JP4747057B2

JP4747057B2 - マイクロホンの出力コネクタ

Info

Publication number: JP4747057B2
Application number: JP2006250338A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008072545A

Description

本発明はマイクロホンの出力コネクタに関し、さらに詳しく言えば、コンデンサマイクロホン用の出力コネクタで例えば携帯電話機などから発生される高い周波数の電磁波が出力コネクタからマイクケース内に入り込まないようにする技術に関するものである。

コンデンサマイクロホンは、そのマイクロホンユニットのインピーダンスがきわめて高いため、ＦＥＴ（電界効果トランジタ）などのインピーダンス変換器を内蔵している。通常、コンデンサマイクロホンにおいてはファントム電源が用いられ、マイク音声信号はファントム電源用の平衡シールドケーブルを介してミキサなどに出力される。

上記平衡シールドケーブルを接続するため、マイクケース（手持ち式マイクロホンにおいてはマイクグリップ）側には３ピンタイプの出力コネクタが設けられる（例えば、特許文献１参照）。上記出力コネクタはＥＩＡＪＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ」に規定されているコネクタであり、その構成を図７ないし図９により説明する。

図７は出力コネクタをマイクケース内に装着した状態で示す断面図，図８は出力コネクタをマイクケースから抜き出して示す正面図で、図７において出力コネクタは図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図で示されている。図９は出力コネクタの平面図である。

これによると、出力コネクタ１０はＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）樹脂などの電気絶縁体からなる円盤状のコネクタ基台１１を備えている。コネクタ基台１１には３本のピン、すなわち接地用の１番ピンＥ，信号のホット側の２番ピンＳＨおよび信号のコールド側の３番ピンＳＣとが例えば圧入により貫設されている。

手持ち式マイクロホンについて言えば、図７に示すように、出力コネクタ１０はマイクグリップの端部にネジ止めされるコネクタ収納筒２０内に装着される。通常、コネクタ収納筒２０を含めてマイクグリップは真鍮などの金属材からなり、内蔵される電気部品のシールドケースとしても作用する。

コネクタ基台１１内には接地用の１番ピンＥをコネクタ収納筒２０に電気的に接続するための雄ネジ１２が設けられている。雄ネジ１２はコネクタ基台１１の半径方向に穿設されているネジ収納穴１３に収納されているとともに、コネクタ基台１１にはネジ収納穴１３内において雄ネジ１２と螺合する雌ネジ１４ａを有するアース端子板１４が設けられている。

図９の平面図に示すように、アース端子板１４と接地用の１番ピンＥは接続金具１５を介して導通されている。図７に示すように、コネクタ収納筒２０に穿設されている丸孔２１から図示しないドライバにより雄ネジ１２を回して同雄ネジ１２を丸孔２１の周縁に当接させる。

これにより、接地用の１番ピンＥとコネクタ収納筒２０とが雄ネジ１２，アース端子板１４および接続金具１５を介して電気的に接続される。また、これとは別に図８，図９に示すように接地用の１番ピンＥにはコネクタ収納筒２０の内面に接する板バネ１６が連結され、この板バネ１６により接地用の１番ピンＥとコネクタ収納筒２０の導通がとられることもある。

出力コネクタ１０に図示しないファントム電源側から引き出されているマイクケーブル（平衡シールドケーブル）が接続された状態において、強い電磁波がマイクロホンやマイクケーブルに加えられると、その電磁波が出力コネクタ１０からマイクロホンの内部に入り込み、インピーダンス変換器で復調され可聴周波数の雑音としてマイクロホンから出力されてしまうことがある。

このような出力コネクタ１０からマイクロホン内部への電磁波の入り込みを防止する方法の一つとして、従来では接地用の１番ピンＥとホット側の２番ピンＳＨとの間と、接地用の１番ピンＥとコールド側の３番ピンＳＣとの間に高周波を短絡させるように動作するコンデンサ素子をそれぞれ接続するとともに、ホット側の２番ピンＳＨとコールド側の３番ピンＳＣとを高周波侵入阻止用のインダクタ素子を介してコネクタ収納筒２０などのマイクケースに接続するようにしている。

これによれば、通常の放送電波，例えばＨＦ，ＶＨＦ，ＵＨＦなどによる電磁波に対してはほとんど問題なくその侵入を阻止することができる。しかしながら、近年の携帯電話機などの普及によってより高い周波数の電磁波がマイクロホンの近傍で使用される機会が増えており、この種の高い周波数の電磁波に対しては有効でない場合がある。

