(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する略筒状のボディと、
前記ボディの開口部に沿って配置され、外部からの音圧により変位する振動膜と、
前記振動膜を内側及び外側から挟んで、前記ボディの開口部に、張力を付与しながら固定する内側及び外側固定枠と、
を備えたマイクロホンにおいて、
前記内側固定枠は、前記振動膜と同一の金属材料を含む合金で作製され、
前記外側固定枠は、前記内側固定枠の金属材料よりも線膨張率が高い材料で作製されていること
を特徴とするマイクロホン。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロホンにおいて、
前記内側固定枠は、温度変化に対する前記振動膜の張力を疎調整する機能を有し、
前記外側固定枠は、温度変化に対する前記振動膜の張力を微調整する機能を有すること
を特徴とするマイクロホン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のマイクロホンにおいて、
前記振動膜がチタンである場合に、前記内側固定枠は、チタン合金で作製され、前記外側固定枠は、炭素鋼で作製されていること
を特徴とするマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業計測などに好適に用いられるマイクロホンに関し、特に、温度依存性を改良したマイクロホンに関にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のマイクロホンは、振動膜と、この振動膜の内側に配置された背極（電極）とを備え、外部からの音圧を、振動膜の変位（振動）として受けて、背極の静電容量の変化として検出していた。
また、振動膜は、円筒状のボディの開口部に沿わせて、張力を与えるようにして取り付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のマイクロホンは、感度をＳｅ、張力をＴとすると、次式の関係がある。
Ｓｅ∝１／Ｔ    …（１）
つまり、振動膜は、温度変化によって、張力Ｔが変化するので、感度Ｓｅが変化してしまう、という問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、感度の温度依存性を低減することができるマイクロホンを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１は、開口部を有する略筒状のボディ（１０）と、前記ボディの開口部に沿って配置され、外部からの音圧により変位する振動膜（１１）と、前記振動膜を内側及び外側から挟んで、前記ボディの開口部に、張力を付与しながら固定する内側及び外側固定枠（１２，１３）と、を備えたマイクロホンにおいて、前記内側固定枠は、前記振動膜と同一の金属材料を含む合金で作製され、前記外側固定枠は、前記内側固定枠の金属材料よりも線膨張率が高い材料で作製されていることを特徴とするマイクロホンである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のマイクロホンにおいて、前記内側固定枠は、温度変化に対する前記振動膜の張力を疎調整する機能を有し、前記外側固定枠は、温度変化に対する前記振動膜の張力を微調整する機能を有することを特徴とするマイクロホンである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のマイクロホンにおいて、前記振動膜がチタンである場合に、前記内側固定枠は、チタン合金で作製され、前記外側固定枠は、炭素鋼で作製されていることを特徴とするマイクロホンである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照して、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるマイクロホンの実施形態を示す図である。
この実施形態のマイクロホンは、ボディ１０と、振動膜１１と、内側リング１２と、外側リング１３と、背極１４と、端子１５と、背極ホルダ１６と、絶縁板１７と、回転止めリング１８と、固定ナット１９などを備えている。
【０００９】
ボディ１０は、真鍮などの金属で作製された略円筒状の部材であり、開口の先端部に振動膜１１の位置を規制するエッジ部１０ａが形成され、外周の先端部に内側リング１２と噛み合うネジ部１０ｂが形成されている。
【００１０】
振動膜１１は、外部の音圧を変位（振動）として受ける部材であって、ダイヤフラム又はメンブレム等と呼ばれる３〜６μｍ程度の薄い金属製（例えば、チタンなど）の膜である。
【００１１】
内側リング１２と外側リング１３は、振動膜１１をボディ１０に張力を与えながら取り付けるための金属製の固定枠体であり、両リング１２，１３の間に、振動膜１１がカシメによって固定されている。また、内側リング１２には、ボディ１０のネジ部１０ｂと螺合するネジ部１２ａが設けられている。
【００１２】
