JP2003244783A - 防水型電気音響変換器及びこれを備えた携帯型電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防水性能の高い防水型電気音響変換器及びこ
れを備えた携帯型電子機器を提供すること 【解決手段】 携帯型電子機器１の防水型電気音響変換
器１０は、電気音響変換素子１９を前面側に備えた電気
音響換変器本体１７と、この本体１７の電気音響変換素
子１９を底壁とする凹部３３，３５を形成する枠体１８
と、この凹部３３，３５を実質的に密閉した空気室６３
にすべく凹部３３，３５の前面開口を閉じるように周縁
部５５で枠体１８に固定され空気室６３の内外６３，４
７における空気の音響振動に追従する可撓性を備えた防
水シート５０とを備え、防水シート５０が、加圧下にお
いて該シート５０の延在方向に沿った長さを実質上維持
したまま凹部３３，３５の壁部に沿って撓み得るよう
に、外力のない状態において、該シート５０の平均的な
延在面Ｓに対して前後に突出・後退した凸凹５６，５
７，５８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防水型電気音響変
換器に係わり、より詳しくは、携帯電話のような携帯型
電子機器に用いられるに適した小型の防水型電気音響変
換器に係わる。

【０００２】この明細書において、電気音響変換器は、
典型的にはマイクロフォンの如く機械的振動（音）を電
気信号に変換する変換器を指すけれども、電気信号を機
械的振動（音）に変換する変換器（典型的にはスピー
カ）をも含む。

【０００３】

【従来の技術】いわゆる携帯電話の如き移動体通信装置
において、通音孔を備えた筐体内において受音面が通音
孔に対面するようにマイクロフォン本体を配設すると共
に、通音孔と受音面との間に、耐水性のある無孔で極薄
の樹脂フィルム製のフラットな円板状のカバーを配置し
該カバーの周縁部を両面からゴムリングの如きスペーサ
で挟んで支え、カバーの固定とシールとを行わせること
により防水型のマイクロフォンを形成することは、提案
されている（特開平１０−２１０１２１号公報）。この
公報に提案のマイクロフォンでは、通音孔から入った音
響振動により円板状カバーが振動し、更に該カバーの膜
振動により該カバーとマイクロフォン本体の受音面との
間の空気室内の空気を振動させて、マイクロフォン本体
の受音面に音響振動を伝達する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報で提案の防水型マイクロフォンの場合、該マイクロフ
ォンを備えた移動体通信装置が強い雨にさらされたり、
該移動体通信装置を誤って水中に落としたりすると、防
水が不充分で水が空気室内に侵入する虞れがある。一
方、仮に、シール部分での防水性能が高い場合、カバー
を構成する極薄樹脂フィルムの膜自体が水圧で延伸され
てしまったり、過大な延伸びで破損されてしまい、所望
の音響振動伝達特性が失われる虞れがある。いずれにし
ても、特開平１０−２１０１２１号公報に提案の円板状
樹脂フィルム製の防水カバーを備えたマイクロフォンは
防水性能に欠ける虞れがある。

【０００５】なお、フッ素樹脂などの撥水性樹脂からな
る多孔質膜を用いた防水カバーも知られているけれど
も、このような多孔質膜は、加圧下では、水の透過を避
け難いので、防水性能が不足する点は同様である。

【０００６】本発明は、前記諸点に鑑み成されたもので
あって、その目的とするところは、防水性能の高い防水
型電気音響変換器及びこれを備えた携帯型電子機器を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の防水型電気音響
変換器は、前記目的を達成すべく、電気音響変換素子を
前面側に備えた電気音響換変器本体と、該本体の電気音
響変換素子を底壁とする凹部を形成する枠体と、該凹部
を実質的に密閉した空気室にすべく該凹部の前面開口を
閉じるように周縁部で枠体に固定され空気室の内外の空
気の音響振動に実質的に追従する可撓性を備えた防水シ
ートとを備えた防水型電気音響変換器であって、防水シ
ートが、加圧下において該シートの延在方向に沿った長
さを実質上維持したまま凹部の壁部に沿って撓み得るよ
うに、外力のかかっていない状態において、該シートの
平均的な延在方向に対して前後に突出又は後退した凸凹
を備える。

【０００８】本発明の防水型電気音響変換器において
は、電気音響変換器本体の電気音響変換素子が空気室を
構成する凹部の底壁をなすことにより該空気室に臨んで
いるので、空気室内の空気の振動ないし粗密波（音）が
電気音響変換素子に伝達されたり（マイクロフォンの場
合）、電気音響変換素子の振動が空気室内の空気に粗密
波（音）として伝達され得る（スピーカの場合）。空気
室内の空気と電気音響変換素子との間で伝達される音響
振動は、空気室の内外（すなわち防水シートの内外）の
空気の振動に追従する可撓性を備えた防水シートを介し
て、外界から空気室に又は空気室から外界に伝達され
る。

【０００９】本発明の防水型電気音響変換器では、変換
器本体の変換素子を底壁とするように電気音響変換器本
体と枠体とにより形成された凹部の前面開口を閉じて実
質的に密閉した空気室を形成する防水シートが周縁部で
枠体に固定・配設されているので、電気音響変換器本体
への水の侵入が防水シートにより阻止されるから、防水
性能が維持され得る。

