JP2952617B2 - コンデンサマイクロホン及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサマイクロ
ホン及びその製造方法、特にコンデンサマイクロホンに
おける振動膜の取付け構造及び取付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術における金属ダイヤフラムを
備えたコンデンサマイクロホンにおいては、図２に示す
ように、金属ダイヤフラム４の周縁部を保持した環状固
定リング21が突上げリング22の外周面に螺合されてお
り、突上げリング22の中空部には、中心部に背極３の基
端が固着されている絶縁材の背極取付板23が、突上げリ
ング22の内周面に形成された段部24に環状スペーサ５を
介して軸線方向に位置決めされて、嵌着固定されてい
る。

【０００３】背極３の先端面は、突上げリング22の先端
縁を含む平面より内部に引込んでおり、両面間の間隙
は、２０乃至２５μm 位の微小間隙である。環状固定リ
ング21と突上げリング22との相対回転による両者間の軸
線方向の相対変位により突上げリング22の先端縁を支点
として金属ダイヤフラム４に適宜の張力が与えられてい
る。

【０００４】そして、上記のコンデンサマイクロホンの
組立てにおいては、突上げリング22と背極３付き背極取
付板23とがスペーサ７なしで仮組立てられ、突上げリン
グ22の先端縁と背極３の先端面とに同一平面に平面出し
加工が行われてから、突上げリング22と背極３付き背極
取付板23とは一旦分解されてから、前記微小間隙の厚さ
のスペーサ７が突上げリング22の段部24と背極取付板23
との間にスペーサ７が嵌挿されて再組立てされ、金属ダ
イヤフラムの裏面と背極の先端面とが前記微小間隙を維
持して平行にされている。

【０００５】又、金属ダイヤフラム４のピンホール対策
として、金属ダイヤフラム４の表面には、スパッタリン
グによりクオーツ薄膜が被覆されており、背気室はベン
トホール25で外部と通じている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
ける金属ダイヤフラムを備えたコンデンサマイクロホン
においては、次のような問題点がある。 （１）突上げリング22の先端縁を支点として金属ダイヤ
フラム４に適宜の張力が与えられているので、金属ダイ
ヤフラム４は、突上げリング22の先端縁に接触する部分
において応力集中が生じ、それがクリープによる金属ダ
イヤフラム４の張力抜けの原因になる。 （２）突上げリング22の外周面に螺合されている環状固
定リング21で金属ダイヤフラム４の周縁部を保持して引
張る形式になるので、金属ダイヤフラム４に皺が生じ易
い。 （３）背極３の先端面と突上げリング22の先端縁を含む
平面との微小間隙を形成するのに、突上げリング22の先
端縁と背極３の先端面とに同一平面に平面出し加工が行
われた後、突上げリング22と背極３付き背極取付板23と
は一旦分解されてから、スペーサ７が嵌挿されて再組立
てされるので、背極３の先端面と突上げリング22の先端
縁を含む平面との高精度の平行度が保証されない。 （４）背極３の先端面と突上げリング22の先端縁を含む
平面との微小間隙の大きさは、突上げリング22の固定段
部24を基準にして、スペーサ７により決められている。
従って、固定段部24・先端縁間の突上げリング22の熱膨
張が背極３の熱膨張と正確に等しくするのが極めて困難
であるから、固定段部24・先端縁間の突上げリング22の
熱膨張により、背極３の先端面と突上げリング22の先端
縁を含む平面との微小間隙は変化してマイクロホンの特
性が変化してしまう。 （５）金属ダイヤフラムのピンホールに対する方策であ
るクオーツ薄膜の被覆は、撥水性が悪く、急激な温度変
化における金属ダイヤフラムの結露の発生に阻止でき
ず、その結果、ダイヤフラム裏面に結露の発生があると
大きなノイズとして出力に現われ、又、比重が大きいの
で、金属ダイヤフラムの振動機能を低下させる。 この発明は、上記の従来の技術における諸欠点を解消す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のコンデンサマ
イクロホンは、環状本体、環状本体内に絶縁体を介して
取付られ、先端面が環状本体の先端面と同一平面上にあ
る背極、放射方向に張力が与えられている状態で環状本
体の先端面との間に介在する所定の厚さの環状スペーサ
と共に周縁部が環状本体と一体的に溶着されている金属
ダイヤフラムから構成されている。場合によっては、金
属ダイヤフラムには、撥水性の高分子材料の薄膜がコー
ティングされている。

