JP4414773B2 - 発音または集音部材の防水滴構造及びこれを有する電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、例えばデジタルカメラ、携帯電話、レコーダ等に用いる発音または集音部材の防水滴構造及びこれを有する電子機器に関する。

録音再生機能付きのデジタルカメラや携帯電話に内蔵されるスピーカ等の発音部材またはマイクロフォン等の集音部材に、防水機能を持たせることが望まれている。防水機能をもたせるための手段として、従来より、発音または集音部材と対向する位置に形成された音孔を覆うように防水シートあるいは防滴シートを設けることが行われている。（例えば下記特許文献１または２参照）
特開平０５−００７３９０号公報 特開平１０−２１０１２１号公報

スピーカあるいはマイクロフォンと対向する位置に音孔を設ける場合、ある程度の耐水度を有する防水用のシート部材が必要となる。しかし前記従来例では、音孔と対向する位置に例えばマイクロフォンが配置されているため、シート部材と対向する方向から直接水流が当たった場合には、その水圧により、水がシート部材に染みてしまい、防水滴機能を確保することが困難であった。

水がシート部材に染みることを防ぐには、該シート部材の耐水度を上げることが必要である。しかし、耐水度が高いシート部材は厚さが大であったりして通気性が悪く、その分、発音あるいは集音部材の音質特性が劣化してしまうという問題があった。すなわち、耐水度を高めるためにはシート部材の厚さを大きくするか、もしくは多孔性シートに形成されている微細孔の孔径をさらに小さくする必要が生じるが、このことは発音あるいは集音部材の音質特性を劣化させる原因となる。

従ってこの発明の目的は、耐水性能が高くかつ音質の良い防水滴構造及びこれを有する電子機器を提供することにある。

第１の観点に基く本発明の防水滴構造は、発音または集音部材と、上記発音または集音部材と対向する位置に第１の音孔が形成された第１のカバーと、上記第１の音孔を覆うように配される防水用シートと、上記防水用シートと離間して該防水用シートの外面側に配される第２のカバーと、上記第２のカバーに形成され、上記第１の音孔に対して該音孔の外周側の部位に対応する位置に配される第２の音孔と、上記第２のカバーに形成され上記第２の音孔に対し上記発音または集音部材から離間する位置に配された貫通孔と、上記第１のカバーに形成され上記第２の音孔と上記貫通孔を互いに連通させる連通部とを具備している。

本発明で言う防水用シートは、例えば多数の微細孔を有する多孔性のシートに防水処理あるいは撥水処理をしたものでもよいし、不織布等の繊維質素材の表面に撥水コートを施したものでもよい。発音部材の一例はスピーカであり、集音部材の一例はマイクロフォンである。

本発明の好ましい形態では、上記防水用シートは、上記第２の音孔と対向する部位まで延出して配されている。
本発明の好ましい形態では、上記第１の音孔の端部の開口縁から上記第２の音孔までの距離が、上記第２の音孔の径よりも大きい。

本発明の好ましい形態では、上記連通部の上記第２の音孔と上記貫通孔とに連なる壁面に、水を排出しやすくするための円弧部もしくは斜面部が形成されているとよい。

第２の観点に基く本発明では、上記発音または集音部材の防水滴構造を具備する電子機器を提供する。電子機器の一例は、録音再生機能付きのデジタルカメラやカメラ付きの携帯電話あるいはレコーダである。

本発明の防水滴構造によれば、比較的簡単な構成により、発音部材あるいは集音部材の耐水性能を高めることができ、しかも音質の低下を少なくすることができる。このことにより、防水滴性能を有しかつ音質の良い録音再生機能付き電子機器を提供することができる。また、第２の音孔から第２のカバーの内側に入る水流を、連通部を介して貫通孔から排出することができるため、防水用シートに加わる水圧を小さくすることができる。

以下に開示例について、図１から図４を参照して説明する。
図１は音声の録音再生機能を有する電子機器の一例としてデジタルカメラ１０を示している。デジタルカメラ１０のハウジング１１に、撮像用の光学レンズを含む鏡筒部１２をはじめとして、レリーズボタン１３やエレクトロニカルフラッシュ１４、ファインダ光学系１５、マイクロフォン部１６、スピーカ部１７等が設けられている。

ハウジング１１の内部には、音の記録と再生のための電子部品（図示せず）等によって構成される録音再生回路が収納されている。この録音再生回路は、例えば、前記マイクロフォン部１６から入力された音を記録媒体に録音する機能と、録音された音を前記スピーカ部１７から出力する機能を有している。ここで言う記録媒体は、デジタルカメラ１０に内蔵されたフラッシュメモリ等の内蔵メモリでもよいし、外部から挿脱可能なメモリカード等のメモリ部材でもよい。

マイクロフォン部１６は、図２から図４に示すように構成されている。図２はマイクロフォン部１６をデジタルカメラ１０の正面側からみた図であり、図３はマイクロフォン部１６の断面図である。図２および図３に示すように、マイクロフォン部１６は、一つの第１の音孔２１と、複数の第２の音孔２２とを有している。

図３に示すように、ハウジング１１の内部に、集音部材の一例であるマイクロフォン２５が収容されている。このマイクロフォン２５は、ハウジング１１の内部に設けられた支持部２６によって、ハウジング１１の内部の所定位置に固定されている。

ハウジング１１は、例えば合成樹脂の成形品からなる第１のカバー３１と、第１のカバー３１の外側を覆う第２のカバー３２とを含んでいる。第２のカバー３２は、ハウジング１１の外装として機能するものであるため、意匠的に見栄えのよい材質（例えば、第１のカバー３１よりも肉厚の薄いアルミニウム合金部材、あるいは表面にめっき処理が施された合成樹脂材）からなる。マイクロフォン２５を支持する支持部２６は、第１のカバー３１と一体に成形されていてもよいし、第１のカバー３１とは別体の部材であってもよい。

図４に示されるように、第１のカバー３１に、ハウジング１１の正面方向から見て円形（例えば真円形）の凹部３５が形成されている。この凹部３５の中心に、第１の音孔２１が、マイクロフォン２５の音入力部と対向する位置に形成されている。

第１の音孔２１の端部（音の入口側）には、音の入口側が少し広がるような段差をつくり出す拡径部３６が、第１の音孔２１の全周にわたって形成されている。第１の音孔２１と凹部３５はいずれも円形をなし、互いに同心円状に配置されている。

前記凹部３５の内部に防水用シート４０が配置されている。この防水用シート４０は、例えば円形をなし、両面粘着テープ等の固定用部材４１によって、前記凹部３５の底面３５ａに固定されている。固定用部材４１の中央部には、第１の音孔２１の拡径部３６と対応する大きさの円形の開口部（図３に示す）４２が形成されている。

防水用シート４０は第１の音孔２１を覆うように配置されている。一例として、予め防水用シート４０の裏面側に両面粘着テープ等の固定用部材４１を設けておき、この固定用部材４１付きの防水用シート４０を凹部３５の底面３５ａに貼り付けるようにすれば、第１のカバー３１に対する防水用シート４０の取付作業を能率良く行うことができる。

防水用シート４０は、耐水性と通音性（通気性）を両立できるものが望まれる。このため防水用シート４０の材料として、例えば、数μｍ程度の多数の微細孔を有するポリ四ふっ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の合成樹脂からなるフィルタ状の材料の表面に、撥水処理を施したものが採用される。なお、材質はこれに限らず、例えば不織布など、微細な孔が形成された多孔性のシートの表面に、防水処理や撥水処理を施したものでもよい。

このように、微細な孔が形成された多孔性のシートに防水処理あるいは撥水処理を施した防水用シート４０を用いることで、マイクロフォン部１６に必要な防水滴構造を得るとともに通音性が確保され、良好な音質特性を得ることができる。

第２のカバー３２の内面と防水用シート４０の外面との間に、僅かな隙間Ｇ（図３に示す）が形成されている。すなわち第２のカバー３２は、防水用シート４０に対して離間して配されている。第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入った音（空気の振動）は、前記隙間Ｇを通って、第１の音孔２１に達することができる。

第２のカバー３２に、複数の第２の音孔２２が穿設されている。例えば円形の凹部３５が形成されている領域と対応する位置に、複数（例えば６個）の第２の音孔２２が、マイクロフォン２５の周方向に等間隔で配されている。これら第２の音孔２２は、第１の音孔２１に対して、該音孔２１の軸線方向の延長上に位置することがないように、第１の音孔２１の外周側の部位と対応する位置に配されている。

図３に示すように、防水用シート４０の外周部４０ａは、第２の音孔２２と対向する位置まで延出している。より好ましくは、防水用シート４０の外周部４０ａは、第２の音孔２２と対向する部位を越える位置まで延出している。こうすることにより、防水用シート４０の外周部４０ａの切断面が第２の音孔２２から入る水流に直接当たることを回避し、防水用シート４０に水が染み込むことをさらに確実に防ぐことができる。

図３において、第１の音孔２１の端部の開口縁２１ａから第２の音孔２２の端部２２ａまでの距離をＬ、第２の音孔２２の径をｄ、第２のカバー３２の厚さをｔ、第２のカバー３２と防水用シート４０との間の隙間Ｇの距離をｈとすると、下記（１）式および（２）式の関係が成り立つように、各部の寸法が設定されている。

