向周波数応答が劣化するのを確実に阻止することもできる。

図３は、この発明に係るダイナミックマイクロホンの第２の実施の形態を示したものである。この図３に示す形態は、図１に示す背部空気室１４を形成する筐体１３に代えて、グリップケース１１を筐体として利用している。
したがって図３においては、図１に示すダイナミックマイクロホンと同一の機能を果たす部分を同一符号で示しており、その詳細な説明は省略する。

この図３に示す例においては、グリップケース１１を背部空気室１４を形成する筐体１３として利用するものであるため、グリップケース１１の後端部に取り付けられる出力コネクタ２５を内側から覆う封止部材２９が、グリップケース１１の下底部に配置される。
そして、アルミニウム繊維を用いてグリップケース１１内に窪み２８を有する音響抵抗体２７を形成する方法は、図２に示した例と同様である。
したがって、図３に示す例においても、図１に示すダイナミックマイクロホンと同様の作用効果を得ることができる。

加えて、図３に示したダイナミックマイクロホンの第２の例によると、グリップケース１１を利用して背部空気室１４を形成するものであるため、グリップケース１１の容積を有効に利用した背部空気室１４とすることができ、ダイナミックマイクロホンの低域特性の改善に寄与することができる。

以上説明した実施の形態においては、金属繊維による音響抵抗体２７には、その中央部に１つの円錐状の窪み２８を形成した形態になされているが、これは開口面積が除々に減少する窪みを複数個備える構成であっても同様の作用効果を得ることができる。
前記したとおり、音響抵抗体２７に開口面積が除々に減少する窪み２８を複数個備える場合には、図２に示したロッド部材３３に代えて、先端部に例えば円錐状の突起部３３ａを複数個備えたロッド部材３３を利用することで、音響抵抗体２７に対して同様に塑性変形により複数個の窪み２８を形成することができる。

また、以上説明した実施の形態においては、金属繊維としてアルミニウム繊維を用いた例を示しているが、例えば図２に示したようにロッド部材３３の圧力を受けて塑性変形を受けるアルミニウム繊維以外のその他の金属繊維も同様に利用することができる。

１１ グリップケース
１２ ショックマウント部材
１３ 筐体
１３ａ 開口部
１３ｂ 下底部
１４ 背部空気室
１５ ダイナミックマイクロホンユニット
１６ ボイスコイル
１７ 振動板
１８ 磁気回路
１９ ユニットホルダー
２０ 音響抵抗体
２１ キャップ部材
２１ａ 音孔
２２ レゾネータ
２４ 保護カバー
２５ 出力コネクタ
２７ 音響抵抗体（金属繊維）
２８ 窪み
２９ 封止部材
３１ 隙間
３３ ロッド部材
３３ａ 突起部

Claims (9)

1. ボイスコイルを備えた振動板および前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備えた磁気回路を含むダイナミックマイクロホンユニットと、
   前記ダイナミックマイクロホンユニットに連結され、前記振動板の背面に連通する背部空気室を形成する有底状の筐体と、
   前記筐体内に圧着されて配置され、前記ダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪みを備えた金属繊維よりなる音響抵抗体とを備えることを特徴とするダイナミックマイクロホン。
2. 前記金属繊維は、アルミニウム繊維であることを特徴とする請求項１に記載されたダイナミックマイクロホン。
3. 前記ダイナミックマイクロホンユニットから遠ざかるにしたがって、開口面積が除々に減少する窪みを複数個備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたダイナミックマイクロホン。
4. 前記筐体内に圧着されて配置される金属繊維は、前記筐体の内面に対して隙間なく密着した状態で配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載されたダイナミックマイクロホン。
5. 背部空気室を形成する前記筐体は、前記マイクロホンユニットを支持するグリップケースであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載されたダイナミックマイクロホン。
6. 背部空気室を形成する前記筐体は、前記マイクロホンユニットを支持するグリップケース内に収容されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載されたダイナミックマイクロホン。
7. ダイナミックマイクロホンユニットの振動板の背面に連通する背部空気室の成形方法であって、
   振動板の背面に連通する開口部を備えた有底状の筐体内に、所定量の金属繊維を投入する工程と、
   先端部に向かって外径が縮小する突起部を備えたロッド部材を、前記筐体の開口部から挿入し、筐体内の金属繊維に前記ロッド部材の突起部に対応した窪みを塑性変形により形成させる工程と、
   前記筐体の開口部から、前記ロッド部材を引き抜く工程とを備えることで、開口面積が除々に減少する窪みを有する金属繊維よりなる音響抵抗体を筐体の内底部に備えた背部空気室を得ることを特徴とする背部空気室の成形方法。
8. 金属繊維にロッド部材の突起部に対応した窪みを塑性変形により形成させる工程において、前記金属繊維を前記筐体の内面に対して隙間なく密着させることを特徴とする請求項７に記載された背部空気室の成形方法。
9. 前記金属繊維として、アルミニウム繊維を用いることを特徴とする請求項７または請求項８に記載された背部空気室の成形方法。

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