JP5508965B2 - コンデンサマイクロホン用の出力コネクタおよ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用の出力コネクタに関し、さらに詳しく言えば、例えば携帯電話機等から放射される高い周波数の電磁波に対するシールド機能を有するマイクロホン用の出力コネクタおよび同出力コネクタを備えたコンデンサマイクロホンに関するものである。

コンデンサマイクロホンは、マイクロホンユニット内に振動板と固定極とを対向的に配置してなる静電型の音響電気変換器を含み、そのインピーダンスが極めて高いため、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のインピーダンス変換器を内蔵している。通常、コンデンサマイクロホンにおいては、ファントム電源が用いられ、マイク音声信号はファントム電源用の平衡シールドケーブルを介して出力される。

上記平衡シールドケーブルを接続するため、マイクロホンケース側には、例えば、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ）に規定されている３ピンタイプの出力コネクタが設けられ、この出力コネクタにより、コンデンサマイクロホンに対して上記平衡シールドケーブルを着脱できるようにしている。

上記出力コネクタに上記平衡シールドケーブルが接続された状態において、例えば携帯電話機等からの強い電磁波がマイクロホンケースやマイクケーブルに加えられると、その電磁波による高周波電流が出力コネクタからマイクロホンケース内に入り込み、インピーダンス変換器等で検波され可聴周波数の雑音としてマイクロホンから出力されてしまうことがある。

この種の雑音発生を防止するための方法の一つとして、本出願人は、特許文献１でシールド機能を有するマイクロホンの出力コネクタを提案しており、その構成を図５および図６により説明する。なお、図５ａはシールドカバーのみを断面として示す出力コネクタの正面図、図５ｂは図５ａのＢ−Ｂ線断面図、図６ａは出力コネクタに配設されるプリント配線板の下面図、図６ｂは上面図である。

これによると、出力コネクタ１０は、ＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）樹脂等の電気絶縁体からなる円盤状のコネクタ基台１１を備えている。コネクタ基台１１には３本のピン、すなわち接地用の１番ピンＥ、信号のホット側の２番ピンＳＨおよび信号のコールド側の３番ピンＳＣとが例えば圧入により貫設されている。

なお、本明細書において、接地用の１番ピンＥを単に「接地ピンＥ」、信号のホット側の２番ピンＳＨおよび信号のコールド側の３番ピンＳＣを単に「信号ピンＳＨ」，「信号ピンＳＣ」ということがある。

出力コネクタ１０は、図５ｂに示すように、コネクタハウジング２０を介して図示しないマイクロホンケース（手持ち式の機種ではマイクグリップ）の端部内に装着される。コネクタハウジング２０は、黄銅合金等の金属製の円筒体からなり、出力コネクタのシールドケースとしても作用する。

コネクタ基台１１には、その外周面から半径方向の内側に向けて雌ネジ穴１３が形成されており、雌ネジ穴１３内には、出力コネクタ１０をコネクタハウジング２０に固定するための雄ネジ１２が螺合されている。

これによれば、図５ｂに示すように、コネクタハウジング２０に穿設されている丸孔２１から図示しないドライバ等により雄ネジ１２を回して半径方向外側に引き出し丸孔２１の周縁に当接させることにより、出力コネクタ１０をコネクタハウジング２０にしっかりと固定することができる。

なお、出力コネクタ１０をコネクタハウジング２０内に固定するにあたって、接地ピンＥは、図示しない板ばね等の導電部材を介して接地としてのコネクタハウジング２０に電気的に接続される。

特許文献１に記載の発明によると、携帯電話機等から放射される電磁波による高周波電流のマイクロホンケース内への侵入を防止するため、コネクタ基台１１の基台内面（マイクロホンの内部側に配置される面で、図５ａ，図５ｂにおいて上面）側にプリント配線板１４とシールドカバー１５とが設けられる。

プリント配線板１４は、接地ピンＥ，信号ピンＳＨ，ＳＣが貫通される３つの挿通孔１４１，１４２，１４３を有する両面プリント基板で、その下面（コネクタ基台との対向面）１４Ｂには、図６ａに示すように、信号用の各ピンＳＨ，ＳＣが挿通される挿通孔１４２，１４３の回りを除いて銅箔のベタパターンよりなるシールド層１４４が形成されている。

