CN1157994C - 一种具有声换能器可浸没的防水装置 - Google Patents
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Abstract
一种如防水手表的防水装置，包括外壳，外壳有与外部连通的内腔，内腔由变形膜片与外部分开，变形膜片限定外非防水区域和内防水区域，与上述膜片结合，声换能器容纳在内防水区域中，膜片由圆周边缘固定在内腔以形成周边固定区域并它由弹性装置朝其周边并在距上述边缘一距离处被作用贴靠在内腔内的支承表面上，还包括阻止由声换能器传递到变形膜片的振动的装置，上述装置插在上述周边固定区域和弹性装置之间。
Description
技术领域
本发明涉及防水装置或设备，它可浸没在如水的液体中，例如手表，上述装置包括容纳声换能器的外壳，其属于麦克风或扬声器类型。
本发明关于一种可浸没在液体中的防水装置，例如，防水手表，它包括外壳，外壳有与外部连通的内腔，内腔由变形膜片与外部分开，变形膜片在一侧限定外非防水区域和在另一侧内防水区域，与上述膜片结合，声换能器容纳在内防水区域中，膜片由圆周边缘固定在内腔，并且它由弹性装置朝其周边并在距上述边缘一距离处被作用贴靠在支承表面上。
背景技术
已知将声换能器被装在准备浸没的装置中，特别是戴在使用者手腕上的手表，其用于使手表具有附加的功能，例如，传递和接收声或超声波信号。浸没深度目前通常达到大约30米以上，已知为了保证手表的防水性，制成用于所有手表内部零件的完整外壳，而其不能与外部连通。
这样的装置当然可保证手表的水密性。反之，声换能器不能以最佳的方式工作，因为外壳的完整且没有间断的壁使必须传递或发出的声功率被削弱，。因此，如果可接受普通声音质量，仅可以设想这样的方案。
这是为什么相同申请人特别在欧洲专利申请号EP-A-0899635中已经提出的原因，即使装置可以被浸没，例如手表，其中，包含声换能器的外壳通过孔与手表壳的外部环境联通。关于声音的接收和传递，这样的实施例当然改进了换能器的声音质量，因为声波通过设置在外壳中的孔传播而没有明显的减弱或改变。反之，这样的技术方案需要可变形的膜片组件，声换能器装在其上，上述变形膜片相对外部孔起密封外壳的所有内部元件。
如上述，根据欧洲专利申请号EP-A-0899635的装置在声换能器的一般声音质量方面提供了明显的改进。但是，已显示出这种装置不能以最佳的方式跨过使用的整个声谱范围工作。因此，已测量到接近一定的声音频率出现信号失真和减弱。设有变形膜片的装置的在接近这样的频率范围的声音特性出现恶化可由多种原因造成，例如这些原因关于保持膜片就位的弹性元件存在共振频率，或甚至关于贴靠在变形膜片腔底部的换能器存在振动。当然，可由其它的理由引起，而不能准确确定其起源。
发明内容
因此，本发明的目的是纠正上述各种缺点，并提供新的防水装置，其可浸没在液体中，其中，与密封变形膜片相连的声换能器可保证跨过使用的整个声谱范围改善声波的产生。
本发明的另一目的是使用特别简单和已试验的技术方案提供新的防水装置，以允许跨过使用的整个声谱范围高水平地产生声波。
本发明的另一目的是提供设有声换能器的新的防水装置，它可以跨过使用的整个声谱范围产生最佳的声音质量，同时它制造经济，其各种内部元件容易就位。
本发明的目的可通过下列方式实现，使用防水装置，它可浸没在液体中，例如手表，它具有与外部连通的内腔，上述内腔由可变形膜片与外部分开，该膜片在一侧限定一外部非防水的区域而在另一侧限定一内部防水的区域，与上述膜片结合，声换能器容纳在上述内防水区域中，上述膜片由其圆周边缘固定在内腔以形成周边固定区域，并且它由弹性装置朝其周边并在距上述边缘一距离处被作用贴靠在设置在内腔中的支承表面上，其特征在于，它包括阻止由声换能器传递到变形膜片的振动的振动阻止装置，上述装置插在上述周边固定区域和弹性装置之间。
附图说明
参考附图，按下面说明，其纯以举例而非限制性的实例，更加详细地解释本发明的其它优点和特性，其中：
图1表示本发明时计的纵向剖视图，该时计设有声换能器和根据本发明设置的变形膜片；
图2沿部分纵向剖视图，表示图1放大的局部，图1表示本发明第一替换实施例；
图3沿部分纵向剖视图，表示根据本发明的第二变型的实施例细节；
图4沿部分纵向剖视图，表示根据本发明第三变型的实施例细节。
具体实施方式
