JP4280619B2 - コンデンサマイクロホン - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロホンカプセルとそれを支持するカプセル支持部とを含むコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しくいえば、マイクロホンカプセルが取り付けられるカプセル支持部側に接点構造に関するものである。
小型のマイクロホンはほとんどがコンデンサマイクロホンであるが、例えば会議場などでよく見かけるグースネック型のコンデンサマイクロホンについて言えば、マイクロホン特性をその場に応じて変更可能とするためマイクロホンカプセルを交換できるようにしたものがある。その一例を図５により説明する。
これによると、このコンデンサマイクロホンは、支持パイプＰの先端に取り付けられたカプセル支持部１０と、カプセル支持部１０に対してネジ嵌合により着脱自在に連結されるマイクロホンカプセル２０とを備えている。通常、支持パイプＰは図示しないスダンドを介して机の上に立てられ、その一部分にフレキシブルシャフトが用いられている。
マイクロホンカプセル２０は例えばアルミニュウム材からなる円筒状の筐体２１を備え、図示しないが、筐体２１内には支持リングに張設された振動板と、絶縁座に支持された例えばエレクトレットボードからなる固定極とが電気絶縁性のスペーサを介して対向的に配置されている。
筐体２１の背面側は裏蓋２２により閉じられており、上記固定極に接続されているコンタクトピン２３が裏蓋２２から突出している。また、筐体２１の背面側には、カプセル支持部１０と連結するための内面に雌ネジ２４１を有する連結ネジ２４が筐体２１と電気的に導通するように固定されている。
カプセル支持部１０は例えば真鍮材よりなる円筒状の筐体１１を備え、この筐体１１内には回路基板１２が筐体の内部を塞ぐように配置されている。回路基板１２上にはインピーダンス変換器（ＦＥＴ；電界効果トランジスタ）１３が実装されている。回路基板１２の下面側には支持パイプＰ内を挿通して引き出された電気ケーブル１７の一端がハンダ付けされる。
インピーダンス変換器１３のゲート端子には、上記コンタクトピン２３に弾性的に接触するようにほぼＶ字状に折り曲げられた板バネからなる接触端子１４の片側がハンダ付けされている。回路基板１２は固定リング１５によって筐体１１内に固定されている。
すなわち、固定リング１５は外周面に雄ネジ１５１を有し、これに対して筐体１１内には回路基板１２を受ける段差部１１１と、上記雄ネジ１５１と螺合する雌ネジ１１２とが設けられ、固定リング１５を上記雌ネジ１１２にねじ込むことにより、回路基板１２が段差部１１１に対して押し付けられるようにして固定される。
なお、固定リング１５の上記雌ネジ１１２に対するねじ込み量は下半分程度で、上半分の雄ネジ１５１がマイクロホンカプセル２０を連結するために残される。回路基板１２を固定した後、インピーダンス変換器１３と固定リング１５との間のくぼみに例えばシリコン樹脂などの充填材１６が充填される。
マイクロホンカプセル２０とカプセル支持部１０は、上記連結ネジ２４の雌ネジ２４１を上記固定リング１５の雄ネジ１５１にねじ込むことにより機械的に連結され、これに伴って上記コンタクトピン２３に上記接触端子１４に弾性的に接触して電気的にも接続される。また、マイクロホンカプセル２０の筐体２１とカプセル支持部１０の筐体１１も上記固定リング１５を介して電気的に導通する。
上記の連結構造によれば、カプセル支持部１０に対してマイクロホンカプセル２０を回すだけでマイクロホンカプセル２０を簡単に着脱することができるが、インピーダンス変換器１３と固定リング１５との間のくぼみに例えばシリコン樹脂などの充填材１６を充填するようにしているため、次のような音響的な問題点，組立作業性上の問題点およびメンテナンス上での問題点があった。
インピーダンス変換器１３と固定リング１５との間にくぼみが存在するとマイクロホンカプセル２０の後部空気室が大きくなり、これが音響的に共振を発生させる要因となってマイクロホンカプセル２０の周波数特性や指向性に悪影響をおよぼすことになる。
これを防止するため、上記従来例ではインピーダンス変換器１３と固定リング１５との間のくぼみをシリコン樹脂などの充填材１６によって埋めるようにしているが、その充填量の管理が難しいため、製品ごとにマイクロホンカプセル２０に対する後部空気室の容積にバラツキが生じ、これがマイクロホンカプセル２０の周波数特性や指向性に微妙な影響を与える。
