JP6132435B2 - 静電型電気音響変換器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電型電気音響変換器及びその製造方法に関し、特に、振動板と固定極板との間の静電容量の変化を利用するコンデンサ型のマイク及びヘッドホンにおいて、前記振動板を保持部材に対し撓ませることなく貼り付けることのできる静電型電気音響変換器及びその製造方法に関する。

近年、携帯電話を含む電子機器が小型化し、その内部空間も狭くなっている。前記小型の電子機器の多くは、コンデンサマイクロホンやコンデンサスピーカのような静電型電気音響変換器を内蔵し、マイクロホンユニットやスピーカユニットの小型化も必然的に要求されている。
しかしながら、前記静電型電気音響変換器にあっては、固定極板に対向配置される振動板の形状が一般に正円形に設計されており、前記電子機器における水平もしくは垂直断面が長方形である内部空間を効率的に活用していない。

そのような課題に対し、特許文献１には、可変容量マイクロホンにおいて、例えば振動板を含むマイクロホンユニットの平面形状を長円状（陸上競技場トラック形状）にして、前記したような小型の電子機器の内部空間を効率的に用いることが開示されている。
この特許文献１に開示のマイクロホンの構成によれば、マイクロホンユニットの水平断面が従来の正円形の場合よりも大きくできるため、携帯電話のような小型の電子製品の内部空間に対し、該内部空間の隙間を最小限に占めることができ、また、振動板の有効面積が大きくなるため、感度が増大するという効果が得られる。

特開２００５−８６８３１号公報

ところで、特許文献１にも記載されているように、マイクロホンユニットにおいて振動板は枠状の保持部材（振動板プレート）に接着され保持される。
しかしながら、振動板を長円状とした場合、振動板に合わせて長円状となされた保持部材の（短軸側で対向する）長辺が振動板の張力によって振動板側に変形し、長辺間において振動板が撓み、張力が低下する。そのため、振動板の張力を安定した状態で製造することが困難であるという課題があった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、静電型電気音響変換器において、長円状とした振動板を保持部材により保持する際、振動板が撓むことなく安定した張力を得ることのできる静電型電気音響変換器及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る静電型電気音響変換器は、固定極板と、前記固定極板に対向配置された振動板と、前記振動板の周囲を保持する枠体状の振動板保持部材とを備える静電型電気音響変換器において、前記振動板と前記振動板保持部材とは長円状に形成され、前記長円状の振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側方向に押圧し、前記振動板保持部材の短軸側で対向する一対の長辺を外側に開くように変形させる矯正手段を備えることに特徴を有する。
尚、前記矯正手段は、前記振動板保持部材の周囲を囲繞するように配置される支持枠と、前記支持枠側から前記振動板保持部材の長軸側の両端部に向けて突設され、該長軸側の両端部を内側方向に押圧する押圧部材とを有することが望ましい。
また、前記押圧部材は、前記振動板保持部材の長軸側の両端部に対し、進退可能に前記支持枠に螺合された螺子であることが望ましい。

このような構成によれば、長円状に形成された振動板を長円状の枠体からなる振動板保持部材により保持する際、前記振動板保持部材の長軸側の両端部が内側方向に押圧される。
これにより、振動板保持部材の短軸側で対向する一対の長辺が外側に開く方向に変形し、振動板は撓み無く安定した状態となされる。
即ち、本発明に係る静電型電気音響変換器によれば、長円状の振動板の張力を安定した状態で製造することが容易であり、また、振動板が長円状であるため、携帯電話のような小型の電子製品の内部空間を効率的に利用することができ、また、振動板の有効面積が大きくなるため、感度の増大といった効果を得ることができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る静電型電気音響変換器の製造方法によれば、固定極板と、前記固定極板に対向配置された振動板と、前記振動板の周囲を保持する枠体状の振動板保持部材とを備える静電型電気音響変換器の製造方法において、前記振動板のマザーフィルムを均一に張力をかけた状態で保持する工程と、前記マザーフィルムに対し長円状の枠体からなる振動板保持部材を接着材を介して取り付ける工程と、前記マザーフィルムに対する張力を解除する工程と、前記マザーフィルムにおいて前記振動板保持部材の枠周辺部を切り離す工程と、前記振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側に向けて押圧する工程と、を含むことに特徴を有する。
尚、前記振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側に向けて押圧する工程において、前記振動板保持部材の周囲を囲繞するように支持枠を配置する工程と、前記支持枠側から前記振動板保持部材の長軸側の両端部に向けて押圧部材を突設し、該長軸側両端部を内側方向に押圧する工程とを含むことが望ましい。