すなわち、上記出力コネクタ１０には３本のピンＥ，ＳＨ，ＳＣが貫設されているが、そのピンとピンとの間には電磁波が侵入するシールドされていない部分がある。また、出力コネクタ１０のコネクタ収納筒２０に接地される部分が上記した固定用の雄ネジ１２および／または接地用の１番ピンＥに取り付けられた板バネ１６であるため、その接触部分が高周波的にインピーダンスを持ち高周波的に十分接地されていない。

したがって、コンデンサ素子およびインダクタ素子を上記のように接続して高周波を阻止するフィルタ回路を構成しても、携帯電話機などで使用される高い周波数に対しては十分な効果が得られないことがある。

また、上記フィルタ回路に含まれるコンデンサ素子は高周波電流をよく通すように動作する。このため、コンデンサ素子がマイクロホンのシールド内にあると、高周波電流がコンデンサ素子に流れ、周辺部品や回路パターンに高周波電流を誘起させるため、好ましくない。

また、コンデンサには最大定格電圧があり、これを超えて電圧が印加されるとコンデンサは破壊する。完全に破壊したコンデンサはコンデンサとしての機能を失うが、その破壊の程度が低い場合にはコンデンサの機能がある程度維持されることから、これが新たな原因となって雑音が発生することがある。

そこで、本出願人は、上記の問題を解決したマイクロホンの出力コネクタを先に出願している（特許文献２参照）。この特許文献２に記載のマイクロホンの出力コネクタでは、コネクタ基台上に配置されるプリント配線板と、プリント配線板を覆うシールドカバーとを含み、プリント配線板は両面基板で基板下面側に銅箔のベタパターンからなるシールド層を有し、基板上面側には高周波侵入阻止用のコンデンサ素子と静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子とが並列として実装されており、基板上面のほぼ全体がシールドカバーにより覆われている、という構成が採用されている。

この構成によれば、コネクタ基台に貫設される３本のピンの各間がプリント配線板のシールド層により電磁的に遮蔽される。また、プリント配線板の上面（部品実装面）には高周波侵入阻止用のコンデンサ素子と静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子とが並列的に実装されるが、その部品実装面がシールドカバーにて覆われるため、コンデンサに至るまでの配線からマイクロホン内部に高周波が輻射されることが防止される。また、ツェナーダイオード素子によりコンデンサ素子を静電気破壊から保護することができる。

しかしながら、プリント配線板の部品実装面である上面側を覆うシールドカバーが必要であるため、まず、その分のコストがかかる。また、例えば設計仕様が古く３ピンプラグの変更が困難な場合や、指定されたコネクタを使用せざるを得ないような場合には、上記特許文献２に記載のマイクロホンの出力コネクタの構成を適用することができないことがある。このような場合、新たに金型を起こして、それに適合し得るコネクタを作製することになるが、不経済であり好ましくない。

特開平１１−３４１５８３号公報特開２００５−３１１７５２号公報

したがって、本発明の課題は、構成および組み立てが簡単でありながら、携帯電話機などから放射される強い電磁波に起因する高周波電流のマイクロホン内への侵入を確実に阻止することができる低コストのマイクロホンの出力コネクタを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピン，信号用の２番ピン，３番ピンを貫設してなる３ピンタイプの出力コネクタで、コンデンサマイクロホンが有する導電性のマイクケースの端部内に上記１番ピンが上記マイクケースに導通された状態で装着されるマイクロホンの出力コネクタにおいて、上記３本のピンを挿通して上記コネクタ基台の上記マイクケースの内側に面する基台内面側に配置されるプリント配線板を備え、上記プリント配線板は両面基板で、上記基台内面に対して反対側の基板上面には、上記２番ピン，３番ピンに対しては非導通で上記１番ピンとは導通する銅箔のベタパターンよりなるシールド層が上記基板上面のほぼ全面にわたって形成されており、上記基台内面と対向する基板下面には、高周波電流の上記マイクケース内への侵入を防止するコンデンサ素子を含むフィルタ回路が形成されているとともに、上記プリント配線板に穿設されているピン挿通孔が対応する上記ピンに対して偏心して配置されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記プリント配線板に穿設される上記１番ピン用の第１ピン挿通孔，上記２番ピン用の第２ピン挿通孔および上記３番ピン用の第３ピン挿通孔はいずれも上記各ピンよりも大径の同一径孔であり、上記各ピン挿通孔の半径と上記各ピンの半径との差をΔｔとして、上記第１ないし第３ピン挿通孔のうちのいずれか１つのピン挿通孔が対応する上記ピンに対して第１の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、残りの２つのピン挿通孔が対応する上記各ピンに対して上記第１の方向とは逆の第２の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、上記第３ピン挿通孔が対応する上記３番ピンに対して上記コネクタ基台の中心側もしくは反中心側に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、上記第１ピン挿通孔および上記第２ピン挿通孔が対応する上記１番ピンおよび上記２番ピンに対して上記第３ピン挿通孔とは逆方向に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていること特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、両面基板からなるプリント配線板のコネクタ基台の基台内面に対して反対側の基板上面に銅箔のベタパターンよりなるシールド層が形成され、基台内面と対向する基板下面に高周波電流の上記マイクケース内への侵入を防止するコンデンサ素子を含むフィルタ回路が形成されていることにより、上記プリント配線板をコネクタ基台に植設されている３本のピンに挿通して取り付けるだけで、別途にシールドカバーを設けることなく、基板上面側のシールド層によりコンデンサ素子がマイクロホンのシールドの外側に配置されることになるため、マイクロホンのシールドの中に外来電磁波に起因してコンデンサ素子に流れる高周波電流が流れ込むことがなく、これにより雑音の発生が抑えられる。

