JP5058587B2 - エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットおよびエレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにおいて、余分な内部応力を抑えつつ、振動や衝撃による内蔵部品の接触不良を防ぐことができるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに関するものである。

従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットとして、ユニットの筐体となるケース（以下「ユニットケース」という）の端部をカーリング加工によって塑性変形をさせて、このカーリング加工した端部によって回路基板を固定して、これによってユニットケースに内蔵されている各部品の固定を行なうものが知られている。図４は、従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの構造の例を示す図である。図４の縦断面図において、マイクロホンユニット１１は、有底の円筒形の底部に相当する部分に音声の入力部となる前方音孔１１０ａを有したユニットケース１１０を有し、このユニットケース１１０の内部に構成部品を配置し固定している。ユニットケース１１０の底部に最も近い位置に振動板を保持するリング状の振動板リング２０が配置され、ダイヤフラム状の振動板２１が、その外周部が上記振動板リング２０の一端面に接着などによって固着され張設されることによって配置されている。

振動板２１の後方（図４において下方）には、図示しないスペーサリングを介して振動板２１と対向するように固定極３０が配置されている。この固定極３０は絶縁台座４１に支持され、この絶縁台座４１には後部音響孔４１ａが穿設されている。図４には、一つの後部音響孔４１ａのみ示されているが、実際には所定の間隔をもって複数個が同一円周上に設けられている。

各後部音響孔４１ａは、固定極３０に設けられている音響透過孔３０ａを介して振動板２１の背部気室（スペーサによって形成される振動板２１と固定極３０との間の隙間）に連通している。後部音響孔４１ａの固定極３０背面近傍には、フェルト材などからなる音響抵抗材３１が設けられており、この音響抵抗材３１によって当該マイクロホンユニット１１の指向性が適宜調整される。

絶縁台座４１の背面側には、ＦＥＴを主体としてなるインピーダンス変換器５２が実装された回路基板５０が配置されており、固定極３０とインピーダンス変換器５２とが中継端子部材５１を介して電気的に接続されている。絶縁台座４１下端側は、上記インピーダンス変換器５２を収納可能な空間を確保するために、略円筒形をしており、下端の外周部は回路基板５０に接触して位置が固定されている。

ユニットケース１１０の端部１０１は、カーリング加工によって内周側に向け塑性変形されて、上記回路基板５０の背面部に接触し、この回路基板５０を絶縁台座４１に押し付けて位置を固定している。回路基板５０がユニットケース１１０の端部１０１によって固定されると、マイクロホンユニット１内部に配置されている各部品を上方に押し上げる押圧力が発生し、この押圧力によって、ユニットケース１１０内に配置される上記の各部品が固定される。

図５に上記ユニットケース１１０の端部１０１周辺の拡大縦断面図を示す。ユニットケース１１０をカーリング加工して形成する端部１０１は、回路基板５０の背面部の外周部分に接触して下から回路基板５０を支えるように押えている。これによって回路基板５０の位置が固定されて外周部分が上方に押し上げられる。そうすると、回路基板５０の上面に外周が接触している絶縁座４１に押圧力が加わる。絶縁座４１に加わった押圧力は、固定極３０及び前記スペーサを押し上げるので、振動板リング２０及び振動板２１の外周部分には押圧力が加わる。このようにして各部品を所定の位置で固定することができるようになっている。

図６に示すように、端部１０１が回路基板５０の背面部に接触して形成する接触円は、回路基板５０の外周よりやや内側に形成されている。

上記の構造のようにマイクロホンユニットの筐体をなすユニットケースの端部を回路基板の背面に接触するように屈曲させることで、筐体内部の各部品に押圧力を加えて、各部品の位置を固定し、かつ、電気的な接続を確保することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンに関する発明が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

実開平７−７２９８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の発明にかかる構造は、マイクロホンユニットに振動や衝撃が加わることで接触不良が発生する課題がある。特に、周波数応答を低周波数域にまで適用可能にした高性能の音圧傾度型コンデンサマイクロホンユニットでは、振動板の張力を低く設定する必要がある。そのため、内部部品を固定する力（上記押圧力）を強めると、絶縁座を介して、振動板リング及び振動板の外周部分に、強い押圧力が加わることになる。そうすると、張力が低く設定されている振動板に内部応力が発生し、振動板リング及び振動板によって構成される振動板組立全体に、不均一な応力が発生する。このように、振動板組立に内部応力が発生すると、結果として、振動板の張力が高くなってしまうことになる。このように振動板の張力が変化するとマイクロホンユニットの周波数応答を劣化させことになる。