在下面的说明中，本发明将被示例其应用于防水装置的情况，该防水装置能够浸没在液体中，它由手表组成的时计构成。显然，这样的表达决不被认为是对本发明这一具体类型的装置或设备的限制，应理解，本发明可以一般的方式用于任何通常是便携式和小型的装置，如果它包括至少一个声换能器并且能够浸没液体中，特别是水中，达到预定深度。另外，在上述手表的优选实例中，声换能器最好由扬声器构成，应理解在这种情况下，可使用任何类型的声换能器而不脱离本发明的范围，例如，声换能器也可以是麦克风或其它换能器。
图1表示手表外壳1的纵向剖视图(图中未显示整体)。外壳1以传统的方式包括透明的石英玻璃，其固定在形成外壳1的整体框的本体3的上部。后者还包括一对指针4、5以便在固定在本体3上的表盘6之上运动。外壳1还包括手表传动机构的各种零件(图中未示出)，特别是对时柄头7A。
对熟悉本领域的普通技术人员，手表的各种内部工作元件，如电子集成电路，石英，微型电机，齿轮系是众所周知的，因此，不再更详细地说明。优选地，但不是限制本发明的使用，根据本发明的手表可设有麦克风换能器或扬声器以形成便携式电话手表。
本专利申请的发明构成对于相同申请人的欧洲申请号EP-A-0899635的改进，欧洲申请号EP-A-0899635的说明书，特别是附图中示出的所有技术数据，作为引用结合在本发明的说明书中的内容被考虑。
外壳1在其底部有限定该底部的后盖8。后盖8装在本体3上并限定外壳1的内腔10，内腔10通过例如侧向向外敞开的通道11与外壳1的外部联通。
有利的是，后盖8朝向其圆周并在其顶部具有支承表面12，例如，该支承表面为圆形并且与内腔10的轴线略微倾斜。
外壳1还包括支承件9，例如，支承件9为圆形并且一般与后盖8成对匹配以便坐落在其上。支承件9大体同轴于内腔10被固定，支承件9大体在其中心部分具有凹进部13，例如，凹进部13为一般圆形形状。这一凹进部13构成变形腔，其边缘有圆周凸缘14，圆周凸缘14在环形槽15的附近有圆形的头部，该圆形的头部径向地位于凸缘14内。
内腔10通过由塑料材料制成的变形膜片17与外壳1的外部分开，因此，变形膜片17在一侧限定与通道11联通的外非防水区域，在另一侧限定内防水区域，其具有凹进部13限定的空间。换能器元件22，例如，压电式扬声器或声接受器(麦克风)，结合膜片17，它们被容纳在内防水区域，即凹进部13的空间内。有利的是，通过粘接或重叠注塑，甚至在制造变形膜片17时通过模塑，换能器元件22直接固定在变形膜片17上并由变形膜片17支承。
换能器元件22与变形膜片17一起形成一单元，其称为“换能器单元16”。
有利的是，例如，通过圆周边缘17A，最好包括圆周边缘18，通过粘接到围绕支承表面12设置的圆周侧壁19，变形膜片17在圆周固定区域附近分别固定在后盖8和支承件9上。这样，膜片17保证外壳1的内侧相对于外部的不透水性。
换能器单元16还由弹性装置20沿支承表面12的方向弹性地被作用贴靠支承表面12，以便允许换能器单元16有源器件的低频振动模式。
弹性装置20在邻近其周边的区域但距圆周边缘17A一定距离，弹性地作用换能器单元16贴靠支承表面12，从而使变形膜片17的周边和其周边固定区域和弹性装置20之间延伸的空间保持自由。
弹性装置20可由任何适当的装置形成，例如，由容纳在槽15中的环形成，该环设有围绕换能器22角度地分布的弹性凸出部21。由于弹性凸出部21都处于张紧状态，因此，它们弹性地作用换能器单元16贴靠支承表面12，同时严格地限定能够自由振动的膜片区域。
根据本发明的重要结构，该装置包括阻止由换能器元件22传递到变形膜片17的振动的装置40，上述装置插在圆周边缘17A和弹性装置20之间。换句话说，就向外径向而言并在膜片的周边固定区域下面，振动阻止装置40设置在弹性装置20之外。
由于这一设计，在位于变形膜片17和周边固定区域和弹性装置20之间的自由空间内插入阻隔物可使大部分可传递到膜片17的周边部的振动在弹性装置20之外被阻止或消除。在各种情况下，显示这一实施例可防止波及膜片的周边部分的振动，同时将膜片这一周边区域的振动频率减小到有用频率范围外的数值。
根据本发明的第一结构，振动阻止装置40是变形膜片17的整体部分。
如图2所示，振动阻止装置40最好由从变形膜片17的顶面凸起的圆周凸起部41构成。根据这一变型，圆周凸起部41形成直接设置在声换能器22的周边上的材料凸出部。
作为另外的变型(图中未示出)，振动阻止装置40可由变形膜片17的一个区域形成，该区域相对上述膜片的其余部分具有较大的密度。
作为补充的变型(图中未示出)，振动阻止装置40也可由变形膜片17的一个区域形成，该区域相对上述膜片的其余部分具有较大的刚性。借助于附加的模制结构，或者，嵌入变形膜片17材料的结构，或者，相反地借助本文中局部的变化，可获得朝向周边区域的膜片的刚硬性。
