JP6436532B2 - 狭指向性マイクロホン - Google Patents

Description

この発明は、マイクロホンユニットを備えた本体ケースに対して音響管を着脱可能に装着することができる狭指向性マイクロホンに関し、特に本体ケースに対する音響管の取り付け構造に工夫を施した狭指向性マイクロホンに関する。

狭指向性マイクロホンとして細長い音響管を用い、音響管の長さ方向の後端部付近にマイクロホンユニットを配置したものが知られている。この狭指向性マイクロホンは音響管の前端部方向から入る音波のみを検出する特性を有している。
音響管はその前端部が開放され、側壁には例えばスリット状の音波導入口が形成されて、音波導入口には音響抵抗材が張り付けられている。これにより音響管の前端部方向以外からの音波は、音響管の前端から入るものと、音響管の側壁の音波導入口から入るものとが時間差を持つことで互いに干渉して打ち消し合う。
このようなマイクロホンはガンマイクロホンとも呼ばれ、音響管の前端部方向からの音波に対して高い感度を持つ狭指向性のマイクロホンである。

前記音響管を備えた狭指向性マイクロホンによると、その狭指向性の特性は音波の波長と音響管の長さに依存することになる。すなわち、長い音響管を用いた場合には低い周波数まで狭指向性を得ることができ、短い音響管を用いると高い周波数のみが狭指向性となる。音響管の長さに依存する前記した特性の相異を利用するために、マイクロホンユニットを配置した本体ケースに対して音響管を着脱可能にしたマイクロホン、すなわち、必要に応じて軸長の異なる音響管を交換可能にした狭指向性マイクロホンが提案されている。

従来、本体ケースに対する音響管の取り付け手段としては、一般的に本体ケースの前端部における音響管との接合部において、周方向の例えば３か所において止め捩子によって取り付ける手段が採用されている。特許文献１の図４および図５には、前記した止め捩子による音響管の取り付け手段が開示されている。

特開２０１２−２２７６００号公報

図４Ａおよび図４Ｂは、前記特許文献１に開示された止め捩子を利用して、音響管を本体ケース側に取り付ける例を示している。なお図に示した例は、本体ケースに装着された中継部材を介して音響管が取り付けられた構成について、その要部を拡大断面図で示している。

円筒状の本体ケース１１が後端部に取り付けられた中継部材１２は、その前端部側の外径が縮小されて、その先端部においてマイクロホンユニット１を支持している。
図４Ａに示すようにマイクロホンユニット１は、ユニットケース２内の前端部に振動板３と、この振動板３の背面に対峙するようにして固定極４を備えている。また固定極４の背面には電極引き出し部品５が配置される。この電極引き出し部品５と前記固定極４との間に、前記振動板３の背面に連通する空気室６が形成されている。
前記電極引き出し部品５には、空気室６に連通する音孔５ａが軸方向に貫通して形成される。電極引き出し部品５の背面にはドーナツ状に形成された音響抵抗体７が配置され、前記音孔５ａを塞いでいる。

前記音響抵抗体７は、その背面に配置されたアジャストリング８と前記電極引き出し部品５との間に挟まれて、圧縮度が調整可能になされている。これにより音響抵抗体７による音響抵抗が可変できるように構成されている。そして、アジャストリング８の背面にはアジャストリング８に若干の隙間をおいて、ユニットケース２の背後を塞ぐ封止部材９が取り付けられている。またユニットケース２の後端部には、ユニットケース２を支持するベース部材１０が取り付けられ、このベース部材１０の中央部に形成された軸孔が前記中継部材１２の先端部に嵌まり込む。そして、マイクロホンユニット３は中継部材１２の前端部に保持される。

前記中継部材１２内には、絶縁座１３が挿入されて配置される。この絶縁座１３の中心部に、前記電極引き出し部品５に接触する引き出しロッド１４が埋設されている。
なお図には示されていないが、中継部材１２の後端部に取り付けられた本体ケース１１内には、前記引き出しロッド１４を介して供給されるマイクロホンユニット１からの信号をインピーダンス変換するインピーダンス変換回路等を搭載した回路基板が配置されている。また本体ケース１１の後端部には、前記回路基板において信号処理されたマイクロホン出力が導出される出力コネクタが配置されている。

