JP2006311502A - 二重ベース構造を有するエレクトレットコンデンサーマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】金属リングと絶縁リングが結合した二重ベース構造を有するエレクトレットコンデンサーマイクロホンに関する。
【解決手段】マイクロホンは、ケースと、振動板と、振動板とスペーサを介して対向し金属板の外側に高分子フィルムが接着されてエレクトレットの形成された背極板と、背極板をケースから絶縁させるための背極板絶縁リングと、中央部分が凹んで両端部が突出した糸巻き形状からなり背極板を電気的に導通させる金属リングと、金属リングの凹部を包み金属リングの両端部より突出してケースと金属リングとの間に絶縁空間を形成する絶縁リングからなる二重ベースと、二重ベースの金属リングにより支持され、背極板と共に内部にバックチャンバーを形成し回路部品が実装されたＰＣＢとを含み、ケースに上記振動板、背極板、背極板絶縁リング、二重ベースを積層した後、ケースの末端をカーリングする際、金属リングがＰＣＢを支持することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はエレクトレットコンデンサーマイクロホンに関し、さらに詳しくは金属リングと絶縁リングが結合した二重ベース構造を有するエレクトレットコンデンサーマイクロホンに関する。

図１は、従来の典型的なコンデンサーマイクロホンを図示した概略図である。典型的なコンデンサーマイクロホン（１０）は図１に図示されたように、前面板に音孔（１１ａ）の形成された円筒形金属からなるケース（１１）と、導体からなるポーラーリング（１２）、振動膜（１３）、スペーサ（１４）、絶縁体からなるリング状の第１ベース（絶縁ベースともいう：１５）、振動膜（１３）とスペーサ（１４）を介して対向する固定電極（１６）、導体からなる第２ベース（導電ベースともいう：１７）、回路部品が実装されていて接続端子の形成されたＰＣＢ（１８）から構成されるが、通常、ケース（１１）内に上記部品を順次的に積層した後、ケース（１１）の末端をカーリング（１１ｂ）して製造される。この時、ポーラーリング（１２）と振動膜（１３）は互いに接着されて一体形になり得、固定電極（１６）はエレクトレットタイプのマイクロホンの場合、金属板に高分子フィルムが付着されてエレクトレットを形成した構造からなっており、‘バックエレクトレット’ともいう。（例えば、特許文献１から４）

ところが、このようは従来のマイクロホンは、ケース（１１）の末端をＰＣＢ（１８）側に圧力を加えながら巻いて曲げるカーリング（ｃｕｒｌｉｎｇ）工程で、ＰＣＢ（１８）内でベースによる支持力が弱かったり、部品の公差によりＰＣＢ（１８）が反ったり、内部部品が変形され、音響特性に悪い影響を及ぼすという問題点がある。
特開平４−２５７２００号公報 国際公開第０２／４９３９３号パンフレット 特開２００４−７２６３２号公報 特開２００１−３３９７９４号公報

本発明は上記のような問題点を解決するために提案されたものであって、マイクロホンを組み立てる際にＰＣＢのカーリング面を支持できるようになった二重ベースを提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形の金属リングの中央部分を、突出した絶縁リングが包む上記の二重ベースを利用して、金属リングによりカーリング面を支持するようにすることで、ＰＣＢが反ったり、部品が変形されることを防止し、音響特性を向上させたエレクトレットコンデンサーマイクロホンを提供することである。

上記のような目的を達成するために、本発明の二重ベースは、中央部分が凹んで両端部が突出して糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形からなる金属リングと、上記金属リングの凹部を包み、金属リングの両端部より突出して、ケースと金属リングとの間に絶縁空間を形成することを特徴とする。

上記のような別の目的を達成するために、本発明のマイクロホンは、底面に音孔の形成されたケースと；上記のケースと電気的に接続され、上記の音孔を通して入力された音圧により振動される振動板と；上記の振動板とスペーサを介して対向しており、金属板の外側に高分子フィルムが接着されてエレクトレットの形成された背極板と；上記の背極板を上記のケースと絶縁させるための背極板絶縁リングと；中央部分が凹んで両端部が突出した糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形からなって上記の背極板を電気的に導通させる金属リングと；上記金属リングの凹部を包み、上記金属リングの両端部より突出して、上記のケースと上記金属リングとの間に絶縁空間を形成する絶縁リングからなる二重ベースと；及び、上記二重ベースの金属リングにより支持され、上記の背極板と共に内部にバックチャンバーを形成し、回路部品が実装されたＰＣＢとを含み、上記のケースに上記の振動板、背極板、背極板絶縁リング、二重ベースを積層した後、上記ケースの末端をカーリングする際に、上記の金属リングが上記のＰＣＢを支持するようになることを特徴とする。尚、ここで、糸巻き形を別の表現で表すと、円筒形の芯の両端に該円筒の径より大きな径を外周に持つフランジを立てたもので、この両フランジが互いに対称形であってもよい。

