JP4805119B2 - コンデンサマイクロホンユニット - Google Patents

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Description

本発明は、振動板と固定極とを対向的に配置してなる音響電気変換器およびインピーダンス変換器を含み、専用のマイクコードを介してローカット回路や音声出力回路を含むパワーモジュール部と接続して使用されるコンデンサマイクロホンユニットに関し、さらに詳しくいえば、マイクコードに加えられる電磁波に起因する雑音の発生を防止する技術に関するものである。
コンデンサマイクロホンでは、ユニット内で振動板と固定極とにより形成される音響電気変換器のインピーダンスが高いことから、インピーダンス変換器が搭載されている。多くの場合、インピーダンス変換器にはFET(電界効果トランジスタ)が用いられるが、希に真空管が用いられることもある。
また、マイクロホンとしての性能および機能を満たすために、マイクロホン内には音声出力回路,電源回路,ローカット回路などが設けられるが、例えば会議用マイクロホン,聖歌隊用マイクロホン,胸元に取り付けられるタイピン型マイクロホンなどでは、マイクロホンが目立たないようにする必要がある。
そのため、コンデンサマイクロホンを形態上、振動板と固定極とにより形成される音響電気変換器およびそのインピーダンス変換器を含むマイクロホンユニットと、音声出力回路,電源回路,ローカット回路などを含むパワーモジュール部(出力モジュール部)とに分離し、それらを専用のマイクコードで接続するようにしている。
この場合、専用のマイクコードには2芯シールド被覆線が用いられる。この2芯シールド被覆線には、電源をパワーモジュール部からマイクロホンユニットに供給する電源線と、コンデンサマイクロホンユニット内のインピーダンス変換器から出力される音声信号をパワーモジュール部に与える信号線と、これらを静電遮蔽し接地に接続されるシールド線とが含まれている。
この専用のマイクコードによると、音声信号が不平衡で伝送されることから、外部からの雑音(外乱)に弱い。したがって、この専用マイクコードに強い電磁波が加えられると、マイクロホンユニット内に電磁波が入り込み、インピーダンス変換器にて検波され、雑音が発生することがある。
近年、携帯電話機が急速に普及しているが、マイクロホンの近傍で携帯電話機が使用された場合かなり強い電磁波(例えば、数cm〜数10cm程度の範囲内では商用電波により市中で生じている電界強度の数万倍に達する電界強度)を受けるため、マイクロホンの分野では携帯電話機対策が急務とされている。
従来、マイクロホンユニット内にマイクコードを引き込んでインピーダンス変換器が実装されている回路基板に接続する際、マイクロホンユニット内に抜け止め用の結び玉を作っているが、その分、マイクロホンユニット内での配線長が長くなるため、マイクコードを伝わってマイクロホンユニット内に電磁波が入り込みやすい。
本出願人は、この点を解決するための手段を講じたコンデンサマイクロホンユニットを特許文献1として提案している。その構成を図4により説明する。
このコンデンサマイクロホンユニットは、基本的な構成として、マイクロホンカプセル10とカプセル支持部20とを備え、専用のマイクコード30を介して図示しないパワーモジュール部に接続される。
マイクロホンカプセル10は例えば真鍮材からなる円筒状のカプセルケース11を備え、筐体11内には支持リング13に張設された振動板12と、絶縁座15に支持された固定極14とが電気絶縁性のスペーサ(図示省略)を介して対向的に配置された状態で収納されている。
筐体11の背面側は裏蓋16により閉じられており、固定極14に図示しない配線を介して接続されているコンタクトピン17が裏蓋16から突出している。また、カプセルケース11の後端側にはカプセル支持部20と連結するための雌ネジ筒18がカプセルケース11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20は例えば真鍮材よりなる円筒状の筐体201を備え、外周に雄ネジが形成されているリングカプラー27を介してマイクロホンカプセル10が着脱可能に連結される。
すなわち、筐体201の一端側(図4において上端側)には雌ネジ202が形成されており、この雌ネジ202にリングカプラー27の雄ネジの下半分が螺合され、この状態で上記雌ネジ筒18をリングカプラー27の雄ネジの上半分に螺合することにより、マイクロホンカプセル10とカプセル支持部20とが連結される。