【０００８】上記のコンデンサマイクロホンは、次の工
程で製造される。 （１）環状本体と背極とを絶縁体を介して一体化する。
好適な一体化方法は、環状本体内に背極を配置して、環
状本体の内周面と背極の外周面との間で環状絶縁体を熱
可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂により一体成形して環状
本体と背極とを絶縁体を介して一体化するのである。 （２）環状本体の先端面と背極の先端面とに対し精密に
同一平面になるように平面出し加工を行い、基準面を形
成する。 （３）環状スペーサを所定の厚さに仕上げる。 （４）環状スペーサを環状本体の先端面に載置し、更に
金属ダイヤフラムに放射方向に張力を付加した状態で環
状スペーサの上面に載置する。 （５）金属ダイヤフラム、環状スペーサ及び環状本体を
一体となるように溶接する。

【０００９】

【作用】上記のコンデンサマイクロホンにおいては、金
属ダイヤフラムに張力が付与するのに環状スペーサとの
接着部においても応力集中が生じないので、クリープに
よる金属ダイヤフラムの張力抜けが少ない。そして、背
極の先端面と金属ダイヤフラムとの微小間隙を形成する
のに、再組立て工程がないので、背極の先端面と金属ダ
イヤフラムとは、高精度の平行度が保証され、音声に歪
が生じない上、環状本体の先端面を基準面として環状ス
ペーサを介して金属ダイヤフラムが載宜されているの
で、背極と環状本体との熱膨張差の問題は殆どない。

【００１０】又、金属ダイヤフラムの表面及び裏面又は
そのいずれか一方に化学蒸着によりコーティングされて
いる撥水性の高分子材料の薄膜は、金属ダイヤフラムの
表面のピンホールを充填すると共に、急激な温度変化の
場合でも、金属ダイヤフラムの表面における結露の発生
を防止する。しかも高分子材料は、比重が低いので、金
属ダイヤフラムの振動機能に影響が少ない。

【００１１】

【実施例】この発明の実施例におけるコンデンサマイク
ロホンを図面に従って説明する。なお、以下の説明にお
ける上下関係は、図１における上下関係である。図１に
示すように、コンデンサマイクロホンの上側環状本体１
と環状絶縁体２と円筒形の背極３とが同心的に一体化さ
れている。上側環状本体１の内周面と環状絶縁体２の外
周面とが接し、環状絶縁体２の内周面と背極３の外周面
とが接している。図示の例では、下面に段部31が形成さ
れた円筒形の背極３の小径部が環状絶縁体２の内周面に
接し、段部31が環状絶縁体２の上面に接しており、上側
環状本体１より低い環状絶縁体２の外周面は、上側環状
本体１の下部内周面に接している。

【００１２】上側環状本体１の先端面と背極３の先端面
とは同一平面上にあって、上側環状本体１の先端面と適
宜の張力が与えられた状態の金属ダイヤフラム４の周縁
部との間に所定の厚さ（２０乃至２５μm ）の環状スペ
ーサ５が介在して上側環状本体１、環状スペーサ５及び
金属ダイヤフラム４の周縁部が一体化溶着されている。

【００１３】かくして、背極３の先端面と金属ダイヤフ
ラム４とは平行であり、且つ背極３の先端面と金属ダイ
ヤフラム４の裏面との間には環状スペーサ５の厚さに応
じた微小間隙が保持されている。

【００１４】更に、絶縁性材料（例えばガラス、セラミ
ックス等）の端子取付板６が下側環状本体７の中間内周
面に微小間隙をもって嵌着され、背極３・環状絶縁体２
との間に背気室が形成されるのであるが、下側環状本体
７の中間内周面には、段部11とそれに隣接した螺条部12
が形成され、端子取付板６は、段部11と螺条部12に螺合
した固定用ねじ環10に適宜の微小間隙をもって挟まれて
固定されている。端子取付板６の外周面の微小間隙は、
螺条部12のねじ面により形成されてもよい。

【００１５】背気室は、端子取付板６の外周面と環状本
体１の中間内周面（ねじ面）との微小間隙及び端子取付
板６の周縁部上下面と環状本体１の段部11・固定用ねじ
環10との微小間隙を介して外部と連通しており、気圧変
化等で背気室の内外の圧力差に応じて、空気が前記微小
間隙で絞られて流通し、時定数をもって背気室内外の圧
力差がなくなる。即ち、コンデンサマイクロホンに低域
遮断周波数特性が与えられている。