以上で説明したように、本発明に係るマイクロホンは、ケース末端のカーリング工程で糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形の金属リングがカーリングされる部分のＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ：プリント基板）を広く支持することにより、カーリング工程でＰＣＢが反ったり、他の部品にストレスが加えられ、部品が変形されることを防止し、音響特性の良好なマイクロホンを提供することができる。

また本発明は、エレクトレットの形成された背極板にのみ別途の絶縁リングを使用し、背極板を二重ベースと独立させることにより、背極板の面積を広めてエレクトレット（ｅｌｅｃｔｒｅｔ）の強度を増加させると共に、対向する振動板の面積も向上させて性能を改善することができる。

上記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができることが理解できる。

図２は、本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンの主要部品の拡大図である。

本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンは、図２に示されるように、貫通孔（１５０ａ）の形成された背極板（１５０）をケース（図３の１１０）から絶縁させるための個別の背極板絶縁リング（１４０）があり、従来の絶縁機能をする第１ベースと導電機能をする第２ベースとから一つの二重ベース（１６０）形成されている。

本発明の二重ベース（１６０）は、中の空いた円柱形の胴体（１６２ａ）の両端が外側に突出して支持板（１６２ｂ）を成しており、全体的な形状が中央部分の凹んだ糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形からなる金属リング（１６２）と、上記金属リング（１６２）の凹んだ中央部分を包み、金属リング両端の支持板（１６２ｂ）の外周より突出しており、組み立てる際に図４に図示されたように、ケース（１１０）と金属リング（１６０）との間に絶縁空間（１０６）を形成する絶縁リング（１６４）と、からなっている。

そして、本発明のマイクロホンはエレクトレットの形成された背極板（１５０）にのみ別途の絶縁リング（１４０）を使用し、背極板（１５０）を二重ベース（１６０）と独立させることにより、背極板（１５０）の面積を広めてエレクトレット（ｅｌｅｃｔｒｅｔ）の強度を増加させると共に、対向する振動板（１２０）の面積も向上させて性能を改善するようになっている。即ち、従来には相対的に厚い第１ベースにより背極板を挟み込んで絶縁させたが、本発明の二重ベースでは図２に図示されたように、別個の絶縁リング（１４０）で背極板（１５０）を絶縁させることにより背極板を大きくし、エレクトレットの強度を増加させることができる。

図３は、本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンの分解斜視図であり、図４は、本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンを図示した組立断面図である。

図３を参照すると、本発明に係るマイクロホン（１００）は、一面が開口された円筒形のケース（１１０）にポーラーリング（１２４）と振動膜（１２２）からなる振動板（１２０）と、スペーサ（１３０）、背極板絶縁リング（１４０）、背極板（１５０）、金属リング（１６２）と絶縁リング（１６４）からなる二重ベース（１６０）、部品が実装されたＰＣＢ（１７０）が順次的に挿入された後、ケース（１１０）の末端をカーリングさせて組み立てを完了する。

本発明により組み立ての完了したマイクロホン（１００）は、図４に図示されたように、一面（底面）が塞がり、他面（上面）が開口されたケース（１１０）の底面に、ポーラーリング（１２４）と振動膜（１２２）からなる振動板（１２０）が置かれており、スペーサ（１３０）を介して振動膜（１２２）と背極板（１５０）が互いに対向して電極をなしている。この時、ケース（１１０）の底面には、多数の音孔（１１２）が形成されており、振動膜（１２２）は導電性支持体のポーラーリング（１２４）を通してケース（１１０）と電気的に接続される。

又、背極板（１５０）は、金属板に有機フィルム（高分子フィルム）が接着されて構成され、有機フィルム（高分子フィルム）にはエレクトレットが形成されており、二重ベース（１６０）ではない別途の背極板絶縁リング（１４０）によりケース（１１０）と絶縁されている。この時、背極板絶縁リング（１４０）の内径が二重ベース（１６０）の内径より大きいため、背極板（１５０）の外径を二重ベース（１６０）の内径より大きくすることができる。

そして、背極板（１５０）は二重ベース（１６０）の金属リング（１６２）により支持されると共に、ＰＣＢ基板（１７０）と電気的に接続される。即ち、従来構造のマイクロホンでは、絶縁機能をする第１ベースが支持する役割をしたが、本発明の二重ベース（１６０）では、支持機能と導電機能を糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形の金属リング（１６２）が担当するようになっている。

