JP5116297B2 - 振動板組立の製造方法、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットおよびエレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに用いる構成部材の製造方法、より具体的には振動板組立の製造方法に関するものである。

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の構造を説明する。図５は、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の例を示す縦断面図である。符号１はエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット（以下「マイクユニット」）のケースすなわちユニットケースを示している。ユニットケース１は有底の円筒形をしており、底部に相当する部分が前側になっていて、この底部にはマイクユニット内部に音声を導き入れるための孔１ａが形成されている。ユニットケース１内には、このユニットケース１の底部に最も近い位置に振動板を保持するリング状の振動板リング２を配置し、外周縁部が上記振動板リング２の一端面に接着などによって固着されたダイヤフラム状の振動板３が配置されている。

上記振動板３に対し、スペーサ４の介在のもとに固定極５が対向して配置されている。スペーサ４は薄い樹脂からなるリング状の部材で、振動板３の後端面（図３において下端面）の外周縁部に密着している。振動板３と固定極５の間にはスペーサ４の厚さに相当する隙間ができている。固定極５は、金属製の円板を基材とし、その少なくとも一面側例えば振動板３との対向面側にエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成している。振動板３と固定極５とで一種のコンデンサを構成していて、上記孔１ａから導き入れられる音声にしたがって振動板３が振動するのに伴い、上記コンデンサの静電容量が変化し、静電容量の変化が音声信号として出力されるようになっている。

上記ユニットケース１内には、固定極５の径方向の寸法を規定する絶縁材料で構成された絶縁スリーブ６が配置されている。絶縁スリーブ６の内周面に内接して、導電材料で構成された導電スリーブ７が配置されている。導電スリーブ７の後端面部は円板状のプリント基板８上に形成されている図示しない回路パターンに接触し、プリント基板８の後端面周縁部には、ユニットケース１の開放端縁部の折り返し部１ｂが当たっている。この折り返し部１ｂがプリント基板８を前方（図５において上方）に向かって押すことで生じる押し圧力によって、導電スリーブ７が上方に押され、さらにスペーサ４を介して振動板保持体４がユニットケース１の底面に押し付けられ、これらの部材がユニットケース１内にそれぞれ位置決めされて固定されている。導電スリーブ７は、固定極５とプリント基板８を電気的に接続している。

上記プリント回路基板８には、インピーダンス変換器を構成する電界効果型トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）９が配置されている。ＦＥＴ９の端子の一部はプリント回路基板８の所定の回路パターンに半田付け等によって接続されている。

上記振動板リング２と振動板３が一体となって形成する振動板組立１０は、後述する製造方法によって製造されるものである。この振動板組立１０は、マイクユニットの特性を決定する重要な構成部材である。振動板組立１０を構成する振動板３は、金属を真空蒸着させたフィルム状のものであって、振動板リング２に接着剤などで固定されている。従って、製造時に破損や切子が発生しやすく、不良の原因となりやすい部材である。振動板組立１０を精度よく製造することが、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの特性向上に非常に重要な要素となる。

上記振動板組立１０の従来の製造方法を図６乃至図１３を用いて説明する。図６乃至図１３は、図５と同様に縦断面図である。先ず、平坦な面を有する台２０に、上記振動板３の元になる振動板素材３０を乗せ、静電気吸引力により仮固定をする（図６）。振動板素材３０は、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＥＮなどを材料とする樹脂フィルムに、金のような延性のある金属を真空蒸着したものである。次に、金属板２０に仮固定されている振動板素材３０に、リング治具２１をシリコンシーラント（ＲＴＢゴム）によって接着する（図７）。リング治具２１は、振動板素材３０を所定の大きさに加工するために用いる金属性のリングである。次に、リング治具２１の外周面に沿って、上記振動板素材３０の端部を除去する（図８）。リング治具２１の外周面にカッターを当て、リング治具２１によって振動板素材３０を切り抜くように加工する。次に、リング治具２１に接着された状態の振動板素材３０が、十分に収縮するガラス転移点以上の温度で張力を加えずに加熱し、振動板素材３０を収縮させて内部応力を除去する（図９）。上記加熱工程は、概ね１２０℃以上の温度で２時間以上行う。

