JP2019149698A

JP2019149698A - マイクロホン

Info

Publication number: JP2019149698A
Application number: JP2018033419A
Authority: JP
Inventors: 祐介竹内; Yusuke Takeuchi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-09-05

Abstract

【課題】洗車時のような高圧水流に対しても防水膜が損傷したりすることがない耐環境性に優れたマイクロホンを提供する。【解決手段】電気音響変換素子２ａを含む各種電子部品が回路基板２ｃに実装された音響変換モジュール２と、内部に空間を有するとともに一面に内部に通ずる音孔１ｈ１を有し、音孔１ｈ１に電気音響変換素子２ａが位置するように音響変換モジュール２を収容する筐体１と、筐体音孔１ｈ１から筐体内部への水やごみの浸入を防ぐ防水膜６と、筐体音孔１ｈ１が設けられた筐体面から離間して配置され、筐体音孔１ｈ１が設けられた筐体面を該面と直交する方向から見たときに防水膜６が見えない位置に配置される４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４を有する平板形状のカバー部材７と、カバー部材７を筐体１に固定するための４つの支柱部材８と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の車室外に配置して、人の発話音声や他の車両の走行音等の集音に用いられるマイクロホンに関し、特に水やごみ等の浸入を防ぐ構造を備えたマイクロホンに関する。

車両の車室外に設置されるマイクロホンの用途として、例えば特許文献１に記載された装置がある。該装置は、車室外に配置して使用する複数のマイクロホンを備え、これらのマイクロホンにて他の車両の走行音を検出し、検出した走行音を基に該車両の音源方向を推定するものである。また、特許文献２には、人体に接触させて人の発話音声の体内伝導音を集音する接触型マイクを車両外周部に配置して人の発話音声を集音し、集音した発話音声を処理して操作内容を認識し、認識した操作内容に従って車載機器を制御する装置が記載されている。

なお、車載用途ではないが、携帯電話・スマートフォンのような電子機器に搭載されるマイクロホンの構造として、例えば特許文献３に防水膜を使用する点が記載されている。

国際公開第２０１１／１３６２３４号特開２００６−２７６６０５号公報特開２００６−１８６４２２号公報

このように、車両の車室外に設置するマイクロホンを必要とする装置が開発されつつあるが、マイクロホンそのものは屋外での使用になるので、雨水やごみ等の浸入に対する耐久性が求められる。しかしながら、従来のマイクロホンにおいては、耐環境性が図られているものの、洗車時等の圧力の高い水流（以下、“高圧水流”と呼ぶ）が加わった場合に防水膜が損傷したりすることがあり、耐環境性は十分ではなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、洗車時のような高圧水流に対しても防水膜が損傷したりすることがない耐環境性に優れたマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明のマイクロホンは、電気音響変換素子を含む各種電子部品が回路基板に実装された音響変換モジュールと、内部に空間を有するとともに一面に前記内部に通ずる音孔を有し、前記音孔に前記電気音響変換素子が位置するように前記音響変換モジュールを収容する筐体と、前記筐体の音孔から前記筐体の内部への水やごみの浸入を防ぐ防水膜と、前記筐体の音孔が設けられた面から離間して配置され、前記筐体の音孔が設けられた面を該面と直交する方向から見たときに前記防水膜が見えない位置に配置される少なくとも１つの音孔を有する平板形状のカバー部材と、前記カバー部材を前記筐体に固定するための少なくとも１つの支柱部材と、を備える。

上記構成によれば、筐体の音孔を覆う防水膜が設けられた面に対して直交する方向から来る水をカバー部材と筐体との隙間から流し出すことができる。したがって、洗車時のような高圧水流が加わっても防水膜が破損し難い高い耐環境性を獲得できる。

上記構成において、前記筐体は、前記音孔が形成された部分を含む音孔周辺部が筐体表面に対して凹んだ断面凹状を成し、前記防水膜は、前記筐体の凹部内に配置される。

上記構成によれば、カバー部材と筐体の隙間に水が流れても、その水流が防水膜に直接当たることがない。したがって、洗車時のような高圧水流が加わっても防水膜が破損し難い高い耐環境性を獲得できる。