これに対して、プリント配線板１４の上面１４Ａには、図６ｂに示すように、その周縁の全周にわたってシールド電極１４５が形成されており、シールド電極１４５と下面側のシールド層１４４とは、複数のスルーホール１４６内の各めっきを介して導通している。

また、挿通孔１４１内にもスルーホールめっきが施され、接地ピンＥは、挿通孔１４１内のスルーホールめっきを介してシールド層１４４と電気的に接続されている。なお、他の挿通孔１４２，１４３内にも、信号ピンＳＨ，ＳＣとの電気的導通を確保するためスルーホールめっきが施される。

この例において、接地ピンＥ用のピン挿通孔１４１は、その縁から互いに反対方向に延びるリード配線１４７ａ，１４７ｂによってシールド電極１４５の２箇所に接続されている。

また、信号ピンＳＨ，ＳＣ用のピン挿通孔１４２，１４３は、リード配線１４７ｃ，１４７ｄによりそれぞれシールド電極１４５に接続されるが、各リード配線１４７ｃ，１４７ｄの途中には、コンデンサ素子１４８とツェナーダイオード素子１４９とが並列としてそれぞれ実装されている。

すなわち、接地ピンＥと信号ピンＳＨとの間および接地ピンＥと信号ピンＳＣとの間に、コンデンサ素子１４８とツェナーダイオード素子１４９とが並列として接続される。コンデンサ素子１４８は高周波侵入防止用で、ツェナーダイオード素子１４９は静電気による回路破壊防止用である。

シールドカバー１５は、プリント配線板１４の上面１４Ａを覆う天板部１５１と、コネクタ基台１１の外周面に嵌合されるスカート部１５２とを含み、天板部１５１には、接地ピンＥ、信号ピンＳＨ，ＳＣが貫通される３つの貫通孔が穿設されている。

このうち、接地用ピンＥ用の貫通孔は、接地ピンＥとシールドカバー１５とを電気的に導通させるため、接地ピンＥと接触し得るように接地ピンＥとほぼ同径の孔として形成され、最終的に接地ピンＥはシールドカバー１５にハンダ付けされる。

信号ピンＳＨ，ＳＣ用の貫通孔は、それらの各ピンと非接触となるように信号ピンＳＨ，ＳＣよりも大径に形成されるが、コンデンサ素子１４８に高周波電流が流れる際に、その配線部分等から発生する高周波磁界のマイクロホンケース内への漏れを最小限に抑えるためできるだけ小径に形成される。

このような構成を有する出力コネクタ１０によれば、プリント配線板１４に形成されている銅箔のベタパターンよりなるシールド層１４４と、シールドカバー１５とにより、２重シールドが形成され、また、プリント配線板１４に実装されているコンデンサ素子１４８により、信号ピンＳＨ，ＳＣを経由しての電磁波に起因する高周波電流の侵入を阻止することができる。

また、コンデンサ素子１４８とツェナーダイオード素子１４９とは並列に実装されており、信号ピンＳＨ，ＳＣ側から接地ピンＥに向けて電流が流れる際、その電流が先にツェナーダイオード素子１４９に流れ、その後にコンデンサ素子１４８に流れるため、コンデンサ素子を静電気破壊から保護することができる。

特開２００５−３１１７５２号公報

外来電磁波による雑音発生の防止について、最近では、マイクロホンにさらに高い周波数（例えば、１ＧＨｚ程度）で強い電界強度の電磁波を加えた状況下でも、雑音が発生しないことが求められている。そのためには、上記従来例における静電シールドのみによる対策では不十分である。

そこで、本出願人は、上記コンデンサ素子１４８に高周波電流が流れることによって発生する高周波磁界により、マイクロホンケース内の音声信号出力用のプリント配線板や、それに実装されている回路部品に誘導で高周波電流が流れ、これによって雑音が発生するのを防止するため、特願２０１０−０６７７１１において、シールドカバー１５に磁性シートを添設することを提案している。

これによれば、コンデンサ素子から発生する高周波磁界の誘導による雑音発生をより低減することができるが、プリント配線板１４には、コンデンサ素子１４８と並列にツェナーダイオード素子１４９が設けられており、上記したように、特により高い周波数で強い電界強度に晒される状況下では、ツェナーダイオード素子も問題となる。

すなわち、ツェナーダイオード素子も半導体非線形素子であることから、強い電磁波がマクケーブルに加えられると、それによる高周波電流を検波して可聴周波数の雑音を発生することがある。

