JP2009153002A - 防水音響構造、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】非防水のスピーカやレシーバなどにおいて、簡単な構成で防水機能を持たせることができ、かつ、効率的に発音や集音が行えるようにする。
【解決手段】発音するための音処理部５１と、この音処理部５１の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材５３、この防水部材５３に連結して設けられ共振抑制するための突出形状を有する弾性保持部材５４、この弾性保持部材５４に連結して設けられ音処理部５１の上にあって音処理部５１の音により振動する剛性振動部材５５からなる二次振動部５２と、を備える。そして、二次振動部５２によって、音処理部５１の上に密閉された防水空間５７を形成し、音処理部５１からの音を密閉された防水空間５７を介し剛性振動部材５５に伝達して発音できるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、発音または集音するための音処理部に設けられる防水音響構造と、その防水音響構造を備える電子機器に関する。

例えば、非防水のスピーカの上部に防水が図られた振動板を設けるようにしたものがある（特許文献１参照）。
また、ケースとレシーバとの間に、音の伝達性能の良好な防水膜を設けるようにしたものがある（特許文献２参照）。
特開平１１−６９４７２号公報 特開平８−７９８６５号公報

しかし、特許文献１、２ともに、非防水のスピーカやレシーバの上部に防水が図られた振動板を設けるようにしたものであるが、振動板自体が変形する構造のため、効率よく発音や集音ができず、しかも、高圧時に加わる応力によって振動板が損傷する恐れがあった。

本発明の課題は、スピーカなどの音響装置において、非防水のスピーカやレシーバに簡単な構成で防水機能を持たせることができ、かつ、効率的に発音や集音が行えるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発音するための音処理部と、この音処理部の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材、この防水部材に連結して設けられ共振抑制するための突出形状を有する弾性保持部材、この弾性保持部材に連結して設けられ前記音処理部の上にあって前記音処理部の音により振動する剛性振動部材からなる二次振動部と、を備え、前記二次振動部によって、前記音処理部の上に密閉された防水空間を形成し、前記音処理部からの音を前記密閉された防水空間を介し前記剛性振動部材に伝達して発音できるようにした防水音響構造を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、集音するための音処理部と、この音処理部の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材、この防水部材に連結して設けられ共振抑制するための突出形状を有する弾性保持部材、この弾性保持部材に連結して設けられ前記音処理部の上にあって外部の音により振動する剛性振動部材からなる二次振動部と、を備え、前記二次振動部によって、前記音処理部の上に密閉された防水空間を形成し、前記剛性振動部材からの音を前記密閉された防水空間を介し前記音処理部に伝達して集音できるようにした防水音響構造を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の防水音響構造であって、前記音処理部と前記二次振動部とにより挟み込まれる中間部材を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の防水音響構造であって、前記中間部材は前記音処理部と一体成形したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の防水音響構造であって、前記密閉された防水空間と筐体内部とを連通する通路を設けたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の防水音響構造であって、筐体に前記音処理部と対向して形成された開口部に前記防水部材を一体的に設けたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、発音または集音するための音処理部を備える電子機器であって、請求項１から６のいずれか一項に記載の防水音響構造を備えることを特徴とする。

本発明によれば、非防水のスピーカやレシーバになどに防水機能を持たせることが簡単な構成で実現できる。しかも、弾性保持部材と、この弾性保持部材に連結して設けられ音処理部の音により振動する剛性振動部材からなる二次振動部を設けているため、発音や集音が効率的に行える。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成として携帯電話を示したもので、１は防水筐体、２は防水表示部、３は防水操作部、４は防水マイク部、５は防水スピーカ部、６は防水コネクタである。図示例では、ストレート型携帯電話の通話の際において、防水筐体１の裏面に設けられた防水スピーカ部５から正面側に通話相手の音声が聞こえるようになっている。

本発明は、以上の防水スピーカ部５・防水マイク部４の防水・耐圧構造として、音波により振動する二次振動板構造を設定するものである。そして、防水スピーカ部５・防水マイク部４の振動板と二次振動板構造間の空気を振動伝達媒体として利用し、音を発生（発音）または収集（集音）する。

（実施形態１）
図３及び図４は実施形態１として図２の防水スピーカ部５の防水音響構造を拡大して示したもので、５１は発音するための音処理部であるスピーカ、５２は二次振動部、５６は中間部材である中間板である。

