JPH07284199A - 振動膜及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で安定且つ高感度なコンデンサ型マイク
ロホンの振動膜を提供すること。 【構成】 金属フィルム等により剛性の高い第１のフィ
ルム２１ａと高分子フィルム等の剛性の低い第２のフィ
ルム２１ｂによって２層構造の振動膜２１とする。そし
てこの振動膜の中央部を囲み断続するスリット状の開孔
部２１ｃを剛性の高いフィルム２１ａに形成する。こう
すれば超小型の振動膜であっても、オーディオ帯域内に
正確に共振周波数が設定でき、感度と信頼性を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補聴器等に用いる超小
型のコンデンサ型マイクロホン用の振動膜とその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、補聴器用の超小型のコンデンサ型
マイクロホンの需要が高まっている。以下図面を参照し
ながら、コンデンサ型マイクロホンに用いられる従来の
振動膜について説明する。図３（ａ）は従来の振動膜を
示す正面図であり、図３（ｂ）はその断面図である。こ
れらの図において振動膜は高分子フィルム５１に蒸着等
によって金属電極５２が形成される。このような従来の
振動膜は、高分子フィルム５１に張力を加えた状態で外
周部をリング５３に接着することによって製造されてい
る。そしてこの振動膜をケース内に保持し、図示しない
固定電極との間に微小な空隙を設けてコンデンサマイク
が構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
のリング接着方式では、振動膜径が小さくなればなるほ
ど振動膜である高分子フィルム５１の張力を下げること
が必要となるが、高分子フィルムではこのような張力の
弱い状態ではしわが発生してしまい、振動膜としての動
作が保証できなくなる。コンデンサ型マイクロホンで
は、振動膜と固定電極の空隙が数１０ミクロンと極めて
狭いため、シワの発生は致命的となる。又室温でシワを
発生させずに接着できたとしても、温度が高くなると高
分子フィルム５１が膨張し、その表面にシワを発生して
しまう。従って従来の構造では小型化しても張力を下げ
られないため、共振周波数が高くなりすぎるという欠点
があった。又張力を下げられなければ空気振動によって
も変位しにくくなり、振動膜を用いたマイクロホンの感
度が著しく低下するという欠点があった。

【０００４】このようなコンデンサ型マイクロホンの超
小型化においての大きな課題は、共振周波数の低い振動
膜をいかに信頼性よく製造するかということである。従
来の技術ではこのような超小型のコンデンサマイクロホ
ン用の振動膜を安定して製造することはできなかった。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、振動膜を張力無しで固定するこ
とができ、小型でも共振周波数を高くすることなく感度
の高いコンデンサ型マイクロホン用振動膜を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、第１，第２のフィルムを張り合わせて２層構造のフ
ィルムに構成され、張力を与えずその外周が保持される
コンデンサ型マイクロホン用の振動膜であって、第１の
フィルムの剛性を第２のフィルムより高くすると共に、
第１のフィルムに、その中央部を囲み断続するスリット
状の開孔部を形成したことを特徴とするものである。

【０００７】本願の請求項２の発明では、第２のフィル
ムは、第１のフィルムの開孔部を覆う部分を断面凸状又
は凹状に形成したことを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項４の発明は、第１，第２の２
層構造のフィルムにエッチング処理を施すことにより、
剛性の高い第１のフィルムに開孔部を形成することを特
徴とするものである。

【０００９】本願の請求項５の発明は、第２のフィルム
に蒸着やメッキ処理を施すことにより、第１のフィルム
層に開孔部を形成することを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項６の発明は、第１のフィルム
の融点を第２のフィルムの融点より高く設定し、第１の
フィルムに開孔部を設け、振動膜を第２のフィルムの融
点近くまで加熱した状態で振動膜の一方から加圧し、開
孔部部分の第２のフィルムを凸状又は凹状に形成するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
では、第１のフィルムに第２のフィルムを張り合わせて
構成されており、第１のフィルムにはスリットが形成さ
れている。そして第２のフィルムでこのスリット部を覆
いマイクロホンを気密に構成することができるため、空
気振動が伝わってもスリット状の開孔部の中心部のみを
振動させることができ、高感度のコンデンサ型マイクロ
ホンが実現できることとなる。又超小型の振動膜の共振
周波数をオーディオ帯域内の任意の値に正確に設定でき
るようになり、超小型で信頼性の極めて高い振動膜が実
現できる。振動膜の共振周波数は、剛性の高いフィルム
の剛性と開孔部の大きさで制御できることから、本発明
の振動膜の共振周波数の制御範囲は極めて広く、且つ、
信頼性の高いものである。

【００１２】又請求項２の発明では、剛性の高い第１の
フィルムの開孔部を覆う剛性の低い第２のフィルムを、
凸状あるいは凹状に成形し、剛性の低いフィルムにより
振動膜の振動が抑圧されないようにしているため、振動
膜がより自由に振動できるようになって高感度のマイク
ロホンが実現できることとなる。

【００１３】更に請求項４〜６の発明では、振動膜の製
法に、エッチングや蒸着、メッキ等を使用することで、
安価な製造を可能にしている。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）は本発明の一実施例における振動
膜の平面図、図１はこの振動膜を用いたコンデンサ型マ
イクロホンの断面図である。これらの図において振動膜
２１は金属フィルム等の剛性の高い第１のフィルム２１
ａ、及びこれより剛性の低い、例えば高分子フィルム等
の第２のフィルム２１ｂの２層膜によって構成される。
そして第１のフィルム２１ａは図示のようにその中心を
囲み略環状で断続部分を有するスリット状の開孔部２１
ｃを有している。２層構造の振動膜２１には張力を全く
与えておらず、振動膜２１は剛性の高いフィルム２１ａ
の剛性だけで平面状態を保っている。

【００１５】この振動膜２１は図１（ｂ）に示すよう
に、コンデンサ型マイクロホンのケース２３内に固定電
極２２と数十ミクロンの微小間隔を隔てて固定される。
固定電極２２は一端が閉じられた円筒形の絶縁体２４上
に保持されており、この絶縁体２４によって振動膜２１
の内部が気密に保たれる。固定電極２２には複数の開孔
が貫通して形成されている。そして固定電極２２の一部
は絶縁体２４より下方に突出してコンデンサ型マイクロ
ホンの一方の電極となっている。

【００１６】以上のように構成されたマイクロホンの動
作について説明する。まず音波が到来すると２層構造の
振動膜２１の面に垂直方向に力が加わる。振動膜２１の
外周部はケース２３に固定されているが、開孔部２１ｃ
が設けられているため、この内側の振動膜２１は比較的
自由に変位できる。開孔部２１ｃは剛性の低いフィルム
２１ｂで覆われているが、剛性が低いため振動膜２１の
動きを妨げることはなく、振動膜２１の動きに追従して
自由に伸縮する。剛性の低いフィルム２１ｂはこのよう
に自由に伸縮はするが、マイクロホン内外の空気の出入
りは完全に遮断しており、開孔部２１ｃから音波がマイ
クロホン内部に侵入し、振動膜２１の動きを妨げること
はない。この振動膜２１の動きが、固定電極２２との間
の静電容量の変化を引き起こすため、あらかじめバイア
ス電圧を印加しておけば外部に電気信号を出力すること
ができる。

【００１７】以上のように、本実施例によれば、金属フ
ィルム等の剛性の高い第１のフィルム２１ａと、高分子
フィルム等の剛性の低い第２のフィルム２１ｂとの２層
構造フィルムを振動膜とし、剛性の高いフィルム２１ａ
にスリット状の開孔部２１ｃを設けている。このときコ
ンデンサ型マイクロホンの共振周波数は第１のフィルム
２１ａの剛性及び開孔部２１ｃの面積とその断続部の面
積によって任意に選択することができる。従って振動膜
が小さくなっても共振周波数を最適値に設定することが
でき、超小型で感度の高いコンデンサ型マイクロホン用
振動膜が実現できる。

【００１８】２層構造の振動膜２１は、ラミネートフィ
ルムをエッチングすることにより、又は剛性の低いフィ
ルム２１ｂへ剛性の高い材料の層を蒸着したり、メッキ
等による方法で、安価に製造することができる。

【００１９】図２は本発明の第２実施例における振動膜
の平面図及び断面図である。図２において振動膜３１は
第１実施例と同様に２層構造の振動膜であって、金属フ
ィルム等の剛性の高い第１のフィルム３１ａと高分子フ
ィルム等の剛性の低い第２のフィルム３１ｂによって構
成される。そして剛性の高い第１のフィルムには第１実
施例と同様の断続的な中央部を囲むスリット状の開孔部
３１ｃが構成される。

【００２０】本実施例では、第１のフィルム３１ａに設
けた開孔部３１ｃを覆う第２のフィルム３１ｂの断面
が、凸状に成形されている点が第１実施例とは異なる。
このような加工を施すことにより、振動膜３１が振動し
ても剛性の低いフィルム３１ｂの開孔部３１ｃの部分に
張力がほとんど発生しなくなる。このため本実施例によ
れば、振動膜３１が更に自由に振動できるようになり、
第１の実施例より更に感度の高いマイクロホンが実現で
きる。

【００２１】この図２に示す開孔部３１ｃを覆う第２の
フィルム３１ｂは、第１実施例の状態の振動膜２１を加
工して容易に成形することができる。即ち第１実施例の
振動膜を、剛性の低いフィルム３１ｂ側から空気圧を加
えた状態で加熱することによって容易に図２の構造の振
動膜に成形することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金属フ
ィルム等の剛性の高いフィルムと、高分子フィルム等の
剛性の低いフィルムとの２層構造フィルムを振動膜と
し、剛性の高いフィルムとこの剛性の高いフィルムに設
けた開孔部とで振動膜の共振周波数を制御し、剛性の低
いフィルムで開孔部の気密を保つという構造を採ること
で、超小型で感度の高いコンデンサ型マイクロホン用振
動膜とすることができる。振動膜の共振周波数が、剛性
の高いフィルムの剛性とその開孔部の大きさで制御でき
ることから、振動膜の共振周波数をオーディオ帯域内の
任意の値に正確に設定できるようになり、超小型で信頼
性の極めて高い振動膜が実現できる。本発明の振動膜の
共振周波数の制御範囲は極めて広く、且つ、信頼性の高
いものとなる。

【００２３】本願の請求項２の発明ではこれに加えて、
剛性の高いフィルムの開孔部を覆う剛性の低いフィルム
を、凸あるいは凹に成形し、剛性の低いフィルムにより
振動膜の振動が抑圧されないようにしているため、高感
度のマイクロホンが実現できる。

【００２４】更に本願の請求項４〜６の発明では、振動
膜の製造方法において、エッチングや蒸着、メッキ等を
使用することにより、安価な製造を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の振動膜の第１の実施例を示す
平面図、（ｂ）は第１の実施例の振動膜を組み込んだマ
イクロホンの断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例の振動膜の平面
図、（ｂ）はその断面図である。

【図３】（ａ）は従来例の振動膜の平面図、（ｂ）はそ
の断面図である。

【符号の説明】

２１，３１ ２層構造の振動膜 ２１ａ，３１ａ 剛性の高いフィルム ２１ｂ，３１ｂ 剛性の低いフィルム ２１ｃ，３１ｃ 開孔部 ２２ 固定電極 ２３ ケース ２４ 絶縁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 博基 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１，第２のフィルムを張り合わせて２
   層構造のフィルムに構成され、張力を与えずその外周が
   保持されるコンデンサ型マイクロホン用の振動膜であっ
   て、 前記第１のフィルムの剛性を前記第２のフィルムより高
   くすると共に、前記第１のフィルムに、その中央部を囲
   み断続するスリット状の開孔部を形成したことを特徴と
   するコンデンサ型マイクロホン用の振動膜。
2. 【請求項２】 前記第２のフィルムは、前記第１のフィ
   ルムの開孔部を覆う部分を断面凸状又は凹状に形成した
   ことを特徴とする請求項１記載のコンデンサ型マイクロ
   ホン用の振動膜。
3. 【請求項３】 前記第１のフィルムは金属フィルムであ
   り、前記第２のフィルムは高分子フィルムであることを
   特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサ型マイクロ
   ホン用の振動膜。
4. 【請求項４】 前記第１，第２の２層構造のフィルムに
   エッチング処理を施すことにより、剛性の高い第１のフ
   ィルムに開孔部を形成することを特徴とする請求項１記
   載のコンデンサ型マイクロホン用の振動膜の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第２のフィルムに蒸着やメッキ処理
   を施すことにより、前記第１のフィルム層に開孔部を形
   成することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ型マ
   イクロホン用の振動膜の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１のフィルムの融点を前記第２の
   フィルムの融点より高く設定し、 前記第１のフィルムに開孔部を設け、 前記振動膜を前記第２のフィルムの融点近くまで加熱し
   た状態で前記振動膜の一方から加圧し、前記開孔部部分
   の前記第２のフィルムを凸状又は凹状に形成することを
   特徴とする請求項２記載のコンデンサ型マイクロホン用
   の振動膜の製造方法。