JP2540506Y2 - エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はエレクトレットを用い
たコンデンサマイクロホンユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンユニットを示す。アルミニュウムの円筒状
カプセル１１の前面には前面板１１ａが一体に形成さ
れ、前面板１１ａには音孔１２が形成され、前面板１１
ａの前面にクロス１３が張り付けられている。前面板１
１ａの内面の周縁部と接して金属性の振動膜リング１４
が対接されると共に電気的に接続され、その振動膜リン
グ１４の前面板１１ａと反対の面にエレクトレット振動
膜１５が張り付けられている。エレクトレット振動膜１
５は高分子フイルム、例えばＦＥＰ（Fluoro Ethylene
Propylene)フイルムの一面に金属が蒸着され、その高分
子フイルムは分極されており、その蒸着膜が振動膜リン
グ１４に接して取り付けられている。その振動膜１５に
リング状スペーサ１６を介して背極１７が近接対向さ
れ、背極１７は筒状の背極保持体１８の前面に保持され
ている。背極保持体１８の内部で構成される背室１９内
にインピーダンス変換用ＩＣ素子２１が配され、そのＩ
Ｃ素子２１の入力端子２２は背極１７と接続され、出力
端子２３および共通端子（図示せず）はカプセル１１の
背面より突出され、カプセル１１の背面を塞ぐ配線基板
２４の配線に接続される。配線基板２４の背面にカプセ
ル１１の後方端部が折り曲げられて、内部の各部が前面
板１１ａに押し付けられて全体が固定される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】図６に示した従来のエ
レクトレットコンデンサマイクロホンユニットは背極１
７を必要とし、部品点数が多く、自動組立てを行うこと
が難しく、低価格化に限度があった。振動膜としてエレ
クトレット膜を使用しているため、薄くするのに限度が
あり、感度を高くすることができなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この考案によれば、カプ
セルの前面板の内面にエレクトレット高分子フイルムが
被着され、その高分子フイルムと狭い間隔をもって導電
性振動膜が対向して配され、その導電性振動膜の周縁部
が導電性保持体に保持されると共に、これに電気的に接
続される。カプセルの背面を塞ぐように配線基板が設け
られ、カプセル内に配されたインピーダンス変換用ＩＣ
素子が配線基板に接続されると共に保持体に接続されて
いる。

【０００５】

【実施例】図１Ａにこの考案の実施例を示し、図６と対
応する部分に同一符号を付けてある。この考案において
はカプセル１１の前面板１１ａの内面にエレクトレット
高分子フイルム２６が被着される。例えば、図２Ａに示
すように厚さ０．３mmのアルミニュウム板２７の片面
に、高分子フイルム、例えばＦＥＰフイルム２８を１
２．５〜２５μm 程度の厚さで熱溶着する。アルミニュ
ウム板２７としては、ＪＩＳ：Ａ１１００Ｐで３４０℃
〜４１０℃空冷または炉冷の焼なまし品が軟らかく後の
プレス加工での成形性がよい。またアルミニュウム板に
化成処理をして表面に酸化膜を形成し、高分子フイルム
２６の接着強度が強くなるようにするとよい。同様にア
ルミニュウム板２７の高分子フイルムが溶着されるべき
面をコロナ放電処理して高分子フイルム２６の接着力を
大とすることができる。このアルミニュウム板２７に高
分子フイルム２６を熱圧着ロールで連続的に溶着させる
ことができる。

【０００６】この高分子フイルム２６が被着されたアル
ミニュウム板２７を絞り金型でプレス加工して、図２Ｂ
に示すようにＦＥＰフイルム２８を内側としてカプセル
１１に成形し、かつカプセル１１の前面板とＦＥＰフイ
ルム２８とに共通の音孔１２を形成する。次にＦＥＰフ
イルム２８のカプセル１１の前面板１１ａの内面に被着
されている部分に対し電子ビーム分極を行い、図２Ｃに
示すようにエレクトレット高分子フイルム２６を得る。

【０００７】図１Ａの説明に戻り、エレクトレット高分
子フイルム２６の周縁部を除き、狭い間隔、例えば２５
〜４０μm をおいて対向して導電性振動膜２９が配され
る。導電性振動膜２９としては、例えば厚さが２〜４μ
m のＰＥＴ（Polyester)フイルムまたはポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）フイルムの一面にＮｉ，Ａｌな
どを蒸着させて導電層を形成したものを用いることがで
きる。前面板１１ａがその周縁部を残して前方へわずか
押し出されて浅い凹部３１とされ、エレクトレット高分
子フイルム２６の周縁部に導電性振動膜２９の周縁部が
対接されて、凹部３１の深さと対応してエレクトレット
高分子フイルム２６と導電性振動膜２９との間に空隙が
構成される。この凹部３１は図２Ｂ，Ｃで示していない
が、カプセルをプレス加工により作る際に予め作ってお
く。

