(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体と磁石とにより磁路を形成する磁気回路と、前記磁路中に形成される磁気ギャップと、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに結合される振動板とを備える動電型電気音響変換器であって、
少なくとも前記磁性体を形成するポールピースと、該ポールピースの周りに前記磁気ギャップに相当する間隔を空けて配置されたリングヨークの全体が、多孔質体により形成され、
前記振動板は、センタードームと該センタードームの周りに形成されたサブドームとを有し、
前記センタードームと該センタードームの背面側に配置された前記ポールピースとの間に第１空気室が形成され、
前記サブドームと該サブドームの背面側に配置された前記リングヨークとの間に第２空気室が形成されていることを特徴とする動電型電気音響変換器。
【請求項２】
前記多孔質体により形成される磁性体は、前記磁石を内部に収容すると共に、前記リングヨークを支持するカップ状ヨークを含むことを特徴とする請求項１に記載された動電型電気音響変換器。
【請求項３】
前記多孔質体により形成される磁性体は、少なくとも前記振動板の振動により生じる音波に対して、当該音波が透過する特性を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された動電型電気音響変換器。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された動電型電気音響変換器の製造方法であって、
前記磁性体の少なくとも一部を、軟磁性体粉を材料として金属粉末射出成形することにより多孔質体に形成することを特徴とする動電型電気音響変換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイスコイルを有する振動板と、そのボイスコイルが振動可能に配置される磁気ギャップを有する磁気回路部とを含む動電型電気音響変換器及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、磁気ギャップを形成する磁極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動電型電気音響変換器においては、磁極（ポールピースとリングヨーク）に磁気ギャップが形成され、この磁気ギャップには、振動板に結合されたボイスコイルが上下動可能に配置される。例えばマイクロホンの場合には、ボイスコイルの振動速度が信号出力となり、ヘッドホン或いはスピーカの場合には、ボイスコイルに流れる電流が振動板を動かす力となる。
ところで前記磁気ギャップにおいて、ポールピースとボイスコイルとの間の薄空気層、及びリングヨークとボイスコイルとの間の薄空気層には、それぞれ音響インピーダンス（音響質量と音響抵抗）が存在する。この音響インピーダンスがマイクロホンにおいては指向周波数応答、ヘッドホンにおいては周波数応答の劣化を引き起こすという問題がある。
【０００３】
前記周波数応答の劣化の問題を解決する方法として、例えば、非特許文献１には、図４（ａ）の平面図、図４（ｂ）の断面図に示すように、振動板５０とボイスコイル５１との接着部分に通気孔６０を設ける、或いは図５の断面図に示すようにセンターポール５２、及び振動板５０を支持するプレート５３に通気孔６１を設ける等の手法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、図４（ａ）、（ｂ）に示す方法にあっては、振動板５０に通気孔６０を設けることから、サブドーム５０ａのスチフネスが都度変化し、時としてサブドーム部が異常共振した場合に指向周波数応答を損なうという課題があった。
また、図５に示す方法にあっては、磁極の一部が欠けるため、感度が低下するという課題があった。
【０００５】
一方、本願出願人は、前記課題を解決するために、特許文献１において、振動板のサブドームに異常共振を発生させることなく、また、感度を低下させることなく、磁極とボイスコイルとの間の音響インピーダンスを低下させるための音響用動電型変換器を提案している。
具体的に図６を用いて説明する。図６において、ユニットホルダ８０の上部に磁気回路部７０が設けられる。磁気回路部７０は、ヨーク本体７４上に配置された永久磁石７３の一方の磁極側に設けられたポールピース７１と、ポールピース７１の周りに配置されたリングヨーク７２とを有する。ポールピース７１とリングヨーク７２とが磁極となり、それらの間には所定の磁気ギャップ（隙間）が形成され、この磁気ギャップ中にボイスコイル５１が振動板５０によって上下動可能に配置されている。
【０００６】
ここで、ポールピース７１とリングヨーク７２とは、ともに複数枚の磁性金属板の積層体からなる。このように構成することにより、磁極（ポールピース７１とリングヨーク７２）とボイスコイル５１との間の音響インピーダンスが低くなり、それによって指向周波数応答の劣化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４４９００２号公報
【０００８】
