JP5610822B2 - コンデンサマイクロホンユニット - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンユニットに関し、詳しくは、コンデンサマイクロホンユニットの筐体であるユニットケースと、ユニットケース内に配置される回路基板に形成されているグランドパターンとの電気的接続をより確実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ユニットのユニットケースは、ユニットケースを押圧して形状を加工することが可能なアルミニウム材などから形成されている。例えば図４において、アルミニウム材などからなるユニットケース１は、有底円筒状で底面に相当する一端側に音導入孔１ｃが穿設され、他端側は開放端として開放されており、組立の最終工程で他端側の開放端縁が内側に折り曲げられる。ユニットケース１内では、支持リング５に張設された振動板４と絶縁座３に支持された固定極６が対向的に配置されている。この振動板４が音波を受けることによって、振動板４と固定極６との静電容量が変化し、この変化を音声信号として出力するための回路基板２が収納されている。以下の説明では、ユニットケース１内に収納される部品を単に「内蔵部品」ということがある。

回路基板２の一方の面（ユニットケース１の内側に向けられる面；図４において上面）には、所定の電気接続手段を介して固定極６と接続されるインピーダンス変換器７が実装されている。図３に示すように、回路基板２の他方の面（ユニットケースの外側に向けられる面；図４において下面）には、インピーダンス変換器の各電極端子のためのハンダ付けランドとグランドパターン（接地パターン）とが形成されている。グランドパターンは、ユニットケース１と接続するため、回路基板２の外周縁に沿って形成されている。

組立にあたっては、ユニットケース１の他端側の開放端から各内蔵部品を収納したのち、ユニットケース１の開放端縁の全周をユニットケースの内側に向けてカーリングする。このカーリングされた部分１ｄにより、ユニットケースと回路基板２のグランドパターンとが電気的に接続される。このカーリングされた部分１ｄは、ユニットケース１の内蔵部品に適度な圧力を加えて不用意に動かないように固定するためと、振動板に形成されている金属蒸着面を支持リング５およびユニットケース１を介して回路基板２のグランドパターンと接続するために行われる。

ところで、携帯電話の普及により、マイクロホンの近傍で携帯電話が日常的に使用されるようになってきた。携帯電話機からは、その使用時においてかなり強い電磁波（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）が放射される。

この電磁波による高周波電流がコンデンサマイクロホンユニット２０の内部に入り込むと、インピーダンス変換器７で検波され、可聴周波数の雑音が発生することがある。この種の雑音発生を防止するうえで、ユニットケース１のシールドは重要な役割を果たす。しかしながら、ユニットケース１の開放端縁の折り曲げで押圧される回路基板２のグランドパターンは平坦に形成されていることから、押圧力にむらが生じてユニットケース１と上記グランドパターンとの接触が部分的な接触となる。最悪の場合、ユニットケース１と上記グランドパターンは１箇所の点接触となり、高周波に対するシールドが不完全になり雑音が多発する。ユニットケース１とグランドパターンの接触状態は目視では確認できない。また、テスター等で電気抵抗を測定しても、その抵抗値が低いため正確な良否判定は困難である。

そこで、特許文献１に記載の発明では、上述の開放端縁のカーリングされた部分１ｄに超音波溶接を施し、その電気的接続を長期間にわたって高い信頼性を持って維持することが提案されている。しかしながら、特許文献１に記載の発明では、電気的接続を長期間にわたって高い信頼性をもって維持することが可能となる代わりに、上述したカーリングの形状をもって回路基板２を押圧しているので、図４で示すように回路基板２の周縁全体に押圧力がかかることになる。そのため、回路基板２に対するカーリングされた部分１ｄの押圧力が全体として高くなることがあり、この高くなった全体の押圧力が内蔵部品である振動板４の張力などに影響を及ぼし、特に単一指向性マイクロホンユニットの場合などにおいては、収音、特に低音域の収音に支障をきたすことがある

