特許 6589166 無指向性マイクロホン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6589166

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】無指向性マイクロホン

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/02 20060101AFI20191007BHJP

   H04R 1/04 20060101ALI20191007BHJP

   H04R 1/28 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/02 106

   H04R1/04 Z

   H04R1/28 320Z

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-116266(P2015-116266)

(22)【出願日】2015年6月9日

(65)【公開番号】特開2017-5440(P2017-5440A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000128566

【氏名又は名称】株式会社オーディオテクニカ

(74)【代理人】

【識別番号】100088856

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 佳之夫

(72)【発明者】

【氏名】秋野 裕

【審査官】 須藤 竜也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５３８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６９９９８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ １／０２

Ｈ０４Ｒ １／０４

Ｈ０４Ｒ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体に取り付けられ、音波を受ける振動板が備えられたマイクロホンユニットと、
前記マイクロホンユニットからの音声信号を伝送するケーブルを含むケーブルコネクタが接続されるコネクタ部と、を有し、
前記筐体内における前記振動板の背面側の空間と外部空間とを連通させる圧力等価用開口が前記コネクタ部に設けられ、
前記コネクタ部に前記ケーブルコネクタが結合されると前記圧力等価用開口を介しての前記振動板の背面側の空間と前記外部空間との連通が遮断され、前記ケーブルコネクタが前記コネクタ部から離脱することで前記圧力等価用開口を介しての前記振動板の背面側の空間が前記外部空間と連通される
無指向性マイクロホン。

【請求項2】

前記圧力等価用開口は前記ケーブルコネクタと対向する位置に設けられ、
前記コネクタ部に前記ケーブルコネクタが結合されると前記圧力等価用開口が前記ケーブルコネクタによって閉鎖され、前記ケーブルコネクタが前記コネクタ部から離脱することで前記圧力等価用開口が解放される
請求項１記載の無指向性マイクロホン。

【請求項3】

前記コネクタ部に前記ケーブルコネクタが結合されると前記ケーブルコネクタが前記圧力等価用開口に当接される
請求項２記載の無指向性マイクロホン。

【請求項4】

前記振動板の背面の空間に連通するパイプを備え、前記パイプの一端が前記圧力等価用開口をなす
請求項１，２または３に記載の無指向性マイクロホン。

【請求項5】

前記コネクタ部は、前記ケーブルコネクタに接続されるコネクタピンと、前記コネクタピンを保持する保持部材とを有し、
前記パイプは前記保持部材を貫通して保持されている
請求項４記載の無指向性マイクロホン。

【請求項6】

前記マイクロホンユニットは、ダイナミック型マイクロホンである
請求項１乃至５のいずれかに記載の無指向性マイクロホン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロホンに関し、より具体的には、圧力等価用の開口部を備えた無指向性のマイクロホンに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、無指向性マイクロホンは、その振動板が外部空間（外気）と筐体の内部空間（空気室）との圧力差で駆動される。このため、無指向性マイクロホンでの筐体における振動板の背面の空間は、外部空間（外気）と連通しない閉鎖された空間である。

【0003】

他方、実際の設計及び製品化に際しては、気圧の変動等の要素が考慮される。大気圧が変動した場合、振動板は外部と空気室の圧力差によって変位する。この変位が大きいとき、振動板は故障する。このような外部と空気室の圧力差を無くすため、例えば筐体に微小な開口部が設けられ、かかる開口部を介して振動板の背面側の空間と外部空間とを連通させる構造のマイクロホンが知られている。この構造のマイクロホンは、振動板の背面側の空間と外部空間とを連通させることで、マイクロホンの内部／外部の圧力を等しくする。このように、マイクロホンの内部／外部の圧力を等しくする構造は圧力等価と称され（特許文献１参照）、圧力等価のための開口部は、圧力等価用開口と称される。

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のマイクロホンが雨天時に使用された場合、上記の圧力等価用開口からマイクロホン内部に水滴（雨滴など）が侵入しやすい。この水滴は内部部品の腐食等を引き起こし、故障の原因となっていた。また、マイクロホン使用時において、圧力等価用の開口部に風等が加わると、圧力変動によって風雑音が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−０６０３９１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、使用時において圧力等価用開口からの異物の侵入を防止できる無指向性マイクロホンを提供することを主要な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る無指向性マイクロホンは、筐体と、前記筐体に取付けられ、音波を受ける振動板が備えられたマイクロホンユニットと、前記マイクロホンユニットからの音声信号を伝送するケーブルを含むケーブルコネクタが接続されるコネクタ部と、を有し、前記筐体内における前記振動板の背面側の空間と外部空間とを連通させる圧力等価用開口が前記コネクタ部に設けられ、前記コネクタ部に前記ケーブルコネクタが結合されると前記圧力等価用開口を介しての前記振動板の背面側の空間と前記外部空間との連通が遮断され、前記ケーブルコネクタが前記コネクタ部から離脱することで前記圧力等価用開口を介しての前記振動板の背面側の空間が前記外部空間と連通されることを最も主要な特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、使用時において圧力等価用開口からの異物の侵入を防止できる無指向性マイクロホンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態による無指向性マイクロホンの縦断面図である。

【図2】無指向性マイクロホンがコード側コネクタに接続される場合を説明する図である。

【図3】本実施形態の無指向性マイクロホンがコード側コネクタに結合された状態を示す図である。

【図4】実施形態と比較するための参考例としての無指向性ダイナミックマイクロホンの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態の無指向性マイクロホンは、筐体と、筐体に取付けられ、音波を受ける振動板が備えられたマイクロホンユニットと、マイクロホンユニットからの音声信号を伝送するケーブルを含むケーブルコネクタが接続されるコネクタ部と、を有する。コネクタ部には、筐体内における振動板の背面側の空間と外部空間とを連通させる圧力等価用開口が設けられる。かかる無指向性マイクロホンにおいて、コネクタ部にケーブルコネクタが結合されると圧力等価用開口を介しての振動板の背面側の空間と外部空間との連通が遮断され、ケーブルコネクタがコネクタ部から離脱することで圧力等価用開口を介しての振動板の背面側の空間が外部空間と連通される。

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

図１において、マイクロホン１は、筐体としてのケース１２と、ケース１２の前端部に装着されたショックマウント１１と、このショックマウント１１を介して装着されたマイクロホンユニット１０を有している。また、マイクロホン１の他端側には、出力コネクタ４０が接続されるためのマイクロホンコネクタ部３０が設けられる。

【0013】

（マイクロホンユニット）
マイクロホンユニット１０の指向性は、無指向性である。ダイナミックマイクロホンは、堅牢で電源を必要としないことから、屋外でのインタビュー等の用途で広く用いられている。特に、無指向性ダイナミックマイクロホンはマイクロホンユニット１０の前側（図１において左側）のみに音波を加えることによって動作することから、マイクロホンに気流が加わっても風雑音が発生しにくいという利点がある。このため、無指向性ダイナミックマイクロホンは、災害時の中継放送など、風雨の激しい状況下でよく使用されている。

【0014】

無指向性マイクロホンの振動板は、振動板の前面側の空間すなわち外部空間（外気）と振動板の背面側の空間すなわちケース１２の内部空間（空気室）との圧力差で振動する。したがって、振動板は振動板の前面側に加わった音圧を音声信号として検出する。このため理想的には、ケース１２の内部空間１２１に音波が伝播しないように、内部空間１２１は外部空間と連通してはならない。

【0015】

他方、無指向性マイクロホンにおいて圧力等価が失われた場合には、振動板が内部／外部の圧力差で通常よりも大きく変位する。そのため、この変位は振動板の損傷等の故障の原因になり得る。したがって、マイクロホン１を山頂や上空で使う場合など、大気圧が変動してもマイクロホンユニット１０内の振動板が圧力差で変位しないよう、圧力等価を保持する構造を備えたマイクロホンが好ましい。

【0016】

本実施形態におけるマイクロホンは、圧力等価を保持するため、パイプ３３を介してマイクロホン１の内部空間を外部空間に接続し、ケース１２の内部空間と外部空間とを連通させる構造を備えている。以下、マイクロホン１の内部／外部の圧力を等しくする機能を担う上記のパイプ３３を「圧力等価パイプ」と称する。

【0017】

マイクロホンユニット１０は、振動板、コイル、及び永久磁石を主な構成要素とするダイナミック型である。マイクロホンユニット１０は、音声等の音波による振動板２６の振動を電気信号に変換する。以下、マイクロホンユニット１０の構成を説明する。

【0018】

マイクロホンユニット１０はヨーク２２を備えている。ヨーク２２は扁平な円形の皿状である。その内底面中心に、円板ないし円柱型のマグネット（永久磁石）２１が固着されている。マグネット２１は、厚さ方向（図１において左右方向）に着磁される。マグネット２１の厚さ（高さ）寸法はヨーク２２の周壁２２ａの内周面の高さと同一であり、マグネット２１の上端面とヨーク２２の周壁２２ａの上端面が同一面上にある。

【0019】

ヨーク２２の周壁２２ａの上端面にはリングヨーク２３が固着されている。また、ヨーク２２の内底面には、振動板２６の内側（背面側）の空間に連通する細長い孔部２２１が形成される。孔部２２１の数は任意である。

【0020】

マグネット２１の上端面には円板状のポールピース２４が固着される。ポールピース２４の上端面とリングヨーク２３の上端面は同一面上にある。リングヨーク２３の内周面とポールピース２４の外周面との間には、同心円状のギャップ２５が一定幅で形成されている。ポールピース２４、リングヨーク２３、及びヨーク２２は、マグネット２１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２１から出る磁束は、ポールピース２４を通り、ギャップ２５を経てリングヨーク２３に至り、さらにヨーク２２を通ってマグネット２１に戻る。したがって、上記ギャップ２５には磁界が形成されている。

【0021】

上記ギャップ２５には、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２７がギャップ２５に形成されている磁界を横切るように配置されている。ボイスコイル２７はフィルム状の素材からなる振動板２６に取り付けられている。

【0022】

振動板２６とボイスコイル２７の構成をより詳細に説明すると、振動板２６は、センタードーム部２６１と、センタードーム部２６１の外周に沿ってリング状に形成されたサブドーム部２６２と、を有してなる。サブドーム部２６２はセンタードーム部２６１と一体に形成される。センタードーム部２６１を弾性的に支えるために、サブドーム部２６２の横断面形状はドーム状をなしている。センタードーム部２６１とサブドーム部２６２の境界付近にボイスコイル２７の一端側が固着されている。ボイスコイル２７の両端の導線は、マイクロホンコネクタ部３０の電極、例えば２番ピン及び３番ピンに接続されている。ボイスコイル２７の両端の導線は、トランスなどの不図示の出力回路に接続されてもよい。

【0023】

上述した構成のマイクロホンユニット１０では、音声などの種々の音波を振動板２６が受けることにより、振動板２６及びボイスコイル２７が振動する。マイクロホンユニット１０では、上述の磁気回路中でボイスコイル２７が振動することで、フレミングの右手の法則によりボイスコイル２７が発電する。この発電によって、音波は電気音響変換され、音声信号がボイスコイル２７の両端の導線からマイクロホンコネクタ部３０の信号ピンを介して外部機器に出力される。

【0024】

前記ショックマウント１１は、上記マイクロホンユニット１０をケース１２内に保持すると共に、ケース１２からマイクロホンユニット１０に振動が伝達されるのを防止するために、弾力性のある素材で構成されている。また、ケース１２の前端部には、上記ショックマウント１１をケース１２との間に挟むようにヘッドカバー１４が装着されている。ヘッドカバー１４は、ケース１２の前端部を覆うように装着されており、リング状のジョイント部材１７によってマイクケース１２の前端部に取り付けられている。このヘッドカバー１４は、マイクロホンユニット１０の振動板２６に、直接外気が当たることを防止して風雑音の発生を防ぐ役割を有する。

【0025】

本実施形態では、マイクロホンユニット１０の振動板２６の前面（図１において左方向）に、ヘッドカバー１４との間で収音空間１５が形成されている。また、振動板２６の背面（図１において右方向）には、ヨーク２２及びリングヨーク２３との間の空間に空気室が形成されている。この空気室は、上述したヨーク２２の孔部２２１を通じてケース１２の内部空間１２１に連通し、さらに圧力等価パイプ３３を通じてケース１２の外部空間（外気）に連通する。

【0026】

また、上記構造を有するマイクロホン１において、マイクロホン１を取り落とし、あるいは急速に振るなどして図１において左右方向の振動が加わると、ショックマウント１１がケース１２と相対的に変位して、この振動を相殺する。これにより、マイクロホンユニット１０は不意な振動の伝搬を防止できる。

【0027】

（マイクロホンコネクタ部）
次に、マイクロホンコネクタ部３０の構成を説明する。マイクロホンコネクタ部３０は、後述する出力コネクタ４０（ケーブルコネクタ）と接続される部分である。この例において、マイクロホンコネクタ部３０にはマイクロホン用の出力コネクタとして丸形ラッチロックコネクタ（ＪＥＩＴＡ〔社団法人日本電子機械工業会〕ＲＣ−５２３６）が用いられる。

【0028】

マイクロホンコネクタ部３０は、ケース１２の端側の内部に設けられるコネクタ基台３１と、コネクタ基台３１に取り付けられているコネクタピンとしての３つの信号ピン及び圧力等価パイプ３３と、を備える。また、上記の丸形ラッチロックコネクタと接続するために、ケース１２の端部に孔３２が形成されている。

【0029】

コネクタ基台３１は、円柱状の電気絶縁体からなる基台本体の一面側にプリント基板が重ねられて配置されている。コネクタ基台３１は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテフラレート）などの合成樹脂を円柱状に形成して構成される。コネクタ基台３１は、３つの信号ピン及び圧力等価パイプ３３を保持する保持部材の役割を有する。コネクタ基台３１には、４つの孔部が形成され、この内の３つの孔部には、接地用の１番ピン、信号のホット側の２番ピン、及び信号のコールド側の３番ピンの３本のピンが挿入され固定されている。さらに、コネクタ基台３１の他の１つの孔部には、圧力等価パイプ３３が挿入され固定されている。

【0030】

２番ピン及び３番ピンの基端部はケース１２の内部空間１２１側に突出している。この基端部には、上述したボイスコイル２７の導線が接続される。また、２番ピン及び３番ピンの先端部は、ケース１２の外部の空間に向かって突出し、使用時に出力コネクタのコネクタ電極と接続される。

【0031】

圧力等価パイプ３３は、主要帯域の音波を通さない細い径のパイプである。その基端側はケース１２の内部空間１２１において開口している。また、圧力等価パイプ３３の先端側の開口部３３ａがケース１２の外部の空間に開口している。したがって、ケース１２内部の空気と外気とは、圧力等価パイプ３３の空気孔を介して連通する。

【0032】

本実施形態では、圧力等価パイプ３３の外気に接する開口部３３ａが圧力等価用開口としての役割を有している。すなわち、圧力等価用開口は、ケース１２の内側に対してマイクロホンコネクタ部３０から外気を通気可能に設けられる。

