JP5100130B2 - コンデンサマイクロホンユニット、及びコンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンユニット、及びコンデンサマイクロホンに係るものであり、詳しくは、コンデンサマイクロホンにおける指向性を制御する音響抵抗の値のばらつきを改善する技術に関する。

コンデンサマイクロホンは、音波により振動する振動板と固定極（「背極」とも呼ばれる）とをスペーサを介して対向配置してなる一種のコンデンサを構成するコンデンサマイクロホンユニットを備える。このコンデンサマイクロホンユニットは、ユニットケース内において組み立てられ、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、前記ＦＥＴを実装する回路基板を更に備えた構成となっている。

このようなコンデンサマイクロホンにおいて、振動板に導かれる音波を制限して所期の指向性を付与する音響抵抗の形成手法には主として次の２つがある。
その一つは、絶縁座に対しスペーサを介して振動板に結合したプレートを配置し、前記絶縁座と前記プレートとの間にスペーサの厚さ分の薄空気層による音響抵抗を形成するものである。もう一つは、絶縁座に対して音連通孔を覆うように音響抵抗部材及び、その上に振動板に結合したプレートを配置するものである。

前者のような音響抵抗を備えるコンデンサマイクロホンにおいて、指向性を改善する手段がいくつか提案されている（たとえば、特許文献１及び２参照）。
また、後者のような音響抵抗を備えるコンデンサマイクロホンにおいて、指向性を改善する手段も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。

上記後者のような音響抵抗を備えるコンデンサマイクロホンにおけるコンデンサマイクロホンユニットの基本的な構成は、図５に示すとおりである。
図５において、コンデンサマイクロホンユニット１１０は、有底の円筒形のユニットケース１１１内に以下の各部品が収容されることによって構成されている。ユニットケース１１１は、底部１１１ａに相当する部分が前側になっていて、この底部１１１ａにはユニット内部に音声を導き入れるための複数の孔１２２が形成されている。ユニットケース１１１内には、このユニットケース１１１の底部１１１ａに最も近い位置に、防塵部材１２５を介してリング状の振動板保持体１１２と、外周縁部が上記振動板保持体の一端面に固着された振動板１１３が配置されている。
また、前記振動板１１３に対し、リング状の部材であるスペーサ１１４を介して固定極１１５が対向配置されている。前記振動板１１３と前記固定極１１５との間にはスペーサ１１４の厚さに相当する隙間が形成されており、一種のコンデンサを構成している。そして、前記孔１２２から導き入れられる音声にしたがって振動板１１３が振動するのに伴い、上記コンデンサの静電容量が変化し、静電容量の変化が音声信号として出力されるようになっている。

前記ユニットケース１１１内には、固定極１１５の後面側に固定極支持体である絶縁座が１１６配置されている。絶縁座１１６は、たとえば合成樹脂からなり、その前面側には円形の凹陥部が形成されている。この凹陥部に固定極１１５が嵌っている。上記凹陥部にはまた、この凹陥部よりも内周側に、リング状の凹陥部が形成され、このリング状の凹陥部にリング状の音響抵抗部材１１７及び、弾力性を有するダンパー１１８が嵌められている。
絶縁座１１６の後面側には円板状のプリント回路基板１２１が配置され、その外周縁部にて当接している。プリント回路基板１２１の後面外周縁部には、ユニットケース１１１の開放端縁部の折り返し部１２３が位置している。この折り返し部１２３による押圧力によって、プリント回路基板１２１が前方（図５において上方）に向かって押されている。この押圧力によって絶縁座１１６が押され、ダンパー１１８を介して固定極１１５が押され、さらにスペーサ１１４を介して振動板１１３と振動板保持体１１２がユニットケース１１１の底面１１１ａに押し付けられ、これらの部材がユニットケース１１１内にそれぞれ位置決めされて固定されている。

