JP4974690B2 - リボンマイクロホンユニット、及びリボンマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、リボン状に形成された可動振動板（以下、「リボン形振動板」という）を複数用いたリボンマイクロホンユニット、及びこのリボンマイクロホンユニットを備えるリボンマイクロホンに関する。

振動板の振動による起電力を利用して集音する磁電型マイクロホンの一種として、リボン形振動板を用いたリボンマイクロホンがある。このリボンマイクロホンは、感度が低いため長い間敬遠されていたが、音質が柔らかく、不快感がないことから、音声や和楽器、弦楽器などの集音に好んで使われはじめ、近年、レコーディング等の現場で注目を集めてきている。

リボンマイクロホンは、図７に示すように、磁界を形成する一対の磁石１０４，１０４と、これら磁石１０４の磁界内に配置されたリボン形振動板１０３とを、主たる構成部材とするリボンマイクロホンユニットを備えることを基本的な構成としている。
また、上記リボンマイクロホンユニットでは、リボン形振動板は、長さ方向一端側と他端側とがそれぞれ押さえられ、適宜の張力が与えられつつ、ゆるく張られている。そのため、このようなリボンマイクロホンユニットを備えるリボンマイクロホンは、振動系が軽くて動き易く、人の息などのノイズや外部からの機械的な振動に弱いという反面、低音域から高音域まで広範囲にわたって音を拾うことができること、すなわち広い周波数帯域を持つという利点を有する。
そして、リボンマイクロホンでは、リボン形振動板が音波を受けて磁界内で振動することにより、リボン形振動板に電気が流れ、音波が電気信号に変換される。

このようなリボンマイクロホンは、感度を高めるために、磁極の間の磁束密度が大きくなるように設計されている。ところが、リボンマイクロホンでは、アルミ箔等のリボン形振動板の振動から誘起される信号（電気）はかなり微弱である。そのため、インピーダンスが低く、音声から電流への変換効率も低いことから、出力レベルが小さい。したがって、信号レベルを増幅器が扱えるレベルまで、たとえば、昇圧比で１：５０−７０までステップアップする必要がある。この信号のステップアップには、通常、インピーダンス整合用の昇圧トランスを要する。

また、感度を高くするために、リボン形振動板を複数用いるようにしたリボン形振動板ユニットも提案されている。たとえば、図８に示すように、一対の磁石１０４，１０４の間の前方と後方に、それぞれリボン形振動板１０３Ａ，１０３Ｂを、その振動方向が磁石１０４，１０４間に形成される磁界を切るように配置することによりリボンマイクロホンユニットとするものである。
このように配置された二つのリボン形振動板の接続態様として、次の二つがある。
一つは、図９に示すように、二つのリボン形振動板１０３Ａ，１０３Ｂを直列に接続して、出力電圧を大きくする方法である。もう一つは、図１０に示すように、二つリボン形振動板１０３Ａ，１０３Ｂを並列に接続して、インピーダンスを低くする方法である。なお、図９及び図１０中の符号１５０は、何れも昇圧トランスを示している。

また、図１１に示すように、一対の磁石１０４，１０４の間に配置されたリボン形振動板１０３Ａの一端を、磁極を構成するヨーク１０２に電気的に接続し、ヨークを導体として利用したものも提案されている。
さらに、４個のリボン形振動板を有し、各リボン形振動板の出力を個別に、又は合成して取り出すようにしたマイクロホンも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、図９に示すような直列接続の場合、一対の磁石の間の前方と後方に配置されたそれぞれのリボン形振動板を電気的に接続する配線が必要になる。この場合、リボン形振動板自体のインピーダンスが低いので、接続用の電気配線には、太くて電気抵抗の低いものが求められる。したがって、接続にも接続抵抗が増加しないように注意する必要があり、構造上煩わしいものとなる。
一方、図１０に示すような並列接続の場合、リボン形振動板を用いて構成されるマイクロホンユニット部のインピーダンスを半分くらいにすることができる。ところが、出力電圧を高めるために、トランスの昇圧比を大きくする必要がある。したがって、トランスの昇圧比を大きくすると、周波数応答が劣化してしまう問題がある。
また、図１１に示すような接続態様の場合、ヨークは一般的に外筐に固定されることから、リボン形振動板の動作が不平衡になってしまう。その結果、外部からの誘電磁界によって雑音を発生し易い。この場合、ヨークを外筐に電気的に接続しない方法もあるが、ヨークの電位が定まらずやはり雑音を発生し易い。そのため、ヨークは一般的に接地に接続されたものとなる。
さらに、上記特許文献１に記載の技術は、マイクロホンの感度を高め、出力信号を大きくするようにしたものではない。
実開昭４７−２７８３１号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、リボン形振動板を用いて、感度が高く、出力信号が大きいリボンマイクロホンユニット、及びリボンマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明に係るリボンマイクロホンユニットは、磁界を形成する一対の磁石の磁界内にリボン形振動板を配置した構造のリボンマイクロホンユニットであって、磁性材料よりなる支持体、前記支持体の一面側に取り付けられた一対の第一磁石、及び前記第一磁石の磁界内に配置された第一リボン形振動板、前記支持体の他面側に取り付けられた一対の第二磁石、及び前記第二磁石の磁界内に配置された第二リボン形振動板、を少なくとも備え、前記第一リボン形振動板の一端側と、前記第二リボン形振動板の一端側とが、前記支持体を介して電気的に接続されていることを主たる特徴とする。

