JP6382648B2

JP6382648B2 - 音響構造

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Publication number: JP6382648B2
Application number: JP2014176941A
Authority: JP
Inventors: 隼介丸尾
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2034-09-01
Also published as: JP2016052027A

Description

本発明は、電子機器の音響構造、特に、防水や防塵等の保護性能を必要とする電子機器の音響構造に関する。

屋外で利用する無線の音声通信装置等では、防水や防塵等の保護性能が必要とされる。特許文献１に記載の構造では、マイクロホンが筐体内部に配置されている。マイクロホンの集音面と対向する筐体の壁には、集音用の孔が設けられている。

マイクロホンの集音面には、防水性を有する保護フィルムが配置されている。保護フィルムは、マイクロホンの集音面に密着している。

特開２００１−２９８７８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の音響構造では、筐体の外部から集音用の孔に異物（例えば、枝等の細長い物体や砂埃等）が突き刺さると、異物が保護フィルムおよびマイクロホンの集音面に接触することがある。これにより、保護フィルムおよびマイクロホンの集音面が破損してしまう可能性がある。

したがって、本発明の目的は、外部の異物に対する保護性能を向上させた音響構造を提供することにある。

この発明の音響構造は、筐体、この筐体に内蔵され筐体の壁に近接する面が放音面または集音面である音響素子と、筐体における音響素子が近接する壁の内面と外面とを挿通する音響通路と、音響素子と壁の内面との間に狭持された平膜状の保護部材と、を備える。音響通路は、壁の内面から壁内に凹む第１凹部と、壁の外面から壁内に凹む第２凹部と、第１凹部と第２凹部とを連通して、第１凹部から第２凹部に向かう経路が屈曲するように配置されてなる屈曲部と、を備える。

この構成では、音響通路が壁内で屈曲するので、異物が外部から筐体内に入り込むことを抑制できる。

また、この発明の音響構造では、保護部材は、防水性、撥水性および防塵性の少なくとも１つを有する保護シートと、保護シートにおける音響素子の側に配置され、放音面または集音面を囲む枠状の第１接着シートと、保護シートにおける壁の側に配置され、音響通路を囲む枠状の第２接着シートと、を備える。

この構成では、保護部材を音響素子と壁との間に密着して配置でき、防水、撥水および防塵のうち少なくとも１つの関する保護性能をさらに向上させることができる。

また、この発明の音響構造では、音響通路は、外面および内面に沿って細長い開口を有し、細長い開口の細長い方向に対して直交する方向に間隔を空けて複数個設けられている。第２接着シートは、複数の音響通路の第１凹部をそれぞれ個別に囲む。

この構成では、保護性能を維持しながら、放音（または集音）に必要な開口面積を大きくでき、音響特性をさらに向上させることができる。また、保護シートに音が当たっても、音響通路の第１凹部をそれぞれ個別に囲む第２接着シートによって保護シートが振動することを抑制でき、音響特性をさらに向上することができる。

また、この発明の音響構造では、第１接着シートおよび第２接着シートの少なくとも１つは、弾性体である。

この構造では、音響素子を筐体の壁に押しつけて固定することが可能になり、当該固定構造を用いることで、さらに保護性能を高めることができる。

また、この発明の音響構造では、筐体と、該筐体に内蔵され、筐体の壁に近接する面が放音面または集音面である音響素子と、筐体における音響素子が近接する壁の内面と外面とを挿通する音響通路と、音響素子と壁の内面との間に狭持された平膜状の保護部材と、筐体の前記外面に装着され、音響通路の外面側の開口領域の周囲を少なくとも部分的に囲む立設壁を含む支持具と、筐体と支持具とによって保持され、外面に直交する方向に視て音響通路と重なるように配置された装着具と、を備える。

この構成では、装着具および支持具の立設壁によって、音響通路が外部に直接露出することを防止できる。すなわち、異物が外部から筐体内に入り込むことを防止できる。

この構成では、保護部材を音響素子と壁との間に密着して配置でき、防水、撥水および防塵の少なくとも１つに関する保護性能をさらに向上させることができる。

また、この発明の音響構造では、音響素子と筐体との間に配置された弾性体の保持部材を、備える。

この構成では、音響素子が集音面以外から振動を受けること、音響素子の振動が放音面以外から筐体に伝搬することを抑制できる。これにより、音響特性をさらに向上させることができる。

