JPH03218200A - マイクロフォン製作方法及びマイクロフォン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイナミック型即ち可動コイル型マイクロフォ
ン及びこれを作る方法に関するものである。

［従来の技術コ このようなマイクロフォンでは、アルニコ（ＡＩＮｉＣ
ｏ）磁石楕造と小さい面積即ち小直径のダイヤフラムと
を使うのが慣例である．小面積のダイヤフラムはダイヤ
フラムとこれに取付けられているボイスコイルとの両者
の質量が小さいことを意味し、それゆえマイクロフォン
は“′にせ“の雑音を．生ずる取扱い又は衝撃に比較的
敏感でないから有利である．同時に小直径のボイスコイ
ルは、自己渭磁のきびしい効果を防ぐため高さ一直径比
の高いこと（即ち円筒型）を必要とするアルニコ磁石と
両立する．不都合にも、アルニコ磁石設計は又ボイスコ
イル隙間内の磁束密度が低く、従ってこれら伝統的マイ
クロフォンは、例えば「コンデンサ」型設計など最近の
マイクロフォンと比べて音響的感度において劣る．音響
的感度を改善するためアルニコ磁石の直径を増大したく
とも、磁石とそれゆえマイクロフォン寸法との増大に払
われる不利益は、ダイヤフラムとボイスコイルとの両者
の寸法増加のための質量増加に払われる不利益は言うま
でもなく、その上ダイヤフラムの直径増加に対し強化又
はうめ合せをする必要のための質量増加に払われる不利
益が加わり、取り組みを実施不可能にする． ［発明が解決しようとする課題コ それゆえ、ダイヤフラムと磁力的回路設計との両者の特
徴は、相互関係して働き、これらの音響的感度の改善と
その取扱い又は衝撃感度の減小とに関する限り、ダイナ
ミックマイクロフォンの効能内で互いに相入れない部品
が無ければ相互に両立しないことがわかる．マイクロフ
ォンダイヤフラムの主機能は、音響的圧力波のための受
容体として働くこと及びこれら波を取付けられている変
換量、この場合その磁力空気隙間内のボイスコイル内で
物理的力又は運動に変換することである．ダイヤフラム
はその主面内で十分な強度を持ち、それゆえピストンと
して働らかねはならず、他方では、その主面に直角の方
向にダイヤフラムの縁を支えるのに使われる装置が、こ
の直角方向にダイヤフラムを容易に動かすことの出来る
よう出来るだけ従順でなければならない．同時に、ダイ
ヤフラムとその縁の装架体とは、ボイスコイルの半径方
向の運動を防ぐため、及び空気隙間の軸線内にその運動
を抑制するた半径方向に比較的剛くなければならない．
又ダイヤフラムとその縁の装架体とは、音波の周波数と
振幅とが処理寿れる時に、コイルをその中間位置に軸線
方向に戻すよう十分に弾性が無ければならず、当然全運
動装置の全質量に対し考慮が持たれる． もし金属網の層を使ったダイヤフラム積層体の使用を意
味する組立技術が、コイン型（即ち、直径一高さの比が
高い）を持つネオジウム−鉄一硼素磁石と、磁石を受け
る直径を持つボイスコイルとの使用が組合わされるなら
ば、音響的感度が増し、衝撃又は取扱い感度が低い改善
されたグイナミックマイクロフォンを作ることか可能で
あることが見出された。

それゆえ、本発明の目的は、コイン型のネオンウムー鉄
一硼素磁石と、この磁石を受ける大きい内径のボイスコ
イル及び金属網の層により強化された低質量のダイヤフ
ラムとを関連して使った改善されたダイナミックマイク
ロフォンを提供することである． ［課題を解決するための手段］ 本発明では、半切円環体により取囲まれたダイヤフラム
積層体のドーム型層の構成要素として薄い金属ワイヤ網
を組入れ、大直径で高さの低いボイスコイルを担持する