本発明のリボンマイクロホンユニットは、一対の第一磁石が形成する磁界内に配置された第一リボン形振動板の一端側と、一対の第二磁石が形成する磁界内に配置された第二リボン形振動板の他端側とが、磁性材料よりなる支持体を介して電気的に接続されている。
ゆえに、第一リボン形振動板と第二リボン形振動板とは直列に接続され、二つのリボン形振動板によってリボンマイクロホンの感度が高められると共に、出力電圧を大きくすることが出来る。しかも、直列に接続された同相で振動する２枚のリボン形振動板は平衡動作し、出力される音声信号をプッシュプル信号とすることが出来る。
したがって、リボン形振動板を用いて、感度が高く、出力信号が大きいリボンマイクロホンユニット、及びリボンマイクロホンを提供することが出来る。

以下、本発明に係るリボンマイクロホンユニットの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明にかかるリボンマイクロホンユニットの一例を示す正面図である。また、図２は、図１において一点差線で示すＩ−Ｉ線に沿った縦断面図であり、図３は、図１において一点差線で示すＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
本実施形態のリボンマイクロホンユニット１は、磁界を形成する一対の磁石の磁界内にリボン形振動板を配置した構造であって、図１乃至図３に示すように、長方形の窓孔を有する板状の支持体２と、前記支持体２の一面２ａ側に取り付けられた一対の第一磁石４Ａ，４Ａと、前記第一磁石４Ａの磁界内に配置された第一リボン形振動板３Ａと、前記支持体２の他面２ｂ側に取り付けられた一対の第二磁石４Ｂ，４Ｂと、前記第二磁石４Ｂの磁界内に配置された第二リボン形振動板３Ｂ、を少なくとも備えている。

また、前記リボンマイクロホンユニット１は、前記第一リボン形振動板３Ａの一端３３ａ側と、前記第二リボン形振動板３Ｂの一端３３ｂ側とが、前記支持体２を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
これにより、接続された２枚のリボン形振動板３Ａ，３Ｂによって感度が高められると共に、直列接続によって出力される音声信号の出力レベルを高くし、プッシュプル信号とすることが出来る。しかも、昇圧トランスでの昇圧比を特別に高く（大きく）する必要が無くなり、周波数応答の劣化がないものとすることが出来る。さらに、同相で振動する前記リボン形振動板３Ａ，３Ｂは平衡動作するので、外部からの誘導磁界による雑音が発生し難いものとすることが出来る。

支持体２は、所謂ヨーク（継鉄）で、第一磁石４Ａ，４Ａおよび第二磁石４Ｂ，４Ｂを含む磁気回路の磁気抵抗を低くして、第一磁石４Ａ，４Ａ間および第二磁石４Ｂ，４Ｂ間の磁束密度を高める役目をしている。支持体２の材料としては、たとえば、鉄や鈍鉄、ケイ素鉄やアモルファス等の軟磁性材料を挙げることができる。

第一リボン形振動板３Ａ及び第二リボン形振動板３Ｂは、リボン状に形成された可動振動板であり、細長くカットされた、数ミクロンの厚みの薄い導体が用いられている。リボン形振動板の材料としては、たとえば、アルミニウム箔が挙げられる。このアルミニウムは、他の金属素材と比較して導電性が良好で比重が軽いため、リボンマイクロホンのリボン形振動板として適している。

この第一リボン形振動板３Ａと第二リボン形振動板３Ｂは、一端３３ａ、３３ｂ側が何れも、支持体２をサンドイッチ状に挟んで支持体２の両面に重ねられた導電性のスペーサ８，８に重ねられ、さらに、その上から重ねられた押え部材６がネジ１６によって締め付けられることにより支持体２に固定されている。したがって、前記第一リボン形振動板３Ａと前記第二リボン形振動板３Ｂの接続部は、支持体２を介して電気的に接続されている。第一リボン形振動板３Ａと第二リボン形振動板３Ｂの他端３４ａ，３４ｂ側は、それぞれ、支持体２をサンドイッチ状に挟んで支持体２の両面に重ねられた電気絶縁性のスペーサ９，９に重ねられ、さらに、その上から重ねられた押え部材７がネジ１７によって締め付けられることにより支持体２に固定されている。
これにより、リボン形振動板同士を中継する電気配線が不要なものとなり、電気的に確実に接続して、インピーダンスが低く、雑音を発生させないようにすることが出来る。

