KR100334311B1 - 방수형시계 - Google Patents

Abstract

본 장치는, 액체가 새지 않는 방식으로 음향 에너지(acoustic energy)를 통하여 딱지(2)의 외부와 통신하기 위하여 음향 변환기(22)(acoustic transducer)를 설치하게 되는 딱지(2)(case)를 포함한다.

본 발명에 따라서, 액체가 새지 않는 방식으로 딱지(2)에, 그리고 외부와 직접적으로 통신하도록 설치된 통로 구멍(10, 11)(inlet cavity)에서 변환기(22)(transducer)에서 분리하는 막(17)에 변환기(22)(transducer)를 붙어 있게 한다.

딱지의 내부와 통신하면서 통로 구멍에 마주보면서, 액체가 새지 않는 방식으로 막(17)의 하나의 면(面)에 위치한 변형 체임버(13)(deformation chambre)에서, 상기 막(17)을 분리하는 상기 구멍 주위에 설치된 버팀 표면(12)(rest surface)으로 상기 막(17)의 주위에 의하여 탄력성이 있게 상기 막(17)을 적용한다.

미리-결정된 값보다 큰 외부 정압(靜壓)을 밑바닥(13A)에 적용할 때, 변형 체임버(13)의 밑바닥(13A)은 상기 막(17)에 대한 지탱 표면을 형성한다.

Description

방수형 시계

본 발명은 손목에 찰 수 있는 시계와 같은 장치로서 수중잠수가 가능한 장치에 관한 것으로, 특히 휴대용의 반수형 시계에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 케이스에 음향변환기가 착설되는 이러한 형태의 장치에 관한 것이다.

종래 30 미터 정도의 수중에서도 손목에 찬 시계의 방수를 보장하기 위하여, 음향변환기와 외부사이에 음파를 직접 전달할 수 있는 별도의 통신로 없이 시계케이스에 음향변환기를 착설하는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 조립체는 시계를 양호하게 방수할 수 있는 이점을 갖는다. 그러나, 음향에너지는 변환기에 도달하거나 이로부터 케이스의 벽을 통하여 전달되어야 하므로 이러한 방식은 사용자가 보통의 음질에 만족하는 경우에만 가능하다. 따라서, 사용될 수 있는 주파수대역은 상기 벽을 통과할 수 있는 주파수로 제한된다. 실제로, 변환기의 공진주파수가 사용되며, 이들 주파수는 이들이 케이스 벽의 공진주파수에 일치하는 경우에만 이러한 벽을 통하여 효과적으로 전달될 수 있다. 이로써 전달될 수 있는 주파수의 범위가 한정되는 바, 이는 음성 및 음악과 같은 복잡한 음향의 재생 또는 수신에는 적합치 않다. 또한 이러한 벽은 변환기에 의하여 전달되거나 수신된 음향을 흡수하는 경향이 있음에 주의하여야 한다.

본 발명의 목적은 광범위한 음향스펙트럼, 특히 음성에 상당하는 음향스펙트럼에서 작동할 수 있도록 착설된 음향변환기를 갖추고 고도로 방수가 보장될 수 있는 상기 언급된 형태의 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 방수가 이루어지는 상태에서 음향에너지를 통하여 외부와 통신할 수 있도록 음향변환기가 착설된 케이스를 포함하는 휴대용의 잠수형 시계를 제공하는 바, 상기 음향변환기가 방수상태에서 외부와 직접 통신가능하게 상기 케이스내에 배치된 입구챔버로부터 상기 음향변환기를 분리하는 변형가능한 박막에 착설되고, 상기 박막이 그 주연부에서 상기 챔버의 둘레에 형성된 원형 안치면상에 탄력적으로 안치되어 상기 챔버를 방수상태에서 상기 챔버의 반대측인 박막측에서 상기케이스에 형성된 변형챔버를 분리하여 상기 케이스의 내부와 통신이 가능하도록 하며, 상기 변형챔버의 저면이 사전에 결정된 값보다 큰 외부정압이 상기 박막에 가하여질 때 상기 박막을 지지하는 지지면을 형성함을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여 음향변환기는 주연부에서 케이스에 지지되어 변환기에 대한 음향에너지의 송신 또는 수신을 방해함이 없이 자유롭게 진동할 수 있는 박막을 통하여 음향에너지를 수신 또는 송신할 수 있다.

박막은 변형챔버의 저면에 지지되어 박막의 변부에 작용하는 탄성요소를 통하여 케이스의 원형 안치면에 고정적으로 지지될 수 있다.

그러나, 본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 박막은 케이스에 팽팽하게 착설되는 자신의 탄성에 의하여 원형 안치면에 고정적으로 지지될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따라서 구성되고 라우드 스피커형태의 변환기가 구비된 시계의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시형태의 개략단면도.

도 3은 원형 안치면에 변환기 유니트를 고정하는 탄성수단의 상세도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

2...케이스 10... 입구챔버

12... 원형 안치면 13... 요입부

17... 박막 22... 변환기소자

다음의 내용에서는 본 발명이 손목시계와 같은 시계에 적용되는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명은 일반적으로 휴대할 수 있는 소형의 크기이고 적어도 하나의 음향변환기를 포함하며 수중에 사전에 결정된 깊이까지 잠수할 수 있는 다른 장치에도 적용할 수 있는 것이다. 특히, 예시된 내용에서는 음향변환기가 라우드 스피커나 본 발명에 있어서는 마이크로폰 변환기가 사용될 수도 있다.

도 1은 약 30 미터까지의 사전에 결정된 수중에서 방수가 보장될 수 있는 손목시계(1)의 단면을 보인 것이다.

도 1의 시계(1)는 케이스(2), 시계유리(3), 시계바늘(4)(5), 문자판(6)과 시간설정장치(7)의 일부부품을 포함한다. 집적회로, 수정발진자, 소형모터, 톱니바퀴등과 같은 도 1에 도시되었거나 도시되지 않은 이들 모든 요소는 통상적인 것이므로 상세한 설명은 필요치 않을 것이다. 비록 본 발명에서 제한하고 있지는 않아도 마이크로폰 변환기 또는 라우드 스피커가 구비된 본 발명에 따른 장치는 휴대용 전화를 구성하는 시계일 수 있을 것이다.

도시된 케이스에서, 케이스(2)는 백커버(8)를 포함하며 이 백커버(8)에는 케이스(2)내에서 이 백커버(8)에 중첩되어 적당한 수단, 예를 들어 접착이나 스냅방식의 결합에 의하여 부착되는 지지디스크(9)가 내장되어 있다.

백커버(8)는 원형의 형태이고 측방향으로 개방된 채널(11)에 의하여 외부와 통신할 수 있도록 배치된 입구챔버(10)를 포함한다. 챔버(10)의 둘레에서, 백커버(8)는 챔버(10)의 축선에 대하여 가볍게 경사진 원형 안치면(12)을 갖는다.

백커버(8)의 챔버(10)에 대향하여, 지지디스크(9)는 챔버(10)에 동축상이고 직경이 약간 큰 원형의 요입부(13)를 갖는다. 이 요입부(13)가 변형챔버를 구성한다. 이 변형챔버의 변부에는 주연리브(14)가 형성되어 있으며 이는 이 주연리브(14)에 대하여 내부에 배치된 환상요구(15)에 인접하는 만곡변부를 갖는다.

백커버(8)의 챔버(10)와 지지디스크(9)의 요입부(13)로 이루어지는 공간에는 음향변환기유니트(16)가 배치된다. 이 유니트는 원형디스크의 형태인 박막을 포함하며 이 박막은 각 백커버(8)와 지지디스크(9)상에서 원형 안치면(12)의 둘레에 배치된 주연측멱(19)에 외면이 접착된 주연턱(18)에 고정적으로 착설된다. 따라서,박막(17)은 외부로부터 시계(1)의 내부를 밀폐한다.

