JP4627019B2 - リボン型マイクロホン用リボンの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、リボン型マイクロホンに用いられるリボンの製造方法および製造装置に関するものである。

リボン型マイクロホンは、振動板と導電体を兼ねるリボンを平行磁界中に配置してなるものである。リボンが音波に応じて振動すると、リボンが平行磁界を切ることによってその振動速度に比例した電気信号がリボンの両端から出力される。これがリボン型マイクロホンの原理である。上記リボンは、例えばアルミ箔を素材として製作される。リボン型マイクロホンは、現在、日本国内ではほとんど製造されていない。

図２は、従来のリボン型マイクロホンの、音波を電気信号に変換するユニット部の一例を示す。図２において、長方形の枠型に形成されたフレーム２１の内側面には、長辺方向両側に一対の永久磁石２２，２４が、双方の永久磁石２２，２４間に所定の間隔をあけて固定されている。永久磁石２２，２４は幅方向（図２（ａ）において左右方向）に着磁されるとともに、一対の永久磁石２２，２４の着磁の向きは同じ向きになっている。したがって、永久磁石２２，２４間に平行磁界が形成されている。

上記平行磁界内に、振動板と導電体を兼ねるリボン２５が配置されている。リボン２５は、細長い帯状をなしていて、長さ方向両端部が、フレーム２１の長さ方向両端部に設けられた電極引き出し部２７，２９に固定されている。電極引き出し部２７，２９はフレーム２１から絶縁されていて、リボン２５の両端部を挟み込むことによってリボン２５に導通し、また、リボン２５に適度の張力を与えた状態でリボン２５を保持している。リボン２５は、電極引き出し部２７，２９を除きそれ以外の部分は一定間隔で交互に折り曲げられることにより三角波状に形成されている。上記折り曲げによって形成される線の方向、すなわち三角波の山の頂部および谷底が描く線の方向は、リボン２５の幅方向であり、この線が一定間隔で形成されている。

リボン２５は音波を受けて音波に従って振動する。この振動方向は、永久磁石２２，２４間の磁束を横切る方向であり、導電体からなるリボン２５が磁束を横切ることによって発電し、リボン２５の長さ方向両端間、したがって電極引き出し部２７，２９間に電気信号が発生する。この電気信号はリボン２５の振動数および振幅に対応した振動数および振幅の信号となるので、リボン２５に当たる音波が、この音波に対応した電気信号に変換されることになる。リボン型マイクロホンは慣性制御方式であることから、振動板としてのリボン２５の共振周波数は、集音する音波の低域周波数以下、換言すれば、集音可能な周波数帯域の最低周波数よりも低い周波数にする必要がある。このため、リボン２５の張力はきわめて低く設定される。前述のように、リボン２５は波形に折り曲げ加工されることによって低い張力を実現している。

上記リボン型マイクロホンに用いられるリボン２５の製造方法を図３に示す。この製造法は、外周に三角形の山と谷が一定間隔で連続した形の歯が形成されている２個一対の平歯車４１，４２を用いる。一対の平歯車４１，４２は、歯のピッチと半径はもとより、全く同じ仕様のものを用いる。作業員は、一対の平歯車４１，４２を平滑な基板、例えばガラス基板の上に載せ、リボン２５の素材２５０すなわちアルミ箔を一対の平歯車４１，４２で挟み込み、一対の平歯車４１，４２を互いに押し付けあいながら、かつ、互いに逆向きに回転させながら上記素材２５０を繰り出していく。こうすることにより、上記素材２５０に一対の平歯車４１，４２の歯の形が転写され、前述のような波形のリボン２５が形成される。

図３に示す一対の平歯車４１，４２を用いてリボン２５を製造するのは容易ではない。リボン２５の代表的な素材であるアルミ箔は、部分的に強い張力を加えると引きちぎられてしまうので、長さ方向一端部から他端部まで、少しずつ慎重に折り曲げる必要がある。ところが、図３に示す製造方法によれば、一対の平歯車４１，４２に加える力加減でリボン２５の成形が不均一になり、リボン２５がうねり、あるいはねじれることが多い。リボン２５にうねりやねじれが生じると、一対の永久磁石２２，２４間に収まらず、永久磁石２２，２４に接触することになる。したがって、熟練した作業者が使用に耐えるリボン２５を１日に製造することができる数は数個であり、極めて歩留まりの悪い困難な工程であるとされている。この点が、現在日本国内でリボン型マイクロホンの生産が行われていない原因であると思われる。

従来のリボン型マイクロホンの問題点は、上記リボン２５の製造上の問題ばかりでなく、構造上の問題もある。すでに説明したとおり、リボン２５はほぼ全体が波形に形成され、長さ方向両端部が固定されている。そのため、強い衝撃力や風圧がかかってリボン２５が伸ばされると、塑性変形してリボン２５の長さ方向中央部が弛んでしまい、永久磁石２２，２４に接触するという問題がある。

