JP4740734B2 - コンデンサマイクロホン用振動板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホン用振動板およびその製造方法に関し、さらに詳しく言えば、振動板の端部が支持リングから剥離し難いようにしたコンデンサマイクロホン用振動板およびその製造方法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固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる電気音響変換器を備え、音波を静電容量に変換して音声信号として出力する。したがって、振動板はコンデンサマイクロホンの特性を支配する重要な構成要素である。

図４に示すように、コンデンサマイクロホンの振動板１は、薄膜フィルムからなる振動板素材１０を金属製である円形の支持リング２０の片側面に適切な張力を付与した状態で接着材３０を介して貼着することにより構成され、振動板素材１０がスペーサを介して固定極と対向的に配置される。

実際の製造工程では、図５に示すように、支持リング２０よりも大きなマザーの薄膜フィルム１１から振動板１が多数個取りされる。マザーの薄膜フィルム１１には、通常、厚さが１．２〜１６μｍ程度であって、片面にコンデンサの一方の極となる金属蒸着膜１２を有するプラスチックフィルムが用いられる。

マザーの薄膜フィルム１１に所定の張力を加えた状態で、その金属蒸着膜１２側に支持リング２０を接着材３０を介して貼着し、接着材３０を硬化させたのち、マザーの薄膜フィルム１１を図５の矢印で示す支持リング２０の外径に沿って切断することにより、マザーの薄膜フィルム１１から振動板１を取り出す（切り出す）。

ところで、支持リング２０はプレスなどにより円形のリング状に作成され、平坦性が要求される場合には平面研磨が行われる。そして、防錆のためにメッキが施される。このメッキ工程では、もっぱら生産性の観点から、ガラメッキと称するメッキ処理が行われる。

すなわち、ガラメッキでは、多数の支持リング２０をメッキかごに入れ、メッキむらが生じないようにするため、そのメッキかごをメッキ液中で回転させたり揺動させるようにしている。その際、支持リング同士の接触やメッキかごとの接触により、図６に示すように、支持リング２０の角部２０ａに丸みが付けられる。この丸みはほとんどの支持リングに付けられる。

この丸みが付けられた支持リング２０が接着材３０を介してマザーの薄膜フィルム１１に貼着されるのであるが、安価な携帯電話機用途などのコンデンサマイクロホンの場合、振動板素材１０には比較的厚みのある例えば４〜１６μｍ程度のフィルムが用いられ、このフィルムに高い張力をかけた状態（振動板の共振周波数にして１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度）で、支持リング２０を貼着するようにしている。

この場合、振動板素材１０の張力が高いため、接着材３０の厚さも厚くするようにしているが、上記した用途の安価なコンデンサマイクロホンの場合、特性を劣化させるおそれはない。また、接着材３０の収縮による振動板素材１０の変位についても、振動板素材１０の張力が高いことから、余り問題とはならない。

また、マザーの薄膜フィルム１１を切断して振動板１を取り出す場合においても、振動板素材１０が厚いこと，接着材３０の層厚が厚いこと，支持リング２０に機械的応力が加わってもマイクロホンとしての特性変化が少ないことから、プレスによる切断を適用することができる。

その際、上記したように、メッキ処理工程で支持リング２０の角部２０ａに丸みがつけられていても、接着材３０の層厚が厚いため、振動板素材１０の周縁が支持リング２０から剥がれてしまうことはほとんどない。

しかしながら、例えば単一指向性コンデンサマイクロホンでは、振動板素材１０に１．２〜４μｍ程度のきわめて薄いフィルムが用いられ、低い張力で支持リング２０に貼着するようにしている。また、接着材３０の層厚も薄くされる。

このように、振動板１が例えば単一指向性コンデンサマイクロホン用途の場合、振動板素材１０がきわめて薄いこと，接着材３０の層厚も薄いこと，振動板素材１０の張力も低いこと，これに加えて上記したように支持リング２０の角部２０ａに丸みを付けられていることから、マザーの薄膜フィルム１１から振動板１を取り出すにあたって、プレスによりマザーの薄膜フィルム１１を切断すると、切断後に図示しないプレス型を初期位置に戻す際、図７に示すように、そのプレス型に引き連れられて振動板素材１０の周縁１０ａが支持リング２０から剥がれてしまうことがある。

図７（ａ）は振動板素材１０の周縁１０ａが剥がされた振動板１を示す平面図，図７（ｂ）はその剥がされた部分を拡大して示す断面図であり、多くの場合、図７（ａ）に示すように、振動板素材１０の周縁１０ａの一部分が三日月状に剥がされる。