원형 안치면(12)의 내측변부내에 위치하는 영역에서, 박막(17)은 자유롭게 변형될 수 있다. 이는 음향변환기유니트(16)의 작동부분이 최저주파수모드에서도 진동할 수 있도록 탄성부재(20)에 의하여 이러한 안치면에 대하여 고정된다. 탄성부재는 예를 들어 지지디스크(9)의 환상요구(15)에 수용되고 Z-형 탄성편(21)(도 3)을 갖는 링의 형태로 구성되며 이러한 탄성편은 박막(17)의 평면으로부터 외측으로 절취되어 만곡되고 약 25mm의 박막(17)의 직경에 대하여 예를 들어 10개 정도가 구성된다. 탄성편(21)은 박막을 원형 안치면(12)에 대하여 가압하는 한편 자유롭게 진동할 수 있는 박막의 영역을 한정한다. 이러한 링의 형태인 탄성부재(20)는 250-600g 정도의 힘을 가한다. 이와 같은 힘은 박막의 직경, 그 하중 및 두께, 그리고 사용자가 송수신하고자 하는 음향주파수에 따라 달라질 수 있다.

음향변환기유니트(16)는 또한 도시된 예에서 압전형태의 라우드 스피커인 변환기소자(22)(변환기의 작동부를 구성한다)를 포함한다. 이는 수신기(마이크로폰 기능을 갖는 것)일 수도 있다. 도시된 예에 있어서, 이는 두개의 압전디스크(도 1에서는 보이지 않음)사이에 삽입되는 금속스트립을 포함하며 이 유니트는 통상적인 방식으로 케이스(2)내에 수용된 제어회로(도시하지 않았음)에 연결된다. 변환기소자(22)는 요입부(13)의 둘레에서 자유진동영역측인 이 요입부의 부분에서 박막(17)에 접착된다. 이러한 변환기소자는 일본의 마루타(Maruta)사로부터 상업적으로 입수할 수 있다. 변환기소자(22)는 다른 방식으로 박막의 성형중에 이에 부분적으로 결합시키거나 박막물질과 함께 이중성형하여 박막에 부착될 수 있다.

탄성편(21)은 주어진 직경에서 가능한 한 낮은 주파수를 전달할 수 있도록 변환기소자(22)의 단부변을 가압하는 것이 좋다. 탄성편(21)은 박막(17)을 원형 안치면(12)에 가압하는 변환기소자(22)의 금속스트립의 변부에 접한다.

찌그러지는 것을 방지하기 위하여 탄성편(21)에 의하여 가하여지는 힘은 원형 안치면에 대하여 충분히 변환기소자(22)를 고정시킬 수 있도록 주의하여야 한다. 즉, 변환기소자가 작동중에도 영구적으로 고정되어야 한다. 그러나, 이러한 힘은 전형적으로 변환기소자의 기본주파수를 증배시키도록 하는 경향을 보이지 않도록 하여야 한다.

요입부(13)는 이 요입부(13)의 기부(13a)에 형성된 통공(23)을 통하여 케이스(2)의 내부와 연통하는 내부챔버를 형성한다. 따라서, 박막(17)은 요입부(13)의 기부(13a)에 이르는 범위까지 이 내부챔버, 즉 요입부(13)내에서 변형될 수 있다. 이와 같은 요입부의 기부는 박막 양측의 차동압력이 사전에 결정된 값을 초과하는 경우 이러한 박막(17)이 더 이상 변형되지 않도록 하는 정지면을 구성한다.

박막(17)은 실리콘으로 구성되는 것이 좋으며 두께는 약 300㎛이고 직경은 예를 들어 25mm이다.