二次振動部５２は、図示例では円形のスピーカ５１の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材であるシール部５３と、このシール部５３に連結して設けられ共振抑制するための上方に湾曲した突出形状を有する弾性保持部材であるヨーク５４と、このヨーク５４に連結して設けられスピーカ５１の上にあってそのスピーカ５１の音により振動する剛性振動部材である二次振動板５５とからなっている。

ここで、二次振動板５５に軽量・高剛性の紙・樹脂・金属等からなる板を使用し、この二次振動板５５を保持するヨーク５４には弾性部材を使用し、音波を二次振動板５５で確実に伝達しながら、ヨーク５４の構造・材質で音響特性の自由度を向上させている。
以上のシール部５３、ヨーク５４及び二次振動板５５は、図示例ではスピーカ５１の円形形状に対応して同心円状に形成されている。

そして、中間板５６は、筐体１に形成され音を外部に伝えるための複数の小孔状の開口部１１を有する部分の内部において、二次振動部５２のヨーク５４と二次振動板５５に外圧が作用した際のバックアップ形状となる円環状のもので、スピーカ５１と二次振動部５２のシール部５３とにより挟み込まれている。

この実施形態において、防水スピーカ部５は、筐体１に形成され音を外部に伝えるための開口部１１を有する部分の円筒部１２の内部に、スピーカ５１上に中間板５６を介して二次振動部５２を重ねたものを収容し、円筒部１２下端の内方突起１３で抜け止めされている。

以上において、ヨーク５４の外周部に一体成形されたシール部５３が、筐体１の内面に押し付けられることによって、外部との気密が保たれた構造となっている。しかも、このシール部５３は、ヨーク５４の内周部に一体成形された二次振動板５５とも一体成形することで、確実な防水構造となっている。

そして、スピーカ５１の振動板と二次振動部５２との間には密閉された防水空間５７が形成されている。さらに、スピーカ５１の振動板の外周部に放射状に通路５８が形成されて、中間板５６の下面にも放射状に対応する通路５９が形成されている。従って、スピーカ５１の振動板と二次振動部５２との間の密閉された防水空間５７において、温度で変動する空気に対して、通路５８・５９により筐体１の内部へ余剰圧力を開放し、音響特性の悪化を防いでいる。

以上、実施形態の防水スピーカ部５の防水音響構造によれば、スピーカ５１に防水機能を持たせることが簡単な構成で実現できる。しかも、ヨーク５４と、このヨーク５４に連結して設けられスピーカ５１の音により振動する二次振動板５５からなる二次振動部５２を設けているため、発音が効率的に行える。
さらに、中間板５６を高外圧が作用した場合のバックアップ構造としたことにより、高外圧時においても破損しない安定した音響構造が得られる。

なお、二次振動部５２は筐体１と一体成形することも可能である。また、中間板５６はスピーカ５１に形成しても良い。

（実施形態２）
図５は実施形態２としてスピーカ５１と二次振動部５２を示したもので、スピーカ５１の振動板の外周部に、二次振動部５２のヨーク５４と二次振動板５５に外圧が作用した際のバックアップ形状となる突出部１５６を一体成形して、その突出部１５６に貫通する放射状の通路１５８を形成している。
このように、スピーカ５１の振動板の外周部に中間板に相当する突出部１５６を一体成形して、その突出部１５６に貫通する放射状の通路１５８を形成しても良い。

（変形例）
なお、二次振動板、弾性保持部材、中間部材など各部材はどのような材質のものを用いてもよい。
また、実施形態の小型スピーカに限らず、大型スピーカであってもよく、また、オーディオ機器用のスピーカに用いてもよい。

（実施形態３）
図６及び図７は実施形態３として防水マイク部７の防水音響構造を拡大して示したもので、７０は回路基板、７１は集音するための音処理部であるマイク、７２は二次振動部、７６は中間部材である中間ケースである。

二次振動部７２は、図示例では円形のマイク７１の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材であるシール部７３と、このシール部７３に連結して設けられ共振抑制するための上方に湾曲した突出形状を有する弾性保持部材であるヨーク７４と、このヨーク７４に連結して設けられマイク７１の上にあって外部の音により振動する剛性振動部材である二次振動板７５とからなっている。

ここで、前述した実施形態１と同様、二次振動板７５に軽量・高剛性の紙・樹脂・金属等からなる板を使用し、この二次振動板７５を保持するヨーク７４には弾性部材を使用し、音波を二次振動板７５で確実に伝達しながら、ヨーク７４の構造・材質で音響特性の自由度を向上させている。
以上のシール部７３、ヨーク７４及び二次振動板７５は、図示例ではマイク７１の円形形状に対応して同心円状に形成されている。