また、筐体201には雌ネジ202の下方位置に凹状段部203が形成され、この凹状段部203を受けとして、筐体201の一端側に回路基板21が筐体201の内部を塞ぐように配置される。
図示の例では、回路基板21の下面側にはインピーダンス変換器としてのFET22が実装されている。回路基板21は両面回路基板で、図5(a)にその上面側の配線パターンを示し、図5(b)にFET22が実装される下面側の配線パターンを示す。
FET22が実装される下面側の配線パターンには、FET22のゲート,ドレイン,ソースの各電極に対するリード配線が含まれており、その内のゲート用リード配線はスルーホール内配線を介して回路基板21の上面側の中央に形成されているゲート電極端子211に接続されている。
回路基板21の外周縁部における上面側と下面側とには、FET22のドレインもしくはソースに接続されるグランドパターン212a,212bがスルーホール内配線を介して互いに導通するように形成されている。
図5(a)に示す回路基板21の上面には、コンタクトピン17と接触する板バネからなる接触端子23がゴム弾性体のスペーサ24に保持された状態で載置されている。接触端子23の下端はFET22のゲート用リード配線に連なる上記ゲート電極端子211と接触している。
これにより、マイクロホンカプセル10をリングカプラー27を介してカプセル支持部20に連結すると、固定極14がコンタクトピン17,接触端子23およびゲート電極端子211を介してFET22のゲートに接続されることになる。
また、回路基板21の外周縁部はリングカプラー27の下端部と筐体201の凹状段部203との間に挟持され、これにより、回路基板21の外周縁部の上面側に形成されているグランドパターン212aとリングカプラー27とがきつく接触し、回路基板21の外周縁部の下面側に形成されているグランドパターン212bと筐体201とがきつく接触する。
カプセル支持部20の他端側(図1において下端側)にはコードブッシュ26を有するコード導入孔25が設けられており、このコード導入孔25より図示しないパワーモジュール部側から延びる専用のマイクコード30がカプセル支持部20内に引き込まれる。
マイクコード30には、電源をマイクロホンカプセル10に供給する電源線31と、FET22から出力される音声信号を図示しないパワーモジュール部に送信する信号線32と、これら電源線および信号線を静電遮蔽し接地に落とされる網状のシールド被覆線33とを含む2芯シールド被覆線が用いられる。
特許文献1に記載の発明によると、マイクコード30にはカプセル支持部20内に引き込まれる部分にシールド被覆線33を剥き出しとしたシールド被覆線露出部33aが設けられ、このシールド被覆線露出部33aに止め金具40が固着される。
シールド被覆線露出部33aは、例えばマイクコード30の回路基板21と接続される先端側の外皮を取り除いてシールド被覆線33を剥き出し、その剥き出したシールド被覆線33を折り返すことにより形成できる。
止め金具40はコード導入孔25よりも大径である分厚いワッシャ状(ドーナツ状)の環状体として形成され、その外径はカプセル支持部20の内面に密接する大きさである。また、マイクコード30が挿通される内周側には、塑性変形によってシールド被覆線露出部33aに固着されるかしめ用のスリーブ41が一体に形成されている。
マイクコード30をカプセル支持部20に取り付けるには、マイクコード30をコード導入孔25に挿通してその先端側をカプセル支持部20の外側に引き出したのち、止め金具40をマイクコード30のシールド被覆線露出部33aに嵌めてスリーブ41をかしめて固着する。
そして、マイクコード30の電源線31および信号線32を回路基板21の所定のリード配線にハンダ付けしたのち、マイクコード30の先端側をカプセル支持部20内に引き込み、回路基板21を筐体201の凹状段部203に係合させるとともに、止め金具40の外周側をカプセル支持部20の内面に密接させる。
これにより、マイクコード30の抜けが防止されるとともに、シールド被覆線33が止め金具40を介してカプセル支持部20に確実に電気的に接続されるため、マイクコード30に加えられた強い電磁波による高周波電流はカプセル支持部20側に流れ、カプセル支持部20内に入り込まない。よって、電磁波による雑音の発生が防止される。
特開2006−74107号公報