前記絶縁座１１６の中央部には、その厚さ方向に孔が形成されていて、この孔には、銅などの金属からなり直径が段階的に異なるコンタクト１１９の小径部が嵌められている。上記プリント回路基板１２１には、上記コンタクト１１９と対向する位置にインピーダンス変換器を構成する電界効果型トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）１２０が配置されている。ＦＥＴ１２０の端子１２０ａの一部はＦＥＴ１２０の外装に沿って折り曲げられて、上記コンタクト１１９の下面１１９ｂに当接している。一方、他の端子１２０ｂの一つはプリント回路基板１２１の所定の回路パターンに半田付け等によって接続されている。コンタクト１１９の上端部１１９ａの外周側にはコイル状のコンタクトスプリング１２４が圧縮されて配置されている。コンタクトスプリング１２４は固定極１１５とコンタクト１１９の間に介在して、コンタクト１１９と固定極１１５を互いに離間させる向きに付勢している。この付勢力でコンタクト１１９がＦＥＴ１２０の上記端子１２０ａの一つに押し付けられ、この端子１２０ａと固定極１１５との電気的導通をとっている。

以上説明したコンデンサマイクロホンユニット１１０においては、絶縁座１１６に音響抵抗部材１１７をダンパー１１８で押し付けることによって、安定したばらつきの無い音響抵抗を実現している。
したがって、コンデンサマイクロホンユニット１１０を組み立てる際、絶縁座１１６に音響抵抗部材１１７、次いでダンパー１１８を載置した後、固定極１１５を絶縁座１１６に嵌合させる。これにより、ダンパー１１８は、前記固定極１１５と前記絶縁座１１６との間に挟まれ、安定した圧力を前記音響抵抗部材１１７に加えることが出来る。

ところが、図６に示すように、絶縁座１１６に音響抵抗部材１１７を載せ、更に音響抵抗部材１１７の上にダンパー１１８を載せた後に、固定極１１５を絶縁座１１６に圧入して両者を嵌合させる工程において、ダンパー１１８の位置がずれしてしまう不都合がある。その結果、絶縁座１１６の固定極１１５が当る（嵌合）部分に、ダンパー１１８の周縁部１１８ａを挟み込んでしまうことがあった。そのため、固定極１１５が絶縁座１１６に対して傾いた状態で取り付けられ、感度や周波数応答の不良を生じてしまう。
また、絶縁座１１６に対して音響抵抗部材１１７を十分に押し付けることができないので、音響抵抗値が不適切なものになり、指向周波数応答の不良を生じてしまう。

さらに、コンデンサマイクロホンにおいて、固定極とＦＥＴとの電気的な接続を確実に行なうため、リボン線を用いる手段も提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
ところが、固定極から信号を引き出す導電部品と固定極との間を、電気的接続用のコンタクトスプリングやリボン線で電気的に接続する場合、何れも小さな部品であることから組み立てが難しかった。また、前記部品との接触部が小さいことから、接触部に油脂や接着剤等の被膜があると接触不良が容易に発生してしまうことがあった。
実開昭５９−７６２００号公報 実開昭６３−１８７５００号公報 実開平７−２９９９６号公報 実開平４−５０９９５号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、固定極を絶縁座に嵌合させる工程においてダンパーが位置ずれする不都合を未然に防止できる構造を有するコンデンサマイクロホンユニットと、これを用いたコンデンサマイクロホンを提供することを目的とする。
また、本発明は、固定極とＦＥＴとの電気的な接続を確実に行なうことのできるコンデンサマイクロホンユニットと、これを用いたコンデンサマイクロホンを提供することを他の目的とする。

本発明の請求項１に係るコンデンサマイクロホンユニットは、ユニットケース内に、振動板と、前記振動板に隙間をおいて対向配置され、前記振動板との間でコンデンサを構成する固定極と、前記固定極の後面側に配置され、前記固定極を支持する絶縁座と、前記絶縁座の前面側に配置された環状の音響抵抗部材と、前記音響抵抗部材を前面側より前記絶縁座に押し付ける環状のダンパーと、を少なくとも組み込んで構成したコンデンサマイクロホンユニットにおいて、前記ダンパーを前面側より押える固定部材をさらに備え、前記固定部材は、上端周辺部に外側に向かって迫り出した庇部を備え、前記庇部により前記ダンパーの内側周縁部を押える、ことを特徴とする。