【００１０】また、本発明の防水型電気音響変換器で
は、特に、防水シートが、外力のない状態において、該
シートの平均的な延在方向に対し前方に凸状に湾曲した
凸部をを備えるので、電気音響変換器が強い雨などにさ
らされたり、誤って水中に落とされて防水シートに比較
的大きな水圧がかかった場合でも、防水シートはその凸
が殆どなくなるように拡げられ、更に防水シートが該シ
ートの延在方向に沿った長さを実質上維持したまま凹部
の内部に向かって撓められ得る。すなわち、防水シート
を構成する膜は、加圧下においては、その凸部が拡げら
れ枠体及び変換器本体により形成された凹部の内部に向
かって撓むことにより、空気室の体積を減少させて、実
質的に密閉された空気室の圧力を上げ得る。その結果、
防水シートの内外にかかる圧力がほぼ釣り合うので、防
水シートの膜自体が大きな圧力差を支える必要がない。
なお、防水シートの凸部が拡がることによってもある程
度の圧力差を支え得る。従って、比較的大きな圧力がか
かっても、防水シートは、その膜自体が延伸される（膜
自体の面積を大きくさせる）ような大きな張力をほとん
ど受けないから、弾性限界を超えるような引張変形が生
じる虞れが少なく、防水シートの膜自体の延伸の虞れが
最小限に抑えられ得る。その結果、水圧がかからなくな
ると、防水シートは、該シートの平均的な延在方向に対
して前方に凸状に湾曲した凸部を有する状態に復帰し得
る。すなわち、比較的高い圧力がかかっても、該圧力が
解除された状態では、音響振動の伝達に係わる防水シー
トの特性が実際上変化しないので、電気音響変換器の音
響特性が変動する虞れが少ない。

【００１１】以上において、空気室は、通常の音響振動
の伝達に伴う防水シートの振動によっては、その体積変
化（換言すれば圧力変化）が無視し得る程度に十分大き
な体積を有することが好ましい。

【００１２】なお、以上において、防水シートは、前方
に凸状に湾曲した凸部に加えて前方に凹状に（後方に凸
状に）湾曲した凹部を備えていてもよい。

【００１３】また、以上において、比較的大きな圧力下
で、防水シートの凸部が単に凹部の内部に向かって撓む
だけでなく、凹部の壁部に凭れかかって該壁部によって
支えられてもよい。その場合、水圧などを支えるべき防
水シートの膜部分の面積を低減し得るので、防水シート
の膜自体が延伸される虞れを更に低減し得る。

【００１４】この観点では、防水シートは、好ましく
は、単に、前方に凸状に湾曲した凸部を備えるだけでな
く、該凸部に対して相対的にみて後方に後退した（すな
わち前方に凹状に湾曲した）凹部を備え得る。すなわ
ち、防水シートは、好ましくは、加圧下において該シー
トの延在方向に沿った長さを実質上維持したまま凹部の
壁部に沿って撓み得るように、外力のかかっていない状
態において、該シートの平均的な延在方向に対して前後
に突出又は後退した凸凹を備える。この場合、防水シー
トが過度に変形されることなく側壁や底壁に沿い易いよ
うに、側壁や底壁の角部が丸みを有するようになってい
てもよい。

【００１５】本発明の防水型電気音響変換器において、
防水シートが、外力のない状態において、該シートの平
均的な延在方向に対して前後に突出・後退した凸凹を備
える場合、防水シートに比較的大きな水圧がかかったと
きでも、防水シートを構成する膜は、凸凹が大きく拡げ
られるので、膜の相当部分が枠体の凹部形成面及び電気
音響変換器本体の凹部形成面に凭れかかり易くなり、該
凭れ掛りにより枠体や変換器本体の凹部形成面で支えら
れるから、防水シートを構成する膜自体が延伸される虞
れが最小限に抑制され得る。従って、防水シートに弾性
限界を超えるような引張変形が生じる虞れが少なく、防
水シートの膜自体の延伸の虞れが最小限に抑えられ得
る。

【００１６】以上において、防水シートの平均的な延在
方向とは、防水シートの凸部や凸凹を実際上無視するよ
うな防水シートの延在面を指し、この延在面は、典型的
には平面である。但し、この平均的な延在面自体が凸面
又は凹面であってもよい。また、防水シートの「延伸」
に関して、防水シートの延在方向とは、防水シートの膜
に沿った方向を指し、防水シートの凸部や凹部では、凸
部を形成する膜面部分の傾斜に沿った方向を指す。更
に、この明細書では、防水シートの凸部や凹部ないし凸
凹に関して、特に断らない限り、「凸」とは、前方に凸
状であることをいい、「凹」とは前方に凹状即ち後方に
凸状であることをいう。また、特に断らない限り、防水
シートに関して、「前」とは防水シートのうち空気室に
対面する側とは反対側をいい、「後」とは防水シートの
うち空気室に対面する側をいう。特に断らない限り、
「前後」に関しては、変換器の他の部分についても同様
の向きを指す。

