JP4951366B2 - マイクロホン用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、マイクロホン用出力コネクタおよびコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、出力コネクタの組み立て時におけるピンのずれを防止する技術に関するものである。

コンデンサマイクロホンは、そのマイクロホンユニット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）または真空管など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、マイクケース（手持ち式マイクロホンにおいてはマイクグリップ）側には、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器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る。

ところで、この出力コネクタにファントム電源から引き出されている平衡シールドケーブル（マイクケーブル）が接続された状態で、マイクロホンやマイクケーブルが強い電磁波に晒されると、その電磁波が出力コネクタからマイクロホンの内部に入り込み、インピーダンス変換器で復調され可聴周波数の雑音としてイクロホンから出力されてしまうことがある。

特に、近年急速に普及されている携帯電話機からは、その使用時においてかなり強い電磁波（例えば、数ｃｍ〜数１０ｃｍ程度の範囲内では商用電波により市中で生じている電界強度の数万倍に達する電界強度）が放射されるため、マイクロホンの分野では携帯電話機対策が重要な課題となっている。

本出願人は、この課題を解決するための出力コネクタに関する発明を特許文献１として提案している。これを従来例として、その構成を図４〜図６により説明する。

図４は出力コネクタを示す断面図，図５（ａ）（ｂ）は不要電磁波対策手段として出力コネクタに適用されるプリント配線板の表面と裏面の各面を示す平面図，図６はプリント配線板に対する各ピンのはんだ付け状態を示す平面図である。

図４に示すように、出力コネクタ１０はＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）などの合成樹脂から円盤状に形成されたコネクタ基台１１を備え、コネクタ基台１１には接地用の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の３本のピンが圧入により貫設されている。

なお、図４においてホット側の２番ピンＳＨは接地用の１番ピンＥの紙面手前側に配置されている。また、コネクタ基台１１には鎖線図示のコネクタ収納部２０に対する固定用の雄ネジ１２が設けられている。コネクタ収納部２０は、図示しないマイクロホンケースの端部にねじ止めされている。

この雄ネジ１２は、コネクタ収納部２０に穿設されている開口部２１より図示しないドライバで回すことにより、コネクタ基台１１の半径方向外側に移動して、開口部２１の縁に当接し、コネクタ収納部２０に対して出力コネクタ１０を強固に固定する。

この従来例においては、電磁波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の内面（マイクロホンケース内側に配置される面）側にプリント配線板１００とシールドカバー２００とが設けられる。

プリント配線板１００は両面基板であり、図５（ａ）にその下面（コネクタ基台１１の内面と対向する面）１１０側のパターンを示し、図５（ｂ）に上面（部品実装面）１２０側のパターンを示す。

図５に示すように、プリント配線板１００は３つのピン挿通孔，すなわち接地用の１番ピンＥが挿通される第１ピン挿通孔１０１，ホット側の２番ピンＳＨが挿通される第２ピン挿通孔１０２およびコールド側の３番ピンＳＣが挿通される第３ピン挿通孔１０３を備えている。

図５（ａ）を参照して、プリント配線板１００の下面１１０には第２ピン挿通孔１０２と第３ピン挿通孔１０３の周りを除いてシールド層１１１が銅箔よりなるベタパターンとしてほぼ全面にわたって形成されている。このシールド層１１１により図示しない例えばマイクケーブルを伝わってコネクタ基台１１のピンとピンとの間からマイクロホン内部に侵入しようとする電磁波が遮蔽される。

シールド層１１１は信号用の２番ピンＳＨと３番ピンＳＣとは非導通であるが、スルーホールめっきにより第１ピン挿通孔１０１内に入り込んでおり接地用の１番ピンＥとは導通する。なお、第２ピン挿通孔１０２内および第３ピン挿通孔１０３内にも信号用の各ピン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ている。

図５（ｂ）を参照して、プリント配線板１００の上面１２０の周縁にはその全周にわたってシールド電極１２１が形成されており、シールド電極１２１と下面側のシールド層１１１と複数のスルーホール１２２を介して導通している。

第１ピン挿通孔１０１に対して第２，第３ピン挿通孔１０２，１０３はそれぞれ並列的に接続されるが、この例ではシールド電極１２１を介している。すなわち、第１ピン挿通孔１０１はその縁から互いに反対方向に延びるリード配線１２３ａ，１２３ｂによってシールド電極１２１の２箇所に接続されている。

これに対して、第２ピン挿通孔１０２はリード配線１３０によりシールド電極１２１に接続され、また、第３ピン挿通孔１０３はリード配線１４０によりシールド電極１２１に接続されるが、この従来例において、各リード配線１３０，１４０にはコンデンサ素子１５１とツェナーダイオード素子１５２とがそれぞれ並列として実装される。

コンデンサ素子１５１は高周波侵入防止用で、ツェナーダイオード素子１５２は静電気による回路破壊防止用である。また、図４に示すように、プリント配線板１００の上面１２０側に、例えば金属板のプレス加工からなるシールドカバー２００が被せられる。

図示しないが、シールドカバー２００には、接地用の１番ピンＥ，信号用の２番ピンＳＨおよび３番ピンＳＣが挿通される３つのピン挿通孔が穿設されており、このうち、接地用の１番ピンＥのみがシールドカバー２００とはんだ付けされ、信号用の２番ピンＳＨおよび３番ピンＳＣは、シールドカバー２００とは非接触でシールドカバー２００を貫通する。

このように、プリント基板１００の部品実装面である上面１２０の上方をシールドカバー２００で覆うことにより、コンデンサ素子１５１に至るまでの配線からマイクロホン内部に向けての高周波の輻射を防止することができる。

この出力コネクタ１０は、コンデンサ素子１５１およびツェナーダイオード素子１５２が実装されたプリント配線板１００をコネクタ基台１１の内面上に配置する第１工程、１〜３番ピンＥ，ＳＨ，ＳＣをプリント配線板１００の各ピン挿通孔を通してコネクタ基台１１に圧入する第２工程、１〜３番ピンＥ，ＳＨ，ＳＣをプリント配線板１００の各ピン挿通孔の周りに環状に形成されている接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａにはんだ付けする第３工程（図６参照）、シールドカバー２００を被せて接地用の１番ピンＥをシールドカバー２００にはんだ付けする第４工程を経て組み立てられる。

この組立工程において、はんだ付けは、図６に示す第３工程での各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣと接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａとの間の３箇所Ｓ１〜Ｓ３と、図４に示す第４工程での接地用の１番ピンＥとシールドカバー２００との間の１箇所Ｓ４で、合計４箇所で行われる。

近年の環境保護の観点から、はんだ付けには鉛を含まない無鉛はんだが用いられる傾向にあるが、無鉛はんだの場合、融点が高いことから従来の有鉛はんだに比べて長時間高温で加熱する必要がある。

コネクタ基台１１の材料には、耐熱性のある例えばＰＢＴ樹脂が用いられるが、上記第３工程でＳ１〜Ｓ３の３箇所にわたってはんだ付けが行われ長時間高温が加えられると、コネクタ基台１１に圧入されているピンが緩んで変位してしまうことがある。

そればかりでなく、プリント配線板１００内の限られたスペース内ではんだ付けしなければならないため、他のピンや配線と接触しないように細心の注意深さが要求されることから、はんだ付け作業にも時間がかかる。

また、上記第４工程で接地用の１番ピンＥとシールドカバー２００とのはんだ付けが行われるが、はんだは固まるとき減容（肉が減ること）して部品間を引き寄せる力が働くため、特に接地用の１番ピンＥについては、先の第３工程で圧入に緩みが生じている場合、変位がより大きくなる。

マイクロホンの使用時、出力コネクタ１０にはマイクケーブル側のプラグが差し込まれるが、上記したようにはんだ付け時の熱によりピンに緩みが生じて変位している場合、最悪プラグを差し込むことができない事態が起こり得る。

また、手持ち式マイクロホンでは、マイクケーブルの引き回しに伴う応力がピンにかけられるが、その応力によって微視的ではあるがピンが動くため、はんだ付け部分が接触不良を起し電気的な接触不良雑音が発生することがある。この接触不良雑音は、ピンに緩みが生じている場合に、より多く発生する。

特開２００５−３１１７５２号公報

したがって、本発明の課題は、コネクタ基台に不要電磁波対策手段が講じられたプリント配線板を重ねて配置した状態で、接地用、信号のホット側，コールド側の各ピンがコネクタ基台に圧入されるマイクロホン用出力コネクタにおいて、組立時におけるピンの緩みや変位をなくすとともに、マイクロホン使用時に外部から加えられる応力によりピンが変位したとしても、接触不良雑音が発生しないようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、接地用の１番ピン，信号用のホット側，コールド側として用いられる２番ピンおよび３番ピンと、上記各ピンが圧入されるの３つの圧入孔を有する電気絶縁体からなるコネクタ基台と、上記各ピンが挿通される３つの挿通孔を有し不要電磁波対策手段が講じられたプリント配線板とを含み、上記各ピンは、上記挿通孔よりも大径の頭部、上記圧入孔に対する抜け止め用のテーパ部およびマイクケーブルのプラグと接続されるピン本体を一体に備え、上記コネクタ基台の一方の面上に上記プリント配線板が配置され、上記各ピンが上記プリント配線板側から上記挿通孔を通して上記圧入孔内に圧入され、かつ、上記テーパ部により圧入状態が保持されるとともに、上記各ピンの上記頭部が上記プリント配線板の上記挿通孔の周りに形成されている接続端子と電気的に接続されているマイクロホン用出力コネクタにおいて、上記各ピンの上記頭部と上記プリント配線板の上記接続端子とが、はんだ付けに代わる電気的接続手段として上記ピンに嵌装された導電性の座金により電気的に接続され、上記座金が、上記頭部と上記プリント配線板との間に上記テーパ部による圧入保持力により挟持されていることを特徴としている。

また、請求項２に記載されているように、上記座金には皿形もしくは波形の座金が好ましく採用される。

また、本発明には、請求項１または２に記載のマイクロホン用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、１〜３番の各ピンとプリント配線板に形成されている接続端子とを、はんだ付けではなく、ピンに嵌装された導電性の座金を介して電気的に接続するようにしたことにより、コネクタ基台に圧入されたピンに緩みが生ずることがない。

また、座金は弾性を有しているため、仮にマイクケーブルなどから加えられる応力によりピンが微視的に変位したとしても、良好な電気的接続が維持され、接触雑音が発生することもない。また、座金をピンに嵌装するだけでよいため、はんだ付けに比べて組立作業性を大幅に改善することができる。

次に、図１ないし図３により本発明の実施形態について説明する。図１は本発明による出力コネクタを示す分解斜視図，図２は各ピンに嵌装される座金を示す拡大斜視図，図３（ａ）は上記出力コネクタを示す組立状態での断面図，図３（ｂ）は本発明の要部を示す拡大断面図である。なお、この実施形態の説明において、先の図４ないし図６で説明した襲来例と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素には、それと同じ参照符号を用いる。

図１に示すように、本発明による出力コネクタ１０Ａは、ＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ」の規定されているコネクタで、その基本構成として、ＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）などの合成樹脂から円盤状に形成されたコネクタ基台１１と、コネクタ基台１１に圧入される接地用の１番ピンＥ、信号のホット側の２番ピンＳＨおよび信号コールド側の３番ピンＳＣの３本のピンとを備えている。

コネクタ基台１１には、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣが圧入される３つの圧入孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃのほかに、図３（ａ）に示すように、コネクタ収納部２０（図４参照）に対する固定用の雄ネジ１２が設けられている。なお、個々の圧入孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃを区別する必要がない場合には、総称として圧入孔１４とする。

各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣは、ともに真鍮材などよりなる同一形状のピンで、頭部Ｐ１，縮径部Ｐ２，テーパ部Ｐ３およびピン本体Ｐ４を備えている。

このうち、頭部Ｐ１は、図示しないマイクロホンケース内に配置され、そのケース内に設けられている音声信号出力部の所定のターミナルとリード線を介して接続される。

縮径部Ｐ２およびテーパ部Ｐ３は、圧入孔１４内に埋設される部分で、縮径部Ｐ２は圧入時の肉逃しのため、頭部Ｐ１よりも外径が若干小さくされており、頭部Ｐ１との間に段部Ｐ２ａが形成されている。テーパ部Ｐ３は抜け止めとして作用する。

ピン本体Ｐ４は、コネクタ基台１１の外面側から突出され、図示しないマイクケーブルに設けられているプラグが着脱自在に嵌合される。

本発明においても、外来電磁波が出力コネクタ１０Ａを通ってマイクロホンケース内に侵入するのを防止するため、先に説明した従来例と同じく、プリント基板１００と、シールドカバー２００とが用いられる。

プリント基板１００には、高周波侵入防止用のコンデンサ素子１５１および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１５２が実装されているとともに、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣが挿通される３つのピン挿通孔１０１，１０２，１０３が穿設されている。

各ピン挿通孔１０１，１０２，１０３の周りには、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣと電気的に接続される接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａが銅箔により環状に形成されている。プリント基板１００のその他の構成は、上記従来例と同じであってよい。

この出力コネクタ１０Ａは、コネクタ基台１１の内面上に、プリント基板１００を載置し、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣをプリント基板１００のピン挿通孔１０１，１０２，１０３を通してコネクタ基台１１の圧入孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃに圧入したのち、シールドカバー２００を被せることにより組み立てられる。

図３（ａ）にその組立状態を示すが、本発明では、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣとプリント基板１００との電気的接続をはんだ付けではなく、導電性の座金３００により行う。

すなわち、図１に示すように、ピンを圧入する前に各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣに導電性の座金３００を嵌装し、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣの圧入孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃへの圧入に伴って各座金３００をピン挿通孔１０１，１０２，１０３の周りに形成されている接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａに当接させる。

図３（ｂ）に、信号コールド側の３番ピンＳＣの座金３００を介しての接続端子１０３ａとの電気的な接続状態を示す。他のピンＥ，ＳＨについても同様である。

図２の拡大図に示すように、座金３００として平ワッシャを用いることができる。実際に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製で厚みが０．１ｍｍの座金ものを用いたところ、良好な電気的接続状態が得られた。

座金３００と接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａとの電気的接続の信頼性を高めるうえで、図３（ｂ）に示すように、座金３００をピンの段部Ｐ２ａとプリント配線板１００との間で挟持することが好ましい。

このように、各ピンＥ，ＳＨ，ＳＣとプリント配線板１００の接続端子１０１ａ，１０２ａ，１０３ａとの電気的接続をはんだ付けではなく、座金３００にて行うことにより、コネクタ基台１１に圧入されたピンに緩みが生ずることがない。したがって、従来のようにピンの変位によるプラグの差し込み不良などの問題は生じない。

また、手持ちマイクロホンで、マイクケーブルの引き回しによる応力がピンに加えられることにより、仮にピンが微視的に変位したとしても、座金３００により電気的接続が完全にとられているため、ピンとプリント配線板の接触不良による雑音も発生しない。

なお、座金３００として、弾性が発現される皿形座金や波形座金を用いることが好ましく、これによれば、上記したように仮にピンが微視的に変位したとしても、座金の弾性によりその変位を吸収できるため、電気的接続の信頼性をより高めることができる。

また、接地用の１番ピンＥについては、図３（ａ）に示すように、Ｓ４で示す部分でシールドカバー２００にはんだ付けされるが、はんだが固まる際の減容により部品間を引き寄せる力が働いたとしても、１番ピンＥはコネクタ基台１１にしっかりと植設されているため、はんだ付けに起因する変位も生じない。

本発明による出力コネクタの実施形態を示す分解斜視図。 本発明に適用される座金の一例を示す拡大斜視図。 （ａ）本発明による出力コネクタを示す組立状態での断面図，（ｂ）は本発明の要部を示す拡大断面図。 従来例としての出力コネクタを示す断面図。 不要電磁波対策手段として出力コネクタに適用されるプリント配線板の表面と裏面の各面を示す平面図。 上記従来例において、プリント配線板に対する各ピンのはんだ付け状態を示す平面図。

符号の説明

１０Ａ 出力コネクタ
１１ コネクタ基台
１２ 雄ネジ
１４ 圧入孔
１００ プリント配線板
１０１，１０２，１０３ ピン挿通孔
１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ 接続端子
１５１ コンデンサ素子
１５２ ツェナーダイオード素子
２００ シールドカバー
３００ 座金
Ｅ 接地用の１番ピン
ＳＨ ホット側２番ピン
ＳＣ コールド側３番ピン

Claims (3)

1. 接地用の１番ピン，信号用のホット側，コールド側として用いられる２番ピンおよび３番ピンと、上記各ピンが圧入されるの３つの圧入孔を有する電気絶縁体からなるコネクタ基台と、上記各ピンが挿通される３つの挿通孔を有し不要電磁波対策手段が講じられたプリント配線板とを含み、
   上記各ピンは、上記挿通孔よりも大径の頭部、上記圧入孔に対する抜け止め用のテーパ部およびマイクケーブルのプラグと接続されるピン本体を一体に備え、上記コネクタ基台の一方の面上に上記プリント配線板が配置され、上記各ピンが上記プリント配線板側から上記挿通孔を通して上記圧入孔内に圧入され、かつ、上記テーパ部により圧入状態が保持されるとともに、上記各ピンの上記頭部が上記プリント配線板の上記挿通孔の周りに形成されている接続端子と電気的に接続されているマイクロホン用出力コネクタにおいて、
   上記各ピンの上記頭部と上記プリント配線板の上記接続端子とが、はんだ付けに代わる電気的接続手段として上記ピンに嵌装された導電性の座金により電気的に接続され、上記座金が、上記頭部と上記プリント配線板との間に上記テーパ部による圧入保持力により挟持されていることを特徴とするマイクロホン用出力コネクタ。
2. 上記座金の形状が、皿形もしくは波形であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン用出力コネクタ。
3. 請求項１または２に記載のマイクロホン用出力コネクタを備えているコンデンサマイクロホン。

Images