專利名稱：一種能夠浸沒并包括一個聲換能器的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可以浸沒在諸如水的液體中類似例如可以佩戴在手腕上的手表的裝置。更具體來說，本發(fā)明涉及一個聲換能器可以安裝在殼體中的這類裝置。
為了保證佩戴在手腕上通?？梢赃_到30多米浸沒深度的手表的防水性能，在表殼中安裝一個聲換能器，而在聲換能器和能夠直接引導聲波的外界之間不設置任何聯系通路是從現有技術已經知道的。這樣的裝置的優(yōu)點在于，可以保證手表有非常好的水密性能。然而，由于聲能必須達到聲換能器或者通過殼體的實心壁從其予以傳遞，所以只有人們對于適中的傳聲質量是滿意的時，該方案才是可行的。因此可以采用的頻帶限于可以成功地通過所述壁的頻率。實際上，人們必須以聲換能器共振頻率來工作，而如果這些頻率相當于表殼壁的共振頻率它們才能通過該殼壁有效地予以傳遞。這必然限制能夠予以傳遞的頻率的范圍因而不適于復制和/或接收諸如語言或者音樂的復雜聲音。還應當指出，這樣的壁不便于吸收由聲換能器所傳遞或者接收的聲音。
本發(fā)明的目的是提供一種安裝有一個聲換能器，而聲換能器安裝得可以在一個特別是與語言對應的聲譜的寬闊的聲譜范圍內工作，同時可確保高度的防水性能的上述的這類裝置。
因此本發(fā)明涉及一種能夠承受浸沒入諸如水的液體中預定的深度的便攜式防水裝置，特別是防水手表，它包括一個殼體，在該殼體中安裝一個聲換能器，以便以一種不透水的方式通過聲能與殼體外部聯系，其特征在于，-所述的聲換能器連接在一個可以變形的膜片上，將其以一種不透水的方式與一個布置在所述殼體中并且與外部直接連通的進氣室分開，另外，所述的膜片通過其周邊彈性地作用在一個圍繞所述的進氣室布置的支承表面上，而將該進氣室以一種不透水的方式與一個布置在所述殼體中的變形腔分開，而該變形腔設置在膜片的與所述的進氣室相反一側同時與所述的殼體內部相連通，另外，當一個大于一個預定值的外部靜壓力作用在所述的膜片上時，所述的變形腔的底部為所述的膜片形成一個支承表面。
由于這些特征的結果，聲換能器可以通過膜片來接收或者傳遞聲能，而膜片由于僅僅由其圓周邊緣懸置在殼體中而可以自由地振動，而不妨礙該聲能向著和從聲換能器的傳遞或者接收。
膜片可以通過一個支承在變形腔的底部并作用在膜片邊緣的彈性元件而作用在殼體的支承表面上。
然而，根據另一個實施例，膜片可以借助其本身的彈性并在殼體中繃緊安裝而被保持作用在其支承表面上。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在僅僅以實例給出的并且參照附圖所作的下面的描述中一目了然，其中

圖1示出了一個根據本發(fā)明制成的并且安裝有一個聲換能器(其在本實例中是一個揚聲器)的計時器的橫截面圖；圖2是本發(fā)明的另一個實施例的示意橫截面圖；圖3示出了將聲換能器裝置對支承表面保持就位的彈性裝置的細節(jié)。
在下面的描述中，本發(fā)明將按照其應用于諸如手表的計時器來進行說明。然而，很顯然，本發(fā)明可以應用于任何其它的裝置，而這些裝置通常是便攜式的，尺寸小，并且必須包括至少一個聲換能器，該裝置還可以浸沒在諸如水的液體中至預定的深度。另外，在描述的實例中，聲換能器是一個揚聲器，然而，傳聲器換能器也可以有利地應用于本發(fā)明。
既然如此，圖1示出了一個手表1的截面圖，它的防水性能可以保證至預定的水深，而30米的深度是在實踐中常常給予的數值。
圖1的手表1包括一個殼體2，一個水晶表蒙3，表針4和5，表盤6和一個時間調節(jié)機構7的某些零件。所有這些零件以及那些概略示出的或者在圖1中見不到的零件，例如集成電路，石英，微型馬達，齒輪系列等都是慣用的，因此無需在這里予以描述。雖然這不是本發(fā)明的一種限制性應用，但是安裝有傳聲器換能器或者揚聲器的本發(fā)明裝置最好是形成一種便攜式電話的手表。
在所示的實例中，殼體2包括一個后蓋8，該后蓋襯以一個在殼體2內疊加在后蓋8上并且借助任何適當的裝置例如粘結或者卡扣配合連接在其上的支承盤9。
后蓋8包括一個進氣室10，該進氣室大致是圓形的并且布置得可借助一個從側向通入其中的通道11與外界連通。圍繞該進氣室10，后蓋8具有一個環(huán)形的支承表面12，在本實例中，支承表面12相對于進氣室10的軸線稍稍傾斜。
在與后蓋8的進氣室10的相反側，支承盤9具有一個大致圓形的凹槽13，其大致與進氣室10同軸線，同時具有稍大的直徑。該凹槽13構成一個變形腔。該凹槽13以一個具有圓形邊緣的周邊14為邊緣，并且該周邊14與一個位于其內部的環(huán)形槽15相鄰。
在由后蓋8的進氣室10和支承盤9的凹槽13形成的容積中，布置一個聲換能器裝置16。該裝置包括一個由一個圓盤形成的膜片17，在該膜片17上固定地連接一個圓周臺肩18，該圓周臺肩的外表面結合在圍繞分別在后蓋8和支承盤9上的支承表面12布置的一個圓周側壁19上。因此，膜片17可確保手表1的內部與外部的密封。