前記中継部材１２には、その後端部付近において若干外形を細くした環状の段部１２ａが形成されている。円筒状に形成された音響管２１の後端部がこの段部１２ａに当接するように取り付けられている。また前記した音響管２１のユニットケース２に隣接する側壁には、音導通孔２１ａが形成されている。ユニットケース２の側壁に形成された音導通孔２ａがこの音導通孔２１ａを介して外部に連通する。
したがって、音響管２１に形成された音導通孔２１ａは、マイクロホンユニット１の後部側の音響取り込み口として機能する。これにより前記マイクロホンユニット１は、単一指向性コンデンサマイクロホンを構成している。

そして、音響管２１の後端部は、中継部材１２に対して周方向の３か所においてねじ込まれる止め捩子２３によって、中継部材１２に取り付けられている。これにより音響管２１と本体ケース１１は、中継部材１２を介して前後に同軸状に接続されている。

ところで、前記した狭指向性マイクロホンは、マイクロホンの全長が長い。そのため、前記した狭指向性マイクロホンには、音響管の接合部である前記中継部材１２に応力が加わると破損し易いという課題があった。特に図４Ｂに示すように、音響管２１を止め捩子２３を利用して中継部材１２に取り付けた場合、音響管２１に曲げ応力が作用すると、音響管２１側の捩子挿通孔２１ｂが変形する。これにより、捩子挿通孔２１ｂと止め捩子２３との間で軸方向に隙間が生じ、止め捩子２３が緩むという問題を招く。このよう生じた止め捩子２３の緩みは、マイクロホンの使用中において雑音の発生要因になる。

特にこの種のマイクロホンにおいては、感度や信号対雑音比を向上させるために、有効面積の大きなマイクロホンユニットを搭載する必要がある。またマイクロホン全体の重量を軽減させるためにも、前記した音響管２１の管壁の厚さをなるべく薄くする要請に迫られることになる。これらを要因として、音響管２１の機械的強度はさらに低下して、前記した問題が顕著に現れることになる。
なお図４Ｂに示すマイクロホンユニット１の構成は、図４Ａに示したものと同一であり、したがって図４Ｂにおいてはマイクロホンユニット１を構成する各部の符号は記載を省略して示している。

この発明は、音響管を止め捩子により取り付けた従来の狭指向性マイクロホンおける前記した問題点に着目してなされたものであり、マイクロホンにたとえ曲げ応力が加わっても破損し難く、音響管の着脱が容易になし得る狭指向性マイクロホンを提供することを目的とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係る狭指向性マイクロホンは、音響管内にマイクロホンユニットが配置されるように音響管を着脱可能にする音響管取り付けユニットを備えた狭指向性マイクロホンであって、前記音響管取り付けユニットには、固定部材と座金との間に介在する第１弾性部材および前記固定部材と座金とを軸方向に締め付けるボルトとが備えられ、前記第１弾性部材の周縁面は直線状に成形され、前記固定部材と座金は前記ボルトの締め付けによって前記第１弾性部材を変形させ、前記音響管の内壁に前記第１弾性部材を当接させて前記音響管を保持し、前記音響管の内壁には環状の凹部が形成され、前記第１弾性部材の周縁面は、前記ボルトの締め付けによって外周方向へ変形して突出し、前記第１弾性部材の突出は前記環状の凹部に当接することを特徴とする。

この場合、好ましくは、前記音響管取り付けユニットは周縁面が凹面状に成形された第２弾性部材をさらに備え、前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と共に前記固定部材と座金との間に配置されていることが望ましい。
そして、前記第２弾性部材の周縁面は、前記ボルトの締め付けによって外周方向へ変形して前記音響管の内壁に当接するように構成される。

一方、前記音響管取り付けユニットには環状の段部を備えることが望ましい。
そして、前記座金は、前記ボルトを締め付けることによって前記第１弾性部材を軸方向に後退させ、前記第１弾性部材の突出は、前記環状の段部を支持点として前記環状凹部を軸方向後方に引っ張って押圧することで前記音響管を保持するように構成される。
そして、好ましい形態においては、前記音響管の後端部が前記環状の段部と当接することで前記支持点が構成される。

加えて、前記ボルトは前記座金と前記第１弾性部材と前記第２弾性部材と前記固定部材を貫通するように複数備えられ、前記複数のボルトはそれぞれ周方向において等間隔に配置された構成を好適に採用することができる。
さらに、前記第１弾性部材または第２弾性部材もしくは両者は導電性を備えていることが望ましい。

この発明に係る前記した狭指向性マイクロホンによると、音響管取り付けユニットに配置されたボルトの締め付けにより、第１弾性部材の周縁面が弾性変形により外周方向に突出する。これにより第１弾性部材の周縁面が音響管の内壁に圧着し、前記音響管を本体ケース側に取り付けることができる。

前記ボルトの締め付けに伴って、第１弾性部材と第２弾性部材は軸方向に圧縮される。外周方向に突出する第１弾性部材の周縁面は、若干軸方向に後退する。したがって、外周方向に突出する第１弾性部材の周縁面が入る環状の凹部が音響管の内壁面に形成されることで、第１弾性部材の周縁面は前記ボルトの締め付けに伴って凹部に向かって突出しつつ僅かに後退する。そのため、音響管を本体ケース側に対して隙間なく装着することができる。

また、前記したボルトの締め付けを解除することにより、音響管を取り外すことができるので、音響管の交換作業も容易である。さらに、音響管は第１弾性部材の弾性変形により保持されるので、マイクロホンにたとえ曲げ応力が加わっても破損し難いという独自の作用効果を得ることができる。

この発明に係る狭指向性マイクロホンにおけるマイクロホンユニットと音響管取り付けユニットを示した断面図である。 図１Ａに対してボルトを締め付けた状態を示した断面図である。 図１Ｂに対してさらにボルトを締め付けた状態を示した断面図である。 第１弾性部材または第２弾性部材弾性部材の正面図である。 図２ＡのＡ−Ａ線より矢印方向に見た第１弾性部材の断面図である。 図２ＡのＡ−Ａ線より矢印方向に見た第２弾性部材の断面図である。 図１Ａに示す音響管取り付けユニットに対して音響管を装着する途中の状態を示した断面図である。 音響管を装着してボルトを締め付けた状態を示した断面図である。 図３Ｂに対してさらにボルトを締め付けた状態を示した断面図である。 従来の狭指向性マイクロホンの一例を示した断面図である。 図４Ａに示す狭指向性マイクロホンにおいて不具合が生じた例を示す断面図である。

この発明に係る狭指向性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。なお以下に説明する狭指向性マイクロホンに備えられたマイクロホンユニットの構成は、すでに図４Ａおよび図４Ｂに基づいて説明したマイクロホンユニット１の構成と同一である。したがって以下に説明する各図においては、マイクロホンユニットの全体を符号１で示し、マイクロホンユニットの各部の符号の記載とその詳細な説明は省略する。

図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃは、マイクロホンユニット１の背面側に配置された音響管取り付けユニット３１の構成を断面図で示したものである。音響管取り付けユニット３１には、図４Ａおよび図４Ｂに基づいて説明した中継部材１２、絶縁座１３、引き出しロッド１４が構成要素の一部に利用されている。そして、中継部材１２の後端部に図４Ａおよび図４Ｂに示した例と同様に本体ケース１１が取り付けられているが、図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃにおいては、本体ケース１１の記載は省略して示している。すなわち、以後に説明する音響管取り付けユニット３１は、本体ケース１１の一部を構成している。
図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃに示すように、中継部材１２の前端部側における外径が縮小された部分には、ドーナツ状の座金１５が装着されている。そして、固定部材としての絶縁座１３の裏面側から挿入されたボルト１６の先端部が、前記座金１５にねじ込まれている。なおこの例においては、図に示されたボルト１６を含めて３本のボルトが周方向に等間隔に配置されている。

前記した固定部材としての絶縁座１３と座金１５との間には、第１弾性部材１７と第２弾性部材１８が装着されている。なお以下においては前記絶縁座１３を固定部材とも称呼する。前記第１弾性部材１７および第２弾性部材１８には、図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃに示すように、所定の厚さ（肉厚）を有する円板状に成形されたゴム素材が用いられる。円板状のゴム素材の中央部には、比較的大径の孔１７ａ，１８ａが形成される。すなわち、第１弾性部材１７および第２弾性部材１８はドーナツ状のゴム素材によって構成されている。また第１弾性部材１７および第２弾性部材１８には、前記ボルト１６が挿通される３つのボルト挿通孔１７ｂ，１８ｂがそれぞれ周方向に等間隔に形成されている。