また、別途にシールドカバーを設ける必要がない分、コスト削減を図ることができるとともに、既存のしかも設計仕様の古い機種であって３ピンプラグの変更が困難なものに対しては、そのピンプラグの位置に合わせてプリント配線板のピン挿通孔を穿設するだけで対応することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、プリント配線板に穿設される１番ピン用の第１ピン挿通孔，２番ピン用の第２ピン挿通孔および３番ピン用の第３ピン挿通孔はいずれも各ピンよりも大径の同一径孔であり、各ピン挿通孔の半径と各ピンの半径との差をΔｔとして、第１ないし第３ピン挿通孔のうちのいずれか１つのピン挿通孔が対応するピンに対して第１の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、残りの２つのピン挿通孔が対応する上記各ピンに対して上記第１の方向とは逆の第２の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていることにより、プリント配線板を３本のピンに挿通するだけでプリント配線板を所定の位置に固定することができる。

ＥＩＡＪＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ」に規定されているコネクタでは、１番ピン〜３番ピンはほぼ二等辺三角形の各頂点に配置され、３番ピンが１番ピンと２番ピンとのほぼ中間に配置されることから、請求項３に記載の発明によれば、第３ピン挿通孔が対応する３番ピンに対してコネクタ基台の中心側もしくは反中心側に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、第１ピン挿通孔および第２ピン挿通孔が対応する１番ピンおよび２番ピンに対して第３ピン挿通孔とは逆方向に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていることにより、プリント配線板を３本のピンに対して安定して固定することができる。

次に、図１ないし図６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は本発明によるマイクロホンの出力コネクタ１０Ａを示す正面図，図２は図１のＡ−Ａ線断面図，図３は平面図である。

本発明の出力コネクタ１０Ａは、先の図７ないし図９で説明した従来の出力コネクタ１０と同じく、基本的な構成として、ＰＢＴなどの合成樹脂から円盤状に形成されたコネクタ基台１１を備え、コネクタ基台１１には接地用の１番ピンＥ，信号のホット側の２番ピンＳＨおよび信号のコールド側の３番ピンＳＣの３本のピンが例えば圧入により貫設されている。

また、コネクタ基台１１にはコネクタ収納部２０（図７参照）に対する固定用の雄ネジ１２が設けられている。この雄ネジ１２はコネクタ基台１１の半径方向に穿設されているネジ収納穴１３内においてアース端子板１４の雌ネジ１４ａと螺合している。アース端子板１４はコネクタ基台１１に立設されており、先の図９で示したように、接続金具１５を介して接地用の１番ピンＥに電気的に接続される。

本発明によると、例えば携帯電話機から放射される周波数の高い電磁波のマイクロホン内部（マイクケース内部）への侵入を防止するため、コネクタ基台１１の基台内面（マイクロホンの内部側に配置される面）１１ａ側にプリント配線板１００が配置される。

プリント配線板１００は３本のピンＥ，ＳＨ，ＳＣに挿通することにより出力コネクタ１０Ａに取り付けられる。プリント配線板１００は両面基板で、コネクタ基台１１の基台内面１１ａに対して反対側の面を基板上面１０１とし、基台内面１１ａと対向する側の面を基板下面１０２として、図４（ａ）に基板上面１０１を示し、図４（ｂ）に基板下面１０２を示す。

