JPS6074800A - コンデンサ型マイクロホン用振動膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はコンデンサ型マイクロホンに用いる振動膜の製
造方法に係り、特にｆｏ（最低共振周波数）が低い振動
膜の製造方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来コンデンサ型マイクロホンは測定用標準マイクロホ
ンあるいは業務用の高級マイクロホンとして使用される
一方、エレクトレットを成極電圧源としたエレクトレッ
ト−コンデンサ型マイクロホンはダイナミック型マイク
ロホンに比べて加振特性が良く、また小屋にできるとい
う利点のために、外径１　（Ｊｍｍ前後のものが、カセ
ット式テープ・レコーダ及び携帯用ビデオ・カメラ等の
内蔵マイクロポンとして大量に使用されている。

第１図は、単一指向性エレクトレット・コンデンサ型マ
イクロホンの断面図を示すもので、図中（１）は振動膜
、（２）は振動膜の周辺を固定する振動膜固定リング、
（３）はエレクトレットと振動膜とのギャップを決める
スペーサ、（４）はエレクトレット、（５）はユニット
・ベース、（６）は制動材、（力はインヒーダンス整合
用ＩＣ１ｔ８）はプリント板、（９）はケース、（［Ｑ
は防塵布である。

近年、カセット式テープ・レコーダ及び携帯用ビデオ・
カメラ等の小型化に伴゛１、外径が１ｏＩＩＩＫ以下の
小型マイクロホンが要求されている。このため、マイク
ロホンの外径が６門前後の超小型単一指向性エレクトレ
ット−マイクロホンも実用化の段階にある。

ところが、超小型のコンデンサー型マイクロホンの製造
には、直径が小さい振動膜を使用する必要があるが、膜
の直径を小さくすると膜の基本共振周波数が高くなり、
その結果、これを用いた超小型単一指向性マイクロホン
にりっては、低域感度が著しく低下するという欠点が生
じていた。

即ち、周辺が固定された円形振動膜のｆｏｉｃｌ：、次
式： ％式％）） （式中、ａは振動膜の半径を表わし、Ｔは振動膜に印加
されている張力を表わし、ｍは振動膜単位面積当りの質
量を表わす）で示さ几るため、振動膜の半径ａを一定の
大きさに保ち、かつ膜の基本共振周波数を低下させるに
は、振動膜に加わる張力Ｔを小さくするか、振動膜単位
面積当りの質量ｍを大きくするかの２　、ｉｉｎりの方
法が考えられるが、振動膜の質聞増加はマイクロホンの
感度の低下とマイクロホンの加搗特性の劣化（機械振動
ノイズ増加）の原因となるため、実際には振動膜に加わ
る張力Ｔを小ざくするＪｌによってｆＯを低くしなけれ
ばならない。

従来、コンデンサ型マイクロホン用摂動膜の製造は第２
図、第３図の断ｍＩ図で示した様ｌ治具を用いて行なっ
ている。第２図は振動膜利を挟持固定する治具を示した
もので、第２図（ａ）はポル）（１３ナツ）（１４＋で
互いにネジ止めされる様にした一対の架張リング０功、
αガで、片面に金属蒸着したポリエチレン会テレフタレ
ート等のプラスチック薄膜からなる振動膜材Ｑｌ）を挟
持固定する場合、第２図（ｂ）は対面する一方の面に四
部、他方の面に凸部を設けた一対の架張リング（２ａ、
ｍを互いにはめ込む事によって振動膜材０υを挾持固定
する場合である。

第３図は、撮動膜材に加力を与え、振動膜材と振動膜リ
ングとを接着一体化する治具を示したもので、先ず第２
図の様に一対の架張リングａｚ　、　ａｄあるいは（２
ａ　、　ｒａ’で挟持固定した（架張リングｔｔａ　、
　ｕａ’については図示しない）振動膜材αυを架張台
αりに載置し、架張リング（喝、０４あるいは０望、Ｑ
万の自重によって振動膜材αυに張力を与え、次いで、
導電性接着剤を塗布した振動膜固定リング（２）を振動
膜材０υに接着固定した後、振動膜固定リング（２）の
周辺を切抜く事によりコンデンサ型マイクロホン用振動
膜が得られ、さらにｆ、の１−イ振動膜を得るには前述
した様に振動膜に加わる張力を小さくする事、つまり、
振動膜材Ｉを挟持固定して架張する架張リング（１２１
、１１２あるいはシ３　、　Ｌ２１で振動膜利（１υを
灰持同定する際の振動膜拐ｕυの緊張の度合が製造毎に
変化するために、得られた振動膜のｆ、が製造毎にバラ
ツキ振動膜材ａυが強めに緊張された場合にはｆＯの高
い振動膜ができてしまい、弱めに緊張された場合にはｆ
Ｏの低い振動膜ができてしまう事が判った。

すなわち、目的とするｆＯの振動膜を得るために前述し
だ円形振動膜のｆＯ関係式によって一対の架張リングα
３　、　ａｄあるいはり、ｃ万の重さを決めて振動膜を
製造しても、従来のコンデンサ型マイクロホン用摂動膜
の製造方法では、一対の架張リングαａ　、　ａｙｓる
いは四、　ｒ：ｔｉで振動膜材（Ｉｌｌを挟持固定する
際の振動膜材（ＩＩの緊張の度合を一定にできないため
に、製造毎のｆ、のバラツキの少ない振動膜が得られず
、このため、外径が６　ｍｍ前後の超小型のコンデンサ
ー型マイクロホンを実用化しようとした場合、個々のマ
イクロホンの低域特性がバラックと言う欠点を有してい
る。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来のコンデンサ型マイクロホン用振
動膜の欠点を改良したもので、ｆＯが低く、かつ製造毎
のｆ、の再現性が良＜、ｆｏのバラツキの少ないコンデ
ンサ型マイクロホン用振動膜の製造方法を提供する事を
目的とする。

〔発明の＠′Ｌ賛〕

本発明は、一対の架張リングで挾持固定された振動膜材
の緊張の度合を一定にするコンデンサ型マイクロホン用
振動膜の製造方法である。

すなわち、本発明は、振動膜材を一対の架張リングで挟
持固定し、次いで前記一対の架張リングで挾持固定され
た振動膜材を架張台に載置して前記振動膜桐を架張し、
前記架張された振動膜材と振動膜固定リングとを接着固
定するコンデンサ型マイクロホン用振動膜の製造方法に
おいて、周辺に段差部を有し、前記段差部の高さを）ｌ
ｌｂ第１の架張リングの高さをｈｌとした場合、ｈｌ≧
ｈ２の関係が成り立つ様に調節した膜固定台の前記段差
部の低面に第１の架張リング、振動膜材、第２の架張リ
ングを順次載置して前記振動膜材を挟持固定する事を特
徴とするコンデンサ型マイクロホン用振動膜の製造方法
である。

以下、図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明に係る治具の断面図で、本発明は第４図
（ａ）に示す如く、一対の架張リング１２２　、　（２
３を互いに位置合せするだめの段差部（１６ａ）を周辺
に有する膜固定台ａＱの前記段差部（１６ａ）の高さを
ｈｌ、第１の架張リングの高さをｈｌとした場合に、ｈ
ｌ≧ｈ２の関係が成シ立つ様に調節した膜固定台Ｏｅの
前記段差部（１６ａ）の低面（１６ｂ）に第１の架張リ
ング（林、振動膜材（ｌυ、第２の架張リングＬ２つを
順次載置して前記振動膜材θυを挾持固定するコンデン
サ型マイクロホン用振動膜の製造方法で、第４図（ｂ）
は一対の架張リング（２）、　２１で挟持固定した振動
膜材０υを膜固定治具Ｏｅから取り外した後の断面図で
ある。

さらに、本発明は、第４図（ａ）において、膜固定台α
ωの段差部（１６ａ）の高さくｈｌ）コ第１の架張リン
グの高さくｈｌ）の関係を満足しつつ、段差部（１６ａ
）の高ｇ（ｌｌｔ）と第１の架張リングの高さくｈｌ）
の差（ｈ＋）−（ｈｌ）を変える事によって一対の架張
リングｃａ　、　（２ｔで挾持固定された振動膜材（ｌ
ｌｌの張力を調節する事を特徴とするコンデンサ型マイ
クロホン用振動膜の製造方法である。

本発明方法において、一対の架張リングで振動膜材０υ
を挾持固定する方法としては、従来の、例えば第２図（
ａ）に示す如くホル）　ｆｔ階、ナツト０柔で互いにネ
ジ止めされる様にした一対の架張リングθり。

ａｚで挾持固定する方法、あるいは第２図（ｂ）に示す
如く、対面する一方の面に四部、他方の面に凸部を設け
た一対の架張リング（社）、　ｔ２ｆ）を互いにはめ込
む事によって挟持固定する方法の他、振動膜拐０ηを挾
持固定できるものであればどの方法を用いて行なっても
良いが、本発明を実施するにあたっては、強磁性体から
なり、少なくとも一方が剛体で裏打ちされた可撓性永久
磁石からなる一対の架張リングで振動膜濁を挟持同定す
る方法が最も好ましい。すなわち、第５図（ａ）に示す
如＜　、ｔＪ’、　１の架張リングとして剛体（３２ａ
）で裏打ちされた可撓性永久磁石０４を用い％第２の架
張リングとして強磁性体０邊を用い、第１．第２の架張
リングの間に働く磁気吸引力によって振動膜材０υを挾
持固定する方法である。

また、磁気吸引力によって振動膜材を挾持固定する一対
の架張リングの組合せとしては、上記第５図（ａ）に示
すものの他に、第１の架張リングとして強磁性体、第２
架張リングとして剛体で裏打ちされた可撓性永久磁石を
用いる組合せ、あるいは第１の架張リング、第２の架張
リングとも剛体で裏打ちされだ可撓性永久磁石を用いる
組合せのいずれを用いても本発明方法を実施できる。

また、上記強磁性体としては、鉄、ニッケル。

クロムあるいはそれらの合金、フェライト等の高透磁率
材料があげられ、可撓性永久磁石としてはゴムとバリウ
ムフェライトの枚合拐料であるフレキシブル永久磁石等
があげられる。

本発明方法を実施する場合、膜固定台の形状は第４図（
ａ）に示す形状に制限されるものではなく、段差部の高
を（ｈｔ）≧第１の架張リングの高さくｈｌ）の関係が
満足されるものであれば、どの様な形状でもさしつかえ
ない。

また、本発明に用いられる振動膜材としては、導電材料
あるいは導電処理を施した薄膜材料であればどれを用い
ても良く、例えば、　Ｎｉ、Ｔｉ等の金属箔あるいは、
少なくとも片面にｋｌ　、Ｎｉ　、Ｃｒ　等の金属を蒸
着したポリエチレン・テレフタレート、ポリブチレン・
テレフタレート、四弗化プロビレ／共重合体等のプラス
チック薄膜があげられる。

〔発明の効果〕 本発明方法を用いる事によって、製造毎のｆＯのバラツ
キの少ないコンデンサ型マイクロホン用振動膜が容易に
得られるという利点がある。

すなわち、本発明に係る第４図（ａ）において、段差部
（１６ａ）の高さくｈｔ）≧第１の架張リングの高さく
ｈｌ）の関係を満足する様に調節した膜固定合一を用い
て一対の架張リングＩＪ２　、（２）で振動膜材αυを
挟持固定する事によって振動膜材αυの緊張の度合を製
造毎に関係なく當に一定にできるため、第３図に示す架
張台０！′ｉｌに振動膜材０υを載置したｊ−合、常に
一定の張力を振動膜材αυに与えられ、製造毎のｆＵの
バラツキの少ない振動膜が得られる。

さらに本発明方法は目的とするｆＯの振動膜が得られ、
かつｆＯの低い振動膜容易に得られるという利点がある
。つまり、第４図（ａ）に示す段差部（１６ａ）の鍋さ
くｈｌ）と第１の架張リング（ｈｌ）との差（ｈｔ）−
（ｂｚ）を変える事によりて一対の架張リング四、（２
４で挾持固定され振動膜拐（１υの緊張の度合が変わり
、第３図に示す架張台０９に振動膜材ａυを載置した場
合の振動膜材←υに加わる張力を変える事ができる。す
なわち、（ｈｘ）−（ｈｌ）を適時変化させる事によっ
て架張した際の振動膜材０１１に加わる張力をＤ「望の
値にでき、目的とするｆＯの振動膜が得られる。またｓ
　ｆＯの低い振動膜を得るには一対の架張リングの重さ
を十分軽くする必要があるが。

材質、形状、加工上の理由から架張リングを軽くする事
には限度があって、ｆＯの低い振動膜を得る事は難かし
い。しかし１本発明によれば、上記（ｈｔ）−（ｈｚ）
を十分大きぐする事によってｆＯの低い振動膜が得られ
る。

一方１本発明方法では、強磁性体からなり、少なくとも
一方が剛体で裏打ちされた可撓性永久磁石からなる一対
の架張リングで挟持固定する事によって、振動膜材と一
対の架張リングとの密着性が良くなり、一対の架張リン
グの全面にわたって一様力で挾持固定でき、また、作業
性が極めて良くなるという利点を有する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１ 先ず、本発明に係る第５図（ａ）において、第１の架張
リングＣ１２として内径が２１ＣＩＩＬ、外径が２３ｃ
ｒＩＬ１厚さが１闘の鉄を裏打ちした厚さが３龍のゴム
とバリウムフェライトからなるフレキシブル永久磁石の
す／グを準備し、第２の架張リングＣ３１として同じく
内径が２１ｃｒＩＬ、外径が２３ｃｒＩＬ１厚さが１１
１Ｉノ鉄のリングを準備した。この時、第１の架張りン
グ（４４と第２の架張リング０邊とを合せた孫さは２１
０ｇであった。

次に段差部（１６ａ）の高さくｈｔ）を４朋に設定した
ｊ漠固足台囲の段差部（１６ａ）に第１の架張リングＣ
３本振動膜材αυとして片面にＮｉ−Ｃｒ蒸着した厚さ
２．５μｍのポリエチレン・テレフタレート膜、第２の
架張リングを順次載置して、振動膜材ａυを挾持固定し
た。そして、直径が２０（ｍの架張台α９に挾持固定さ
れた振動膜材Ｏυを載置して架張し、エポキシ系の導電
性接着剤を塗布した内径が３．５　ｍｍ　、外径が５．
３絹、厚さがＱ、５　Ｉｌｌの真ちゅう製の振動膜固定
リング（２）　３００個を振動膜材αυに接着一体化し
てコンデンサ型マイクロホン用振動膜を得た。さらに、
以上の本発明に係るコンデンサ型マイクロホン用振動膜
の製造方法について合１！１５回行ない、得られた振動
膜のｆＯのバラツキを調べた。そのｆＯの測定結果を第
１表に示す。従来例として、第２（ａ）に示す如く、凹
部を設けた第１の架張リング（２邊、凸部を設けた第２
の架張リング（２２１を上記、本発明の実施例の一対の
架張リングと同じ内径、外径、重さになる様に加工し、
本発明に係る段差部を有する膜固定台を用いて振動膜材
を挾持固定する事を行なわない以外は、上記本発明の実
施例と同様にして、コンデンサ型マイクロホン用振動膜
の製造を合計５回なった。そのｆ、の測定結果を第１表
に示す。

第１表から判る様に１本発明方法を用いる事によって、
製造毎のｆｏのバラツキの少ない振動膜が得られる事が
明らかとなった。

第１表 （単位：ＫＨｚ） 実施例２ 第５図（ａ）において、膜固定台α〔の段差部（１６ａ
）の高さくｈｌ）と第１の架張リングの高さくｈｌ）の
差（ｈｌ）−（ｂｚ）を０．　、０．５ｍ１ｇ　、　１
．０１＋１　、１．５１ｆｆｌ１１　、２．０１１と変
化させ、実施例１と同様にしてコンデンサ型マイクロホ
ン用撮動膜を得た。そして、ｆｏを測定し。

その結果を第６図に示す。第６図から判る様に、ｈ、−
ｈｌを変える事によって、目的とするｆｏの振動膜が得
られ、かつ、（ｈｌ）−（ｈｚ）を大きくしてやる事に
よって、ｆｏの低い振動膜が得られる事が明らかとなっ
た。

実施例３ 上記本発明の実施例１．２で得られた振動膜のうち、’
　ｆｇ＝７．１８ＫＥ（ｚ　、　５．８９ＫＨｚ　、　
５．２１　ＫＨｚの振動膜を第１図に示す外径が６　ｇ
ｍの超小脆塾−指向性エレクトレット・コンデンサ型マ
イクロホンに組込み　ＱＯと１８００の感度周波数特性
を測定した。