上記したように、特許文献1に記載の発明によれば、カプセル支持部20内にマイクコード抜け止め用の結び玉を作る必要がなく、また、シールド被覆線33がカプセル支持部20に確実に電気的に接続されるが、マイクロホンカプセル10とカプセル支持部20とをリングカプラー27を介して連結していることにより、次のような問題が発生することがある。
すなわち、リングカプラー27が外的に加えられる振動や衝撃などによりゆるんだ場合や、マイクロホンカプセル10をリングカプラー27に過大な力で強くねじ込んだ場合、リングカプラー27とカプセル支持部20との間の応力が減少する。
その結果、リングカプラー27およびカプセル支持部20と、回路基板21のグランドパターン212a,212bとの間が接触不良になると、マイクロホンカプセル10とカプセル支持部20とのシールドが不完全となり、高周波電流による雑音が発生し、極端な場合には音声信号が途切れるなどの不具合が発生する。
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ねじ込み式のリングカプラーを介して連結しているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、リングカプラーの締め込み具合にかかわらず、シールドを安定して保てるようにすることにある。
上記課題を解決するため、本発明は、請求項1に記載されているように、カプセルケース内に振動板と固定極とが対向的に配置され上記カプセルケースの後端側に連結用の第1雌ネジを有するマイクロホンカプセルと、上端側に連結用の第2雌ネジを有し下端側にコード導入孔を有するカプセル支持部と、ほぼ上側半分が上記第1雌ネジにほぼ下側半分が上記第2雌ネジにそれぞれ螺合される雄ネジを有し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リングカプラーとを含み、上記カプセル支持部の円筒状収納部内にインピーダンス変換器を有する回路基板が収納されているとともに、上記コード導入孔から2芯シールド被覆線からなるマイクコードの一端側が引き込まれ上記回路基板に接続されているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記マイクコードは、上記カプセル支持部内に引き込まれる一端側にシールド被覆線を剥き出しとしたシールド被覆線露出部を備え、上記カプセル支持部内には、上記シールド被覆線露出部が挿通されかしめにより上記シールド被覆線露出部に固定される小径円筒部と、上記小径円筒部の上端から外径を上記回路基板の外径よりも小径として拡径され上記回路基板の下面に当接するまで延びる大径円筒部とを含むシールドカップが設けられ、上記大径円筒部の上記回路基板に対する当接面に、外径が上記回路基板の外径とほぼ同径に拡径されたフランジ部が形成されており、上記リングカプラーの上縁側の内周には上記回路基板の外周縁部の上面側を押さえる基板押さえ段部が形成されているとともに、上記リングカプラーの下縁側には、上記フランジ部の下面側に回り込み上記基板押さえ段部との間で上記回路基板と上記フランジ部とを一体化するかしめしろが連設されていることを特徴としている。
本発明において、上記かしめしろは、請求項2に記載されているように、上記リングカプラーよりも薄肉の円筒状に形成されてもよいし、また、請求項3に記載されているように、上記リングカプラーよりも薄肉の舌片状として、その複数個が等間隔に配置されてもよい。
また、請求項4に記載されているように、上記回路基板の上記フランジ部と接触する外周縁部には、上記回路基板のグランド層が形成されていることが好ましい。
また、請求項5に記載されているように、上記回路基板の上面側には、上記マイクロホンカプセルの引出電極と接触する板バネが傘型のキャップ部材の中央開口部内に保持された状態で配置され、上記キャップ部材の裾部が上記基板押さえ段部と上記回路基板の外周縁部との間に挟持されている態様も本発明に含まれる。
本発明によれば、マイクロホンカプセルとカプセル支持部とが、ほぼ上側半分がマイクロホンカプセル側の第1雌ネジに螺合され、ほぼ下側半分がカプセル支持部側の第2雌ネジに螺合される雄ネジを有するリングカプラーを介して連結され、カプセル支持部の円筒状収納部内にインピーダンス変換器を有する回路基板が収納されているとともに、下端側のコード導入孔から2芯シールド被覆線からなるマイクコードの一端側が引き込まれ回路基板に接続されているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、マイクコードのカプセル支持部内に引き込まれる一端側にシールド被覆線を剥き出しとしたシールド被覆線露出部を形成するとともに、カプセル支持部内に小径円筒部と大径円筒部とを含むシールドカップを配置して、小径円筒部をシールド被覆線露出部にかしめにより固定し、大径円筒部の回路基板に対する当接面に回路基板の外径とほぼ同径となるフランジ部を形成し、リングカプラーの下縁側にフランジ部の下面側に回り込むかしめしろを連設して、このかしめしろをかしめてリングカプラーの上縁側に形成されている基板押さえ段部との間で回路基板とフランジ部とを一体化するようにしたことにより、リングカプラーの締め込み具合にかかわらず、シールドを安定して保つことができる。