薄い金属ワイヤの網の層を組入れた多層のドーム型中心
部分を持つダイヤフラムと協力するコイン型又はウエフ
ァ状永久磁石を使った改善されたダイナミックマイクロ
フォンが得られ、ボイスコイルの直径一高さの比は少な
くとも１０；１である． 又、少くとも７・１の直径一高さ比を持つネオジウム−
鉄一硼素永久磁石を、磁石のものより僅かに大きい直径
のボイスコイルと組合わせて使った改善されたダイナミ
ックマイクロフォンが得られ、ボイスコイルを担持する
ダイヤフラムの中心部分は、中に薄い金属ワイヤの網の
層が組入れられているドーム型で強化されている． さらにドーム型がダイヤフラムの全面積の約４０％を囲
んでいる直前の目的による改善されたダイナミックマイ
クロフォンを得られた． ［作　用］ 本発明に係わるマイクロフォンの製作は、乾燥により一
面に噴射されたプラスチック接着材《例えば３Ｍから入
手可能の「スコッチーグリップ１０９９−Ｌニトリルゴ
ムベース接着材」など》を持つ合成樹脂の薄いフィルム
である予備積層体と、乾燥した接着材と対面接触する薄
い金属ワイヤ網のシートとを形成する工程を有し、網は
薄いフィルムをワイヤ網に塗布された接着材と熱でアイ
ロン掛けすることにより先ず付着する．この予備積層体
は打抜きにより円形の中心当て物に切断され、中心当て
物の各々は熱によらずに部分的に最終型に塑性変形され
る。より大きい円形本体は合成樹脂材料の別々の薄いフ
ィルムから打抜かれる。部分的に変形した当て物はより
大きい円形本体のその中心に正しく位置決めが出来るよ
う働く。結果として多層の本体が生じ、その中で部分的
に変形した中心当て物の網側か大きい円形本体の中心に
係合する．多層本体は次に下方の雄グイと上方の雌ダイ
との問で熱と圧力とを受け、熱及び塑性変形により最終
のダイヤフラム形状を形成し、一方接着材は網を通して
侵入し、これを硬化し中心当て物の合成樹脂をより大き
い円形本体の合成樹脂層と一緒に接着する（網を侵入し
捕捉接着しながら）。

ボイスコイルは多層形に巻かれ、この形状の中でこのワ
イヤ上のポリビニールブチラールにより接着される．ボ
イスコイルの直径は円形当て物の直径より僅かに小さい
．ボイスコイルは偽数層のコイルとして巻かれて、コイ
ル線の相対端の２つの導線はコイル高さの同じ端部にあ
り、それゆえ網により接触する面と反対の面に近くこれ
に向けて置かれ、通常のように出力回路に最終結合する
ため半径方向外方に自由に延ひる。しかし、細い導線は
より大きい円形本体の周縁部に、これを、ボイスコイル
が所定位置に接着されたあと、これらか所定位置に牛田
付けされる前にしっかり固定するよう局所的に接着する
のがよい。

［実　施　例コ 第１図を参照すれば、ダイヤフラムの最終形が見られる
が、図面では明示のため上に重なる中心当て物を省略し
てある。図示のように、完成ダイヤフラムは、これによ
りダイヤフラム組立体が装架される環状の外側取付け縁
フランジ１０と半切円環体部分１２と、取巻き断続して
、上向きに打出された渭１６を持つ断続して凹んだリン
グ領域１４と、最後に中心のドーム型部分１８とを持っ
ている．上記のように、大きい円形本体が作り出される
薄いフィルムは、合成樹脂材料、なるべくゼネラル．エ
レクトリック社から入手出来るＵＬＴＥＨＩＯＯＯ　　
（未修正）から処理された、優れた抗張力と撓み強度と
を持つポリエーテルイミドが好ましい．Ｆｌｌいフィル
ムは厚さ約０．　０１２ｕ（０．　０００５インチ》、
で図示の形状に熱及び圧力下で引出されたものが好まし
い．領域１０，　１４，　１６．　１８は圧力の主力を
