JP6388833B2 - コンデンサマイクロホンとコンデンサマイクロホンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンとコンデンサマイクロホンの製造方法に関する。

コンデンサマイクロホンのうち、例えば、会議等に用いられる単一指向性コンデンサマイクロホンとして、形状を小さくするために、マイクロホンユニット（以下「ユニット」という。）の後部に音声信号出力回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）が取り付けられたものがある。マイクロホンの外筐は、３つの部品を備える。この３つの部品は、ユニットの前方（音源に向けられる方向）をカバーするキャップと、ユニットとＰＣＢとを収容する円筒状のマイクロホンケースと、ＰＣＢの後部（音源に向けられる方向と逆方向）を囲む後部ケース、である。後部ケースには、マイクロホンが出力する音声信号を引き出すマイクケーブルが通される。グースネック型のマイクロホンの場合には、後部ケースにフレキシブルパイプが接続される。

マイクロホンの外筐は静電シールドを形成するために、前述の３つの部品は金属部品で作製されて結合される。この結合部の電気的な接続が不確実の場合、結合部に強い電磁波が加わると高周波電流が生じてマイクロホンの内部に入り込む。その結果、ユニットが高周波電流を検波し、これを雑音として出力してしまう。特に、マイクロホンケースと後部ケースの電気的な接続や、ＰＣＢと後部ケースの電気的な接続が不確実の場合、大きな雑音が出力されてしまう。

ここで、マイクロホンケースと後部ケースは、マイクロホンケースの外側から複数（例えば、３本）のネジでネジ止めされて結合される。しかし、マイクロホンケースの内径部分に接する後部ケースの接触部分は、ネジによって締め付けられて変形したマイクロホンケース部分に限られる。このため、後部ケースの接触部分は、ネジの数が多いほど電気的な接続は確実になるが外観は劣ってしまう。

一方、ＰＣＢと後部ケースは、ＰＣＢに取り付けられた板状の金属製のバネ等を接触させる方法が用いられてきた。これは、マイクロホンケースの外径が１２ｍｍ程度の小型のマイクロホンであることから、後部ケースに機械加工を施してＰＣＢに機械的に固定する構造をとりにくいためである。

図１２は、従来のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。コンデンサマイクロホンは、キャップ２とマイクロホンケース３とユニット１０とＰＣＢ２００と後部ケース３００とを有してなる。
図１３は、図１２に示したコンデンサマイクロホンの分解側面断面図である。

マイクロホンケース３は、金属製の中空円筒状である。マイクロホンケース３の一端（前方側）には、マイクロホンケース３の開口を覆うようにキャップ２が被せられて固定されている。マイクロホンケース３の後部の表面には、ネジ４０が挿入されるネジ孔３ｈが形成されている。

ユニット１０は、開口を有する金属製のユニットケースと、コンデンサを構成する振動板と固定極と、振動板と固定極との間で生じる静電容量の変化を電気信号に変換して出力する円板状の回路基板と、を有してなる。ユニットケースは、コンデンサと回路基板とを収容する。ユニットケースの底面（開口の対向面）には、音源からの音波が通る音波導入孔が形成されている。回路基板は、ユニットケースの開口を覆うように配置されて、ユニットケースの後端縁のカーリング加工（かしめ）により、ユニットケースに固定される。

ＰＣＢ２００は、板状で、ユニット１０との接続側に切欠部２２２が形成されている。

後部ケース３００は、金属製で、大径部３３１と中径部３３２と小径部３３３とフランジ３３４とを有してなる。大径部３３１には、ＰＣＢ２００の後部が挿入される切欠溝３３１ａと、ネジ孔３ｈに連通するネジ孔３３１ｈが形成されている。

図１４は、図１２に示したコンデンサマイクロホンの側面断面図である。マイクロホンケース３の後端が後部ケース３００のフランジ３３４に当接して、マイクロホンケース３と後部ケース３００とが結合している。ＰＣＢ２００の後部が後部ケース３００の切欠溝３３１ａに挿入されて、ユニット１０とＰＣＢ２００とがマイクロホンケース３に収容されている。