この発明によれば、外部の異物に対する保護性能を有する音響構造を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る音響構造を有する無線通信装置の分解斜視図本発明の第１の実施形態に音響構造を実現する筐体の内壁面の一部を拡大して平面視した平面図本発明の第１の実施形態に係る音響構造を実現する筐体の外面の一部を拡大して平面視した平面図本発明の第１の実施形態に係る音響構造を説明するための側面断面図本発明の第２の実施形態に係る音響構造を有する無線通信装置の外観斜視図本発明の第２の実施形態に係る音響構造における筐体の内側の部分に関する分解斜視図本発明の第２の実施形態に係る音響構造を説明するための断面図本発明の実施形態に係る音響構造の変形例を説明するための側面断面図

本発明の第１の実施形態に係る音響構造について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る音響構造を有する無線通信装置の分解斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に音響構造を実現する筐体の内壁面の一部を拡大して平面視した平面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る音響構造を実現する筐体の外面の一部を拡大して平面視した平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る音響構造を説明するための側面断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る音響構造１０は、音響素子１１、回路基板１２、保護シート（撥水シート）１３、第１接着シート１４、第２接着シート１５、筐体１６を備える。保護シート１３は、本実施形態では撥水シート１３からなるが、これに限定されるものではなく、例えば、防水シートあるいは防塵シートであってもよい。

音響素子１１は、スピーカまたはマイクロホンであり、本実施形態ではスピーカである。音響素子１１は、直方体形状からなり、直方体形状の一面が放音面（なお、マイクロホンの場合は集音面）である。音響素子１１は、放音面と対向する面にピンプローブ型の外部接続用端子を備える。外部接続用端子は、回路基板１２のランド電極に当接されている。この際、外部接続用端子には押圧力が加わっており、これにより、回路基板１２のランド電極に対する接続信頼性が向上する。

筐体１６は、図示していない別の筐体と合わせられることによって、内部空間を有し、該内部空間内に電子回路等が内蔵される電子機器を構成する形状である。より具体的な一例としては、電子機器は、トランシーバ等の無線通信機器である。特に、本実施形態に係る音響構造１０を備える電子機器としては、外部の風雨や砂埃等に曝される環境で用いられるもの（例えば、猟師が使用する無線通信機器等）であり、本実施形態に係る音響構造１０はこのような電子機器に対して、より有用である。

筐体１６は、電子機器の裏面壁となる主たる壁１６０と、この壁１６０に対して直交する方向に立設する側壁を備える。この壁１６０と側壁によって囲まれる領域が電子機器の裏面側の半分の内部空間となる。

筐体１６の内壁面である壁１６０の表面には、音響空間形成用の枠体２０が形成されている。枠体２０は、壁１６０の表面に対して直交する方向に延びるように立設されている。枠体２０は、平面視して矩形であり、長手方向に３つの凹部２１，２２，２３に分かれた構造を有する。凹部２１，２２，２３は、枠体２０の長手方向に沿って、凹部２１を凹部２２と凹部２３で挟むように配置されている。凹部２１，２２，２３は、リブ２５によって区切られている。リブ２５は、枠体２０の内側の壁面から短手方向に突出する形状である。

凹部２１は、平面視した面積が音響素子１１の放音面の面積と略同じであり、凹部２１内に音響素子１１が装着可能な形状である。

凹部２１が形成された領域の壁１６０には、壁１６０の表面（筐体１６の内面）と壁１６０の裏面（筐体１６の外面）と連通する孔からなる音響通路２４が複数設けられている。

図２、図３、図４に示すように、音響通路２４は、第１凹部２４１と、第２凹部２４２と、第１凹部２４１と第２凹部２４２を連通する屈曲部とを備える。第１凹部２４１は、壁１６０の表面から壁１６０内に凹む形状である。第２凹部２４２は、壁１６０の裏面から壁１６０内に凹む形状である。屈曲部は、第１凹部２４１から第２凹部２４２に向かう経路が屈曲するように（本実施形態ではクランク状に屈曲するように）配置されている。

図２、図３に示すように、第１凹部２４１および第２凹部２４２は、平面視して（壁１６０の表面および裏面に直交する方向に視て）、一方向に長く（壁１６０の外面および内面に沿って細長い開口を有し）、これに直交する他方向に短い略長方形の凹部である。第１凹部２４１の長手方向と第２凹部２４２の長手方向は平行である。

