JP2006074149A - コンデンサマイクロホンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロホンユニットケースの端部をかしめてプリント配線基板のアース配線パターンを押圧し、マイクロホンユニットをシールドするものにおいて、シールドが確実に行われ、電磁波の進入を確実に遮蔽して、音声信号に雑音が混入することを確実に防止できるコンデンサマイクロホンユニットを得る。
【解決手段】円筒状のユニットケース１０内に、音声によって振動するダイヤフラム２０、ダイヤフラム２０と対向する固定電極２２、絶縁部材、回路基板３０が配置され、ユニットケース１０の開口端部がかしめられて回路基板３０の外側周縁部が押圧され、内蔵部品がユニットケース１０内に固定されている。回路基板３０の外側周縁部にはアース配線パターンが存在し、アース配線パターンは、ユニットケースのかしめ部１４で押圧される周縁部が周方向に複数個所で中抜きされ、かしめ部１４で押圧される箇所が複数ある。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンユニットに関するもので、特に、ユニットケースの開放端部をかしめることによって内蔵部品を固定しかつシールド効果を持たせるものにおいて、確実なシールド効果を得ることができるようにしたものである。

図１は本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの実施例を示すものであるが、この図１を借りてコンデンサマイクロホンユニットの概略を説明する。絞り加工によって形成された有底円筒状のケース１０には、リング部材２６、振動板をなすダイヤフラム２０、固定極２２、絶縁部材２４、回路基板３０がこの順番に開口端側から挿入されている。ケース１０の開口端部が内側に向けて折り曲げられ、かつ、かしめられ、このかしめ部１４が回路基板３０の外側面周縁部を押さえ込むことによって、上記各部材がケース１０内に固定されている。図１ではケース１０の底部が上向きになっていて、この底部には音声をユニット内に取り込むための円形の孔１２が複数形成されている。回路基板３０の内面側外周縁部が絶縁部材２４の外面側周縁部を押え、絶縁部材２４の内面側で固定極２２を押えている。固定極２２の外周縁部とリング部材２６との間でダイヤフラム２０の外周縁部が挟み込まれている。ダイヤフラム２０と固定極２２との間には、外周縁部を除いて適宜の隙間が形成され、ケース１０内に取り込まれた音声によってダイヤフラム２０が振動するようになっている。

ケース１０の上記かしめ部１４は、上記のように内臓部品に適度な圧力を加えて部品が動かないようにする役割を持ち、これに加えて、ダイヤフラム２０の蒸着面と、リング部材２６と、ケース１０と、回路基板３０のアース配線パターンを電気的に接続し、高周波信号などを要因とする雑音が進入するのを防止するシールドの役割を果たしている。図１に示すコンデンサマイクロホンユニットはエレクトレット型コンデンサマイクロホンユニットで、ダイヤフラム２０の表面には半永久的に電荷が保持されていて、固定極２２との間でコンデンサを形成している。音声に応じてダイヤフラム２０が振動すると、振動に応じて上記コンデンサの静電容量が変化し、溜まっていた電荷が排出されたり、逆に注入されたりして電荷の量が変わり、ダイヤフラム２０の振動に応じた微小電流が発生する。この微小電流を高抵抗で電圧信号に変換し、この電圧信号を低インピーダンスに変換して外部に出力するようになっている。図１において、回路基板３０にはインピーダンス変換器を構成するＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）２８を有してなるアンプが実装されていて、このアンプで低インピーダンス化している。

近年、携帯電話などの高周波信号を用いる機器に、音声を電気信号に変換するマイクロホンとして、上に述べたようなコンデンサマイクロホンユニットが多用されている。携帯電話自身が送受信する高周波信号がマイクロホンユニットの内部に入り込むと、上記ＦＥＴ２８を有してなるインピーダンス変換器で上記高周波信号が検波され、可聴周波数の信号に変換されて、マイクロホンユニットで変換された音声信号に雑音が混入することになる。

そこで、図１に示す例のように、ケース１０の上記かしめ部１４を回路基板３０のアース配線パターンに圧接させて電気的に接続し、高周波信号などを要因とする雑音が進入するのを防止するシールドの役割を持たせている。したがって、このようなシールドは、携帯電話などの高周波信号を用いる機器のマイクロホンユニットにおいては当然ながら、近年のように身近に高周波信号が存在している状況の下でコンデンサマイクロホンを使用する場合も、雑音を防止する上で重要な役割を果たすことになる。

上記回路基板３０はプリント配線基板からなり、図６は、上記回路基板３０の外側面側の配線パターンの例を示している。この配線パターンの大半はアース配線パターン６０で、アース配線パターン６０が他の配線パターンを取り囲み、また、プリント回路基板３０の外周縁部を全周にわたって取り囲んでいる。アース配線パターン６０は全体が平坦な同一面となっている。

しかしながら、ケース１０のかしめ部１４が圧接するプリント回路基板３０のアース配線パターン６０が上記のように全体が平坦な同一面となっていると、かしめによる押圧力が分散し、かしめ部１４とアース配線パターン６０が部分的にしか接触せず、極端な場合は、かしめ部１４とアース配線パターン６０が１箇所しか接触していないこともあった。そのため、高周波信号に対してはシールド効果が不十分であり、高周波信号が進入することによって発生する雑音の除去効果は十分ではなかった。特に、かしめによる押圧力にむらがある場合はこのような問題が多く発生していた。かしめ部１４とアース配線パターン６０との接触が部分的であるかどうかを目視で判断しようとしても、微妙な差に過ぎないから良否を判断することは困難である。また、テスターなどで抵抗値を測定することによって判断しようとしても、もともと抵抗値が低いため、良否の判断は困難である。

なお、本発明に関連のある先行技術として、一端側に回路基板ブロックを支持するとともに他方側に静電容量の変化として音圧をピックアップするコンデンサマイクを支持する支持体と、コンデンサマイクと支持体と回路基板ブロックを一体にかしめ加工により保持するシールドケースとを備え、回路基板ブロックはシールドケースに電気的導通をもって保持されるグランドパターン部を備えるものであり、シールドケースの外側面には弾性力をもったマイクキャップが装着され、マイクキャップとともに被実装機器の筐体の凹所に挿着されるコンデンサマイクロホンユニットの実装構造において、シールドケース外側面に導電テープを貼着するとともに、導電テープの一部分をグランドパターン部に固着するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載の発明は、コンデンサマイクと支持体と回路基板ブロックとを一体にかしめ加工により保持するシールドケースを備えるものではあるが、ケースのかしめ部と回路基板ブロックのアース配線パターンとが直接押圧されるものではない。また、回路基板ブロックのグランドパターン部とシールドケース外側面を、導電テープを介して導通させている。したがって、回路基板のアース配線パターンとケースとの電気的導通が不安定で、満足なシールド効果を得ることはできない。

別の先行技術として、マイクロホンユニットのケースの開口側端部を折り曲げて回路基板の外側周縁部を押えるように構成したマクロホンユニットもある（例えば、特許文献２参照）。しかし、特許文献２には、マイクロホンユニットのシールドに関しては記載が無く、回路基板に形成される配線パターンの具体例に関しても記載がない。

特開平１１−１５５１９７号公報 特開平０６−３３９１９２号公報

本発明は、以上説明した従来技術にかんがみてなされたもので、マイクロホンユニットケースの端部をかしめることによってプリント配線基板のアース配線パターンを押圧し、マイクロホンユニットをシールドするものにおいて、シールドが確実に行われ、電磁波の進入を確実に遮蔽して、変換された音声信号に雑音が混入することを確実に防止することができるコンデンサマイクロホンユニットを提供することを目的とする。

本発明は、円筒状のユニットケース内に、音声によって振動するダイヤフラム、ダイヤフラムと対向する固定電極、絶縁部材、回路基板が配置され、ユニットケースの開口端部がかしめられることによって上記回路基板の外側周縁部が押圧され、上記内蔵部品がユニットケース内に固定されてなるコンデンサマイクロホンユニットであって、回路基板の外側周縁部にはアース配線パターンが存在しており、このアース配線パターンは、ユニットケースのかしめ部で押圧される周縁部が周方向に複数個所で中抜きされ、上記かしめ部で押圧される箇所が複数あることを最も主要な特徴とする。