その測定結果をＭ７図に示す。第７図から判らかな様に
、振動膜のｆ、は超小型マイクロホンの低域特性を決定
し５本発明方法によって得られたバラツキが少なくかつ
ｆＯの低い振動膜を用いる事によって、低域特性が良好
でかつ、低域特性のバラツキの少ない超小型マイクロホ
ンが得られる事が明らかとなった。

尚、本発明のコンデンサ型マイクロホン用振動膜の製造
方法は、他のコンデンサ型音響変換器であるコンデンサ
型スピーカ、コンデンサをヘッドホン用Ω振動膜を得る
のにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一指向性エレクトレット・コンデン刷 す型マイクロホンの断面図、第２．第３図は従来のコン
デンサ型マイクロホン用振動膜の製造治具の断面図、第
４図、第５図は本発明に係るコンデンサ型マイクロホン
用振動膜の製造治具の断面図、第６図は本発明によって
得られた振動膜の（ｈｌ）〜（ｈｌ）とｆ、の関係を示
す特性図、Ｍ７図は、ｆＯが７．１８ＫＨｚ　、　６．
５２１（Ｈｚ　、　５．８９１Ｇ（ｚ　、　５．２１Ｋ
［（ｚを用いた超小屋単−指向性エレクトレット・コン
デンサ型マイクロホンの周波数特性を示す図である。 １＋＋、、、氾憾４１＋８／す１０１．飼三憾ｉ茸膚日
ヨ傾５１１　ソ　〃（３）・・・スペーサ、＋４）・・
・エレクトレット、（５）・・・ユニット・ベース、（
６）・・・制動材、（７）・・・インピーダンス整合用
ＩＣ，＋８）・・・プリント板、（９）・・・ケース。 ｕト・・防塵布、Ｏυ・・・振動膜材、　ｏＬＩｉＬｔ
ａ２・・・第１の架張リング、Ｑｊ、ｃｌ、！、Ｃ３Δ
・・・第２の架張リング。 ＋１３・・・ボルト、αす・・・ナラ）、（１４９・・
・架張合、　（１（９・・・膜固定台、（１６ａ）・・
・膜固定台の段差部ｂ　（１６ｂ）・・・段差部の低面
、　（３２ａ）・・・剛体％　（ｈｌ）・・・段差部の
高さ、（ｈｌ）・・・ｍｌの架張リングの高さ。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 第２図　第３図 （α） Ｏ 第４図 第６図 θ　θＳ　ｆ、Ｄ　Ｉｓ　乙ρ Ａ／　−／Ｌ？　（７ｒ１ｍ） 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）振動膜材を一対の架張リングで挾持固定し、次い
   で前記一対の架張リングで挟持固定された振動膜材を架
   張台に載置して前記振動膜材を架張し、前記架張された
   振動膜材と振動膜固定リングとを接着固定するコンデン
   サ型マイクロホン用振動膜の製造方法において、周辺に
   段差部を有し、前記段差部の高さをｈ１ｍ第１の架張リ
   ングの高さｈ２とした場合％ｈ１≧ｈ２の関係が成り立
   つ様に調整した膜固定台の前記段差部の低面に第１の架
   張リング、振動膜材、第２の架張リングを順次載置して
   前記振動膜材を挟持固定する事を特徴とするコンデンサ
   型マイクロホン用振動膜の製造方法。 （２、特許請求の範囲１４１項に記載のコンデンサ型マ
   イクのホン用振動膜の製造方法において、ｈｌ≧ｈ２を
   満足しつつ、ｈｌとｈ２の差を変える事によって一対の
   架張リングで挾持固定された振動膜材の張力を調整する
   事を特徴とするコンデンサ型マイクロホン用振動膜の製
   造方法。 （３）特許請求の範囲第１項に記載のコンデンサ型マイ
   クロホン用振動膜の製造方法において、強磁性体からな
   り、少なくとも一方が剛体で裏打ちされた可撓性永久磁
   石からなる一対の架張りングで振動膜材を挟持固定する
   事をｑ＃徴とするコンデンサ型マイクロホン用振動膜の
   製造方法。