図４に示すように、第１凹部２４１と第２凹部２４２は、平面視して、異なる位置に設けられている。より具体的には、第１凹部２４１と第２凹部２４２は、第１凹部２４１および第２凹部２４２の短手方向に沿ってずれた（細長い開口の細長い方向に対して直交する方向に間隔が空いた）位置に設けられている。第１凹部２４１の位置と第２凹部２４２の位置とのずれ量は、必要とされる保護性能（本実施形態では撥水性や防水性）と音響特性とによって適宜設定すればよい。この際、平面視して、第１凹部２４１と第２凹部２４２とが重なる領域は小さい方が好ましい。

この構成により、音響通路２４は途中で屈曲する形状（屈曲部）を有する。そして、壁１６０の外面および内面に対する音響通路２４の開口面積に対して、壁１６０の外側と内側とを壁１６０に直交する方向に直線状に挿通する面積を小さくできる。これにより、所望とする音響特性に必要な開口面積を確保しながら、保護性能を向上させることができる。

音響素子１１は、凹部２１内に配置されている。この際、音響素子１１は、放音面が凹部２１の底面である壁１６０の表面に近接して対向するように配置される。これにより、音響素子１１と音響通路２４の第１凹部２４１は平面視して重なっている。

音響素子１１と凹部２１の底面である壁１６０との間には、撥水シート１３、第１接着シート１４、および第２接着シート１５が配置されている。これらは、凹部２１内において、壁１６０側から、第２接着シート１５、撥水シート１３、第１接着シート１４、音響素子１１の順で配置されている。

第１接着シート１４および第２接着シート１５は、防水性を有する両面粘着テープである。第１接着シート１４および第２接着シート１５は、弾性体であることが好ましい。第１接着シート１４および第２接着シート１５の少なくとも一方が弾性体であればよい。

第１接着シート１４は、中央が開口する枠状である。第１接着シート１４の開口形状は、音響素子１１の放音領域（振動領域）を囲むことが可能な形状である。

第１接着シート１４は、音響素子１１と撥水シート１３との間に配置され、これらに接着している。第１接着シート１４は、音響素子１１の放音面に接着している。この際、第１接着シート１４の開口は、音響素子１１の振動領域と重なっている。

第２接着シート１５は、中央が開口する枠部１５１を備える。また、第２接着シート１５は、枠部１５１の対向する辺同士を接続する中継部１５２を備える。これにより、第２接着シート１５は、２つの開口を有する形状である。第２接着シート１５に設けられる開口の形状は、音響通路２４の第１凹部２４１をそれぞれ個別に囲むことが可能な形状である。

第２接着シート１５は、撥水シート１３と壁１６０の表面との間に配置され、これらに接着している。第２接着シート１５の各開口は、各音響通路２４を構成する第１凹部２４１のそれぞれに重なっている。

音響素子１１、第１接着シート１４、撥水シート１３、および第２接着シート１５は、回路基板１２に抑え込まれるようにして、枠体２０の凹部２１内に固定される。第１接着シート１４および第２接着シート１５は弾性体であるので、このように固定されることで、音響素子１１および撥水シート１３を隙間の生じることなく筐体１６に固定できる。これにより、保護性能を向上させることができる。

以上のように、本実施形態の構成を用いることで、保護性能に優れる音響構造１０を実現できる。さらに、本実施形態の構成では、音響素子１１の放音面が音響通路２４の第１凹部２４１と平面視して重なっているので、音響特性に優れた音響構造１０を実現できる。また、本実施形態の構成では、音の伝搬する経路に、薄い撥水シート１３のみが配置されているので、音響特性の劣化を抑制でき、音響特性に優れた音響構造１０を実現できる。

また、本実施形態の構成では、音響通路２４が一方向に細長い開口を有するので、開口面積を広くでき、さらに音響特性を向上することができる。

また、本実施形態の構成では、撥水シート１３が音響素子１１の放音面から第１接着シート１４の分だけ離間しており、放音面に重なる領域であって第１凹部２４１に重ならない部分が第２接着シート１５の中継部１５２によって壁１６０（筐体１６）に接着している。この構成により、音響素子１１の発する音によって撥水シート１３が振動しても、放音面に接触することを防止できる。これにより、音響特性をさらに向上することができる。なお、第２接着シート１５の中継部１５２は、振動によって撥水シート１３が音響素子１１の放音面に接しない程度に離間できる態様であれば、省略することができる。しかし、第２接着シート１５に中継部１５２を設けることによって、撥水シート１３と音響素子１１との間隔を近くでき、音響構造１０を薄型化することができる。