かかる問題を解消するものとして、図４に示す従来例が提案されている。以下、この従来例について説明するが、フレーム２１、永久磁石２２，２４、電極引き出し部２７，２９の構成は図２に示す従来例の構成と同じであるから、リボンの構成を重点的に説明する。図４において、リボン３０は、長さ方向中間部の大半が図２に示す従来例におけるリボン２５の波形とは向きを９０度変えた波形になっている。すなわち、リボン３０の中間部波形は、リボン３０の幅方向に波打っていて、波の山と谷によって描かれる直線の方向がリボン３０の長さ方向になっている。リボン３０の長さ方向両端部は電極引き出し部２７，２９で挟み込まれている。電極引き出し部２７，２９で挟み込まれたリボン３０の両端部と上記中間部の波形との間には断面が正弦波状に整形された波打ち部３２，３４が形成されている。波打ち部３２，３４は、波打ちの向きがリボン３０の長さ方向で、波打によってリボン３０に現れる折り曲げ線の方向は、上記中間部の波形に対して直交する方向であるリボン３０の幅方向である。

リボン３０の上記中間部の波打ち部はリボン３０の長さ方向に対して剛性を与えるものであり、リボン３０が音波を受けたときリボン３０を振動させることができるのは、両端付近の波打ち部３２，３４が存在するからである。この波打ち部３２，３４が撓むことによってリボン３０を振動させることができる。

図４に示す従来のリボン型マイクロホンユニットの例によれば、強い衝撃力や風圧がかかったとき、塑性変形するのはリボン３０の両端付近の波打ち部３２，３４であり、塑性変形してしまったとしても、リボン３０の中央部が弛むことはなく、弛み量を少なく抑えることができる。よって、リボン３０が永久磁石２２，２４と接触することを防止することができる。

図５は、図４に示す従来のリボン型マイクロホン用リボンの製造方法ないしは製造に用いる金型の例を示す。図５において、符号５０，６０はリボン３０をプレス成形によって製造するための金型を示しており、符号５０は下型を、６０は上型を示している。下型５０は、リボン３０の中間部の波打ち部を成形する中間成形部５６と、両端付近の波打ち部３２，３４を成形する波打ち成形部５２，５４を有している。同様に、上型６０は、リボン３０の中間部の波打ち部を成形する中間成形部６６と、両端付近の波打ち部３２，３４を成形する波打ち成形部６２，６４を有している。上下金型５０，６０の中間成形部５６，６６と、波打ち成形部５２，５４、６２，６４は、リボン３０の素材であるアルミ箔を挟み込んで相互に嵌り合うことにより、図４に示すようなリボン３０を成形することができる。

図５に示す上下の金型５０，６０は精密加工されていて、アルミ箔を挟み込んで成形する際に、アルミ箔の一部に極端な張力がかからないように慎重に成形される。しかし、アルミ箔を破断することなく金型で成形すること自体が高度の技術を必要とし、上下金型の嵌め合わせ精度など、金型の製作に熟練を要し、熟練者が製作した金型を使用して熟練者が製造しても歩留まりの悪いものであった。

以上説明したことから推測できるように、リボン型マイクロホンは、それに用いるリボンの製造が極めて難しく、生産量およびメーカーも少ない。また、リボン型マイクロホン用リボンの製造方法は職人芸に近く、ノウハウとして秘匿され、リボン型マイクロホン用リボンの製造方法を記載した特許文献も見つけることができなかった。強いて比較的近い技術を上げれば、ダイナミックマイクロホンにおいて、ボイスコイルの腐食を防止するために、ボイスコイルの所定部位に、防湿材としてのフッ素系樹脂皮膜が形成されていることを特徴とするものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、特許文献１記載のものは、リボン型マイクロホン用リボンの製造方法とは技術的に異なるものであることは明らかである。

特開平１１−３３１９８３号公報

本発明は、作業に熟練を要することなく歩留まりよくリボン型マイクロホン用リボンを得ることができるリボン型マイクロホン用リボンの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボンの製造方法は、表面の形状がリボン型マイクロホン用リボンの形状と同一形状に形成されている転写型の上記表面にリボンの素材を載せて仮固定し、外周面が柔軟な弾性部材で形成されたローラの弾性部材を上記リボンの素材に押し付けながら転がすことにより転写型の表面形状をリボンの素材に転写することを最も主要な特徴とする。

本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボンの製造装置は、表面の形状がリボン型マイクロホン用リボンの形状と同一形状に形成されている転写型と、外周面が柔軟な弾性部材で形成され転写型の表面に載せられて仮固定されているリボンの素材に上記弾性部材を押し付けて転がすことにより転写型の表面形状をリボンの素材に転写するためのローラと、を有することを特徴とする。

ローラを回転させながら弾性部材をリボンの素材に押し付けて転がし、リボンの素材に転写型の表面形状と同一の形状を転写するだけであるため、従来の歯車を用いた成形や上下の金型によるプレス成形のような、金型製造および成形作業に熟練を要することなく、高い歩留まりでリボンを製造することができる。また、作業者は転写過程ないしは仕上がり具合を確認しながらリボンを製造することができるため、所定の形状のリボンを容易に製造することができる。１個の転写型があればよく、複数の金型を嵌め合わせてリボンを成形する必要もないから、型のコストを低減することができる。

以下、本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボンの製造方法および製造装置の実施例を、図１を用いて説明する。
まず、リボン型マイクロホン用リボンの製造装置について説明する。図１において、リボン型マイクロホン用リボンの製造装置は、転写型１５とローラ１０を備えてなる。転写型１５は、上面が転写面となっていて、この転写面にリボン型マイクロホン用リボンの素材を載せて仮固定するようになっている。転写型１５はリボンの素材の長さにほぼ合わせた長さになっていて、上記転写面には、長さ方向両端近くに断面形状が正弦波状の波打ち形成部１９，１９が形成され、これら波打ち形成部１９，１９に挟まれた長さ方向中間部の領域が凹凸形成部１７となっている。凹凸形成部１７はシボないしは梨地処理されて、細かな凹凸が不規則に、しかし満遍なく形成されている。凹凸形成部１７をシボないしは梨地処理して細かな凹凸が不規則に形成することは一例であって、シボないしは梨地処理に限定されるものではない。また、凹凸形成部１７に凹凸を規則的に配置してもよく、要は凹凸形成部１７があることによって、ある程度の剛性を保つことができるリボンを成形することができればよい。凹凸の形状も特定の形状に限定されるものではなく、例えば、図２に示す従来例のような、リボンの幅方向に伸びた断面三角形状の溝を、長さ方向に一定間隔で形成したものであってもよいし、図４に示す従来例のような、リボンの長さ方向に伸びた溝を幅方向に一定間隔で形成したものであってもよい。

転写型１５の素材は金属であってもよいし、プラスチックであってもよい。この点は従来のプレス成形によるリボン製造に用いる金型と異なっていて、本発明の利点である。転写型１５には、転写型１５の表面に載せたリボン素材を仮固定するために、転写型１５の裏面（底面）から表面に通じる排気孔２０が形成されている。排気孔２０の数は任意であるが、少なくとも図１に示すように転写型１５の長さ方向中央と長さ方向両端近くに計３個あるとよい。転写型１５の表面にリボン素材を載せ、排気口２０から排気することにより転写型１５の表面にリボンの素材を仮固定することができる。このときの排気圧は、リボン素材が位置ずれしない程度の弱い負圧でよい。

上記ローラ１０は、円柱状のローラ本体１２と、ローラ本体１２の外周面に植毛された繊維状の毛１４を有する植毛ローラである。毛１４は短繊維から成り、長さや太さは、リボン成形用転写型１５の表面に形成されている凹凸の大きさや深さに依存する。例えば、太さが３．３デシックス、長さが０．３から１．０ｍｍ程度の繊維にするとよい。
なお、ローラ１０は植毛ローラに限られるものではなく、ローラ本体１２の外周面にスポンジなどの弾性部材を巻きつけて配置したものでもよい。図１に示す実施例における毛１４も弾性部材に含まれる。また、ローラ１０全体をスポンジで形成してもよい。

次に、上記製造装置を用いたリボン型マイクロホン用リボンの製造方法の実施例について説明する。まず、リボン型マイクロホン用リボンの素材である例えばアルミ箔を、転写型１５の表面に位置決めして載せる。次に、図示されないポンプなどを起動して排気口２０内の空気を排気し、排気口２０を負圧にしてリボン素材を転写型１５の表面に仮固定する。次に、ローラ１０の外周の弾性部材、すなわち図１の例ではローラ本体１２の外周面に植毛によって形成された繊維状の毛１４をリボン素材に押し付け、ローラ１０を転がしながら転写型１５の表面を転写型１５の長さ方向に移動させる。したがって、ローラ１０の移動距離とローラ１０の外周の回転距離が一致する。

ローラ１０の外周の弾性部材がリボン素材を転写型１５の表面に押し付けながら移動することにより、リボン素材に転写型１５の表面の形状が転写される。したがって、リボン素材の長さ方向両端近くに波打ち形成部１９，１９と同じ形状の波打ち部が形成され、この波打ち部に挟まれた領域に、転写型１５の凹凸形成部１７と同じ形状の凹凸が形成される。リボン素材の両端近くに波打ち形成部１９，１９が転写されて波打ち形成部１９，１９と同じ形状の波打ち部が形成されることにより、リボン素材は波打ち形成部１９，１９で挟まれた中間部分の伸びが制限される。換言すれば、転写型１５の表面には、リボン素材の長さ方向両端部のみが伸び、長さ方向中間部が伸びないように、長さ方向両端部に、長さ方向の波打ち形状の凹凸である波打ち形成部１９，１９が形成されている。

