JP6332862B2 - ダイナミックマイクロホンユニットおよびダイナミックマイクロホン - Google Patents

Description

この発明は、ダイナミックマイクロホンユニットに関し、特に振動板の背面に形成される空気室と磁気ギャップ部に形成される音響質量とによる共振により、周波数応答に凹凸が生ずるのを防止したダイナミックマイクロホンユニットおよびこれを用いたダイナミックマイクロホンに関する。

ダイナミックマイクロホンの無指向性成分は抵抗制御である。このために振動板の背面側に音響抵抗を配置し、この音響抵抗を介して振動板の背面を背部空気室に接続する構成が採用され、前記音響抵抗によって、抵抗制御が実現される。

図６は、従来のダイナミックマイクロホンユニットの一例を、断面図で示したものである。符号１は磁気回路を示しており、この磁気回路１は中央部に円盤状のマグネット２が具備され、このマグネット２の一方の磁極に接して円板状のポールピース３が配置されている。
また、前記マグネット２の他方の極に接してテールヨーク４が具備されており、このテールヨーク４の周縁部が円環状に起立されて、この起立部の内周面と前記ポールピース３の周縁面との間で、円環状の磁気ギャップＧを形成している。
そして、前記ポールピース３、マグネット２およびテールヨーク４には、これらの中心部を貫通するようにして、同心状に貫通孔５が形成されている。

前記したマグネット２、ポールピース３、テールヨーク４からなる磁気回路１は、テールヨーク４を支持するユニットケース６に取り付けられており、ユニットケース６の開口縁前面には、振動板７が取り付けられている。
この振動板７は、前面が半球状に突出するセンタードーム７ａと、前記センタードーム７ａの周縁に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出して形成されたサブドーム７ｂとにより構成されており、この振動板７の背面側のセンタードーム７ａとサブドーム７ｂとの境界部分において、ボイスコイル８が例えば接着材を利用して振動板７に固着されている。

そして、前記サブドーム７ｂの周縁部が、前記ユニットケース６の開口縁に取り付けられ、この状態で前記ボイスコイル８が、前記磁気ギャップＧ内に位置するように構成されている。この構成により音波を受けるとその音圧により、サブドーム７ｂの外周縁部を支点として前記センタードーム７ａとボイスコイル８は前後方向に一体に振動することができる。
これにより、ボイスコイル８は磁気ギャップＧ中に生成された磁場を横切り、振動板７の振動に基づく音声信号をもたらすことができる。

また、前記ユニットケース６の前端部の外周面には、前記振動板７の保護部材を兼ねたイコライザー９が前記ユニットケース６および振動板７を覆うようにして取り付けられている。このイコライザー９の中央部における前記センタードーム７ａに対峙する面は、前記したセンタードーム７ａとの間に一定の隙間が保たれるように凹んだ球面状に形成されている。
またイコライザー９には、外部からの音波を前記振動板７に導くために、中央部に開口９ａが、またその周囲に沿って複数個の開口９ｂが形成されている。

前記ユニットケース５の背面側は円筒状に開口されており、この円筒状の開口部には、容器状の蓋体１１が嵌合されることにより取り付けられ、ユニットケース６の背面を閉塞している。これによって、容器状の蓋体１１内には比較的大きな容量の背部空気室１２が形成される。この背部空気室１２は磁気回路１の後ろ側（振動板７と反対側）に形成される。

一方、前記したセンタードーム７ａの背面に対峙してレンズ状に形成された減容部材１３が配置されている。この減容部材１３は、前記した磁気回路１を構成するポールピース３に例えば接着剤によって取り付けられ、その前面が前記センタードーム７ａの背面に沿って球面状に突出した構成にされている。
そして、減容部材１３の中央部には、前記した磁気回路１を構成するマグネット２、ポールピース３、テールヨーク４に形成された貫通孔５と同心円状に貫通孔（磁気回路の貫通孔と同一の符号５で示す。）が形成されている。
これにより、前記振動板７の背面は前記貫通孔５を介して、前記した容器状の蓋体１１内に形成される背部空気室１２に連通されている。

そして、前記減容部材１３の貫通孔５には音響抵抗体１４が取り付けられている。
この例に示す音響抵抗体１４はシート状に形成されており、したがって減容部材１３の中央部には平面状の凹陥部１３ａが形成され、この凹陥部１３ａを利用してシート状の音響抵抗体１４が接着剤によって取り付けられている。

前記した減容部材１３は、振動板７の背面、特にセンタードーム７ａの背面と、磁気回路１のポールピース３との間に、小容量の空気室が形成されるのを阻止するために用いられる。
すなわち、振動板７の背面と磁気回路１を構成するポールピース３との間に、小容量の空気室が形成された場合には、この空気室が音響容量（Ｃ成分）として働く。
一方、前記したとおりボイスコイル８は磁気ギャップＧ内に配置されるために、ボイスコイル８の内側と外側に、それぞれ音響抵抗と音響質量が形成される。

このために、前記空気室の音響容量（Ｃ成分）と前記磁気ギャップＧに形成される音響質量（Ｌ成分）とによる共振が発生し、マイクロホンユニットの周波数応答に凹凸を発生させるという問題が生ずる。
この時の共振周波数は、マイクロホンユニットの主要集音帯域の上限あるいはそれ以上であることが望ましく、したがって、ポールピース３の前面に前記したレンズ状の減容部材１３を配置して音響容量（Ｃ成分）を小さくし、共振周波数が前記集音帯域外となるように設定することが望まれる。

前記したように、磁気回路１の前面にレンズ状の減容部材１３を配置し、その中央部に形成された貫通孔５を介して、振動板７の背面を背部空気室１２に連通させたダイナミックマイクロホンユニットについては、次に示す特許文献１〜３などに開示されている。

特開２０１３−５５３９６号公報 特開２０１３−５５３９７号公報 特開２０１３−１４１１８９号公報

ところで、図６に示すダイナミックマイクロホンユニットにおいては、ポールピース３の前面にレンズ状の減容部材１３を配置し、センタードーム７ａの背面に形成される空気室の音響容量（Ｃ成分）を小さくする構成が採用されているものの、減容部材１３の中央部には音響抵抗体１４を貼り付けるための凹陥部１３ａが形成される。
このために、前記凹陥部１３ａがなおも音響容量として作用し、この音響容量が前記磁気ギャップＧに形成される音響質量（Ｌ成分）と作用して、マイクロホンユニットの集音帯域内において共振するという問題が残される。

この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、前記したレンズ状の減容部材に形成される背部空気室への連通路および音響抵抗体に工夫を施し、特にセンタードームの背面に形成される空気室の音響容量をより小さく構成することで、前記した共振による周波数応答の乱れを防止することができるダイナミックマイクロホンユニットおよびこれを用いたダイナミックマイクロホン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ユニットの好ましい第１の形態は、振動板と、前記振動板に固着されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを含み、この磁気ギャップ中に磁場を生成する磁気回路と、前記磁気回路に取り付けられて、振動板の背面空間に配設され、この背面空間の空気室の容積を減じる減容部材と、前記減容部材と前記磁気回路との間に沿って形成され、前記背面空間を背部空気室に連通させる連通路と、前記磁気回路に取り付けられ、前記連通路と背部空気室との間に介在する音響抵抗とを備えることを特徴とする。

また、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ユニットの好ましい第２の形態は、振動板と、前記振動板に固着されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを含み、この磁気ギャップ中に磁場を生成する磁気回路と、前記磁気回路に取り付けられて、振動板の背面空間に配設され、この背面空間の空気室の容積を減じる減容部材と、前記減容部材と前記磁気回路との間に沿って形成され、前記背面空間を背部空気室に連通させる薄空気層からなる音響抵抗とを備えることを特徴とする。

この場合、前記した第１の形態においては、前記連通路と背部空気室との間には、前記磁気回路に形成された貫通孔が介在され、前記貫通孔に、円柱状に形成された前記音響抵抗が配置された構成が採用される。
さらにこの場合、前記減容部材が、円柱状に形成された前記音響抵抗によって、前記磁気回路上に支持された構成を好適に採用することができる。

また、前記した第１および第２の形態においては、前記振動板は、前面が半球状に突出するセンタードームと、このセンタードームの周縁に沿って形成された環状のサブドームとにより構成され、前記減容部材におけるセンタードームに対峙する面は、前記センタードームの背面に沿って球面状に形成された構成が採用される。

