JP6596682B2 - スイッチ回路およびマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ回路およびマイクロホンに関するものである。

音声を収音して出力するマイクロホンは、様々な種類のものが知られている。例えば、本体に設けられたスイッチ回路を操作し、音声信号を出力する状態と音声信号を出力しない状態とを切り換えることができるマイクロホンが知られている。このようなマイクロホンにハンドセットマイクロホンがある。

従来のハンドセットマイクロホンは、スイッチ回路の接点を機械的に動作させるスライドスイッチを用いていた。従来のスライドスイッチでは、接点を断続するときに（接点を開閉するときに）電気的雑音が発生しやすい。また、従来のスライドスイッチは、操作するときに振動雑音が生じやすい。さらに、従来のスライドスイッチは、接点の表面が酸化したり硫化したりすることで、より大きな電気的雑音が発生しやすい。接点の酸化や硫化の度合いが進行するとスイッチとして機能しなくなることもある。

近年では、ハンドセットマイクロホンのスイッチ回路にリードスイッチを用いることで、上記のような不具合に対処するマイクロホンが知られている。リードスイッチは、接点が不活性ガスの中にあり、接点の表面の酸化や硫化を防ぐことができる。リードスイッチは、ハンドセットマイクロホンが備えるスイッチノブを操作して磁石の位置を変位させることで、接点を変位させる。

従来のリードスイッチは、延伸方向に着磁された棒磁石をリードスイッチの接点に近い位置と遠い位置の間で変位させることで接点を変位させる。この場合、リードスイッチの接点を構成するリード片と並行に棒磁石を配置するので、接点に与えられる磁界の極性を変化させるために必要となる棒磁石の変位量が大きい（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２５９６１２号公報

ハンドセットマイクロホン、特にワイヤレスマイクロホンの場合は、スイッチ回路を配置できるスペースが狭い。上記のように、棒磁石をある程度の量は移動させないと接点を変位させることができないリードスイッチは、特にワイヤレスマイクロホンのスイッチ回路には不向きである。リードスイッチを用いたスイッチ回路は、上記にて説明したように、確実に、安定的に動作させることができる。そのため、ハンドセットマイクロホンやワイヤレスマイクロホンであっても用いることができるような、リードスイッチを備えるスイッチ回路が望まれている。

本発明は、設置スペースが狭くても確実に、かつ、安定して動作するスイッチ回路を提供することを目的とする。

本発明は、磁石とリードスイッチとを備えるスイッチ回路であって、前記リードスイッチは、第１リードと第２リードとからなる接点を有し、前記磁石と前記第１リードと前記第２リードにより磁気回路が構成され、前記磁気回路は、前記第１リードは前記第２リードの延伸方向と同じ方向に屈曲され、前記磁石は前記接点と直交する方向に磁化され、前記第１リードと前記接点との中間に配置されるとともに、前記リードスイッチの長手方向に移動可能に保持される、ことを主な特徴とする。

本発明によれば、設置スペースが狭くても確実に、かつ、安定して動作する。

本発明に係るスイッチ回路の構成の例を示す構成図である。 上記スイッチ回路の接点が開く動作状態の例を示す構成図である。 上記スイッチ回路の接点が閉じる動作状態の例を示す構成図である。 本発明に係るマイクロホンにおいて、スイッチノブを取り外した状態の例を示す正面図である。 上記マイクロホンの例を示す縦断面図である。 上記マイクロホンが備えるスイッチ部を拡大した拡大縦断面図である。 上記マイクロホンが備えるスイッチ部を拡大した拡大縦断面図である。 上記マイクロホンにおけるスイッチ部の動作状態の例を示す正面図である。 上記マイクロホンにおけるスイッチ部の動作状態の別の例を示す正面図である。 上記マイクロホンに上記スイッチ回路を接続した例を示す回路図である。

●マイクロホンの構成
以下、本発明の実施形態について図面を用いながら説明する。まず、本発明に係るマイクロホンの実施形態について、図８、図９および図１０を用いて説明する。マイクロホン１は、図１０に示すように、マイクロホンユニット３、スイッチ部２と、を備えている。スイッチ部２にはスイッチ回路１０が備わっている。スイッチ回路１０はマイクロホンユニット３の出力端子に対して並列に接続されている。図８と図９に示すように、マイクロホン１の円筒状の筺体の内部にマイクロホンユニット３（図８では不図示）と、スイッチ部２と、を備えている。スイッチ部２は、マイクロホン１の筺体の外周の一部に露出するスイッチノブ１３を備えている。スイッチノブ１３は、マイクロホン１の軸方向に対してスライドする操作部材である。スイッチノブ１３をスライドできる範囲は、スイッチ部２の軸方向の寸法により制限される。

スイッチ回路１０とスイッチノブ１３との関係について説明する。すでに説明したように、スイッチ回路１０はマイクロホンユニット３の出力端子に並列接続している。スイッチ回路１０の接点が閉じていると、マイクロホンユニット３の出力端子はスイッチ回路１０によって短絡される。出力端子が短絡されるとマイクロホンユニット３による音声信号は出力されない（オフ）状態になる。一方、スイッチ回路１０の接点が開いていると、マイクロホンユニット３の出力端子は開放されるので、マイクロホンユニット３による音声信号は出力される（オン）状態になる。

ここで、図８を用いて、スイッチ回路１０の接点とスイッチノブ１３との関係を説明する。図８に示すスイッチノブ１３の状態は、マイクロホン１の動作しない状態を例示している。すなわち、図８に示すように、スイッチノブ１３がスライド可能範囲の下端側にあるときは、スイッチ部２が備えるスイッチ回路１０の接点は閉じるように構成されている。一方、図９に示すように、スイッチノブ１３がスライド可能範囲の上端側にあるときは、スイッチ部２が備えるスイッチ回路１０の接点は開くように構成されている。言い換えると、スイッチノブ１３が下端側にあるとき、マイクロホン１は音声信号を出力できず、スイッチノブ１３が上端側にあるとき、マイクロホン１は音声信号を出力できる状態になる。

●スイッチ回路の構成
次に、スイッチ回路１０の構成について説明する。スイッチ回路１０は、マイクロホン１におけるスイッチ部２に配置されている。図８および図９を用いてすでに説明をしたとおり、スイッチ回路１０は、スイッチノブ１３のスライド操作によって接点を切り換える回路である。

スイッチ回路１０の全体構成を図１に示す。スイッチ回路１０は、リードスイッチ１１と、磁石１２と、を有してなる。磁石１２はすでに説明をしたスイッチノブ１３に取り付けられている。リードスイッチ１１は、２つのリード、すなわち第１リード１１１と第２リード１１２を有し、第１リード１１１と第２リード１１２はどちらも強磁性体であり導体である。

リードスイッチ１１は、不活性ガスが封入されたガラス管１１０の内部に、第１リード１１１の自由端である第１リード片１０１と第２リード１１２の自由端である第２リード片１０２を配置してなる。第１リード片１０１と第２リード片１０２は、弾性的に可動する自由端である。第１リード片１０１と第２リード片１０２は、リードスイッチ１１の長手方向において重なり合うように配置されている。第１リード片１０１と第２リード片１０２の重なり合う部分は、所定の間隔を開けた状態で保持されている。第１リード片１０１と第２リード片１０２の重なり合う部分が、スイッチ回路１０の接点を構成する。第１リード片１０１と第２リード片１０２には、ロジウムやルテニウムなどの貴金属がメッキされている。

第１リード１１１における第１リード片１０１とは反対側の端部を第１固定端とする。また、第２リード１１２における第２リード片１０２とは反対側の端部を第２固定端とする。第１固定端と第２固定端はマイクロホンユニット３の出力端子に接続される。第１固定端と第２固定端がマイクロホンユニット３に接続された状態の例は、図１０を用いて説明したとおりである。

第１リード１１１は、リードスイッチ１１の長手方向の延長線上からＵ字を描くように屈曲されていて、磁石１２を挟んで第２リード１１２と並行するように配置される。なお、第１リード１１１が短くてＵ字状に屈曲させても、第２リード１１２に並行するように配置できないときは、第１リード１１１を延長するように強磁性体の導体を接続すればよい。

リードスイッチ１１の近傍には磁石１２が配置されている。磁石１２は、永久磁石である。磁石１２は、磁石１２の着磁方向がリードスイッチ１１の長手方向と直交する方向になるように配置されている。磁石１２は、例えば、リードスイッチ１１側がＮ極であって、屈曲してリードスイッチ１１と並行している第１リード１１１側がＳ極である。

磁石１２は、スライド移動できるように保持されている。磁石１２のスライド移動は、すでに説明をしたスイッチノブ１３のスライド移動によるものである。したがって、磁石１２は、着磁方向をリードスイッチ１１の長手方向に直交させたままで、リードスイッチ１１の長手方向にスライド移動できるようになっている。磁石１２は、上記のようなスライド移動をするときも、リードスイッチ１１と第１リード１１１との間に所定の間隔が保たれるように保持されている。磁石１２がリードスイッチ１１の長手方向に沿ってスライド移動する範囲は、第１リード片１０１と第２リード片１０２がそれぞれ磁石１２の影響により、第１リード片１０１と第２リード片１０２が互いに異なる極性に磁化される位置から、第１リード片１０１と第２リード片１０２が同じ極性に磁化される位置までの間である。

すなわち、スイッチ回路１０は、リードスイッチ１１と磁石１２によって構成される磁気回路を備えている。

●スイッチ回路の動作
次にスイッチ回路１０の動作について、図２と図３を用いて説明する。図２は、第１リード片１０１と第２リード片１０２が重なり合う部分が開いている状態を例示している。言い換えると、図２は、リードスイッチ１１の接点が開いている状態を例示している。一方、図３は、第１リード片１０１と第２リード片１０２が重なり合う部分が閉じている状態を例示している。言い換えると、図３は、リードスイッチ１１の接点が閉じている状態を例示している。

図２および図３において、矢印点線と「Ｓ」「Ｎ」を用いて表示している箇所が、磁石１２の影響によりその極性で磁化される箇所である。

図２に示すように、磁石１２をリードスイッチ１１の長手方向の中点付近に移動させたとき、すなわち、すでに説明したスイッチノブ１３を移動可能範囲の上端に移動させたとき、第２リード片１０２は、磁石１２のＮ極の影響によってＳ極に磁化される。一方、図２に示すように、磁石１２のＳ極の近くを配設される第１リード１１１は、Ｎ極に磁化される。この磁化によって、第１リード１１１の自由端である第１リード片１０１はＮ極とは反対のＳ極に磁化される。すなわち、磁石１２をリードスイッチ１１の長手方向の中点付近に移動させたときは、第１リード片１０１と第２リード片１０２は、両方ともＳ極になる。したがって、この場合、第１リード片１０１と第２リード片１０２は反発し合うので、図２に示すように、リードスイッチ１１の接点が開いた状態になる。

次に、図３に示すように、磁石１２をリードスイッチ１１の長手方向の中点付近から外れた位置に移動させた場合について説明する。この場合は、すでに説明したスイッチノブ１３を移動可能範囲の下端に移動させた状態になっている。この状態において磁石１２のＮ極に近い部分の第２リード１１２はＳ極に磁化される。この磁化によって第２リード１１２の自由端である第２リード片１０２は、Ｓ極とは反対のＮ極に磁化される。一方、図３に示すように、磁石１２のＳ極の近くに配設される第１リード１１１は、Ｎ極に磁化される。この磁化によって第１リード１１１の自由端である第１リード片１０１はＳ極に磁化される。すなわち、磁石１２をリードスイッチ１１の長手方向の中点付近から外れた所定の位置に移動させると、第１リード片１０１と第２リード片１０２は互いに異なる極性で磁化される。このとき、第１リード片１０１と第２リード片１０２は磁気吸引力によって互いに引き合って接触する。したがって、図３に示すように、リードスイッチ１１の接点は閉じた状態になる。

以上説明したように、スイッチ回路１０は、リードスイッチ１１と磁石１２とを含む磁気回路を有する。この磁気回路によって、磁石１２の位置を変化させるとリードスイッチ１１の接点を構成する強磁性体のリード片の極性が変化する。より詳しくは、スイッチ回路１０は、磁石１２の位置を変えることで、この磁石１２の影響で磁化される第１リード片１０１と第２リード片１０２の極性が、同じ極性の場合と異なる極性の場合に変化する。磁石１２の位置と、リード片の極性とを関連させることで、スイッチ回路１０の接点を動作させる。

●スイッチ回路の効果
スイッチ回路１０の接点を変化させるために磁石１２を移動させる量は、第１リード片１０１と第２リード片１０２の磁化の状態が変化する量でよい。すなわち、従来であれば磁石１２の着磁方向がリードスイッチ１１の長手方向であったので、接点を変化させるには、磁石１２の移動量を大きくする必要があった。これに対して、スイッチ回路１０のように構成すれば、磁石１２の移動量が少なくても、確実に接点を動作させることができる。

すなわち、リードスイッチ１１の配線の一方をＵ字状に曲げて磁石１２とリードスイッチ１１とを含む磁気回路を構成することで、磁石１２の移動量を従来の約半分程度にしても、リードスイッチ１１の接点を確実に動作させることができる。したがって、スイッチ回路１０の設置スペースが狭くても、磁石１２を所定量だけ移動できる程度のスペースを確保できれば、確実にスイッチ動作をさせることができる。また、スイッチ回路１０の接点は不活性ガス中に配置されるので、従来の接点のように酸化や硫化による動作不良は生じない。これによって、安定して確実なスイッチ動作をさせることができる。

●スイッチ回路の詳細な構造
次に、スイッチ回路１０のさらに詳細な構造について説明する。図４に示すように、スイッチ部２からスイッチノブ１３を取り外すと、マイクロホン１の筺体の内部に備わるスイッチ回路１０を構成するリードスイッチ１１などが露出する。図４に示すように、スイッチ回路１０は、スイッチノブ１３が取り付けられるスペース内に配置されている。スイッチ回路１０は、リードスイッチ１１と、リードスイッチ１１に直交する方向において、所定の間隔を空けた位置に配線されるＵ字状に屈曲した第１リード１１１と、リードスイッチ１１の延伸方向に配線される第２リード１１２と、を有する。

図５は、図４に示したマイクロホン１にスイッチノブ１３を取り付けた状態のＡ−Ａ線断面図である。図６は、Ａ−Ａ線断面図の一部を拡大した拡大断面図である。図６に示すように、スイッチ回路１０を構成する磁石１２は、スイッチノブ１３の内部に収納されている。スイッチノブ１３は、リードスイッチ１１が配置されている面と同一の平面上にはなく、リードスイッチ１１よりも外側（マイクロホン１の前面側）に配置されている。

図６は、スイッチノブ１３を移動可能範囲の下端に移動させた状態を例示している。このときの磁石１２の磁極は、リードスイッチ１１の長手方向の中点から離れた位置にある。図７は、スイッチノブ１３を移動可能範囲の上端に移動させた状態を例示する。このときの磁石１２の磁極は、リードスイッチ１１の長手方向の中点に近い位置にある。図６のように磁石１２がリードスイッチ１１の長手方向の中点、すなわち、リードスイッチ１１の接点から離れると、すでに説明したとおり、接点は閉じる。一方、図７のように磁石１２がリードスイッチ１１の接点の近くにあると、接点は開く。

スイッチ回路１０は、磁石１２の磁化方向がリードスイッチ１１を構成する第１リード片１０１と第２リード片１０２に直交する方向になるように配置し、磁石１２の移動方向を第１リード１１１と第２リード１１２に並行する方向にしている。これらによって磁気回路を構成するので、磁石１２の移動量が小さくても、確実に接点を動作させることができる。

また、スイッチ回路１０の接点は酸化や硫化を起こさない状態で保持されているので、確実かつ安定した動作を実現できる。

このスイッチ回路１０をスイッチ部２に備えるマイクロホン１は、スイッチ部２の取り付けスペースが小さくても、スイッチの切り替えを確実に、かつ、安定的に行うことができる。

１ マイクロホン
２ スイッチ部
１０ スイッチ回路
１１ リードスイッチ
１２ 磁石
１３ スイッチノブ
１０１ 第１リード片
１０２ 第２リード片
１１１ 第１リード
１１２ 第２リード

Claims (3)

1. 磁石とリードスイッチとを備えるスイッチ回路であって、
   前記リードスイッチは、第１リードと第２リードとからなる接点を有し、
   前記磁石と前記第１リードと前記第２リードにより磁気回路が構成され、
   前記磁気回路は、
   前記第１リードが前記第２リードの延伸方向と同じ方向に屈曲され、
   前記磁石は前記接点の接点面と直交する方向に磁化され、前記第１リードと前記接点との中間に配置されるとともに、前記リードスイッチの長手方向に移動可能に保持される、
   スイッチ回路。
   
2. マイクロホンユニットと、前記マイクロホンユニットの出力端子に接続されているスイッチ回路と、を有するマイクロホンであって、
   前記スイッチ回路は、磁石とリードスイッチとを有し、
   前記リードスイッチは、第１リードと第２リードとからなる接点を有し、
   前記磁石と前記第１リードと前記第２リードにより磁気回路が構成され、
   前記磁気回路は、
   前記第１リードが前記第２リードの延伸方向と同じ方向に屈曲され、
   前記磁石は前記接点の接点面と直交する方向に磁化され、前記第１リードと前記接点との中間に配置されるとともに、前記リードスイッチの長手方向に移動可能に保持される、
   マイクロホン。
   
3. 前記接点は前記磁石の移動に伴って開閉し、前記接点が閉じることで前記マイクロホンユニットの前記出力端子を短絡して、オフ状態になる、
   請求項２に記載のマイクロホン。

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