特開２０１０−５０８６８号公報

本発明は、ユニットケースの開放端縁の折り曲げられた部分が回路基板を確実に押圧することで、ユニットケースと回路基板との電気的接続が確実となり、コンデンサマイクロホンユニット全体のシールドを確実に構成して電磁波などによる雑音をより確実に防止し、ユニットケースの開放端縁の折り曲げられた部分による圧力が、コンデンサマイクロホンユニットの内蔵部品に影響することなく、もって収音、特に低音域の収音に支障をきたすことのないようにしたコンデンサマイクロホンユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットは、一端側に音導入孔を有し、他端側が開放端となっているユニットケースと、支持リングに張設された振動板と、上記振動板に対向して配置され、絶縁座に支持される固定極と、上記固定極に接続されるインピーダンス変換器と、上記ユニットケースの上記開放端側に配置され、内側の面に上記インピーダンス変換器が配置される回路基板と、を有するコンデンサマイクロホンユニットであって、上記ユニットケースは有底円筒体であり、上記ユニットケースの開放端縁は、上記ユニットケースの内側に折り曲げられ、上記開放端縁の折り曲げ部分は、上記開放端縁の全周に渡り複数の連続する山谷状の凹凸であり凹の部分の先端は尖っていて、上記開放端縁の折り曲げ部分は、上記凹凸の複数の凹の部分が上記回路基板の外側の面に形成されているグランドパターンとそれぞれ電気的に接続し、かつ、上記回路基板を上記ユニットケースの上記音導孔に向けて押圧する、ことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、開放端縁の折り曲げられた部分の形状は、凹凸状であり、ユニットケース内の各内蔵部品は、開放端縁の折り曲げられた部分の凹の部分が回路基板の外側の面を押圧することによって固定され、凹の部分と回路基板の外側の面が電気的に接続されていることで、複数の接点で確実にシールドを構成することができるので、ユニットケースに電磁波が当たっても回路基板の外側の面からその電磁波による影響をユニットケースの外部に確実に逃がすことができるので、内蔵部品を電磁波から守ることができ、電磁波などにより発生する雑音をより確実に防止することができる。さらに開放端縁の折り曲げられた部分による内蔵部品による圧力が適度になることで、その圧力がコンデンサマイクロホンユニットの収音、特に低音域の収音に支障をきたすことを防止することができるコンデンサマイクロホンユニットを提供することができる。

本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの実施例を示すユニットケースの下面図である。 上記実施例の断面図である。 従来のコンデンサマイクロホンユニットの例を示す下面図である。 上記従来例の断面図である。

以下、本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの実施例について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に説明する実施例の構成に限定されるものではない。なお、以下の説明では、ユニットケース内に収納される部品を単に「内蔵部品」ということがある。また、図３、図４に示した従来のマイクロホンと同様の構成である部材については同様の符号を付した。

図２に示すように、このコンデンサマイクロホンユニット１０は、基本的な構成として、一端側に音導入孔１ｃを有し、他端側が開放端として開放されているユニットケース１と、支持リング５に張設された振動板４と、振動板４に対向して配置され、絶縁座３に支持されている固定極６と、ユニットケース１の開放端側に配置されている回路基板２と、回路基板２の一方の面に配置され、固定極６と接続されているインピーダンス変換器７とを備える。

ユニットケース１は、アルミニウム製の有底円筒体からなり、有底円筒の底面に相当する一端（図２では上端）に音導入孔１ｃが穿設されている。ユニットケース１の他端（図２では下端）側は開放端となっている。金属製の支持リング５に所定の張力をもって張設された振動板４と、絶縁座３の一端側に支持された円盤状の固定極６とが含まれている。なお、振動板４と、固定極６との間には、図示しない電気絶縁性のスペーサリングが配置されていてもよく、スペーサリングを配置することなく振動板４と固定極６との間に所定の間隔が生じるように内蔵部品を構成してもよい。ユニットケース１の開放端縁は内側に折り曲げられている。このユニットケース１の開放端縁の部分の折り曲げ形状は、周方向に凹凸が並んだ凹凸状（１ａ，１ｂ）となっている。本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの特徴は、その凹の部分１ａと回路基板２が、電気的に接続されているところにある。詳しくは後述する。

