JP2010219950A - コンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】 内部の電気的接触部分の電食と酸化被膜の形成を効果的に防止することのできるコンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホンを得る。
【解決手段】 導電性金属からなるユニットケース２内に、音波を受けて振動する振動板５と、前記振動板５に間隔をおいて対向する対向電極７とを含む内蔵部品が内蔵されているコンデンサマイクロホンユニット１であり、前記ユニットケース２および前記内蔵部品の、互いに電気的に接触する部分でありかつ異種金属同士が接触する部分がホットメルト接着剤１６で覆われている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内部の電気的接触部分の電食と酸化被膜の形成を効果的に防止することのできるコンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホンに関するものである。

コンデンサマイクロホンは、音波により振動する振動板と対向電極（「背極」とも呼ばれる）とをスペーサを介して対向配置してなる一種のコンデンサを構成するコンデンサマイクロホンユニットを備えている。

このコンデンサマイクロホンユニットは、ユニットケースに内蔵部品が組み込まれ、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、前記ＦＥＴを実装する回路基板を更に備えている。

従来のコンデンサマイクロホンユニットは、図５に示すような構成となっている。図５において、コンデンサマイクロホンユニット１は、前端（図５において下側）に端板２１を有する円筒形状の、導電性のユニットケース２を備えている。端板２１の中央部には開口部２３が設けられ、この開口部２３は前部音響端子３を形成している。ユニットケース２内には、その前端側から順に、振動板ホルダ４、振動板５、スペーサ６、対向電極７、絶縁ホルダ８、音響抵抗材１０、固定板１１等の内蔵部品が嵌められている。

振動板５は例えば樹脂性の薄膜からなり、音波を受けることによって振動する。振動板ホルダ４は導電性のリング状の部材で、この振動板ホルダ４の背面に、振動板５が適宜の張力をもってその周縁部が固着されている。振動板５と対向電極７の間には絶縁性の部材であるスペーサ６が介在してこのスペーサ６の厚さ分の空間が生じている。振動板５または対向電極７はこれらの対向面にエレクトレット素子すなわち半永久的に電荷を蓄えた高分子化合物による薄層が形成され、振動板５と対向電極７とでコンデンサを構成している。

振動板５が音波を受けて振動すると、振動板５と対向電極７とにより構成されるコンデンサの容量が変化し、この容量変化による電気信号がＦＥＴ１２０によりインピーダンス変換され、固定板１１に設けられた電気回路パターンへと伝達される。

絶縁ホルダ８は、ユニットケース２内部に嵌められた絶縁性を有する円筒状の部材であり、ユニットケース２と、対向電極７及びＦＥＴ１２０とを、電気的に絶縁するための部材である。絶縁ホルダ８を貫通して形成された孔８１には、ＦＥＴ１２０が配置されている。ＦＥＴ１２０の１つの引き出し電極１２１は、端部に屈曲部１２２を有しており、この屈曲部１２２が対向電極７に当接している。ＦＥＴ１２０の他の引き出し電極１２３の端部は、ユニットケース２内に設けられた孔部１１６を通じてユニットケース２外部に伸展するとともに、その端部が半田１１８により固定板１１上に形成された電気回路パターンと電気的に接続されている。また、絶縁ホルダ８は、円筒の軸線方向に沿い、絶縁ホルダ８を貫通して形成された適宜数の孔８２、及び、絶縁ホルダ８の前端外周縁部に設けられた突堤８３を備えている。この突堤８３が、ユニットケース２の内周面と対向電極７の外周面との間に形成されるギャップに挿入されることで、上述した絶縁状態が形成される。

上記各孔８２の後端部は径が大きくなっていて、この大径部に音響抵抗材１０が埋め込まれている。音響抵抗材１０は、音の伝播速度を調節することでマイクロホンユニット１の音響特性を調節するための部材であり、不織布やスポンジなど弾力性を有する素材から構成されている。

固定板１１は、円筒状のユニットケース２の解放端に嵌められるとともに、ユニットケース２の端部が内側にかしめられることでユニットケース２内に固定され、かつ、ユニットケース２の内方に向かって押圧されている。ユニットケース２内に収納されている振動板ホルダ４、振動板５、スペーサ６、対向電極７、絶縁ホルダ８、及び音響抵抗材１０は、上述した固定板１１の押圧力により、ユニットケース２の端板２１に向かって押圧され、位置決めされている。固定板１１の表面には、電気回路のパターンが印刷されていて、前述したＦＥＴ１２０などからなるインピーダンス変換回路を含む電気回路を形成している。固定板１１には、音響抵抗材１０を介して絶縁ホルダ８の孔８２に連通する開口部１１２が設けられており、この開口部１１２は後部音響端子１１４を構成している。

