JP7079841B2 - 防水型電子デバイスのスピーカから排水させる機能を有する構成要素、及び、防水型電子デバイス - Google Patents

Description

本発明の主題は、防水電子デバイスのスピーカから排水させる機能を有する構成要素である。

本発明の主題は、特に、防水スマートフォンおよび電子デバイス全般のスピーカから排水させる機能を有する親水性および疎水性テクニカル素材から作製される成形された構成要素である。

これまで、携帯電話およびスマートフォンの世界では、水の侵入に高い抵抗を有するデバイスが提供されている。様々な場合において、保護はまた、ＩＰ６７、即ち１ｍの深さで３０分間の浸漬に等しいかより高い保護度によって、完全および長期にわたる浸漬の場合にも保証される。

この水準の性能を得るために、様々な解決策が、デバイスの外部ケーシングの完全な封止のために実施されるが、図１に示され、それぞれ参照ＡおよびＢによって表されるスピーカおよびマイクロフォンといった、音響構成要素の保護を保証することが等しく重要である。

その他ならぬ機能のために、これらの構成要素は、電話機のケーシングにある開口部の必要性を必然的に課し、結果としてこれらの領域にも防水性を備える必要性が生じる。

現在では、マイクロフォンは、特定タイプのメンブレンのような防水音響材料を備えた対応する開口部を保護する必要を課し、それはデバイスの内部ボリュームの完全な封止を維持すると共に、許容可能な音の伝達を保証することが可能である。

スピーカに対しては、状況が全く異なり：実際には、スピーカのダイヤフラムおよび対応するサスペンションのレベルで完全な防水を保証する特別な防水マイクロスピーカが存在する。このようにして、スピーカーの構成要素自体のレベルで保証される防水性のおかげで、あまり保護されず、防水でない、外部開口部（いわゆるサウンドポート）が使用され得る。

典型的には、スマートフォンの外部のサウンドポートは、図２に示したように得られ、ラウンドスピーカＡからなるモジュールの取り付け断面図を示す。外部のサウンドポートＢは、通常、合成モノフィラメントタイプの単純な目の粗いメッシュのテクニカル素材Ｃによって保護されており、それはその軽さおよびオープン構造のおかげで最適な音響性能を利用可能にし、これは防水機能が最奥の構成要素に、即ちスピーカのダイヤフラムＤに委ねられるという事実によって可能になる。

そうすることにより、ＩＰ６７またはＩＰ６８保護度を有する電話機の製造者は、スピーカ前方の全ボリュームＥは、電話機が浸漬されるときはいつでも、外側から来る水Ｆで満たされることを暗黙的に受け入れている。

明らかに、この少量の液体は、スピーカ自体の防水加工のおかげで、デバイスの完全性を危うくしないが、水が侵入した後のスピーカの再使用の瞬間に問題が起こり得る。

通常、エンドユーザは、スピーカのモジュール内部に存在する残留水をサウンドポートから流出させるために、長手方向に何回か勢いよく振動させることが予想されるが、効果は幾分ランダムであり、スピーカは必ずしも直ちにその機能を回復しないため、内部の水が完全に蒸発するか、またはより激しい液体の除去動作を実行するまで、電話機は有効ではないか、または全く使用不可能である。

現在では、本課題は、決定的な解決策を有しておらず、スマートフォンおよび携帯電話デバイスの多数の製造者によって認知される欠点となっている。

一般に、スマートフォンは、すでに図１に示したように、２つの異なるスピーカを備えている。

これらの２つのスピーカは、ＩＰ６７またはＩＰ６８のデバイスの場合には両方とも防水であり、ハンズフリー機能を有するいわゆるラウンドスピーカと、代わりに通常の通話のためにユーザの耳付近に音を放ついわゆるイヤホンである。

ラウンドスピーカについては、これまで、従来技術のすべてのスマートフォンは「サイドファイアリング」の構成を有しており、水平に配置されるラウンドスピーカによって生成される音が側部チャネルを通過して（用語「サイドファイアリング」）、デバイスの底端部付近のサウンドポートから放たれる。

図３は、現行の構造上の解決策を、第一世代の携帯電話に使用されていた図４に示される従来の「リアファイアリング」構成と比較することによって、この概念を例示する。

この歪んだ構成は、たった１０～１５ｍｍ^２の通路断面部を有する長く狭いチャネルを備え、侵入した水の除去の容易さに関していっそうの問題があることは明らかである。水の除去は、典型的なイヤホンの場合にはより単純であり、古いリアファイアリングラウンドスピーカの構成と非常に似た方法で、イヤホンはスピーカのすぐ近くにサウンドポートを有しており；このために、サイドファイアリングラウンドスピーカの構成は、高効率の水の除去をより必要とするものである。

典型的には、スマートフォンのラウンドスピーカのサウンドポートは、３～８の範囲の数で、標準値として５～１５ｍｍ^２の通路の総断面積を有するデバイスの底端部上の一連の穴または開口部によって構成される。図５～８は、従来型スマートフォンのサウンドポートからなる様々な例を示す。

サウンドポートは、通常、合成モノフィラメントベースのメッシュ状の素材を介して保護されており、それは、塵埃およびおそらくは液体の液飛びの侵入に対して効果的であるが、デバイスが浸漬する場合のように圧力下の水の侵入に対しては効果的ではない。

最も一般的な構造上の構成では、合成素材は、図９～１１に例示される抜き打ち部またはダイカット部に組み込まれる。この部分では、保護用合成素材Ａは、電話機の外部ケーシングと内部スピーカモジュールとの間に封止部を提供しながら取り付けられることができるように、二重の両面接着層Ｂがその周囲に沿って設けられている。最も一般的な構成では、ダイカット部は、楕円または矩形の形状を有し、音の出口（図５～８の先の例を参照）の全開口部を覆うように、周囲全体に沿った接着材および著しく細長い楕円形状に従った内部位置にテクニカル素材を有する。典型的には、テクニカル素材の露出領域は、１０×１ｍｍ～１８×２ｍｍの範囲の寸法を有する。

ＩＰ６７の防水デバイスに関して、よくあることだが、偶発的な浸漬の後に電話機を回復させるとき、水の放出に対して非常に大きな困難を引き起こすのは、まさにダイカット部分である。実際には、ダイカット部で取り付けられるテクニカル素材は、水の侵入に対してある程度の抵抗を示し、そのため、デバイスを手動で振動することによって生じる過度の圧力は、必ずしも液体がダイカット部を越えて流れ出るのに十分というわけではない。

携帯電話を使用するために、合成モノフィラメントベースのテクニカル素材は、通常、２０～２００μｍのサイズのメッシュ開口部に利用可能であり、おそらく疎水性の表面処理によって利用可能で、それは、液飛びには抵抗するが、浸漬には抵抗せず；実際、これら材料の場合には、侵入圧力は、ＩＰ６７の証明に必要な１ｍの水柱に決して到達はしない。

一般的な方法ではないが、スピーカモジュールからの排水を改善するために、親水性の表面処理を施したモノフィラメントベースのテクニカル素材を代わりに使用することができ、水の侵入圧力をほぼゼロにすることで、デバイスの最小の動作によってでさえ水を自発的に流出させる可能性がある。

この仮説は、理論的には有効であるが、図１２の断面図に例示されるスピーカモジュールの特殊な構成のために実際には利用できない。実際には、水は、スピーカの前方にあるボリューム（前方ボリューム）および放音チャネルを含む塞がれたボリュームＡ内に閉じ込められる。このボリュームは、ダイカット部Ｂ、スピーカの防水ダイヤフラムＣ、およびスピーカモジュールを定める固定壁Ｄの間に限定される。

デバイスの浸漬の後、上記のボリュームＡ全体が水で満たされる可能性があり、ダイカット部を通して水の流出を引き起こすことで、排水させることが必要となる。

知られているように、閉鎖空間から液体を排出するためには、放出された水の代わりに、その中に空気を導入することが必要である。図１３に示すように、ダイカット部Ａを通して、水の流出（流れＣ）を保証するために空気が侵入する（流れＢ）ことが必要である。

正確には、この状況で、ダイカット部内での親水性素材の使用に由来する障害が現れる。実際には、この素材は定義上非常に濡れ性があって、水の膜によって即座に覆われることになり、実際には、水の膜が素材自体のメッシュを通して空気の通路を妨害し、その結果、水が出ることさえ容易でなくなる。ゆえに、ＩＰ６７のデバイスのダイカット部に親水性素材を使用することは、浸漬の後に内部に残る水の排水に対する寄与を非常に小さくする。

実際の実験によって、前述のことが実証され、「実際の実施態様：実験結果の事例」に記載されている。

結論として、表面処理のないテクニカル素材で作製されているダイカット部の場合、または疎水性テクニカル素材で作製されているダイカット部の場合、または親水性テクニカル素材で作製されているダイカット部の場合のいずれについても、スピーカモジュールから排水させる際の実質的な利点はない。親水性素材の場合は、原理としては、利点を提供することができるが、実際には、閉鎖ボリュームに関連する禁忌が、その使用を著しく制限する。

米国特許出願公開第２０１６／０３７２４３号明細書（特許文献１）は、音響デバイスへの液体および／または他の材料の侵入を妨げるメッシュおよび／または他の構造体で覆われたサウンドポートを記載している。保護部分によって分離されるケーシングの２つ開口部は、保護部分がサウンドポートを覆うような方法で、サウンドポートに連結されている。このようにして、液体が開口部のうち１つに侵入するときに、保護部分は、メッシュ上の液体の圧力を減らすように、液体をメッシュから遠くに導くことができる。メッシュ表面およびサウンドポートの他の素子は、疎水性および／または親水性コーティング材によってコーティングすることができる。しかしながら、上記で示されたように、疎水性コーティングがあるだけでは、排水を制限するのに対して、親水性コーティングの付加は、実際には、排水に有利にはたらくというわけではない。

国際公開第２０１７／０６０７６５号（特許文献２）は、少なくとも１つの音響機能を備えた電子デバイス全般のスピーカおよびマイクロフォンへの利用のために、および、その中に侵入する可能性のある水および固体粒子からの電子デバイスの保護のために、精密素材からなる２つの層を連結して二重のテキスタイル構造を提供するための方法を記載している。当該方法は、当該素材の２つの層のうち少なくとも１つの合成モノフィラメントに吹き付けられる接着材料を介して２つの層を組み合わせることを含む。

国際公開第２０１０／１２２５５６号（特許文献３）は、平坦なラウンドスピーカの成形加工を含む平坦なラウンドスピーカを製造するための方法を記載しており、それは、第１の主要面および第２の主要面を有するマイクロスピーカからなる少なくとも１つのアレイを含み；２つの表面のうちの少なくとも１つは、音響圧力波に透過的なポリマーの気密薄膜を備えたコーティング要素によって覆われている。

中国特許実用新案第２０４９９３７４０号明細書（特許文献４）は、音響モジュール用のカバーを記載しており、それは疎水性の特性を有する外部に面する側面を備えている。

現在まで、ＩＰ６７またはＩＰ６８の等級の防水型電話機のスピーカモジュールから効率的に脱水する課題は、ほとんどが未解決のままである。

米国特許出願公開第２０１６／０３７２４３号明細書 国際公開第２０１７／０６０７６５号 国際公開第２０１０／１２２５５６号 中国特許実用新案第２０４９９３７４０号明細書

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を克服する防水型電子デバイスのスピーカから排水させる機能を有する構成要素を提供することである。

本構成において、本発明の目的は、スピーカモジュールの出力部に配置されるテクニカル素材から作製される構成要素を提供することであり、典型的には、外部ケーシング上のサウンドポートに対応している位置に、周囲に沿って接着封止部を備えたダイカット部の形態で設けられている。

上記および他の目的は、以下でより明らかになり、防水型電子デバイスのスピーカから排水させる機能を有する構成要素によって達成され、それは異なる濡れ性を備えた領域を有する合成テクニカル素材を含むことを特徴としている。

本発明は、スピーカモジュールの出力部にセットされたテクニカル素材から作製される構成要素に関し、典型的には、外部ケーシング上のサウンドポートに対応している位置に、周囲に沿って接着封止部を備えたダイカット部の形態で設けられている。

本技術革新は、全く同一の構成要素に、親水特性を有するテクニカル素材を備えた通路断面部および疎水性材料を備えた通路断面部の両方を有することにある。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面において非限定的な実施例として示される本発明の排他的でないが好ましい実施形態の説明からより明らかになる。

従来型スマートフォンを示す斜視図である。 ＩＰｘ７以上の保護度を備えた防水性のある従来型スマートフォンの断面図であり、防水スピーカが設置される領域を示している。 サイドファイアリングを構成した従来型スマートフォンの断面図である。 リアファイアリングを構成した従来型スマートフォンの断面図である。 従来型スマートフォンのサウンドポートからなる様々な例を示す。 従来型スマートフォンのサウンドポートからなる様々な例を示す。 従来型スマートフォンのサウンドポートからなる様々な例を示す。 従来型スマートフォンのサウンドポートからなる様々な例を示す。 サウンドポートを保護するためのダイカット部を備えた従来型スマートフォンの断面図である。 従来型ダイカット部の正面図である。 従来型ダイカット部の横断面図である。 スピーカモジュールの領域における仮想の従来型スマートフォンの断面図である。 サウンドポートを保護するためのダイカット部を備えた従来型スマートフォンの断面図であり、水を排出するための望ましい挙動を示している（これは理想的条件であるが、従来技術による解決策では達成されていない本発明の目的である）。 スマートフォンのディスプレイに平行な平面おけるスマートフォンの部分断面図であり、スマートフォンにおける本発明の構成要素がその主寸法の方向に切断されている。 一般的なスマートフォンのサイドファイアリング型ラウンドスピーカのサウンドポートからなる正面図であり、その奥に本発明による構成要素が設置されている。 サウンドポートの穴の異なる可能な形状を備えたスマートフォンを示し、その奥に本発明による構成要素が利用されている。 サウンドポートの穴の異なる可能な形状を備えたスマートフォンを示し、その奥に本発明による構成要素が利用されている。 サウンドポートの穴の異なる可能な形状を備えたスマートフォンを示し、その奥に本発明による構成要素が利用されている。 サウンドポートの穴の異なる可能な形状を備えたスマートフォンを示し、その奥に本発明による構成要素が利用されている。 本発明による構成要素の実施形態の一実施例の正面図である。 先の図の構成要素の断面図である。 先の図の構成要素の分解図である。 本発明による構成成分の実施形態のさらなる実施例の正面図である。 先の図の構成要素の断面図である。 一般的なスマートフォンのサイドファイアリング型ラウンドスピーカのポートからなる正面図であり、２つの開口部が互いから離れており、その奥に図２３および２４による構成要素が設置されている。 曲面に従って配置された本発明による構成要素を示しているスマートフォンの部分的な断面図である。 構成要素を強制的に水で満たし、その後にそれを振動することで排出させることによって得られた実験結果を示しているグラフを示す。 構成要素を強制的に水で満たし、その後にそれを振動することで排出させることによって得られた実験結果を示しているグラフを示す。 本発明のさらなる態様による素材によって構成される構成要素の断面図である。 ダイカット部の断面図である。 たった１つのサウンドポートを備えたダイカット部に取り付けられたときの、本発明の素材の動作原理を示す。 単一のサウンドポートの場合の、図１９のスマートフォンの変形例を示す。 図３２のスマートフォンと互換性がある、先の図２０および３０の変形例を示す。 図３２のスマートフォンと互換性がある、先の図２０および３０の変形例を示す。 図３３および３４のダイカット部に取り付けられ、図３２のスマートフォンに設置した素材の動作原理を示す。 構成要素を強制的に水で満たし、その後にそれを振動することで排出させることによって得られた実験結果を示しているグラフを示す。 本発明の構成要素を強制的に水で満たし、その後にそれを振動することで排出させることによって得られた実験結果を示しているグラフを示す。

特に図１４～２８の参照番号に関して、本発明による構成要素は、全体的には参照番号１によって表され、サウンドポートの開口部でスマートフォン２に挿入される。

図１４は、そのディスプレイに平行な平面に従って断面図が描かれる図におけるスマートフォンのサウンドポート領域を示しており、そこで構成要素１のその主寸法の方向の断面図が描かれている。

本発明によれば、構成要素１は、２つ以上の開口部を有するダイカット部であり（示された図の場合は４つ）、両面テープからなる連続領域で互いから隔離され、異なる表面処理を施した保護素材を備えている。

これらのうち、参照番号３によって表される１つまたは複数の開口部は親水性のテクニカル素材を備えているのに対して、参照番号４によって表される１つまたは複数の開口部は疎水性の特性を有するテクニカル素材によって保護されている。

このようにして、振動することで水を除去する間、液体は親水性素材を伴った開口部３を通って流出しやすくなるのに対して、疎水性領域４は乾燥した状態を維持し、スピーカモジュール内への空気の侵入を有利にはたらきやすくし、水の流出を著しく有利にする。

この幾何学的構造は、デバイスが１つの穴だけでなく、サイドファイアリングラウンドスピーカのサウンドポート領域に多数の穴を有するすべての場合において可能である。この構成は、現在市販されている大多数のスマートフォンおよびタブレットを含む。

可能な幾何学的形状の実施例が図１６～１９で示されており、それは、親水性素材３が奥で利用されている穴および疎水性素材４が奥で利用されている穴を例示している。

スマートフォンを持つときの人の腕によって行われる通常の動作を考えると、疎水性物質４によって覆われる穴は、液体がその慣性により流れやすくなる領域から最も遠く離れた穴であることが好ましい。典型的には、疎水性領域４は、図１６～１９に示す全ての場合のように、側方に最も外側の位置の一方または両方に配置される。

たとえサウンドポートの穴が複数あったとしても（典型的には３～８）、下にあるダイカット部１は、組み立ての容易さおよび接着剤での適切な封止の理由によりたった１つであることが好ましい。結果的に、本発明によって想定されるように、ダイカット部１は、互いに並んで配置された２つの異なる素材を使用することで、親水性および疎水性機能を備えた通路の領域を、単一部分にて備えており、それは前述の濡れ性または撥水の特性を有する。

通常、問題となっているデバイスの典型的な寸法のような、小さな寸法のダイカット部に並べて素材をセットする構成に、実際に２つの素材を正確に配置することは非常に困難である。

この問題点は、２つの隣接する穴の間のわずかな距離に関連し、それは大多数のデバイスにおいてわずか０．５～１ｍｍである。

本問題を克服するために、本発明は、相互の寸法干渉の問題なしに、２つの異なる繊維材料を使用するために最適化された代替実施形態を想定する。

実際には、ダイカット部は、互いの上部にセットされる５つの層から構成されるものと想定されており：３つの接着層の間にテクニカル素材の２つの層がセットされ、そのうち１つは親水性であり、もう一方は疎水性である。各開口部において、素材のうち１つまたはもう一方は、存在する素材に応じて各サウンドポートにまさに１つの機能(親水性または疎水性のいずれか)を残すように、抜き打ちによってすでに取り除かれている。

図２０は、本発明によるダイカット部１０１の実施形態の一実施例の正面図であるのに対して、図２１はダイカット部１０１の断面図である。

図示のダイカット部１０１を、それぞれ３．５×１．５ｍｍからなる３つの通路断面部を有する三つ組のサウンドポートを備えたスマートフォンに利用し得て、そのうち１つは親水性の特性（水の流出を可能にする）を有するのに対して、他の２つは、疎水性の特性（水の流出を補うために空気の侵入を有利にする）を有する。

図２２は、各種要素の抜き打ちされた形態が強調されるダイカット部１０１の分解図である。

図２０～２２のダイカット部１０１は、０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍの厚みを備えた、通常ＰＳＡ（感圧接着剤）の第１の外部両面接着層１０５を備え、その部分の輪郭を覆い、３つの内部開口部を自由なままにしている。

コーティングまたは他の表面処理を介して得られ、２０～３００μｍのサイズを有するメッシュ開口部を備えた親水性の特性を備えたテクニカル素材１０３ベースの合成モノフィラメント層は、存在する３つの開口部の中で中心の開口部のみを覆うように適切に抜き打ちされる。

中間両面接着層１１５は、第１の外部層１０５のそれと類似の特性を有する。

コーティングまたは他の表面処理を介して得られ、２０～３００μｍのサイズを有するメッシュ開口部を備えた疎水性の特性を備えたテクニカル素材１０４ベースの合成モノフィラメント層は、存在する３つの開口部の中で２つの外側の開口部のみを覆うように適切に抜き打ちされる。

第２の外部両面接着層１２５は、第１の外部層１０５および中間層１１５のそれと類似の特性を有する。

上記の構成は、特定のデバイスのサウンドポートの数および他の通話デバイスの一部の構造、すなわちスピーカモジュールおよび外部ケーシングに従って適応されることができる。

特に、それは、デバイスの外部本体に存在する特定のサウンドポートとのコインシデンスを得るのが必要である場合、ダイカット部１０１内でさらに互いから離れて間隔を置いて配置されるよ、複雑な形態または開口面を有し得る。

例えば、図２３～２５は、２つの開口部のみの場合の用途に適応したダイカット部２０１を示す。

本発明のさらなる態様によれば、参照番号３０１によって表されるダイカット部は、図２６に例示されるように、電話機２の外部ケーシングの構造がそのように必要とする場合、曲面に応じてセットされる。

さらに、ここでは、異なる機能を有する２つの素材を備えたダイカット部を組み付けられるように、他の構造上の解決策が考察される。すでに言及した両面接着材に加えて、接着部およびプラスチックの同時成形が可能であり、前述の構成要素の開口部で当該素材から作製された適切な挿入物の挿入を通じて、２つの素材を支持フレームに、さもなければデバイスの外部ケーシングに、またさもなければプラスチック材料から作製された構成要素の成型工程ですでにスピーカモジュールに組み込むことができる。

スマートフォンのスピーカモジュールの主な排水のための使用に加えて、本発明は、一般に、防水スピーカが存在するすべての領域、例えば電話機のイヤホンもまた利用し得る。

防水スマートフォンに加えて、本発明は、ＩＰ６７／６８の特性を備えかつ防水スピーカを有するすべての防水デバイスに利用し得て、それはスピーカ自体の近くに侵入する水の迅速な排水を必要とする。非網羅的な実施例として、この製品ファミリーには、タブレット、スマートタブレット、ノートブック、ラップトップ、および衛星航法システムの防水版も含まれる。
［実際の実施態様：実験結果の事例］

本明細書において提案される革新的な解決策の利点を検証するために、実験的な試験を２０１７年Ｑ１で製造されたＩＰ６８クラスの市販のスマートフォンから取り出したスピーカモジュールを用いて実施した。

構成要素は、強制的に水で満たされ、続いて振動することで排出させて、液体を取り除くために実施した振動の数の関数として、その重量したがって内部に残る残留水の量を測定した。

図２７および２８は、得られた実験結果を表す２つのグラフを示す。

スピーカモジュールは、このタイプのデバイスにとって典型的な寸法を有しており、スピーカの前方に約１４０ｍｍ^３の自由なボリュームを有し、ダイカット部に対応する位置に１０×１．６ｍｍの通路断面部を備えた音響チャネルを有する。そのうえ、この位置の前方では、デバイスの外部本体に３×１．６ｍｍの大きさの３つの楕円開口部がある。

試験は、ダイカット部の３つの異なる実施形態を用いて繰り返され、すべて、５５本のフィラメント／ｃｍおよび６４μｍのフィラメント径を備えた、同一の幾何学的形状を有するポリエステルモノフィラメントのテクニカル素材をベースとした。

その代わりとして、表面処理は、後述するような変更が加えられた。

第１の試験では、疎水性または親水性の特性がなく、コーティングしていない標準的なテクニカル素材が使用され、この選択したものは、通常、大量のスマートフォン製造に利用される。

第２の試験では、ダイカット部は親水性のテクニカル素材と一体的に得られた。これは、より効果的な水の除去のための取り得る改善に相当する。

第３の試験は、本発明に関し：ダイカット部を、通路面の３分の２にわたって露出された親水性素材を維持したのに対して、残り部分を、排水を容易にする空気の流入を促進するために疎水性素材によって覆うことによって形成した。

その代わりとして、完全に疎水性の素材に代わるもので試験を行わなかったことに注意すべきであり、その性質上、その素材は水の排水に関しては明らかに悪い。

図２７および２８のグラフから分かるように、本発明は、スピーカモジュールの排出速度を最大にし、そこで、任意の排出サイクル数に対して、常にその他の２つの場合よりも少ない残留水の量が見い出されている。

さらに、上記の優れた結果は、スピーカモジュールのポリマー材料の親水性が低く、モジュール自体の中に入れた水が少量であった場合、さらに良好であったことに留意すべきである。この意図での最適化は、本発明の理想的な機能を保証するであろうが、それは、今でさえも、従来技術において実在しているもの（標準なテクニカル素材）、または、近い将来実在する可能性があるもの（ダイカット部の全表面を覆った親水性のテクニカル素材）よりも良好な排出および排水能力を示す。

防水スマートフォンおよび電子端末は、長時間水中に沈んだとしても何の問題もなく耐えることが可能であるが、それらが水から取り出されるときに、それらのスピーカが外部ボリュームで浸水し、ほぼ完全に音響機能を失ってしまう。

通常は許容できない多くの時間の自然乾燥をさせた後にのみ、この能力が回復することになる。その結果として、デバイスを勢いよく振動することによって強制排水を実行しなければならず、望ましくは、それは可能な限り手短にすべきである。

実験的に実証されたように、排水を達成させるための振動サイクルは、本発明のおかげで最小限に抑えられる。親水性および疎水性のテクニカル素材の組み合わせは、スピーカのサウンドポート領域の単一構成要素に互いに並んでセットされることで、排水作業を著しく容易にし、したがって、より短い時間でデバイス機能を回復させ、使用者側の労力をより少なくする。

図２９～３７は、本発明のさらなる態様による構成要素を示し、図２９の４０１によって全体として表される構成要素は、合成モノフィラメントの縦糸４０２および横糸４０３を織ることによって得られたテクニカル素材により構成されている。

素材４０１は、高い濡れ性によって特徴づけられる領域４０４および低い濡れ性を備えた領域４０５を有する。

この本発明のさらなる態様によれば、６０°未満、好ましくは３０°～４０°の接触角（体積が４μｌの液滴で付着させた液滴の動的分析；液体：水；液滴法）の値に相当する高い濡れ性を備えた領域４０４は親水性を有する。

その代わりとして、低い濡れ性を有する素材４０１の領域４０５は、すでに明示した同一の測定条件で９０°を超える接触角、または高い濡れ性を備えた領域４０４で測定した角度を超えるいかなる場合にも相当する、一般的な疎水性の挙動を有する。

前述の領域４０４および４０５のこの分化した特徴を得るために、まず最初に、素材４０１は合成モノフィラメント、好ましくは本質的に疎水性の合成モノフィラメントから作製されるか、またはいずれの場合でも特に濡れ性のないポリマーから作製される。本発明に好ましいのは、ＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＶＤＦ、ＰＰＳ、ＬＥＮ、ＰＦＡ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＴＦＥ、ＰＩのポリマーである。

仕上プロセスの間、こうして得られた素材は、親水性の化学薬品によって表面にコーティング処置させて、典型的には浸漬によって塗布されて、出発物たる素材の全表面にわたって前述のフィラメント４０２、４０３に定着する親水性コーティング層からなる薄膜層４０６を形成する。次に、本発明の方法は、低い濡れ性を得ることが望ましい領域４０５の表面に限定される、コーティング（例えばレーザもしくは化学的タイプ、または何か他のタイプ）の選択的アブレーションの工程を想定する。本発明による素材４０１はこうして得られ、その連続表面上に、異なる濡れ性を備えた前述の領域４０４および４０５が存在することを特徴としている。

複数のサウンドポートを有する構成を参照すると、図３０（先に述べた実施形態の図１９に類似）に示すように、本発明の素材４０１は、低い濡れ性を備えた領域４０５をサウンドポート４０７と一致させ、高い濡れ性を備えた領域４０４をサウンドポート４０８と一致させるように利用される。同じ構成は、本発明の素材４０１を組み立てることによって得られて、両面に両面接着フレーム４０９の助けを借りて、図１６のダイカット部と類似のダイカット部を得る。組み立ては、図１９のスマートフォンの幾何学的形状を考慮するように行われる。

水中深くに電話機を偶発的に落とした場合には、水は素材４０１を通過して、図２のスピーカのダイヤフラムＤのレベルで止められて、スピーカ前方の内部ボリュームＥを浸水させる。

デバイスを排出することによって得られるその後の排水は、本発明のおかげで、以下記載されている方法で容易になる。高い濡れ性を備えた領域４０４は、水の規則的な流出（図３１の流れＦ２）を保証し、したがって、スピーカの内部ボリュームを空にする。排出は同じボリュームＥの空気の同時侵入によって有利にはたらき、それは流出した水の量に取って代わる。この流れは、図３１のＦ１によって表され、高い濡れ性を備えた領域４０４と比較して、素材４０１の領域４０５の低い濡れ性によって有利にはたらく。より乾燥しやすい領域４０５は、実際に、空気流Ｆ１の侵入を容易にする。

上記原理は、図２０、３０および３１に示す３つのサウンドポートを備えた実施例のみだけでなく、一般に複数のサウンドポートを備えるスマートフォンの構成にも利用される。

本発明は、図３２～３５に示す変形例によれば、１つのサウンドポートを有するスマートフォンの場合にも同様に利用され得る。この場合、素材４０１は、図３３および３４のダイカット部４１２に利用され、電話機のサウンドポート４１１全体に相当するただ１つの開口部の存在によって区分されており、素材４０１が利用される電話機の下部は、高い濡れ性を備えた領域４０４および低い濡れ性を備えた領域４０５の両方を包含する。

図３５に図示したように、単一のサウンドポートを備えた実施形態では、動作原理はすでに上記で説明されたものにとどまっており、１つのポートのみが存在し、本発明による素材によって閉じられ、それを通じて、流出する水の流れＦ２および流入する空気の流れＦ１が同時に生じることを想定している。

本発明のさらなる態様によれば、素材４０１は、上記の実施形態の図２６の参照番号３０１によって表されるダイカット部と同様の方法で、電話機の外部ケーシング構造がそのように必要である場合に、曲面に従って配置される。

スマートフォンのスピーカモジュールから排水するための主な用途に加えて、本発明は、一般に、防水スピーカが存在するすべての位置、例えば電話機の受話口にもまた利用し得る。

防水スマートフォンに加えて、本発明は、スピーカ自体の近くに侵入した水の迅速な排水を必要とする防水スピーカを有している、ＩＰ６７／６８の特性を備えたすべての防水デバイスにも利用される。非網羅的な実施例として、この製品ファミリーには、タブレット、スマートタブレット、ノートブック、ラップトップ、および衛星航法システムの防水版も含まれる。
［実際の実施態様：実験結果の事例］

本明細書において提案される革新的な解決策の利点を検証するために、試験を２０１７年Ｑ１で製造されたＩＰ６８クラスの市販のスマートフォンから取り出したスピーカモジュールを用いて実施した。

構成要素は、強制的に水で満たされ、続いて振動することで排出させて、液体を取り除くために実施した振動の数の関数として、その重量したがって内部に残る残留水の量を測定した。

図３６および３７は、得られた実験結果を表す２つのグラフを示す。

スピーカモジュールは、このタイプのデバイスにとって典型的な寸法を有しており、スピーカの前方に約１４０ｍｍ^３の自由なボリュームを有し、ダイカット部に対応する位置に１０×１．６ｍｍの通路断面部を備えた音響チャネルを有する。そのうえ、この位置の前方では、デバイスの外部本体に３×１．６ｍｍの大きさの３つの楕円開口部がある。

試験は、ダイカット部の３つの異なる実施形態を用いて繰り返され、すべて、５５本のフィラメント／ｃｍおよび６４μｍのフィラメント径を備えた、同一の幾何学的形状を有するポリエステルモノフィラメントのテクニカル素材をベースとした。

その代わりとして、表面処理は、後述するような変更が加えられた。

第１の試験では、疎水性または親水性の特性がなく、コーティングしていない標準的なテクニカル素材が使用され、この選択したものは、通常、大量の製造されるスマートフォンに利用される。

第２の試験では、ダイカット部は親水性のテクニカル素材と一体的に得られた。これは、より効果的な水の除去のための取り得る改善に相当する。

第３の試験では、ダイカット部は、本発明による素材、すなわち、異なる濡れ性を有する領域を備えた素材で作製された。異なる濡れ性を備えた領域は、特に素材の全表面に濡れ性を与えるような浸漬コーティングプロセス、およびその後のレーザアブレーションプロセスを用いた、親水性コーティングの部分的な剥離を介して得られた。

図３６および３７のグラフから分かるように、本発明は、スピーカモジュールの排出速度を最大にし、そこで、任意の排出サイクル数に対して、常にその他の２つの場合よりも少ない残水量が測定されている。

防水スマートフォンおよび電子端末は、長時間水中に沈んだとしても何の問題もなく耐えることが可能であるが、それらが水から取り出されるときに、それらのスピーカが外部ボリュームで浸水し、ほぼ完全に音響機能を失ってしまう。

通常は許容できない多くの時間の自然乾燥をさせた後にのみ、この能力が回復することになる。その結果として、デバイスを勢いよく振動することによって強制排水を実行しなければならず、望ましくは、それは可能な限り手短にすべきである。

実験的に実証されたように、排水を得るための振動サイクルは、２０～３００μｍのサイズを有するメッシュ開口部を備えた本発明の合成モノフィラメントベースの素材のおかげで最小限に抑えられる。

特に、本素材は、有利なことに、防水スピーカ近傍の空間に侵入する水の最適な排水を保証するために、防水スピーカを有しているＩＰｘ７の等級またはより高い防水特性を備えたスマートフォン、スマートタブレットおよびタブレットのスピーカ用に使用されている。

本素材は、さらに有利なことに、ＩＰｘ７の等級またはより高い防水特性を示しかつ防水スピーカを有するスマートフォンに設置されるサイドファイアリング構成のスピーカモジュール用に使用され得る。

実際には、本発明は意図された目標および目的を達成する点に留意されたい。

実際には、特に、ＩＰｘ７の等級またはより高い防水特性を備え、防水スピーカを有している電子デバイスの保護を提供し、電子デバイスのスピーカから水の排水を確実にするために成形された構成要素が得られ、その中に、親水処置またはコーティングを用いた合成テクニカル素材が、スピーカの前方のボリュームにすでに侵入した水の迅速な流出を保証するために取り付けられる少なくとも１つの開口部、および、疎水処置またはコーティングを用いた合成テクニカル素材が、スピーカの前方のボリュームに空気の侵入を有利にするために取り付けられ、したがってその適切な排出を確実にする少なくとも１つの他の開口部を備える。

本発明による構成要素は、有利なことに、２０～３００μｍのサイズを有するメッシュ開口部を備えた合成モノフィラメントベースのテクニカル素材で作製される２つの区間を有しており、それぞれ、コーティングまたは他の表面処理を用いて得られる親水特性および疎水特性を有する。

本発明によれば、構成要素は、好ましくは低温打ち抜き（ダイカット部）によって得られ、１つまたは複数の両面接着性層を備えて、スピーカのサウンドポートの近くにその適切な位置決めを保証する。

ダイカット部は、０．０５ｍｍ～０．５０ｍｍの厚みを備えたＰＳＡ（感圧接着剤）によって構成される両面接着性層を有する。

ダイカット部は、５つの異なる機能層を有し：３つの打ち抜かれた両面接着性層（１０５、１１５、１２５）と交互に並ぶ合成モノフィラメントベースのテクニカル素材（それぞれが親水性および疎水性）の２枚の層は、異なる機能を備えた少なくとも２つの通路断面部を得るためにあり、そのそれぞれには、疎水性素材のみまたは親水性素材のみが存在する。

すでに述べた５つの機能層に加えて、ダイカット部は、より強い剛性を保証するポリマーシートまたはより良好な封止を提供するスポンジ材料のような、補助機能を備えたさらなる層を提供し得る。

本発明による構成要素は、親水性テクニカル素材および疎水性テクニカル素材の両方を収容し得て、その最終用途において、必要であれば、それは、利用されるデバイスの外側本体に存在する音響チャネルの特別な形状に続くための湾曲した構成をとり得る。

実際的な実施形態では、構成要素が同一のスピーカに対応している位置で利用される異なる機能（親水性および疎水性）を備えた２つの部分に分けられ、同時に使用される２つの部分の間で排水機能が共有される。