【００１７】上述のように、電気音響変換器は、音（音
響信号）を電気信号に変換するもの（典型的には、マイ
クロフォン）でも、電気信号を音（音響信号）に変換す
るもの（典型的には、スピーカ）でもよい。信号及び振
動の伝達方向について説明する煩雑さや冗長さを避ける
ために、以下では、電気音響変換器がマイクロフォンで
あるとして説明する。

【００１８】本発明の電気音響変換器（即ち例えばマイ
クロフォン）において、防水シートは、一方では、空気
の粗密波の形態の音を減衰させることなく空気室内の空
気に伝達する振動伝達機能を備える。この空気振動の伝
達に際しては、防水シートは、振動の周波数特性が所望
範囲内では極力フラットであることが好ましく、好まし
くは、空気振動に対する抵抗が最小限になるような可撓
性を備える。但し、この空気振動に伴う変形に対して
は、防水シートは、好ましくは、元の形に復帰する弾性
を有する。このような可撓性と弾性との両立は、防水シ
ートが該シートの平均的な延在面に対して少なくとも前
方に凸状に湾曲した凸部を備えること、好ましくは前後
に突出・後退した凸凹を備えることにより実現される。
すなわち、防水シートが凸部（好ましくは凸凹）を備え
ることによりその可撓性が上がるので、防水シートの膜
厚を比較的厚くすることも可能になり、可撓性と弾性と
の両立が容易になる。すなわち、この凸部（好ましくは
凸凹）を備えた防水シートの振動は、シート自体がその
シート延在面に沿って延伸されるような膜振動であるよ
りもむしろ凸（好ましくは凸凹）の程度が変動するよう
にシートの凸部（好ましくは凸凹）近傍の膜部分が撓む
（撓みの程度が変化する）ことによるので、防水シート
の振動が小さな応力で容易に生じ得るだけでなく元の状
態への復帰も容易に行われ得る。

【００１９】防水シートの凸凹についていえば、凸凹の
縁部の夫々は、典型的には、凹部の周壁に沿った閉曲線
の形態で延在する。ここで、「周壁に沿った」とは、周
壁からの距離がほぼ一定になることをいい、周壁の平面
形状（周壁を前面側から見たときの形状）が円形であれ
ば、凸凹の縁部の夫々は、閉曲線として、典型的には、
周壁の円と同心の円を形成し、周壁の平面形状が楕円形
であれば、凸凹の縁部の夫々は閉曲線として周壁の楕円
と同一方向に長径及び単径を有し周壁の楕円とほぼ同様
な離心率の楕円を形成する。これによって、防水シート
の各部にほぼ同程度の張力がかかることになる。但し、
この程度は厳密でなくてもよく、特に、例えば、周壁の
平面形状にかかわらず、周壁から離れるほど、円形に近
づいていてもよい。

【００２０】また、本発明の防水型電気音響変換器で
は、典型的には、防水シートが、前記凸凹として、その
固定された周縁部の近傍に閉曲線状に凸部を備える。こ
れにより、防水シートのほぼ全面が圧力下で大きく変位
され得る。即ち、防水シートに比較的大きな圧力がかか
った場合に、周縁部の近傍において閉曲線状に延びた凸
部が拡げられるので、防水シートが周壁の表面すなわち
周面に沿うように撓み得、空気室の体積を減少させ得る
から、防水シートに過大な張力がかかる虞れが少ない。

【００２１】また、本発明の防水型電気音響変換器で
は、典型的には、防水シートが、前記凸凹として、その
中央部に前方に凸のドーム状部分を備える。これによっ
て、防水シートに比較的大きな圧力がかかった場合に、
防水シートの中央部が容易に凹部の底面に接触し得るの
で、防水シートに過大な張力がかかる虞れが少ない。ま
た、比較的急激な圧力変動が加わる場合にその変動が防
水シートの前面に拡がりやすくするためには、中央部
は、前方に凸であることが好ましい。但し、所望なら
ば、中央部に前方に凸のドーム状部分を備える代わり
に、中央部の近傍に該中央部を取囲む平曲線状の凸部を
備えていてもよい。

【００２２】なお、防水シートが複数の閉曲線をなす凸
部を備えている場合には、枠体及び変換器本体により形
成された凹部の底面が複数段の凹部になっていても、シ
ートの凸部が拡がったとき、枠体や変換器本体の凹部の
各段の面に防水シートが当接して支えられ得る。このよ
うな複数段の凹部は、例えば、中央の深い凹部の底面が
電気音響変換器本体の電気音響変換素子の前面からな
り、周縁のより浅い凹部の底面が、防水シート及び電気
音響変換器本体を支える枠体部分からなるようなとき
に、形成される。但し、所望ならば、凹部の底面を更に
多段に形成してもよい。なお、凹部の底面は複数段の底
面を備える代わりに、単一の平坦面を備えていてもよ
い。

【００２３】防水シートの凸凹に関して、凸部と凹部と
は相対的なものであり、閉曲線状凸部が複数ある場合に
は、隣接する閉曲線状凸部の間には、相対的に、平曲線
状の凹部が形成されることになり、防水シートに閉曲線
状凹部が複数ある場合には、隣接する閉曲線状凹部の間
には、相対的に、平曲線状の凸部が形成されることにな
る。

