JP4606175B2 - ダイナミックマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、低域までの周波数応答を確保することができ、かつ、感度を高めることができるダイナミックマイクロホンに関するものである。

ダイナミックマイクロホンは、マグネット、ヨークなどで形成された磁気回路と、振動板と、この振動板に一体的に取り付けられるとともに上記磁気回路内のギャップに配置されたボイスコイルを有している。マイクロホンに届く音声に従って振動板が振動すると、これとともにボイスコイルが振動し、上記ギャップに形成されている磁界をボイスコイルが横切りながら振動することによって、ボイスコイルから音声が電気信号に変換されて出力される。

従来の一般的な構成のダイナミックマイクロホンユニットの例を図２に示す。図２において、扁平な円形の皿状のヨーク２の内底面中心には円板型のマグネット（永久磁石）１が接着などの固着手段によって固定されている。マグネット１は厚さ方向（図２において上下方向）に着磁されている。マグネット１の厚さ（高さ）寸法はヨーク２の周壁２１の内周面の高さと同じで、マグネット１の上端面とヨーク２の周壁２１の上端面が同一面上にある。ヨーク２の周壁２１の上端面にはリングヨーク３が接着などの固着手段によって固定されている。マグネット１の上端面には円板状のポールピース４が接着などの固着手段によって固定されている。ポールピース４の上端面とリングヨーク３の上端面は同一面上にある。リングヨーク３の内周面とポールピース４の外周面との間にはこれらリングヨーク３とポールピース４と同心円状のギャップ５が一定幅で形成されている。ポールピース４、リングヨーク３、ヨーク２はマグネット１から出る磁束を通す磁気回路を構成している。すなわち、マグネット１から出る磁束は、ポールピース４を通り、ギャップ５を経てリングヨーク３に至り、さらにヨーク２を通ってマグネット１に戻る。したがって、上記ギャップ５には磁界が形成されている。

上記ギャップ５には、このギャップ５に形成されている磁界を横切って、細い導電線が円筒形状に巻き回されてなるボイスコイル７が配置されている。ボイスコイル７はフィルム状の素材からなる振動板６に取り付けられている。振動板６とボイスコイル７の構成をより詳細に説明すると、振動板６はセンタードーム部６１とこれを弾性的に支えるサブドーム部６２を有してなり、センタードーム部６１とサブドーム部６２の境界付近にボイスコイル７の一端側が接着などの手段によって固着されている。振動板６はまたサブドーム部６２の外周側全周に一定幅ｄの接着部６３を有し、この接着部６３が上記リングヨーク３に形成された接着面３２に接着されている。このリングヨーク３に形成された接着面３２は、リングヨーク３に形成された周壁３１の内周側に段状に、かつ、リングヨーク３の本体部分より１段高い位置に形成されている。したがって、振動板６は、接着面６３を除く他の部分がリングヨーク３から浮いた状態で支持されている。また、振動板６に機械的に密に結合されたボイスコイル７が、上記のようにギャップ５に位置し、また、ギャップ５を構成するリングヨーク３の内周面およびギャップ５を構成するポールピース４の外周面に接触することがないように支持されている。

マイクロホンに音波が届くと、音波にしたがって振動板６が振動し、振動板６と一体的にボイスコイル７が振動する。ボイスコイル７の振動によってギャップ５内の磁束をボイスコイル７が切り、ボイスコイル７に音波に従った電気信号が発生する。こうして音波が電気信号に変換されてマイクロホンから出力される。

振動板６がセンタードーム部６１を有している理由は、所定の剛性を持たせて、ボイスコイル７を振動板６とともに忠実に振動させるためである。また、振動板６がサブドーム部６２を有している理由は、振動板６全体を弾性的に支持して、振動板６を音波にしたがって忠実に振動させるためである。

上記振動板６のセンタードーム部６１はボイスコイル７とともに振動するため、センタードーム部６１の面積を大きくするとマイクロホンの感度を高めることができる。単一指向性のダイナミックマイクロホンの制御方式は主として質量制御であるため、振動板６の低域の共振周波数を低くすることによって、低い周波数での集音を可能にすることになる。低域の共振周波数を低くするためには、
（１）ボイスコイル６を重くする。
（２）サブドーム部６２の弾性力を、例えばスチフネスを弱くするなどの手段によって弱くする。
方法がある。しかし、ボイスコイル６を重くする方法では、マイクロホンを手で持ったときの振動雑音すなわちハンドリングノイズが増加し、手持ちのマイクロホンとしては不適当である。一方、サブドーム部６２の弾性力を弱くする方法では、この部分の厚みを薄くする、あるいはこの部分の曲率半径を大きくするなどの方法がある。また、サブドーム部６２の面積が小さくなると、センタードーム部６１を柔らかく支持することが困難になるので、サブドーム部６２の面積を大きくするのも一つの方法である。

通常、振動板６の外周端縁部すなわち接着部６３は、図２に示す例のようにマイクロホンユニットのハウジングを構成するヨーク２などに平面的に接着されて固定される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この接着部６３の糊代は、接着部６３の半径方向の幅ｄであり、約１ｍｍ程度である。従って、直径では約２ｍｍ確保されている。ちなみに、ボイスコイル７の厚さ方向中心の直径ａが１３ｍｍ、ヨーク２の周壁２１の内径ｂが２４ｍｍ、ボイスコイル６の上記接着部６３を含めた直径ｃが２７ｍｍのマイクロホンユニットの場合に、上記ｄが約１ｍｍである。

以上のことから、外形の大きいマイクロホンユニットの場合は、接着部６３の半径方向の幅ｄを１ｍｍ程度確保することはそれほど問題にならない。しかし、外径が２０ｍｍ以下の比較的小径のマイクロホンユニットでは、接着部６３の半径方向の幅ｄを１ｍｍ程度確保することによって直径で１０％以上の寸法が振動板６の外周縁部の接着に使われることになる。これとともに、振動板６のセンタードーム部６１の面積が小さくなり、これによってマイクロホンの感度が低下するという問題がある。また、センタードーム部６１の面積をできるだけ大きくしようとしてサブドーム部６２の面積を小さくすると、センタードーム部６１を支えるサブドーム６２の弾性力が大きくなり（ばねが硬くなる：スチフネスが大きくなる）、低音の集音が困難になるという問題を生じる。

また、振動板６の外周縁部を接着で固定する従来の構成では、図２に示すように、接着面３２からはみ出した接着剤６５が振動板６のサブドーム部６２の外周部とリングヨーク３の上記接着面３２に続く内周面に広がって固まり、サブドーム部６２の動きが許容される範囲が制限されて動きにくくなり、この点からも低音域の集音が困難になるという問題を生じる。

以上のように、小口径のダイナミックマイクロホンユニットでは、低音域の集音も可能にするために、振動板のセンタードーム部およびサブドーム部の有効面積をできるだけ大きく確保することができるような工夫が求められる。

特開平１０−３３６７９１号公報 特開平５−２０７５８３号公報

本発明は、以上のような従来のダイナミックマイクロホンの問題点を解消するためになされたもので、振動板の支持構造を工夫することにより、小口径のマイクロホンであっても、振動板が音圧を受けたとき動きやすくして低域までの周波数応答性を確保し、センタードーム部の面積も十分にとることができるようにして感度を確保することができるダイナミックマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、音波を受けて振動する振動板と、この振動板に対し電気的に作用してその振動を電気的信号に変換する変換部を有するダイナミックマイクロホンであって、上記振動板は、センタードーム部とその外周側のサブドーム部を有し、上記振動板の外周縁部は、横断面における上記サブドーム部の形状が延長した形になっていて平坦面をなす支持体の接着面に線接触し、この線接触部に沿って硬化後も弾力性のある接着剤が塗布されることにより、上記振動板の外周縁部が上記支持体の平坦面をなす上記接着面に接着され、上記振動板の外周縁部は上記接着面に線接触している部分以外は上記接着面から離間していることを最も主要な特徴とする。

振動板の外周縁部を支持体に線接触させ、この線接触部を接着剤で支持体に固着することにより、振動板の接着面積を小さくすることができ、その分振動板の可動部分の面積を広くすることができ、小径のマイクロホンであっても、低域までの周波数応答性を確保することができる。また、振動板の接着面積を小さくすることができることによって、振動板のセンタードームの部分の面積を広くすることもでき、これによってマイクロホンの感度を高めることもできる。
上記の接着剤として、硬化後も弾力性のある接着剤を使用すれば、接着した部分においても振動板の動きがある程度許容され、低域までの周波数応答性を確保しやすくなる。

以下、本発明にかかるダイナミックマイクロホンの実施例を、図１を参照しながら説明する。なお、図２に示す従来例の構成と同じ部分には同じ符号を付した。
図１において、扁平な円形の皿状のヨーク２の内底面中心には、円板型ないしは低い円柱型のマグネット（永久磁石）１が接着などの固着手段によって固定されている。マグネット１は厚さ方向（図１において上下方向）に着磁されている。マグネット１の厚さ（高さ）寸法はヨーク２の周壁２１の内周面の高さと同じで、マグネット１の上端面とヨーク２の周壁２１の上端面が同一面上にある。ヨーク２の周壁２１の上端面にはリングヨーク３が接着などの固着手段によって固定されている。マグネット１の上端面には円板状のポールピース４が接着などの固着手段によって固定されている。ポールピース４の上端面とリングヨーク３の上端面は同一面上にある。リングヨーク３の内周面とポールピース４の外周面との間にはこれらリングヨーク３およびポールピース４と同心円状のギャップ５が一定幅で形成されている。ポールピース４、リングヨーク３、ヨーク２はマグネット１から出る磁束を通す磁気回路を構成している。すなわち、マグネット１から出る磁束は、ポールピース４を通り、ギャップ５を経てリングヨーク３に至り、さらにヨーク２を通ってマグネット１に戻る。したがって、上記ギャップ５には磁界が形成されている。

上記ギャップ５には、このギャップ５に形成されている磁界を横切って、細い導電線が円筒形上に巻き回されてなるボイスコイル７が配置されている。ボイスコイル７はフィルム状の素材からなる振動板６に取り付けられている。振動板６とボイスコイル７の構成をより詳細に説明すると、振動板６はセンタードーム部６１とこれを弾性的に支えるためにセンタードーム部６１と一体にその外周に沿ってリング状に形成されたサブドーム部６２を有してなる。サブドーム部６２は横断面形状がドーム状になっている。センタードーム部６１とサブドーム部６２の境界付近にボイスコイル７の一端側が接着などの手段によって固着されている。

前記リングヨーク３は振動板６の支持体としても機能していて、リングヨーク３に形成された周壁３１の内周側に段状に、かつ、リングヨーク３の本体部分より１段高い位置に形成され接着面３３に振動板６の外周縁部が全周にわたり接着されている。ただし、図２に示す従来例と異なり、振動板６の外周縁部の接着部６４は、サブドーム部６２の横断面におけるドーム形状が延長した形になっているため、平坦面をなす上記接着面３３に周方向の円弧状に線接触（図１に示す断面では点接触に見える）している。この線接触部に沿って接着剤６６が塗布され、上記接着面３３の幅ｆの範囲で振動板６が支持体としてのリングヨーク３に固着されている。振動板６の外周縁部は、接着面３３に線接触している部分以外は接着面３３およびリングヨーク３の周壁３１の内周面から離間しており、この離間した部分を上記接着面３３の幅ｆの範囲内で接着剤６６が硬化し、振動板６を固着している。したがって、接着剤６６は振動板６をその外周縁部の上下両面から覆い、リングヨーク３に固着している。こうして、振動板６は、接着面３３を除く他の部分がリングヨーク３およびポールピース４から浮いた状態で支持されている。また、振動板６に機械的に密に結合されたボイスコイル７が、上記のようにギャップ５に位置し、また、ギャップ５を構成するリングヨーク３の内周面およびギャップ５を構成するポールピース４の外周面に接触することがないように支持されている。

上記接着剤６６は、硬化後も弾力性のある接着剤が選択されて使用されている。硬化後も弾力性のある接着剤の例として、信越化学工業株式会社製の１液型ＲＴＶゴム ＫＥ３４７があり、本発明の実施例ではこれを使用した。

マイクロホンに音波が届くと、音波にしたがって振動板６が振動し、振動板６と一体的にボイスコイル７が振動する。ボイスコイル７の振動によってギャップ５内の磁束をボイスコイル７が切り、ボイスコイル７に音波に従った電気信号が発生する。こうして音波が電気信号に変換されてマイクロホンから出力される。ボイスコイル７と磁気回路は、音波を受けて振動する振動板６に対し電気的に作用してその振動を電気的信号に変換する変換部を構成している。

図１に示す実施例では、リングヨーク３の周壁３１の先端部に、イコライザーとして機能するカバー８が嵌められている。カバー８は振動板６を覆うとともに振動板６との間に隙間を保っている。カバー８には、音波を振動板６に導き入れるための適宜数の孔８１が形成されている。
以上説明した部分は、正確にはマイクロホンユニットであって、このマイクロホンユニットがマイクロホンケースに装着され、マイクロホンケースへの他の部品の組み付け、コネクタとの配線などが行われることによってマイクロホンが完成する。

以上説明した実施例によれば、振動板６は、外周縁部の接着部６４が支持体としてのリングヨーク３の接着面３３に線接触していて、この線接触部が接着剤６６により上記リングヨーク３に固着されているので、支持体に面接触している従来例と比較すると、接着部６４の幅ｆを狭くすることができる。その分、振動板６のサブドーム部６２の半径方向の寸法ｇを大きくしてその面積を広くすることができるので、音波を受けたとき振動板６が動きやすくなり、小口径のダイナミックマイクロホンであったとしても、低域までの周波数応答性を確保し、低音域まで集音しやすくなる利点がある。また、接着部６４の幅ｆを狭くすることができる分、センタードーム部６１の面積も十分にとることができるようになり、小口径のダイナミックマイクロホンであったとしても、感度を確保することができる。

上記の効果に加えて、接着剤６６は、接着面３３に線接触している振動板６の外周縁部以外は、接着面３３およびリングヨーク３の周壁３１の内周面から離間し、この離間した部分に接着剤６６が浸透し硬化して振動板６を固着しているため、接着剤６６が接着面３３以外の部分にはみ出すことがなく、接着剤の硬化によって振動板６の有効可動部分が制限されるという問題を解消することができる。これによって、低域までの周波数応答性および感度を高めることができる。

接着剤６６は、硬化後も弾力性のある接着剤とすることにより、接着剤６６が硬化したあとであっても振動板６が動きやすくなり、この点からも低域までの周波数応答性および感度を高めることができる。

本発明にかかるダイナミックマイクロホンの実施例を示す縦断面図である。 従来のダイナミックマイクロホンの例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ マグネット
２ ヨーク
３ リングヨーク
４ ポールピース
５ ギャップ
６ 振動板
７ ボイスコイル
３３ 接着面
６１ センタードーム部
６２ サブドーム部
６４ 接着部
６６ 接着剤

Claims (4)

1. 音波を受けて振動する振動板と、この振動板に対し電気的に作用してその振動を電気的信号に変換する変換部を有するダイナミックマイクロホンであって、
   上記振動板は、センタードーム部とその外周側のサブドーム部を有し、
   上記振動板の外周縁部は、横断面における上記サブドーム部の形状が延長した形になっていて平坦面をなす支持体の接着面に線接触し、この線接触部に沿って硬化後も弾力性のある接着剤が塗布されることにより、上記振動板の外周縁部が上記支持体の平坦面をなす上記接着面に接着され、上記振動板の外周縁部は上記接着面に線接触している部分以外は上記接着面から離間していることを特徴とするダイナミックマイクロホン。
2. 振動板のセンタードーム部とサブドーム部との境界部分に変換部を構成するボイスコイルが固着されている請求項１記載のダイナミックマイクロホン。
3. ボイスコイルは、このボイスコイルとともに変換部を構成する磁気回路のギャップに位置している請求項２記載のダイナミックマイクロホン。
4. 支持体は、変換部を構成する磁気回路の一部をなすリング状のヨークからなり、このヨークの内周側に形成された段部に振動板の外周縁部が線接触している請求項１、２または３記載のダイナミックマイクロホン。
   

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