したがって、本発明の課題は、高周波侵入防止用のコンデンサ素子と静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子とが実装されたプリント配線板を有するコンデンサマイクロホン用の出力コネクタにおいて、ツェナーダイオード素子による雑音発生を低減することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピンと信号用の２番ピン，３番ピンとが貫設され、マイクロホンケース内の端部に上記１番ピンが上記マイクロホンケースと導通された状態で装着される出力コネクタであって、上記コネクタ基台の基台内面側に上記各ピンを挿通して配置されるプリント配線板と、上記各ピンを挿通して上記プリント配線板を覆うように上記基台内面側に配置されるシールドカバーとを含み、上記プリント配線板は両面基板で、上記シールドカバーと対向する基板上面側には、上記１番ピンと上記２番ピンとの間および上記１番ピンと上記３番ピンとの間に高周波侵入阻止用のコンデンサ素子と静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子とが並列として実装され、他方の基板下面側には、上記２番ピン，３番ピンに対しては非導通で上記１番ピンとは導通する銅箔よりなる静電シールド層が形成されているコンデンサマイクロホン用の出力コネクタにおいて、上記コネクタ基台の基台内面側と上記プリント配線板の静電シールド層との間に、上記各ピンのピン挿通孔を有する磁性シートがそれらの間のほぼ全面にわたって配設されていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記磁性シートを第１磁性シートとして、上記シールドカバーの外面および／または内面に第２磁性シートが添設される。

また、上記磁性シートには、樹脂内に磁性体粉末を含む非導電性の柔軟なシート材が好ましく採用される。

本発明には、上記した構成の出力コネクタを備えているコンデンサマイクロホンも含まれる。

本発明によれば、コネクタ基台の基台内面側とプリント配線板の静電シールド層との間に磁性シートを配設したことにより、出力コネクタの静電シールドと出力コネクタに接続されるマイクケーブルとの間に、磁性シートによるインダクタンス成分Ｌが付与され、このインダクタンス成分Ｌとプリント配線板に実装されているコンデンサ素子の静電容量成分ＣとによりＬＣのローパスフィルタが形成されるため、ツェナーダイオード素子に外来電磁波による高周波電流が流れ込みにくくなり、ツェナーダイオード素子に起因する雑音発生を低減することができる。

また、磁性シートは薄くかつ柔軟であることにより、既存の出力コネクタに対して設計変更することなく取り付けることができる。

本発明の実施形態に係る出力コネクタの要部を示す断面図。 図１ａの分解断面図。 本発明に適用される磁性シートを示す平面図。 図２ａのＡ−Ａ線断面図。 磁性シートとコンデンサ素子とからなるローパスフィルタの等価回路図。 本発明に他の実施形態に係る出力コネクタを一部断面として示す側面図。 図４ａの分解断面図。 従来の出力コネクタを示す正面図。 図５ａのＢ−Ｂ線断面図。 出力コネクタに設けられるプリント配線板の下面図。 出力コネクタに設けられるプリント配線板の上面図。

次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態の２例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、先の図５および図６で説明した上記従来例と変更を要しない構成要素には同じ参照符号を用いて説明する。

まず、図１ａ，図１ｂを参照して、この実施形態に係る出力コネクタ１００においても、上記従来例と同じく、ＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）樹脂などの電気絶縁体からなる円盤状のコネクタ基台１１を備えている。

コネクタ基台１１には、３本のピン、すなわち接地用の１番ピンＥ（接地ピンＥ）、信号のホット側の２番ピンＳＨ（信号ピンＳＨ）および信号のコールド側の３番ピンＳＣ（信号ピンＳＣ）とが例えば圧入により貫設されている。

コネクタ基台１１には、その外周面から半径方向内側に向けて雌ネジ穴１３が形成されており、雌ネジ穴１３内には、出力コネクタ１００をコネクタハウジング２０（図５ｂ参照）に固定するための雄ネジ１２が螺合されている。

この出力コネクタ１００においても、例えば携帯電話機から放射される電磁波のマイクロホンケース内への侵入を防ぐため、コネクタ基台１１の基台内面（マイクロホンの内部側に配置される面で、図１ａ，図１ｂにおいて上面）側に、プリント配線板１４とシールドカバー１５とが設けられる。