【００２４】防水シートを形成する材料は、典型的に
は、樹脂からなる。樹脂としては、典型的には、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やポリイミド樹脂
の如く機械的強度の高いものが用いられる。但し、所望
ならば、他の種類の樹脂でもよく、また、樹脂の代わり
に、他の可撓性の膜形成材料からなっていてもよい。

【００２５】防水シートの厚さは、シート形成材料の種
類や防水シートで覆われるべき枠体の凹部の開口の面積
や凸凹の大きさ等によって異なり得るけれども、防水シ
ートがＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やポ
リイミド樹脂からなる場合、典型的には、１０μｍ程度
〜３０μｍ程度の間の厚さである。但し所望ならば、１
０μｍ程度より薄くても、３０μｍ程度よりも厚くても
よい。

【００２６】本発明の防水型電気音響変換器では、典型
的には、枠体が、電気音響変換器本体の電気音響変換素
子に通じる中央の開口部と、該中央開口部の前面側に位
置するより大径のリング状の凹部部分とを備え、該凹部
部分の周壁において、防水シートの周縁部を支持する。
この場合には、前述のように、凹部の底壁は、複数段
（典型的には、二段）からなる。

【００２７】本発明の防水型電気音響変換器では、典型
的には、電気音響変換器本体の電気音響変換素子の前面
に多孔金属板が配置されている。

【００２８】また、本発明の防水型電気音響変換器付の
携帯型電子機器は、前記目的を達成すべく、上述のよう
な防水型電気音響変換器に加えて、防水シートの前面で
開口する通音孔を備えた蓋側筐体部とを有する防水型電
気音響変換器付の携帯型電子機器であって、蓋側筐体部
の内面と防水シートの表面との間が、防水シートの周縁
部において水密にシールされている。このシールによっ
て、通音孔から雨水などが侵入しても、該雨水が防水シ
ートの外縁にまわり込むのを防ぎ得る。なお、通音孔を
有する蓋側筐体部を備えることにより、防水シートの前
面が雨水に晒されたり防水シートの前面が塵埃などで汚
れるのを最小限に抑え得る。これらの目的のためには、
通音孔は、極力小さいことが好ましいけれども、場合に
よっては、ある程度大きめであってもよい。

【００２９】本発明の防水型電気音響変換器付の携帯型
電子機器では、典型的には、電気音響変換器を収容する
変換器収容凹部を備えた基部側筐体部を更に有し、基部
側筐体部の変換器収容凹部の周壁の前面と蓋側筐体部の
内面との間が、水密にシールされている。このシールに
よって、雨水などが筐体の側方から防水シートの外縁に
達するのを防ぎ得る。

【００３０】上述のような二箇所にシールを形成するこ
とによって、電気音響変換器本体へ水の侵入を実際上確
実に防ぎ得る。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい一実施の形態を
添付図面に示した好ましい実施例に基づいて説明する。

【００３２】

【実施例】図１から図３には、本発明の好ましい一実施
例の電気音響変換器としてのマイクロフォン１０を備え
た携帯型電子機器としての腕装着型携帯電話１が示され
ている。

【００３３】携帯電話１は、腕（典型的には、手首）に
装着可能なもので、腕から取外した状態を示した図１か
らわかるように、表示部２を含む胴部３と、一方のヒン
ジ部４において該胴部３に連結された一方のバンド部な
いし腕装着部５と、他方のヒンジ部６において該胴部３
に連結された他方のバンド部ないし腕装着部７とを備え
る。二つのバンド部ないし腕装着部５，７は、夫々、典
型的には剛性の筐体構造を有し、図１に示した開位置と
腕の周囲に装着される閉位置との間において、夫々のヒ
ンジ部４，６の回動軸４ａ，６ａのまわりで回動され得
る。剛性バンド部５はスピーカ８を含む受話器になって
おり、剛性バンド部７には、電話器本体９に加えて、マ
イクロフォン１０を含む送話器が形成されている。胴部
３のうち表示部２の奥には電子時計本体が組込まれてお
り、表示部２は、通常は、例えば、いわゆる針式の時刻
表示を行う。この例の場合、例えば、バンド部５は、電
子時計の１２時側に位置し、バンド部７は電子時計の６
時側に位置する。但し、１２時側と６時側とが逆になっ
ていてもよい。また、電子時計本体と表示部２とからな
る電子時計は、いわゆるデジタル式の数字表示を行うも
のでもよい。勿論、電話器本体９に組込まれるマイクロ
プロセッサを利用して、他の任意の情報を表示部２で表
示させるようになっていても、携帯情報端末になってい
てもよい。なお、この例では、例えば、表示部２が、従
来の通常の携帯電話の如く、送話先や電話の受信先の電
話番号その他の情報を、時刻情報の代わりに又は該時刻
情報と同時に表示するように、電話器本体９のマイクロ
プロセッサの制御下にある表示制御部により制御され
る。

【００３４】マイクロフォン１０は、図２において拡大
断面図で示したように、剛性バンド部７の筐体１１をな
す基部側筐体部１２と蓋側筐体部１３との間において、
筐体１１内に収容されている。なお、図２では、防水シ
ートの形状や凹部などが見易いように、厚さ方向（図２
において上下方向）を特に誇張して大きく示してある。
また、以下においては、サイズを数値で示しているけれ
ども、これらは好ましい例であって、本発明はこれらの
数値によって限定されるものではない。

【００３５】より詳しくは、基部側筐体部１２には、軸
線Ｃを中心軸線として、円筒状ないし円柱状のマイクロ
フォン本体収容凹部１４、円筒状ないし円柱状のリング
状枠体収容凹部１５、及び環状のパッキン収容凹部１６
が形成され、該凹部１４及び１５には、マイクロフォン
本体１７及び枠体としてのリングユニットないしリング
状枠体１８が嵌め込まれている。マイクロフォン本体１
７のうち機械的な振動の形態の音響信号を電気信号に変
換する電気音響変換素子１９が位置する前面２０には、
金属製の多孔薄板からなるカバー２１が配置され、該カ
バー板２１が載ったマイクロフォン本体１７の前面側部
分２２には、リング状枠体１８が嵌着されている。

【００３６】マイクロフォン本体１７の電気音響変換素
子１９は例えばエレクトレットや圧電素子などからな
り、図２では示されていないけれども、空気の振動に応
じた圧力変動を感知可能に又は機械的に振動可能にマイ
クロフォン本体１７に組込まれている。なお、電気音響
変換素子１９は、空気振動の形態の音響信号を最終的に
電気信号に変換し得る限り、他のどのような電気音響変
換トランスデューサでもよい。

【００３７】カバーすなわち多孔薄板２１は、空気の粗
密波ないし振動がマイクロフォン本体１７の前面２０に
伝わるのを許容しつつマイクロフォン本体１７の前面２
０を保護するためのもので、空気の振動の伝達を許容す
る多数の通気性の孔２３を有する。薄板２１が０．１ｍ
ｍ程度の場合、この孔２３は、例えば、０．５ｍｍ程度
〜１ｍｍ程度の直径を有し、アスペクト比の小さい孔で
ある。但し、マイクロフォン本体１７の前面２０を保護
する一方で、実質的な減衰や遅延なく振動エネルギの大
半をマイクロフォン本体１７の前面２０に位置する電気
音響変換素子１９に伝達し得る限り、孔の径や形状や数
はどのようなものでもよい。薄板２１は、十分な機械的
強度を備えてマイクロフォン本体１７の前面２０を保護
し得る限り、その厚さは、より薄くてもよい。また、マ
イクロフォン本体１７の電気音響変換素子１９に振動エ
ネルギの大半を実質上減衰や遅延なく伝達し得る限り、
その厚さがより厚くてもよい。また、以上のような条件
を満たし得る限り、他の導電材料でもよく、導電性を要
しない場合には、非導電性樹脂や圧電性の低いセラミッ
ク材料など他の非導電材料でもよい。

【００３８】リング状枠体１８は、外周面が共通の円筒
状面を形成する前面側及び基部側円筒状部２５，２６、
並びにこれら円筒状部２５，２６の間において半径方向
内向きに突出した環状板状のフランジ状部２７からな
る。基部側円筒状部２６と環状フランジ状部２７とから
なる基部側リング状枠部２８は、マイクロフォン本体１
７及び多孔薄板２１に嵌装されている。一方、前面側円
筒状部２５と環状フランジ状部２７とからなる前面側リ
ング状枠部３０は、全体として、開口２９を備えた防水
シート支持部をなす。前面側円筒状部２５の内周面３１
及びフランジ状部２７の前方に向いた面３２は協働して
軸線Ｃを中心とする円筒状ないし円柱状の前面側凹部３
３を形成し、開口２９の周面３４はマイクロフォン本体
１７の前面（より詳しくは更に孔２３を備えた多孔薄板
２１の前面）と協働して、前面側凹部３３と同心で円筒
状ないし円柱状の基部側凹部３５を形成している。前面
側凹部３３は、例えば周面３１の半径が８ｍｍ程度で、
深さ（高さ）が０．３ｍｍ程度であり、基部側凹部は、
例えば、半径が４ｍｍ程度で、深さ（高さ）が０．３ｍ
ｍ程度である。但し、音響振動を過度に減衰させること
なくマイクロフォン本体１７２伝達し得る限り、凹部３
３，３５の大きさは、より大きくてもより小さくてもよ
く、その形状もより偏平でもより細長くてもよい。

【００３９】前面側リング状枠部３０を構成する前面側
円筒状部２５の環状前端面３６には、防水シート５０が
載置され、この防水シート５０の上には、蓋側筐体部１
３が載置されている。蓋側筐体部１３は、軸線Ｃに沿っ
て該軸線Ｃを中心とする円筒状ないし円柱状の通音用の
貫通孔すなわち通音孔４０を有すると共に、内面４１
に、軸線Ｃを中心とする環状溝４２を有する。通音孔４
０は、例えば、直径１ｍｍ程度で、長さ１．５ｍｍ程度
〜２ｍｍ程度の孔である。通音孔４０は、過度の減衰な
く空気振動を内部に伝え得る限り、円筒状ないし円柱状
である代わりに、内側ほど拡径されていても縮径されて
いてもよい。

【００４０】基部側筐体部１２の前面１２ａに形成され
た環状凹部１６及び蓋側筐体部１３の内面４１に形成さ
れた環状凹部４２には、夫々、シールリングとしてのパ
ッキン４３，４４が配設され、蓋側筐体部１３が基部側
筐体部１２上に載置・固定された状態において、蓋側筐
体部１３の内面４１と基部側筐体部１２の前面１２ａと
の間をシールすると共に、蓋側筐体部１３の内面４１と
防水シート５０の前面５１との間をシールし且つ防水シ
ート５０を周縁部分５２すなわち後述の周縁環状平板部
５５の外縁部分５２で保持する。

【００４１】防水シート５０は、例えば、厚さが１０μ
ｍ程度〜３０μ程度のＰＥＴ又はポリイミド製の成形膜
からなり、図２及び図３に示したように、外縁部５３が
円形で全体としてほぼ円板状の形状を有する。但し、こ
の外縁部５３の形状は、楕円形や長円形など他の形状で
もよく、これに応じて、防水シート５０の全体的な形状
も楕円板状や長円板状など他の形状を採る。

【００４２】より詳しくは、防水シート５０は、その全
体形状をなす仮想的な円板５４（図２において想像線で
示したもの）の延在面Ｓに対して、交差する向き（前後
方向）に凸凹を有する。即ち、図示の例では、防水シー
ト５０は、仮想円板面Ｓに沿って延在する周縁環状平板
部５５及び中間の環状平板部５６に加えて、周縁環状平
板部５５と中間環状平板部５６との間に前方に凸状に湾
曲した環状凸部５７を有し、更に、中心軸線Ｃを含む中
央部に前方に凸状に突出した中央円形凸部５８を有す
る。

【００４３】より詳しくは、周縁環状平板部５５の円形
内縁部５９が環状凸部５７の円形外縁部（５９）につな
がり、環状凸部５７の円形内縁部６０が中間環状平板部
５６の円形外縁部（６０）につながり、中間環状平板部
５６の円形内縁部６１が中央円形凸部５８の円形外縁部
（６１）につながって、全体として、凸凹のある円板を
形成している。即ち、中間環状平板部５６は、周縁環状
凸部５７と中央円形凸部５８との間において、これらに
対して相対的に、凹部を形成している。ここで、「凸」
とは、マイクロフォン１０において、通音孔４０に向か
って前方に突出していることを指す。なお、この例で
は、中間環状平板部５６は、周縁環状平板部５５と同一
の平面Ｓ上に位置するとして説明しているけれども、平
板部５５に対して前方又は基部側（後方）にずれた位置
にあってもよい。更に、相対的に凹部となる中間環状部
５６は、平板状である代わりに、凹状に湾曲していても
よい。また、図示の例では、縁部５９，６０，６１が角
張っているかのごとく示されているけれども、典型的に
は、むしろ多少なりとも滑らかに湾曲している。但し、
縁部５９，６０，６１のうちの少なくとも一つ又は全体
が角張っていてもよい。

【００４４】防水シート５０は、周縁環状平板状部５５
の外縁側部分５２において、パッキン４４により押圧さ
れて前面側リング状枠部３０の円筒状部２５の前端面３
６に押付けられた状態で、蓋側筐体部１３と基部側筐体
部１２との間で、保持される。その結果、蓋側筐体部１
３の通音孔４０の周囲の内側凹部４６と防水シート５０
の前面５１との間に前面側空気室４７が形成され、防音
シート５０の内面６２と凹部３３及び３５との間に、内
側空気室６３（マイクロフォン本体１７についみれば前
面空間部）が形成される。前面側空気室４７は、通音孔
４０のみにおいて開口され、内側空気室６３は、パッキ
ン４３，４４によって、実質的に水密にシールされてい
る。

【００４５】内側空気室６３及び開口２９は、マイクロ
フォン１０の通常の使用時における防水シート５０の振
動に伴う内部空気の振動が可聴振動数において広範囲に
最小限の減衰でマイクロフォン本体１７の電気音響変換
素子１９に伝達され得るように、夫々、十分な体積及び
面積を有する。例えば、ＰＥＴやポリイミドからなる防
水シート５０の膜厚が１２μｍである場合、内側空気室
６３の体積が約１２０ｍｍ³以上で、開口２９の断面積
が約５０ｍｍ²以上（但し、開口２９の長さ（深さ）が
０．３ｍｍ程度で、直径０．５〜１ｍｍ程度の孔を多数
備えた厚さ０．１ｍｍ程度の多孔金属板からなるカバー
２１がマイクロフォン本体１７の前面に配置されている
とき）であることが好ましいことが実験的に確認され
た。なお、このとき、凹部３３の周面３１の半径及び長
さが８ｍｍ程度及び０．３ｍｍ程度で、開口２９の半径
及び長さが４ｍｍ程度及び０．３ｍｍ程度であった。

【００４６】音声などの音響信号が空気振動すなわち空
気の粗密波の形で通音孔４０から前面側空気室４７に入
ると、空気振動に応じて、該空気室４７の底面をなして
いる防水シート５０が振動されて内側空気室６３内の空
気を振動させる。この内側空気室６３内の空気振動は、
孔２３を介してマイクロフォン本体１７の電気音響変換
素子１９に伝えられて、電気信号として取出される。な
お、防水シート５０では、該シート５０の膜面が外向き
Ｄ１及び内向きＤ２に突出して凸凹しているので、凸凹
の曲がり具合が変動するようにシート５０の膜面が撓め
られるだけで、振動され得るので、シートの膜面が平面
状に「ピン」と張っている場合と比較して、極めて小さ
い外力で振動され易い。その結果、前面側空気室４７か
ら内部空気室６３への空気振動の伝達に対する抵抗ない
しエネルギーロスが最小限に抑えられ得る。従って、防
水シート５０及びマイクロフォン本体１７を備えたマイ
クロフォン１０の感度が低下する虞れが少ない。

【００４７】一方、腕に装着しているとき誤って水道水
をかけたり雨等にさらされたり誤って水中に落としたり
することにより、防水シート５０に比較的高い水圧がか
かったり急激に圧力がかかった場合、防水シート５０
は、図２において想像線５０ｉで示したように、内部側
空気室６３に向かって内向きＤ２に変形する。このよう
な水圧は、前面側空気室４７内に水が満たされて静水圧
が直接防水シート５０にかかる場合だけでなく、例え
ば、通音孔４０が水で塞がれて水が更に侵入しようとす
ることによって前面側空気室４７内の空気圧が上昇する
ことによっても生じ得る。後者の場合には、前面側空気
室４７内に水がわずかしか侵入しないこともあり得る。
いずれにしても、防水シート５０のＤ２方向のこの変形
に際しては、防水シート５０の周縁環状凸部５７及び中
央円形凸部５８が拡げられる。この凸凹を解除する変形
に際して、防水シート５０の各膜部分の延在方向（湾曲
膜面）に沿った防水シート５０の長さは実際上ほとんど
変らない。即ち、防水シート５０を構成する膜自体は、
実際上殆ど延びない。また、凸凹が延ばされた（拡げら
れた）防水シート５０は、内部側空気室６３の底面を構
成する面３２及び薄板２１の前面２１ａに向かって内向
きＤ１に突出し、前面側室４７の圧力が高い場合、面３
２，２１ａに凭れかかるように当接する。このような防
水シート５０の変形は、前述のように、防水シート５０
を形成している膜を実際上延伸させることなく、防水シ
ート５０の膜の可撓性だけで実現される。一方、防水シ
ート５０の内側空気室６３側への突出変形に伴って、空
気室６３の容積が減少して空気室６３内の空気圧が上が
り、外側の水圧とほぼ釣り合う状態になる。その結果、
防水シート５０の膜自体は、実際上殆ど圧力差を支える
ことなく想像線５０ｉで示したような撓み状態を採る。
この撓み状態において、防水シート５０の膜は、殆ど延
伸されていないから、前面側空気室４７内にかかってい
た水圧が解除されると、空気室４７内に入っていた水が
通音孔４０から放出されると共に、防水シート５０の膜
はその弾性力によって図２において実線で示した状態に
復帰する。

【００４８】なお、通音孔４０は、一つの代わりに、複
数形成されていてもよい。その場合、前面側空気室４７
に万一水が入った場合の水の放出は、容易になる。ま
た、防水シート５０がある程度（例えば１，０００ｈＰ
ａ程度（１気圧程度））の圧力差を実際上弾性限界を超
えて延伸されることなく支えるようにしておいてもよ
い。

【００４９】なお、防水シート５０が凹部３３，３５の
壁面に凭れかかったとき壁面に沿って湾曲しやすいよう
に、例えば、底面３２と周面３４との角部に丸みが形成
されていてもよい。端面３６と周面３１との角部につい
ても同様である。また、底面３２自体が中心Ｃに近づく
程後方に位置するように、傾斜していてもよく、周面３
４が後方ほど中心Ｃに近づくように傾斜していてもよ
い。

【００５０】また、上述のように、筐体１１に水圧など
がかかった場合でも、水圧が、例えば、約３，０００ｈ
Ｐａ（約３気圧）程度までであれば、パッキン４４及び
４３が基部側筐体部１２の凹部１５への水の侵入を確実
に防ぎ得るので、マイクロフォン本体１７のところに水
が侵入する虞れが実際上ない。その結果、防水シート５
０が延びることなく元の状態に復帰し得ることと相俟っ
て、防水シート５０を備えたマイクロフォン１０の音響
特性は、元の状態を保ち得る。なお、パッキン４３，４
４は、通音孔４０から入った音声以外の音響信号がマイ
クロフォン本体１７の前面２０の電気音響変換素子１９
に入るのを禁止すると共に、通音孔４０から入った音声
が内部空気室６３を介することなく、マイクロフォン本
体１７の電気音響変換素子１９に入るのも禁止してい
る。従って、音声の回り込みがないので、マイクロフォ
ン１０の音響特性が損なわれる虞れが少ない。

