JP2016181787A - マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】ユニットケースと音声信号出力回路基板との電気的接続を確実にするマイクロホンを得る。
【解決手段】音響変換器を収納する有底筒状のユニットケース１０と、音響変換器と接続する板状の音声信号出力回路基板４０と、ユニットケースと音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホンケースと、を有してなり、音声信号出力回路基板は、外周縁の一部に受部４１が形成され、ユニットケースと音声信号出力回路基板とがマイクロホンケースに収納されたとき、ユニットケースの開口端１１は受部に当接して位置決めされることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、マイクロホンに関する。

マイクロホンの中には、マイクロホンユニットの近傍にマイクロホンユニットから出力される信号を処理する音声信号出力回路基板を搭載してマイクロホン全体を小型化したものがある。このようなマイクロホンにおいては、マイクロホンユニットと音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホン部を小型化するために、マイクロホンユニットに内蔵される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を搭載した回路基板に音声信号出力回路基板を直接半田等で取り付ける。

図９は、従来のマイクロホンのマイクロホンユニットの縦断面図である。
マイクロホンユニット１ａは、ユニットケース１０ａと、ユニットケース１０ａに収納される音響変換器と、音響変換器のインピーダンス変換器と、回路基板２６ａとを有してなる。

ユニットケース１０ａは、有底円筒状で、アルミニウムなどの金属材のプレス成型品からなる。ユニットケース１０ａの開口の対向面には、音源からの音波が通る音波導入孔１０ｈが形成されている。

音響変換器は、スペーサ２１ａ、振動板２２ａ、固定極２３ａ、振動板保持体２４ａ、絶縁体２５ａを有してなる。

振動板２２ａと固定極２３ａとは、スペーサ２１ａを介して対向するように配置され、コンデンサを構成する。振動板２２ａと固定極２３ａとの間には、スペーサ２１ａの厚さに相当する幅の空気層が形成される。

振動板２２ａには、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。振動板２２ａは、所定の張力が付与された状態で振動板保持体２４ａに張設されている。

固定極２３ａは、金属製の円板状である。固定極２３ａの少なくとも一面側、例えば、振動板２２ａの対向面にはエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成する。固定極２３ａは、合成樹脂からなるシリンダ状の絶縁体２５ａに固定される。

円板状の回路基板２６ａは、有底円筒状のユニットケース１０ａの開口を覆うように配置されて、ユニットケース１０ａの後端縁１１ａに施されるカーリング加工（かしめ）により、ユニットケース１０ａ内に固定される。ユニットケース１０ａに固定された回路基板２６ａの両面のうち、ユニットケース１０ａの内側に位置する面にはインピーダンス変換器としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が配置される。

ＦＥＴは、ゲート電極Ｅ１とドレイン電極Ｅ２とソース電極Ｅ３を備える。ゲート電極Ｅ１は、固定極２３ａと電気的に接続する。ドレイン電極Ｅ２とソース電極Ｅ３とは、図中重なる位置にあるため、同図には一方のみが表示されている。

回路基板２６ａには、回路基板２６ａの厚み方向（紙面左右方向）に複数の孔２６ａｈが形成されている。一部の孔２６ａｈには、ドレイン電極Ｅ２とソース電極Ｅ３とが通される。別の孔２６ａｈは、固定極２３ａの後方側に設けられた空気室ＡＣからの空気が音響抵抗材ＡＲを介して通過する。

ユニットケース１０ａに固定された回路基板２６ａのユニットケース１０ａの外側に位置する面には、ドレイン電極Ｅ２とソース電極Ｅ３とが半田で半田付けされる半田パッド（信号ランドＳＬや接地ランドＧＬ，ＧＬ２）が形成されている。この半田パッドには、不図示のマイクケーブルが接続される。接地ランドＧＬは、ユニットケース１０ａの後端縁１１ａおよび接地ランドＧＬ２と接続する。

図１０は、従来のマイクロホンの要部の縦断面図である。
マイクロホンユニット１ａと、マイクロホンユニット１ａからの電気信号を処理する回路などが組み込まれた音声信号出力回路基板４０ａとは、半田等で取り付けられて、キャップＣが被せられたマイクロホンケース７０ａに収納される。

図１１は、従来のマイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。
振動板保持体２４ａは、ユニットケース１０ａ、接地ランドＧＬ，ＧＬ２を介して、音声信号出力回路基板４０ａに設けられた接地パターン４３ａに接続する。図中の接地ランドＧＬ２と接地パターン４３ａとを結ぶ直線は結線状態を示しており、説明の便宜上、記載されている。