プレスではなく、カッターを用いて切断する場合にも、カッターに引き連れられて同様な剥離が生ずることがある。また、仮に振動板素材１０を剥離が生じないように切断し得たとしても、例えば搬送工程での他の部品との接触や、マイクユニットケースへの組み込み時のケース内面との接触などにより、振動板素材１０の周縁１０ａが剥がされてしまうこともある。

この剥離部分が支持リング２０の内側にまで達すると、振動板素材１０の張力を維持することができなくなるため、電気音響変換器を組み立てた場合、その周波数応答に不具合が発生する。また、剥離部分が折り返されるようにしてマイクユニットケース内に組み込んだ場合、そのフィルム厚により振動板と固定極との距離が変化してしまうため、設計どおりの周波数応答が得られなくなる。

そればかりでなく、折り返された部分の金属蒸着膜と固定極間の沿面距離が減少するため、漏洩電流が発生しやすくなる。この漏洩電流はマイクロホンに雑音を発生させるため、好ましくない。とりわけ、高湿時には固定極を支持する絶縁座の表面抵抗が低下することから大きな問題となる。

したがって、本発明の課題は、薄膜フィルムからなる振動板素材を支持リングに所定の張力を付与した状態で接着材により貼着してなるコンデンサマイクロホン用振動板において、振動板素材の周縁部が支持リングから簡単には剥がれないようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、薄膜フィルムからなる振動板素材が、支持リングの片側面に接着材を介して貼着されているコンデンサマイクロホン用振動板において、上記振動板素材の外径が上記支持リングの外径よりも小径であって、上記振動板素材の周縁部が全周にわたって、上記支持リングの外径端よりも内側に配置されていることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、薄膜フィルムからなる振動板素材を支持リングの片側面に接着材を介して貼着してなるコンデンサマイクロホン用振動板の製造方法において、所定の張力が付与された上記薄膜フィルムに上記接着材を介して上記支持リングを貼着したのち、上記薄膜フィルムを所定の切断手段にて上記支持リングの内径側の上方から外径端にかけて上記接着材の一部分を含めて斜めに切除することにより、上記振動板素材の外径が上記支持リングの外径よりも小径とされ、上記振動板素材の周縁部が全周にわたって、上記支持リングの外径端よりも内側に配置されることを特徴としている。

上記請求項２で使用する上記切断手段は、切断作業を容易に行ううえで、請求項３に記載されているように、回転切断刃をその回転軸と直交する方向に微振動させる振動型切断工具を用いることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、振動板素材の周縁部が全周にわたって支持リングの外径端よりも内側に配置されていることにより、振動板の搬送時や、振動板のマイクユニットケース内への組み込み時に、振動板素材の周縁部が周辺の他の部材と接触することがなく、したがって、振動板素材の周縁部の剥離現象がほとんど生ずることがない。

また、請求項２に記載の発明によれば、所定の張力が付与された薄膜フィルムに接着材を介して支持リングを貼着したのち、薄膜フィルムを所定の切断手段にて支持リングの内径側の上方から外径端にかけて接着材の一部分を含めて斜めに切除する、という簡単な作業により、請求項１に記載の振動板を得ることができる。

なお、請求項２に記載の発明は、所定の張力が付与されたマザーの薄膜フィルムに接着材を介して支持リングを貼着し、別の切断手段（例えばプレス）によってそのマザーの薄膜フィルムから取り出された振動板に適用されてもよい。

次に、図１ないし図３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，図２は本発明による振動板の製造工程を説明するための要部拡大断面図、図３は本発明によって得られた振動板を示す平面図である。なお、先の従来例で説明した構成要素と変更を要しない構成要素については同じ参照符号を用いる。

まず、図１に示すように、マザーの薄膜フィルム１１に所定の張力を加えた状態で、支持リング２０を接着材３０を介して貼着する。マザーの薄膜フィルム１１には、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂フィルムが用いられる。フィルムの厚さは、単一指向性コンデンサマイクロホン用途の場合には１．２〜４μｍ程度，例えば安価な携帯電話機用途の場合には４〜１６μｍ程度のものが選択される。

支持リング２０には、プレスにより円形に打ち抜かれた金属リングが用いられる。支持リング２０は、必要に応じて平面研磨が行われ、防錆のためにメッキが施される。このメッキは、上記したようにガラメッキと称するメッキ処理が適用されるため、支持リング２０の角部２０ａには丸みが付けられている。接着材３０は、例えばエポキシ系接着材などであってよい。