上記構成において、前記カバー部材と前記筐体との間に、前記筐体の音孔が設けられた面の周縁部に沿って離間配置される複数の壁部材を有する。

上記構成によれば、筐体側面に向かって水が流れてきても、その水流が防水膜に直接当たることがない。したがって、洗車時のような高圧水流が加わっても防水膜が破損し難い高い耐環境性を獲得できる。

本発明によれば、洗車時のような高圧水流に対しても防水膜が損傷したりすることがない高い耐環境性を獲得できる。

本発明の第１実施形態に係るマイクロホンの外観を示す正面図及び底面図第１実施形態に係るマイクロホンの図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図第１実施形態に係るマイクロホンにおける高圧水流の流れを示す断面図本発明の第２実施形態に係るマイクロホンの断面図第２実施形態に係るマイクロホンにおける高圧水流の流れを示す断面図本発明の第３実施形態に係るマイクロホンの外観を示す正面図及び底面図第３実施形態に係るマイクロホンの図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るマイクロホン１００の外観を示す正面図及び底面図である。この場合、図１の（ａ）が正面図であり、（ｂ）が底面図である。また、図２は、図１の（ｂ）のＡ−Ａ線を中心としたマイクロホン１００の断面図である。図１及び図２に示すように、第１実施形態に係るマイクロホン１００は、内部に空間を有し、また下部中央に音孔（以下、“筐体音孔”と呼ぶ）１ｈ１が開けられた箱状の筐体１と、筐体１に収容される音響変換モジュール２と、音響変換モジュール２から出力される音声信号を外部機器（図示略）へ伝送するとともに、該外部機器からの電力を音響変換モジュール２へ供給するための配線３と、外部機器（図示略）との接続のためのワイヤーハーネス（図示略）に繋がるコネクタ４と、筐体１に開けられた筐体音孔１ｈ１と音響変換モジュール２に開けられた音孔２ｈからの音漏れを防ぐためのシーリング用のパッキング５と、筐体１の筐体音孔１ｈ１から筐体１の内部への水やごみの浸入を防ぐための防水膜６と、筐体１の筐体音孔１ｈ１及び防水膜６を洗車時などの高圧水流から守るためのカバー部材７と、カバー部材７と筐体１との間に、筐体１に開けられた筐体音孔１ｈ１の周囲に沿って離間配置され、カバー部材７を支持する４つの支柱部材８と、を備える。

筐体１は、一面が開口した立方体状の容器部１ａと、容器部１ａの開口端を塞ぎ、中央部分には上述した筐体音孔１ｈ１が開けられた方形板状の蓋部１ｂとから構成される。また、図２において、容器部１ａの右側面には、上述した配線３を通すための貫通孔１ｈ２が開けられている。また、図２において、音響変換モジュール２は、電気音響変換素子２ａと、抵抗、コンデンサ、インダクタンス、ＩＣ（集積回路）及びトランジスタ等の表面実装部品２ｂと、表面実装部品２ｂを実装するための回路基板２ｃとを備える。回路基板２ｃの中央部には上述した音孔２ｈが開けられており、この音孔２ｈ上に電気音響変換素子２ａが配置される。また、回路基板２ｃの音孔２ｈの中心軸が筐体１の筐体音孔１ｈ１の中心軸と一致するように、音響変換モジュール２が配置される。電気音響変換素子２ａは、具体的にはＥＣＭ（Electret Condenser Microphone）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術あるいはマイク口マシニング技術を用いて製作される通称シリコンマイク、あるいはダイナミックマイクのいずれかが適宜選ばれる。

パッキング５には、筐体１の筐体音孔１ｈ１と同径の貫通孔５ｈが開けられている。パッキング５は、貫通孔５ｈの軸心が回路基板２ｃの音孔２ｈの軸心及び筐体１の蓋部１ｂの筐体音孔１ｈ１の軸心と一致するように配置される。