図６ａ，図６ｂを参照して、プリント配線板１４は、接地ピンＥ，信号ピンＳＨ，ＳＣに対応する３つの貫通孔１４１，１４２，１４３を有する両面プリント基板で、コネクタ基台１１の基台内面と対向する裏面１４Ｂ側には、銅箔のベタパターンよりなるシールド層１４４が形成され、その反対側の上面１４Ａには、高周波侵入防止用のコンデンサ素子１４８と、静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子１４９とが実装されている。

コンデンサ素子１４８とツェナーダイオード素子１４９は並列として、接地ピンＥと信号ピンＳＨとの間と、接地ピンＥと信号ピンＳＣとの間とにそれぞれ接続され、コンデンサ素子１４８は、信号ピンＳＨ，ＳＣを伝わってマイクロホンケース内に入り込もうとする外来電磁波による高周波電流を接地ピンＥから接地としてのコネクタハウジング２０側に流すバイパスコンデンサとして作用する。

シールドカバー１５は、プリント配線板１４の上面を覆う天板部１５１と、コネクタ基台１１の外周面に嵌合されるスカート部１５２とを含み、天板部１５１には、図示は省略したが、接地ピンＥ、信号ピンＳＨ，ＳＣ用の３つの貫通孔が穿設されている。

このうち、接地ピンＥ用の貫通孔は、接地ピンＥとシールドカバー１５とを電気的に導通させるうえで、接地ピンＥと接触し得るように接地ピンＥとほぼ同径の孔として形成され、最終的に接地ピンＥとシールドカバー１５はハンダ付けされる。これにより、シールドカバー１５は、接地ピンＥを介してプリント配線板１４の裏面４Ｂ側に形成されているシールド層１４４とも電気的に接続される。

これに対して、シールドカバー１５の信号ピンＳＨ用の貫通孔と信号ピンＳＣ用の貫通孔は、それらの各ピンと非接触となるように、信号ピンＳＨ，ＳＣよりも大径に形成される。

このように、プリント配線板１４の部品実装面側がシールドカバー１５にて覆われるため、コンデンサ素子１４８に流れる高周波電流による高周波磁界のマイクロホンケース内への漏洩が防止される。

また、信号ピンＳＨ，ＳＣから接地ピンＥに向けて電流が流れる際、その電流が先にツェナーダイオード素子１４９側に流れ、その後にコンデンサ素子１４８側に流れるためコンデンサ素子を１４８を静電気破壊から保護することができる。

しかしながら、ツェナーダイオード素子１４９も半導体非線形素子であるため、マイクケーブルに加えられた強い電磁波による高周波電流が信号ピンＳＨ，ＳＣに流れると、その高周波電流を検波して可聴周波数の雑音を発生することがある。

このツェナーダイオード素子１４９による雑音発生を防止するため、本発明においては、図１ａおよび図１ｂに示すように、コネクタ基台１１の基台内面とプリント配線板１４のシールド層１４４との間に、磁性シート１６を配設するようにしている。

磁性シート１６には、樹脂内に磁性体粉末を含む薄膜で非導電性の柔軟なシート材が好ましく採用され、市販されているものとしては、例えばＴＤＫ社製ノイズ抑制シート薄型環境対応タイプ（厚さ０．０５ｍｍ，０．１ｍｍ）等がある。

図２に示すように、磁性シート１６には、接地ピンＥおよび信号ピンＳＨ，ＳＣの外径と実質的に同径のピン挿通孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃが穿設されており、これらピン挿通孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、接地ピンＥおよび信号ピンＳＨ，ＳＣの周りに隙間が生じないように各ピンに密着した状態で取り付けられることが好ましい。

このように、本発明によれば、コネクタ基台１１の基台内面とプリント配線板１４のシールド層１４４との間に配設された磁性シート１６により、出力コネクタのシールド層１４４による静電シールドと出力コネクタに接続されるマイクケーブルとの間に、磁性シート１６によるインダクタンス成分Ｌが付与され、このインダクタンス成分Ｌとプリント配線板１４に実装されているコンデンサ素子１４８の静電容量成分Ｃとにより、図３の等価回路に示すように、ＬＣのローパスフィルタが形成され、これにより、ツェナーダイオード素子１４９に外来電磁波による高周波電流が流れ込みにくくなり、ツェナーダイオード素子１４９に起因する雑音発生を効果的に低減することができる。