ＦＥＴ１２０の引き出し電極１２１は、対向電極７に当接して対向電極７と電気的に一体につながり、振動板５と対向電極７とで構成される上記コンデンサの一方の端子を構成している。また、振動板５は、振動板ホルダ４を介してユニットケース２と電気的につながっていて、ユニットケース２は上記コンデンサの他方の端子を構成している。

対向電極７には適宜数の孔７１が形成されていて、振動板５と対向電極７とにより形成される空間は、上記孔７１を通じ、さらに上記絶縁ホルダ８の孔８２及び固定板１１の開口部１１２を経て外部へと連通している。

振動板５が音波を受けて振動すると、振動板５と対向電極７とで構成されるコンデンサの容量が変化し、ＦＥＴ１２０などからなるインピーダンス変換回路を含む電気回路を経て電圧の変化による音声信号が出力される。

ユニットケース２と、振動板ホルダ４と、固定板１１に設けられたパターンとは、それぞれ導電性の部材であり、それぞれの目的に適合する異種の金属により形成されている。

ユニットケース２は、解放端部をかしめることで内蔵部品をその内部に固定することから、一般的にその素材として塑性加工しやすいアルミニウムが用いられている。振動板ホルダ４の素材としては、真鍮などの銅合金にニッケルメッキを施したものが用いられている。また、固定板１１に設けられた回路パターンの材料は、一般的な銅箔が用いられている。そして、ユニットケース２と振動板ホルダ４との間、及び、ユニットケース２と固定板１１との間の電気的接続は、これらの異種金属が直接接触することで行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−０１８６９６号公報

ところで、異種金属が接触する際にその接触部位に水分が付着すると、金属間の電位差に起因する腐食（電食）が発生する。例えば、高温高湿下でマイクロホンユニット１を使用すると、ユニットケース２内部に湿気が侵入し、ユニットケース２のかしめられた解放端部と振動板ホルダ４の間（以下、「接触部１４」と称する。）、又は、ユニットケース２と固定板１１のパターンの間（以下、「接触部１５」と称する。）に水分が付着しやすい。これらの箇所は付着した水分が残りやすいため電食が発生しやすく、電気的接続が損なわれるおそれがある。

また、ユニットケース２の素材であるアルミニウムは、湿度により酸化皮膜が形成されやすいことから、高温高湿下でマイクロホンユニット１を使用する際などに、接触部１４、１５に位置する部分に酸化皮膜が形成され、電気的接続が損なわれるおそれがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、内部の電気的接触部分の電食と酸化被膜の形成を効果的に防止することのできるコンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホンを提供することを目的とする。

（１）本発明は、導電性金属からなるユニットケース内に、音波を受けて振動する振動板と、前記振動板に間隔をおいて対向する対向電極とを含む内蔵部品が内蔵されているコンデンサマイクロホンユニットであって、前記ユニットケースおよび前記内蔵部品の、互いに電気的に接触する部分でありかつ異種金属同士が接触する部分がホットメルト接着剤で覆われていることを最も主要な特徴とする。

本発明においては特に限定されないが、前記ホットメルト接着剤が有機溶剤に可溶であることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記ユニットケースの内周面と前記内蔵部品との間の隙間に前記ホットメルト接着剤が介在していることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記ユニットケースは、一端側に端板を有し、他端は解放端となっていて、前記ユニットケースの前記開放端が折り曲げられることにより前記内蔵部品が前記端板に向かい加圧されていることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、折り曲げられた前記解放端と前記内蔵部品とが接触する部分がホットメルト接着剤で覆われていることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記ユニットケースの前記端板には前記振動板が貼り付けられた環状の振動板ホルダが当接し、前記振動板ホルダの内周側にある上記端板の内面に前記ホットメルト接着剤が塗布されていることが好ましい。

（２）本発明は、導電性金属からなるユニットケース内に、音波を受けて振動する振動板と、前記振動板に間隔をおいて対向する対向電極とを含む内蔵部品が内蔵されているコンデンサマイクロホンユニットの製造方法であって、前記ユニットケースと前記内蔵部品が、互いに電気的に接触する部分にホットメルト接着剤を塗布する塗布工程と、塗布した前記ホットメルト接着剤を硬化させる硬化工程と、硬化工程後に前記ユニットケースに前記内蔵部品を組み込みかつ前記内蔵部品相互を加圧して前記ユニットケース内に固定する固定工程と、前記固定工程後に前記ホットメルト接着剤が溶解する温度まで加熱し、その後冷却する加熱冷却工程と、を備えることを最も主要な特徴とする。