次に、リング治具２１に接着された振動板素材３０を、台座２３の上に置いて、リング治具２１の上にリング状の錘２２を置く。このようにすると、錘２２の重さがリング治具２１に加わり、リング治具２１は下方に下がり、振動板素材３０は台座２３上に留まるので、振動板素材３０には張力が加わる（図１０、図１１）。次に、錘２２によって張力が加わった状態の振動板素材３０に、接着剤（２液エポキシ接着剤）を塗布した振動板リング２を乗せて、振動板素材３０に接着する（図１２）。次に振動板素材３０に接着した振動板リング２の外周面に沿って、振動板素材３０を切除し、振動板素材３０が接着された振動板リング２を、７０℃で２時間程度加熱し接着剤を硬化させる。このようにして振動板組立１０が完成する（図１３）。

以上説明した振動板素材３０をリング治具２１の外周に沿って切断する工程と、振動板リング２の外周に沿って振動板素材３０を切除する工程は、工程時間が長くかかり、また、切除された振動板素材３０及び接着剤の切子が発生し、後にマイクユニットに入り込む可能性がある。切子がユニットケース１内部に入ると、他の構成部品の不良原因となる。また、マイクユニットを小型化するためには、振動板組立１０も小型化する必要がある。そうすると、振動板組立１０の構成部品である振動板リング２と振動板３をより小さく薄くする必要があり、上記の切除工程では、振動板３を精度良く切除することが困難であった。それを解決すべく、振動板の第１面にリング状部材を接着する第１工程と、内径がリング状部材の外径より大きい先端部を有するダイの上記先端部によって上記リング状部材の外周を支える第２工程と、リング状部材の外径より小さい外径の先端部を有するパンチの上記先端部で上記振動板の第２面を押圧してこの振動板を破断する第３工程を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、特許文献１に記載の発明を用いても、振動板の切除漏れが生じ、振動板の外周の精度は満足できるものではなかった。

特開２００４−８０２６４号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、振動板組立の組立工程において、振動板を容易に切除することができ、加えて、組立工程中において振動板に傷をつけにくいエレクトレットコンデンサマイクロホンの振動板組立の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、振動板と、この振動板が固着されたリング状の振動板保持体とを含む振動板組立の製造方法であって、上記振動板に上記振動板保持体を接着する第一の工程と、上記振動板保持体がリング状の台座の内周側で上下振動可能となるように、上記振動板を上記台座に固定する第二の工程と、上記振動板保持体をチャッキング治具でチャッキングし、上記台座と上記振動板保持体の間の振動板に張力を加える第三の工程と、上記振動板に張力を加えた状態で上記チャッキング治具を振動させ、上記振動板保持体の外周縁に沿って上記振動板を破断させる第四の工程と、を備えることを備えることを主な特徴とする。

本発明によれば、落下防止用の治具によって振動板リングに振動を加えることで振動板を破断させるので、振動板の外周縁を精度よく破断することができるとともに、振動版が破断した直後に落下することがなく、振動板を傷つけることなくエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの振動板組立を得ることができる。

以下、本発明にかかるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の製造方法の実施例について、図を用いて説明する。エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材である振動板組立を製造するために、先ず、図１に示すように、振動板素材３０の第一面（図１において上面）に治具リング２１を接着する。治具リング２１を接着した振動板素材３０を、治具リング２１の接着面すなわち第一面を上にしてリング状の台座２４の上に乗せ、この振動板素材３０の上に振動板保持体としての振動板リング２を接着剤によって接着する（図１）。台座２４および治具リング２１の内径は略同じで、この内径よりも振動板リング２の外径が小さく、台座２４および治具リング２１の内周側において振動板リング２が振動板素材３０に接着されている。

次に、上記振動板リング２の内径に合致する径を有する突起部分２５１と、振動板リング２の表面に接触し、振動板リングを吸引接着する吸引部２５１を有するチャッキング治具２５を、図２に示すように振動板リング２の上にあてがう。上記突起部分２５１はチャッキング治具２５の下面側に形成されていて、外径が振動板リング２の内径とほぼ同じ、突出寸法が振動板リング２の厚さ寸法とほぼ同じになっている。上記吸引部２５２は突出部分２５１の外周側においてチャッキング治具２５の略全周にわたって形成された空気吸引孔を有してなる。上記突起部分２５１はこれを振動板リング２の内周に嵌める。こうすることによって、上記吸引部２５２を振動板リング２の上面に密着させる。吸引部２５２は図示しない真空ポンプにつながっており、その内部を弱真空状態にすることができる。こうすることによって、チャッキング治具２５は振動板リング２をチャッキングして固定することができる。この状態でチャッキング治具２５を下方に押して、治具リング２１と振動板リング２の間の振動板素材３０に張力を加える（図１、図２）。