押え部材７は、導電性を有する部材によって構成することで、その一部を、出力端子部７ａ，７ｂを兼ねた構造とすることが出来る。図１では、押え部材７はＴ字状に形成され、中央から垂下した先端部を出力端子部７ａ，７ｂとしている。この出力端子部７ａ，７ｂは、第一リボン形振動板３Ａ又は第二リボン形振動板３Ｂで発生した音声信号をそれぞれ出力するものであり、後述するインピーダンス整合用の昇圧トランス５０と電気的に接続される。
これにより、第一リボン形振動板３Ａ又は第二リボン形振動板３Ｂにて生じた音声信号を取り出し易いものとすると共に、昇圧トランス５０との接続を容易なものとすることが出来る。

第一リボン形振動板３Ａ及び第二リボン形振動板３Ｂは、アルミニウム箔のような導体薄板を用いる場合、共振周波数を低くする必要がある。そのため一般的には、リボン状に形成された導体薄板をギア状の成形部材に押し付けて、短手方向に沿って蛇腹状に折り曲げ加工を施し、実質的な長さを長くしている。ところが、このような構造のリボン形振動板では、強い衝撃や風圧が加わると、リボン形振動板が塑性変形（伸びて）してしまい好ましくない。特に、リボン形振動板の主要部である中央部が伸び易い。そこで、図４に示すように、リボン形振動板３（３Ａ，３Ｂ）の長さ方向各端部３１，３１には、短手方向（幅方向）に沿って蛇腹状に折り曲げ加工を施し、主要部である中央部３２には、長さ方向に沿って蛇腹状に折り曲げ加工を施したものとすると良い。
これにより、リボン形振動板３（３Ａ，３Ｂ）の両端部３１，３１は音波を受けて磁界内で振動し易いようにすることが出来ると共に、リボン形振動板３（３Ａ，３Ｂ）の主要部３２が塑性変形してしまう虞を抑制することが出来る。

第一磁石４Ａ及び第二磁石４Ｂは、前記支持体２の一面２ａ側と他面２ｂ側にそれぞれ接合された永久磁石である。すなわち、第一磁石４Ａと第二磁石４Ｂによって支持体２を挟み込んだ構造となっている。この第一磁石４Ａ及び第二磁石４Ｂは、図５に示すような磁気回路を形成し、第一磁石４Ａと第二磁石４Ｂが対向する空間に磁界が形成されている。
図５において、磁石から出る磁気は、たとえば第一磁石４Ａの一方から他方に渡り、支持体２を通って第二磁石４Ｂに至り、さらに第二磁石４Ｂの一方から他方に渡って、再び支持体２を通って前記第一磁石４Ａの一方に戻る。したがって、上記第一磁石４Ａの一方から他方、及び第二磁石４Ｂの一方から他方には磁界が形成され、この磁界方向と平行にリボン形振動板３Ａ，３Ｂがそれぞれ配置されている。リボン形振動板３Ａ，３Ｂは、音波を受けると上記磁界を横切る方向に振動し、音波に応じた電気信号を発電する。

また、前記支持体２は、接地用端子部５を有するものとすると望ましい。接地用端子部５は、昇圧トランス５０の一次巻線の例えばセンタータップに接続される。この接地用端子部５に流れる電流は少なく、接地用端子部５と昇圧トランス５０の一次巻線を接続する配線の電気抵抗は高くても問題はないので、細い配線で差し支えない。
これにより、支持体２を接地に電気的に接続し、外部からの誘導磁界によって雑音を発生し難いものとすることが出来るとともに、配線の引き回しが容易になる。

前記支持体２は、馬蹄形等の形状をしたものでも良いが、前述のように、窓状の孔を有する枠体とするのが望ましい。これにより、支持体２の端縁部から延設するように接地用端子部５を形成することが出来る。
前記接地用端子部５は、リボン形振動板３Ａ，３Ｂの他端３４ａ，３４ｂ側が取り付け固定されている支持体２の端縁部付近に形成することで、前記出力端子部７ａ，７ｂに近接して形成することが出来る。したがって、電気配線を長く引き回すことなく、出力端子部７ａ，７ｂを昇圧トランス５０の一次巻線の各端子に接続し、接地用端子部５を昇圧トランス５０の一次巻線のセンタータップに接続することが出来る。
さらに、前記支持体２が枠体であることで、第一リボン形振動板３Ａ及び第二リボン形振動板３Ｂの一端３３ａ，３３ｂ側と他端３４ａ，３４ｂ側を、支持体２に安定に固定することができる。