本発明においては特に限定されないが、前記塗布工程において用いられる前記ホットメルト接着剤は、有機溶剤に溶解した状態のホットメルト接着剤であって、前記硬化工程は、溶解した前記ホットメルト接着剤から前記有機溶剤を揮発させることで行われることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記塗布工程では、前記ユニットケースの内面に前記ホットメルト接着剤を塗布することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記ユニットケースは、一端側に端板を有し、他端は開放端となっていて、前記固定工程では、前記ユニットケースの前記開放端を折り曲げることにより前記内蔵部品を上記端板に向かい加圧することが好ましい。

（３）本発明は、上述したコンデンサマイクロホンユニットを備えたコンデンサマイクロホンであることを主要な特徴とする。

本発明によれば、内部の電気的接触部分の電食を効果的に防止することのできるコンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホンを提供することができる。

本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットの製造方法の塗布工程及び硬化工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットの製造方法の固定工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットの製造方法の加熱冷却工程を示す断面図である。 従来のコンデンサマイクロホンユニットを示す断面図である。

以下、本発明に係るコンデンサマイクロホンユニット、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法、及びコンデンサマイクロホンのそれぞれの実施形態について、図を用いて説明する。なお、上述した従来のコンデンサマイクロホンユニットと同じ構成部分については、同じ符号を付した。

＜コンデンサマイクロホンユニット＞
本実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットは、図１に示すように、ユニットケース２と振動板ホルダ４の間である接触部１４、ユニットケース２と固定板１１のパターンの間である接触部１５、及びこれらの周辺部分が、ホットメルト接着剤１６で覆われていることと、絶縁ホルダ８と固定板１１との間にクッション部材１２が介在していることを除き、図５に示す従来のコンデンサマイクロホンユニットと同様の構造である。そのため、以下、接触部１４、１５及びその周辺部分とクッション部材１２を中心に、本願発明の実施形態について説明する。

固定板１１と振動板ホルダ４は製造時に表面全体を完全に平面にすることができず、微細な凹凸が発生してしまう。このような微細な凹凸のうち、複数の突出部分が、ホットメルト接着剤１５を貫通し、互いに接触している。そのため、固定板１１とユニットケース２、及び、振動板ホルダ４とユニットケース２との電気的な接触が確立される。また、上記接触を確立した突出部分の周辺部は、融解したホットメルト接着剤１６により覆われることで、接触部１４、１５、及びその周辺が、これらの部材間で電気的接触を確立しつつ密閉されている。

上述したように、接触部１４及び１５は、ユニットケース２内部に湿気が侵入し水分が付着した場合に、この水分が残りやすい個所である。しかし、本実施形態に係るマイクロホンユニット１では、これら接触部１４、１５、及びこれらの周辺部分が、硬化したホットメルト接着剤１６で覆われ密閉されているため、湿気が侵入することが無い。

このように、湿気の侵入を効果的に防止することにより、従来接触部１４及び１５において発生していた、電食や酸化被膜の発生により電気的接続が損なわれるという問題の発生を、効果的に防止することができる。

なお、本実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニット１において用いられるホットメルト接着剤１６は、絶縁性を有し有機溶剤に可溶なポリエステル系のホットメルト接着剤であり、有機溶剤に溶けた状態ではペースト状であるとともに、有機溶剤を蒸発させることで硬化させることができる。また、ホットメルト接着剤１６は、有機溶剤が蒸発し硬化した後においても、融点以上に加熱することで融解するとともに、融点未満に冷却することで再び硬化するという性質を有している。さらに、ホットメルト接着剤１６は、硬化後においても有機溶剤に可溶であるという性質を有している。なお、本実施形態においては融点が１５０℃程度のホットメルト接着剤が用いられている。

また、本実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニット１においては、絶縁ホルダ８と固定板１１との間にゴム等の樹脂製の弾性体からなるクッション部材１２が介在している。そして、固定板１１が、このクッション部材１２及び音響抵抗材１０を押し縮めるようにユニットケース２内部に嵌め込まれている。そのため、ユニットケース２の内蔵部品が、クッション部材１２及び音響抵抗材１０の反発力により、ユニットケース２内周面方向に押し付けられるように付勢され、位置決めされている。