【0033】

（出力コネクタとの接続等）
次に、図２及び図３を参照して、マイクロホン１に出力コネクタ４０を着脱する場合について説明する。ここで、出力コネクタ４０は、一般的な丸形ラッチロックコネクタ（ＲＣ−５２３６）であり、マイクロホンコネクタ部３０と接続されるコネクタ部４２が筐体４１の一端側に設けられる。コネクタ部４２は、マイクロホン１の上述した３本のピン（１番ピン、２番ピン、３番ピン）と対応する位置に、各ピンが挿入される溝部及び各ピンと接触する端子を備える。コネクタ部４２の各端子には、筐体４１の他端側から伸びる出力コード４３の各導線が接続されている。コネクタ部４２の側面側でマイクロホンコネクタ部３０の孔３２に対応する位置には、かかる孔３２に係止されるラッチ部４４が設けられる。ラッチ部４４は、筐体４１の側面側から突出する押圧部４５と一体をなし、筐体４１内の不図示のばねによりコネクタ部４２の側面から外方に付勢されている。したがって、ラッチ部４４は、押圧部４５が押し込まれることでコネクタ部４２の側面より内部の位置まで移動し、かかる押し込みが解除されると元の位置に戻る。

【0034】

かくして、収録等のためにマイクロホン１が使用される場合、図２に示すように、マイクロホンコネクタ部３０と出力コネクタ４０の各対応部位を対峙させた状態で、出力コネクタ４０はマイクロホンコネクタ部３０に挿入され、図３に示すように結合する。

【0035】

このコネクタの結合により、マイクロホン１の３本のピンが出力コネクタ４０の対応する各溝部に挿入されて各端子と電気的に接続され、孔３２とラッチ部４４とは係合される。さらに、コネクタ部４２の平面部４２ａがマイクロホン１の圧力等価用開口である圧力等価パイプ３３の開口部３３ａに当接または圧接して開口部３３ａを閉鎖する。

【0036】

すなわち、マイクロホン１及び出力コネクタ４０がこのような結合状態になることで、マイクロホン１の圧力等価用開口３３ａが閉鎖される。そのため、本実施の形態にかかるマイクロホン１は、使用時において、外部からの水滴や風などの侵入を防止できる。

【0037】

マイクロホン１の使用終了後において、押圧部４５が押し込まれることで孔３２とラッチ部４４との係合が解除される。出力コネクタ４０がマイクロホン１から引き抜かれることで、圧力等価パイプ３３の開口部３３ａはコネクタ部４２の平面部４２ａから離間される（図２参照）。こうして、マイクロホン１の不使用時には、マイクロホン１の圧力等価用開口３３ａが開放され、圧力等価パイプ３３を通じてマイクロホン１の内部空間と外気とが連通する。

【0038】

したがって、本実施形態のマイクロホン１は、例えばマイクロホン１を山頂や上空などの高所に移動させて使用するような場合でも、移動時には出力コネクタ４０を外しておくことにより、マイクロホン１の内部空間の圧力等価状態を維持できる。また、マイクロホン１の使用時には、圧力等価用開口３３ａはコネクタ４０の結合によって閉鎖されるので、外部からの水滴や風などがマイクロホンユニット１０に侵入しない。マイクロホン１の使用後において、出力コネクタ４０の取り外しにより、マイクロホンユニット１０内の圧力は外部と等価の状態を維持できる。

【0039】

また、本実施の形態におけるマイクロホン１では、使用時において圧力等価パイプ３３の圧力等価用開口（開口部３３ａ）が出力コネクタ４０の平面部４２ａにより閉鎖される。そのため、圧力等価用開口に風等が当たることもなく、風雑音の発生も防止できる。さらには、このような構成は、上述したごく低い周波数成分の音波が圧力等価パイプ３３を介してマイクロホンユニット１０内に進入することを防止でき、低周波による雑音発生も防止する。

【0040】

以上のように、本実施形態は、マイクロホン１の使用時にコード側コネクタがマイクロホンに差し込まれると、圧力等価パイプ３３の外気に接する部分が閉鎖されるため、マイクロホン内部への水滴と風の侵入を防止できる。

