(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端壁に音波導入口を有する金属の円筒体からなるユニットケース内に、内蔵部品として、支持リングに張設された振動板、スペーサリングおよび絶縁座に支持された固定極を含む静電型の音響電気変換器と、インピーダンス変換器を有するとともに周縁部にグランドパターンが形成されている回路基板とをこの順序で収納し、上記ユニットケースの後部開口端縁のカーリング加工により、上記内蔵部品をユニットケース内に固定し、かつ、上記ユニットケースを上記グランドパターンに電気的に接続してなるコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、
上記ユニットケース内に、上記内蔵部品としての上記音響電気変換器と上記回路基板とを収納した後、上記ユニットケースの円筒部の円周方向の少なくとも３箇所に、上記ユニットケースの軸線方向で上記内蔵部品が存在する範囲にかけて、その外周面側から押圧力を加えて上記円筒部を部分的に半径方向内側に向けて塑性変形させて上記内蔵部品の外径面に当接するリブを形成して上記内蔵部品を上記ユニットケースに対して同軸的に位置決めし、その後、上記ユニットケースの後部開口端縁にカーリング加工を施すことを特徴とするコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
【請求項２】
上記リブは、上記円筒部の円周方向に１２０゜間隔をもって３箇所に形成され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の製造方法。
【請求項３】
上記リブは、上記音響電気変換器に対する部分と、上記回路基板に対する部分とに分けて形成され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ユニットの製造方法。
【請求項４】
上記リブは、上記カーリング加工する際に用いられる上記ユニットケース保持用のコレットチャックの爪により形成されることを特徴とする請求項１ないし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の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたコンデンサマイクロホンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法に関し、さらに詳しく言えば、ユニットケース内に収納される音響電気変換器を含む内蔵部品をユニットケースに対して同軸的に位置決めする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に、コンデンサマイクロホンユニットの一般的な形態を示す。コンデンサマイクロホンユニットは、基本的な構成として、ユニットケース１０と、静電型の音響電気変換器２０と、音声信号出力用の回路基板３０とを備える。音響電気変換器２０および回路基板３０は、ユニットケース１０内に内蔵されることから、本明細書では、これらを「内蔵部品」ということがある。
【０００３】
図５では、収音軸が垂直下向き方向とされているが、ユニットケース１０は、前端壁１０ａに前部音響端子１１としての音波導入口を有し、後端部１０ｂ側が開放されている金属の円筒体からなる。ユニットケース１０には、通常、アルミニウム材が用いられるが、黄銅合金等の他の金属材が用いられる場合もある。
【０００４】
静電型の音響電気変換器２０には、支持リング（ダイアフラムリング）２２に張設された振動板２１と、電気絶縁性のスペーサリング２３と、電気絶縁材よりなる円盤状の絶縁座２５の一方の面側に支持された固定極２４とが含まれている。
【０００５】
振動板２１と固定極２４は、スペーサリング２３を介して対向的に配置されるが、スペーサリング２３の内径は、支持リング２２の内径よりも若干大径もしくは同一径に設計されている。
【０００６】
回路基板３０には円形基板が用いられ、絶縁座２５の他方の面側（反固定極２４側）に配置される。回路基板３０の内面側（絶縁座２５と対向する面側）には、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）３１が実装されている。また、回路基板３０の外面側の周縁部には、接地端子としてのグランドパターン３２が形成されている。
【０００７】
上記した個々の内蔵部品（振動板２１を有する支持リング２２，スペーサリング２３，固定極２４を備えた絶縁座２５，回路基板３０）は、ユニットケース１０の内径面をガイドとして、ユニットケース１０内で積み重ねるようにして組み立てられ、その後、ユニットケース１０の後端部１０ｂを内側に向けてカーリング（かしめ）加工することにより固定される。図６に、そのカーリング加工を施した状態を示す。