＜コンデンサマイクロホンユニットの製造方法＞
本実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットの製造方法を、図２〜図４を用いて説明する。

まず、図２に示すように、ユニットケース２の内周面側に、ホットメルト接着剤１６が塗布される（以下、この工程を「塗布工程」と称する。）。このホットメルト接着剤１６は、上述したコンデンサマイクロホンユニットの実施形態において用いられるホットメルト接着剤と同じものであり、有機溶剤に溶解したペースト状のものが用いられる。塗布工程におけるホットメルト接着剤１６の塗布には、筆やスプレー等が用いられる。

次に、塗布工程において塗布されたペースト状のホットメルト接着剤１６から有機溶剤を蒸発させることで、ホットメルト接着剤１６を硬化させる（以下、この工程を「硬化工程」と称する。）。有機溶剤の蒸発は、常温に所定の時間放置することで行うほか、ホットメルト接着剤の融点未満の温度で所定時間加熱したり、低圧又は真空状態に所定時間放置したりすることで行われる。

次に、図３に示すように、ユニットケース２内に、その前端側から順に、振動板ホルダ４、振動板５、スペーサ６、対向電極７、内部の孔８１にＦＥＴ１２０が配置された絶縁ホルダ８、音響抵抗材１０、クッション部材１２、及び固定板１１が嵌められるとともに、ユニットケース２の解放端部をかしめることで、これらの部品がユニットケース２内部に嵌め込まれる（以下、この工程を「固定工程」と称する。）。かしめられたユニットケース２の解放端部により固定板１１の外周縁部がユニットケース２の内方に向かって押され、固定板１１に接触する音響抵抗材１０及びクッション部材１２が押し縮められる。そして、押し縮められた音響抵抗材１０及びクッション部材１２の反発力により、固定板１１はかしめられたユニットケース2の解放端部に、その他の内蔵部品はユニットケース２の端板２１の方向へと常に付勢されつつユニットケース２内部で位置決めされる。

次に、図４に示すように、固定工程後のコンデンサマイクロホンユニット１を加熱することでホットメルト接着剤１６が融解されるとともに、融解後にコンデンサマイクロホンユニット１を冷却することでホットメルト接着剤１６が再硬化される（以下、この工程を「加熱冷却工程」と称する。）。

過熱は、ホットメルト接着剤１６の融点以上であり、かつ、コンデンサマイクロホンユニット１内部のＦＥＴ１２０等の部品を損傷させない程度の温度で、所定の時間行われる。こうしてホットメルト接着剤１６を融解させることで、音響抵抗材１０とクッション部材１２の反発力により、ユニットケース２の解放端部と固定板１１、及び、ユニットケース２と振動板ホルダ４が接触する。音響抵抗材１０とクッション部材１２の反発力は完全には解放されずに残り、固定板１１と振動板ホルダ４が音響抵抗材１０とクッション部材１２による押圧力を受け続けるようになっている。

固定板１１、振動板ホルダ４、及びユニットケース２の解放端部は、製造時に表面全体を平滑な平面にすることができず、微細な凹凸が発生してしまう。このような微細な凹凸のうち、複数の突出部分が、接触部１４，１５にある融解したホットメルト接着剤１６を貫通し互いに接触することで、固定板１１とユニットケース２、及び、振動板ホルダ４とユニットケース２との電気的な接触が確立される。また、上記接触を確立した突出部分の周辺部は、融解したホットメルト接着剤１６により覆われる。

次に、固定板１１とユニットケース２、及び、振動板ホルダ４とユニットケース２との電気的な接触が確立されたコンデンサマイクロホンユニット１を冷却することで、溶解したホットメルト接着剤１６を再度硬化させる。ホットメルト接着剤１６を硬化させることで、固定板１１とユニットケース２の接触部１４、及び、振動板ホルダ４とユニットケース２との接触部１５が完全に密閉される。

このように、接触部１４、１５及びその周辺部分がホットメルト接着剤１６により覆われ密閉されることで、従来接触部１４及び１５において発生していた、電食や酸化被膜の発生により電気的接続が損なわれるという問題の発生を、効果的に防止することができる。

＜コンデンサマイクロホン＞
本実施形態に係るコンデンサマイクロホンは、上述した実施形態において説明したコンデンサマイクロホンユニットをマイクロホンケースに収納することによって構成されている。マイクロホンケースには必要に応じてマイクロホンケーブルを接続するためのコネクタを設けてもよい。

本実施形態に係るコンデンサマイクロホンによると、内蔵されているコンデンサマイクロホンの固定板とユニットケースの接触部、振動板ホルダとユニットケースとの接触部、及びその周辺部分がホットメルト接着剤により覆われ密閉されることから、電食や酸化被膜の発生により電気的接続が損なわれるという問題の発生を、効果的に防止することができる。また、電気的接続が損なわれないため、コンデンサマイクロホンの性能不良や雑音の発生を、効果的に防止することができる。

なお、上述した各実施形態においては、ホットメルト接着剤１６として有機溶剤に溶けたペースト状のポリエステル系のホットメルト接着剤が用いられているが、本発明においてはこのような態様に限られない。例えば、固形状のホットメルト接着剤を、グルーガン等で溶解させて用いても良い。また、導電性のキャリアーを含むホットメルト接着剤を用いても良い。

また、上述した各実施形態においては、固定板とユニットケースの接触部、及び、振動板ホルダとユニットケースとの接触部がホットメルト接着剤により覆われたが、本発明においてはこのような態様に限られない。例えば、固定板とユニットケースの接触部のみ、又は、振動板ホルダとユニットケースとの接触部のみをホットメルト接着剤により覆うようにしても良い。あるいは、他の金属性の部品同士の接触部も覆うようにしても良い。

１ コンデンサマイクロホンユニット
２ ユニットケース
４ 振動板ホルダ
５ 振動板
６ スペーサ
７ 対向電極
８ 絶縁ホルダ
１２１、１２３ 引き出し電極
１０ 音響抵抗材
１１ 固定板
１２ クッション部材
１４、１５ 接触部
１６ ホットメルト接着剤
１２０ ＦＥＴ

Claims (11)

1. 導電性金属からなるユニットケース内に、音波を受けて振動する振動板と、前記振動板に間隔をおいて対向する対向電極とを含む内蔵部品が内蔵されているコンデンサマイクロホンユニットであって、
   前記ユニットケースおよび前記内蔵部品の、互いに電気的に接触する部分でありかつ異種金属同士が接触する部分がホットメルト接着剤で覆われているコンデンサマイクロホンユニット。
2. 前記ホットメルト接着剤が有機溶剤に可溶である請求項１記載のコンデンサマイクロホンユニット。
3. 前記ユニットケースの内周面と前記内蔵部品との間の隙間に前記ホットメルト接着剤が介在している請求項１又は２記載のコンデンサマイクロホンユニット。
4. 前記ユニットケースは、一端側に端板を有し、他端は解放端となっていて、前記ユニットケースの前記開放端が折り曲げられることにより前記内蔵部品が前記端板に向かい加圧されている請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニット。
5. 折り曲げられた前記解放端と前記内蔵部品とが接触する部分がホットメルト接着剤で覆われている請求項４記載のコンデンサマイクロホンユニット。
6. 前記ユニットケースの前記端板には前記振動板が貼り付けられた環状の振動板ホルダが当接し、前記振動板ホルダの内周側にある上記端板の内面に前記ホットメルト接着剤が塗布されている請求項１乃至５のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニット。
7. 導電性金属からなるユニットケース内に、音波を受けて振動する振動板と、前記振動板に間隔をおいて対向する対向電極とを含む内蔵部品が内蔵されているコンデンサマイクロホンユニットの製造方法であって、
   前記ユニットケースと前記内蔵部品が、互いに電気的に接触する部分にホットメルト接着剤を塗布する塗布工程と、
   塗布した前記ホットメルト接着剤を硬化させる硬化工程と、
   硬化工程後に前記ユニットケースに前記内蔵部品を組み込みかつ前記内蔵部品相互を加圧して前記ユニットケース内に固定する固定工程と、
   前記固定工程後に前記ホットメルト接着剤が溶解する温度まで加熱し、その後冷却する加熱冷却工程と、
   を備えたコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
8. 前記塗布工程において用いられる前記ホットメルト接着剤は、有機溶剤に溶解した状態のホットメルト接着剤であって、前記硬化工程は、溶解した前記ホットメルト接着剤から前記有機溶剤を揮発させることで行われる請求項７記載のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
9. 前記塗布工程では、前記ユニットケースの内面に前記ホットメルト接着剤を塗布する請求項７又は８記載のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
10. 前記ユニットケースは、一端側に端板を有し、他端は開放端となっていて、前記固定工程では、前記ユニットケースの前記開放端を折り曲げることにより前記内蔵部品を上記端板に向かい加圧する請求項７乃至９のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
11. 請求項１乃至６のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニットを備えたコンデンサマイクロホン。

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