振動板４は、合成樹脂の薄膜からなり図示しないがその一方の面には金属の蒸着膜が形成されている。また、バックエレクトレット型の場合には、固定極６の表面（振動板４との対向面）にエレクトレット誘電体膜が設けられており、膜エレクトレット型の場合には、振動板４にエレクトレット誘電体膜が適用される。振動板４と固定極６は、対向的に配置されている。

回路基板２は、ユニットケース１の開放端縁内に配置され、外径がユニットケース１の内径よりも若干小径である円形基板で、その一方の面（ユニットケース１の内側に向けられる面；図２において上面）には、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）７が実装されている。ＦＥＴ７が備える３つの電極のうち、ゲート電極は、所定の電気的接続手段を介して固定極６と接続される。この実施形態において、電気的接続手段としてロッド状の中継コンタクト８が用いられ、良好な接触を確保するため、中継コンタクト８の周りには圧縮コイルバネ９が設けられている。

図１を参照して、この実施形態において、回路基板２の他方の面（ユニットケース１の外側に向けられる面；図２において下面）には、ＦＥＴ７のドレイン電極用ハンダ付けランド２ａ、ソース電極用ハンダ付けランド２ｂおよび、グランドパターン（接地パターン）が形成されている。上記グランドパターンは、回路基板２の外周縁に沿って、また、上記各ハンダ付けランドを囲んで配置されている。回路基板２の外周縁に沿って配置されたグランドパターンにユニットケース１の周方向に凹凸が並んだ凹凸状の形状１ａ、１ｂの凹の部分が複数個所で接触している。ドレイン電極用ハンダ付けランド２ａには、図示しないマイクケーブルの例えば給電線が接続され、ソース電極用ハンダ付けランド２ｂには、上記マイクケーブルの例えば信号線が接続され、上記グランドパターンには、上記マイクケーブルの例えばシールド線が接続される。なお、上記回路基板の外側の面のパターンおよびその接続は上述のものに限らず、凹の部分と回路基板２の外側の面が電気的に接続されていることでユニットケース１に電磁波が当たっても回路基板２の外側の面からその電磁波による影響をユニットケース１の外部に逃がすことができるように適宜設計することが可能である。

この実施形態におけるコンデンサマイクロホンユニット１は、単一指向性であるため回路基板２に後部音響端子２ｄを備えるとともに、絶縁座３と固定極６には、それぞれ音孔（音波導入孔）３ａ，６ｃが穿設されている。これにより、後部音響端子２ｄからの音波が、音孔３ａ，６ｃを介して振動板４の背面に作用するようになっている。なお、固定極６と音孔３ａとの間には、所定の音響抵抗材１１が配置されている。このコンデンサマイクロホンユニット１０を組み立てるには、ユニットケース１内に、一例として、振動板４が張設された支持リング５、固定極６が取り付けられた絶縁座３、中継コンタクト８および回路基板２をこの順序で収納する。