接着材３０を硬化させたのち、マザーの薄膜フィルム１１から振動板を取り出すにあたって、本発明では、図１の一点鎖線Ｃで示すように、マザーの薄膜フィルム１１を所定の切断手段にて支持リング２０の内径側の上方から外径端の角部２０ａにかけて接着材３０の一部分を含めて斜めに切除する。

図２に切除後の状態を示し、図３にマザーの薄膜フィルム１１から取り出された本発明の振動板１Ａを示すが、この振動板１Ａにおいては、上記したようにマザーの薄膜フィルム１１を斜めに切断することにより、振動板素材１０の周縁部１０ｅがその全周にわたって支持リング２０の外径端面２０ｂよりも内側にある。

これにより、搬送時や組み立て時などでの振動板同士もしくは他の部品との接触による振動板素材１０の周縁部１０ｅの剥がれやめくれを大幅に少なくすることができる。このことは、振動板組立体に起因するコンデンサマイクロホンの周波数応答，感度，Ｓ／Ｎなどの性能劣化の発生を防止できることを意味し、不良品が減少するため、全体としてコスト低減につながる。

なお、支持リング２０の外径端面２０ｂに対する図１の一点鎖線Ｃで示す仮想切断線の交差角θは、平行の場合を０゜として、０゜＜θ＜９０゜の範囲内で任意に決められてよいが、小さくしすぎると、振動板素材１０の周縁部１０ｅが支持リング２０の外径端面２０ｂに近づくため、他の部品との接触により剥離が発生し易くなり、他方、大きくしすぎると、接着材３０の削り取り量が多くなり、接着力が低下することになりかねない。したがって、上記交差角θの好ましい角度は３〜１０゜，より好ましくは７゜程度である。

また、使用する切断手段は、ナイフのような刃物であってもよいが、接着材３０の一部分を含めてきれいに、かつ、手際よく削り取るには、回転切断刃をその回転軸と直交する方向に微振動させる振動型切断工具を使用することが好ましい。この種の振動型切断工具には、例えばキソパワーツール社のＰＲＯＸＸＯＮルーター（商品名）がある。

以上、図示の例に基づいて本発明を説明したが、本発明の製造方法は、上記従来例で説明したように、所定の張力が付与されたマザーの薄膜フィルムに接着材を介して支持リングを貼着し、プレスによってそのマザーの薄膜フィルムから取り出された振動板に適用されてもよい。

本発明による振動板の製造工程を説明するための要部拡大断面図。 本発明による振動板の製造工程を説明するための要部拡大断面図。 本発明によって得られた振動板を示す平面図。 従来の一般的な振動板を示す断面図。 従来の一般的な振動板の製造方法を説明するための分解断面図。 振動板に用いられる支持リングの一部拡大断面図。 （ａ）剥離が生じた振動板を示す平面図，（ｂ）その剥離部分を示す一部拡大断面図。

符号の説明

１Ａ 振動板
１０ 振動板素材
１０ｅ 周縁部
１１ マザーの薄膜フィルム
２０ 支持リング
２０ｂ 外径端面
３０ 接着材

Claims (3)

1. 薄膜フィルムからなる振動板素材が、支持リングの片側面に接着材を介して貼着されているコンデンサマイクロホン用振動板において、
   上記振動板素材の外径が上記支持リングの外径よりも小径であって、上記振動板素材の周縁部が全周にわたって、上記支持リングの外径端よりも内側に配置されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン用振動板。
2. 薄膜フィルムからなる振動板素材を支持リングの片側面に接着材を介して貼着してなるコンデンサマイクロホン用振動板の製造方法において、
   所定の張力が付与された上記薄膜フィルムに上記接着材を介して上記支持リングを貼着したのち、上記薄膜フィルムを所定の切断手段にて上記支持リングの内径側の上方から外径端にかけて上記接着材の一部分を含めて斜めに切除することにより、上記振動板素材の外径が上記支持リングの外径よりも小径とされ、上記振動板素材の周縁部が全周にわたって、上記支持リングの外径端よりも内側に配置されることを特徴とするコンデンサマイクロホン用振動板の製造方法。
3. 上記切断手段として、回転切断刃をその回転軸と直交する方向に微振動させる振動型切断工具を用いる請求項２に記載のコンデンサマイクロホン用振動板の製造方法。

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