JP5258030B2 - 防水音響構造、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発音または集音するための一次振動板を有する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、非防水の一次振動板を有するスピーカの上部に防水が図られた二次振動板を設けるようにしたものがある（特許文献１参照）。
特開平１１−６９４７２号公報

しかし、特許文献１は、非防水の一次振動板を有するスピーカの上部に防水が図られた二次振動板を設けるようにしたものであるが、その二次振動板上に水滴が残っていた場合には音がびびってしまう恐れがあった。
また、スピーカやマイクの開口部に水が浸入した場合、発音や集音が不可能となる恐れがあった。

本発明の課題は、スピーカやマイクなどの音響装置において、一次振動板を有する音処理部の開口部に水が浸入した場合でも、発音や集音の不良を防止することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、前記可動カバーの周囲に、前記二次振動板との間の前記空間に浸入した水を前記可動カバーの押し込みにより排出させるための排水路を備える防水音響構造を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の防水音響構造であって、前記排水路は、前記可動カバーと、前記可動カバーが可動に組み込まれる開口部を有する上ケースとの間に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、前記可動カバーの中央に開口部が形成されており、前記可動カバーは、押し込まれると前記二次振動板との間の前記空間を減少させ、それにより、前記空間内に侵入していた水を、前記開口部から排出させる防水音響構造を特徴とする。

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、前記可動カバーの開口部は円形の貫通孔であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、前記可動カバーは非弾性部材により形成され、前記可動カバーを前記二次振動板から離間する方向に付勢するスプリングを備える防水音響構造を特徴とする。

請求項６に記載の発明は、発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、前記二次振動板の周囲を保持する突部を有して、前記二次振動板の共振を抑制するためのバックアップ部材と、を備え、前記可動カバーには、前記バックアップ部材の前記突部に重ねて保持された前記二次振動板の周囲の突部に対応する凹部が形成されている防水音響構造を特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１、２、５および６のいずれか一項に記載の防水音響構造であって、前記可動カバーの中央に開口部が形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１から４、６および７のいずれか一項に記載の防水音響構造であって、前記可動カバーは、弾性部材により形成されていて、前記二次振動板から離間した位置に配置されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、発音または集音するための一次振動板を有する音処理部を備える電子機器であって、請求項１から８のいずれか一項に記載の防水音響構造を備える電子機器を特徴とする。

本発明によれば、電子機器で浸水したような場合にあっても、水滴などを簡単に排水することができる。従って、スピーカ、レシーバ、マイクなどでは発音・集音の不良を防止できる。

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は防水レシーバ部、５は防水マイク部、６は防水コネクタ部である。

防水筐体１は上下筐体間にシール構造を持っている。防水表示部２及び防水操作部３は弾性部材による一体成形で防水構造としている。防水レシーバ部４及び防水マイク部５はその音処理部に二次振動板をインサート成形して音響性能を維持しながら防水性を保っている。また、外部との接続は防水コネクタ部６による。
なお、図示例では、一体型携帯電話を示したが、折り畳み式携帯電話やスライド式携帯電話であってもよい。

以下の実施形態では、防水マイク部５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し、防水マイク部５の一次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。そして、防音マイク部５の開口部に水が浸入した場合、簡単に排水することで、発音や集音を可能とするものである。

（実施形態１）
図２は本発明を適用した防水音響構造の実施形態１の構成として図１の防水マイク部５を含む端部を分解して示したもので、１１は下筐体、１２は上筐体、１３は下ケース、１４は上ケース、４１は開口部、４４は排水口、５４は二次振動板、５５はヨーク、５６は可動カバー、５７はスプリングである。

すなわち、防水筐体１は、下筐体１１の上面に上筐体１２をシール構造を介して合体しねじ止めし、さらに、下ケース１３と上ケース１４を爪構造またはねじ止め等により組み付けて構成される。そして、上ケース１４に円形の開口部４１と端部の排水口４４が形成されている。

また、上筐体１２に形成された円形の開口部には、二次振動板５４がその周囲の弾性保持部材であるヨーク５５を介して一体にインサート成形されている。これにより上筐体１２の開口部における防水が図られている。そして、二次振動板５４及びその周囲のヨーク５５の上方に位置する可動カバー５６が設けられている。この可動カバー５６は、非弾性部材により形成され、コイル状のスプリング５７を介して上方に付勢されて、上ケース１４の開口部４１に対し上方へ抜け止めして組み付けられる。なお、スプリング５７はコーン状として、圧縮時の厚み方向寸法の低減を図っている。

図３及び図４は図２の防水マイク部５の組付状態を断面で示したもので、４２は排水路、４３は排水路、５１は基板、５２はマイク、５３は筒状ケースである。

すなわち、上ケース１４内には、開口部４１周囲に環状溝による排水路４２が形成されるとともに、この排水路４２と前記排水口４４とを繋ぐ直状溝による排水路４３が形成されている。そして、下筐体１１内には、基板５１上の音処理部であるマイク５２と、このマイク５２を囲む筒状ケース５３が配置されている。

筒状ケース５３は、上面部中央に貫通する複数の円形小孔による開口部５３１を形成して、上面部周囲に上方に突出する環状の突部５３２を形成する一方、周面部の上部に貫通する放射状の通路５３３を形成している。この筒状ケース５３の上面部は、二次振動板５４とその周囲のヨーク５５に外力が作用した際のバックアップ構造部となっている。

そして、二次振動板５４周囲のヨーク５５は、筒状ケース５３上面部の突部５３２に重なる環状の突部５５２を有している。このヨーク５５の上方に湾曲した環状の突部５５２によって、二次振動板５４の共振が抑制される。

また、可動カバー５６は、中央部に貫通する円形の開口部５６１を形成して、下面部周囲に、筒状ケース５３の突部５３２に重なるヨーク５５の突部５５２に対応する環状の凹部５６２を形成する一方、外周部にフランジ５６３を形成している。このフランジ５６３により、上ケース１４の開口部４１に対する上方へ抜け止めがなされる。

以上において、上筐体１２の円形の開口部に二次振動板５４の周囲のヨーク５５が一体に成形されていることによって、外部との気密が保たれた確実な防水構造となっている。

そして、マイク５２の一次振動板と二次振動板５４との間には、筒状ケース５３の上面部に形成した複数の小孔による開口部５３１を介して連通する密閉された防水空間が形成されている。さらに、マイク５２の一次振動板の外周部に、筒状ケース５３の放射状の通路５３３が位置している。従って、マイク５２の一次振動板と二次振動板５４との間の密閉された防水空間において、温度で変動する空気に対して、通路５３３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、実施形態の防水マイク部５の防水音響構造によれば、一次振動板を有するマイク５２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５５と、このヨーク５５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５４を設けているため、集音が効率的に行える。
さらに、筒状ケース５３の上面部を二次振動板５４に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。

しかも、二次振動板５４の上にあってその二次振動板５４との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバー５６及びスプリング５７を備えているので、携帯電話が浸水したような場合に、可動カバー５６の中央部に貫通する円形の開口部５６１から内部の二次振動板５４及びその周囲のヨーク５５上に浸入した水滴などを簡単に排水することができる。

すなわち、図５から図６に示すように、可動カバー５６をスプリング５７の付勢に抗して指先で下方に押し込むと、可動カバー５６の中央の開口部５６１周囲の下面が二次振動板５４の上面に密着して、その間に浸入した水が内周側及び外周側に移動する。
そして、内周側に移動した水は、図６に矢印で示したように、中央の開口部５６１から上方の外部に排出される。

また、外周側に移動した水は、筒状ケース５３上面部の環状の突部５３２に重なったヨーク５５の環状の突部５５２に移動し、その突部５５２上に可動カバー５６の下面部周囲の環状の凹部５６２が密着して、その間の水がさらに環状の突部５５２の外周側に移動する。
そして、可動カバー５６の周囲において、上筐体１２の開口部周囲上面に、可動カバー５６周囲のフランジ５６３がフラット状に弾性変形したスプリング５７を介して重なることで、図６に矢印で示したように、上ケース１４の開口部４１周囲の環状溝による排水路４２に移動する。