また、磁性シートは薄くかつ柔軟であることにより、既存の出力コネクタに対して設計変更することなく取り付けることができる。

なお、コンデンサ素子１４８に高周波電流が流れることによって発生する高周波磁界により、マイクロホンケース内の音声信号出力用のプリント配線板や、それに実装されている回路部品に誘導で高周波電流が流れ、これによる雑音発生を防止するうえで、図１ｂに示すように、シールドカバー１５の外面（および／または内面）に磁性シート１７を添設することが好ましく、これによれば、多段フィルタが形成され、より効果的に雑音発生を低減できる。磁性シート１７には、磁性シート１６と同じものが用いられてよい。

次に、図４を参照して、本発明の他の実施形態に係る出力コネクタ１１０について説明する。この出力コネクタ１１０は、上記実施形態の出力コネクタ１００と同様に、マイクロホンケースの端部に装着される３ピンタイプのもので、金属からなる円筒状のレセプタクル１２０を備えている。

レセプタクル１２０内には、接地ピンＥおよび信号ピンＳＨ，ＳＣが圧入により貫設されたコネクタ基台が収納されており、レセプタクル１２０の底部側から、その３本のピンが突出している。

この出力コネクタ１１０においては、レセプタクル１２０の底部側に、レセプタクル１２０と電気的一体となる筒状金属部材からなるシールドケース１３０が設けられ、その先端側のフランジ状の受け部１３１内に磁性シート１６０を介してプリント配線板１４０が篏合されるようになっている。

この実施形態において、プリント配線板１４０は、上記実施形態で説明したプリント配線板１４と同じ構成であってよく、図６ａ，図６ｂに示されているように、プリント配線板１４０の上面側には、コンデンサ素子１４８とツェナーダイオード１４９とが並列として実装され、また、その下面には、銅箔のベタパターンよりなるシールド層１４４が形成されている。

磁性シート１６０についても、上記実施形態で説明した磁性シート１６と同じ構成であってよく、プリント配線板１４０の下面側のシールド層１４４に沿って配置される。

したがって、この実施形態においても、シールドケース１３０内に、磁性シート１６０によるインダクタンス成分Ｌとプリント配線板１４０に実装されているコンデンサ素子１４８の静電容量成分Ｃとにより、図３の等価回路に示すように、ＬＣのローパスフィルタが形成され、これにより、ツェナーダイオード素子１４９に外来電磁波による高周波電流が流れ込みにくくなり、ツェナーダイオード素子１４９に起因する雑音発生を効果的に低減することができる。

１００，１１０ 出力コネクタ
１１ コネクタ基台
１２ 固定用の雄ネジ
１３ 雌ネジ
１４，１４０ プリント配線板
１４７ コンデンサ素子
１４８ ツェナーダイオード素子
１５ シールドカバー
１５１ 天板部
１５２ スカート部
１６，１６０ 磁性シート
１６ａ〜１６ｂ ピン挿通孔
Ｅ 接地用の１番ピン
ＳＨ ホット側の２番ピン
ＳＣ コールド側の３番ピン

Claims (4)

1. 電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピンと信号用の２番ピン，３番ピンとが貫設され、マイクロホンケース内の端部に上記１番ピンが上記マイクロホンケースと導通された状態で装着される出力コネクタであって、
   上記コネクタ基台の基台内面側に上記各ピンを挿通して配置されるプリント配線板と、上記各ピンを挿通して上記プリント配線板を覆うように上記基台内面側に配置されるシールドカバーとを含み、
   上記プリント配線板は両面基板で、上記シールドカバーと対向する基板上面側には、上記１番ピンと上記２番ピンとの間および上記１番ピンと上記３番ピンとの間に高周波侵入阻止用のコンデンサ素子と静電気による回路破壊防止用のツェナーダイオード素子とが並列として実装され、他方の基板下面側には、上記２番ピン，３番ピンに対しては非導通で上記１番ピンとは導通する銅箔よりなる静電シールド層が形成されているコンデンサマイクロホン用の出力コネクタにおいて、
   上記コネクタ基台の基台内面側と上記プリント配線板の静電シールド層との間に、上記各ピンのピン挿通孔を有する磁性シートがそれらの間のほぼ全面にわたって配設されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン用の出力コネクタ。
2. 上記磁性シートを第１磁性シートとして、上記シールドカバーの外面および／または内面に第２磁性シートが添設さ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用の出力コネクタ。
3. 上記磁性シートが、樹脂内に磁性体粉末を含む非導電性の柔軟なシート材からなることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサマイクロホン用の出力コネクタ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の出力コネクタを備えているコンデンサマイクロホン。

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