ボディ１０のエッジ部１０ａに振動膜１１を沿わせて、内側，外側リング１２，１３によって、振動膜１１を巻き込んでカシメる。そして、内側リング１２のネジ部１２ａと、ボディ１０のネジ部１０ｂとを螺合させ、内側リング１２を締め上げることにより、内側リング１２が軸方向に移動して、振動膜１１に張力を付与することにより、感度や周波数特性を合わせ込むことが可能である。
【００１３】
背極１４は、振動膜１１の振動を静電容量の変化として電気的に検出するためのものであり、ボディ１０の内部に、背極ホルダ１６によって取り付けられている。背極１４の裏面には、端子１５が設けられており、不図示のケーブルやプリアンプと接続することができる。
背極ホルダ１６は、絶縁板１７、回り止めリング１８などを介して、ボディ１０に固定ナット１９によって固定されている。なお、振動膜１１の前面には、不図示のキャップが取り付けられている。
【００１４】
本件発明者等は、図１の構造図において、感度の温度依存性を支配するのが、振動膜１１の材質と、内側リング１２及び外側リング１３の材質とであることを実験により見いだして、以下の結論を得た。
【００１５】
内側リング１２は、振動膜１１と同一の金属材料を含む合金で作製し、外側リング１３は、内側リング１２の金属材料よりも線膨張率が高い材料で作製することが好ましい。
具体的には、振動膜１１がチタンである場合に、内側リング１２は、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）が好適に用いられ、外側リング１３は、炭素鋼が好適に用いられる。
【００１６】
内側リング１２は、温度変化に対する振動膜１１の張力Ｔを疎調整する機能を有し、外側リング１３は、温度変化に対する振動膜１１の張力Ｔを微調整する機能を有することがわかった。
【００１７】
【実施例】
以下、具体的な実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
実施例では、振動膜１１をチタンとして、内側リング１２がチタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、外側リング１３が炭素鋼としたものを、５０個作製して、５°Ｃ，２０°Ｃ，３５°Ｃ，５０°Ｃにおいて、感度Ｓｅを測定した。
図２は、その結果を示すグラフである。図２のグラフから、平均温度係数を求めると、−０．００３となり、温度依存性が低いことが分かった。
【００１８】
表１は、上記考察をふまえた上で、内側リング１２及び外側リング１３の材質を種々（比較例１〜比較例４）にかえて、マイクロホンの平均温度係数を求めた結果を示たものである。また、表２は、各材質の室温付近での線膨脹係数を示す表である。
【００１９】
（比較例１）
振動膜１１      チタン
内側リング１２  チタン
外側リング１３  チタン
（比較例２）
振動膜１１      チタン
内側リング１２  チタン合金
外側リング１３  チタン合金
（比較例３）
振動膜１１      チタン
内側リング１２  チタン合金
外側リング１３  真鍮
（比較例４）
振動膜１１      チタン
内側リング１２  チタン合金
外側リング１３  ステンレス（ＳＵＳ３０４）
【００２０】
【表１】
0003818411.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003818411.tif 000003
【００２２】
表１から明らなように、振動膜１１がチタンであるときには、内側リング１２がチタン合金、外側リング１３が炭素鋼であるときに、同一の材質（チタン，チタン合金）で作るより、１／７〜１／８に感度の温度依存性を低減できることがわかった。
また、外側リング１３の材料（例えば、真鍮，ステンレス）の線膨張率が、内側リング１２と比較して、２倍以上のものは、平均温度係数の絶対値が大きく、温度依存性が悪くなることがわかった。
【００２３】
また、実験より内側リング１２の材質は、チタン合金以外では大きな値になってしまった。即ち、内側リング１２の材質は、温度変化に対する振動膜１１の張力の疎調整機能を果たし、外側リング１３の材質が微調整機能に対応していることがわかった。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、振動膜と内側及び外側固定枠の材料を選択することにより、感度の温度依存性を低減することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロホンの実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるマイクロホンの実施例の温度−感度特性を示す線図である。
【符号の説明】
１０  ボディ
１１  振動膜
１２  内側リング
１３  外側リング
１４  背極
１５  端子
１６  背極ホルダ
１７  絶縁板
１８  回転止めリング
１９  固定ナット
【図１】
0003818411.tif 000004
【図２】
0003818411.tif 000005