特に、本構成要素は、有利なことに、防水スピーカ近傍の空間に侵入する水の最適な排水を保証するために、防水スピーカを有しているＩＰｘ７の等級またはより高い防水特性を備えたスマートフォン、スマートタブレットおよびタブレットのスピーカ用に使用され得る。

本構成要素は、さらに有利なことに、ＩＰｘ７の等級またはより高い防水特性を備え、かつ防水スピーカを有するスマートフォンに設置されるサイドファイアリング構成のスピーカモジュール用に使用され得る。

勿論、使用する材料および寸法は、必要性に応じていかなるものもあり得る。

Claims (18)

1. 防水型電子デバイスのスピーカから排水させる機能を有する構成要素であり、異なる濡れ性を備えた領域（３、１０３、４０４、４、１０４、４０５）を有する合成テクニカル素材（１、１０１、２０１、３０１、４０１）を含む構成要素において；前記構成要素は、親水性を有する領域（３、１０３、４０４）および一般的な疎水性を有する領域（４、１０４、４０５）を含み；前記構成要素は、少なくとも２つの開口部（３、１０３、４０４、４、１０４、４０５）を有しており：前記領域に対応する第１の開口部は、親水性（３、１０３、４０４）を有し、前記領域に対応する第２の開口部は、疎水性（４、１０４、４０５）を有し；親水性（３、１０３、４０４）を有する前記領域は、前記第１の開口部を通してすでに入った水の流出を可能にし；疎水性（４、１０４、４０５）を有する前記領域は、前記第１の開口部を通して水の前記流出を確実にするために、前記第２の開口部を通して空気の流入を可能にすることを特徴とする構成要素。
2. ２０～３００μｍのサイズを有し、それぞれ前記親水特性（１０３）および前記疎水特性（１０４）を有するメッシュ開口部を備えた合成モノフィラメントベースの前記テクニカル素材から作製される少なくとも２つの部分（１０３、１０４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
3. １つまたは複数の両面接着層（１０５、１１５、１２５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
4. 前記両面接着層は、ＰＳＡ（感圧接着剤）によって構成され、０．０５ｍｍ～０．５０ｍｍの範囲の厚みを備えることを特徴とする、請求項３に記載の構成要素。
5. 異なる機能を備えた通路からなる少なくとも２つの領域を得るために、親水合成モノフィラメントベースの前記テクニカル素材（１０３）の層および疎水合成モノフィラメントベースの前記テクニカル素材（１０４）の層が３つのダイカット両面接着層と交互に並んでおり、それぞれの通路には、前記疎水性素材のみまたは前記親水性素材のみが存在する、５つの異なる機能層を含むことを特徴とする、請求項２に記載の構成要素。
6. ポリマーシートから作製される、補助機能を有するさらなる層を含むことを特徴とする、請求項５に記載の構成要素。
7. 前記開口部で前記電子デバイスの形状に追従するように湾曲した構成（３０１）を有することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
8. 親水性（４０４）を有する前記領域は、６０°未満の接触角の値に相当する親水性を有することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
9. 親水性（４０４）を有する前記領域は、３０°～４０°の接触角の値に相当する親水性を有することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
10. 疎水性（４０５）を有する前記領域は、９０°を超えるか、または、どのような場合でも、親水性（４０４）を有する前記領域にて測定した前記角度を超える接触角に相当する一般的な疎水性を有することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
11. 前記素材は、本質的に疎水性であるか、または濡れ性のないポリマーから作製される合成モノフィラメントベースの素材であることを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
12. 前記素材は、ＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＶＤＦ、ＰＰＳ、ＬＥＮ、ＰＦＡ、ＰＰ、ＰＡ、ＰＴＦＥ、およびＰＩのポリマーの中から選択される合成モノフィラメントベースの素材であることを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
13. 低い濡れ性（４０５）を備えた前記領域を除き、前記素材の表面に定着する親水性コーティング（４０６）の層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
14. 前記素材は、２０～３００μｍのサイズを備えたメッシュ開口部を有することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
15. 前記素材（４０１）は、ダイカット部（４１０）の形態で組み立てられ、両面に両面接着フレーム（４０９）を備えて完成することを特徴とする、請求項１に記載の構成要素。
16. テクニカル素材（４０１）の製造方法であって、請求項１～１５のうち一項または複数項によって、防水型電子デバイスの前記スピーカから排水させる機能を有するテクニカル素材（４０１）の製造方法において、
    本質的に疎水性または濡れ性がないポリマーから作製される合成モノフィラメントを織る工程と；
    出発材料たる前記素材の全表面上のフィラメント（４０２、４０３）に定着する親水性コーティングの層（４０６）を形成するように、前記素材を親水性の化学薬品によって表面コーティング処置にかける工程と；
    低い濡れ性（４０５）を備えた領域の表面に限定された前記コーティングの選択的アブレーションを実施する工程とを含むことを特徴とする、製造方法。
17. 防水スピーカを有する防水型電子デバイスであって、前記防水スピーカ付近の空間に侵入した水の排水のための、請求項１～１５のいずれか１項に記載の構成要素を備えることを特徴とする防水型電子デバイス。
18. 前記防水スピーカが、防水型電子デバイスに取り付けられるサイドファイアリング構成のスピーカであることを特徴とする、請求項１７に記載の防水型電子デバイス。

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