在支承表面12的內邊緣之內的區(qū)域中，膜片17可自由變形。膜片17由一個彈性元件20保持在該支承表面12上，以便容許聲換能器16的有效部分以最低的頻率模式振動。該彈性元件20例如可以由一個環(huán)形成，該環(huán)可以容納在支承盤9的凹槽15中并設置有Z形彈性突耳21(圖3)，該突耳的數目對于大約25毫米直徑的膜片17來說例如可為10個，它是從其平面上切制出來并沿著膜片17的方向向外彎曲的。彈性突耳21是可壓縮的，因此可將膜片壓在支承表面12上，同時嚴格地限定了膜片可以自由振動的區(qū)域。作為說明，彈性環(huán)20可以產生大約250-600克的總力。很顯然，該總力取決于膜片的直徑，其重量，厚度和人們希望傳遞和接收的傳聲頻率。
聲換能器裝置16還包括一個聲換能器部件22(形成聲換能器的有效部分)，其在所示的實例中是一個壓電式揚聲器。它也可以是一個接收機(擴音器作用)。在這里所示的實例中，它包括插入在兩個壓電盤(在圖1中見不到)之間的一個金屬條，該裝置可方便地連接在容納在殼體2中的控制電路(未予詳細示出)上。該聲換能器部件22在凹槽13的圍繞膜片的自由振動區(qū)域一側結合在膜片17上。它可從日本Murata公司買到。根據另一個實施例，聲換能器部件22也可以在膜片的模塑期間通過在其中的局部結合，或者通過與膜片材料的復式模塑而連接在膜片上。
應當指出，突耳21最好是將其壓力施加在聲換能器部件22的端部邊緣處，以便它能夠在給定直徑條件下傳遞盡可能低的頻率。突耳21靠在聲換能器部件22的金屬條的邊緣處，通過該邊緣處，突耳將膜片17壓在支承表面12上。
為了避免變形，必須小心，使得由彈性突耳21施加的作用力足以將聲換能器部件22保持在支承表面12上，即在工作期間，其被永久地固持住。然而這些力不應當妨礙其取向(即好象被嵌入時那么堅挺)，其通常會導致聲換能器部件基本頻率的加倍。
凹槽13形成一個內室，該內室通過布置在凹槽13底部13a上的通道孔23可與殼體2的內部連通。膜片17因此可以在該內室或者凹槽13中變形，直至其作用在其底部13a上為止。因此如果在膜片兩側上的差壓超過一個預定值時，該底部13a便為膜片17構成一個止檔表面。
膜片17最好是由硅制成，并且可以具有大約300微米的厚度，其直徑例如為25毫米。
在與剛才描述的裝置分開的區(qū)域中，后蓋8和支承盤9包括一個具有臺肩25的通道24，一個壓力平衡膜片26靠在該臺肩處。該平衡膜片是防水的但是是透氣的，條件是在該膜片兩側的壓力差的變化變化得非常緩慢。它可以由例如燒結的特氟隆制成。該膜片可以變得與容許其壓力以非常低的頻率(例如為1/10赫茲)變化的空氣通過的低通過性的過濾器相似。該結構容許適應例如由于佩戴手表時海拔高度和/或氣候條件的變化而產生靜壓力的變化。
然而，應當指出，膜片17本身可以這樣制成，使得它可以代替膜片26來完成壓力平衡功能。這樣，膜片17必須由一種對于其靜壓力以非常低的頻率變化的氣體是半透氣的柔性材料制成，膜片17的性能如下。
當手表在水之外的條件下佩戴時，膜片17具有平的構形，此時它可以自由振動，因而可以將由部件22產生的傳聲振動不受干擾地傳遞到外部。
相反，當手表剛剛被浸沒時，膜片17將由于在其兩側存在的差壓的突然變化而變形。然后其將在底部13a的方向呈現彎曲的形狀，通過通道26的壓力補償通路不能足夠迅速地平衡壓力差。由于某種流體靜力值，膜片17的變形將是這樣的，即它作用在凹槽13的底部13a上，而這將確保一種足夠的支承，從而防止膜片17和聲換能器部件22的任何損壞。
圖2非常示意地示出了本發(fā)明的一個可替換的實施例，其中，裝置1A包括一個設置有一個圓形進氣室27的殼體2A。該進氣室可以按照與圖1的進氣室10形成的相同方式布置。圍繞該進氣室27的邊緣向內布置一個環(huán)形肋28，該環(huán)形肋形成一個支承表面12A。圍繞該肋設置一個第一槽29，一個第二槽30開在該第一槽的外壁上。
該裝置還包括一個膜片17A，該膜片的外邊緣被容納在第二槽30中，以便通過例如粘結牢固地固定在那里。膜片17A具有固有的彈性而固定在第二槽30中，以便稍稍繃緊。因此，它被保持繃緊在支承表面12A上，而支承表面是在環(huán)形肋28上形成的并超過第一槽29底部一定的距離。一個聲轉換器部件22A固定在膜片17A上。
在膜片17A的后面，在內側，還設置了一個支承格柵31，從而形成變形腔13A的底部。該格柵設置有通道孔32因而當有過大的壓力從外部作用在膜片上時可讓膜片保持在其上。
通道24A可以設置在殼體2A的壁上，并由一個壓力平衡膜片26A來密封，如圖1的實施例那樣。
圖2的布置不同于圖1之處在于。它不包括用于確保將膜片作用在殼體零件上的任何特殊的彈性裝置。為此目的所必須的彈性是由膜片本身固有的彈性提供的。
權利要求