このような製造方法によれば、長円状の振動板の張力が安定した状態の静電型電気音響変換器を容易に製造することができ、また、製造した静電型電気音響変換器は振動板が長円状であるため、携帯電話のような小型の電子製品の内部空間を効率的に利用することができ、また、振動板の有効面積が大きくなるため、感度の増大といった効果を得ることができる。

本発明によれば、静電型電気音響変換器において、長円状とした振動板を保持部材により保持する際、振動板が撓むことなく安定した張力を得ることができる。

図１は、本発明に係る静電型電気音響変換器の平面図である。 図２は、図１の静電型電気音響変換器のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３は、振動板組立体を製造する工程を説明するための平面図及び断面図である。 図４は、図３に続く工程を説明するための平面図及び断面図である。 図５は、図４に続く工程を説明するための平面図及び断面図である。 図６は、図５に続く工程を説明するための平面図及び断面図である。 図７は、図６に続く工程を説明するための平面図である。 図８は、図７に続く工程を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る静電型電気音響変換器の平面図である。図２は、図１の静電型電気音響変換器のＡ−Ａ矢視断面図である。
尚、以下の説明では本発明に係る静電型電気音響変換器をコンデンサマイクロホンに適用した場合を例に説明するが、コンデンサ型のヘッドホンやスピーカの場合にも同様の構成を有する。

図１、図２に示すように、この実施の形態に係るコンデンサマイクロホンは、平面視において振動板が長円状（陸上競技場トラック形状）のマイクロホンユニット１０を備えている。
前記マイクロホンユニット１０は、ダイアフラムリング１２に張設された振動板１１と、絶縁座１４に支持された固定極板１３とをセパレータリング１５を介して対向的に配置することにより構成されるが、本発明において、ダイアフラムリング１２は、振動板１１と相似形の長円状の枠体として形成されている。
即ち、ダイアフラムリング１２は、その短軸側で対向し互いに平行な一対の長辺側枠部１２ａ、１２ａと、長軸側で対向する一対の円弧状枠部１２ｂ、１２ｂとを有する。ダイアフラムリング１２は金属製で、例えばアルミニウム材や黄銅合金等から形成されてよい。

また、振動板１１には、一方の面に金属蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜が用いられる。振動板１１は、振動板組立体として、その金属蒸着膜側が接着材等を介してダイアフラムリング１２に貼着される。

また、セパレータリング１５も、ダイアフラムリング１２と同じく長円状の枠体として形成される。セパレータリング１５は、電気絶縁性の合成樹脂フィルムからなる。
また、固定極板１３は、振動板１１が長円状であることから、同じく長円状に形成される。固定極板１３には、例えばアルミニウム板が用いられ、この実施形態では、複数の音孔１３ａが穿設されている。尚、固定極板１３の振動板１１と対向する面にエレクトレット膜を貼着して、バックエレクトレット型コンデンサマイクロホンとしてもよい。

また、絶縁座１４は、電気絶縁性の合成樹脂材からなり、この実施形態では、固定極板１３の背面側に所定容積の空気室１６を形成するための凹部１４ａを備えている。空気室１６内には、不織布等の図示しない音響抵抗材が収納されてよい。また、絶縁座１４は、セラミック材であってもよい。