｛Ｌ−（ｈ／ｔａｎθ）｝＞０ …（１）
θ＝ｔａｎ^−１（ｈ／ｄ） …（２）
より具体的には、以下に述べる理由により、Ｌをｄよりも大きくしている。

第１のカバー３１と第２のカバー３２とからなるハウジング１１は、第２のカバー３２の厚さｔが大になると、ハウジング１１が大形化するが、第２のカバー３２と防水用シート４０との間の距離ｈについては、ｈが小さい方が防水効果を得やすい。このため一般にはｔ≧ｈなる関係が成り立つようにｔとｈが設定される。

ｔ≧ｈであれば、第１の音孔２１の開口縁２１ａから第２の音孔２２の端部２２ａまでの距離Ｌを第２の音孔２２の径ｄよりも大きくすることにより（Ｌ＞ｄ）、斜め方向（図３に示す角度θ）から水流Ｗが当たっても、水流Ｗが第１の音孔２１の開口縁２１ａに直接当たることがなくなる。

このように、第１の音孔２１と第２の音孔２２の位置を互いにずらすことにより、第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入る水流Ｗを、凹部３５の底面３５ａによって支持されている防水用シート４０の外周寄りの部位４０ｂによって受け止めることができる。そして、水流Ｗが第１の音孔２１を覆う防水用シート４０の中央寄りの部位４０ｃに直接当たることが回避される。このため、耐水度が３０ｋｐａ程度の防水用シート４０でも、実用上問題のない防水滴機能を発揮することができた。

また、録音時に第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入る音（空気の振動）は、第２のカバー３２と防水用シート４０との間の隙間Ｇを通って、第１の音孔２１に達することができ、マイクロフォン２５によって録音を行うことができる。この防水用シート４０には、比較的薄くかつ通音性の良いものが使用されているため、録音に適した音圧レベルが得られる。

図５と図６は本発明の第１の実施形態の防水滴構造を示している。この第１の実施形態において、開示例（図１〜図４）と共通の部位には開示例と共通の符号を付して詳細な説明は省略する。

図５はマイクロフォン部１６をハウジング１１の正面方向から見た図、図６はその断面図である。図５に示されるように、複数（例えば６個）の第２の音孔２２がマイクロフォン２５の周方向に等間隔で形成されている。さらに第２のカバー３２には、第２の音孔２２と対をなす貫通孔５０が穿設されている。これら貫通孔５０は、いずれも、第２の音孔２２に対して、マイクロフォン２５から離間する位置に配されている。貫通孔５０は第３の音孔として機能することもできる。

第１のカバー３１には、第２の音孔２２と貫通孔５０を互いに連通させる連通部５１が形成されている。図６に示すように、連通部５１の内面すなわち第２の音孔２２と貫通孔５０とに連なる壁面には、水流が通る部位に円弧部５２が形成されている。こうすることにより、第２の音孔２２から連通部５１に入った水を、貫通孔５０から外部に排出しやすくしている。あるいは、貫通孔５０から連通部５１に入った水を、第２の音孔２２から外部に排出しやすくしている。

このように構成された第１の実施形態の防水滴構造は、第２の音孔２２や貫通孔５０から第２のカバー３２の内側に入った音（空気の振動）が、第２のカバー３２と防水用シート４０との間の隙間Ｇを通って、第１の音孔２１に達することができる。

また、第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入る水流Ｗを、連通部５１を介して貫通孔５０から排出することができるため、防水用シート４０に加わる水圧を小さくすることができ、防水用シート４０に水が染み込むことをさらに効果的に防止することができる。このため防水用シート４０に通音性の良い材料を使用することが可能となり、音質が向上し、マイクロフォン２５の入力時の音圧も確保される。

図７は本発明の第２の実施形態の防水滴構造を示している。この第２の実施形態では、連通部５１の内面、すなわち第２の音孔２２と貫通孔５０とに連なる壁面に、ほぼ半円形の円弧部５２´が形成されている。この円弧部５２´により、第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入った水流を、貫通孔５０から容易に排出することができるようにしている。

図８は本発明の第３の実施形態の防水滴構造を示している。この実施形態では、連通部５１の第２の音孔２２と貫通孔５０とに連なる壁面に、斜面部６０が形成されている。この斜面部６０により、第２の音孔２２から第２のカバー３２の内側に入った水流を貫通孔５０から排出しやすくしている。これら第２および第３の実施形態において、前記第１の実施形態（図５，図６）と共通の部位には第１の実施形態と共通の符号を付して説明は省略する。

図９は前記実施形態以外の防水滴構造を備えたマイクロフォン部７０を示している。このマイクロフォン部７０において、開示例（図１〜図４）と共通の部位には開示例と共通の符号を付して説明は省略する。

図９に示すマイクロフォン部７０は、第１の音孔２１と第２の音孔２２が互いにほぼ同一軸線上に位置し、かつ、第１の防水シート７１と第２の防水シート７２を備えている。第１の防水シート７１は開示例の防水用シート４０と同様の材料からなる。この第１の防水シート７１は、例えば両面粘着テープ等の固定用部材７５によって、第１の音孔２１の音の入口側の端面７６に固定されている。

第２の防水シート７２は、例えば第１の防水シート７１よりも厚さ及び微細孔の径が大であり、第１の防水シート７１と比較して防水性能は低いが、通音性が良い材料からなる。第２の防水シート７２は、例えば両面粘着テープ等の固定用部材７７によって、凹部３５の底面３５ａに固定されている。この第２の防水シート７２によって、第２の音孔２２から第１の音孔２１に向かって侵入する水流を受け止めることにより、第１の防水シート７１に水流が直接当たることを防いでいる。

つまり、第２の防水シート７２で水流の勢いを弱めることで、第１の防水シート７１の水流に対する耐衝撃強度（耐圧強度）が低くとも、実用上十分な防水性能を得ることができる。このように、第２の音孔２２側に配置される第２の防水シート７２には主に水流に対する耐衝撃強度（耐圧強度）を高めるための機能を振り分け、第１の音孔２１側に配される第１の防水シート７１には防水性を高めるための機能が振り分けられている。

このような防水滴構造を有するマイクロフォン部７０は、防水性は高いが薄い材料であって主に防水性を高めるための第１の防水シート７１と、防水性は低いが通音性（通気性）が高い材料であって主に水流に対する耐衝撃強度を高めるための第２の防水シート７２とを、第１の音孔２１側から第２の音孔２２側へ順に配置することで、耐水性能と音質特性の向上を両立させることが可能となる。

図１０は、防水滴構造を有する電子機器の他の例として、録音再生機能と撮像機能を有するカメラ付き携帯電話８０を示している。このカメラ付き携帯電話８０のマイクロフォン部８１あるいはスピーカ部（図示せず）に、前記各実施形態で説明した防水滴構造を設けることにより、カメラ付き携帯電話８０の防水性を高めることが可能である。この実施形態では、マイクロフォン部８１が撮像用のレンズ部８２と同じ側の面に配置されているが、マイクロフォン部８１を別の位置に設けてもよい。

なお前記各実施形態では、マイクロフォン部（集音部材）に本発明の防水滴構造を適用した例について説明したが、マイクロフォン部以外に、スピーカ部（発音部材）にも同様の構成の防水滴構造を採用することが可能である。

なお本発明を実施するに当たって、集音部材や発音部材、防水用シート、第１および第２のカバーをはじめとして、本発明の構成要素を、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施できることは言うまでもない。

開示例の防水滴構造を有する録音再生機能付きデジタルカメラの斜視図。 図１に示されたデジタルカメラのマイクロフォン部付近を拡大して示す正面図。 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うマイクロフォン部の断面図。 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿うマイクロフォン部の断面図。 本発明の第１の実施形態を示すマイクロフォン部の正面図。 図５中のＦ６−Ｆ６線に沿うマイクロフォン部の断面図。 本発明の第２の実施形態を示すマイクロフォン部の断面図。 本発明の第３の実施形態を示すマイクロフォン部の断面図。 防水滴構造の他の例を示すマイクロフォン部の断面図。 電子機器の他の例としてカメラ付き携帯電話を示す斜視図。

符号の説明

１０…録音再生機能付きデジタルカメラ（電子機器）
１１…ハウジング
１６…マイクロフォン部
２１…第１の音孔
２２…第２の音孔
２５…マイクロフォン（集音部材）
３１…第１のカバー
３２…第２のカバー
４０…防水用シート
７０…マイクロフォン部
８０…カメラ付き携帯電話
８１…マイクロフォン部

Claims (4)

1. 発音または集音部材と、
   上記発音または集音部材と対向する位置に第１の音孔が形成された第１のカバーと、
   上記第１の音孔を覆うように配される防水用シートと、
   上記防水用シートと離間して該防水用シートの外面側に配される第２のカバーと、
   上記第２のカバーに形成され、上記第１の音孔に対して該音孔の外周側の部位に対応する位置に配される第２の音孔と、
   上記第２のカバーに形成され、上記第２の音孔に対し上記発音または集音部材から離間する位置に配された貫通孔と、
   上記第１のカバーに形成され、上記第２の音孔と上記貫通孔を互いに連通させる連通部と、
   を具備したことを特徴とする発音または集音部材の防水滴構造。
2. 上記第１の音孔の端部の開口縁から上記第２の音孔までの距離が、上記第２の音孔の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の発音または集音部材の防水滴構造。
3. 上記連通部の上記第２の音孔と上記貫通孔とに連なる壁面に、円弧部もしくは斜面部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発音または集音部材の防水滴構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発音または集音部材の防水滴構造を具備することを特徴とする電子機器。

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