防水膜６は、筐体１の筐体音孔１ｈ１を覆うようにして蓋部１ｂの表面に接着剤又は熱溶着等によって固定される。防水膜６には、ＰＴＦＥ（ポリテトラ・フルオロエチレン）などの材料が適宜選ばれる。カバー部材７は、筐体１の蓋部１ｂと略同じ大きさの平板形状を成し、筐体１の蓋部１ｂの表面から離間して配置される。カバー部材７には、防水膜６を覆う部分の外側に外部からの音を取り入れるための４つの音孔（以下、“カバー音孔”と呼ぶ）７ｈ１〜７ｈ４が開けられている。図１の（ｂ）に示すように、カバー部材７の４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４は、筐体音孔１ｈ１が設けられた筐体１の面を該面と直交する方向から見たときに筐体音孔１ｈ１及び防水膜６が見えない（通常は、本実施形態のように筐体音孔１ｈ１上に防水膜６が貼られるので、“防水膜６が見えない”）位置に配置される。即ち、カバー音孔７ｈ１〜７ｈ４から水等が浸入してきても、それが防水膜６に直接当たらない位置に配置される。４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４は、いずれも円弧状に形成され、同一円周上に一定の間隔で配置されている。なお、４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４は形状や個数は適宜変更してもかまわない。

支柱部材８は、円柱形状を成し、筐体１とカバー部材７の四隅に１つずつ配置されている。支柱部材８と筐体１の蓋部１ｂ及び支柱部材８とカバー部材７は、それぞれ接着剤にて、又は嵌め込み、又は一体成型、又は熱溶着、レーザー溶着、ネジ止めによって固定される。

本実施形態に係るマイクロホン１００は、上述したように構成されており、カバー部材７に開けられた４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４及びカバー部材７と筐体１の隙間から音を導入し、防水膜６を通して筐体１の筐体音孔１ｈ１から電気音響変換素子２ａに送り、電気音響変換素子２ａで電気信号に変換する。変換された電気信号は、配線３を介し、コネクタ４に接続されるワイヤーハーネス（図示略）を通して外部機器（図示略）に送られる。

また、本実施形態に係るマイクロホン１００においては、図３の（ａ）の断面図に示すように、洗車などの高圧な水流が正面から当たる場合、図１の（ｂ）の底面図に示すように、カバー部材７のカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４から防水膜６が見えないように、カバー音孔７ｈ１〜７ｈ４を配置しているので、カバー音孔７ｈ１〜７ｈ４を通った水流が防水膜６に直接当たることがない。これにより、洗車時のような高圧水流が防水膜６に加わることが無いため、防水膜６が損傷したりすることのない高い耐環境性を獲得できる。

また、本実施形態のマイクロホン１００においは、図３の（ｂ）の断面図に示すように、カバー部材７と筐体１の間に支柱部材８による隙間があるので、洗車などの高圧な水流が正面から当たる場合に、水流がカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４から入り、その後は、カバー部材７と筐体１の隙間を通ってマイクロホン１００の外に排出される。これにより、洗車時のような高圧水流が防水膜６に直接加わることが無いため、防水膜６が損傷したりすることのない高い耐環境性を獲得できる。また、カバー音孔７ｈ１〜７ｈ４から細い棒状の異物（針金・枝等）が侵入した場合でも当該異物による防水膜６の損傷が起こり難い。

以上のように本実施形態に係るマイクロホン１００によれば、音響変換モジュール２を収容する筐体１の筐体音孔１ｈ１上に設けられた防水膜６を覆うとともに、音を通すための４つのカバー音孔７ｈ１〜７ｈ４を有するカバー部材７を備えたので、洗車時のような高圧水流が防水膜６に直接加わることが無いため、防水膜６が損傷したりすることのない高い耐環境性を獲得できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るマイクロホンについて説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン１１０の構造を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態に係るマイクロホン１１０は、前述した第１実施形態に係るマイクロホン１００とは筐体の形状に一部違いがある。即ち、本実施形態に係るマイクロホン１１０は、筐体１０の筐体音孔１０ｈ１の周辺部が、筐体音孔１０ｈ１の面に対して一段落ち込んだ凹状になっている。筐体音孔１０ｈ１の周辺部を凹状にすることで、筐体音孔１０ｈ１に配置した防水膜６も筐体１０の表面に対して一段落ち込んだ位置となる。