1．一種能夠承受浸沒至諸如水的液體中預定的深度的特別是防水手表的便攜式防水裝置，它包括一個殼體(2,2A)，在該殼體中安裝一個聲換能器(22,22A)，以便以一種不透水的方式通過聲能與殼體(2,2A)外部聯系，其特征在于，-所述的聲換能器(22,22A)連接在一個可以變形的膜片(17,17A)上，將其以一種不透水的方式與一個布置在所述殼體(2,2A)中并且與外部直接連通的進氣室(10,11,27)分開，另外，所述的膜片(17,17A)通過其周邊彈性地作用在一個圍繞所述的進氣室布置的支承表面(12,12A)上，而將該進氣室以一種不透水的方式與一個布置在所述殼體(2,2A)中的變形腔(13,13A)分開，而該變形腔(13,13a)設置在膜片(17,17A)的與所述的進氣室(10,11,27)相對置的一側同時與所述的殼體內部相連通，另外，當一個大于一個預定值的外部靜壓力作用在所述的膜片(17,17A)上時，底部(13,13a)為所述的膜片形成一個支承表面。
2．如權利要求1所述的裝置，其特征在于，它包括一個?？吭谒龅淖冃吻?13)的底部(13a)上并且將作用在所述的支承表面(12)上的所述膜片(17)的周邊固持住的彈性元件(20,21)。
3．如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的彈性元件是一個由彈性材料制成的環(huán)(20)，其布置在膜片(17)的周邊的上方并且包括幾個支承突耳(21)，突耳從其平面向外彎曲并支承在所述的周邊上。
4如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的膜片(17A)借助其本身的彈性并在所述的殼體(2A)中繃緊安裝而保持在所述的支承表面(12A)上。
5．如權利要求1-3中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的膜片(17)具有一個延伸到其平面之外的周邊(18)，通過該周邊它結合在所述的變形腔(13)的側壁上。
6．如權利要求1-5中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的變形腔(13,13A)布置得可通過裝置(24,25,26,24A,26A)與外部連通，用于平衡在所述的膜片(17,17A)兩側上的差壓的緩慢變化。
7．如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的平衡裝置由膜片本身形成。
8．如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的壓力平衡裝置包括一個放置在位于所述的殼體(2,2A)壁上的通道(24,24A)中的膜片(26,26A)，所述的通道一方面與外部連通另一方面與所述的變形腔(13,13A)連通，另外，所述的膜片(26,26A)由這樣一種材料制成，其當在其兩側的差壓有緩慢變化時才容許空氣流過。
9．如前述權利要求1-8中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的膜片(26,26A)由燒結的特氟隆或者陶瓷材料制成。
10．如前述權利要求中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的聲換能器(22)是一個傳聲器或者揚聲器。
11．如前述權利要求中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的膜片(26,27A)由硅制成。
12．如前述權利要求中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的膜片在直徑為25毫米的情況下厚度為300微米。
13．如前述權利要求中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述的變形腔(13A)的底部(31)是一個多孔格柵。
全文摘要
該裝置包括一個其內安裝一個聲換能器(22)的殼體(2),以便以不透水的方式以聲能與殼體外部聯系。聲換能器連在膜片(17)上,該膜片將其不透水地與布置在殼體中且與外部連通的內腔(10,11)分開,膜片通過其周邊彈性地作用在圍繞內腔布置的支承表面(12)上,而將該內腔不透水地與在殼體中在膜片的與所述的內腔對置一側同時與殼體內部相連通的變形腔(13)分開,另外,當大于預定值的外部靜壓力作用在膜片上時,變形腔的底部(13a)為所述的膜片形成一個支承表面。
文檔編號G04B37/00GK1214966SQ98118838
公開日1999年4月28日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權日1997年8月28日
發(fā)明者J·P·米格諾特, P·丁尼森 申請人:阿蘇拉布股份有限公司