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。図1は本発明のコンデンサマイクロホンユニットに含まれるマイクロホンカプセルとカプセル支持部とを分離して示す断面図,図2はカプセル支持部の筐体からシールドカップの部分を引き出して示す分解断面図,図3はカプセル支持部の詳細な分解断面図である。なお、先の図4,図5により説明した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、それと同じ参照符号を付している。
図1ないし図3を参照して、このコンデンサマイクロホンユニットにおいて、マイクロホンカプセル10は、上記従来例と同じ構成であってよいため、ここでの説明は省略し、また、作図の都合上、カプセル支持部20に対する連結部分(雌ネジ(第1雌ネジ)181を有する雌ネジ筒18およびコンタクトピン17)のみを示し、その他の構成要素は図示を省略している。
この実施形態においても、カプセル支持部20は、真鍮やアルミニウムなどの金属材からなる円筒状の筐体201を備えている。カプセル支持部20は2芯シールド被覆線からなる専用のマイクコード30を介して図示しないパワーモジュール部(出力モジュール部)に接続されるが、例えばグースネック型マイクロホンとして、そのフレキシブルパイプの先端に支持されてもよい。
カプセル支持部20の筐体201内には円筒状の収納空間が形成されており、この収納空間内に回路基板21が収納されるとともに、マイクロホンカプセル10を連結するためのリングカプラー270がねじ込まれる。
そのため、筐体201内の一端側(図1ないし図3において上端側)には、回路基板21の周縁部を受け止める凹状段部203と、リングカプラー270を螺合するための雌ネジ(第2雌ネジ)202とが形成されている。この場合、凹状段部203は雌ネジ202の下方に配置される。
この実施形態においても、インピーダンス変換器としてのFET22は、回路基板21の裏面側(反マイクロホンカプセル側)に実装されている。ここでは図示しないが、回路基板21の上面側のほぼ中央部には、先の図5に示したように、スルーホール内配線を介してFET22のゲート端子と接続されるゲート電極端子211が円形パターンとして形成されている。
また、ここでは図示しないが、先の図5に示したように、回路基板21の外周縁部の上下両面には、FET22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212a,212bが回路基板21の外周縁部に沿って形成されている。上面側のグラントパターン212aと下面側のグラントパターン212bはスルーホール内配線を介して導通している。
回路基板21の上面側に形成されている上記ゲート電極端子211上に、上記従来例と同じく、マイクロホンカプセル10側のコンタクトピン17に対して接触する板バネ材からなる接触端子23がブロック体24を抱えた状態で載置される。ブロック体24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てよい。
接触端子23をブロック体24とともに上記ゲート電極端子211上に位置決めするため、電気絶縁性のキャップ部材28が用いられる。キャップ部材28は接触端子23の接点片231を斜め上方に突出させた状態で接触端子23を保持する開口部281と、開口部281から回路基板21の外周縁部に至るほぼ傘形状の裾部282とを備えている。
キャップ部材28は硬質樹脂,軟質樹脂のいずれでもよいが、好ましくは天然もしくは合成のゴム弾性体が用いられる。また、交換のためカプセル支持部20に対してマイクロホンカプセル10を回す際に、それに伴う接触端子23の回転やねじれを防止するため、キャップ部材28の開口部281には接触端子23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。