ユニットケース１の他端側の開放端縁は、全周に渡って例えば傘歯車のような工具の形状をローレット加工のように転写することで連続した凹凸状に塑性変形させ、ユニットケース１の開放端縁をユニットケース１の内側に折り曲げることができる。このようにして、図１、図２のようにユニットケース１の開放端縁は、回路基板２の外側の面側に折られて回路基板のグランドパターンと接触する凹の部分１ａと、外側の面側の逆側に突出する凸の部分１ｂを連続的に有するようになる。この加工により、回路基板２の外側の面と凹の部分１ａは、複数個所で確実に電気的に接続する。なお、図１、図２において、凹凸状の部分１ａ、１ｂの形状は、凹の部分１ａと回路基板２の外側の面が電気的に接続することができる適宜の形状とすることが可能である。例えば、凹凸状の部分１ａ、１ｂの形状は、図１、図２のように、先端が尖っている山谷状となっていてもよく、その先端が丸みを帯びていてもよい。上述した凹凸状の形状の形成方法は、上述のものに限らず適宜のものを用いることができる。ユニットケース１内の各内蔵部品は、折り曲げられた部分の凹の部分１ａが回路基板２を押圧することによって固定される。このように、各内蔵部品がユニットケース１内で固定されるとともに、ユニットケース１が回路基板２の周縁にあるグランドパターンに複数の箇所で接触し、凹の部分１ａと回路基板２が、電気的に接続される。

以上により、ユニットケース１と、回路基板２のグランドパターンの電気的接続が確実に行われ、開放端縁の折り曲げられた部分の形状は、凹凸状（１ａ，１ｂ）であり、ユニットケース１内の各内蔵部品は、開放端縁の折り曲げられた部分の凹の部分１ａが回路基板２の外側の面を押圧することによって固定され、凹の部分１ａと回路基板２の外側の面が、電気的に確実に接続されていることで、ユニットケース１に電磁波が当たっても回路基板２の外側の面からその電磁波による影響をユニットケース１の外部に逃がすことが確実にできるので、ユニットケース１の内蔵部品を電磁波から守ることができ、電磁波などにより発生する雑音をより確実に防止することができる。さらに開放端縁の折り曲げられた部分による内蔵部品に対する圧力が適度になることで、その圧力がコンデンサマイクロホンユニット１０の収音、特に低音域の収音に支障をきたすことを防止することができる。特に単一指向性マイクロホンユニットなど、振動板４の張力や後部音響端子の構造などにより上述の圧力により支障をきたしやすい性質のコンデンサマイクロホンユニットには、本発明の実施例のようにユニットケース１の開放端縁の折り曲げられた部分を凹凸状にすることは好適である。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はこの実施例の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想を逸脱しない範囲で設計変更することができる。例えば、本発明の上記実施例にかかるユニットケースの凹凸状の形状は、単一指向性マイクロホンユニットに限らず、無指向性マイクロホンユニットに利用してもよい。

１ ユニットケース
１ａ 凹の形状の部分
１ｂ 凸の形状の部分
１ｃ 音導入孔
２ 回路基板
３ 絶縁座
４ 振動板
５ 支持リング
６ 固定極
７ インピーダンス変換器（ＦＥＴ）
８ 中継コンタクト
１０ コンデンサマイクロホンユニット

Claims (3)

1. 一端側に音導入孔を有し、他端側が開放端となっているユニットケースと、
   支持リングに張設された振動板と、
   上記振動板に対向して配置され、絶縁座に支持される固定極と、
   上記固定極に接続されるインピーダンス変換器と、
   上記ユニットケースの上記開放端側に配置され、内側の面に上記インピーダンス変換器が配置される回路基板と、
   を有するコンデンサマイクロホンユニットであって、
   上記ユニットケースは有底円筒体であり、
   上記ユニットケースの開放端縁は、上記ユニットケースの内側に折り曲げられ、
   上記開放端縁の折り曲げ部分は、上記開放端縁の全周に渡り複数の連続する山谷状の凹凸であり凹の部分の先端は尖っていて、
   上記開放端縁の折り曲げ部分は、上記凹凸の複数の凹の部分が上記回路基板の外側の面に形成されているグランドパターンとそれぞれ電気的に接続し、かつ、上記回路基板を上記ユニットケースの上記音導孔に向けて押圧する、
   ことを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
2. 上記グランドパターンは上記回路基板の外周縁に形成されている、
   請求項１記載のコンデンサマイクロホンユニット。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニットを内部に固定し、上記絶縁座に後部音響端子が設けられている、
   ことを特徴とするコンデンサマイクロホン。

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