JPH0898289A - 地上設置型マイクロフォンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数の高い領域における感度周波数特性を
改善して、平坦な感度周波数特性を持った地上設置型マ
イクロフォンを提供する。 【構成】 マイクロフォン素子１の容器１ａに、振動板
１ｃの内側において該容器１ａの内外を連結する極めて
微小な圧力等価音孔１ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として屋外に設置さ
れる地上設置型マイクロフォンの構造およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の地上設置型のマイクロフォ
ンの一部断面側面図で、全天候型の機能を満足させるた
め、マイクロフォン素子１０１と、増幅器１０２と、こ
のマイクロフォン素子１０１，増幅器１０２を密封収納
するケース１０３と、ケース１０３の上面に取り付けら
れ、音波の経路を分割する仕切り板１０４と、音波の経
路を形成させる上蓋１０５と、音波の経路に設けられた
スクリーン１０６，１０７および１０８と、雨滴音防止
のためにケース１０３の上面および側面を覆ったカバー
１０９と、電源の供給および音響電気変換された検知信
号を取り出すコネクタ１１０等からなる。

【０００３】上記構成によると、音波は、ケース１０３
とカバー１０９との間から侵入し、ケース１０３と仕切
り板１０４との間隔と、スクリーン１０６，１０７と、
仕切り板１０４と上蓋１０５との間隔と、スクリーン１
０８を経てマイクロフォン素子１０１の振動板１１１に
到達し、マイクロフォン素子１０１は、振動板１１１を
介して音波を検知する。マイクロフォン素子１０１の音
響電気変換部分は、振動板１１１とマイクロフォン素子
１０１の容器１１２で完全密封され、振動板１１１の内
側の空気は、外側の空気とは完全に遮断されている。

【０００４】検知された音波は、マイクロフォン素子１
０１で音響電気変換され、さらに、増幅器１０２で所定
レベルまで増幅されて、検知信号としてコネクタ１１０
を介して外部に取り出される。カバー１０９は雨滴音防
止として使用され、スクリーン１０６，１０７および１
０８は防水・防風効果を持たせるために設けられたもの
で、シリコンを塗布した不繊布を使用していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマイクロフォンであると、振動板の内側の空気
が外側の空気とは完全に遮断されているため、周波数の
高い領域では、音波による振動板の振動が背圧により抑
圧され、マイクロフォン素子の感度に平坦な感度周波数
特性が得られないという問題があった。

【０００６】また、スクリーンとして使用している材料
はシリコンを塗布した不繊布で、防水性の点では必ずし
も満足できるものではなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、上部に開口部を設けた容器の該開口部
に、音波を検知することで振動する振動板を設け、この
振動を電気信号に変換して出力するマイクロフォン素子
と、上部に開口部を設け、この開口部に前記マイクロフ
ォン素子を取り付ける円筒状のケースと、前記ケースを
上側から覆い、該ケースの外周部との間に音波の入口と
なる間隔を形成するカバーと、前記音波の入口からマイ
クロフォン素子の振動板に至る音波の経路上に設けられ
たスクリーンとを備えた地上設置型マイクロフォンにお
いて、前記マイクロフォン素子の容器に、振動板の内側
で該容器の内外を連結する極めて微小な圧力等価音孔を
設けたものである。

【０００８】また、前記スクリーンは、防水性の高い多
孔質性材料を用いたものである。上述した圧力等価音孔
は、マイクロフォン素子を構成する容器に、該容器の内
外を連結する細い貫通穴を開け、この貫通穴に、該貫通
穴より僅かに細い径の線材を挿入し、この線材を偏心さ
せることで僅かな空間を形成して、この空間が閉塞しな
いように線材を接着材で容器に固定することで製造され
るものである。

【０００９】

【作用】上述した構成を有する本発明によると、音波は
ケースとカバーの隙間から進入し、スクリーンを経てマ
イクロフォン素子の振動板に到達し、該振動板を振動さ
せる。このとき、振動板が振動することで振動板の内側
における容器内の体積が変わるが、圧力等価音孔により
容器の内外で空気の入出が行われることで、容器内の圧
力は一定に保たれ、振動を抑圧する背圧が発生しない。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例における地上設置型
マイクロフォンの一部断面側面図である。図において、
１はマイクロフォン素子で、このマイクロフォン素子１
は、上部が開口した容器１ａと、この容器１ａの一か所
に設けられ、容器１ａの内外を連結する圧力等価音孔１
ｂと、容器１ａの開口部に設けられた振動板１ｃと、振
動板１ｃの振動を電気信号に変換する変換器１ｄと、電
気信号を出力する電極１ｅから構成される。