なお、製図の第三角法によれば、図４（ｂ）の下面図（底面図）は図４（ａ）の上面図（平面図）に対して上下対称に表されるが、ここでは説明の都合上、図４（ｂ）を図４（ａ）側から見た透視図的に表している。また、図４（ｃ）にプリント配線板１００を取り外した状態のコネクタ基台１１の平面図を示す。

図４（ａ），（ｃ）に示すように、プリント配線板１００は３つのピン挿通孔，すなわち接地用の１番ピンＥが挿通される第１ピン挿通孔１１１，ホット側の２番ピンＳＨが挿通される第２ピン挿通孔１１２およびコールド側の３番ピンＳＣが挿通される第３ピン挿通孔１１３を備えている。また、プリント配線板１００にはアース端子板１４用の端子板挿通孔１１４も穿設されている。

図４（ａ）を参照して、プリント配線板１００の基板上面１０１には、第２ピン挿通孔１１２と第３ピン挿通孔１１３の周りを除いて、斜線で示すようにシールド層１２０が銅箔よりなるベタパターンとしてほぼ全面にわたって形成されている。

シールド層１２０は信号用の２番ピンＳＨと３番ピンＳＣとは非導通であるが、スルーホールめっきにより第１ピン挿通孔１１１および端子板挿通孔１１４の各孔内に入り込んでおり接地用の１番ピンＥとアース端子板１４と導通している。このように、接地用の１番ピンＥとアース端子板１４はシールド層１２０を介して導通しているため、先の図９に示した接続金具１５は省略されてもよい。なお、第２ピン挿通孔１１２内および第３ピン挿通孔１１３内にも信号用の各ピンＳＨ，ＳＣとの電気的導通を確保するためスルーホールめっきが施されている。

図４（ｂ）を参照して、プリント配線板１００の基板下面１０１には、外来電磁波などに起因する高周波電流が出力コネクタ１０Ａを介して図示しないマイクケース内へ侵入するのを阻止するフィルタ回路１３０が設けられている。

この例において、フィルタ回路１３０にはコンデンサ素子１３１とツェナーダイオード素子１３２とが並列に含まれている。フィルタ回路１３０は、図６の等価回路に示すように、１番ピンＥと２番ピンＳＨとの間および１番ピンＥと３番ピンＳＣとの間にそれぞれ接続される。

ツェナーダイオード素子１３２は、出力コネクタ１０Ａに接続される図示しないマイクケーブルに強い電磁波が加えられることにより、信号側の２番ピンＳＨおよび３番ピンＳＣから１番ピンＥ側に流れる突入電流からコンデンサ素子１３１を保護するために設けられている。

プリント配線板１００は基板上面１０１を上側とし、基板下面１０２を下側として、各ピン挿通孔１１１，１１２，１１３を各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣに挿通し、また、端子板挿通孔１１４をアース端子板１４に挿通することにより、図１，図２に示すように、コネクタ基台１１の基台内面１１ａ側の所定位置に装着される。

これによれば、基板上面１０１側のシールド層１２０にて基板下面１０２側のコンデンサ素子１３１がマイクロホンのシールドの外側に配置されることになるため、マイクロホンのシールドの中に外来電磁波に起因してコンデンサ素子に流れる高周波電流が流れ込むことがなく、これにより外来電磁波による雑音の発生が抑えられる。

また、本発明では、別途にネジや接着材などの固定手段を用いることなく、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣに対してプリント配線板１００を固定できるようにするため、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣと、これに対応する各ピン挿通孔１１１，１１２，１１３の位置を相対的にずらしている。

各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣと各ピン挿通孔１１１，１１２，１１３との位置関係は同一であるため、図５により、２番ピンＳＨとこれに対応する第２ピン挿通孔１１２とを例にして説明する。

図５（ａ）に示すように、本発明では、第２ピン挿通孔１１２を２番ピンＳＨよりも大径に形成する。２番ピンＳＨの半径をＲ１，第２ピン挿通孔１１２の半径をＲ２，その差（Ｒ２−Ｒ１）をΔｔとして、図５（ｂ）に示すように、２番ピンＳＨの中心点Ｃ１に対して第２ピン挿通孔１１２の中心点Ｃ２を少なくともΔｔだけ偏心させて、第２ピン挿通孔１１２を２番ピンＳＨに当接させる。

この当接により生ずる摩擦力にてプリント配線板１００を各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣに固定（保持）させるのであるが、３つのピン挿通孔のうち、１つのピン挿通孔と残りの２つのピン挿通孔とでは、そのずらし方向を逆方向とする。