担持し、それゆえ最大限に引出される．第１図には中心
当て物とボイスコイルとは図示されていないが、前者は
中心のドーム部分１８の上に置かれ、後者は中断され凹
んだリング領域１４と同心ですぐ下にある．ボイスコイ
ルからの２つの導線は線２０として示され、これらはこ
れがダイヤフラムの下に置かれる領域では点線で、ダイ
ヤフラムを越えて突出する所では実線で示される．ボイ
スコイルをダイヤフラム組立体（第３図参照）の中断さ
れた下面２２に接着するのに使われる接着材は「ロクタ
イト」社から入手出来、「プリズム４０３」として知ら
れる瞬間接着材が好ましい． 第２図、第３図を参照すれば、完成ダイヤフラムの平面
図と、第２因に示されたものの断面図が示されている．
前記のように大きい円形本体は先ず小さい予備変形され
た円形当て物の上の合致する位置に置かれる．この合致
のため、小さい円形本体は先ず塑性変形され（圧力でだ
け》、それにより全体として？１１１６と中断領域１４
との形状をとる。

円形当て物は次に大きい円形部分と合致し、多層の本体
は雄、雌ダイの間で最終的に変形され、従って第３図に
示すようボイスコイル２３が所定位置に接着される前に
、第１図から第３図に示すよう最終型に変形される． 換言すれば、第２図に示すよう円形当て物（明示のため
第１図から省略されている）の周縁２４は、？Ａ１６の
及び断続領域１４の周辺と同心でそのすぐ外側に置かれ
る．最終形に形成されたあと、中心当て物は、断続して
凹んだ部分１４゛　と溝１６゛　とを持ち、これらは第
１図のドーム部本体１８と同時に一体に形成される円形
当て物の一体化本体１８′のように、第１図に関してす
でに述べた部分ｉａ，　１６と合流し、同時に形成され
る．第３図ではドーム型中心当て物１８′　とドーム型
部分１８とは、これらがこの時に一体化されているから
一つの厚さとして示されている．ボイスコイルを除くダ
イヤフラムはこの時容易に取扱うことが出来、ボイスコ
イルは、中断された下面２２上の所定位置にこれと同心
に接着することが出来、その導線２０は縁フランジ１０
の下面に接着される． 磁石組立体は第４図に示される．磁石はネオジウム−鉄
一硼素磁石３４を受ける上部凹所３２を持つ高導磁性鋼
カップ３０と、高導磁性極片３６とを有する．カップ３
０と極片３６とは１２１５鋼で作られる．環状の空気隙
間３８は小さい半径方向の隙間［代表的に約１，１４３
ｇ＊−（０．０４５インチ）コを持つようボイスコイル
２３を受け、代表的マイクロフォンではカップ凹所３２
の内径は約１９４３１　（０．７６５インチ）である．
この代表的マイクロフォンに対し、磁石３４は直径１７
．０２ｇ＋−（０．６７５インチ》、厚さ又は高さは２
．５４ｇ＋ｎ（０．１００インチ》、その上カツブ３０
と極片３６とには図示のように中心貫通孔又は開口が設
けられる。又ボイスコイルは４層のコイル層内で銅線を
約３５０回巻かれ、線の寸法はポリビニールブチラル接
着材を持つＡＷ０５０番である．第５図は組立てられた
マイクロフォンを示している．磁石組立体のカップ３０
はハウジング４２の底部凹所４０の中に受けられ、張出
し４４に向けて底付けされる．カバー４６は内縁４８を
持ち、内縁は大きい円形本体周辺のフランジ１０をハウ
ジング面５０に向けて締付け、ハウジング力バーの上方
の壁５２はダイヤフラムの運動に対し隙問を設け、且つ
圧力波をダイヤフラム上に当てることが出来るよう開口
５４のリングが設けられる．釣合う位置て、ダイヤフラ
ム組立体はそのフランジ１０の周辺で支持構造だけと係
合し、それゆえダイヤフラムはその面に直角の両方向に
自由に撓む．ハウジング４２には半田付けのため、ボイ