これまでにも、ユニットケースと接地パターンとを接続することで、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から侵入する電磁波を原因とする雑音の発生を防止することは提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６８３９９６号明細書

マイクロホンユニット１ａと音声信号出力回路基板４０ａとがマイクロホンケース７０ａに収納されるとき、マイクロホンユニット１ａには、音声信号出力回路基板４０ａから応力が加わる。音声信号出力回路基板４０ａからの応力を受けたマイクロホンユニット１ａの回路基板２６ａなどユニットケース１０ａ内の収納物は、マイクロホンの軸方向の前方側（紙面左側）に押される。その結果、図１０の丸部分に示すように、ユニットケース１０ａの後端縁１１ａと接地ランドＧＬとの接続が解除あるいは不確実となる。

ユニットケース１０ａと回路基板２６ａの接地ランドＧＬとの接続が解除されて、ユニットケース１０ａと接地パターン４３ａとの電気的な接続が遮断されると、マイクロホンから雑音が発生し、あるいは、マイクロホンユニット１内の収納物が故障する場合がある。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、ユニットケースと音声信号出力回路基板との電気的接続を確実にすることができるマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、音響変換器を収納する有底筒状のユニットケースと、音響変換器と接続する板状の音声信号出力回路基板と、ユニットケースと音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホンケースと、を有してなり、音声信号出力回路基板は、外周縁の一部に受部が形成され、ユニットケースと音声信号出力回路基板とがマイクロホンケースに収納されたとき、ユニットケースの開口端は受部に当接して位置決めされる、ことを特徴とする。

本発明によれば、ユニットケースと音声信号出力回路基板との電気的接続を確実にすることができる。

本発明にかかるマイクロホンの実施の形態を示す縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するユニットケースと音響変換器と音声信号出力回路基板の分解縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するマイクロホンユニットと音声信号出力回路基板と後部ケースの分解縦断面図である。 上記マイクロホンユニットと上記音声信号出力回路基板の縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するマイクロホンケースと上記マイクロホンユニットと上記音声信号出力回路基板の分解縦断面図である。 上記マイクロホンの要部の縦断面図である。 上記マイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。 上記ユニットケースの横断面図で、（Ａ）は上記音声信号出力回路基板の挿入前、（Ｂ）は上記音声信号出力回路基板の挿入後である。 従来のマイクロホンを構成するマイクロホンユニットの縦断面図である。 従来のマイクロホンの要部の縦断面図である。 従来のマイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかるマイクロホンの実施の形態について説明する。

図１は、本発明にかかるマイクロホンの実施の形態を示す縦断面図である。
マイクロホンは、マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０と後部ケース５０とを有してなる。マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０並びに後部ケース５０の一部は、マイクロホンケース７０に収納される。

マイクロホンユニット１は、後述するとおり、ユニットケース１０とユニットケース１０内に収納される音響変換器とを有してなる。

マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０との間には、導電性弾性体３０が挟まれている。導電性弾性体３０の用途や作用などは、後述する。

次に、図２から図５を参照しながら、マイクロホンの組み立て方法を説明する。

図２は、ユニットケース１０と音響変換器２０と音声信号出力回路基板４０の分解縦断面図である。

ユニットケース１０は、金属製で、有底円筒状である。ユニットケース１０の前方（集音時に音源側に向けられるマイクロホンの方向）側に位置する底面には、音源からの音波が通る音波導入孔１０ｈが形成されている。ユニットケース１０の後方側は、開口端１１で形成される開口である。

音響変換器２０は、スペーサ２１、振動板２２、固定極２３、振動板保持体（ダイヤフラムリング）２４、絶縁体２５、支持体２６を有してなる。音響変換器２０は、ユニットケース１０内に配置される。振動板２２と固定極２３とは、コンデンサを構成する。このコンデンサの静電容量は、音波導入孔１０ｈからユニットケース１０内に入る音波により振動板２２が振動することで変化する。

振動板２２と固定極２３とは、スペーサ２１を介して対向して配置される。振動板２２と固定極２３との間には、スペーサ２１の厚さに相当する幅の空気層（隙間）が形成される。

スペーサ２１は、合成樹脂などを素材とする薄いリング状である。

振動板２２は、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する円板状の合成樹脂の薄膜フィルムである。振動板２２は、振動板保持体２４により張設される。