板バネ４００は、金属製で、ＰＣＢ２００と後部ケース３００とを電気的に接続する。板バネ４００は、例えば、板バネ４００の一端が後部ケース３００に取り付けられ、板バネ４００の他端がＰＣＢ２００の後部が切欠溝３３１ａに挿入されるときにＰＣＢ２００と切欠溝３３１ａとの間に挿入されて、ＰＣＢ２００と後部ケース３００に固定される。

図１５は、図１２に示したコンデンサマイクロホンの平面断面図である。マイクロホンケース３は、ネジ４０を介して後部ケース３００と電気的に接続している。

なお、電気的な接続を確実にする方法として金属製の板バネを用いることは、これまでにも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４４１７８０１号明細書

しかし、マイクロホンケース３と後部ケース３００の電気的な接続がネジ４０によるネジ止のみの不確実な状態では、板バネ４００も高周波的にインピーダンスを持つため、ＰＣＢ２００と後部ケース３００の接地への接続も不確実となる。したがって、ＰＣＢ２００と後部ケース３００とが機械的に結合されて、ＰＣＢ２００と後部ケース３００との電気的な接続を確実に実現できることが望ましい。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、マイクロホンケースと後部ケースの電気的な接続、特に、音声信号出力回路基板と後部ケースの電気的な接続を確実に実現することができるコンデンサマイクロホンとコンデンサマイクロホンの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、マイクロホンユニットと、マイクロホンユニットと接続する音声信号出力回路基板と、音声信号出力回路基板が挿入される切欠溝が設けられた後部ケースと、を有してなり、後部ケースの表面には、装着部材が装着される装着溝が形成され、音声信号出力回路基板には、装着部材が装着される嵌合溝が形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、音声信号出力回路基板と後部ケースとの電気的な接続を確実に実現することができる。

本発明にかかるコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。 上記コンデンサマイクロホンの分解平面断面図である。 上記コンデンサマイクロホンを構成する音声信号出力回路基板の後部と後部ケースの分解斜視図である。 上記音声信号出力回路基板の後部と上記後部ケースの分解平面断面図である。 上記音声信号出力回路基板の後部とＣ型リングが装着された上記後部ケースの分解平面断面図である。 上記音声信号出力回路基板の後部と上記後部ケースの平面断面図である。 上記コンデンサマイクロホンの平面断面図である。 上記コンデンサマイクロホンを構成するマイクロホンケースの後部と上記音声信号出力回路基板の後部と上記後部ケースの平面断面図である。 上記コンデンサマイクロホンの側面断面図である。 上記コンデンサマイクロホンの実施の形態を示す外観図である。 上記コンデンサマイクロホンの部品分解図である。 従来のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。 図１２に示した従来のコンデンサマイクロホンの分解側面断面図である。 図１２に示した従来のコンデンサマイクロホンの側面断面図である。 図１２に示した従来のコンデンサマイクロホンの平面断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかるコンデンサマイクロホンとコンデンサマイクロホンの製造方法の実施の形態について説明する。

●コンデンサマイクロホンの要部
図１は、本発明にかかるコンデンサマイクロホンの分解斜視図であって、コンデンサマイクロホンの要部を構成するキャップ２とマイクロホンケース３とマイクロホンユニット（以下「ユニット」という。）１０と音声信号出力回路基板（以下「ＰＣＢ」という。）２０と後部ケース３０とを示す。
図２は、コンデンサマイクロホンの分解平面断面図である。

なお、図１，２は、キャップ２がマイクロホンケース３に取り付けられていて、ユニット１０がＰＣＢ２０に取り付けられた状態を示している。また、同図は、後部ケース３０の後段のマイクロホンケーブルやコネクタの図示が省略されている。