【非特許文献１】「単一指向性ムービングコイルマイクロホンの設計と試作」ＮＨＫ技術研究，第１９巻第１号，７−８頁（昭和４２年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示した図６の構成にあっては、積層される複数枚の磁性金属板を軟磁性薄板として音波を透過させるものである。しかしながら、各部品を正確に積層する必要がある上、薄板の隙間の音響質量によるリアクタンスを十分に低くすることが困難であるという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、磁極とボイスコイルとの間の薄空気層における音響インピーダンスを抑制し、周波数応答の劣化を防止することのできる動電型電気音響変換器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した課題を解決するために、本発明に係る動電型電気音響変換器は、磁性体と磁石とにより磁路を形成する磁気回路と、前記磁路中に形成される磁気ギャップと、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルに結合される振動板とを備える動電型電気音響変換器であって、少なくとも前記磁性体を形成するポールピースと、該ポールピースの周りに前記磁気ギャップに相当する間隔を空けて配置されたリングヨークの全体が、多孔質体により形成され、前記振動板は、センタードームと該センタードームの周りに形成されたサブドームとを有し、前記センタードームと該センタードームの背面側に配置された前記ポールピースとの間に第１空気室が形成され、前記サブドームと該サブドームの背面側に配置された前記リングヨークとの間に第２空気室が形成されていることに特徴を有する。
尚、前記多孔質体により形成される磁性体は、前記磁石を内部に収容すると共に、前記リングヨークを支持するカップ状ヨークを含むことが望ましい。
また、前記多孔質体により形成される磁性体は、少なくとも前記振動板の振動により生じる音波に対して、当該音波が透過する特性を有することを特徴とすることが望ましい。
【００１２】
このように磁性体（少なくともポールピースとリングヨーク）が多孔質に形成されることにより、音波が透過するため、磁極（ポールピースとリングヨーク）とボイスコイルとの間の音響インピーダンス（音響質量と音響抵抗）が低いものとなる。このため、マイクロホンにおいては指向周波数応答の劣化、ヘッドホン・スピーカにおいては周波数応答の劣化を防止することができる。
また、磁気ギャップの音響インピーダンスと磁極の音響抵抗が並列接続されるため、振動板後部の空気室と磁気ギャップの音響質量により発生する共振を制動することができる。さらに、振動板に通気孔を設けないため、異常共振の発生しない電気音響変換器を実現することができる。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る動電型電気音響変換器の製造方法は、前記した動電型電気音響変換器の製造方法であって、前記磁性体の少なくとも一部を、軟磁性体粉を材料として金属粉末射出成形することにより多孔質体に形成することに特徴を有する。
このような方法により、前記したように磁性体の少なくとも一部が多孔質体に形成された動電型電気音響変換器を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
磁極とボイスコイルとの間の薄空気層における音響インピーダンスを抑制し、周波数応答の劣化を防止することのできる動電型電気音響変換器及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る動電型電気音響変換器をダイナミックマイクロホンに適用した場合のマイクヘッド部分の断面図である。
【図２】図２（ａ）は一般的なダイナミックマイクロホンユニットの等価回路であり、図２（ｂ）は本発明に係る動電型電気音響変換器を適用したダイナミックマイクロホンユニットの等価回路である。
【図３】図３は、図１のダイナミックマイクロホンの他の形態を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、課題を解決するための対策を施した従来のマイクロホンユニットの平面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図５は、課題を解決するための他の対策を施した従来のマイクロホンユニットの平面図である。
【図６】図６は、課題を解決するための他の対策を施した従来のマイクロホンユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係る動電型電気音響変換器をダイナミックマイクロホンに適用した場合のマイクヘッド部分の断面図である。尚、本実施形態においてはマイクロホンについて示すが、本発明にあってはこれに限定されるものではなく、本発明に係る動電型電気音響変換器は、ヘッドホンやスピーカの各駆動ユニットにも適用することができる。
【００１７】
図示するマイクロホンユニット１は、基本的な構成として、振動板１０と磁気回路部２０とユニットホルダ３０とレゾネータ４０とを備える。
振動板１０は、センタードーム１１と、センタードーム１１の周りに一体に形成されたサブドーム１２とを有し、センタードーム１１とサブドーム１２との境界部分にボイスコイル１３が接着材等により固着されている。
【００１８】
磁気回路部２０は、円盤状に形成され、その板厚方向に着磁された永久磁石２１と、磁路を形成するために永久磁石２１の一方の極側に磁気的に接続されたポールピース２２と、永久磁石２１の他方の極側に磁気的に接続された皿形状（カップ状ヨーク）のヨーク本体２３と、ヨーク本体２３の開口部側に設けられ、ポールピース２２の周りに配置されたリングヨーク２４とを備える。