さらに、本実施形態では、音響素子１１の振動による通気方向が放音面に対して平行な方向である。そして、音響素子１１が配置される凹部２１の両側に凹部２２，２３による空間が設けられている。これにより、音響特性をさらに向上することができる。

次に、第２の実施形態に係る音響構造について、図を参照して説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る音響構造を有する無線通信装置の外観斜視図である。図６は、本発明の第２の実施形態に係る音響構造における筐体の内側の部分に関する分解斜視図である。図７は、本発明の第２の実施形態に係る音響構造を説明するための断面図である。

本実施形態に係る音響構造３０は、筐体４０、支持具６０、および、装着具７０を備える。この音響構造３０を有する電子機器としては、外部の風雨、砂埃、野生動物等に曝される環境で用いられるもの（例えば、猟犬に装着される無線通信機器等）であり、本実施形態に係る音響構造３０はこのような電子機器に対して、より有用である。

筐体４０の壁４６０の表面（筐体４０の内面）には、枠体４１が形成されている。壁４６０における枠体４１の中央領域の底面に当たる部分には、貫通孔４２が複数設けられている。貫通孔４２は、開口形状が長円形である。このような形状とすることで、音響通路の面積を大きくでき、音響特性を向上することができる。

枠体４１の内側には、音響素子５１、保持部材５２、保護シート（撥水シート）５３、第１接着シート５４、第２接着シート５５、および補強フィルム５６が配置されている。これらは、枠体４１内において、第２接着シート５５、撥水シート５３、第１接着シート５４、補強フィルム５６、保持部材５２、音響素子５１の順に配置されている。保護シート５３は、第１の実施形態と同様に、本実施形態では撥水シート５３からなるが、これに限定されるものではなく、例えば防水シートであってもよい。

音響素子５１は、本実施形態ではマイクロホンであり、集音面が壁４６０に対向するように配置されている。この配置によって、集音特性すなわち音響特性を向上させることができる。

保持部材５２は、音響素子５１の集音面に直交する面（外周面）を覆うように配置されている。保持部材５２は、弾性を有する材料からなる。

補強フィルム５６は、例えばプラスチックフィルムであり、中央に開口を有する枠状である。補強フィルム５６は、第１接着シート５４によって接着される撥水シート５３の形状維持強度を高めることができる。なお、補強フィルム５６は、省略することも可能である。

第１接着シート５４および第２接着シート５５は、中央に開口を有する枠状である。第１接着シート５４および第２接着シート５５の開口は、音響素子５１の集音面と略重なっている。

第２接着シート５５、撥水シート５３、第１接着シート５４、および補強フィルム５６は、保持部材５２によって壁４６０の表面に押しつけられて固定されている。保持部材５２は、弾性を有し、枠体４１の内側に押し込まれるように装着される。これにより、第２接着シート５５、撥水シート５３、第１接着シート５４、補強フィルム５６、保持部材５２、音響素子５１は、筐体４０に安定して固定される。これにより、保護性能に優れた音響構造３０を実現することができる。

支持具６０は、筐体４０の壁４６０の外面（筐体４０の裏面）に固定される。この際、支持具６０は、貫通孔４２に重ならないように配置されている。さらに、支持具６０は、貫通孔４２の開口する領域を三方から覆い、壁４６０の外面に直交する方向へ伸長して立設する立設壁を形成するように配置されている。

装着具７０は、ベルトであり、例えば、猟犬の首に巻き付けられる。装着具７０は、支持具６０によって筐体４０に固定される。この際、装着具７０は、筐体４０の壁４６０における貫通孔４２が開口し支持具６０によって囲まれる領域を覆うように配置される。この構成により、図７に示すように、筐体４０の壁４６０、支持具６０による三方の壁（立設壁）、および、装着具７０によって、一面のみで外部に連通する開口空間４０１が形成される。開口空間４０１における外部に連通する面は、貫通孔４２が形成された壁４６０の外面と直交している。

このような構造では、外部からの音は、開口空間４０１に入り、貫通孔４２を介して、音響素子５１で集音される。これにより、音の伝搬経路の途中で屈曲する音響通路を実現することができる。そして、貫通孔４２は、該貫通孔４２が形成された壁４６０の外面に直交する方向から観て、外部に直接露出していない。これにより、さらに保護性能を向上させることができる。また、貫通孔４２が装着具７０によって直接塞がらないので、音響特性の劣化を抑制でき、音響特性に優れる音響構造３０を実現することができる。また、本実施形態の構成では、音の伝搬する経路に、薄い撥水シート５３のみが配置されているので、音響特性の劣化を抑制でき、音響特性に優れた音響構造１０を実現できる。