また、以下の説明において、集音時にコンデンサマイクロホンが向けられる音源の方向をコンデンサマイクロホンの前方とする。

キャップ２は、金属製の薄板ドーナツ円板状である。キャップ２の平面視略中央には、音源からの音波が通る音波導入孔が形成されている。

マイクロホンケース３は、金属製の中空円筒状である。マイクロホンケース３の表面の後部（キャップ２が取り付けられる側と反対側で、後部ケース３０が取り付けられる側）には、環状の凹部３ｃが形成されている。凹部３ｃは、マイクロホンケース３内の空間の容積を減じさせる。その結果、マイクロホンケース３内の空間の音響容量のインピーダンスが高くなり、この空間の共振周波数が高くなるため、共振周波数以下の周波数帯域における指向周波数応答の劣化が抑制される。マイクロホンケース３の後端側には、金属製のネジ４０のネジ孔３ｈが形成されている。

ユニット１０は、開口を有する金属製の有底円筒状のユニットケースと、ユニットケース内に配置されるコンデンサを構成する振動板と固定極と、振動板と固定極との間で生じる静電容量の変化を電気信号に変換して出力する円板状の回路基板と、を有してなる。ユニットケースの底面（集音時に音源側に向けられる側で開口の対向面）には、音源からの音波が通る音波導入孔が設けられている。回路基板は、ユニットケースの開口を覆うように配置されて、ユニットケースの後端縁のカーリング加工（かしめ）により、ユニットケースに固定される。

ＰＣＢ２０は、板状で、後端側（後部ケース３０側）に嵌合溝２１が形成され、他端側（ユニット１０側）に切欠部２２が形成されている。

嵌合溝２１は、ＰＣＢ２０の面に沿う方向の対向する２辺の外縁のそれぞれに形成されている。嵌合溝２１は、ＰＣＢ２０の後端側が後部ケース３０に挿入された状態で、後述する後部ケース３０に形成された装着溝３１ｂに連通する。

切欠部２２は、マイクロホンケース３の側面に形成された音波導入孔（不図示）からマイクロホンケース３内に入る音波のマイクロホンケース３内の通路となり、この音波導入孔の音響インピーダンスを低下させる。その結果、ＰＣＢ２０が配置されたマイクロホンケース３内の空間の音響質量と、マイクロホンケース３の側面に形成された開口と、の間の共振に伴う指向周波数応答の劣化が抑制される。

ＰＣＢ２０は、ユニット１０を構成する回路基板と電気的に接続し、ユニット１０の回路基板が出力する電気信号（音声信号）を、不図示のコネクタに出力する。コネクタは、例えば、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸型コネクタ」に規定される接地用の１番ピンと、信号のホット（ＨＯＴ）側の２番ピンとコールド（ＣＯＬＤ）側の３番ピンを有する出力コネクタである。ＰＣＢ２０とコネクタとは、不図示のマイクケーブルを介して電気的に接続する。マイクケーブルは、例えば、ホット側とコールド側の２種類の信号線とシールド被覆線とを有する２芯シールド被覆線である。

ユニット１０とＰＣＢ２０とは、ユニット１０の音波導入孔がキャップ２の音波導入孔と連通するようにマイクロホンユニット３の内部に配置される。

後部ケース３０は、金属製で、大径部３１と中径部３２と小径部３３とが設けられている。中径部３２は、大径部３１と小径部３３の間に設けられている。大径部３１と中径部３２と小径部３３のそれぞれは中空の略円筒状であって、それぞれの中空は連通している。後部ケース３０の外周の大径部３１と中径部３２の境界部分には、大径部３１より大径のフランジ３４が環状に設けられている。

図３は、ＰＣＢ２０の後部と後部ケース３０の分解斜視図である。大径部３１には、切欠溝３１ａと、装着溝３１ｂと、ネジ孔３１ｈと、が形成されている。

切欠溝３１ａは、ＰＣＢ２０の後端が挿入される溝であって、大径部３１側から小径部３３側に向けて、後部ケース３０の長手方向に形成されている。

装着溝３１ｂは、弾性材料からなる装着部材としてのＣ型リング５０が装着される溝であって、大径部３１の外周に環状に形成されている。装着溝３１ｂは、切欠溝３１ａと連通している。装着溝３１ｂの径をＣ型リング５０の径より小さく設定することで、Ｃ型リング５０が装着溝３１ｂに装着されたときのＣ型リング５０と装着溝３１ｂ（つまり、後部ケース３０）との接続は確実になる。

ネジ孔３１ｈは、後部ケース３０の大径部３１部分がマイクロホンケース３に収容された状態において、マイクロホンケース３のネジ孔３ｈと連通する。

●コンデンサマイクロホンの製造方法
以下、キャップ２が取り付けられたマイクロホンケース３と、ユニット１０と電気的に接続しているＰＣＢ２０と、後部ケース３０と、の組立方法（製造方法）について説明する。

図４は、ＰＣＢ２０の後部と後部ケース３０の分解平面断面図である。ＰＣＢ２０の嵌合溝２１それぞれに隣接する位置には、接地ランド２３が設けられている。

先ず、Ｃ型リング５０が、装着溝３１ｂに装着される。

図５は、ＰＣＢ２０の後部とＣ型リング５０が装着された後部ケース３０の分解平面断面図である。装着溝３１ｂに装着されたＣ型リング５０の表面の一部は、大径部３１の外周面の外側に露出した状態になる。

次いで、ＰＣＢ２０が、嵌合溝２１が形成されている後部側から、Ｃ型リング５０が装着された後部ケース３０の切欠溝３１ａに挿入されて、Ｃ型リング５０が嵌合溝２１に装着（嵌合）される。ここで、Ｃ型リング５０は、切欠溝３１ａと装着溝３１ｂとの連通箇所に位置する部分が、嵌合溝２１に装着される。

図６は、Ｃ型リング５０が装着された後部ケース３０の切欠溝３１ａに、ＰＣＢ２０の後部が挿入された様態を示す、ＰＣＢ２０の後部と後部ケース３０の平面断面図である。ＰＣＢ２０の幅（図中、上下方向の長さ）は、後部ケース３０の内径よりも大きく、後部ケース３０の外径よりも小さい。ＰＣＢ２０は、嵌合溝２１に装着されたＣ型リング５０を介して後部ケース３０と電気的に接続するため、ＰＣＢ２０と後部ケース３０との電気的な接続が確実に実現される。

次いで、マイクロホンケース３が、Ｃ型リング５０が嵌合溝２１に装着されているＰＣＢ２０と、ＰＣＢ２０の後部が挿入された状態の後部ケース３０の前方部分（大径部３１側の部分）と、を収容する。ＰＣＢ２０と後部ケース３０の前方部分を収容したマイクロホンケース３のネジ孔３ｈは、後部ケース３０のネジ孔３１ｈと連通している。係止部材としてのネジ４０をネジ孔３ｈから挿入して、マイクロホンケース３と後部ケース３０とをネジ止めして固定する。

図７は、コンデンサマイクロホンの平面断面図である。
図８は、マイクロホンケース３の後部とＰＣＢ２０の後部と後部ケース３０の平面断面図である
図９は、コンデンサマイクロホンの側面断面図である。

図７，８は、マイクロホンケース３がＣ型リング５０を介してマイクロホンケース３の内周面のほぼ全周にわたりＰＣＢ２０と電気的に接続していることや、マイクロホンケース３がネジ４０を介して後部ケース３０と電気的に接続していることを示している。
また、図７−９は、マイクロホンケース３の後端が、後部ケース３０のフランジ３４に当接することで、マイクロホンケース３と後部ケース３０のそれぞれのネジ孔（３ｈ、３１ｈ）が連通する位置に位置決めされることを示している。

なお、以上説明した製造方法においては、ＰＣＢ２０の後部が切欠溝３１ａに挿入される工程の前に、Ｃ型リング５０が装着溝３１ｂに装着される工程が実施されるものであった。しかし、本発明におけるコンデンサマイクロホンの製造方法においては、ＰＣＢ２０の後部が切欠溝３１ａに挿入される工程の前に、Ｃ型リング５０が装着溝３１ｂに装着される工程が実施されるものであってもよい。

●コンデンサマイクロホンの全体
図１０は、本発明にかかるコンデンサマイクロホンの実施の形態を示す外観図であり、図１１は、図１０に示したコンデンサマイクロホンの部品分解図である。

コンデンサマイクロホン１は、例えばグースネック型で、キャップ２と、マイクロホンケース３と、後部ケース３０と、グースネックパイプ４Ａと、パイプ５と、ジョイント６と、グースネックパイプ４Ｂと、コネクタケース７と、を有してなる。

なお、以下の説明においては、グースネック型のマイクロホンを例にして説明するが、本発明にかかるコンデンサマイクロホンが適用可能なのは、グースネック型に限らず、例えば、ラベリアマイクロホンやワイヤレスマイクロホンなど、マイクロホンユニットの小型化が要求されるマイクロホンに適用可能である。

マイクロホンケース３には、先に説明したとおり、ユニット１０と、ＰＣＢ２０と、が収容されている。集音時に音源側に向けられるマイクロホンケース３の一端側（紙面下側）にはキャップ２が被せられ、マイクロホンケース３の他端側（紙面上側）には後部ケース３０を介してグースネックパイプ４Ａが結合される。グースネックパイプ４Ａは、金属製の直管からなるパイプ５の一端側に結合される。パイプ５の他端側には、ジョイント６を介してグースネックパイプ４Ｂの一端側が結合される。グースネックパイプ４Ｂの他端側には、コネクタ８を内蔵するコネクタケース７が結合される。

コネクタ８は、例えば、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸型コネクタ」に規定される接地用の１番ピンと、信号のホット側の２番ピンとコールド側の３番ピンを有する出力コネクタである。

ＰＣＢ２０は、平衡伝送回路を内蔵している。ＰＣＢ２０とコネクタ８とは、マイクケーブル９を介して電気的に接続する。マイクケーブル９は、グースネックパイプ４Ａ，４Ｂとパイプ５内に挿通される、ホット（ＨＯＴ）側とコールド（ＣＯＬＤ）側の２種類の信号線とシールド被覆線とを有する２芯シールド被覆線である。

マイクケーブル９のシールド被覆線は、例えば、ＰＣＢ２０の接地ランド２３を介してＰＣＢ２０のグランド（接地回路）に接続される。ＰＣＢ２０のグランドはコネクタ８の１番ピンに接続され、この１番ピンは不図示のシールド筐体にも接続される。また、コネクタ８とマイクケーブル９とは、マイクケーブル９のホット側の信号線がコネクタ８の２番ピンに接続され、マイクケーブル９のコールド側の信号線がコネクタ８の３番ピンに接続され、シールド被覆線はコネクタ８の１番ピンに接続される。

ユニット１０は、インピーダンス変換器を構成する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）を内蔵している。ＦＥＴは、ゲート電極とドレイン電極とソース電極とを備える。マイクケーブル９の２種類の信号線は、ＰＣＢ２０を介して、ソース電極と接続する。ＦＥＴから出力される音声信号は、不平衡信号である。ＦＥＴから不平衡信号として出力された音声信号は、ＰＣＢ２０で平衡信号に変換された後にマイクケーブル９に出力される。

●まとめ
以上説明した実施の形態によれば、ＰＣＢ２０は、装着溝３１ｂに装着されたＣ型リング５０を介して後部ケース３０と電気的に接続するため、ＰＣＢ２０と後部ケース３０との電気的な接続を確実に実現することができる。