【０００８】導電性保持体３２がカプセル１１内に収容
され、導電性保持体３２の前面で導電性振動膜２９を保
持すると共に、互いに電気的に接続され、つまり導電性
振動膜２９の前記導電層が導電性保持体３２に対接さ
れ、かつ導電性振動膜２９の背面に導電性保持体３２で
背室１９が構成される。導電性保持体３２は例えば金属
の鍛造品よりなり、カプセル１１に嵌合する円筒状体部
３２ａと、その内部を前後に二分する隔壁部３２ｂとよ
りなる。この導電性保持体３２の前面にエポキシ系導電
性接着剤を塗り、これに張力を与えられた導電性振動膜
２９をその導電層側で接着させる。隔壁部３２ｂと導電
性振動膜２９との間が背室１９となる。カプセル１１の
内周面に高分子フイルム２８が被着されているため、導
電性保持体３２はカプセル１１と電気的に絶縁される。

【０００９】配線基板２４でカプセル１１の背面が塞が
れる。この例では導電性保持体３２の背面に配線基板２
４が対接され、配線基板２４の背面にカプセル１１の後
方端部が折り曲げられて、保持体３２，配線基板２４が
前面板１１ａに押し付けられて固定される。配線基板２
４と隔壁部３２ｂとの間にインピーダンス変換用ＩＣ素
子２１が配され、ＩＣ素子２１の入力端子２２は隔壁部
３２ｂに接続され、出力端子２３および共通端子（図示
せず）は配線基板２４の外側に導出されてその配線に接
続される。またカプセル１１は配線基板２４の共通配線
に接続される。

【００１０】この構成によれば、前面より到来した音響
信号に応じて振動膜２９が振動して、導電性振動膜２９
と前面板１１ａとの間の静電容量が変化し、コンデンサ
マイクロホンとして作用する。エレクトレット高分子フ
イルム２６は前面板１１ａに対してのみ接着剤で接着し
てもよい。導電性振動膜２９として高分子フイルムの両
面に導電層を形成したものを用いてもよい。この場合、
その両導電層を電気的に接続する。導電性保持体３２と
してはその全体を金属材で構成する場合に限らず、絶縁
材で必要な形状とし、その絶縁材の表面に金属メッキを
施して導電性保持体としてもよい。エレクトレット高分
子フイルム２６と振動膜２９との間隔の形成のために前
面板１１ａから保持体３２側に適当な間隔で凸部を設
け、凹部３１を省略してもよい。前面板１１ａの前面は
クロスを張り付けてもよい。

【００１１】図１Ｂに、図１Ａと対応する部分に同一符
号を付けて示すように、導電性保持体３２として軸が短
いもの、例えば図６に示した従来品の振動膜リング１４
と同一のものを用い、導電性保持体３２と配線基板２４
との間に絶縁、例えばＡＢＳ樹脂からなる筒状体３４を
介在させてもよい。この場合、筒状体３４の前面にくぼ
み３５を形成し、ＩＣ素子２１の入力端子２２の端部を
折り曲げて、そのくぼみ３５内に配し、その入力端子２
２の端部が筒状体３４の前面よりわずか前方に位置して
いる状態で、筒状体３４を導電性保持体３２に押し付け
ることにより、入力端子２２が導電性保持体３２に弾性
的に接触して電気的に接続されている。

【００１２】また、この図１Ｂに示すものでは凹部３１
の形成の際に、カプセル１１の前面板１１ａの外面は段
を形成することなく平面とし、外観がよく、かつこの外
面に、アルミニュウムの地肌が光るのを目立たなくする
ために印刷したり、クロスを張ったりする作業がし易い
状態とされている。更に、カプセル１１にプレス加工し
た際に同時に、カプセル１１の後方端部の高分子フイル
ム２８を除去し、アルミニュウムの地肌を出しておき、
このカプセル１１の後方端部を配線基板２４の背面にか
しめつけることにより、カプセル１１が配線基板２４の
共通配線に自動的に接続されるようにされている。筒状
体３４はその背面側が一体に閉塞されているものを示し
ているが、背面が開放面とされていてもよい。カプセル
１１内に振動膜２９を保持した保持体３２を入れ、その
後、ＩＣ素子２１と配線基板２４と筒状体３４とを予め
一体に組立てたものをカプセル１１内に入れるようにす
ることにより容易に組立てることができる。