图3表示本发明另一替换实施例，其中，振动阻止装置40由凸起部42形成，该凸起部从支承表面12伸出以便将变形膜片17置于张紧状态。根据这一变型，由不同于变形膜片17的元件构成振动阻止装置40。
图4表示本发明补充的变型实施例，其中，振动阻止装置40由凸起部43构成，该凸起部从内部水密区域，即支承件9的顶部伸出以便坐落在变形膜片17上并将其压靠在支承表面12上。
在所有考虑的替换实施例中，振动阻止装置40在变形膜片17的整个周边长度上可连续延伸，或者，相反以非连续的方式延伸，实质是不论所考虑的频带怎样，可以测量和确认没有设备声音特性的变坏。
有益的效果是保持下文表格中宽声谱图形的良好传送和接收。这一表格的第一部分显示由参考装置获得的结果，该参考装置仅在缺少振动阻止装置40方面不同于本发明。在第二部分，该表格显示插入由圆周凸起部41形成的振动阻止装置40的有益的效果。这一表格的倒数第二列显示以激发频率的二次谐波(2谐波)提供的功率与以换能器单元16的激发频率提供的功率的比率，以百分率表示。最后一列显示激发频率的三次谐波的这一相同比率。
因此，在本文显示的特殊情况下，已测量到在接近1500赫兹的激发频率声音信号出现强烈失真。然而，应注意，在装置的声音质量方面，接近产生失真的频率尤其取决于后者的尺寸。在该特殊情况下，对于根据本发明的装置，振动的衰减是特别敏感的。
| 伏特(V) | 频率(Hz) | 分贝声音db acous.) | 二次谐波％ | 三次谐波％ | |
| 参考 | 5.00 | 1500.00 | 84.02 | 32.52886 | 12.48344 |
| 5.00 | 1500.00 | 86.35 | 16.32474 | 6.75762 | |
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| 发明(带凸起部) | 5.00 | 1500.00 | 85.93 | 2.38960 | 1.65342 |
| 5.00 | 1500.00 | 86.98 | 0.64973 | 4.53325 | |
| 5.00 | 1500.00 | 86.69 | 0.60092 | 7.35284 |
Claims (10)
1、一种可浸没在液体中的防水装置，例如，防水手表，它包括外壳(1)，外壳(1)有与外部连通的内腔(10)，上述内腔由变形膜片(17)与外部分开，上述变形膜片(17)在一侧限定一外部非防水的区域而在另一侧限定一内部防水的区域，与上述膜片结合，声换能器(22)容纳在上述内防水区域中，上述膜片由圆周边缘(17A)固定在内腔(10)以形成周边固定区域，并且它由弹性装置(20)朝其周边并在距上述边缘一距离处被作用贴靠在支承表面(12)上，该支承表面设置在内腔(10)内，其特征在于，它包括阻止由声换能器(22)传递到变形膜片(17)的振动的振动阻止装置(40)，上述装置插在上述周边固定区域和弹性装置(20)之间。
2、按权利要求1的装置，其特征在于，上述振动阻止装置(40)是变形膜片(17)的整体部分。
3、按权利要求2的装置，其特征在于，上述振动阻止装置(40)由周边凸起部(41)构成，周边凸起部(41)从变形膜片(17)的顶面伸出。
4、按权利要求2的装置，其特征在于，上述振动阻止装置(40)由变形膜片(17)的一区域形成，该区域相对于上述膜片的其余部分具有较大密度。
5、按权利要求2的装置，其特征在于，上述振动阻止装置(40)由变形膜片(17)的一区域形成，该区域相对于上述膜片的其余部分具有较大刚性。
6、按权利要求1的装置，其特征在于，振动阻止装置(40)由变形膜片(17)的不同元件构成。
7、按权利要求6的装置，其特征在于，振动阻止装置(40)由从支承表面(12)伸出的凸起部(42)构成，以便使变形膜片(17)处于张紧状态。
8、按权利要求6的装置，其特征在于，振动阻止装置(40)由坐落在变形膜片(17)上的附加环构成以便将变形膜片压靠在支承表面(12)上。
9、按权利要求6的装置，其特征在于，振动阻止装置(40)由从内防水区域的顶部伸出的凸起部(43)构成以便坐落在变形膜片(17)上并将且压靠在支承表面(12)上。
10、按权利要求1-9之一的装置，其特征在于，振动阻止装置(40)连续地在变形膜片(17)的周边上延伸，或者，以非连续的方式在变形膜片(17)的周边上延伸。
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