マイクロホンユニット１０は、ダイアフラムリング１２を囲繞する支持枠２０を含むマウント部材を介して、マイクロホン基台（図示せず）に略垂直に立設された状態でユニットカバー（図示せず）内に配置される。
ダイアフラムリング１２が長円状であることから、この実施の形態において、支持枠２０も長円状であり、短軸側で対向し互いに平行な一対の長辺側枠部２０ａ，２０ａと、長軸側で対向する一対の円弧状枠部２０ｂ、２０ｂとを有している。

また、支持枠２０は、ダイアフラムリング１２の長軸側で対向する円弧状枠部１２ｂ、１２ｂを、その外側から押圧する矯正手段２１を有し、この矯正手段２１の押圧力により、短軸側で対向する長辺側枠部１２ａ，１２ａを変形させ、振動板１１が撓まないように張力を調整するようになっている。
この矯正手段２１は、例えば図示するように支持枠２１側からダイアフラムリング１２の長軸側の両端部に向けて突設され、前記長軸側両端部をダイアフラムリング１２の内側方向に押圧する螺子部材２１ａ、２１ａ（押圧部材）を有する。より具体的には、前記螺子部材２１ａ，２１ａは、前記ダイアフラムリング１２の長軸側の両端部に対し、進退可能に前記支持枠２０に螺合されている。また、支持枠２０は、金属製、合成樹脂製のいずれであってもよいが、ダイアフラムリング１２よりも高い剛性を備えていることが好ましい。

図１、図２に示したマイクロホンユニット１０の振動板組立体を得るには、先ず図３（ａ）に平面図、図３（ｂ）に断面図で示すように、振動板１１のマザーフィルム１Ｍを円柱状の台座６上に配置する。マザーフィルム１Ｍは正円形状である。
次に、図４（ａ）に平面図、図４（ｂ）に断面図で示すように、マザーフィルム１Ｍの全周にわたって錘７を付与してマザーフィルム１Ｍに均一に張力をかけた状態とする。

次に、この状態で、図５（ａ）に平面図、図５（ｂ）に断面図で示すように、マザーフィルム１Ｍ上に長円形状のダイアフラムリング１２を、接着材を介して取り付ける。そして、錘７を外して、マザーフィルム１Ｍに対する張力を解除する。この状態では、図６（ａ）に平面図、図６（ｂ）に断面図で示すように、ダイアフラムリング１２の内側に配置されている振動板１１となるマザーフィルム１Ｍの張力により、特にダイアフラムリング１２の長辺側枠部１２ａ、１２ａが内側に（振動板１１側に）容易に変形し、これによって振動板１１となるダイアフラムリング１２の内側のマザーフィルム１Ｍの張力が、前記マザーフィルム１Ｍにかけられた初期張力よりも部分的に低下する。

次に、図７に平面図で示すように、マザーフィルム１Ｍに対し、ダイアフラムリング１２の枠周辺部分をカッターナイフ等で切り離す。
ここで、ダイアフラムリング１２に振動板１１が張設された振動板組立体が得られるが、前記のようにダイアフラムリング１２の長軸側枠部１２ａ，１２ａは内側に向けて変形した状態である。そのため、この振動板１１とダイアフラムリング１２とからなる振動板組立体を囲繞するように支持枠２０を配置し、その長軸側両端に設けられた矯正手段２１によりダイアフラムリング１２の長軸側の両端部を内側方向に押圧する。

より具体的には、支持枠２０の長軸側の両端部に螺子部材２１ａ，２１ａを螺入し、螺子部材２１ａ，２１ａの先端をダイアフラムリング１２の長軸側の両端部に向けて突設させる。
これにより螺子部材２１ａ，２１ａが前記ダイアフラムリング１２の長軸側の両端部（円弧状枠部１２ｂ、１２ｂ）を、図８の平面図に示すように押圧力Ｆ１によって押圧する。そして、前記押圧力Ｆ１によって生じた変位により、ダイアフラムリング１２の短軸側で対向する長辺側枠部１２ａ、１２ａを外側（図８のＦ２の方向）に開くように変形させる。
その結果、ダイアフラムリング１２に張設された振動板１１において、短軸が伸長する方向に引っ張られ、安定した張力が得られる。