【００１１】２は前記マクロフォン素子１から出力され
る電気信号を所要レベルまで増幅する増幅器である。３
は前記マイクロフォン素子１，増幅器２を密封収納する
ケースである。このケース３は、上部に凸部３ａを有
し、この凸部３ａに開口部３ｂを有する円筒状で、内部
に前記増幅器２が取り付けられているとともに、開口部
３ｂに前記マイクロフォン素子１がケース３内の気密を
保てるように取り付けられている。

【００１２】図２はケース３とマイクロフォン素子１と
の取り付け部の詳細な構成を表す本実施例の地上設置型
マイクロフォンの要部断面図であり、マイクロフォン素
子１はケース３の開口部３ｂにＯリング３ｃを介して嵌
め込まれ、支持部材３ｄにより固定されており、マイク
ロフォン素子１が取り付けられることで、ケース３内の
気密が保たれるようになっている。

【００１３】ここで、マイクロフォン素子１の容器１内
が完全に気密であると、振動板１ｃの振動により背圧が
発生することで振動が抑えられ、感度が抑圧されること
がある。これを防止するために、容器１ａに上述したよ
うに圧力等価音孔１ｂを設けて、容器１ａの内外を連結
してある。この圧力等価音孔１ｂは、極めて径が小さい
もので、容器１ａをケース３の開口部３ｂに取り付ける
ことで生じるリング状の空間３ｅと容器１ａ内において
振動板１ｃのある部分より内側の空間とを連結する位置
に設けられている。なお、前記リング状の空間３ｅは、
Ｏリング３ｃにより開口部３ｂからの水分は入り込まな
いようになっているが、空気の流通はできるようになっ
ており、容器１ａ内とこのリング状の空間３ｅを介して
開口部３ｂとの間で空気が流れることで容器１ａ内の気
圧を一定に保ち、容器１ａ内における背圧を抑えて振動
板１ｃの表裏の圧力を平衡させ、かつ、水密は保てるよ
うになっている。

【００１４】このように、圧力等価音孔１ｂを設けるこ
とにより、振動板１ｃの表裏の圧力が平衡することは理
解できる。しかし、この圧力等価音孔１ｂが大きいと、
周波数の低い領域での感度周波数特性が劣化するので、
圧力等価音孔１ｂは極めて小さくする必要がある。図３
は上述した圧力等価音孔１ｂの構造を表す説明図であ
り、図３を参照して極めて微小な圧力等価音穴１ｂを形
成する方法を説明する。

【００１５】極めて微小な圧力等価音孔１ｂを形成する
ためには、まず、マイクロフォン素子１の容器１ａの一
か所に、容器１ａの内外を連結するような細い貫通孔１
ｆを作るとともに、容器１ａの外側の貫通孔１ｆが貫通
した部分には凹状の座ぐり１ｇを設ける。次に、この貫
通孔１ｆより僅かに径の細い中実の線材１ｈを該貫通孔
１ｆに挿入する。

【００１６】この線材１ｈを貫通孔１ｆに対して偏心さ
せることで僅かな空間１ｉを形成するととともに、座ぐ
り１ｇの側を折り曲げ、容器１ａの外周面より出ないよ
うにする。そして、この空間１ｉが残るように、かつ座
ぐり１ｇからはみ出ないようにしてエポキシ樹脂１ｊで
線材１ｈを固定する。これにより、実効的に断面積の極
めて小さい圧力等価音孔１ｂが形成できる。

【００１７】このように、貫通孔に線材を挿入し、貫通
孔内周面と線材外周面との間に形成される空間を圧力等
価音孔とすることで、極めて微小な貫通孔をあける特殊
な機具がなくとも、実効的に断面積の極めて小さい圧力
等価音孔を形成することができ、加工が簡単で、特殊な
素材を用いることもないのでコストの上昇を抑えること
ができる。

【００１８】なお、貫通穴１ｆの径と線材１ｈの径との
関係で、線材１ｈを貫通孔１ｆに挿入するだけで必要な
空間が形成される場合は、線材１ｈを偏芯させず、かつ
空間が残るように該線材１ｈを固定することとしてもよ
い。このように、貫通穴１ｆの径および線材１ｈの径に
対して高い精度を求めなくとも、線材１ｈの位置の調整
で、圧力等価音孔として必要な空間を容易に形成でき
る。

【００１９】さらに、レーザビームを用いて極めて微小
な貫通孔をあけることで、直接極めて小さい圧力等価音
孔１ｂを作ることとしてもよい。なお、本実施例では、
極めて小さい圧力等価音孔１ｂを作る具体的な方法につ
いては特定しない。なお、ケース３は図１で表されるよ
うに底板が分離したセパレート構造で、底板を開けた状
態で前記マイクロフォン素子１を開口部３ｂに装着する
とともに、底板上に前記増幅器２が装着され、必要な結
線の後、底板を閉じて該底板をネジ止め等により固定す
るものである。また、この底板との接合部における水密
性を保つために、Ｏリングやリブ等を設けた防水構造が
施されている。

【００２０】４は前記ケース３の上部に取り付けられ、
音波の経路を分割する仕切り板で、この仕切り板４はケ
ース３の上面に対して所定の間隔ｇが設けられるよう
に、凸部３ａの周囲にネジ止め等により取り付けられて
いる。４ａはこの仕切り板４に設けられた複数の貫通穴
で、この貫通穴４ａは、仕切り板４をケース３上に取り
付けたときに、開口部３ｂを中心とした同心円上に配置
される。４ｂはこの貫通穴に嵌められた円筒体である。

【００２１】５はケース３の上部を覆い、音波の経路を
形成するための上蓋で、その外周に設けたスカート部５
ａは、前記仕切り板４の外周面と接しているとともに、
ケース３の上部外周とは所定の間隔ｇ１を隔てて対向し
ている。また、ケース３の開口部３ｂの上端との間にも
間隔が設けてある。６は前記円筒体４ｂにはめ込まれた
スクリーン、７は円筒体４ｂに上部に装着されるスクリ
ーン、８は前記ケース３の開口部ｂの上部に装着される
スクリーンであり、これらスクリーン６，７および８
は、空気は通すが水は通さない極めて防水性の高い多孔
質性材料で形成してある。なお、開口部３ｂ上にスクリ
ーン８を装着した状態でも、該スクリーン８と上蓋５と
の間には間隔が設けられるようになっている。

【００２２】９は雨滴音防止のために前記上蓋５が装着
されたケース３の上面および側面全体を覆うカバー、１
０はこのカバー９に設けられ、増幅器２への電源の供給
およびマイクロフォン素子１，増幅器２で音響電気変
換，増幅された検知信号を取り出すためのコネクタであ
る。上記構成において、音波は、ケース３とカバー９と
の間から侵入し、ケース３と仕切り板４との間隔、スク
リーン６，７、仕切り板４と上蓋５との間隔、スクリー
ン８を経てマイクロフォン素子１の振動板１１に到達
し、マイクロフォン素子１は、振動板１ｃを介して音波
を検知する。

【００２３】検知された音波は、マイクロフォン素子１
で音響電気変換され、さらに、増幅器２で所定レベルま
で増幅されて、検知信号としてコネクタ１０を介して外
部に取り出される。上述したように、マイクロフォン素
子１に音波が到達することで振動板１ｃが振動するが、
振動板１ｃの内側の空気が圧力等価音孔１ｂを通り容器
１ａ外側のリング状の空間３ｅを介して開口部３ｂとの
間を流れることができるので、容器１ａ内で背圧が発生
することがなく、振動板１ｃの振動が抑圧されることが
ない。実測結果によれば、対象とする周波数範囲に対
し、圧力等価音孔１ｂの実効断面積が０．３φ程度以下
であれば、周波数の低い領域での感度周波数特性の劣化
もなく、しかも、周波数の高い領域での感度周波数特性
の劣化が改善できた。

【００２４】上記構成の地上設置型マイクロフォンで
は、音波侵入経路中に３段階のスクリーン６，７および
８を設けたので、風雑音を減少させることができる。ま
た、音波の侵入口がマイクロフォンの下側でかつ下向き
になるように形成され、マイクロフォン素子１への音波
の侵入口が最も高い位置に設けられているので、雨水等
の水分の侵入を防止することができ、途中に設けたスク
リーン６，７および８を空気は通すが水は通さない極め
て防水性の高い多孔質性材料で形成してあるので、防
水，防風効果をより高めることができる。このように、
スクリーン６，７および８を極めて防水性の高い多孔質
性材料で形成してあるので、たとえ水が進入してもこの
スクリーン６，７および８の部分でくい止めて、マイク
ロフォン素子１，増幅器２を保護することができ、復旧
時はカバー９，上蓋５を開けて乾燥させるだけで、容易
に機能を回復させることができる。