また、マイクロホンケース３は、Ｃ型リング５０を介してＰＣＢ２０と電気的に接続するため、Ｃ型リング５０およびＰＣＢ２０を介してマイクロホンケース３と後部ケース３０との電気的な接続を確実に実現することができる。

１ コンデンサマイクロホン
２ キャップ
３ マイクロホンケース
３ｃ 凹部
３ｈ ネジ孔
４ グースネックパイプ
５ パイプ
６ ジョイント
７ コネクタケース
８ コネクタ
９ マイクケーブル
１０ マイクロホンユニット（ユニット）
２０ 音声信号出力回路基板（ＰＣＢ）
２１ 嵌合溝
２２ 切欠部
２３ 接地ランド
３０ 後部ケース
３１ 大径部
３１ａ 切欠溝
３１ｂ 装着溝
３１ｈ ネジ孔
３２ 中径部
３３ 小径部
３４ フランジ
４０ ネジ（係止部材）
５０ Ｃ型リング（装着部材）

Claims (11)

1. マイクロホンユニットと、
   前記マイクロホンユニットと接続する音声信号出力回路基板と、
   前記音声信号出力回路基板が挿入される切欠溝が設けられた後部ケースと、
   を有してなり、
   前記後部ケースの表面には、装着部材が装着される装着溝が形成され、
   前記音声信号出力回路基板には、前記装着部材が装着される嵌合溝が形成されている、
   ことを特徴とするコンデンサマイクロホン。
2. 前記装着溝は、前記切欠溝と連通する、
   請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
3. 前記音声信号出力回路基板が前記後部ケースに挿入された状態で、前記嵌合溝は、前記装着溝に連通する、
   請求項１または２記載のコンデンサマイクロホン。
4. 前記後部ケースは、円筒状で、
   前記装着溝は、前記後部ケースの外周面に形成され、
   前記装着部材は、Ｃ型リングである、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
5. 前記装着部材は、弾性材料からなる、
   請求項１乃至４のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
6. 前記マイクロホンユニットと前記音声信号出力回路基板とを収容する筒状のマイクロホンケースを備え、
   前記後部ケースは、前記マイクロホンケースの開放端の一端側に挿入され、
   前記マイクロホンケースと前記後部ケースとは、係止部材で固定される、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
7. 前記回路基板の前記嵌合溝に隣接する位置には、接地ランドが設けられている、
   請求項１乃至６のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
8. 前記音声信号出力回路基板は、板状で、
   前記嵌合溝は、前記音声信号出力回路基板の面に沿う方向の対向する２辺の外縁のそれぞれに形成されている、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
9. マイクロホンユニットと、
   前記マイクロホンユニットと接続する音声信号出力回路基板と、
   前記音声信号出力回路基板が挿入される切欠溝が設けられた後部ケースと、
   前記マイクロホンユニットと前記音声信号出力回路基板とを収容するマイクロホンケースと、
   を有してなり、
   前記後部ケースの表面には、装着部材が装着される装着溝が形成されていて、
   前記音声信号出力回路基板の一端側には、前記装着部材が装着される嵌合溝が形成されている、
   コンデンサマイクロホンの製造方法であって、
   前記音声信号出力回路基板が、前記切欠溝に前記一端側から挿入される工程と、
   前記装着部材が、前記嵌合溝に装着される工程と、
   前記マイクロホンケースが、前記装着溝に装着された前記装着部材が前記嵌合溝に装着している前記音声信号出力回路基板を収容する工程と、
   を有してなることを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法。
10. 前記音声信号出力回路基板が、前記切欠溝に前記一端側から挿入される工程、の前に、
    前記装着部材が、前記装着溝に装着される工程、
    を有する、
    請求項９記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
11. 前記音声信号出力回路基板が、前記切欠溝に前記一端側から挿入される工程、の後に、
    前記装着部材が、前記装着溝に装着される工程、
    を有する、
    請求項９記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
    
    
    
    

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