ＰＣＢ基板（１７０）の部品面には、ＪＦＥＴなどのような回路部品（１７２）が実装されており、他面にはケースのカーリング面（１１０ａ）と接触する部分に導電パターンが形成されており、外部と連結するための接続端子（図示しない）が形成されており、ケース（１１０）の末端がカーリングされる場合、内側に圧着して部品を支持している。この時、本発明では図４に図示されたように、二重ベースの金属リング（１６２）の支持範囲（ｃ）内でカーリングが行われるようにすることで、カーリングの際に発生される様々な問題点を解消することができる。

このような本発明のマイクロホン（１００）は、振動膜（１２２）はポーラーリング（１２４）とケース（１１０）のカーリング面（１１０ａ）を通してＰＣＢ（１７０）回路と電気的に連結され、背極板（１５０）は二重ベース（１６０）の金属リング（１６２）を通してＰＣＢ（１７０）回路と電気的に連結され、電気的な回路を構成している。

一方、このような本発明のマイクロホン（１００）は、外部の音波により空気がケース（１１０）の音孔（１１２）を通してマイクロホンの内部に流入されると、この音圧により振動膜（１２２）が振動すると共に、背極板（１５０）に形成された貫通孔（１５０ａ）を通して、ＰＣＢ（１７０）と背極板（１５０）との間に形成されたバックチャンバー（１０４）内に上記空気流入される。この時、音孔（１１２）を通して流入された音圧により振動膜（１２２）が振動すると、振動膜（１２２）と背極板（１５０）との間隔が変わる。そして、音圧により間隔が変わると、振動膜（１２２）と背極板（１５０）により形成された静電容量が変化され、音波による電気的な信号（電圧）の変化を得ることができ、この信号がＰＣＢ（１７０）に実装されたＪＦＥＴなどのＩＣに伝達され増幅された後、接続端子（図示しない）を通して外部に伝送される。

マイクロホンの組立時、ＰＣＢのカーリング面を支持できるようになった二重ベースを提供することができる。そして、糸巻き（又はボビン（ｂｏｂｂｉｎ））形の金属リングの中央部分を突出した絶縁リングが包む上記の二重ベースを利用して、金属リングによりカーリング面を支持するようにすることで、ＰＣＢが反ったり、部品が変形されることを防止し、音響特性を向上させたエレクトレットコンデンサーマイクロホンを提供することができる。

従来のエレクトレットコンデンサーマイクロホンを図示した断面図である。 本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンの主要部品の拡大図である。 本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンの分解斜視図である。 本発明に係るエレクトレットコンデンサーマイクロホンを図示した組立断面図である。

符号の説明

１０ コンデンサーマイクロホン
１１ ケース
１１ａ 音孔
１１ｂ カーリング
１２ ポーラーリング
１３ 振動膜
１４ スペーサ
１６ 固定電極
１００ マイクロホン
１０４ バックチャンバー
１０６ 絶縁空間
１１０ ケース
１１０ａ カーリング面
１１２ 音孔
１２０ 振動板
１２２ 振動膜
１２４ ポーラーリング
１３０ スペーサ
１４０ 絶縁リング
１４０ 背極板絶縁リング
１５０ 背極板
１５０ａ 貫通孔
１６０ 二重ベース
１６２ 金属リング
１６２ａ 胴体
１６２ｂ 支持板
１６４ 絶縁リング
１７０ 基板
１７２ 回路部品

Claims (3)

1. 中央部分が凹んで両端部が突出して糸巻き形からなる金属リングと、上記金属リングの凹部を包み、金属リングの両端部より突出してケースと金属リングとの間に絶縁空間を形成する絶縁リングからなるコンデンサーマイクロホンの二重ベース。
2. 前記金属リングは、
   内部に貫通孔が形成された円柱形の胴体と、上記胴体の両端の外側で突出した支持板からなることを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサーマイクロホンの二重ベース。
3. 底面に音孔が形成されたケースと；
   前記ケースと電気的に接続され、前記音孔を通して入力された音圧により振動される振動板と；
   前記振動板とスペーサを介して対向しており、金属板の外側に高分子フィルムが接着されてエレクトレットが形成された背極板と；
   前記背極板を前記ケースと絶縁させるための背極板絶縁リングと；
   中央部分が凹んで両端部が突出した糸巻き形からなり、前記背極板を電気的に導通させる金属リングと、前記金属リングの凹部を包み、前記金属リングの両端部より突出して前記ケースと前記金属リングとの間に絶縁空間を形成する絶縁リングからなる二重ベースと；及び
   前記二重ベースの金属リングにより支持され、前記背極板と共に内部にバックチャンバーを形成し、回路部品が実装されたＰＣＢとを含み、
   前記ケースに前記振動板、背極板、背極板絶縁リング、二重ベースを積層した後、前記ケースの末端をカーリングする際に、前記金属リングが前記ＰＣＢを支持するようになることを特徴とする、エレクトレットコンデンサーマイクロホン。

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