前記第１弾性部材１７の周縁面１７ｃは、図２Ｂに断面図で示されているように、直線状に成形されている。
一方、前記第２弾性部材１８の周縁面１８ｃは、図２Ｃに断面図で示されているように、凹面状に成形されている。すなわち、第２弾性部材１８の周縁面１８ｃは、半径方向中心に向かって凹んだ状態（厚さ方向の中央部が凹んだ状態）に成形されている。これは、第２弾性部材１８を成形するにあたり、板状のゴム素材が厚さ方向に圧縮した状態で加工されることで成形される。すなわち、周縁面１８ｃのカット、中央孔１８ａおよびボルト挿通孔１８ｂの打ち抜きが同時に行われることで、図２Ｃに示すように半径方向中心に向かって凹んだ状態の第２弾性部材が成形される。
そして、この実施の形態において、前記第１弾性部材１７と第２弾性部材１８とには、略同一の厚さに成形された板状のゴム素材が用いられる。

図１Ａは、前記ボルト１６の締め付け以前の状態を示している。この状態において固定部材１３と座金１５との間に介在する第１弾性部材１７と第２弾性部材１８は、弾性変形を受けずに原形の状態を保っている。
また図１Ｂは、前記ボルト１６を若干締め付けた状態を示している。これによると前記座金１５は固定部材１３側に若干移動して、第１と第２弾性部材１７，１８を軸方向に圧縮する。したがって第１弾性部材１７は弾性変形を受けて、周縁面１７ｃは外周方向に若干突出する。一方、第２弾性部材１８は弾性変形を受けて、周縁面１８ｃの凹みの程度は緩やかになる。

図１Ｃは、前記ボルト１６をさらに締め付けた状態を示している。これによると前記座金１５は固定部材１３側にさらに移動して、第１と第２弾性部材１７，１８をさらに軸方向に圧縮する。したがって第１弾性部材１７の周縁面１７ｃは外周方向にさらに突出し、第２弾性部材１８の周縁面１８ｃは軸方向に沿ってほぼ直線状態となるように変形する。

図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃは、音響管取り付けユニット３１の前記した作用を利用して、本体ケース１１に円筒状の音響管２１を取り付ける例を示している。なお図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに示す音響管取り付けユニット３１のそれぞれの状態は、図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃに示した音響管取り付けユニット３１のそれぞれと同一の状態を示している。したがって図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃにおいては音響管取り付けユニット３１を構成する各部の符号は記載を省略して示している。
また、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃにおける音響管取り付けユニット３１の後部には、図４Ａ，図４Ｂに示した例と同様に、本体ケース１１が取り付けられる。しかし、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃは、その記載を省略して示している。

図３Ａは、音響管取り付けユニット３１に対して音響管２１を取り付ける状態を示している。音響管２１はマイクロホンユニット１を覆うようにして本体ケース１１の前方から装着される。なおこの例において利用される音響管２１には、その後端部付近の内壁面に沿って、環状の凹部２１ｃが形成されている。
そして図３Ａに示す状態において、音響管取り付けユニット３１を構成する前記した第１弾性部材１７と第２弾性部材１８は、弾性変形を受けずに原形の状態を保っている。したがって、音響管２１は音響管取り付けユニット３１を外側から覆うようにして抵抗なく本体ケース１１に装着できる。

前記した状態において、音響管取り付けユニット３１の前記ボルト１６を締め付けることで、図３Ｂに示すように第１弾性部材１７の周縁面１７ｃが音響管２１の内壁面に沿って形成した環状凹部２１ｃ内に入り込んで圧着する。
さらに前記ボルト１６を締め付けることで、第１および第２弾性部材１７，１８は、軸方向に圧縮を受けて、固定部材１３側に移動（後退）する。このとき、外周方向に突出した第１弾性部材１７の周縁面１７ｃは、環状凹部２１ｃに入り込んだ状態で固定部材１３側に移動（後退）する。また、第２弾性部材１８の周縁面１８ｃは音響管の内壁に一定の摩擦力を持って当接する。

これにより図３Ｃに示すように、第１弾性部材１７の周縁面１７ｃは、音響管２１の環状凹部２１ｃに対して軸方向に引っ張り応力を掛ける。すなわち、周縁面１７ｃは環状凹部２１ｃを軸方向に後退させ、中継部材の環状段部１２ａを支持点として音響管２１を引っ張るように作用する。音響管２１の後端部は環状凹部２１ｃを介して周縁面１７ｃよって、中継部材の環状段部１２ａに押し付けられる。したがって、音響管２１の後端部が中継部材の環状段部１２ａに対して隙間なく当接し、音響管２１は音響管取り付けユニット３１によって取り付けられる。
また、第２弾性部材１８の周縁面１８ｃは音響管２１の内壁に一定の摩擦力を持って当接する。したがって、第２弾性部材１８の周縁面１８ｃの摩擦力は、第１弾性部材１７の周縁面１７ｃと環状凹部２１ｃによる保持力を補助するように働き、音響管の保持力を高める。