この構成により、図５の（ａ）の断面図に示すように、高圧水流がマイクロホン１１０の側面から当たっても、防水膜６がカバー部材７と筐体１０の隙間から見えない位置に配置されていることから、カバー部材７と筐体１０の隙間を通った直接の水流が防水膜６に当たることがない。これにより、洗車時のような高圧水流が防水膜６に直接加わることが無いため、防水膜６が損傷したりすることのない高い耐環境性を獲得できる。また、カバー部材７と筐体１０の隙間に細い棒状の異物（針金・枝等）が侵入した場合でも防水膜６への異物による損傷が起こり難い。

また、図５の（ｂ）の断面図に示すように、マイクロホン１１０の外部から侵入し、筐体１０の表面を伝う液体の粒（水滴および油滴等）２０が防水膜６の周辺に留まり難くなるため、防水膜６が液体の粒２０に浸ることで、防水膜６の材料が劣化することが起こり難い。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るマイクロホンついて説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係るマイクロホン１２０の外観を示す正面図及び底面図である。この場合、図６の（ａ）が正面図であり、（ｂ）が底面図である。また、図７は、図６の（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図６に示すように、本実施形態に係るマイクロホン１２０は、第１実施形態に係るマイクロホン１００とは、カバー部材７と筐体１の間の隙間に壁部材１１ａ及び１１ｂを配置した点で異なっている。壁部材１１ａ及び１１ｂは、筐体１の４辺の周縁部それぞれに配置されている。この場合、筐体１の短辺側には短尺の壁部材１１ａが配置され、筐体１の長辺側には長尺の壁部材１１ｂが配置される。

この構成により、図７の断面図に示すように、防水膜６は、４つの壁部材１１ａ，１１ｂと支柱部材８によって、カバー部材７と筐体１の隙間から見えない位置になるので、洗車などの高圧な水流が側面から当たっても、カバー部材７と筐体１の隙間を通った直接の水流が防水膜６に当たることがない。これにより、洗車時のような高圧水流が防水膜６に直接加わることが無いため、防水膜６が損傷したりすることのない高い耐環境性を獲得できる。また、カバー部材７と筐体１の隙間に細い棒状の異物（針金・枝等）が侵入した場合でも防水膜６への異物による損傷が起こり難い。

なお、本発明のマイクロホンを用いることにより、耐環境性が高い、実用的な車両トランク開閉システムあるいは車両ドア開閉システムあるいは車両ライト照明システムあるいは音源方向推定装置を実現できる。

本発明は、車両外にいる発話者の音声の集音や、自車両に接近してくる他車両を検知することを目的とした車両に配置するマイクロホンとして有用である。

１，１０筐体
１ｈ１，１０ｈ１筐体音孔（音孔）
２音響変換モジュール
２ａ電気音響変換素子
２ｂ表面実装部品
２ｃ回路基板
２ｈ音孔
３配線
４コネクタ
５パッキング
５ｈ貫通孔
６防水膜
７カバー部材
７ｈ１〜７ｈ４カバー音孔
８支柱部材
１１ａ，１１ｂ壁部材
１００，１１０，１２０マイクロホン

Claims

電気音響変換素子を含む各種電子部品が回路基板に実装された音響変換モジュールと、
内部に空間を有するとともに一面に前記内部に通ずる音孔を有し、前記音孔に前記電気音響変換素子が位置するように前記音響変換モジュールを収容する筐体と、
前記筐体の音孔から前記筐体の内部への水やごみの浸入を防ぐ防水膜と、
前記筐体の音孔が設けられた面から離間して配置され、前記筐体の音孔が設けられた面を該面に直交する方向から見たときに前記防水膜が見えない位置に配置される少なくとも１つの音孔を有する平板形状のカバー部材と、
前記カバー部材を前記筐体に固定するための少なくとも１つの支柱部材と、
を備えるマイクロホン。
前記筐体は、前記音孔が形成された部分を含む音孔周辺部が筐体表面に対して凹んだ断面凹状を成し、前記防水膜は、前記筐体の凹部内に配置される請求項１に記載のマイクロホン。
前記カバー部材と前記筐体との間に、前記筐体の音孔が設けられた面の周縁部に沿って離間配置される複数の壁部材を有する請求項１又は請求項２に記載のマイクロホン。