このように本発明に係る実施の形態によれば、長円状に形成された振動板１１を長円状の枠体からなるダイアフラムリング１２により保持する際、ダイアフラムリング１２の長軸側の両端部（円弧状枠部１２ｂ、１２ｂ）が内側方向に押圧される。
これにより、ダイアフラムリング１２の短軸側で対向する一対の長辺側枠部１２ａ，１２ａが外側に開く方向に変形し、振動板１１は撓み無く安定した状態となされる。
即ち、本発明に係る静電型電気音響変換器によれば、長円状の振動板の張力を安定した状態で製造することが容易であり、また、振動板が長円状であるため、携帯電話のような小型の電子製品の内部空間を効率的に利用することができ、また、振動板の有効面積が大きくなるため、感度の増大といった効果を得ることができる。

尚、前記実施の形態においては、本発明に係る静電型電気音響変換器をコンデンサマイクロホンに適用した場合を例に説明したが、前記したようにマイクロホンに限らず、コンデンサ型のヘッドホンやスピーカの場合にも同様の構成を適用することができる。

また、前記実施の形態において、矯正手段２１における押圧部材を螺子部材２１ａ，２１ａとしたが、本発明にあっては、その構成に限定されるものではなく、例えば棒状のピン部材を支持枠２０側の穴に嵌合させ、その先端をダイアフラムリング１２側に突出させた構成としてもよい。

１０ マイクロホンユニット
１１ 振動板
１２ ダイアフラムリング（振動板保持部材）
１２ａ 長辺側枠部
１２ｂ 円弧状枠部
１３ 固定極板
１４ 絶縁座
１５ セパレータリング
２０ 支持枠
２１ 矯正手段
２１ａ 螺子部材（押圧部材）

Claims (5)

1. 固定極板と、前記固定極板に対向配置された振動板と、前記振動板の周囲を保持する枠体状の振動板保持部材とを備える静電型電気音響変換器において、
   前記振動板と前記振動板保持部材とは長円状に形成され、
   前記長円状の振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側方向に押圧し、前記振動板保持部材の短軸側で対向する一対の長辺を外側に開くように変形させる矯正手段を備えることを特徴とする静電型電気音響変換器。
2. 前記矯正手段は、
   前記振動板保持部材の周囲を囲繞するように配置される支持枠と、
   前記支持枠側から前記振動板保持部材の長軸側の両端部に向けて突設され、該長軸側の両端部を内側方向に押圧する押圧部材とを有することを特徴とする請求項１に記載された静電型電気音響変換器。
3. 前記押圧部材は、前記振動板保持部材の長軸側の両端部に対し、進退可能に前記支持枠に螺合された螺子であることを特徴とする請求項２に記載された静電型電気音響変換器。
4. 固定極板と、前記固定極板に対向配置された振動板と、前記振動板の周囲を保持する枠体状の振動板保持部材とを備える静電型電気音響変換器の製造方法において、
   前記振動板のマザーフィルムを均一に張力をかけた状態で保持する工程と、
   前記マザーフィルムに対し長円状の枠体からなる振動板保持部材を接着材を介して取り付ける工程と、
   前記マザーフィルムに対する張力を解除する工程と、
   前記マザーフィルムにおいて前記振動板保持部材の枠周辺部を切り離す工程と、
   前記振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側に向けて押圧する工程と、を含むことを特徴とする静電型電気音響変換器の製造方法。
5. 前記振動板保持部材の長軸側の両端部を外側から内側に向けて押圧する工程において、
   前記振動板保持部材の周囲を囲繞するように支持枠を配置する工程と、
   前記支持枠側から前記振動板保持部材の長軸側の両端部に向けて押圧部材を突設し、該長軸側両端部を内側方向に押圧する工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載された静電型電気音響変換器の製造方法。

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