尚、ポールピース２２とヨーク本体２３とリングヨーク２４とはそれぞれ磁性体であり、ポールピース２２とリングヨーク２４とが磁極となり、それらの間の磁路中に磁気ギャップ２５が形成されている。
【００１９】
また、ユニットホルダ３０は、円筒体からなり、その一端側（図では上側）で磁気回路部２０のヨーク本体２３側を支持する。ユニットホルダ３０は、その後端側（図では下側）に所定容積の後部空気室３１を有している。
【００２０】
また、ユニットホルダ３０の一端側には、拡径されたフランジ部３３が設けられ、このフランジ部３３にて振動板１０のサブドーム１２の周縁部が支持される。これによって、ボイスコイル１３が磁気ギャップ２５内に振動可能に配置されている。このマイクロホンユニットは単一指向性であるため、フランジ部３３には後部音響端子３２が形成されている。レゾネータ４０は、振動板１０の前面側を覆うようにしてユニットホルダ３０のフランジ部３３に被せられる。レゾネータ４０は、前部音響端子４１を備えている。
【００２１】
本発明において、少なくとも磁極を構成する前記ポールピース２２とリングヨーク２４とは、多孔質の金属材料により形成されている。より具体的には、軟磁性体粉を原料とし、金属粉末射出成形（ＭＩＭ：Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）により前記ポールピース２２とリングヨーク２４とが作製されている。
このように磁極（ポールピース２２とリングヨーク２４）が多孔質に形成されているため、磁極には多孔質による音響抵抗があり、また、音波が透過するため、ボイスコイル１３との間の音響インピーダンス（音響質量と音響抵抗）が低いものとなる。このため、指向周波数応答の劣化（ヘッドホン・スピーカの場合は周波数応答の劣化）を防止することができる。
【００２２】
ここで、本発明の作用効果についてさらに詳しく説明する。図２（ａ）は、従来一般的なダイナミックマイクロホンユニットの等価回路であり、図２（ｂ）は、本発明に係る動電型電気音響変換器を適用したダイナミックマイクロホンユニットの等価回路である。尚、図２（ａ）、（ｂ）中の回路記号に対応する箇所を図１中に同一符号で示す。
【００２３】
図２（ａ）、（ｂ）の回路において、Ｐ１は前部側の音圧、Ｐ２は後部側の音圧、Ａ２は振動板１０のセンタードーム１１の面積、Ａ３はサブドーム１２の面積、ｍ０、Ｓ０はそれぞれ振動板１０の音響質量と支持部のコンプライアンスである。また、ｚ２はセンタードーム１１内の空気室のスチフネス、ｚ３はサブドーム１２内の空気室のスチフネス、ｚ２４はポールピース２２とボイスコイル１３の隙間の音響インピーダンス、ｚ３４はリングヨーク２４とボイスコイル１３の隙間のインピーダンスである。また、ｒ１はヨーク本体２３後部に設けられた音響抵抗、ｓ１は音響抵抗ｒ１の後方空気室の音響質量、ｒ２は後部空気室３１の前部に設けられた音響抵抗、ｓ２は後部空気室３１の音響質量、ｒ３は後部空気室３１の後部に設けられた音響抵抗、ｓ３は音響抵抗ｒ３の後方の音響質量、ｒｂ、ｍｂはそれぞれ後部音響端子３２側の音響抵抗と音響質量であり、後部音響端子３２側の音響インピーダンスである。
【００２４】
従来のダイナミックマイクロホンユニットにあっては、図２（ａ）に示すように、センタードーム１１内の空気室（ｚ２）及びポールピース２２とボイスコイル１３との隙間（ｚ２４）と、サブドーム１２内の空気室（ｚ３）及びリングヨーク２４とボイスコイル１３との隙間（ｚ３４）との間で共振が発生し、これが周波数応答の劣化の要因となっていた。
【００２５】
一方、本発明にあっては、磁極（ポールピース２２とリングヨーク２４）が多孔質の磁極であるため、図２（ｂ）に示すように、磁気ギャップ２５の音響インピーダンス（ｚ２４）と磁極の音響抵抗（Ｒ２４）とが並列接続され、磁気ギャップ２５の音響インピーダンスｚ３４と磁極の音響抵抗（Ｒ３４）とが並列接続される。このため、振動板１０後部の空気室と、磁気ギャップ２５の音響質量とにより発生する共振を制動することができる。さらに、振動板１０に通気孔を設けないため、異常共振の発生しない電気音響変換器を実現することができる。
【００２６】
尚、前記実施の形態にあっては、図１において磁気回路部２０のポールピース２２とリングヨーク２４のみを多孔質に形成したが、その構成に限定されるものではなく、例えば図３に同一のハッチングで示すように、ポールピース２２とリングヨーク２４の他、ヨーク本体２３を多孔質体として一体に形成してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１            マイクロホンユニット
１０          振動板
１１          センタードーム
１２          サブドーム
１３          ボイスコイル
２０          磁気回路部
２１          永久磁石
２２          ポールピース
２３          ヨーク本体
２４          リングヨーク
２５          磁気ギャップ
３０          ユニットホルダ
３２          後部音響端子
３３          フランジ部
３１          後部空気室
４０          レゾネータ
４１          前部音響端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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