上記のように張力を加えた状態から、さらにチャッキング治具２５を上下方向に振動させる（図２）。チャッキング治具２５を振動させる手段として、例えば、チャッキング治具２５に図示しない振動モータあるいは電磁的なバイブレータを取付ける。この振動の衝撃によって、振動板素材３０は、振動板リング２の外周の直角をなす縁の部分で破断して、振動板素材３０が振動板リング２の下面に接着された状態で切り離される（図３）。

次に、チャッキング治具２５の弱真空状態を解除して、振動板リング２をチャッキング治具２５から取り外す（図４参照）。このようにして、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに用いる構成部材である振動板組立１０を得ることができる。振動板組立１０においては、振動板素材３０が形を変えて振動板３となっている。

以上説明した実施例によれば、チャッキング治具２５が、振動板素材３０を破断した後の振動板リング２を吸引しているため、振動板リング２が不用意に落下することがなく、振動板３に傷を付けずに振動板組立を得ることが出来る。また、振動板リング２の外周面の直角部分によって、さらに、チャッキング治具２５に振動を加えて振動板素材３０を破断するので、切子が発生しにくく、マイクユニット１の他の構成部品の不良原因を除去できるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを得ることができる。

なお、振動板の第一面に振動板保持体を接着する工程と、上記振動板をリング状の台座に固定する工程は順番を逆にしてもよい。すなわち、振動板をリング状の台座に固定した状態で、振動板の第一面に振動板保持体を接着してもよい。

以上説明した実施例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材を組み込むことによってエレクトレットコンデンサマクロホンユニットを得ることができ、このエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットをマイクロホンケースに組み込むことにより、エレクトレットコンデンサマイクロホンを構成することができる。

本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である 上記本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の組み立て工程に続く別の工程を示す縦断面図である 上記本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の組み立て工程に続く別の工程を示す縦断面図である 上記本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構成部材の組み立て工程に続く別の工程を示す縦断面図である 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の例を示す縦断面図である。 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の構成部材の組み立て工程の一工程を示す縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。 上記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の組み立て工程の一工程を示す分解縦断面図である。

符号の説明

１ マイクユニット
２ 振動板リング
３ 振動板
１０ 振動板組立
２１ リング治具
２４ 台座
２５ チャッキング治具

Claims (6)

1. 振動板と、この振動板が固着されたリング状の振動板保持体とを含む振動板組立の製造方法であって、
   上記振動板に上記振動板保持体を接着する第一の工程と、
   上記振動板保持体がリング状の台座の内周側で上下振動可能となるように、上記振動板を上記台座に固定する第二の工程と、
   上記振動板保持体をチャッキング治具でチャッキングし、上記台座と上記振動板保持体の間の振動板に張力を加える第三の工程と、
   上記振動板に張力を加えた状態で上記チャッキング治具を振動させ、上記振動板保持体の外周縁に沿って上記振動板を破断させる第四の工程と、
   を備えることを特徴とする振動板組立の製造方法。
2. チャッキング治具は吸引部を有する請求項１記載の振動板組立の製造方法。
3. 上記チャッキング治具は上記振動板保持体の内径に合致する突起部分を有し、この突起部分の外周側に上記吸引部を有する請求項２記載の振動板組立の製造方法。
4. 第二の工程を実行した後に第一の工程を実行する請求項１記載の振動板組立の製造方法。
5. 振動板と、この振動板が固着されたリング状の振動板保持体とを含む振動板組立を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットであって、
   上記振動板組立は、請求項１乃至４のいずれかに記載の振動板組立の製造方法により製造されていて、上記振動板は上記第四の工程において上記振動板保持体の外周縁に沿って形成された破断面を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット。
6. 振動板をリング状の振動板保持体に張設してなる振動板組立と固定極とを、スペーサを介して対向的に配置してなる変換器を含むエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、
   上記振動板組立は、請求項１乃至４のいずれかに記載の振動板組立の製造方法により製造されていて、上記振動板は上記第四の工程において上記振動板保持体の外周縁に沿って形成された破断面を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン。