JP2004007330A - マイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置 - Google Patents

Abstract

【課題】堅牢にして音響特性にすぐれ、かつ防水性静電遮蔽効果を併せ持つマイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置の提供
【解決手段】マイクロホン用風防として、マイクロホンの前面、または背面のいずれかもしくは両方に装着される、不織布等の透音性の基幹構成材料の一面または両面に、カーボン粒子等の導電体をコーティングして導電性をもたしめるか、または金属等の導電体で構成された基幹構成材料の外面に、水に対する接触角が１００度以上である分子量約８０００のＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粉末を重量分率で８０±１０％、フッカビニリデンを１８±５％、パーフルオロエーテルを２±１％混合したものを酢酸ブチルで希釈し、ボールミルで攪拌したもの、または同じく分子量約８０００のＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粉末を重量分率で７９±１０％、フッカビニリデンを１８±５％、パーフルオロエーテルを２±１％、光触媒性二酸化チタン微粒子を０．５±１％混合したものを酢酸ブチルで希釈し、ボールミルで攪拌したもの等の、高撥水材料をコーティングする
【選択図】図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、防水性に優れ、かつ他の電子回路などと近接設置可能な静電遮蔽効果のあるマイクロホン用風防装置を提供し、これにより通信機器、音響装置、計測装置およびシステムに利用されその利便性を高めるためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、マイクロホン用風防装置は、音響透過特性を維持するために、ウレタンフォームや金網等の多孔材料によって外部からマイクロホンに到達する風を緩和し、而してマイクロホン振動板に直接風が当たることによって発生する雑音を軽減する方法が講じられている。しかるにこのような材料は、風防効果を高める為に多孔材料の各孔の直径を小さくすれば厚みが減少して機構的に脆弱となり、このためやや大きめの直径を有する多孔材料を多層にして用いるなど設計製作が煩雑で高価となるのみならず、大型で重量の大なるものとなり、使用上の不便をもたらすものなっていた。また開口部から雨滴等の水分が進入して内部のマイクロホンに到達し、マイクロホンの特性が劣化するばかりでなく、場合によっては破壊するなどの欠点がある。このため音響計測装置等で屋外での連続長時間使用に耐える集音機能を実現するためには、風防装置の内部に吸湿材を入れて、水滴を吸収したり、電気ヒーターを入れて乾燥させるなどきわめて複雑、高価、大消費電力、低信頼性であり、このように、従来のマイクロホン用風防は、機構的信頼性、耐環境性、価格、利便性等に不満足な点が多く、より低廉で、構造の単純な、高信頼性のマイクロホン用風防装置の実現が強く望まれてきた。
また近年、移動体無線通信装置が小型化するにともない，マイクロホンが無線送信用電力増幅器と接近して設置され、このため高周波信号がマイクロホンに到達して混入し、微小電力の音声信号との混変調など通信機能に障害を与えることが問題となり，上に述べたマイクロホン用風防材料を金属で構成するとか、金属線を混紡するなど高価で扱いの複雑なものが試みられているが、マイクロホン用の前面または背面カバーとして、風防効果、防水効果及び静電遮蔽効果のすべてを満足せしめるものは実現されていない
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロホンを屋外で集音する場合など、風がマイクロホンにあたるときに、マイクロホンによって乱流が発生し、いわゆる風切り音が発生して雑音となり、マイクロホン本来の機能、性能が著しく劣化するものである　また、音声の収録等においても、呼気が一種の風となり、同様の事象が生ずる．これを防止するために、マイクロホン全体を覆う形で発泡樹脂や、金網、布などのカバーを設け、風がマイクロホン振動板およびその周辺にあたるのを防ぐためのいわゆる風防装置が用いられている　この風防装置は当然ながら音響信号を透過させる必要があるため、通気性であり、その開口部が細ければ音響透過性が劣化するため文献（１）等によれば一般に平均半径が数十ミクロンから数ミリメートル程度必要とされている。然るに、この程度の大きさの開口部では、各孔の直径を小さくすれば前述の如く、厚みが減少して機構的に脆弱となり、また厚みを増加させる為に開口部を大きくすれば、風防効果が減少する．このためやや大きめの直径を有する多孔材料を多層にして用いるなどが必要であった．またこのような構造では、雨滴等が容易に浸入し、マイクロホンに到達するため、屋外使用の場合にはさらに全体を傘状に保護するなどの対策が必要であるが、この傘状のものが、音響反射や回折を惹起し、さらに課題が輻輳する^（１）一方最近のマイクロホンの使用分野の一つとして携帯型無線電話機が激増しつつある　本来電話機用のマイクロホンは有線式で開発されたカーボン型であったが、消費電力が大きいのと、形状寸法が大のため、携帯型ではもっぱらエレクトレットコンデンサ型が用いられているエレクトレット型は周知のとおり水によって容易に破壊される為特に防水構造が必要となる
また、近年の小型の携帯型電話機は、スペース上の制約から高周波電力増幅器と近接配置するため、その回り込みによる妨害を阻止しなければならないことは前述のとうりである故に、解決すべき課題は従来の技術で実現困難な、製作が容易で、使用上の利便性が高く、機構的な強靭性と音響特性、防水性をそなえ、かつ静電遮蔽効果満足せしめるマイクロホン用カバーすなわちマイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置の実現が課題であった
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、通気性の有る金属等の導電性網または布や不織布などの非導電性多孔膜の上にカーボン等の導電性材料バインダによって塗布して導電化せしめたスクリーンの上に、水に対する接触角が１００度以上であるＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粒子分散複合材料^（２）やシランカップリング剤等の高撥水材料でコーティングすることによって導電性を有するマイクロホン用防水風防装置を構成し、これによって課題を解決しようとするものである
すなわち基幹となる構成材料として、通気性の有る金属等の導電性網または布や不織布などの非導電性多孔膜の片面または両面上にカーボン等の導電性材料バインダによって塗布して導電化せしめたスクリーンを用いる．而してその開口部の孔の平均直径が０．１ミクロン乃至２００ミクロンであり、これは使用する周波数帯域によっても選定される。
この基幹構成材料は風防効果としての機能と導電性による静電遮蔽効果をもたしめるものである、通常の良好な室内環境において、注意深い使用においては十分な効用が保証されるので、これのみであっても価値は高い．ところで屋外等水分等がかかる可能性のある使い方においてはこれのみでは風防効果と静電遮蔽効果はあっても水に対する防御機能が乏しい．課題に述べた如き機能を持たしめ、高信頼性のスクリーンとするために、この基幹材料の外面に、水に対する接触角が１００度以上であるＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粒子分散複合材料やシランカップリング剤等の高撥水材料でコーティングすることにより、スクリーンへの水の付着そのものを阻止することを可能となる。以上の方法によって作成されたスクリーンをマイクロホンの前面または背面、あるいはその両者に装着することにより、マイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置を提供しようとするものである
【０００５】
【構成と作用】
本発明に使用する撥水剤について述べる．材料が撥水性を有するか否かは材料の上に水滴をたらし、図１に模式的にに示すがごとく、材料と水滴がなす角度すなわち接触角によって評価される。図１において、１１は水滴、１２は評価対象の板材、１３は接触角である．本発明の請求項において接触角の値を１００度以上としたのはこれより少ない接触角をしめす材料では水滴の付着を阻止するには十分といえないからである。この高い接触角を有する材料では表面エネルギーが小さく、水との相互作用も少ないことから水の付着を阻止する作用が現れる．本発明においては、かかる材料を以って撥水剤と称するものである．
また、このような撥水剤は、一般に電気的には絶縁物であり、本発明の対象としている静電遮蔽効果を併せ持つにはそのままでは不適当である　そのため、静電遮蔽効果を目的として撥水剤に導電性を与えるために、カーボン粒子等を混入することが試みられているが、カーボンの混入率か低いと撥水性能は維持できるが導電性が不充分で静電遮蔽効果が乏しく、一方混入率を大きくすると静電遮蔽効果は得られるが、撥水性能は低下し，実用上困難をきたす　そこでその二つを両立させる為にはスクリーンを透音性の基幹構成材料を金属等の導電材によって構成するか、または絶縁性の基幹構成材料の表面にカーボン等をコーティングして導電性を与えたもので構成した後に撥水剤をコーティングするかのいずれかの方法を取れば目的は達成される　いずれを取るかに付いては設計時の他の諸要素を勘案して任意である
【０００６】
【実施例】
本発明の１実施例として、具体的にコンデンサマイクロホンに適用した例を図２によって述べる、図２において２１はマイクロホンハウジングで、金属等の導電物で形成されている、２２はマイクロホンの前面に装着された不織布による透音性基幹構成材料、２３は撥水剤、２４は導電コーティングで、基幹構成材料である不織布の前面からマイクロホンハウジングに到るまで連続していて、電気的に導通している　２５はマイクロホン振動膜である　２６はマイクロホン背電極　２７は背電極を支持する絶縁物，２８はインピーダンス変換用電気回路のＩＣ　２９は出力端子である　図のごとく、マイクロホン前面に絶縁物の不職布を、マイクロホンの風防として設置し、その前面に導電化コーティングして静電遮蔽効果を持たしめ、さらにその外側に撥水剤をコーティングした　この際の撥水材は分子量約８０００のＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粉末を重量分率で８０±１０％、フッカビニリデンを１８±５％、パーフルオロエーテルを２±１％、光触媒性二酸化チタン粒子を０．５±１％混合したものを酢酸ブチルで希釈し、ボールミルで攪拌したものである．この結果　た防水性能の評価法の一つとして一般化されているＪＩＳ−Ｃ−０９２０における保護等級７（防浸型）で試験をしたところ、マイクロホン振動膜面上への水滴の侵入はなく、かつ音響特性はＩＥＣ６５１：１９７９　ＴＹＰＥ１に適合するものが得られ、静電遮蔽効果は、送信動作中の携帯電話（８００ＭＨｚ帯）送信部に１ｃｍに近ずけても。マイクロホン出力信号中に誘導雑音は検出されず、本発明の有効性が確認された
【０００７】
【発明の効果】
本発明のマイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置によって、堅牢にして安価かつ優れた音響特性を有し、かつ優れた防水性と両立するとともに、静電遮蔽効果も有するマイクロホン用スクリーンが提供できる、これにより、屋外での使用、誤って水没させたときにも破壊されることの少ない高信頼性のマイクロホンを、高周波電力増幅器の近辺に設置することが可能となって、通信機器の設計の自由度が増加し、さらに多機能の通信機器の進展に寄与できるものである、
【参考文献】
（１）日本音響学会編　電気音響工学　コロナ社　昭和５４年
（２）山内五郎「雪害対策用超はっ水材料」工業材料，Ｎｏ．８（１９９６），ｐｐ．５９−６
【図面の簡単な説明】
【図１】接触角の定義
【図２】本発明の１実施例
【符号の説明】
１１は水滴、
１２は評価対象の板材、
１３は接触角
２１はマイクロホンハウジング
２２はマイクロホンの前面に装着された不織布による透音性基幹構成材料、
２３は撥水剤、
２４は導電コーティング
２５はマイクロホン振動膜
２６はマイクロホン背電極
２７は背電極を支持する絶縁物，
２８はインピーダンス変換用電気回路のＩＣ
２９は出力端子

Claims (2)

1. 金属網、金属多孔板などの導電性透音板または布、不織布等の絶縁性透音板の表面に、金属またはカーボン等の導電材料の粉体を接着剤などのバインダによってコーティングして導電性を与えたものの外側に、水に対する接触角が１００度以上であるＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）粒子分散複合材料^（２）やシランカップリング剤等の高撥水材料をコーティングしてなるマイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置
2. 請求項１において、外にコーティングされる高撥水剤に、光触媒性二酸化チタン粒子を混入して防汚効果を持たしめることを特徴とするマイクロホン用防水風防兼静電遮蔽装置

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