【００１６】なお、背極３には、ダンピング調整のため
に軸線方向に微小径の通気孔32，32‥が貫通し、金属ダ
イヤフラム４・背極３間の間隙空間は、背極３・端子取付
板６間の背気室に連通している。通気孔32は、適宜の位
置に適宜の数を設けることができるので、適切なダンピ
ング調整が容易である。端子取付板６に取付られている
端子８と背極３の下端面とは導線９で接続されており、
端子８は、外部の増幅器と導線で接続される。

【００１７】マイクロホン製作上、上側環状本体１と下
側環状本体７とは、組立時に溶接又は接着されて一体に
なっている。必要に応じ金属ダイヤフラム４の表面・背
極３の上端面は、撥水性の高分子材料（例えばパリレン
（商品名））の薄膜が化学蒸着によりコーティングされ
ている。この薄膜により、金属ダイヤフラム４の表面の
ピンホールは充填されると共に、急激な温度変化の場合
でも、金属ダイヤフラム４の表面における結露の発生が
防止される。

【００１８】上記のコンデンサマイクロホンにおいて、
背極３の上端面にエレクトレット膜を形成すれば、エレ
クトレット型コンデンサマイクロホンが構成される。
又、金属ダイヤフラム４の代りにエレクトレットフイル
ムを用いると、フロントエレクトレット型コンデンサマ
イクロホンが構成される。

【００１９】上記のコンデンサマイクロホンの製造方法
について述べる。上側環状本体１の下部内周面に上側環
状本体１より低い環状絶縁体２の外周面を接し、環状絶
縁体２の内周面に円筒形の背極３の外周面を接して三者
を接着剤等により一体化する。

【００２０】図示の構造においては、円筒形の背極３の
下面に段部31を形成し、小径部を環状絶縁体２に嵌合
し、段部31が環状絶縁体２の上面に当接させて接着す
る。特に上側環状本体１と背極３とを同心状態に配置し
て、その間で環状絶縁体２を熱可塑性樹脂、又は熱硬化
性樹脂により一体成形する方法は、上側環状本体１・環
状絶縁体２・背極３の一体化が容易となる。

【００２１】次いで、上側環状本体１の先端面と背極３
の先端面とに対しラッピング加工等により精密に同一平
面になるように平面出し加工を行い、基準面を形成す
る。それから上側環状本体１の先端面と同形の環状スペ
ーサ５を所定の厚さ（２５乃至２５μm の平行面にラッ
ピング加工等により精密に仕上げる。その環状スペーサ
５を上側環状本体１の先端面に載置し、更に金属ダイヤ
フラム４に放射方向に張力を付加した状態で金属ダイヤ
フラム４の周縁を保持器で保持し、露結防止のため必要
に応じ、金属ダイヤフラム４の表面に化学蒸着により撥
水性の高分子材料（例えばパリレン（商品名））の薄膜
をコーティングする。

【００２２】そしてその金属ダイヤフラム４を環状スペ
ーサ５の上面に載置してから、金属ダイヤフラム４の上
から環状スペーサ５と同一断面形の環状加熱体を押圧し
て、金属ダイヤフラム４、環状スペーサ５及び上側環状
本体１を一体となるように溶接する。それから、環状ス
ペーサ５の外周から外側域の金属ダイヤフラム４を除去
する。

【００２３】かくして、適宜の張力が与えられた状態の
金属ダイヤフラムの裏面と背極の先端面とが環状スペー
サ５による正確な２０乃至２５μm の微小間隙をもって
平行に維持されて、金属ダイヤフラム４、環状スペーサ
５及び上側環状本体１からなるコンデンサマイクロホン
の上部構体組立てられる。

【００２４】次に、下側環状本体７の内周面に端子取付
板６を嵌合し、段部11に当接させ、更に固定用ねじ環10
を螺条部12に螺合して、段部11と共に端子取付板６の周
縁部を適宜の微小隙間をもって挟持する。そして端子取
付板６に取付られている端子８と背極３の下端面とを導
線９で接続し、更に、下側環状本体７の先端面と上側環
状本体１の下端面とを溶着する。かくして、コンデンサ
マイクロホンは組立てられる。

【００２５】上記のようにして製作され、図１に示され
たような構成のコンデンサマイクロホンは、金属ダイヤ
フラム４に張力が付与するのに環状スペーサ５との接着
部においても応力集中が生じないので、クリープによる
金属ダイヤフラムの張力抜けが少ない。そして、背極の
先端面と金属ダイヤフラムとの微小間隙を形成するの
に、再組立て工程がないので、背極の先端面と金属ダイ
ヤフラムとは、高精度の平行度が保証される。