そして、中間ケース７６は、筐体１に形成され音を外部に伝えるための複数の小孔状の開口部１５を有する部分の内部において、二次振動部７２のヨーク７４と二次振動板７５に外圧が作用した際のバックアップ形状となる有底円筒状のもので、マイク７１が搭載された回路基板７０と二次振動部７２のシール部７３とにより挟み込まれている。

この実施形態において、防水マイク部７は、筐体１に形成され音を内部に伝えるための開口部１５を有する部分の円筒部１６の内部に、マイク７１上に中間ケース７６を介して二次振動部７２を重ねたものを収容し、円筒部１６下端に突き当たる回路基板７０で抜け止めされている。なお、回路基板７０と筐体１は締結ネジ等で固定される。

以上において、ヨーク７４の外周部に一体成形されたシール部７３が、筐体１の内面に押し付けられることによって、外部との気密が保たれた構造となっている。しかも、このシール部７３は、ヨーク７４の内周部に一体成形された二次振動板７５とも一体成形することで、確実な防水構造となっている。

そして、マイク７１の振動板と二次振動部７２との間には、中間ケース７６の上面に形成した複数の小孔状の開口部７６１を介して連通する密閉された防水空間７７が形成されている。さらに、中間ケース７６の外周部に放射状の通路５８が形成されている。従って、マイク７１の振動板と二次振動部７２との間の密閉された防水空間７７において、温度で変動する空気に対して、通路５８により筐体１の内部へ余剰圧力を開放し、音響特性の悪化を防いでいる。

以上、実施形態３の防水マイク部７の防水音響構造によれば、マイク７１に防水機能を持たせることが簡単な構成で実現できる。しかも、ヨーク７４と、このヨーク７４に連結して設けられ外部の音により振動する二次振動板７５からなる二次振動部７２を設けているため、集音が効率的に行える。
さらに、中間ケース７６を高外圧が作用した場合のバックアップ構造としたことにより、高外圧時においても破損しない安定した音響構造が得られる。

なお、二次振動部７２は筐体１と一体成形することも可能である。また、中間ケース７６はマイク７１に形成しても良い。

（実施形態４）
図８及び図９は実施形態４として図１の防水マイク部４の防水音響構造を拡大して示したもので、４０は回路基板、４１は集音するための音処理部であるマイク、４２は二次振動部、４３は防水部材であるシール部、４４は弾性保持部材であるヨーク、４５は剛性振動部材である二次振動板、４６は中間部材である中間ケース、４６１は開口部、４７は密閉された防水空間、４８は通路である。

この実施形態４は、前述した実施形態３とほぼ同様の構成であって、筐体１の前ケース１０１に形成した円形の開口部１１１に二次振動部４２をインサート成形した点が異なる。
すなわち、筐体１の前ケース１０１の開口部１１１に、二次振動部４２の二次振動板４５を保持したヨーク４４の外周部のシール部４３をインサート成形により一体としたものである。

以上、実施形態４の防水マイク部４の防水音響構造によれば、前述した実施形態３と同様の作用効果が得られることに加えて、ヨーク４４外周部のシール部４３が単体でシール性を持つことができ、確実に防水できるとともに、シール部の圧縮によるシール反力に耐える構造が不要となるため、構造のコンパクト化が可能となる。

なお、防水レベルが低ければ、中間ケース４６の削除も可能である。

（実施形態５）
図１０は実施形態５として防水マイク部４の防水音響構造を拡大して示したもので、１４６は筒部、１４７は密閉された防水空間、１４８は通路である。

この実施形態５は、前述した実施形態４とほぼ同様の構成であって、中間ケース４６を削除して、筐体１の前ケース１０１に形成した円形の開口部１１１にインサート成形した二次振動部４２に筒部１４６を一体化した点が異なる。
すなわち、筐体１の前ケース１０１の開口部１１１にインサート成形により一体とした、二次振動部４２の二次振動板４５を保持したヨーク４４の外周部のシール部４３に連続して、マイク４１の外周に密着する筒部１４６を一体に形成したものである。