固定極２３は、金属製で、円板状である。固定極２３の少なくとも一面側、例えば、振動板２２との対向面側にはエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成する。固定極２３には、音波が通る複数の音孔２３ｈが形成されている。

絶縁体２５は、合成樹脂などの絶縁材で、円筒状である。絶縁体２５の前方側の内部には、固定極２３が被嵌される。絶縁体２５の後方側の内部には、支持体２６が被嵌される。支持体２６は、金属製で、有底筒状である。支持体２６は、固定極２３を後方側から支持する。支持体２６は、固定極の後方側に空気室を形成する。なお、マイクロホンユニット１が無指向性のとき、支持体２６の底面には孔は形成されていない。マイクロホンユニット１が単一指向性のとき、支持体２６の底面には孔が形成され、支持体２６の内側から音響抵抗材でこの孔が塞がれる。

音声信号出力回路基板４０は、板状で、略矩形である。音声信号出力回路基板４０には、音響変換器２０のインピーダンス変換器を構成する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や、振動板２２と固定極２３との間で生じる静電容量の変化を電気信号に変換して出力する回路などが組み込まれている。

音声信号出力回路基板４０は、長さ方向の対向する２辺のそれぞれに、短幅部と長幅部との境界部に受部４１が形成されている。長さ方向とは、音声信号出力回路基板４０の面に沿う方向（紙面上下方向）であって、音声信号出力回路基板４０の厚さ方向に直交する方向である。短幅部とは、音声信号出力回路基板４０の幅方向の長さが短い部分（受部４１より紙面上側の部分）である。長幅部とは、音声信号出力回路基板４０の幅方向の長さが短幅部より長い部分（受部４１より紙面下側の部分）である。幅方向とは、長さ方向に直交する方向（紙面左右方向）である。

なお、受部４１は、後述するように、ユニットケース１０の開口端１１が当接してマイクロホン内のユニットケース１０の位置決めが実現されるように、音声信号出力回路基板４０の外周縁の一部に設けられていればよい。すなわち、例えば、受部４１は、音声信号出力回路基板４０の長さ方向の対向する２辺のうち、少なくとも１辺に形成されていてもよい。

音声信号出力回路基板４０の前方（紙面上側）の外周縁の一部には、凹部４２が形成されている。

図３は、マイクロホンを構成するマイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０と後部ケース５０の分解縦断面図である。

マイクロホンユニット１は、ユニットケース１０と音響変換器２０とを有してなる。音響変換器２０は、振動板２２がユニットケース１０の音波導入孔１０ｈ側、固定極２３がユニットケース１０の開口端１１側、となるようにユニットケース１０内に配置される。

音声信号出力回路基板４０の凹部４２内に、導電性弾性体３０が載置される。

後部ケース５０は、金属製で、中空の略円筒状である。後部ケース５０には、音声信号出力回路基板４０の後方（紙面下側）の一部が挿入される切欠溝が形成されている。音声信号出力回路基板４０は、後方の一部が後部ケース５０の切欠溝に挿入されて電気的に接続された状態で、後部ケース５０に固定される。

音声信号出力回路基板４０は、後部ケース５０内に挿通されるマイクケーブル６０を介して、不図示のコネクタと電気的に接続する。コネクタは、例えば、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸型コネクタ」に規定される接地用の１番ピンと、信号のホット側の２番ピンとコールド側の３番ピンを有する出力コネクタである。

図４は、マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０の縦断面図である。
音声信号出力回路基板４０の短幅部がユニットケース１０の開口側からユニットケース１０の内部に挿入されて、短幅部はユニットケース１０の開口端１１に被嵌される。音声信号出力回路基板４０は、音声信号出力回路基板４０の受部４１がユニットケース１０の開口端１１に当接すると、それ以上はユニットケース１０内に挿入されない。

ユニットケース１０内の音響変換器２０の支持体２６と、音声信号出力回路基板４０との間には、導電性弾性体３０が介在している。音声信号出力回路基板４０がユニットケース１０内に挿入されたとき、音声信号出力回路基板４０からの応力は導電性弾性体３０を介してユニットケース１０内の音響変換器２０に伝わる。この応力の一部は、導電性弾性体３０の弾性により吸収される。つまり、導電性弾性体３０は、音声信号出力回路基板４０と音響変換器２０との間の緩衝材の役割を果たす。