이상으로 설명된 바와 같이 유니트로부터 분리된 영역에서, 백커버(8)와 지지디스크(9)는 압력평형박막(26)이 지지되는 턱(25)을 갖는 통공(24)을 포함한다. 이러한 압력평형박막은 방수성을 가지나 이러한 압력평형박막의 양측에서 압력차가 매우 느리게 변화하는 조건에서는 공기가 투과할 수 있게 되어 있다. 이와 같은 압력평형박막은 예를 들어 소결형 테프론(Teflon ) 또는 세라믹 물질로 제조될 수 있다. 이러한 압력평형박막은 압력이 매우 낮은 주파수(예를 들어 1/10 Hz)에서 변화하는 공기가 통과할 수 있도록 하는 저역필터와 같은 기능을 갖는다. 이러한 구조는 시계를 차고 있을 때 고도 또는 기후조건의 변화에 의한 정압변화에 적응할 수 있도록 한다.

그러나, 박막(17) 자체가 압력평형박막(26) 대신에 압력평형기능을 충족시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 박막(17)은 정압이 매우 낮은 주파수에서도 변화하는 기체에 대하여 반투과성인 유연성의 물질로 제조되어야 한다.

박막(17)의 작동은 다음과 같다.

시계를 물밖에서 찼을 때, 박막(17)은 편평한 상태에 놓이고 이러한 상태에서 이 박막이 자유롭게 진동하여 변환기소자(22)에 의하여 발생된 음향진동을 방해없이 외부로 전달할 수 있다.

반대로, 시계를 차고 잠수하였을 때, 박막(17)은 그 양측에 존재하는 압력차에 의한 급격한 변화로 변형될 것이다. 이 박막은 기부(13a)측을 향하여 만곡형상을 이룰 것이며, 통공(24)을 통한 압력보상경로는 아주 신속히 압력차가 평형을 이루도록 할 수는 없다. 일정한 압력에 이르러 박막(17)이 변형되어 이 박막은 요입부(13)의 기부(13a)에 닿아 지지됨으로서 이러한 박막(17)과 변환기소자(22)가 더 이상 왜곡되는 것이 방지될 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시형태를 보인 것으로, 본 발명의 원리가 어떠한 장치(1A)에 적용되며 이 장치는 원형입구챔버(27)를 갖는 케이스(2A)를 포함하는 것으로 설명된다. 원형입구챔버는 도 1에서 입구챔버(10)에 의하여 형성되는 것과같은 방법으로 구성될 수 있다. 이 원형입구챔버(27)의 변부 둘레에서 내측을 향하여 안치면(12A)을 형성하는 환상의 리브(28)가 구성되어 있다. 이 리브의 둘레에는 제1요구(29)가 형성되어 있고 그 외벽측에 외측으로 제2요구(30)가 형성되어 있다.

또한 이러한 장치는 외측변부가 예를 들어 접착제로 고정될 수 있도록 제2요구(30)에 수용되는 박막(17A)을 포함한다. 이 박막(17A)은 고유의 탄성을 가지며 팽팽한 상태에서 요구(30)에 고정된다. 따라서, 이는 제1요구(29)의 기부에서 일정한 거리를 두고 환상 리브(28)에 형성된 안치면(12A)상에서 팽팽한 상태가 유지된다. 음향변환기소자(22A)가 박막(17A)에 부착된다.

이 박막(17A)의 내측에는 변형챔버를 형성하는 요입부(13A)의 저면을 구성하는 지지그리드(31)가 구비되어 있다. 이 그리드는 이에 수개의 통공(32)이 형성되어 있으며 외부로부터 가하여지는 지나친 압력에도 박막(17A)이 고정유지될 수 있도록 한다.

통공(24A)이 케이스(2A)의 벽에 제공될 수 있으며 도 1의 실시형태와 같이 압력평형박막(26A)에 의하여 밀봉될 수 있다.

도 2의 구성은 이 구성이 케이스의 한 요소에 대하여 박막이 탄지될 수 있도록 하는 특수한 탄성수단을 포함하고 있지 않는 점에서 도 1의 구성과는 다르다. 이러한 목적에 요구되는 탄성은 박막 자체의 고유탄성에 의하여 제공될 수 있다.

Claims (13)

1. 방수가 이루어지는 상태에서 음향에너지를 통하여 외부와 통신할 수 있도록 변환기소자(22; 22A)가 착설된 케이스(2; 2A)를 포함하고 사전에 결정된 깊이까지 잠수할 수 있는 휴대용의 잠수형 시계에 있어서, 상기 변환기소자(22; 22A)가 방수상태에서 외부와 직접 통신가능하게 상기 케이스(2; 2A)내에 배치된 입구챔버(10, 27)로부터 상기 변환기소자를 분리하는 변형가능한 박막(17; 17A)에 착설되고, 상기 박막(17; 17A)이 그 주연부에서 상기 챔버(10, 27)의 둘레에 형성된 원형 안치면(12; 12A)상에 탄력적으로 안치되어 상기 챔버를 방수상태에서 상기 챔버의 반대측인 박막(17; 17A)측에서 상기 케이스(2; 2A)에 형성되어 변형챔버를 구성하는 요입부(13; 13A)를 분리하여 상기 케이스의 내부와 통신이 가능하도록 하며, 상기 변형챔버의 저면이 상기 박막(17; 17A)에 사전에 결정된 값보다 큰 외부정압이 가하여질 때 상기 박막을 지지하는 지지면을 형성함을 특징으로 하는 방수형 시계.
2. 제1항에 있어서, 변형챔버를 형성하는 요입부(13)의 기부(13a)상에 안치되고 상기 안치면(12)에 상기 박막(17)의 주연부를 가압하여 고정하는 탄성부재(20)를 포함함을 특징으로 하는 방수형 시계.
3. 제2항에 있어서, 상기 탄성부재(20)가 박막(17)의 주연부상에 배치되고 상기 박막의 평면으로부터 외측으로 만곡되어 상기 주연부상에 안치되는 수개의탄성편(21)을 포함하는 탄성물질의 링으로 구성됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
4. 제1항에 있어서, 상기 박막(17A)이 상기 케이스(2A)에서 팽팽하게 착설되어 자체의 탄성으로 상기 안치면(12A)에 안치됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
5. 제1항에 있어서, 상기 박막(17)이 그 평면으로부터 연장된 주연턱(18)을 가지고 이에 의하여 변형챔버를 구성하는 요입부(13)의 측벽에 접착됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
6. 제1항에 있어서, 변형챔버를 형성하는 요입부(13; 13A)가 상기 박막(17; 17A)의 양측의 차동압력의 느린 변화를 평형하게 하는 평형수단(24, 26; 24A, 26A)에 의하여 외부와 통신되게 배치됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
7. 제6항에 있어서, 상기 평형수단이 박막 자체로 구성됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
8. 제6항에 있어서, 상기 압력평형수단이 상기 케이스(2; 2A)의 벽에 형성된 통공(24; 24A)에 배치되는 박막(26; 26A)을 포함하고, 상기 통공이 외부와 연통하고 상기 변형챔버를 구성하는 요입부(13; 13A)와 연통하며, 상기 박막(26; 26A)이 그 양측의 차동압력의 변화가 느릴 때 공기의 유동을 허용하는 물질로 구성됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
9. 제8항에 있어서, 상기 박막(26; 26A)이 소결형 테프론 또는 세라믹 물질로 제조됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
10. 제1항에 있어서, 상기 변환기소자(22)가 마이크로폰 또는 라우드 스피커임을 특징으로 하는 방수형 시계.
11. 제1항에 있어서, 상기 박막(26; 26A)이 실리콘으로 제조됨을 특징으로 하는 방수형 시계.
12. 제1항에 있어서, 상기 박막이 25mm의 직경에 대하여 300㎛의 두께를 가짐을 특징으로 하는 방수형 시계.
13. 제1항에 있어서, 상기 변형챔버를 구성하는 요입부(13A)의 저면이 통공을 갖는 지지그리드(31)임을 특징으로 하는 방수형 시계.