こうして、排水路４２に移動した水は、さらに、直状溝による排水路４３を通り上ケース１４端部の排水口４４から外部に排水される。
以上の可動カバー５６の押し込みを水がなくなるまで何回か繰り返す。
従って、マイク５２の集音の不良を防止できる。

また、環状溝による排水路４２に排出された水は、筒状ケース５３上面部の環状の突部５３２に重なったヨーク５５の環状の突部５５２の存在によって、その内周側への浸入を阻止される。

なお、実施形態１では、可動カバー５６の中央部の開口部５６１に関し、図３・図４で一様な径の開口部５６１として、図５・図６で上方に径が大きく変化していく開口部５６１としたが、いずれを採用しても良い。

（実施形態２）
図７及び図８は本発明を適用した防水音響構造の実施形態２の構成として図１の防水マイク部５を示したもので、前述した実施形態１と同様、１１は下筐体、１２は上筐体、１３は下ケース、１４は上ケース、４１は開口部、４２は排水路、４３は排水路、４４は排水口、５１は基板、５２はマイク、５３は筒状ケース、５３１は開口部、５３２は突部、５３３は通路、５４は二次振動板、５５はヨーク、５５２は突部であって、５８は可動カバー、５８１は開口部、５８２は凹部、５８３はフランジ、５８４は排水路である。

実施形態２では、前述した実施形態１で非弾性部材による可動カバー５６及びスプリング５７を用いていたのに代えて、可撓性を具備する柔軟な弾性部材による可動カバー５８を用いる点が相違するため、以下では、弾性部材による可動カバー５８の構成について説明し、他の部材の構成については前述した実施形態１と同様につきその説明を省略する。

すなわち、可動カバー５８は、可撓性を具備する弾性部材により形成され、実施形態１の非弾性部材による可動カバー５６と同様、中央部に貫通する円形の開口部５８１を形成して、下面部周囲に、筒状ケース５３の突部５３２に重なるヨーク５５の突部５５２に対応する環状の凹部５８２を形成する一方、外周部にフランジ５８３を形成している。
そして、フランジ５８３の下面には、放射状に複数（図８では十字方向に４本）の溝による排水路５８４が形成されている。なお、フランジ５８３下面は上筐体１２の開口部周囲上面に重なっている。

以上、実施形態２の防水マイク部５の防水音響構造によっても、二次振動板５４との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする弾性部材による可動カバー５８を備えているので、実施形態１と同様、携帯電話が浸水したような場合に、弾性部材による可動カバー５８の中央部に貫通する円形の開口部５８１から内部の二次振動板５４及びその周囲のヨーク５５上に浸入した水滴などを簡単に排水することができる。

すなわち、図９から図１０に示すように、可動カバー５８をその弾性力により指先で下方に押し込むと、可動カバー５８の中央の開口部５８１周囲の下面が二次振動板５４の上面に密着して、その間に浸入した水が内周側及び外周側に移動する。
そして、内周側に移動した水は、図１０に矢印で示したように、中央の開口部５８１から上方の外部に排出される。

また、外周側に移動した水は、筒状ケース５３上面部の環状の突部５３２に重なったヨーク５５の環状の突部５５２に移動し、その突部５５２上に可動カバー５８の下面部周囲の環状の凹部５８２が密着して、その間の水がさらに環状の突部５５２の外周側に移動する。
そして、図１０に矢印で示したように、可動カバー５８周囲のフランジ５８３下面の放射状の溝による排水路５８４を通って、上ケース１４の開口部４１周囲の環状溝による排水路４２に移動する。

こうして、排水路４２に移動した水は、さらに、直状溝による排水路４３を通り上ケース１４端部の排水口４４から外部に排水される。
以上の可動カバー５８の押し込みを水がなくなるまで何回か繰り返す。
従って、マイク５２の集音の不良を防止できる。

なお、その他の作用効果については、前述した実施形態１と同様につきその説明を省略する。
また、実施形態２では、上ケース１４と可動カバー５８を別体としたが、上ケース１４が柔軟な弾性素材であれば可動カバー５８を上ケース１４と一体構造としてもよい。

（変形例）
以上の実施形態において、防水マイク部の形状は円形に限らず、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。
また、音処理部としては、マイクの他、レシーバ、スピーカでもよい。
さらに、音処理部は小型のものに限らず、例えば大型スピーカであってもよく、屋外用のスピーカなどに用いてもよい。
また、バックアップ構造を備えず、平面の音響部であってもよい。
さらに、可動カバーは蛇腹部分を設けて弾性を持たせた構造であってもよい。

（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、電子辞書などの電子機器すべてに用いることができる。
また、各部の材質や形状等も任意であり、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、携帯電話を示した斜視図である。 本発明を適用した防水音響構造の実施形態１の構成を示すもので、図１の防水マイク部を含む端部の分解斜視図である。 図２の防水マイク部の組付状態を示した縦断側面図である。 図３の左端部から見た斜視図である。 図３の防水マイク部の上半部を示した図である。 図５の可動カバーの押し込み時を示した図である。 本発明を適用した防水音響構造の実施形態２の構成を示すもので、図１の防水マイク部の組付状態を縦断面で示した斜視図である。 図７の矢印Ｘ方向から可動カバー及びその周囲を示した斜視図である。 図７の防水マイク部の上半部を示した縦断面図である。 図９の可動カバーの押し込み時を示した図である。

符号の説明

１ 防水筐体
２ 防水表示部
３ 防水操作部
４ 防水レシーバ部
５ 防水マイク部
６ 防水コネクタ部
１１ 下筐体
１２ 上筐体
１３ 下ケース
１４ 上ケース
４１ 開口部
４２ 排水路
４３ 排水路
４４ 排水口
５１ 基板
５２ 音処理部
５３ バックアップ部材
５３１ 開口部
５３２ 突部
５３３ 通路
５４ 二次振動板
５５ 弾性保持部材
５５２ 突部
５６ 可動カバー
５６１ 開口部
５６２ 凹部
５６３ フランジ
５７ スプリング
５８ 可動カバー
５８１ 開口部
５８２ 凹部
５８３ フランジ
５８４ 排水路

Claims (9)

1. 発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、
   この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、
   この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、
   前記可動カバーの周囲に、前記二次振動板との間の前記空間に浸入した水を前記可動カバーの押し込みにより排出させるための排水路を備えることを特徴とする防水音響構造。
2. 前記排水路は、前記可動カバーと、前記可動カバーが可動に組み込まれる開口部を有する上ケースとの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防水音響構造。
3. 発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、
   この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、
   この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、
   前記可動カバーの中央に開口部が形成されており、
   前記可動カバーは、押し込まれると前記二次振動板との間の前記空間を減少させ、それにより、前記空間内に侵入していた水を、前記開口部から排出させることを特徴とする防水音響構造。
4. 前記可動カバーの開口部は円形の貫通孔であることを特徴とする請求項３に記載の防水音響構造。
5. 発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、
   この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、
   この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、を備え、
   前記可動カバーは非弾性部材により形成され、
   前記可動カバーを前記二次振動板から離間する方向に付勢するスプリングを備えることを特徴とする防水音響構造。
6. 発音または集音するための一次振動板を有する音処理部と、
   この音処理部の上にあって防水して設けられ前記音処理部または外部の音により振動する二次振動板と、
   この二次振動板の上にあって当該二次振動板との間に形成される空間を外力の作用の有無によって可変とする可動カバーと、
   前記二次振動板の周囲を保持する突部を有して、前記二次振動板の共振を抑制するためのバックアップ部材と、を備え、
   前記可動カバーには、前記バックアップ部材の前記突部に重ねて保持された前記二次振動板の周囲の突部に対応する凹部が形成されていることを特徴とする防水音響構造。
7. 前記可動カバーの中央に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１、２、５および６のいずれか一項に記載の防水音響構造。
8. 前記可動カバーは、弾性部材により形成されていて、前記二次振動板から離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項１から４、６および７のいずれか一項に記載の防水音響構造。
9. 発音または集音するための一次振動板を有する音処理部を備える電子機器であって、
   請求項１から８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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