加えて、前記サブドームは、前記センタードームの周縁に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出して形成され、前記サブドームの背面空間には、前記サブドームの背面に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出した第２の減容部材が、さらに配置されていることが望ましい。

そして、前記した構成のダイナミックマイクロホンユニットは、マイクロホンケースに組み込んだ状態で、ダイナミックマイクロホンとして提供することができる。

前記した構成のダイナミックマイクロホンユニットおよびこれを用いたダイナミックマイクロホンによると、振動板の背面空間の容積を減じる減容部材は磁気回路に取り付けられ、この減容部材と磁気回路との間に沿って形成された連通路を介して、振動板の背面空間が背部空気室に連通する構成が採用される。
そして第１の形態においては、前記連通路の直後における磁気回路に音響抵抗が取り付けられ、前記音響抵抗を介して背面空間に連通するように構成される。
また第２の形態においては、減容部材と磁気回路との間に沿って形成された前記連通路を薄空気層からなる音響抵抗とした構成が採用される。

したがって、前記した第１および第２の形態によれば、音響抵抗を配置するためにレンズ状の減容部材の中央部に凹陥部を形成した図６に示す従来の構成に比較して、振動板の背面空間の容積を確実に減少させることができる。
これにより、振動板の背面に形成される空気室の音響容量をより小さく構成することが可能となり、前記した共振による周波数応答の乱れを効果的に防止することができるダイナミックマイクロホンユニットおよびこれを用いたダイナミックマイクロホンを提供することができる。

この発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第１実施例を示した断面図である。 レンズ状に形成された減容部材の断面図である。 同じく減容部材の底面図である。 この発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第２実施例を示した断面図である。 同じく第３実施例を示した断面図である。 同じく第４実施例を示した断面図である。 従来のダイナミックマイクロホンユニットの一例を示した断面図である。

この発明に係るダイナミックマイクロホンユニットについて、図１〜図５に基づいて説明する。なお以下に示す各実施の形態においては、すでに説明した図６に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがって、その詳細な説明は適宜省略する。

図１に示すこの発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第１の構成においては、図２Ａおよび図２Ｂに示す減容部材２１が利用される。
この減容部材２１は、すでに説明したとおり、磁気回路１を構成するポールピース３の前面に取り付けられて、振動板７の背面空間に配置され、この背面空間の空気室の容積を減じる機能を果たす。
すなわち、減容部材２１の前面は図１に示したとおり、センタードーム７ａの背面に対峙し、センタードーム７ａの背面に沿って球面状に形成されている。これにより減容部材２１の前面とセンタードーム７ａの背面との間には、０．５ｍｍ程度の一定の隙間が形成される。

前記減容部材２１は図２Ａおよび図２Ｂに示したとおり、その背面の中央部に有底孔２１ａが形成されており、この有底孔２１ａを中央にして扇状に形成された複数の切除部２１ｂが施されている。
すなわち図２Ｂに示すように、減容部材２１の背面に施された扇状の切除部２１ｂは、有底孔２１ａを中心として扇角θが約６０度に設定されており、これが周方向に等間隔に３つの切除部２１ｂが形成されている。したがって図２Ｂに示す扇状の切除部２１ｂ以外の残された面２１ｃは、磁気回路１を構成するポールピース３への接合面として機能することになる。

そして、図１に示すように磁気回路１に形成された貫通孔５には、円柱状に形成された音響抵抗２２が挿入される。そして円柱状の音響抵抗２２は、その先端部が減容部材２１の前記有底孔２１ａに挿入されることで、減容部材２１が磁気回路１に対して位置決めされ、ポールピース３の前面に取り付けられる。
この場合、減容部材２１のポールピースへの接合面２１ｃには、予め接着剤を塗布した状態で、減容部材２１をポールピース３に接合することが望ましい。

斯くして減容部材２１に施された扇状の切除部２１ｂは、図１に示したように減容部材２１と前記磁気回路１との間に沿って形成された連通路として機能する。すなわち、振動板７の背面空間は前記連通路（切除部２１ｂ）を介して前記した背部空気室１２に連通される。そして、円柱状に形成された前記音響抵抗２２は、磁気回路１に取り付けられ、前記連通路（切除部２１ｂ）と前記した背部空気室１２との間に介在する音響抵抗として機能することになる。
この場合の連通路（切除部２１ｂ）による隙間は、好ましくは０．４ｍｍ程度に設定される。また連通路を形成させる前記切除部２１ｂの扇角θは、必要に応じて例えば３〜６０度の範囲で適宜設定することができる。