回路基板の周縁部が周方向に複数個所で中抜きされることによって残っているアース配線パターンの周方向の複数個所でユニットケースのかしめ部が押圧されるため、かしめ部の押圧力のかかる面積が制限されて単位面積当たりの押圧加重が増大し、ユニットケースと上記アース配線パターンとの導通を確実にかつ安定して図ることができる。また、かしめ箇所によってかしめむらがあり、押圧力にむらがあるとしても、アース配線パターンの中抜き部分で押圧むらを吸収することができ、ユニットケースのかしめ部とアース配線パターンとを複数個所で確実に導通させることができる。結果として、マイクロホンユニットのシールドを確実に行うことができ、マイクロホンユニットに進入しようとする電磁波を確実に遮蔽して、音声信号に雑音が混入することを確実に防止することができる。

以下、本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの実施例を、図を参照しながら説明する。
図１、図２、図３において、絞り加工によって形成された有底円筒状のケース１０には、リング部材２６、振動板をなすダイヤフラム２０、固定極２２、絶縁部材２４、回路基板３０がこの順番に開口端側から挿入されている。回路基板３０は円形のプリント配線基板からなる。図１、図２に示すように、ケース１０の開口端部が内側に向けて折り曲げられ、かつ、かしめられ、このかしめ部１４がプリント回路基板３０の外側面周縁部を押さえ込むことによって、上記各内蔵部品がケース１０内に固定されている。図１ではケース１０の底板が上向きになっていて、この底板には音声をユニット内に取り込むための円形の孔１２が複数形成されている。プリント回路基板３０の内面側外周縁部が絶縁部材２４の外面側周縁部を押え、絶縁部材２４の内面側で固定極２２を押えている。固定極２２の外周縁部とリング部材２６との間でダイヤフラム２０の外周縁部が挟み込まれ、固定極２２とダイヤフラム２０が対向している。ダイヤフラム２０と固定極２２との間には、外周縁部を除いて適宜の隙間が形成され、ケース１０内に取り込まれる音声によってダイヤフラム２０が振動するようになっている。

ケース１０の上記かしめ部１４は、上記のように内臓部品に適度な圧力を加えて部品が動かないようにする役割を持ち、これに加えて、ダイヤフラム２０の蒸着面と、リング部材２６と、ケース１０と、プリント回路基板３０のアース配線パターンを電気的に接続し、高周波信号などを要因とする雑音が進入するのを防止するシールドの役割を果たしている。図１に示すコンデンサマイクロホンユニットはエレクトレット型コンデンサマイクロホンユニットで、ダイヤフラム２０の表面には半永久的に電荷が保持されていて、固定極２２との間でコンデンサを形成している。音声に応じてダイヤフラム２０が振動すると、振動に応じて上記コンデンサの静電容量が変化し、溜まっていた電荷が排出されたり、逆に注入されたりして電荷の量が変わり、ダイヤフラム２０の振動に応じた微小電流が発生する。この微小電流を高抵抗で電圧信号に変換し、この電圧信号を低インピーダンスに変換して外部に出力するようになっている。図１において、プリント回路基板３０にはインピーダンス変換器を構成するＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）２８を有してなるアンプが実装されていて、このアンプで低インピーダンス化し、音声信号として出力するようになっている。

図４、図５はケース１０の上記かしめ部１４によって押圧される回路基板３０の外側面側の配線パターンの例を示しており、この配線パターンに本発明の特徴が現れている。この配線パターンの大半はアース配線パターン３１で、アース配線パターン３１が他の配線パターンを取り囲み、また、プリント回路基板３０の外周縁部を全周にわたって取り囲んでいる。アース配線パターン３１は全体が平坦な同一面となっているが、このアース配線パターン３１は、ユニットケース１０のかしめ部１４で押圧される周縁部が周方向に複数個所で中抜きされ、上記かしめ部１４で押圧される箇所が複数存在している。図４、図５では、アース配線パターン３１の上記中抜き部分を符号３２で表し、上記かしめ部１４で押圧される箇所すなわち被押圧箇所を符号３４で表している。