前記した実施の形態によると、前記ボルト１６を緩めて図３Ａに示す状態に戻すことで、前記音響管２１を容易に取り外すことができる。したがって、この実施の形態によると、冒頭で説明したように軸長の異なる音響管を交換可能にした狭指向性マイクロホンに好適に採用することができ、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

なお、第１弾性部材１７および第２弾性部材１８の素材には、板状の導電性エラストマーが採用されてもよい。第１弾性部材１７および第２弾性部材１８が導電性エラストマーで構成されることで、金属製の音響管２１と音響管取り付けユニット３１が電気的にも接続される。その結果、導電性エラストマー製の第１弾性部材１７および第２弾性部材１８はマイクロホンユニット１の周囲を電気的にシールドする効果も有する。

１ マイクロホンユニット
２ ユニットケース
２ａ 音導通孔
３ 振動板
４ 固定極
５ 電極引き出し部品
５ａ 音孔
６ 空気室
７ 音響抵抗体
８ アジャストリング
９ 封止部材
１０ ベース部材
１１ 本体ケース
１２ 中継部材
１２ａ 環状段部
１３ 絶縁座（固定部材）
１４ 引き出しロッド
１５ 座金
１６ ボルト
１７ 第１弾性部材
１７ａ 中央孔
１７ｂ ボルト挿通孔
１７ｃ 周縁面
１８ 第２弾性部材
１８ａ 中央孔
１８ｂ ボルト挿通孔
１８ｃ 周縁面
２１ 音響管
２１ａ 音導通孔
２１ｃ 環状凹部
３１ 音響管取り付けユニット

Claims (9)

1. 音響管内にマイクロホンユニットが配置されるように音響管を着脱可能にする音響管取り付けユニットを備えた狭指向性マイクロホンであって、
   前記音響管取り付けユニットには、固定部材と座金との間に介在する第１弾性部材および前記固定部材と座金とを軸方向に締め付けるボルトとが備えられ、
   前記第１弾性部材の周縁面は直線状に成形され、
   前記固定部材と座金は前記ボルトの締め付けによって前記第１弾性部材を変形させ、前記音響管の内壁に前記第１弾性部材を当接させて前記音響管を保持し、
   前記音響管の内壁には環状の凹部が形成され、
   前記第１弾性部材の周縁面は、前記ボルトの締め付けによって外周方向へ変形して突出し、
   前記第１弾性部材の突出は前記環状の凹部に当接すること、
   を特徴とする狭指向性マイクロホン。
2. 前記音響管取り付けユニットは周縁面が凹面状に成形された第２弾性部材をさらに備え、前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と共に前記固定部材と座金との間に配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の狭指向性マイクロホン。
3. 前記第２弾性部材の周縁面は、前記ボルトの締め付けによって外周方向へ変形して前記音響管の内壁に当接すること、
   を特徴とする請求項２に記載の狭指向性マイクロホン。
4. 前記音響管取り付けユニットは環状の段部を備えたこと、
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに１項に記載の狭指向性マイクロホン。
5. 前記座金は、前記ボルトを締め付けることによって前記第１弾性部材を軸方向に後退させ、
   前記第１弾性部材の突出は、前記環状の段部を支持点として前記環状の凹部を軸方向後方に引っ張って押圧することで前記音響管を保持すること、
   を特徴とする請求項４に記載の狭指向性マイクロホン。
6. 前記音響管の後端部が前記環状の段部と当接することで前記支持点を構成する、
   請求項５に記載の狭指向性マイクロホン。
7. 前記ボルトは前記座金と前記第１弾性部材と前記第２弾性部材と前記固定部材を貫通するように複数備えられ、
   前記複数のボルトはそれぞれ周方向において等間隔に配置されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の狭指向性マイクロホン。
8. 前記第１弾性部材は導電性を備えていること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の狭指向性マイクロホン。
9. 前記第２弾性部材は導電性を備えていること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載の狭指向性マイクロホン。

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