【0041】

上述した実施形態は一例であり、種々に変形することができる。

【0042】

上述の実施形態では、出力コネクタの平面部側が圧力等価パイプの開口部に当接または圧接して圧力等価用開口を閉鎖することで、マイクロホン（筐体）の内部空間と外部空間との連通を遮断する構成としたが、かかる当接または圧接は必ずしも必要でない。すなわち、マイクロホンユニットに出力コネクタが結合されることで、圧力等価用開口を介しての筐体の内部空間（振動板の背面側の空間）と外部空間との連通を出力コネクタによって遮断する構成であればよい。このような構成であれば、マイクロホンの使用時において、外部からの水滴や風などの侵入を防止できる。

【0043】

したがって、他の例として、出力コネクタが接続されるケース１２の内周面または出力コネクタの外周面にシリコンゴム等からなるリング状のシーリング部材が設けられてもよい。この場合、マイクロホンユニットに出力コネクタが結合されると、出力コネクタの平面部側が圧力等価パイプの圧力等価用開口部に当接せずとも、上記出力コネクタとシーリング部材によってマイクロホンコネクタ部の内部空間が塞がれる。したがって、本実施の形態によれば、使用時において圧力等価パイプを介したマイクロホンユニットの内部空間と外部空間との連通を遮断し、外部からの水滴や風などの侵入を防止できる。

【0044】

他の例として、圧力等価パイプ３３は必ずしも必要ではない。コネクタ基台３１自体に圧力等価用開口となる孔部が設けられ、出力コネクタの平面部側によってコネクタ基台３１の圧力等価用開口が閉鎖／開放される構造も採用できる。

【0045】

上述した実施形態では、マイクロホンユニット１０として、ダイナミック型のマイクロホンを備えた構成を例示したが、これに限定されない。マイクロホンユニット１０は、音声等の音波を振動板で受け、振動板の振動を電気信号に変換する機能を有するものであればよく、電気音響変換方式も特に限定されるものではない。

【0046】

（参考例）
実施形態の理解の助けのため、比較例ないし参考例として、圧力等価用開口を筐体に設けた構成の無指向性マイクロホンを図示及び説明する。

【0047】

図４において、マイクロホン１００は、筐体としてのケース１１２、ケース１１２の前端部に装着されたショックマウント１１１、このショックマウント１１１を介して装着されたマイクロホンユニット１１０を有している。マイクロホンユニット１１０は、無指向性かつダイナミック型のマイクロホンである。マイクロホン１００の他端側には、出力コネクタ１４０が接続されるためのマイクロホンコネクタ部１３０が設けられる。マイクロホン１００では、ケース１１２の内部空間と外部空間とを連通させる圧力等価用開口１３３ａが、圧力等価パイプ１３３を介してケース１１２の側面に設けられている。

【0048】

このマイクロホン１００は、圧力等価パイプ１３３の外気に接する開口すなわち圧力等価用開口１３３ａに雨滴等が入り込みやすい形状である。圧力等価用開口１３３ａからマイクロホン内部に雨滴等が侵入すると、内部部品の腐食等が生じる。これは故障発生の原因となる。

【0049】

また、マイクロホン１００では、圧力等価パイプ１３３の圧力等価用開口１３３ａが外部と常時連通している。圧力等価用開口１３３ａに風等が加わると、圧力変動によって風雑音が発生しやすい。特に低い周波数成分で雑音が発生しやすい。

【0050】

本願で説明した実施形態は、かかる実情に鑑みて案出されたものであり、無指向性マイクロホンにおいて、水滴の侵入と雑音の発生を防止するために、圧力等価パイプの外気に接する側を使用時に閉鎖する構造としたものである。

【0051】

本発明に係る無指向性マイクロホンは、特許請求の範囲に記載した技術思想を逸脱しない範囲で設計変更可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ マイクロホン
１２ ケース（筐体）
１０ マイクロホンユニット
２６ 振動板
３０ マイクロホンコネクタ部
３１ コネクタ基台
３３ 圧力等価パイプ
３３ａ 開口部（圧力等価用開口）
４０ 出力コネクタ（ケーブルコネクタ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】