リングカプラー270は、その外周面に筐体201に形成されている雌ネジ202とマイクロホンカプセル20側の雌ネジ181とに螺合する雄ネジ271を備えているが、このリングカプラー270の上端側の内面には基板押さえ段部272が形成されている。
この例において、基板押さえ段部272は、キャップ部材28の裾部282を介して回路基板21の外周縁部の上面側を押さえる。基板押さえ段部272の上面には、リングカプラー270を回す際に用いられる図示しない回転工具を引っ掛けるための係止穴273が数箇所に設けられている。
リングカプラー270の雄ネジ271の下半分をカプセル支持部20の雌ネジ202に螺合した状態で、雄ネジ271の上半分にマイクロホンカプセル10側の雌ネジ181を螺合することにより、カプセル支持部20に対してマイクロホンカプセル10が取り付けられる。
カプセル支持部20の他端側(図1ないし図3において下端側)にはコードブッシュ26を有するコード導入孔25が設けられており、このコード導入孔25より図示しないパワーモジュール部側から延びる専用のマイクコード30がカプセル支持部20内に引き込まれる。
マイクコード30には、電源をマイクロホンカプセル10に供給する電源線31と、FET22から出力される音声信号を図示しないパワーモジュール部に送信する信号線32と、これら電源線および信号線を静電遮蔽し接地に落とされる網状のシールド被覆線33とを含む2芯シールド被覆線が用いられる。
マイクコード30にはカプセル支持部20内に引き込まれる部分にシールド被覆線33を剥き出しとしたシールド被覆線露出部33aが設けられる。シールド被覆線露出部33aは、例えばマイクコード30の回路基板21と接続される先端側の外皮を取り除いてシールド被覆線33を剥き出し、その剥き出したシールド被覆線33を折り返すことにより形成れてよい。
本発明では、マイクロホンカプセル10およびカプセル支持部20を含めて、その全体のシールドを安定して保つため、カプセル支持部20内に収納されるシールドカップ40を備える。
このシールドカップ40には、小径円筒部41と大径円筒部42とが含まれており、その全体がアルミニウムなどの金属材よりなる。小径円筒部41内にはシールド被覆線露出部33aが挿通され、かしめにより小径円筒部41がシールド被覆線露出部33aに固定される。
大径円筒部42は、小径円筒部41の一端側(図1ないし図3において上端側)から拡径されて回路基板21の底面(この例ではFET22の実装面)に至る長さを有し、その外径は小径円筒部41よりも大径であるが、回路基板21の外径およびカプセル支持部20の収納空間の内径よりも小径である。
大径円筒部42内には、マイクコード30の電源線31と信号線32とが配線され、電源線31と信号線32は回路基板21の所定のリード配線にハンダ付けされる。大径円筒部42の回路基板21に対する当接面には、外径が回路基板21の外径とほぼ同径に拡径されたフランジ部421が形成されている。
本発明では、大径円筒部42のフランジ部421と回路基板21の外周縁部に形成されているグランドパターン212b(図5(b)参照)とを緩みなどが生じないようにきつく接触させるため、図3に示すように、リングカプラー270の下縁側にフランジ部421の下面側に回り込み得るかしめしろ274が連設されている。
大径円筒部42のフランジ部421上に回路基板21を同軸的に配置するとともに、接触端子23をキャップ部材28に保持させて回路基板21上に載置したのち、リングカプラー270を上から被せて、そのかしめしろ274を図2に示すように半径方向内側に向けてかしめることにより、基板押さえ段部272との間で回路基板21と大径円筒部42のフランジ部421とを一体化することができる。
これによれば、リングカプラー270が外的に加えられる振動や衝撃などによりゆるんだり、マイクロホンカプセル10がリングカプラー270に過大な力で強くねじ込まれるなどして、リングカプラー270とカプセル支持部20との間の応力が減少したとしても、かしめしろ274のかしめにより、回路基板21と大径円筒部42のフランジ部421との接触が良好に保たれるとともに、マイクロホンカプセル10からリングカプラー270およびシールドカップ40を介してシールド被覆線33に至るシールド経路が確保されるため、安定したシールド効果が得られる。
上記実施形態では、かしめしろ274をリングカプラー270よりも薄肉の円筒状に形成しているが、かしめしろ274をリングカプラー270よりも薄肉の舌片状として数箇所に配置してもよい。