スコイル導線２０を受ける一対の９０゜隔てられた垂直
凹所５６が設けられる．その他のハウジング部品は必要
又は望ましいと考えられるように設けられる．第６図は
ハウジング４２の平面図である． マイクロフォンの説明を完了するため、第７図には中心
の当て物が打抜き又は切出される予備積層体の詳細を分
解して示してある．図示のように予備積層体は合成樹脂
材料ＵＬＴＥＨ１０００の薄いフィルム６０と、スブレ
イ塗布の接着材ｒ　ＳＣＯＴＣＨ−ＧＲＩＰ１０９９−
ＬＪ　　［約０．０２５ｍｍ（０．００１インチ》］６
２とて楕成されている。最後に、金属ワイヤ網材科は６
４で示されている．この材料は直径０．０３ａｍ（０．
００１２インチ》の５０メッシュステンレス鋼の網であ
り、スイス国のテクコ（ＴＥＴＫＯ）社から入手出来る
静電シールドに通常使われる幅１，０１６ｕ（４０イン
チ》のものである。前述のように、１０９９接着材が塗
布され空気乾燥された叶ＴＥＭ１０００材料は網材料上
でアイロン掛けされて、予備積層体は合成樹脂材料に付
着する． 寸法的に永久磁石の直径一高さの比は代表的に約７・１
、一方ボイスコイルのこの比は代表的に約１０・１であ
る．自己消磁の前のネオジウム−鉄一硼素磁石に対し実
際的下方限界として磁石厚２は高さを２５４鵬一（０．
　１００インチ）にとれば、制御要因となり、磁石とボ
イスコイルとに対し特定される比は、次の条件、即ちボ
イスコイルの内径が磁石の外径より僅かに大［代表的に
１．１４ｍ−（０．０４５インチ》］でなければならな
い事を考えて，ボイスコイルの厚さ又は高さは磁石のも
のの約７０％、即ち１７７８ｕ（０．０７インチ》であ
る条件に導かれる。

Ｉ＆後に、ここに特定された特定材料、ここに詳細に述
へられた好適形状、寸法により、ワイヤ網強化の中心ド
ームはダイヤフラム全面積の約４０％であるべきことか
言える．これが本発明の目的に合うための十分な強化を
達成し、一方最近のコンデンサ型マイクロフォン設計に
よる性能に競合するダイナミックマイクロフォンを得る
ための、ダイヤスラムとボイスコイルとの全質量を維持
する．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイヤフラムの千面図で、明示のため
中心の当て物は省略された図、第２図は第１図と似た図
面で中心の当て物を持つ図、第３図はボイスコイルが所
定位置に接着されている最終型のタイヤフラムの断面図
、第４図は磁石組立体の断面図、第５図は組立てられた
マイクロフォンの断面図、第６図はハウジングの平面図
、第７図は中心当て物の分解詳細図である． １０・フランジ、１２・・・部分、１４・領域、１４゛
・・・凹部、１６，　１６゜・溝、１８・　ドーム部、
１８′・・当て物、２０・線、２２　　下面、２３．・
ホイスコイル、２４・縁、３０・カップ、３２・凹所、
３４・・磁石、３６・極片、３８・・隙間、４０・凹所
、４２・・ハウジング、４４・・張出し、４６・・カバ
ー、４８・・・内縁、５０・・面、５２・・・壁、５４
・・開口、５６・・凹所、６０・・フイルム、６２・・
接着材、６４・・・金属網。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイナミックマイクロフォンを製作する方法にお
   いて、高抗張力と撓み強度を持つ薄い合成樹脂シート材
   料のダイヤフラム本体を形成する工程と、薄い合成樹脂
   材料と薄い金属ワイヤ網とで多層の中心部分を形成する
   工程と、前記中心部分を前記ダイヤフラム本体の中心に
   接触させ、両者を変形させながらこれを一体化して、こ