【０００８】
上記各内蔵部品をユニットケース１０の軸線に対して同軸的に組み立てる、すなわち、高い組立精度を得るうえでは、上記各内蔵部品の外径とユニットケース１０の内径との間の隙間が小さい方がよいが、そのように設計すると、組立が困難になり生産性が極端に低下する。
【０００９】
そこで、生産性を考慮して、ある程度の隙間を許容するようにしているが、そうした場合、上記各内蔵部品の相互間で偏心が発生することがある。図６に、その一例として、振動板２１を有する支持リング２２と、スペーサリング２３とが偏心して組み立てられた状態を示す。
【００１０】
上記したように、スペーサリング２３の内径は、支持リング２２の内径よりも若干大径もしくは同一径に設計されるが、偏心が生ずると、図６の丸囲み部分の拡大断面図に示すように、スペーサリング２３の内径端２３ａが支持リング２２の内径よりも内側にずれて振動板２１の有効振動部分の上に配置されることになる。
【００１１】
この状態で、上記したように、ユニットケース１０の後端部１０ｂにカーリング加工が施されると、振動板２１の有効振動部分の一部分がスペーサリング２３の内径端２３ａによって、矢印Ｙ方向に押圧されるため、振動板２１の張力が高い方に変化し、コンデンサマイクロホンユニットの特性が劣化してしまう。
【００１２】
このような問題を解決するには、支持リング２２の幅を広くして、スペーサリング２３との間に偏心が生じても、スペーサリング２３の内径端２３ａが振動板２１の有効振動部分にかからないようにすればよいのであるが、このようにすると、振動板２１の有効振動部分の面積が小さくなり、感度およびＳ／Ｎ比が低くなるので、好ましい解決策とは言えない。
【００１３】
この点を解決するため、本出願人は、特許文献１に記載された発明を提案している。特許文献１では、図７および図８に示すように、ユニットケース１０の内径面と、内蔵部品である音響電気変換器２０および回路基板３０の各外径面との間に、板バネ４０を入れるようにしている。
【００１４】
これによれば、内蔵部品間の偏心をなくすことができるが、内蔵部品の組立体自体がユニットケース１０の軸線に対して偏心することになる。このような状態で、ユニットケース１０の後端部１０ｂにカーリング加工を施して内蔵部品を固定すると、内蔵部品の周縁に加えられる応力が部分的に偏ることになる。
【００１５】
単一指向性のコンデンサマイロホンユニットにおいては、低域収音限界を低くするために、振動板２１の張力が低くされているが、振動板２１の支持リング２２に対して、部分的に偏った応力が加えられると、振動板２１の張力が高い方に変化することがある。
【００１６】
内部応力の偏りは一定ではないことから、ユニットごとに振動板の張力が異なると、低域収音限界に個体差が発生することになり、品質管理上好ましくない。また、ユニットケース１０の後端部１０ｂの回路基板３０のグランドパターン３２に対する接触圧にも部分的に偏りが生じ、電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−３１２２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の課題は、ユニットケース内に静電型音響電気変換器および回路基板を内蔵してなるコンデンサマイクロホンユニットにおいて、別途に位置決め部品を必要とすることなく、内蔵部品をユニットケースに対して同軸的に位置決め可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明は、前端壁に音波導入口を有する金属の円筒体からなるユニットケース内に、内蔵部品として、支持リングに張設された振動板、スペーサリングおよび絶縁座に支持された固定極を含む静電型の音響電気変換器と、インピーダンス変換器を有するとともに周縁部にグランドパターンが形成されている回路基板とをこの順序で収納し、上記ユニットケースの後部開口端縁のカーリング加工により、上記内蔵部品をユニットケース内に固定し、かつ、上記ユニットケースを上記グランドパターンに電気的に接続してなるコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、
上記ユニットケース内に、上記内蔵部品としての上記音響電気変換器と上記回路基板とを収納した後、上記ユニットケースの円筒部の円周方向の少なくとも３箇所に、上記ユニットケースの軸線方向で上記内蔵部品が存在する範囲にかけて、その外周面側から押圧力を加えて上記円筒部を部分的に半径方向内側に向けて塑性変形させて上記内蔵部品の外径面に当接するリブを形成して上記内蔵部品を上記ユニットケースに対して同軸的に位置決めし、その後、上記ユニットケースの後部開口端縁にカーリング加工を施すことを特徴としている。
【００２０】
本発明の好ましい態様によると、上記リブは、上記円筒部の円周方向に１２０゜間隔をもって３箇所に形成される。
【００２１】
また、上記リブは、上記音響電気変換器に対する部分と、上記回路基板に対する部分とに分けて形成される。
【００２２】
また、上記リブは、上記カーリング加工する際に用いられる上記ユニットケース保持用のコレットチャックの爪により形成される。
【００２３】
本発明には、上記の製造方法により製造されたコンデンサマイクロホンユニットも含まれる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ユニットケース内に、内蔵部品としての音響電気変換器と回路基板とを収納した後、ユニットケースの円筒部の円周方向の少なくとも３箇所に、ユニットケースの軸線方向で内蔵部品が存在する範囲にかけて、その外周面側から押圧力を加えて円筒部を部分的に半径方向内側に向けて塑性変形させて内蔵部品の外径面に当接するリブを形成することにより、別途に位置決め部品を必要とすることなく、内蔵部品同士が同軸に配置されるとともに、内蔵部品をユニットケースに対して同軸的に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットのカーリング加工前の状態をマイクロホンケースの後端開口部側から見た平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】カーリング加工後の状態を示す図２と同様の断面図。
【図４】本発明の別の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットを示す図２と同様の断面図。
【図５】コンデンサマイクロホンユニットの一般的な形態を示す断面図。
【図６】図５のコンデンサマイクロホンユニットで、カーリング加工後の状態を示す断面図。
【図７】従来例として、位置決め部品を備えたコンデンサマイクロホンユニットを示す図１と同様の平面図。
【図８】図７のコンデンサマイクロホンユニットで、カーリング加工後の状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。なお、この実施形態の説明において、先の図５等で説明した従来例と変更を要しない構成要素については、その参照符号を同じとしている。
【００２８】
まず、図１および図２を参照して、この実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットは、先に説明した従来例と同じく、基本的な構成として、ユニットケース１０と、静電型の音響電気変換器２０と、音声信号出力用の回路基板３０とを備える。音響電気変換器２０および回路基板３０は、ユニットケース１０内に収納される内蔵部品である。
【００２９】
図２では、収音軸が垂直下向き方向とされているが、ユニットケース１０は、前端壁１０ａに前部音響端子１１としての音波導入口を有し、後端部１０ｂ側が開放されている金属の円筒体からなる。ユニットケース１０には、安価で塑性変形が可能な好ましくはアルミニウム材が用いられるが、塑性変形が可能であれば、他の金属材が用いられてもよい。
【００３０】
静電型の音響電気変換器２０には、金属製の支持リング（ダイアフラムリング）２２に張設された振動板２１と、電気絶縁性のスペーサリング２３と、電気絶縁材よりなる円盤状の絶縁座２５の一方の面側に支持された固定極２４とが含まれている。絶縁座２５は、シリンダと呼ばれることもある。
【００３１】
振動板２１には、片面に金属蒸着膜を有する合成樹脂フィルムが用いられ、その金属蒸着膜側が接着剤等により支持リング２２に貼着される。固定極２４には、例えばアルミニウム材よりなる電極板が用いられる。
【００３２】
エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットで、バックエレクトレット型の場合には、固定極２４にエレクトレット誘電体膜が設けられ、膜エレクトレット型の場合には、振動板２１にエレクトレット誘電体膜が用いられる。
【００３３】
振動板２１と固定極２４は、スペーサリング２３を介して対向的に配置されるが、スペーサリング２３の内径は、支持リング２２の内径よりも若干大径もしくは同一径に設計されてよい。
【００３４】
回路基板３０には円形基板が用いられ、絶縁座２５の他方の面側（反固定極２４側）に配置される。回路基板３０の内面側（絶縁座２５と対向する面側）には、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）３１が実装されている。
【００３５】
また、回路基板３０の外面側の周縁部には、接地端子としてのグランドパターン３２が形成されている。グランドパターン３２は、後述するユニットケース１０後端部側のカーリング（かしめ）加工により、ユニットケース１０と電気的・機械的に接続される。
【００３６】
この実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットは単一指向性であるため、回路基板３０には、後部音響端子３３が設けられ、絶縁座２５には、後部音響端子３３に連通する音波通路２５１が穿設されている。音波通路２５１内には、フェルト材等の音響抵抗材２５３が配置されている。
【００３７】
また、固定極２４の背面側には、音波通路２５１に連なる所定容積の背部気室２５２が形成されており、この背部気室２５２は、固定極２４に穿設されている音孔２４１を介して振動板２１の背面側に存在する薄空気層に連通している。
【００３８】
これにより、振動板２１の前面に前部音響端子１１からの音波が作用し、振動板２１の背面には後部音響端子３３からの音波が作用し、コンデンサマイクロホンユニットは、単一指向性として動作する。
【００３９】
本発明によると、次のようにして、コンデンサマイクロホンユニットが製造される。なお、ユニットケース１０は、生産性（組立性）を考慮して、内蔵部品との間で所定の隙間が生ずる大きさに形成されている。
【００４０】
まず、ユニットケース１０内に、内蔵部品としての音響電気変換器２０と回路基板３０とを収納する。すなわち、振動板２１が張設された支持リング２２，スペーサリング２３，固定極２４を有する絶縁座２５および回路基板３０を、この順序でユニットケース１０内に収納する。
【００４１】
次に、ユニットケース１０の円筒部（胴部）１０ｃに、内蔵部品をユニットケース１０の軸線に対して同軸的に位置決めするためのリブ５０を形成し、ユニットケース１０の内径を実質的に縮径する。
【００４２】
リブ５０は、図１に示すように、円筒部１０ｃの円周方向に１２０゜間隔で３箇所に設けられることが好ましいが、９０゜間隔で４箇所に形成されてもよい。
【００４３】
各リブ５０は、ユニットケース１０の軸線方向に沿って形成する。その長さは、内蔵部品が存在する範囲、すなわち、図２に示すように、支持リング２２の部分から回路基板３０に至る範囲とする。
【００４４】
各リブ５０は、内蔵部品の外径面に当接するように、円筒部１０ｃの一部分に外周面側からプレス圧力をかけて円筒部１０ｃを部分的に半径方向内側に向けて塑性変形させて形成する。これにより、内蔵部品をユニットケース１０の軸線に対して同軸的に位置決めされる。
【００４５】
その後に、ユニットケース１０の後端部１０ｂにカーリング加工を施し、図３に示すように、ユニットケース１０の後端部１０ｂを回路基板３０の周縁部にかしめて内蔵部品を固定するとともに、ユニットケース１０と回路基板３０のグランドパターン３２とを電気的・機械的に接続する。
【００４６】
なお、図示しないが、カーリング加工機には、ユニットケース保持用のコレットチャックが設けられているため、そのコレットチャックを利用して、カーリング加工前に各リブ５０を形成するとよい。
【００４７】
すなわち、コレットチャックには、ユニットケースを芯出しして保持する複数（例えば３本）の爪が設けられている。この各爪の内側に、ユニットケースを加圧する突起を設けて、ユニットケースを部分的に塑性変形させて上記した各リブ５０を形成し、その後にカーリング加工を施すことにより、効率よくコンデンサマイクロホンユニットを製造することができる。
【００４８】
また、回路基板３０のグランドパターン３２と、カーリングによってかしめられるユニットケース１０の後端部１０ｂとの電気的・機械的接続をより確実にするには、図４に示すように、各リブ５０を、音響電気変換器２０用の第１リブ５１と、回路基板３０用の第２リブ５２とに分けて形成することが好ましい。これによれば、ユニットケース１０の後端部と回路基板３０との接触圧力をより高くすることができる。
【００４９】
本発明によれば、内蔵部品間の偏心が低減されるとともに、ユニットケースとの偏心も低減することができることから、単一指向性コンデンサマイクロホンにおいては、振動板の張力変化を低減でき、低域収音限界の個体差を少なくすることができる。
【００５０】
また、図４に示すように、ユニットケースの回路基板付近を強く塑性変形させたのちに、カーリング加工することにより、ユニットケースの後端部と回路基板のグランドパターン間の電気的接続をより確実にすることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ユニットケース
１０ａ  前端壁
１０ｂ  後端部
１０ｃ  円筒部
１１  前部音響端子
２０  音響電気変換器
２１  振動板
２２  支持リング
２３  スペーサリング
２４  固定極
２５  絶縁座
３０  回路基板
３１  ＦＥＴ
３２  グランドパターン
５０  リブ
５１  第１リブ
５２  第２リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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