なお、図４に示した、マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０と後部ケース５０とマイクケーブル６０とを接続した状態において、マイクロホンユニット１の感度などのテスト（ライン測定）が可能である。このテストの結果、マイクロホンユニット１が不良であることが判明すれば、マイクロホンユニット１を交換して、再度、テストが実施される。このように、後述するマイクロホンケースに収納される前にマイクロホンユニット１のテストが可能であり、テスト結果に応じてマイクロホンユニット１の交換も簡単である。

図５は、マイクロホンを構成するマイクロホンケース７０とマイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０の分解縦断面図である。

マイクロホンケース７０は、金属製で、有底円筒状である。マイクロホンケース７０は、マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０並びに後部ケース５０の一部を収納する。マイクロホンケース７０の底面には、音波導入孔７０ｈが形成されている。

なお、マイクロホンケースの形状は、有底円筒状に限らず、例えば、図１０に示した従来のマイクロホンのマイクロホンケース７０ａのように円筒状としてもよい。円筒状のマイクロホンケースの場合、マイクロホンケースの２つの開口のいずれか一方に、有底円筒状で底面に音波導入孔が形成されたキャップを被せる。

マイクロホンケース７０内の底面には、弾性体８０が配置されている。音源からの音波は、マイクロホンケース７０の音波導入孔（音孔）７０ｈと弾性体８０を通過してマイクロホンケース７０の内部に入る。

マイクロホンユニット１と音声信号出力回路基板４０並びに後部ケース５０の一部は、マイクロホンユニット１側からマイクロホンケース７０の開口側からマイクロホンケース７０の内部に挿入される。マイクロホンケース７０は、マイクロホンケース７０の開口端７１が後部ケース５０の外周面に設けられた受部５１に当接した状態で、ネジ止めなどにより後部ケース５０に固定されて、図１に示した状態になる。ユニットケース１０は、マイクロホンケース７０内において、音波導入孔７０ｈに対向する位置に配置される。図１に示すように、音波導入孔７０ｈとユニットケース１０（マイクロホンユニット１）との間に、弾性体８０が配置される。つまり、弾性体８０は、マイクロホンケース７０とマイクロホンユニット１との間の緩衝材の役割を果たす。

図６は、マイクロホンの要部の縦断面図である。紙面左側がマイクロホンの前方である。
マイクロホンケース７０内のマイクロホンユニット１は、ユニットケース１０の開口端１１と音声信号出力回路基板４０の受部４１とが当接した状態で、マイクロホンケース７０内に位置決めされる。マイクロホンケース７０内のマイクロホンユニット１には、マイクロホンケース７０から後方側への応力が加わると共に、音声信号出力回路基板４０から前方側への応力が加わる。マイクロホンケース７０からマイクロホンユニット１に加わる応力の一部は、弾性体８０に吸収される。音声信号出力回路基板４０からマイクロホンユニット１に加わる応力の一部は、導電性弾性体３０に吸収される。つまり、例えば、弾性体８０や導電性弾性体３０の形状・大きさやその弾性係数などは、マイクロホンユニット１に過剰な応力が加わらないような値に設定される。

図７は、マイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。
振動板保持体２４は、ユニットケース１０を介して音声信号出力回路基板４０に設けられた接地パターン４３に接続する。図中の振動板保持体２４とユニットケース１０とを結ぶ線は結線状態を示し、説明の便宜上、記載されている。

接地パターン４３は、金属板で、例えば、音声信号出力回路基板４０の短幅部とその近傍の長幅部の表面と裏面のそれぞれに、音声信号出力回路基板４０の長さ方向の対向する２辺に沿って、合計４箇所に設けられる。なお、音声信号出力回路基板４０の厚さ部分にも接地パターンを設けて、さらに、この厚さ部分に設ける接地パターンを音声信号出力回路基板４０の表面と裏面に設けられた接地パターンに接続するなどして、ユニットケース１０と接地パターンとの接触面積を大きくして、より確実に接地するようにしてもよい。

なお、音声信号出力回路基板４０に設けられる接地パターンは、ユニットケース１０内に位置する音声信号出力回路基板４０の部分、つまり、音声信号出力回路基板４０の短幅部の外周縁に設けられていればよく、音声信号出力回路基板４０の表面と裏面のうち、少なくともいずれか一方の面に設けられていればよい。