前記第一リボン形振動板３Ａ及び／又は前記第二リボン形振動板３Ｂは、その一端３３ａ，３３ｂ側にスペーサ８、その他端３４ａ，３４ｂ側にスペーサ９を、それぞれ介して前記支持体２に取り付けられていると良い。
これにより、各リボン形振動板３Ａ，３Ｂは、取り付け位置がスペーサ８，９の厚さ分だけ支持体２の表面より外方に突出することになる。したがって、同じ支持体２に配された各磁石４Ａ，４Ｂによる磁界内にリボン形振動板３Ａ，３Ｂを確実に配置することが出来る。

また、前記スペーサ８，９は、厚さが前記第一磁石４Ａ及び／又は前記第二磁石４Ｂの厚さより薄いものとする。すなわち、図３に示すように、スペーサ８の厚さｔ１が、第一磁石４Ａの厚さｔ２、第二磁石４Ｂの厚さｔ３より薄く、ｔ１＜ｔ２，ｔ３の関係にあるものとする。なお、図３では、各リボン形振動板３Ａ，３Ｂの一端側に取り付けられるスペーサ８の場合しか示していないが、スペーサ９の場合も同様である。
これにより、各リボン形振動板３Ａ，３Ｂは、磁石４Ａ，４Ａの外側面をつなぐ仮想面および磁石４Ｂ，４Ｂの外側面をつなぐ仮想面よりも内方に位置することになる。したがって、前記磁石４Ａ，４Ｂによる磁界内にリボン形振動板３Ａ，３Ｂを確実に配置することが出来る。

以上のような構成のリボンマイクロホンユニット１での電気的配線形態の例を図６に示す。
図６において、昇圧トランス５０は、一次側にセンタータップＴを有する。したがって、出力端子部７ａ，７ｂは、前記トランスの一次側の各端子に接続し、接地用端子部５はそのセンタータップＴに接続することが出来る。
そして、昇圧トランス５０の二次側は、たとえばマイクロホンケーブル（不図示）を介してミキサーの放送音声用マイクロホン入力端子部（不図示）に接続される。

そして、このように構成したリボンマイクロホンユニット１を、音波を取り入れ、内部構成部品を保護する金属メッシュや、パンチングメタルなどで作成されたヘッドケースを備えたマイクロホンケースに組み込むことにより、感度が高く、出力信号が大きいリボンマイクロホンを提供することができる。

本発明に係るリボンマイクロホンユニットの実施例を示す正面図である。 図１に示すＩ−Ｉ線に沿った縦断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。 本発明に係るリボンマイクロホンユニットに適用可能なリボン形振動板の例を示す斜視図である。 上記リボンマイクロホンユニットの実施例における磁路を説明する横断面図である。 上記リボンマイクロホンユニットの実施例に適用する電気的配線の例を示す配線図である。 従来のリボンマイクロホンユニットの一例を簡略的に説明する斜視図である。 従来のリボンマイクロホンユニットの他の例を簡略的に示す平面図である。 従来のリボンマイクロホンユニットにおけるリボン形振動板の接続方法を説明する概略図である。 前記リボンマイクロホンユニットにおけるリボン形振動板の他の接続方法を説明する概略図である。 従来のリボンマイクロホンユニットの他の例を示す正面図である。

符号の説明

１ リボンマイクロホンユニット
２ 支持体（ヨーク）
３Ａ 第一リボン形振動板
３Ｂ 第二リボン形振動板
４Ａ 第一磁石
４Ｂ 第二磁石
５ 接地用端子部
６，７ 押え部材
７ａ，７ｂ 出力端子部
８，９ スペーサ

Claims (5)

1. 磁界を形成する一対の磁石の磁界内にリボン形振動板を配置した構造のリボンマイクロホンユニットであって、
   磁性材料よりなる支持体、
   前記支持体の一面側に取り付けられた一対の第一磁石、及び
   前記第一磁石の磁界内に配置された第一リボン形振動板、
   前記支持体の他面側に取り付けられた一対の第二磁石、及び
   前記第二磁石の磁界内に配置された第二リボン形振動板、
   を少なくとも備え、
   前記第一リボン形振動板の一端側と、前記第二リボン形振動板の一端側とが、前記支持体を介して電気的に接続されていることを特徴とするリボンマイクロホンユニット。
2. 前記支持体は、接地用端子を有することを特徴とする請求項１に記載のリボンマイクロホンユニット。
3. 前記支持体は、環状をした枠体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリボンマイクロホンユニット。
4. 前記第一リボン形振動板及び／又は前記第二リボン形振動板は、その一端側と他端側に、厚さが前記第一磁石及び／又は前記第二磁石の厚さより薄いスペーサを介して前記支持体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリボンマイクロホンユニット。
5. 前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリボンマイクロホンユニットを備えることを特徴とするリボンマイクロホン。
   

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