本発明の請求項２に係るコンデンサマイクロホンユニットは、請求項１において、前記固定部材は、前記絶縁座に取り付けられていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るコンデンサマイクロホンユニットは、請求項１又は２において、前記絶縁座は中央部に孔を有し、前記固定部材は、前記孔に嵌め込まれることでインピーダンスを変換するＦＥＴの端子に押し付けられ、前記固定部材と前記端子が電気的に導通していることを特徴とする。

本発明の請求項４に係るコンデンサマイクロホンユニットは、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記固定部材は、導電性を有することを特徴とする。

本発明の請求項５に係るコンデンサマイクロホンユニットは、請求項４において、前記固定部材は、前記絶縁座の後面側より露呈する凸部を有することを特徴とする。

本発明の請求項６に係るコンデンサマイクロホンユニットは、請求項１乃至５のいずれか１項において、前記ダンパーは、導電性を有することを特徴とする。

本発明の請求項７に係るコンデンサマイクロホンは、前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニットを備えることを特徴とする。

本発明のコンデンサマイクロホンユニットよれば、固定極を絶縁座に嵌合させる前に、環状のダンパーを前面側より押えて仮止めする固定部材を備えている。
ゆえに、前記絶縁座の前面側に配置された環状の音響抵抗部材は、前記ダンパーによって前記絶縁座に押し付けられ、また、前記ダンパーは、前記固定部材によって確実に押えられる。これにより、前記ダンパーが、外部からの衝撃等によって位置ずれしてしまう虞が低減し、前記固定極が前記絶縁座に対して傾いて取り付けられることは無く、前記絶縁座に対して前記音響抵抗部材を十分に押し付けることが出来る。
したがって、固定極を絶縁座に嵌合させる工程においてダンパーが位置ずれする不都合を未然に防止できる構造を有するコンデンサマイクロホンユニットと、これを用いたコンデンサマイクロホンを提供することが出来る。

また、前記固定部材が、前記絶縁座に取り付けられることにより、ダンパーが前記絶縁座から離反しないように確実に支持することが出来る。
したがって、前記固定部材で前記ダンパーを押えた後において、前記ダンパーの前記絶縁座に対する押し付け効果や、前記ダンパーの位置ずれ防止効果を一層高めることが出来る。

また、前記固定部材が、前記ダンパーの内側周縁部を押えることにより、前記固定部材によって案内しながら前記ダンパーを前記絶縁座に押し付けることが出来る。
したがって、ダンパーの位置ずれ防止効果を一層高めることが出来る。しかも、ダンパーよりも幅方向の寸法をより小さな部品とすることが出来るので、構造上嵩張らず、また、材料コストも抑えたものとすることが出来る。

また、前記固定部材が、導電性を有することにより、前記固定極と前記固定部材とを電気的に接続させると共に、前記固定部材と前記ＦＥＴとを電気的に接続させることが出来る。
したがって、前記固定部材を介して前記固定極と前記ＦＥＴとの電気的な接続を、ダンパーの位置ずれ防止と併せて効果的に、簡単、かつ、確実に行なうことが出来る。

また、前記固定部材が、前記絶縁座の後面側より露呈する凸部を有することにより、前記固定部材と前記ＦＥＴとを直接電気的に接続させることが出来る。
したがって、前記固定部材と前記ＦＥＴとの電気的な接続を確実に行ない、前記固定極と前記ＦＥＴとの電気的な接続を高めることが出来る。