この筒部１４６により、マイク４１の振動板と二次振動部４２との間に密閉された防水空間１４７が形成される。
そして、筒部１４６には通路１４８を形成しておく。

以上、実施形態５の防水マイク部４の防水音響構造によれば、前述した実施形態４と同様の作用効果が得られることに加えて、防水レベルが低ければ、中間ケースの削除も可能で、更なる構造のコンパクト化が可能となる。

（変形例）
以上の実施形態において、防水スピーカ部の防水音響構造はマイクにも適用可能であり、また、防水マイク部の防水音響構造はスピーカにも適用可能である。

(他の変形例)
なお、以上の実施形態においては、携帯電話としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＤＡ、ノートパソコン、ウェアラブルパソコン、電卓、電子辞書などの機器すべてに用いることができる。
また、防水音響構造部の形状は、実施形態の円形に限らず、楕円形、四角形、三角形、その他どのような形状であってもよい。
さらに、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成を示すもので、携帯電話を正面側から見た斜視図である。 図１の携帯電話を裏面側から見た斜視図である。 実施形態１を示すもので、図２のスピーカ部の防水音響構造を拡大して示す断面斜視図である。 図３の構成部品の分解斜視図である。 実施形態２を示すもので、スピーカと二次振動部の分解断面図である。 実施形態３を示すもので、マイク部の防水音響構造を拡大して示す断面斜視図である。 図６の構成部品の分解斜視図である。 実施形態４を示すもので、図１のマイク部の防水音響構造を拡大して示す断面斜視図である。 図８の構成部品の分解斜視図である。 実施形態５を示すもので、マイク部の防水音響構造を拡大して示す断面斜視図である。

符号の説明

１ 防水筐体
１１ 開口部
１２ 円筒部
１３ 内方突起
１５ 開口部
１６ 円筒部
２ 防水表示部
３ 防水操作部
４ 防水マイク部
４０ 回路基板
４１ 集音するための音処理部
４２ 二次振動部
４３ 防水部材
４４ 弾性保持部材
４５ 剛性振動部材
４６ 中間部材
４６１ 開口部
４７ 密閉された防水空間
４８ 通路
５ 防水スピーカ部
５１ 発音するための音処理部
５２ 二次振動部
５３ 防水部材
５４ 弾性保持部材
５５ 剛性振動部材
５６ 中間部材
５７ 密閉された防水空間
５８ 通路
５９ 通路
６ 防水コネクタ
７ 防水マイク部
７０ 回路基板
７１ 集音するための音処理部
７２ 二次振動部
７３ 防水部材
７４ 弾性保持部材
７５ 剛性振動部材
７６ 中間部材
７６１ 開口部
７７ 密閉された防水空間
７８ 通路
１０１ 前ケース
１１１ 開口部
１４６ 筒部
１４７ 密閉された防水空間
１４８ 通路
１５６ 突出部
１５８ 通路

Claims (7)

1. 発音するための音処理部と、
   この音処理部の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材、この防水部材に連結して設けられ共振抑制するための突出形状を有する弾性保持部材、この弾性保持部材に連結して設けられ前記音処理部の上にあって前記音処理部の音により振動する剛性振動部材からなる二次振動部と、を備え、
   前記二次振動部によって、前記音処理部の上に密閉された防水空間を形成し、
   前記音処理部からの音を前記密閉された防水空間を介し前記剛性振動部材に伝達して発音できるようにしたことを特徴とする防水音響構造。
2. 集音するための音処理部と、
   この音処理部の周囲に対向する位置に設けられる弾性部材による防水部材、この防水部材に連結して設けられ共振抑制するための突出形状を有する弾性保持部材、この弾性保持部材に連結して設けられ前記音処理部の上にあって外部の音により振動する剛性振動部材からなる二次振動部と、を備え、
   前記二次振動部によって、前記音処理部の上に密閉された防水空間を形成し、
   前記剛性振動部材からの音を前記密閉された防水空間を介し前記音処理部に伝達して集音できるようにしたことを特徴とする防水音響構造。
3. 前記音処理部と前記二次振動部とにより挟み込まれる中間部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の防水音響構造。
4. 前記中間部材は前記音処理部と一体成形したことを特徴とする請求項３に記載の防水音響構造。
5. 前記密閉された防水空間と筐体内部とを連通する通路を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防水音響構造。
6. 筐体に前記音処理部と対向して形成された開口部に前記防水部材を一体的に設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の防水音響構造。
7. 発音または集音するための音処理部を備える電子機器であって、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の防水音響構造を備えることを特徴とする電子機器。

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