図１に示すローラ１０の例では、弾性部材としての繊維状の毛１４がローラ本体１２の表面に対し垂直方向に形成されている。このため、転写型１５の表面上のリボン素材に、上記毛１４の先端から徐々に接してリボン素材が転写型１５の表面に押し付けられ、リボン素材が転写型１５の表面形状と同じ形状に成形される。このように、繊維状の毛１４の先端でリボン素材を転写型１５に押し付けることができるため、転写型１５の凹凸形状が複雑であっても、転写型１５の凹凸形状を忠実にかつ容易にリボン素材に転写することができる。
転写型１５の転写面と同じ形状に成形されたリボンは、排気孔２０からの排気を解除して転写型１５への仮固定を解除し、転写型１５から取り外すことによって製造を終了し、図２、図４に示すように、フレームに取り付けて磁界内に配置すれば、リボン型マイクロホンのマイクロホンユニットが完成する。リボンは、音波を受けることによって、主として波打ち形成部１９，１９が転写されて成形された両端近くの波打ち部が撓んで振動する。

以上説明した本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボンの製造方法および製造装置の実施例によれば、上に述べた作用効果のほかに、以下のような作用効果を奏する。
１．歯車の噛み合わせや、金型の嵌め合わせによるプレス成形でリボンを製造するのではなく、転写型にリボン素材を押し付けて転写することによりリボンを製造するようにしたため、リボン型マイクロホン用リボンを容易に製造することができる。
２．転写型は単体でよく、例えば雄型と雌型を作成する必要がなく、型合わせのための高精度の加工は不要である。加えて、型の材料はプラスチックであっても差支えがないため、型のコストが安い。
３．型の凹凸形状が複雑であったとしても、ローラの繊維状の毛先でリボン素材を徐々に塑性変形させて成形するため、作業に熟練を要することなく容易にリボンを製造することができる。
４．転写型に小さな排気孔を形成し、この排気孔から排気することによってリボン素材を転写型に仮固定することができるため、転写中のリボン素材の動きを防止することができ、製造されたリボンがうねっていたり、あるいはねじれていたりすることがない。

本発明にかかるリボン型マイクロホン用リボンの製造方法および製造装置の実施例を示す正面断面図である。 従来のリボン型マイクロホンのマイクロホンユニット部の一例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。 上記従来のリボン型マイクロホンに使用されるリボンの製造方法の例を示す平面図である。 従来のリボン型マイクロホンのマイクロホンユニット部の別の例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。 上記従来のリボン型マイクロホンに使用されるリボンの製造方法の例を示す正面断面図である。

符号の説明

１０ ローラ
１２ ローラ本体
１４ 弾性部材としての繊維状の毛
１５ 転写型
１７ 凹凸形成部
１９ 波打ち部
２０ 排気孔

Claims (8)

1. 表面の形状がリボン型マイクロホン用リボンの形状と同一形状に形成されている転写型の上記表面にリボンの素材を載せて仮固定し、外周面が柔軟な弾性部材で形成されたローラの上記弾性部材を上記リボンの素材に押し付けながら転がすことにより上記転写型の表面形状を上記リボンの素材に転写することを特徴とするリボン型マイクロホン用リボンの製造方法。
   
2. 転写型の表面にリボンの素材を載せ、転写型の表面に通じる排気孔から排気することにより転写型の表面にリボンの素材を仮固定する請求項１記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造方法。
3. 表面の形状がリボン型マイクロホン用リボンの形状と同一形状に形成されている転写型と、
   外周面が柔軟な弾性部材で形成され上記転写型の表面に載せられて仮固定されているリボンの素材に上記弾性部材を押し付けて転がすことにより上記転写型の表面形状を上記リボンの素材に転写するためのローラと、を有することを特徴とするリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。
   
4. 転写型は、転写型の表面にリボンの素材を仮固定するために、転写型の表面に通じる排気孔を有している請求項３記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。
5. 転写型の表面には、リボン素材の長さ方向両端部のみが伸び、長さ方向中間部が伸びないように、長さ方向両端部に長さ方向の波打ち形状の凹凸形成部が形成されている請求項３記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。
6. 転写型の長さ方向中間部の表面が、シボないしは梨地処理されている請求項３記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。
7. 弾性部材は、ローラ本体の表面に形成された繊維状の毛である請求項３記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。
8. ローラは、植毛によってローラ本体表面に対し垂直方向に繊維状の毛が形成されてなる植毛ローラである請求項３記載のリボン型マイクロホン用リボンの製造装置。

Images