さらに、前記ダンパーが、導電性を有することにより、前記固定極と前記ダンパーとを電気的に接続させると共に、前記ダンパーと前記固定部材とを電気的に接続させることが出来る。
したがって、前記ダンパーを介して前記固定極と前記固定部材との電気的な接続をより確実に行ない、前記固定極と前記ＦＥＴとの電気的な接続をより一層確実に行なうことが出来る。

そして、前記請求項１乃至６のいずれかに記載のコンデンサマイクロホンユニットを備えることにより、感度や周波数応答の不良を生じてしまうことが無く、かつ固定極とＦＥＴとの電気的な接続を確実に行なうことのできるコンデンサマイクロホンを提供することができる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のコンデンサマイクロホンユニットの一例を示す縦断側面図であり、図２は、主要構成部の構造を説明する展開図である。
本実施形態のコンデンサマイクロホンユニット１０は、図１に示すように、ユニットケース１１内に、振動板１３と、固定極１５と、絶縁座１６と、音響抵抗部材１７と、ダンパー１８と、を少なくとも組み込んで構成し、更に前記ダンパー１８を前面側より押える固定部材１９を備えることを特徴とする。

ユニットケース１１は、有底の円筒形をしており、底部１１ａに相当する部分が前面側になっている。また、ユニットケース１１の底部１１ａにはユニット内部に音声を導き入れるための複数の孔２２が形成されている。孔２２はこれをメッシュ状にしたいわゆるフロントメッシュとしてもよい。このユニットケース１１は、たとえば絞り加工によって形成することができる。

振動板１３は、外周縁部がリング状の振動板保持体１２の一端面に固着され、前記ユニットケース１１の底部に最も近い位置に、防塵部材２５を介して配置されている。

固定極１５は、前記振動板１３に対し、リング状の部材であるスペーサ１４を介し対向配置されている。前記振動板１３と前記固定極１５との間にはスペーサ１４の厚さに相当する隙間が形成されており、一種のコンデンサを構成している。また、固定極１５は、たとえば金属製の円板状の部材を基材とし、その少なくとも一面側に振動板１３との対向面側にエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成している。また、スペーサ１４は薄い樹脂からなるリング状の部材であり、振動板の後端面（図１において下端面）の外周縁部に密着している。
そして、前記孔２２から導き入れられる音声にしたがって振動板１３が振動するのに伴い、上記コンデンサの静電容量が変化し、静電容量の変化が音声信号として出力されるようになっている。

絶縁座１６は、前記固定極１５の後面側に配置され、前記固定極１５を支持する固定極支持体である。絶縁座１６は、たとえば樹脂などの絶縁体からなり、外周の形状は円筒形である。また、その前面側には円形の第一凹陥部１６ａが形成されており、この第一凹陥部１６ａ内に前記固定極１５が嵌っている。また、前記第一凹陥部１６ａには、この第一凹陥部１６ａよりも内周側に、リング状の第二凹陥部１６ｂが形成されている。このリング状の第二凹陥部１６ｂ内に音響抵抗部材１７及びダンパー１８が嵌められている。
また、前記絶縁座１６の中央部には、その厚さ方向に孔１６ｃが形成されていて、孔１６ｃに前記固定部材１９が嵌められている。

音響抵抗部材１７は、音響機械系の制動や指向性を制御するものであり、前記絶縁座１６の前面側に配置されている。この音響抵抗部材１７の形状は、環状をしている。
また、音響抵抗は、音響抵抗部材１７の音響抵抗が、ダンパー１８の１０倍以上になるように設定されると良い。

ダンパー１８は、前記音響抵抗部材１７を前面側より前記絶縁座１６に押し付ける部材である。このダンパー１８は、弾力性を有し、その形状は環状をしている。
また、前記ダンパー１８は、前記固定極１５及び前記固定部材１９に当接しているので、導電性を有する導電布とすると望ましい。このように前記ダンパー１８が導電性を有すると、図３に示すように、前記固定極１５と接触する前記ダンパー１８のα領域において電気的な接続を可能とする。そして、前記ダンパー１８を介して前記固定極１５と前記固定部材１９との電気的な接続をより確実に行なうことが出来る。

固定部材１９は、前記ダンパー１８を前面側より押える部材である。これにより、前記ダンパー１８が、位置ずれしてしまう虞が低減する。したがって、前記固定極１５が前記絶縁座１６に対して傾いて取り付けられることは無く、前記絶縁座１６に対して前記音響抵抗部材１７を十分に押し付けることが出来る。
また、この固定部材１９は、前記絶縁座１６に取り付けられていると望ましい。このように前記固定部材１９を前記絶縁座１６に取り付けると、前記ダンパー１８が前記絶縁座１６から無闇に離反しないように確実に支持することが出来る。そして、前記ダンパー１８の前記絶縁座１６に対する押し付け効果や、前記ダンパー１８の位置ずれ防止効果を一層高めることが出来る。

また、前記固定部材１９は、図示の例のように前記ダンパー１８の内側周縁部を押えるものとすると望ましい。前記ダンパー１８を押える箇所は、内側周縁部全体で無く、少なくとも一部でも良い。この固定部材１９は、たとえば上端周縁部に、外側に向かって迫り出した庇部１９ａを形成すると良い。そうすると、前記固定部材１９の庇部１９ａによって前記ダンパー１８の内側周縁部を押えることが出来る。
このように前記庇部１９ａによって前記ダンパー１８の内側周縁部を押えるようにすると、図４に示すように、前記固定部材１９によって前記ダンパー１８を案内しながら、前記庇部１９ａによって前記ダンパー１８の内側周縁部を押える。そして、前記ダンパー１８によって前記音響抵抗部材１７を前記絶縁座１６に対して十分に押し付けることが出来る。

また、前記固定部材１９は、前記固定極１５及び後述する電界効果型トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）２０に当接している。そのため、前記固定部材１９は、銅やステンレス等の導電性を有する金属材料や、導電性材料を混入させた導電性樹脂材料等からなると望ましい。このように前記固定部材１９が導電性を有すると、図３に示すように、前記固定極１５と接触する前記固定部材１９のβ領域において電気的な接続を可能とする。そして、前記固定部材１９を介して前記固定極１５と前記ＦＥＴ２０との電気的な接続をより一層確実に行なうことが出来る。
したがって、前記固定部材１９により、前記ダンパー１８の位置ずれ防止と併せて、前記固定極１５と前記ＦＥＴ２０との電気的な接続を、効果的に、簡単、かつ、確実に行なうことが出来る。

さらに、前記固定部材１９は、前記絶縁座１６の後面側より露呈する凸部１９ｂを有すると望ましい。このように前記固定部材１９が前記凸部１９ｂを有すると、図４に示すように、前記絶縁座１６の中央部に形成された孔１６ｃに前記凸部１９ｂを嵌め込むことが出来る。そうすると、前記絶縁座１６の後面側より前記凸部１９ｂが露呈し、前記ＦＥＴ２０と容易に、かつ、直接電気的に前記固定部材１９を接続させると共に、確実に接続を行なうことが出来る。

また、絶縁座１６の後面側には円板状のプリント回路基板２１が配置され、絶縁座１６とプリント回路基板２１が外周縁部にて当接している。
プリント回路基板２１の後面外周縁部には、ユニットケース１１の開放端縁部の折り返し部２３が位置している。この折り返し部２３による押圧力によって、プリント回路基板２１が前方（図１において上方）に向かって押されている。また、この押圧力によって絶縁座１６が押され、ダンパー１８を介して固定極１５が押される。さらに、スペーサ１４を介して振動板１３と振動板保持体１２がユニットケース１１の底面１１ａに押し付けられる。したがって、これらの部材がユニットケース１１内にそれぞれ位置決めされて固定されている。

前記プリント回路基板２１には、前記固定部材１９と対向する位置にインピーダンス変換器を構成するＦＥＴ２０が配置されている。ＦＥＴ２０の端子２０ａの一部は、ＦＥＴ２０の外装に沿って折り曲げられて、前記固定部材１９の下面凸部１９ｂに当接している。すなわち、前記固定部材１９は、前記絶縁座１６の中央部に形成された孔１６ｃに嵌め込むことによりＦＥＴ２０の一つの端子２０ａに押し付けられ、この端子２０ａと前記固定極１５との電気的導通をとっている。一方、ＦＥＴ２０の他の端子２０ｂは、プリント回路基板２１の所定の回路パターンに半田付け等によって接続されている。

以上説明したコンデンサマイクロホンユニット１０は、固定部材１９を用いることによって、ダンパー１８が位置ずれする不都合を未然に防止できる構造になっている。これにより、音響抵抗部材１７を絶縁座１６に対して十分に押し付け、安定したばらつきの無い音響抵抗を実現している。
したがって、コンデンサマイクロホンユニット１０を組み立てる際、絶縁座１６に音響抵抗部材１７、次いでダンパー１８を載置した後、更に固定部材１９によってダンパー１８を仮止めする。それから、固定極１５を絶縁座１６に圧入して両者を嵌合させる。これにより、ダンパー１８は、前記固定極１５と前記絶縁座１６との間に、傾いてしまうこと無く、正しい姿勢を保って挟まれ、安定した圧力を前記音響抵抗部材１７に加えることが出来る。しかも、固定部材１９に対する部品単価は安く、コンデンサマイクロホンユニット１０の組立工程も容易なものとすることが出来る。

また、このような構造のコンデンサマイクロホンユニットを、風防を備えたマイクロホンケースに組み込むことにより、感度や周波数応答の不良を生じてしまうことの無いコンデンサマイクロホン、また、固定極とＦＥＴとの電気的な接続を確実に行なうことのできるコンデンサマイクロホンを提供することができる。

本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの一例を簡略的に示す縦断側面図である。 図１に示すコンデンサマイクロホンユニットの主要構成部の構造を説明する分解図である。 固定極と固定部材及びダンパーとの電気的な接続状況を説明する縦断側面図である。 固定部材によるダンパーの押さえ方を説明する縦断側面図である。 従来のコンデンサマイクロホンユニットの一例を簡略的に示す縦断側面図である。 従来のコンデンサマイクロホンユニットの一例を簡略的に示す縦断側面図である。

符号の説明

１０ コンデンサマイクロホンユニット
１１ ユニットケース
１２ 振動板保持体
１３ 振動板
１４ スペーサ
１５ 固定極
１６ 絶縁座
１７ 音響抵抗部材
１８ ダンパー
１９ 固定部材
２０ 電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）
２１ プリント回路基板

Claims (7)

1. ユニットケース内に、
   振動板と、
   前記振動板に隙間をおいて対向配置され、前記振動板との間でコンデンサを構成する固定極と、
   前記固定極の後面側に配置され、前記固定極を支持する絶縁座と、
   前記絶縁座の前面側に配置された環状の音響抵抗部材と、
   前記音響抵抗部材を前面側より前記絶縁座に押し付ける環状のダンパーと、
   を少なくとも組み込んで構成したコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
   前記ダンパーを前面側より押える固定部材をさらに備え、
   前記固定部材は、上端周辺部に外側に向かって迫り出した庇部を備え、
   前記庇部により前記ダンパーの内側周縁部を押える、
   ことを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
2. 前記固定部材は、前記絶縁座に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
3. 前記絶縁座は中央部に孔を有し、前記固定部材は、前記孔に嵌め込まれることでインピーダンスを変換するＦＥＴの端子に押し付けられ、前記固定部材と前記端子が電気的に導通していることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
4. 前記固定部材は、導電性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
5. 前記固定部材は、前記絶縁座の後面側より露呈する凸部を有することを特徴とする請求項４に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
6. 前記ダンパーは、導電性を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
7. 前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニットを備えることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
   

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