また、充填材１６を充填したのち乾燥工程を置かなければならないため、その分、余計に時間がかかり生産性が悪い。さらには、メンテナンス時に例えば回路基板１２を取り外すときなどにおいて充填材１６が破損することがあり、そうした場合には充填材１６を全部取り除いて充填作業をやり直さなければならなくなる。
充填材による問題点とは別の問題点として、上記従来例においてはインピーダンス変換器１３のゲート端子に対して接触端子１４をハンダ付けするようにしているため、組立作業が煩雑となり生産性が落ちる。
また、鉛入りハンダを使用する場合には環境への配慮も必要となる。なお、鉛フリーハンダもあるが、鉛フリーハンダは鉛入りハンダよりも高い加熱温度を必要とするばかりでなくコストが高いため、採用することは容易ではない。
したがって、本発明の課題は、マイクロホンカプセルとカプセル支持部とを含むコンデンサマイクロホンにおいて、カプセル支持部側の後部空気室による音響的な共振の発生を確実に防止するとともに、カプセル支持部側に設けられる接触端子の組立性を改善することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、ネジ嵌合手段を介して連結されるマイクロホンカプセルとカプセル支持部とを含み、上記マイクロホンカプセル内には振動板と固定極とが対向的に配置されているとともに、上記固定極から上記カプセル支持部側に向けてコンタクトピンが引き出されており、上記カプセル支持部にはインピーダンス変換器を有する回路基板と、上記インピーダンス変換器の所定端子と電気的に接続され上記コンタクトピンに対して弾性的に接触する板バネからなる接触端子とが設けられており、上記ネジ嵌合手段を介して上記マイクロホンカプセルと上記カプセル支持部とを連結するに伴って、上記コンタクトピンと上記接触端子とが電気的に接触するコンデンサマイクロホンにおいて、上記インピーダンス変換器が上記回路基板の反マイクロホンカプセル側の裏面に実装され、上記回路基板のマイクロホンカプセル側の上面には所定の導通手段を介して上記インピーダンス変換器の所定端子と電気的に接続される電極パターンが形成されており、上記接触端子が上記電極パターンと接触する底板と、上記底板の一端から上記マイクロホンカプセル側にほぼ直角に立ち上がる側板と、上記側板の上端から所定の角度で立ち上がる接点片とを有するほぼコ字状に形成されているとともに、上記接触端子内の上記底板上に配置される電気絶縁性のブロック体と、上記接点片を上方に突出させた状態で上記ブロック体に嵌合される開口部を有し、上記ブロック体と上記回路基板の周縁部との間に配置される電気絶縁性のキャップ部材と、上記キャップ部材の周縁部を上記回路基板に押し付けながら上記カプセル支持部の筐体内に装着される固定リングとを備えていることを特徴としている。
本発明において、上記接触端子と上記電極パターンとの信頼性の高い電気的接続を実現するうえで、上記接触端子の上記底板の下面側には上記電極パターンに対する接触突起が形成されていることが好ましい。
上記キャップ部材は硬質樹脂，軟質樹脂のいずれでもよいが、カプセル支持部側の後部空気室の容積を気密性高くできるだけ小さな一定値に抑えるうえで、上記キャップ部材はゴム弾性体からなることが好ましい。
また、交換のためカプセル支持部に対してマイクロホンカプセルを回す際に、それに伴う上記接触端子の回転やねじれを防止するため、上記キャップ部材の上記開口部には上記接触端子に対する回転防止手段が設けられていることが好ましい。
また、上記マイクロホンカプセルの筐体と上記カプセル支持部の筐体とが上記固定リングを介して電気的に接続されるとともに、上記回路基板の周縁部には上記インピーダンス変換器のグランドパターンが上記カプセル支持部の筐体と上記固定リングとにそれぞれ接触可能に形成されている態様も本発明の特徴に含まれる。
本発明によれば、カプセル支持部側の後部空気室の容積がキャップ部材により気密性高くできるだけ小さな一定値に抑えられるため音響的な共振が発生することがない。また、キャップ部材はブロック体にはめ込むだけでよいとともに、接触端子の取り付けにハンダを使用しないため、組立作業性が大幅に改善される。
また、メンテナンス時にも容易に分解・再組立を行うことができる。さらには、マイクロホンカプセルの筐体およびカプセル支持部の筐体を確実に回路基板のグランドパターンに接続することができる。
次に、図１ないし図４により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に本発明のコンデンサマイクロホンに含まれるカプセル支持部１０Ａとマイクロホンカプセル２０とを分離して示す。図２はカプセル支持部１０Ａの平面図、図３はカプセル支持部１０Ａに設けられる接触端子１４０とブロック体１８０とを分離して示す側面図、図４（ａ）〜（ｃ）はカプセル支持部１０Ａ内に収納される回路基板１２０の平面図，側面図および底面図である。
これらの図において、先の図５により説明した上記従来例と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素には同じ参照符号を付している。この実施形態の説明において、マイクロホンカプセル２０側の構成は上記従来例と同一であってよいため、その説明は省略し、もっぱらカプセル支持部１０Ａの構成について説明する。
図１の例においても、カプセル支持部１０Ａはグースネック型の支持パイプＰの先端に保持される円筒状の筐体１１を備えている。筐体１１には真鍮やアルミニウムなどの金属材が用いられる。なお、本発明のコンデンサマイクロホンは例えば衣類に付けて使用されるピンマイクロホンであってもよい。
筐体１１内には回路基板１２０が収納されるとともに、筐体１１内で回路基板１２０を固定する固定リング１５０がねじ込まれる。そのため、筐体１１内には回路基板１２０の周縁部を受け止める段差部１１１と、固定リング１５０用の雌ネジ１１２とが形成されている。
図１および図４（ｃ）に示すように、本発明において、インピーダンス変換器（この例ではＦＥＴ）１３は回路基板１２０の裏面側（反マイクロホンカプセル側）に実装され、これに伴って、図４（ａ）に示すように、回路基板１２０の上面側（マイクロホンカプセル側）にはスルーホール１２１を介してインピーダンス変換器１３のゲート端子と接続されるゲート電極パターン１２２が形成されている。
回路基板１２０の上面側に、マイクロホンカプセル２０側のコンタクトピン２３に対して接触する接触端子１４０がブロック体１８０を抱えた状態で載置される。図３に示すように、接触端子１４０は底板１４１と、底板１４１の一端からマイクロホンカプセル２０側にほぼ直角に立ち上がる側板１４２と、側板１４２の上端から所定の角度で斜め上方に立ち上がる接点片１４３とを有するほぼコ字状に形成されており、その全体が板バネ材よりなる。
底板１４１は回路基板１２０のゲート電極パターン１２２上に配置されるコンタクト部であり、ゲート電極パターン１２２との信頼性の高い電気的接続を実現するうえで、底板１４１の下面側に電極パターン１２２と点状もしくは線状に接触する接触突起１４１ａを形成することが好ましい。接触突起１４１ａの形状は山形，半円状のボス，リブ状など任意に選択されてよい。
ブロック体１８０はシリコン樹脂などの適度な弾性を有する合成樹脂から形成され、その大きさおよび形状は接触端子１４０内に抱え込まれることから、側板１４２とほぼ同じ高さを有する円柱体であることが好ましい。このブロック体１８０は接触端子１４０の原形を保つためと、後述するキャップ部材１６０とともに接触端子１４０を上記ゲート電極パターン１２２上に位置決めする役割を担っている。
接触端子１４０をブロック体１８０とともに上記ゲート電極パターン１２２上に位置決めするため、電気絶縁性のキャップ部材１６０が用いられる。キャップ部材１６０は接触端子１４０の接点片１４３を上方に突出させた状態でブロック体１８０に嵌合される開口部１６１と、ブロック体１８０と回路基板１２０の周縁部との間に配置されるほぼ傘形状の裾部１６２とを備えている。
キャップ部材１６０は硬質樹脂，軟質樹脂のいずれでもよいが、カプセル支持部１０Ａ側の後部空気室の容積を気密性高くできるだけ小さな一定値に抑えるうえで、天然もしくは合成のゴム弾性体からなることが好ましい。
また、交換のためカプセル支持部１０Ａに対してマイクロホンカプセル２０を回す際に、それに伴う接触端子１４０の回転やねじれを防止するため、キャップ部材１６０の開口部１６１には接触端子１４０に対する回転防止手段が設けられていることが好ましい。そのため、この例においては開口部１６１の上方に、コンタクトピン２３により押圧されているときの接点片１４３が係合する係合溝１６１ａを形成している。
固定リング１５０は上記従来例の固定リング１５と同じく、その外周面に筐体１１に形成されている雌ネジ１１２とマイクロホンカプセル２０側の雌ネジ２４１とに螺合する雄ネジ１５１を備えているが、この固定リング１５０の内面側にはキャップ部材１６０の裾部１６２を回路基板１２０に対して押し付ける段部１５２が形成されている。なお、固定リング１５０に付されている参照符号１５３は、固定リング１５０を回す図示しない工具用の引っ掛け孔である。
このように、固定リング１５０を締め付けることにより、キャップ部材１６０の裾部１６２が回路基板１２０に押し付けられるとともに、回路基板１２０の周縁部が固定リング１５０の下端と筐体１１の段差部１１１との間で固定されるが、気密性をさらに高めるため、キャップ部材１６０の裾部１６２と回路基板１２０との間に図示しないリング状のゴムパッキンを介在させてもよい。
また、マイクロホンカプセル２０の筐体２１とカプセル支持部１０Ａの筐体１１は固定リング１５０を介して電気的に接続されるが、図４（ａ），（ｃ）に示すように、回路基板１２０の周縁部の上下両面にインピーダンス変換器１３のゲート端子以外のグランド端子（ソースもしくはドレイン）と接続されるグラントパターン１２３を形成することにより、上記両筐体２１，１１を確実に回路基板１２０のグラントに接続することができる。
なお、回路基板１２０の上面側のグラントパターン１２３についてはスルーホール１２４を介して下面側のグラントパターン１２３と導通させることができる。また、支持パイプＰ内を挿通して引き出される電気ケーブル１７については、上記従来例と同じく、回路基板１２０の下面側の所定パターンにハンダ付けされてよい。
１０Ａ カプセル支持部
１１ 筐体
１１１ 段差部
１１２ 雌ネジ
１２０ 回路基板
１２２ ゲート電極パターン
１２３ グランドパターン
１３ インピーダンス変換器
１４０ 接触端子
１４１ 底板
１４２ 側板
１４３ 接触片
１５０ 固定リング
１６０ キャップ部材
１６１ 開口部
１６２ 裾部
１８０ ブロック体
２０ コンデンサマイクロホンカプセル
２１ 筐体
２２ 裏蓋
２３ コンタクトピン
２４ 連結ネジ
２４１ 雌ネジ
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２１ 筐体
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Claims (5)
- ネジ嵌合手段を介して連結されるマイクロホンカプセルとカプセル支持部とを含み、上記マイクロホンカプセル内には振動板と固定極とが対向的に配置されているとともに、上記固定極から上記カプセル支持部側に向けてコンタクトピンが引き出されており、上記カプセル支持部にはインピーダンス変換器を有する回路基板と、上記インピーダンス変換器の所定端子と電気的に接続され上記コンタクトピンに対して弾性的に接触する板バネからなる接触端子とが設けられており、上記ネジ嵌合手段を介して上記マイクロホンカプセルと上記カプセル支持部とを連結するに伴って、上記コンタクトピンと上記接触端子とが電気的に接触するコンデンサマイクロホンにおいて、
上記インピーダンス変換器が上記回路基板の反マイクロホンカプセル側の裏面に実装され、上記回路基板のマイクロホンカプセル側の上面には所定の導通手段を介して上記インピーダンス変換器の所定端子と電気的に接続される電極パターンが形成されており、
上記接触端子が上記電極パターンと接触する底板と、上記底板の一端から上記マイクロホンカプセル側にほぼ直角に立ち上がる側板と、上記側板の上端から所定の角度で立ち上がる接点片とを有するほぼコ字状に形成されているとともに、
上記接触端子内の上記底板上に配置される電気絶縁性のブロック体と、上記接点片を上方に突出させた状態で上記ブロック体に嵌合される開口部を有し、上記ブロック体と上記回路基板の周縁部との間に配置される電気絶縁性のキャップ部材と、上記キャップ部材の周縁部を上記回路基板に押し付けながら上記カプセル支持部の筐体内に装着される固定リングとを備えていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。 - 上記接触端子の上記底板の下面側には上記電極パターンに対する接触突起が形成されている請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。
- 上記キャップ部材がゴム弾性体からなる請求項１または２に記載のコンデンサマイクロホン。
- 上記キャップ部材の上記開口部には上記接触端子に対する回転防止手段が設けられている請求項１，２または３に記載のコンデンサマイクロホン。
- 上記マイクロホンカプセルの筐体と上記カプセル支持部の筐体とが上記固定リングを介して電気的に接続されるとともに、上記回路基板の周縁部には上記インピーダンス変換器のグランドパターンが上記カプセル支持部の筐体と上記固定リングとにそれぞれ接触可能に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホン。
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