【００５１】防水シート５０の環状凸部は、図示の例で
は、一つ（周縁側環状凸部５７）であるけれども、複数
形成されていてもよい。また、ドーム状の中央凸部５８
は、好ましくは、図示の例の如く全面に向かって突出し
ているけれども、場合によっては、凹部３３側に向かっ
て突出した凹部になっていてもよく、更に、中心軸線Ｃ
を含む中心には凸部がなく該中心の周りに中央側環状凸
部が形成されていてもよい。その場合、環状凸部が全体
として一つだけ形成されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい一実施例の電気音響変換
器としてのマイクロフォンを備えた腕装着型携帯電話の
断面説明図。

【図２】図１の形態電話で用いられているマイクロフォ
ンの拡大断面説明図。

【図３】図２のマイクロフォンで用いられている防水シ
ートの一部破断拡大斜視説明図。

【符号の説明】

１ 腕装着型携帯電話 １０ マイクロフォン １１ 筐体 １２ 基部側筐体部 １３ 蓋側筐体部 １７ マイクロフォン本体 １８ リング状枠体 ２５，２６ 円筒状部 ２７ フランジ状部 ２８ 基部側枠体部 ２９ 開口 ３０ 前面側枠体部 ３３，３５ 凹部 ４７ 前面側空気室 ４３，４４ パッキン ５０ 防水シート ５０ｉ 水圧で大きく撓んだ状態の防水シート ５１ 前面 ５５ 周縁環状平板部 ５６ 中間環状平板部 ５７ 周縁環状凸部 ５８ 中央凸部 ６２ 内面 ６３ 内部空気室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 泰夫 東京都西多摩郡瑞穂町長岡２丁目３番地の ５ 株式会社プリモ内 Ｆターム(参考） 5D004 AA14 DD03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気音響変換素子を前面側に備えた電気
   音響換変器本体と、 該本体の電気音響変換素子を底壁とする凹部を形成する
   枠体と、 該凹部を実質的に密閉した空気室にすべく該凹部の前面
   開口を閉じるように周縁部で枠体に固定され空気室の内
   外の空気の音響振動に実質的に追従する可撓性を備えた
   防水シートとを備えた防水型電気音響変換器であって、 防水シートが、加圧下において該シートの延在方向に沿
   った長さを実質上維持したまま凹部の内部に向かって撓
   み得るように、外力のかかっていない状態において、該
   シートの平均的な延在方向に対して前方に凸に湾曲した
   凸部を備える防水型電気音響変換器。
2. 【請求項２】 防水シートが、加圧下において該シート
   の延在方向に沿った長さを実質上維持したまま凹部の壁
   部に沿って撓み得るように、外力のかかっていない状態
   において、該シートの平均的な延在方向に対して前後に
   突出又は後退した凸凹を備える請求項１に防水型電気音
   響変換器。
3. 【請求項３】 防水シートの凸凹の縁部が、凹部の周壁
   に沿って閉曲線状に延在している請求項２に記載の防水
   型電気音響変換器。
4. 【請求項４】 防水シートが、前記凸凹として、その固
   定された周縁部の近傍において閉曲線状に延びた凸部を
   備える請求項２又は３に記載の防水型電気音響変換器。
5. 【請求項５】 防水シートが、前記凸凹として、その中
   央部に前方に凸のドーム状部分を備える請求項２から４
   までのいずれか一つの項に記載の防水型電気音響変換
   器。
6. 【請求項６】 防水シートが、樹脂製の膜である請求項
   ２から５までのいずれか一つの項に記載の防水型電気音
   響変換器。
7. 【請求項７】 防水シートが、１０μｍ程度〜３０μｍ
   程度の間の厚さである請求項１から６までのいずれか一
   つの項に記載の防水型電気音響変換器。
8. 【請求項８】 枠体が、電気音響変換器本体の電気音響
   変換素子に通じる中央の開口部と、該中央開口部の前面
   側に位置するより大径のリング状の凹部部分とを備え、
   該凹部部分の周壁の端面において、防水シートの周縁部
   を支持する請求項１から７までのいずれか一つの項に記
   載の防水型電気音響変換器。
9. 【請求項９】 電気音響変換器本体の電気音響変換素子
   の前面に多孔金属板が配置されている請求項１から８ま
   でのいずれか一つの項に記載の防水型電気音響変換器。
10. 【請求項１０】 請求項１から９までのいずれか一つの
    項に記載の防水型電気音響変換器と、 防水シートの前面で開口する通音孔を備えた蓋側筐体部
    と を有する防水型電気音響変換器付の携帯型電子機器であ
    って、 蓋側筐体部の内面と防水シートの表面との間が、防水シ
    ートの周縁部において水密にシールされている防水型電
    気音響変換器付の携帯型電子機器。
11. 【請求項１１】 電気音響変換器を収容する変換器収容
    凹部を備えた基部側筐体部を更に有し、基部側筐体部の
    変換器収容凹部の周壁の前面と蓋側筐体部の内面との間
    が、水密にシールされている請求項１０に記載の防水型
    電気音響変換器付の携帯型電子機器。
12. 【請求項１２】 請求項１から９までのいずれか一つの
    項に記載の電気音響変換器又は請求項１０若しくは１１
    のいずれか一つの項に記載の携帯型電子機器であって、
    電子音響変換器が、マイクロフォン又はスピーカからな
    ること。