【００１３】カプセル１１の前面板１１ａの音孔１２の
径と数とを選定して、マイクロホンの周波数特性におけ
る高域で、振動膜２９の共振周波数ｆ₀ によりピークが
生じるのを抑えることができる。例えば、カプセル１１
の外径が９．３mm，振動膜２９の有効直径が７．０mmの
場合、カプセル１１の軸心を中心とする直径が３．５mm
の円上に、直径が１．０mmの音孔１２を等角間隔で５個
形成した場合、または０．８mmの音孔１２を等角間隔で
６個形成した場合は、図３Ａの曲線３６のように感度周
波数特性において高域でピークが生じる。しかし、０．
８mmの音孔１２を５個とした場合は、曲線３７のように
高域のピークがなくなり平坦になる。なお、音孔１２の
直径を更に小さくし、０．６mmのものを５個とするか、
０．８mmのものを４個にすると曲線３８のように高域が
下り過ぎる。従って、直径０．８mmのものを５個設ける
場合が最もよい。

【００１４】図３Ｂに示すように、保持体３２として振
動膜２９を保持する部分を除き、振動膜２９とわずかな
間隔（例えば２０〜３０μm ）を保って保持体３２の内
側を一体に閉塞し、その閉塞部３２ａに音孔３９を形成
し、この音孔３９の径と個数とにより、高域の図３Ａに
おけるピークをおさえるようにしてもよい。この場合音
孔１２としては大きめのもの、例えば１．０mmのものを
５個形成して周波数特性に影響しないようにする。

【００１５】図４Ａに示すように、円形アルミニュウム
板４１の一面にＦＥＰフイルム４２を溶着または接着に
より被着し、音孔１２をあけた後、ＦＥＰフイルム４２
を分極してエレクトレットフイルム２６とし、図４Ｂに
示すようにこのアルミニュウム板４１をアルミニュウム
の筒状体４３の前面開口に圧入して一体化してカプセル
１１としてもよい。同様にアルミニュウム板４１の一面
にエレクトレットフイルム２６を形成したものを図５Ａ
に示すように、筒状体４３の前面つば４３ａに対し、内
面から圧入して押し付けて固定し、カプセル１１として
もよい。

【００１６】上述において、振動膜２９の周縁部とエレ
クトレットフイルム２６との間にスペーサを介在させ
て、製品によるエレクトレットフイルム２６の分極強度
のばらつきを補正してもよい。この場合、凹部３１を省
略してもよい。図１Ｂに示した構造において、図５Ｂに
示すような周波数特性が得られ、５０〜８，０００Hzで
ほゞ平坦特性となっている。

【００１７】

【考案の効果】以上述べたように、この考案によれば従
来のマイクロホンユニットと比較して、少なくとも背極
を必要とせず、それだけ部品点数が少なく、自動組立て
が容易である。特にスペーサも省略する場合は一層自動
組立てに適する。更に、従来においてエレクトレットフ
イルムの振動膜を用いる場合は、厚さを１２．５μm 以
下にすることが困難であり、それだけ感度を高くするこ
とができず、１ＫHzで−４５dBであったが、この考案で
は振動膜２９の厚さを例えば２μm と薄くすることがで
き、図１Ｂの構造で、１ＫHzで−３８dBと７dBも改善す
ることができ、その結果、Ｓ／Ｎも４５dB以上となり、
従来品より５dBよくなった。

【００１８】またカプセルの内面にエレクトレットフイ
ルム２６を形成するため、その厚さを厚く、例えば２５
μm とすることができ、それだけ製品による分極強度の
ばらつきが小さく、かつ安定性がよいものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す断面図。

【図２】この考案の実施例に用いられるカプセルの製造
を説明するための工程断面図。

【図３】Ａは音孔１２と感度の高域特性との関係を示す
図、Ｂはこの考案の他の実施例を示す断面図である。

【図４】Ａはカプセルの製造の他の例を示す斜視図、Ｂ
はそのカプセルを用いたこの考案の他の実施例を示す断
面図である。

【図５】Ａはこの考案の更に他の例を示す断面図、Ｂは
周波数特性図である。

【図６】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
ユニットを示す断面図。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面板に音孔が形成された金属製の円筒
   状カプセルと、そのカプセルの上記前面板の内面に被着
   され、上記音孔と連通した孔を有するエレクトレット高
   分子フイルムと、その高分子フイルムと近接対向して配
   された導電性振動膜と、その導電性振動膜の周縁部を保
   持する導電性保持体と、上記カプセルの背面を塞ぐ配線
   基板と、上記カプセル内に配され、上記保持体、上記配
   線基板および上記カプセルに接続されたインピーダンス
   変換用ＩＣ素子と、を具備するエレクトレットコンデン
   サマイクロホンユニット。
2. 【請求項２】 上記保持体の後方端は上記配線基板と対
   接され、その保持体により上記導電性振動膜の背面側に
   背室を構成していることを特徴とする請求項１記載のエ
   レクトレットコンデンサマイクロホンユニット。
3. 【請求項３】 上記保持体と上記配線基板との間に絶縁
   材の筒状体が介在され、その筒状体により、上記導電性
   振動膜の背面側に背室を構成していることを特徴とする
   請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン
   ユニット。