前記した円柱状の音響抵抗２２には、いわゆる焼結プラスチック材を好適に利用することができる。これは例えば樹脂粉末を円筒状の型内に入れて加圧および加熱を加えることで、多孔質体の状態で得ることができる。そして樹脂粉末の粒径や加圧の程度により、種々の音響抵抗値を選択することができる。
加えて、焼結プラスチック材には、ある程度の機械的強度を保有させることが可能であることから、前記したように磁気回路１に対する減容部材２１の位置決めの手段として利用することができる。

図１に示すダイナミックマイクロホンユニットによると、振動板７の背面空間を背部空気室１２に連通させる連通路を、減容部材２１と磁気回路１との間に沿って形成したので、図６に示す従来のダイナミックマイクロホンユニットに比較して、振動板７の背面に形成される空気室の音響容量をより小さく構成することが可能となる。
したがって、振動板７の背面に形成される空気室と磁気ギャップＧに形成される音響質量との共振による周波数応答の乱れを効果的に防止することができるダイナミックマイクロホンユニットを提供することができる。

なお図１に示す例は、容器状の蓋体１１によって背部空気室１２を密閉した無指向性ダイナミックマイクロホンユニットを示している。この背部空気室１２は磁気回路１の後ろ側（振動板７と反対側）に形成される。
この場合、図１に例えば仮想線で示したように、ユニットケース６の開口縁に複数の後部音響端子孔３１を周方向に形成し、後部音響端子孔３１のそれぞれにシート状の音響抵抗３２を取り付けることで、振動板７の背面に双指向性成分を加えることができる。
これにより、図１に示す例とほぼ同一の作用効果を備えた単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットを提供することができる。

図３はこの発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第２の構成を示すものである。この図３に示す例は、図１に示すダイナミックマイクロホンユニットの構成に加えて、サブドーム７ｂの背面空間にも、減容部材が設けられている。
すなわち前記サブドーム７ｂは、センタードーム７ａの周縁に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出して形成されている。

そこで、前記サブドーム７ｂの背面空間には、前記サブドームの背面に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出してなる第２の減容部材６ａが配置されている。この第２の減容部材６ａはユニットケース６の前面側において、ユニットケース６の開口縁に沿って一体に形成されている。
これにより、第２の減容部材６ａの前面と、サブドーム７ｂの背面との間には、０．５ｍｍ程度の一定の隙間が形成され、サブドーム７ｂの背面に形成される空気室の音響容量をより小さく設定することができる。

したがって図３に示す構成によると、図１に示したダイナミックマイクロホンユニットによるすでに説明した作用効果に、サブドーム７ｂの背面に形成される空気室と磁気ギャップＧに形成される音響質量との共振による周波数応答の乱れを防止する効果も加わったダイナミックマイクロホンユニットを提供することができる。

図４はこの発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第３の構成を示すものである。この第３の例は、図１に示した例が円柱状に形成された音響抵抗２２を利用するのに対し、シート状の音響抵抗２３が利用されており、その他の構成は図１に示したダイナミックマイクロホンユニットの構成と同一である。
すなわち図４に示すように、シート状の音響抵抗２３は、磁気回路１を構成するテールヨークの中央部に形成された貫通孔５を塞ぐようにして、例えば接着剤を利用して取り付けられている。

この構成により、シート状の音響抵抗２３は、前記した減容部材２１と磁気回路１との間に沿って形成された連通路（減容部材２１の切除部２１ｂ）と、前記した背部空気室１２との間に介在される。
したがって、図４に示したダイナミックマイクロホンユニットの構成においても、図１に示したダイナミックマイクロホンユニットと同様の作用効果を得ることができる。

図５はこの発明に係るダイナミックマイクロホンユニットの第４の構成を示すものである。この第４の例は、前記した円柱状の音響抵抗２２やシート状の音響抵抗２３に代えて、薄空気層からなる音響抵抗を利用したものである。
すなわち、この例に使用される減容部材２１の構成は、図２Ａおよび図２Ｂに示す切除部２１ｂにより生成される磁気回路１との間の隙間をきわめて小さく設定し、減容部材２１と磁気回路１との間に薄空気層による音響抵抗を形成させるものである。