【００２６】

【発明の効果】この発明によるコンデンサマイクロホン
においては、金属ダイヤフラム４に張力が付与するの
に、従来の技術のような突上げリングを用いないので、
金属ダイヤフラムに応力集中が生じない。従って、クリ
ープによる金属ダイヤフラムの張力抜けが少なく、感度
安定性が優れている。

【００２７】そして、従来の技術のような金属ダイヤフ
ラムが突上げリングの先端縁で曲げられ、環状固定リン
グで絞って引張り保持する形式をとらないので、金属ダ
イヤフラムに皺が生じない。

【００２８】又、背極の先端面と金属ダイヤフラムとの
微小間隙を形成するのに、従来の技術のような再組立て
工程がないので、背極の先端面と金属ダイヤフラムと
は、高精度の平行度が保証され、音声に歪が生じない
上、環状本体の先端面を基準面として環状スペーサを介
して金属ダイヤフラムが載宜されているので、背極と環
状本体との熱膨張差の問題は殆どない。

【００２９】環状本体と円筒形の背極とを絶縁体を介し
て同心的に一体化するのに、環状本体と円筒形の背極と
同心状態に配置して、その間で環状絶縁体を熱可塑性樹
脂、又は熱硬化性樹脂により成形する方法は、一体化が
容易であり、量産性に優れ、生産コストも低減する。

【００３０】更に金属ダイヤフラムのピンホール対策が
従来技術におけるスパッタリングによる金属ダイヤフラ
ムへのクオーツ被覆でなく、金属ダイヤフラムの表面に
撥水性の高分子材料の薄膜を被覆するので、金属ダイヤ
フラムのピンホール問題を解消すると共に撥水性を得
て、急激な温度変化による金属ダイヤフラムの結露の発
生を防止する。その結果、金属ダイヤフラムの結露によ
る出力ノイズが生じ難い。しかも高分子材料は、比重が
低いので、金属ダイヤフラムの振動機能に影響が少な
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例におけるコンデンサマイクロ
ホンの構成断面図である。

【図２】従来の技術のコンデンサマイクロホンの構成断
面図である。

【符号の説明】

１ 上側環状本体 ２ 環状絶縁体 ３ 背極 11，31 段部 32 通気孔 ４ 金属ダイヤフラム ５ 環状スペーサ ６ 端子取付板 ７ 下側環状本体 ８ 端子 ９ 導線 10 固定用ねじ環 12 螺条部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三神 圭司 神奈川県横浜市緑区白山１−16−１ 株 式会社小野測器 テクニカルセンター内 (72)発明者 池田 忠司 神奈川県横浜市緑区白山１−16−１ 株 式会社小野測器 テクニカルセンター内 (72)発明者 山本 拓 神奈川県横浜市緑区白山１−16−１ 株 式会社小野測器 テクニカルセンター内 (72)発明者 大橋 正尚 神奈川県横浜市緑区白山１−16−１ 株 式会社小野測器 テクニカルセンター内 (56)参考文献 特開 昭60−217800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−9300（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状本体、環状本体内に絶縁体を介して
   取付られ、先端面が環状本体の先端面と同一平面上にあ
   る背極、放射方向に張力が与えられている状態で環状本
   体の先端面との間に介在する所定の厚さの環状スペーサ
   と共に周縁部が環状本体と一体的に溶着されている金属
   ダイヤフラムから構成されているコンデンサマイクロホ
   ン
2. 【請求項２】 金属ダイヤフラムに撥水性の高分子材料
   の薄膜がコーティングされている請求項１に記載のコン
   デンサマイクロホン。
3. 【請求項３】 次の工程でから構成されたコンデンサマ
   イクロホンの製造方法 （１）環状本体と背極とを絶縁体を介して一体化する。 （２）環状本体の先端面と背極の先端面とに対し精密に
   同一平面になるように平面出し加工を行い、基準面を形
   成する。 （３）環状スペーサを所定の厚さに仕上げる。 （４）環状スペーサを環状本体の先端面に載置し、更に
   金属ダイヤフラムに放射方向に張力を付加した状態で環
   状スペーサの上面に載置する。 （５）金属ダイヤフラム、環状スペーサ及び環状本体を
   一体となるように溶接又は接着する。
4. 【請求項４】 環状本体内に背極を配置して、環状本体
   の内周面と背極の外周面との間で環状絶縁体を熱可塑性
   樹脂、又は熱硬化性樹脂により一体成形して環状本体と
   背極とを絶縁体を介して一体化する請求項３に記載のコ
   ンデンサマイクロホンの製造方法。