また、本実施形態の構成では、枠体４１に切り込みを設け、該切り込みに挿嵌するリブを保持部材５２に設けている。この構成を備えることによって、音響構造３０を容易且つ正確に形成することができる。

なお、上述の第１の実施形態では、音響通路２４を構成する第１凹部２４１と第２凹部２４２は、平面視して、異なる位置に設けられている態様を示したが、次に示す構成を用いることによって、平面視して同じ位置設けられていてもよい。図８は、本発明の実施形態に係る音響構造の変形例を説明するための側面断面図である。

音響構造１０’の音響通路２４’は、第１凹部２４１、第２凹部２４２、および中間部２４３を備える。第１凹部２４１と第２凹部２４２は、平面視して同じ位置に設けられている。中間部２４３は、第１凹部２４１、第２凹部２４２に対して、平面視して異なる位置に設けられている。中間部２４３は、第１凹部２４１と第２凹部２４２とを連通している。この中間部２４３と第１凹部２４１とが連通する部分、および、中間部２４３と第２凹部２４２とが連通する部分が屈曲部となる。

このような構成であっても、第１の実施形態と同様に、保護性能を向上させた音響構造を実現することができる。

１０，１０’，３０：音響構造
１１，５１：音響素子
１２：回路基板
１３，５３：撥水シート
１４，５４：第１接着シート
１５，５５：第２接着シート
１６，４０：筐体
２０，４１：枠体
２１，２２，２３：凹部
２４，２４’：音響通路
２５：リブ
４２：貫通孔
５６：補強フィルム
６０：支持具
７０：装着具
１５１：枠部
１５２：中継部
１６０，４６０：壁
２４１：第１凹部
２４２：第２凹部
２４３：中間部
４０１：開口空間

Claims

筐体と、
該筐体に内蔵され、前記筐体の壁に近接する面が放音面または集音面である音響素子と、
前記筐体における前記音響素子が近接する壁の内面と外面とを挿通する音響通路と、
前記音響素子と前記壁の内面との間に狭持された平膜状の保護部材と、を備え、
前記音響通路は、
前記壁の内面から壁内に凹む第１凹部と、
前記壁の外面から前記壁内に凹む第２凹部と、
前記第１凹部と前記第２凹部とを連通して、前記第１凹部から前記第２凹部に向かう経路が屈曲するように配置されてなる屈曲部と、を備え、
前記保護部材は、
防水性、撥水性および防塵性の少なくとも１つを有する保護シートと、
前記保護シートにおける前記音響素子の側に配置され、前記放音面または前記集音面を囲む枠状の第１接着シートと、
前記保護シートにおける前記壁の側に配置され、前記音響通路を囲む枠状の第２接着シートと、を備え、
前記音響通路は、
前記外面および前記内面に沿って細長い開口を有し、
前記細長い開口の細長い方向に対して直交する方向に間隔を空けて複数個設けられており、
前記第２接着シートは、
複数の前記音響通路の第１凹部をそれぞれ個別に囲む、
音響構造。
請求項１に記載の音響構造であって、
前記第１接着シートおよび前記第２接着シートのうち少なくとも１つは、弾性体である、
音響構造。
筐体と、
該筐体に内蔵され、前記筐体の壁に近接する面が放音面または集音面である音響素子と、
前記筐体における前記音響素子が近接する壁の内面と外面とを挿通する音響通路と、
前記音響素子と前記壁の内面との間に狭持された平膜状の保護部材と、
前記筐体の前記外面に装着され、前記音響通路の外面側の開口領域の周囲を少なくとも部分的に囲む立設壁を含む支持具と、
前記筐体と前記支持具とによって保持され、前記外面に直交する方向から視て前記音響通路と重なるように配置された装着具と、
を備える、音響構造。
請求項３に記載の音響構造であって、
前記保護部材は、
防水性、撥水性および防塵性の少なくとも１つを有する保護シートと、
前記保護シートにおける前記音響素子の側に配置され、前記放音面または前記集音面を囲む枠状の第１接着シートと、
前記保護シートにおける前記壁の側に配置され、前記音響通路を囲む枠状の第２接着シートと、
を備える、
音響構造。
請求項３または請求項４に記載の音響構造であって、
前記音響素子と前記筐体との間に配置された弾性体の保持部材を、備える、
音響構造。