   れらが前記中心部分の凸型側部上に前記ダイヤフラム本
   体を持つようなドーム状にされる工程とから成るマイク
   ロフォン製作方法。
2. （２）請求項第１項のマイクロフォン製作方法において
   、前記薄い金属ワイヤ網は前記ダイヤフラム本体と対面
   接触しているマイクロフォン製作方法。
3. （３）請求項第２項のマイクロフォン製作方法において
   、さらに前記一体化したダイヤフラムのドーム状領域の
   ものに対応する直径を持つボイスコイルを形成する工程
   と、前記ボイスコイルを前記本体の前記薄い合成樹脂材
   料に前記ドーム状領域を囲む関係で取付ける工程とを有
   するマイクロフォン製作方法。
4. （４）請求項第３項のマイクロフォン製作方法において
   、永久磁石はネオジウム−鉄−硼素であるマイクロフォ
   ン製作方法。
5. （５）ダイナミックマイクロフォンを製作する方法にお
   いて、高い直径−高さ比を持つ永久磁石を形成する工程
   と、高い抗張力と撓み強度とを持つ薄い合成樹脂シート
   材料のダイヤフラム本体を形成する工程と、前記薄い合
   成樹脂材料と薄い金属ワイヤ網とで多層の中心部分を形
   成する工程と、前記中心部分を前記ダイヤフラム本体の
   中心に接触させて両者を変形させながら一体化して、こ
   れらが前記ダイヤフラム本体の全面積の１／２より小さ
   い前記中心部分の凸型側部上に前記ダイヤフラム本体を
   持つようなドーム状にする工程と、前記磁石のものより
   大きい直径と、直径−高さ比を持つボイスコイルを形成
   する工程と、前記ボイスコイルを前記ドーム状領域に関
   しその凸型側部上で囲む関係に取付ける工程と、前記ボ
   イスコイルを前記磁石を囲むよう置く工程と、前記ダイ
   ヤフラムの周辺を前記磁石に関し取付ける工程とから成
   るマイクロフォン製作方法。
6. （６）請求項第５項のマイクロフォン製作方法において
   、前記磁石はその大きい面上にＮ極とＳ極とを現わし、
   前記方法は、前記磁石を部分的に導磁性の高い材料で、
   前記ボイスコイルが部分的に受けられる空気隙間を残す
   よう包む工程を有するマイクロフォン製作方法。
7. （７）請求項第６項のマイクロフォン製作方法において
   、前記磁石の直径−高さ比は約７：１、前記ボイスコイ
   ルの直径−高さ比は約１０：１であるマイクロフォン製
   作方法。
8. （８）マイクロフォン構造において、ドーム状の中心部
   分と取囲む取付け部分とを持つダイヤフラムとを具備し
   て、前記ダイヤフラムは前記ダイヤフラムに直角の面内
   で自由に振動し、さらに前記中心部分のその凸型側部上
   に取付けられこれを取巻く環状のボイスコイルと、前記
   ボイスコイルの中に置かれ固定された永久磁石とを組合
   せて有し、前記磁石はネオジウム−鉄−硼素の組合物か
   ら成り、且つ円板型であり、前記ボイスコイルはその厚
   さの何倍も大きい内径を持ち、前記磁石の厚さは前記ボ
   イスコイルの厚さより大きいマイクロフォン構造。
9. （９）請求項第８項のマイクロフォン構造において、前
   記中心部分により囲まれる面積は前記ダイヤフラムの全
   面積の約４０％であるマイクロフォン構造。
10. （１０）請求項第９項のマイクロフォン構造において、
    前記磁石の直径−高さ比は少くとも７：１であるマイク
    ロフォン構造。
11. （１１）請求項第１０項のマイクロフォン構造において
    、前記ボイスコイルの直径−高さ比は約１０：１である
    マイクロフォン構造。