【００２５】さらに、開口部３ｂにはスクリーン８が設
けてあるので、この開口部３ｂから水分が侵入すること
がなく、圧力等価音孔１ｂから水分が容器１ａ内に入り
込むこともない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、マイク
ロフォン素子の容器に、振動板の内側で該容器の内外を
連結する極めて微小な圧力等価音孔を設けたので、振動
板の振動を抑えてしまう背圧の発生を抑えることがで
き、広い帯域にわたり平坦な感度周波数特性を得ること
ができる。

【００２７】また、音波の経路に設けられるスクリーン
として、防水性の高い多孔質性材料を用いたので、スク
リーンの部分で十分な防水，防風効果を持たせることが
できる。さらに、上述した圧力等価音孔は、マイクロフ
ォン素子を構成する容器に、該容器の内外を連結する細
い貫通穴を開け、この貫通穴に、該貫通穴より僅かに細
い径の線材を挿入し、この線材を偏心させることで僅か
な空間を形成して、この空間が閉塞しないように線材を
接着材で容器に固定することで製造されるので、極めて
微小な貫通孔をあける特殊な工具が必要なく、また、線
材も特殊な形状，素材は必要せず、さらに、これを接着
で固定するので、作業が簡単で、コストの上昇も抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における地上設置型マイクロ
フォンの一部断面側面図である。

【図２】本実施例の地上設置型マイクロフォンの要部断
面図である。

【図３】圧力等価音孔の構造を表す説明図である。

【図４】従来の地上設置型マイクロフォンの一部断面側
面図である。

【符号の説明】

１ マイクロフォン素子 １ａ 容器 １ｂ 圧力等価音孔 １ｃ 振動板 ３ ケース ６，７，８ スクリーン ９ カバー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に開口部を設けた容器の該開口部
   に、音波を検知することで振動する振動板を設け、この
   振動を電気信号に変換して出力するマイクロフォン素子
   と、 上部に開口部を設け、この開口部に前記マイクロフォン
   素子を取り付ける円筒状のケースと、 前記ケースを上側から覆い、該ケースの外周部との間に
   音波の入口となる間隔を形成するカバーと、 前記音波の入口からマイクロフォン素子の振動板に至る
   音波の経路上に設けられたスクリーンとを備えた地上設
   置型マイクロフォンにおいて、 前記マイクロフォン素子の容器に、振動板の内側で該容
   器の内外を連結する極めて微小な圧力等価音孔を設けた
   ことを特徴とする地上設置型マイクロフォン。
2. 【請求項２】 請求項１記載の地上設置型マイクロフォ
   ンにおいて、 前記圧力等価音孔は、細い貫通孔に該貫通孔より僅かに
   細い径の線材が偏心した状態で挿入，固定されているも
   のであることを特徴とする地上設置型マイクロフォン。
3. 【請求項３】 請求項１記載の地上設置型マイクロフォ
   ンにおいて、 前記圧力等価音孔は、極めて微細な径の貫通孔であるこ
   とを特徴とする地上設置型マイクロフォン。
4. 【請求項４】 請求項１記載の地上設置型マイクロフォ
   ンにおいて、 前記スクリーンは、防水性の高い多孔質性材料を用いた
   ことを特徴とする地上設置型マイクロフォン。
5. 【請求項５】 容器の開口部に振動板を設けてなるマイ
   クロフォン素子を円筒状のケースの開口部に取り付け、
   このケースの外周部との間に音波の入口となる間隔が形
   成されるように該ケースを上側からカバーで覆うととも
   に、音波の入口からマイクロフォン素子の振動板に至る
   音波の経路上にスクリーンを設けた地上設置型マイクロ
   フォンの製造方法において、 前記マイクロフォン素子を構成する容器に、該容器の内
   外を連結する細い貫通穴を開け、この貫通穴に、該貫通
   穴より僅かに細い径の線材を挿入し、この線材を偏心さ
   せることで僅かな空間を形成して、この空間が閉塞しな
   いように線材を接着材で容器に固定することで、極めて
   微小な圧力等価音穴を形成することを特徴とする地上設
   置型マイクロフォンの製造方法。