より具体的には、回路基板３０のアース配線パターン３１は、ユニットケース１０のかしめ部１４で押圧される周縁部が周方向に一定間隔をおいて複数個所に中抜き部３２が形成され、中抜き部３２相互間に残っていて上記かしめ部１４で押圧される被押圧箇所３４が周方向に一定間隔をおいて複数形成されている。

ユニットケース１０の開放端部が、内側に折り曲げられ、さらにかしめられて、かしめ部１４の先端が回路基板３０の外側周縁部に押圧される。回路基板３０の外側周縁部にはアース配線パターン３１と電気的に一体の被押圧箇所３４が周方向に一定間隔をおいて複数形成されていて、これらの被押圧箇所３４に上記かしめ部１４の先端が押圧される。被押圧箇所３４が周方向に一定間隔をおいて複数形成されているため、かしめ部１４が押圧する被押圧箇所３４の面積が制限されることになり、限られた面積に押圧力が集中することになる。そのため、かしめ部１４の被押圧箇所３４に対する単位面積当たりの押圧加重が増大し、ユニットケース１０と回路基板３０のアース配線パターン３１との導通を確実にかつ安定して図ることができる。

また、上記複数の被押圧箇所３４において、上記かしめ部１４によるかしめにむらがあって押圧力にむらがあるとしても、アース配線パターン３１の中抜き部分３２で押圧むらを吸収することができ、ユニットケース１０のかしめ部１４とアース配線パターン３１とを複数個所で確実に導通させることができる。
結果として、マイクロホンユニットのシールドを確実に行うことができ、マイクロホンユニットに進入しようとする電磁波を確実に遮蔽して、音声信号に雑音が混入することを確実に防止することができる。

回路基板３０のアース配線パターン３１が他の配線パターンを取り囲んでおり、さらに、回路基板３０の外周縁部を全周にわたって取り囲んでいることにより、音声信号端子などに対するシールド効果が高まり、この点からも雑音防止効果が高まる。

図示の実施例では、ユニットケース１０のかしめ部１４による回路基板３０の被押圧箇所３４が周方向に一定間隔をおいて複数形成されているが、上記被押圧箇所はランダムの間隔で複数形成しても差し支えない。

本発明は、携帯電話などのマイクロホンユニットとして、その他各種の機器におけるマイクロホンユニットとして使用することができる。特に、電磁波が多く飛び交う環境の下で使用する場合に、電磁波の影響を受けにくく、雑音の少ないマイクロホンユニットを提供することができる。

本発明にかかるマイクロホンユニットの実施例を示す縦断面図である。 上記実施例の正面図である。 上記実施例の底面図である。 上記実施例においてユニットケースのかしめ部による回路基板の被押圧箇所を模式的に示す底面図である。 上記実施例中の回路基板とその外側面の配線パターンの例を示す底面図である。 従来のマイクロホンユニットに使用される回路基板とその外側面の配線パターンの例を示す底面図である。

符号の説明

１０ ユニットケース
１４ かしめ部
２０ ダイヤフラム
２２ 固定極
３０ 回路基板
３１ アース配線パターン
３４ 被押圧箇所

Claims (4)

1. 円筒状のユニットケース内に、音声によって振動するダイヤフラム、ダイヤフラムと対向する固定電極、絶縁部材、回路基板が配置され、ユニットケースの開口端部がかしめられることによって上記回路基板の外側周縁部が押圧され、上記内蔵部品がユニットケース内に固定されてなるコンデンサマイクロホンユニットであって、
   上記回路基板の外側周縁部にはアース配線パターンが存在しており、このアース配線パターンは、上記ユニットケースのかしめ部で押圧される周縁部が周方向に複数個所で中抜きされ、上記かしめ部で押圧される箇所が複数あることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
2. 回路基板のアース配線パターンは、ユニットケースのかしめ部で押圧される周縁部が周方向に一定間隔をおいて複数個所で中抜きされ、上記かしめ部で押圧される箇所が周方向に一定間隔をおいて複数ある請求項１記載のコンデンサマイクロホンユニット。
3. 回路基板のアース配線パターンが他の配線パターンを取り囲んでいる請求項１記載のコンデンサマイクロホンユニット。
4. 回路基板のアース配線パターンが回路基板の外周縁部を全周にわたって取り囲んでいる請求項１記載のコンデンサマイクロホンユニット。

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