図５においては、薄空気層による音響抵抗を符号２１ｄで示しており、この薄空気層による音響抵抗２１ｄを形成するために、減容部材２１と磁気回路１を構成するポールピース３との間の隙間が、５０μｍ程度に設定されている。
この図５に示すダイナミックマイクロホンユニットの構成によると、振動板７の背面空間は、減容部材２１と磁気回路１との間に沿って形成された薄空気層による音響抵抗２１ｄを介して、背部空気室１２に連通される。
これにより、すでに説明した図１に示す例と同様の作用効果を有するダイナミックマイクロホンユニットを提供することができる。

なお、前記した図４および図５に示すダイナミックマイクロホンユニットにおいては、サブドーム７ｂの背面空間に、図３に示した例と同様の第２の減容部材６ａを形成することができる。
これにより、図３に基づいて説明した例と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したダイナミックマイクロホンユニットは、これをマイクロホンケースに組み付け、さらにはマイクロホンケースにマイクロホンユニットの出力信号を外部に出力するためのコネクタを組み付けることで、実用に供するダイナミックマイクロホンを構成することができる。

１ 磁気回路
２ マグネット
３ ポールピース
４ テールヨーク
５ 貫通孔
６ ユニットケース
６ａ 第２減容部材
７ 振動板
７ａ センタードーム
７ｂ サブドーム
８ ボイスコイル
９ イコライザー
１１ 容器状蓋体
１２ 背部空気室
２１ 減容部材
２１ａ 有底孔
２１ｂ 切除部（連通路）
２１ｃ 接合面
２１ｄ 薄空気層（音響抵抗）
２２ 音響抵抗（円柱状）
２３ 音響抵抗（シート状）
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (7)

1. 振動板と、
   前記振動板に固着されるボイスコイルと、
   前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを含み、この磁気ギャップ中に磁場を生成する磁気回路と、
   前記磁気回路に取り付けられて、振動板の背面空間に配設され、この背面空間の空気室の容積を減じる減容部材と、
   前記減容部材と前記磁気回路との間に沿って形成され、前記背面空間を前記磁気回路の後ろ側に形成されている背部空気室に連通させる連通路と、
   前記磁気回路に取り付けられ、前記連通路と背部空気室との間に介在する音響抵抗と、 を備えることを特徴とするダイナミックマイクロホンユニット。
2. 振動板と、
   前記振動板に固着されるボイスコイルと、
   前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを含み、この磁気ギャップ中に磁場を生成する磁気回路と、
   前記磁気回路に取り付けられて、振動板の背面空間に配設され、この背面空間の空気室の容積を減じる減容部材と、
   前記減容部材と前記磁気回路との間に沿って形成され、前記背面空間を前記磁気回路の後ろ側に形成されている背部空気室に連通させる薄空気層からなる音響抵抗と、
   を備えることを特徴とするダイナミックマイクロホンユニット。
3. 前記連通路と背部空気室との間には、前記磁気回路に形成された貫通孔が介在され、前記貫通孔に、円柱状に形成された前記音響抵抗が配置されてい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ユニット。
4. 前記減容部材が、円柱状に形成された前記音響抵抗によって、前記磁気回路上に支持されていることを特徴とする請求項３に記載されたダイナミックマイクロホンユニット。
5. 前記振動板は、前面が半球状に突出するセンタードームと、このセンタードームの周縁に沿って形成された環状のサブドームとにより構成され、前記減容部材におけるセンタードームに対峙する面は、前記センタードームの背面に沿って球面状に形成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ユニット。
6. 前記サブドームは、前記センタードームの周縁に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出して形成され、前記サブドームの背面空間には、前記サブドームの背面に沿って環状に形成されると共に、その前面が円弧状に突出した第２の減容部材が、さらに配置されていることを特徴とする請求項５に記載されたダイナミックマイクロホンユニット。
7. 請求項１ないし請求項６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ユニットを、マイクロホンケースに組み込んだことを特徴とするダイナミックマイクロホン。

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