図８は、ユニットケース１０の横断面図（マイクロホンの前方側から後方側を見た図）で、（Ａ）は音声信号出力回路基板４０の挿入前、（Ｂ）は音声信号出力回路基板４０の挿入後である。ユニットケース１０は、音声信号出力回路基板４０が挿入されると、音声信号出力回路基板４０の幅方向（紙面上下方向）に拡がり、音声信号出力回路基板４０の表裏方向（紙面左右方向）に狭まる。この結果、ユニットケース１０に内蔵される部品間の相互偏心が修正される。

音声信号出力回路基板４０は、ユニットケース１０の内周面と、音声信号出力回路基板４０の４箇所に設けられた接地パターン４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄとで接触する。板状の接地パターン４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄとユニットケース１０の内周面とは、線状に接触する。したがって、音声信号出力回路基板４０に長さ方向の応力が加わり、ユニットケース１０内の音声信号出力回路基板４０の位置が長さ方向に変位したとしても、ユニットケース１０と音声信号出力回路基板４０との電気的接続は確保される。

以上説明した実施の形態によれば、ユニットケース１０は開口端１１が音声信号出力回路基板４０の受部４１に当接した状態でマイクロホンケース７０内に収納され、また、ユニットケース１０と音声信号出力回路基板４０の接地パターン４３とは線状に接触するから、ユニットケース１０と音声信号出力回路基板４０との電気的接続を確実にすることができる。

１ マイクロホンユニット
１０ ユニットケース
１０ｈ 音波導入孔
２０ 音響変換器
２１ スペーサ
２２ 振動板
２３ 固定極
２３ｈ 音孔
２４ 振動板保持体
２５ 絶縁体
２６ 支持体
３０ 導電性弾性体
４０ 音声信号出力回路基板
４１ 受部
４２ 凹部
４３ 接地パターン
５０ 後部ケース
５１ 受部
６０ マイクケーブル
７０ マイクロホンケース
７１ 開口端
７０ｈ 音波導入孔
８０ 弾性体

Claims (10)

1. 音響変換器を収納する有底筒状のユニットケースと、
   前記音響変換器と接続する板状の音声信号出力回路基板と、
   前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホンケースと、
   を有してなり、
   前記音声信号出力回路基板は、外周縁の一部に受部が形成され、
   前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とが前記マイクロホンケースに収納されたとき、前記ユニットケースの開口端は前記受部に当接して位置決めされる、
   ことを特徴とするマイクロホン。
2. 前記音声出力回路基板には、前記ユニットケースと電気的に接続する接地パターンが設けられ、
   前記接地パターンと前記ユニットケースとは、線状に接続する、
   請求項１記載のマイクロホン。
3. 前記接地パターンは、前記音声信号出力回路基板の表面と裏面のうち、少なくともいずれか一方の面に設けられる、
   請求項２記載のマイクロホン。
4. 前記接地パターンは、前記ユニットケース内に位置する前記音声信号出力回路基板の部分の外周縁に設けられる、
   請求項３記載のマイクロホン。
5. 前記接地パターンは、前記ユニットケース内に位置する前記音声信号出力回路基板の部分のうち、前記音声信号出力回路基板の面に沿う方向の対向する２辺のうち、少なくとも１辺に設けられる、
   請求項４記載のマイクロホン。
6. 前記接地パターンの数は、複数である、
   請求項２乃至５のいずれかに記載のマイクロホン。
7. 前記音声信号出力回路基板は、矩形であって、
   前記受部は、前記音声信号出力回路基板の面に沿う方向の対向する２辺のうち、少なくとも１辺に形成される、
   請求項１乃至６のいずれかに記載のマイクロホン。
8. 前記音声信号出力回路基板の外周縁の一部に、凹部が形成され、
   前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とは、前記凹部に配置された導電性弾性体を介して電気的に接続した状態で前記マイクロホンケースに収納される、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のマイクロホン。
9. 前記マイクロホンケースは、音孔を備え、
   前記ユニットケースは、前記マイクロホンケース内で、前記音孔に対向する位置に配置され、
   前記音孔と前記ユニットケースとの間に弾性体が配置される、
   請求項１乃至８のいずれかに記載のマイクロホン。
10. 前記音声信号出力回路基板は、前記音声信号出力回路基板の厚さ方向に直交する幅方向の長さが短い短幅部と、前記幅方向の長さが前記短幅部より長い長幅部と、を備え、
    前記受部は、前記短幅部と前記長幅部との境界部分に形成され、
    前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とが前記マイクロホンケースに収納されたとき、前記短幅部は前記ユニットケースの開口端に被嵌される、
    請求項１乃至９のいずれかに記載のマイクロホン。
    
    
    
    

Images