この出力コネクタ１０Ａは、ＥＩＡＪＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ」に規定されているコネクタであるため、図４（ｃ）に示すように、１番ピンＥ，２番ピンＳＨ，３番ピンＳＣはほぼ二等辺三角形の各頂点に配置され、３番ピンＳＣが１番ピンＥと２番ピンＳＨとのほぼ中間に配置される。

そのため、図３に示すように、第３ピン挿通孔１１３を対応する３番ピンＳＣに対してコネクタ基台１１の反中心側（半径方向外側）に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置し、これに対して第１ピン挿通孔１１１および第２ピン挿通孔１１２を対応する１番ピンＥおよび２番ピンＳＨに対して第３ピン挿通孔１１３とは１８０゜逆方向に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置することが好ましい。

これによれば、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣに対して各ピン挿通孔１１１，１１２，１１３がバランスよく当接するため、安定した固定状態が得られる。なお、電気的・機械的な接続をより確実にするには、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣと各ピン挿通孔１１１，１１２，１１３内のスルーホールめっきとをはんだ付けすればよい。

本発明によれば、出力コネクタの基本的な構成を変更することなく、上記した構成のプリント配線板１００を追加するだけで、携帯電話機などから放射される強い電磁波に起因する高周波電流のマイクロホン内への侵入を確実に阻止することができる。また、簡単な作業によりプリント配線板１００を出力コネクタに確実に取り付けることができる。

本発明による出力コネクタの一例を示す正面図。図１のＡ−Ａ線断面図。図１の平面図。（ａ）プリント基板の上面図，（ｂ）プリント基板の下面図，（ｃ）コネクタ基台の平面図。（ａ）ピンとピン挿通孔の大きさの関係を示す説明図，（ｂ）ピンに対してピン挿通孔を偏心させた状態を示す説明図。出力コネクタの各ピン間に設けられるコンデンサ素子とツェナーダイオードとを含む等価回路図。従来の出力コネクタをコネクタ収納部内に装着した状態で示す断面図。従来の出力コネクタを示す正面図。従来の出力コネクタを示す平面図。

符号の説明

１０Ａ出力コネクタ
１１コネクタ基台
１１ａ基台内面
１２固定用の雄ネジ
１４アース端子板
２０コネクタ収納部
１００プリント配線板
１０１基板上面
１０２基板下面
１１１，１１２，１１３ピン挿通孔
１２０シールド層
１３０フィルタ回路
１３１コンデンサ素子
１３２ツェナーダイオード素子
Ｅ接地用の１番ピン
ＳＨホット側の２番ピン
ＳＣコールド側の３番ピン

Claims

電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピン，信号用の２番ピン，３番ピンを貫設してなる３ピンタイプの出力コネクタで、コンデンサマイクロホンが有する導電性のマイクケースの端部内に上記１番ピンが上記マイクケースに導通された状態で装着されるマイクロホンの出力コネクタにおいて、
上記３本のピンを挿通して上記コネクタ基台の上記マイクケースの内側に面する基台内面側に配置されるプリント配線板を備え、
上記プリント配線板は両面基板で、上記基台内面に対して反対側の基板上面には、上記２番ピン，３番ピンに対しては非導通で上記１番ピンとは導通する銅箔のベタパターンよりなるシールド層が上記基板上面のほぼ全面にわたって形成されており、
上記基台内面と対向する基板下面には、高周波電流の上記マイクケース内への侵入を阻止するコンデンサ素子を含むフィルタ回路が形成されているとともに、
上記プリント配線板に穿設されているピン挿通孔が対応する上記ピンに対して偏心して配置されていることを特徴とするマイクロホンの出力コネクタ。
上記プリント配線板に穿設される上記１番ピン用の第１ピン挿通孔，上記２番ピン用の第２ピン挿通孔および上記３番ピン用の第３ピン挿通孔はいずれも上記各ピンよりも大径の同一径孔であり、上記各ピン挿通孔の半径と上記各ピンの半径との差をΔｔとして、上記第１ないし第３ピン挿通孔のうちのいずれか１つのピン挿通孔が対応する上記ピンに対して第１の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、残りの２つのピン挿通孔が対応する上記各ピンに対して上記第１の方向とは逆の第２の方向に少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンの出力コネクタ。
上記第３ピン挿通孔が対応する上記３番ピンに対して上記コネクタ基台の中心側もしくは反中心側に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置され、上記第１ピン挿通孔および上記第２ピン挿通孔が対応する上記１番ピンおよび上記２番ピンに対して上記第３ピン挿通孔とは逆方向に向けて少なくとも上記差Δｔだけ偏心して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロホンの出力コネクタ。