また、上記実施形態では、リングカプラー270の基板押さえ段部272と回路基板21の外周縁部との間にキャップ部材28の裾部282を挟み込むようにしているが、基板押さえ段部272で直接回路基板21の外周縁部を押さえるようにすることもできる。
本発明のコンデンサマイクロホンユニットに含まれるマイクロホンカプセルとカプセル支持部とを分離して示す断面図。 上記カプセル支持部の筐体からシールドカップの部分を引き出して示す分解断面図。 上記カプセル支持部の詳細な分解断面図。 従来例としてのコンデンサマイクロホンユニットを示す断面図。 上記従来例のコンデンサマイクロホンユニット内に収納されている回路基板を示す(a)上面図,(b)底面図。
符号の説明
10 マイクロホンカプセル
11 筐体
17 コンタクトピン
181 雌ネジ(第1雌ネジ)
20 カプセル支持部
201 筐体
202 雌ネジ(第2雌ネジ)
21 回路基板
22 FET(インピーダンス変換器)
23 接触端子
25 コード導入孔
270 リングカプラー
271 雄ネジ
272 基板押さえ段部
274 かしめしろ
28 キャップ部材
30 マイクコード
33 シールド被覆線
33a シールド被覆線露出部
40 シールドカップ
41 小径円筒部
42 大径円筒部
421 フランジ部

Claims (5)

  1. カプセルケース内に振動板と固定極とが対向的に配置され上記カプセルケースの後端側に連結用の第1雌ネジを有するマイクロホンカプセルと、上端側に連結用の第2雌ネジを有し下端側にコード導入孔を有するカプセル支持部と、ほぼ上側半分が上記第1雌ネジにほぼ下側半分が上記第2雌ネジにそれぞれ螺合される雄ネジを有し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リングカプラーとを含み、上記カプセル支持部の円筒状収納部内にインピーダンス変換器を有する回路基板が収納されているとともに、上記コード導入孔から2芯シールド被覆線からなるマイクコードの一端側が引き込まれ上記回路基板に接続されているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
    上記マイクコードは、上記カプセル支持部内に引き込まれる一端側にシールド被覆線を剥き出しとしたシールド被覆線露出部を備え、上記カプセル支持部内には、上記シールド被覆線露出部が挿通されかしめにより上記シールド被覆線露出部に固定される小径円筒部と、上記小径円筒部の上端から外径を上記回路基板の外径よりも小径として拡径され上記回路基板の下面に当接するまで延びる大径円筒部とを含むシールドカップが設けられ、
    上記大径円筒部の上記回路基板に対する当接面に、外径が上記回路基板の外径とほぼ同径に拡径されたフランジ部が形成されており、上記リングカプラーの上縁側の内周には上記回路基板の外周縁部の上面側を押さえる基板押さえ段部が形成されているとともに、上記リングカプラーの下縁側には、上記フランジ部の下面側に回り込み上記基板押さえ段部との間で上記回路基板と上記フランジ部とを一体化するかしめしろが連設されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
  2. 上記かしめしろが、上記リングカプラーよりも薄肉の円筒状に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ユニット。
  3. 上記かしめしろが、上記リングカプラーよりも薄肉の舌片状として、その複数個が等間隔に配置されている請求項1に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
  4. 上記回路基板の上記フランジ部と接触する外周縁部には、上記回路基板のグランド層が形成されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
  5. 上記回路基板の上面側には、上記マイクロホンカプセルの引出電極と接触する板バネが傘型のキャップ部材の中央開口部内に保持された状態で配置され、上記キャップ部材の裾部が上記基板押さえ段部と上記回路基板の外周縁部との間に挟持されている請求項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ユニット。
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