これを避けるために、ユニットケースの端部による押圧力を弱くすると、マイクホンユニットに衝撃や振動が加わった際に、振動板の張設状態が歪んでしまうばかりか、ユニットケース内部に配置された各部品の電気的接触が弱くなって接触不良を起して、雑音の原因となる。

そこで本発明は、上記従来のコンデンサマイクロホンユニットの構造において生じる問題点を鑑みてなされたもので、ユニットケースの開放端部によって回路基板を撓ませて、これによって発生する弾力と、開放端部からの押圧力によって、内部部品を固定することで、余分な内部応力を発生させることなく衝撃や振動による接触不良を防止することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、振動板と、この振動板が固着された振動板保持体と、上記振動板に対向配置され上記振動板との間でコンデンサを構成する固定極を有し、インピーダンス変換器を備える回路基板によって各構成部品をカプセル状の筐体におさめてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットであって、上記筐体の後方端部を上記回路基板の背面に接触するように屈曲させた屈曲部と、上記屈曲部との接触によって上記回路基板に加わる押圧力を内部部品に伝達する絶縁部材と、を有し、上記絶縁部材の下端部は外周縁部を残し抉られて、この抉られた部分と上記回路基板との間に空間が形成されており、上記回路基板は弾力を有する素材によって形成されており、上記屈曲部が上記回路基板に対して形成する接触円の内径が、上記絶縁部材が上記回路基板に接する内径よりも小さく、上記回路基板が上記接触によって上記空間方向に撓み、上記筐体内におさめられている上記振動板保持体全体に均一な押圧力が加わることを主な特徴とする。

本発明によれば、ユニットケースの端部を屈曲させて回路基板を筐体内部方向に向かって押す屈曲部を、回路基板の外周よりも内側に形成することにより、回路基板の撓みを利用した弾力と、屈曲部による押圧力によって、内蔵部品を固定することができるので、張力が低い振動板を用いても余計な内部応力を発生させることなく、強固に各部品を固定することができ、振動や衝撃によって接触不良を起さないエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを得ることができる。

以下、本発明にかかるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの実施例について、図を用いて説明する。図１の縦断面図において、コンデンサマイクロホンユニット１は、有底の円筒形の底部に相当する部分に音声の入力部となる前方音孔１０ａを有したユニットケース１０を有し、このユニットケース１０の内部に構成部品を配置している。ユニットケース１０の底部に最も近い位置に振動板を保持するリング状の振動板リング２０が配置されている。この振動板リング２０の一端面（図１において下端面）には、接着などによってダイヤフラム状の振動板２１が固着され張設されて配置されている。

振動板２１の後方（図１において下方）には、図示しないスペーサリングを介して振動板２１と対向させて固定極３０が配置されている。この固定極３０は絶縁台座４０の前端部によって支持され、この絶縁台座４０には後部音響孔４０ａが穿設されている。図１には、一つの後部音響孔４０ａのみ示されているが、実際には所定の間隔をもって複数個が同一円周上に設けられている。

各後部音響孔４０ａは、固定極３０に設けられている音響透過孔３０ａを介して振動板２１の背部気室（スペーサによって形成される振動板２１と固定極との間の隙間）に連通している。後部音響孔４０ａの固定極３０背面近傍には、フェルト材などからなる音響抵抗材３１が設けられており、この音響抵抗材３１によって指向性が適宜調整される。

絶縁台座４０の背面側（図１において下方）には、ＦＥＴなどを主体としてなるインピーダンス変換器５２が実装された回路基板５０が配置されており、固定極３０とインピーダンス変換器５２とが中継端子部材５１を介して電気的に接続されている。絶縁台座４０の下端は、回路基板５０と接触して、内蔵部品を固定する押圧力を伝達する外周部を残し、それよりも内周は切削して、インピーダンス変換器５２を収納可能、かつ、回路基板５０が撓むことができる空間を形成している。

ユニットケース１０の開放端部（図１、図２において下端部）は、カーリング加工による塑性変形によってケース１０の内部方向に屈曲させて回路基板５０に接触する屈曲部である端部１００を形成している。上記端部１００は、回路基板５０の背面部を上方に押し上げるように、回路基板５０に接触している。本実施例において、ユニットケース１０の端部は、従来のユニットケースと比較して長くなるように形成してあり、上記端部１００は、回路基板５０の外周よりも内周側において接触するようになっている。こうすることによって、上記端部１００が回路基板５０と絶縁台座４０との接触位置よりも、回路基板５０の中心側に接触するようになる。換言すれば、ユニットケース１０の上記屈曲部である端部１００の、回路基板５０に対して形成する接触円の内径が、絶縁部材としての上記絶縁台座４０が上記回路基板５０に接する内径よりも小さくなっている。回路基板５０は、ガラス繊維を含むポリカネードボードで構成され弾力のある素材を用いているので、上記端部１００によって上方に撓む。

図２に上記端部１００周辺の拡大縦断面図を示す。ユニットケース１０をカーリング加工して形成される端部１００は、回路基板５０の背面外周部分よりも中心側で接触し、回路基板５０を図において下から支えつつ、上方に撓ませるように接触している。また、回路基板５０の上平面は絶縁座４０の外周部分が接触しているので、上記端部１００によって回路基板５０を介して絶縁座４０も上方に押し上げられる。絶縁部材である上記絶縁座４０の下端部は外周縁部を残し抉られて、回路基板５０が筐体すなわちユニットケース１０の内部方向に撓むための空間を有している。このように、端部１００は、回路基板５０の弾力を利用して回路基板５０の外周から中心方向にずれた位置を上方向に押し上げる押圧力を発生する。この押圧力は、インピーダンス変換器５２及び中継端子部材５１を介して絶縁台座４０の中心部を上方に向かって押圧すると同時に、絶縁座４０を介して振動板リング２０をユニットケース１０の内面に押し付ける押圧力を発生させる。

このようにして、ユニットケース１０の内部に配置される各部品に対して、外周部分と中心部分において上方向の押圧力を加えることによって、振動板リング２０と振動板２１によって構成される振動板組立全体に均一な押圧力が加わることになり、余計な内部応力を発生させることなく、振動板２０が低い張力で張設置されているものであっても、マイクロホンユニット１の周波数応答を劣化することなく高性能なマイクロホンユニットを得ることが出来る。

図３は、マイクユニット１を回路基板の底部（図１における下方）から見た底面図である。図３に示すように、回路基板５０の外周部よりも、より中心寄りにユニットケース１０の端部１００による接触円が形成されているので、上に説明したように回路基板５０の弾力による押圧力を発生することができる。

以上説明した実施例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットをマイクロホンケースに組み込むことにより、エレクトレットコンデンサマイクロホンを構成することができる。

本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの実施例を示す縦断面図である。 上記実施例の要部を示す拡大縦断面図である。 上記実施例の背面図である。 従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの例を示す縦断面図である。 上記従来例の要部を示す拡大縦断面図である。 上記従来例の背面図である。

符号の説明

１ マイクユニット
２０ 振動板リング
２１ 振動板
３０ 固定極
４０ 絶縁座
５０ 回路基板
１００ 端部

Claims (2)

1. 振動板と、この振動板が固着された振動板保持体と、上記振動板に対向配置され上記振動板との間でコンデンサを構成する固定極を有し、インピーダンス変換器を備える回路基板によって各構成部品をカプセル状の筐体におさめてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットであって、
   上記筐体の後方端部を上記回路基板の背面に接触するように屈曲させた屈曲部と、
   上記屈曲部との接触によって上記回路基板に加わる押圧力を内部部品に伝達する絶縁部材と、を有し、
   上記絶縁部材の下端部は外周縁部を残し抉られて、この抉られた部分と上記回路基板との間に空間が形成されており、
   上記回路基板は弾力を有する素材によって形成されており、
   上記屈曲部が上記回路基板に対して形成する接触円の内径が、上記絶縁部材が上記回路基板に接する内径よりも小さく、上記回路基板が上記接触によって上記空間方向に撓み、上記筐体内におさめられている上記振動板保持体全体に均一な押圧力が加わることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット。
2. エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットがマイクロホンケース内に組み込まれてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットは請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットであるコンデンサマイクロホン。