(57)【要約】  ハウジングの開口部によって画定された音響 経路を横切る非多孔質 メンブレンを有する圧力 平衡 アセンブリ。 非多孔質メンブレンに接続された通気性層は音響経路に横方向に 配置されてもよい。 通気性層 および非多孔質メンブレンによって画定される音響 キャビティ。 The 非多孔質 メンブレンは、 the ハウジングの開口部 に面する側辺を有し、流体または水分が音響 キャビティに浸透するのを防ぐ。 The 通気性層は、通気層を提供することにより、the 音響 キャビティの圧力をさらに 平衡にする。【選択図】図１
2019514277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響デバイスのための音響 平衡 アセンブリであって:
音響 経路に在り、第１の 側辺と第２の 側辺を有する非多孔質 メンブレン,ここで該第１の 側辺は音響キャビティに向かって面しており、該非多孔質 メンブレンの該第２の 側辺 は該音響 経路の開口部に向かって面している、非多孔質 メンブレン; および
該音響 キャビティの壁を画定する層構造 アセンブリ, ここで該層構造 アセンブリは通気性層を含み, 該通気性層の第１の 側辺は該非多孔質 メンブレンの該第１の 側辺の少なくとも一部に取り付けられ, 該通気性層の第２の側辺は音響デバイスに取り付けられるように構成され, 該通気性層が該音響キャビティの中または外へ6.9 kPaで500 mL/min以下の気流 を提供して、該音響 キャビティと 該 音響キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする、層構造 アセンブリ、
を含む、音響 平衡 アセンブリ。
【請求項２】
外部環境と該音響経路の開口部との間に音響 波を通過するための開口部を有するハウジング; および
該音響デバイス ;をさらに含み、ここで該音響デバイス は該 ハウジング に収納され、該 音響 キャビティに隣接して位置づけられる、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項３】
該 音響 キャビティの外側の環境は、該 ハウジングの内部環境を含む、請求項 2に記載のアセンブリ。
【請求項４】
該 音響デバイスが、微細電気機械 (MEMs) マイクロホン, 変換器, 音響 スピーカー, またはMEMS 音響 変換器を有するフレックス回路の一つを含む、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
該通気性層がリングを含む、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項６】
該 通気性層が、空気を通過することができる、ポリマー材料, 複合材料, 繊維材料, 金属材料, セラミック材料, または接着材料の一つを含む、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項７】
該 通気性層が正のゼロでない 入水 圧力 抵抗を有する、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項８】
該 通気性層が多孔質 ePTFE 層を含む、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項９】
該 通気性層が、織布, 織布 複合物, 不織布, または 不織布 複合物のひとつを含む、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１０】
通気経路を部分的に画定する該通気性層の一部を該音響 キャビティと流体的に接続するチャネルをさらに含み , 該 通気 経路は該 音響 キャビティの音響 経路から横方向に オフセットしている、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１１】
該 通気性層 と該 音響デバイスとの間に接続された接着 層をさらに含み, 該 接着 層が該 チャネルを含む、請求項10に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
該 通気性層 と該 音響デバイスとの間に接続されたガスケットをさらに含み, 該 ガスケット が該 チャネルを含む、請求項10に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
該 層構造 アセンブリが通気 経路の壁を画定し, 該 通気性層が該 通気 経路を横切って配置されており、 該 通気 経路を通過する 空気が該 通気性層の少なくとも一部を通過する、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１４】
該 アセンブリが30 dB以下の挿入損失ピークを有する、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１５】
該 音響 キャビティ の中または外への該気流が6.9kPaで 250 mL/min以下である、前記請求項のいずれかに記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、2016年4月6日の米国仮出願No。 62/319,114の優先権を主張する。その全内容および開示は参照によりここに組み入れられる。
【０００２】
技術分野
本開示は、概して圧力平衡構造に関係する。具体的には、限定はされないが、本開示は音響デバイスを保護するため、および当該音響デバイスで圧力を平衡にするための圧力平衡構造に関係する。
【背景技術】
【０００３】
発明のバックグラウンド
音響 カバー技術は、音響デバイスの敏感な構成材を環境条件から保護するために、多くの用途と環境で使用されている。音響デバイスの様々な構成材は、外部環境からのがれき, 水,または他の汚染物と接触していないときに、最もよく作動する。特に, 音響 変換器 (すなわち、マイクロホン) は、付着物に敏感なことがある。 これらの理由により, 音響デバイスの作動部品を 音響 カバーで囲い込むことが必要なことがしばしばある。
【０００４】
既知の保護音響カバーは、延伸ポリテトラフルオロエチレン (ePTFE)のような、非多孔質フィルムや多孔質 メンブレンを含む 。 保護音響カバー、US 6,512,834や US 5,828,012にも記載されている。保護カバーは、二つの方法で音を伝送できる: the 第１の方法は、音波がそこを通過できるようにするものであり、抵抗性保護カバーとして知られる;第２の方法は振動させて音波を生じるものであり, 振動音響, または反応性保護カバーとして知られる。
【０００５】
日本特許出願公開番号2015-142282 (P2015-142282A) は防水音-伝送可能フィルムを備えた防水構成材を開示する。 支持層は、防水音-伝送可能フィルムの少なくとも一つの側辺の表面に接着される。 支持層ポリオレフィン系-樹脂フォームは, 1.0 x 107 Pa未満の損失係数を有する。
【０００６】
日本特許出願公開番号2015-111816 (P2015-111816A) 防水 ベンチレーション 構造 および 防水 ベンチレーション 部材を開示する。
【０００７】
WO2015/064028は、防水 ベンチレーション 構造を開示する。この構造 は、インナースペースと 開口部 セクションを有するケーシング,開口部 セクションをブロックするように配置された防水ベンチレーション フィルム,インナースペースに配置された電気-音響 変換構成材 , ケーシングの内表面と防水 ベンチレーション フィルムの表面の周囲エッジセクションとに直接結合する第１の 両面接着テープ, および 防水 ベンチレーションフィルムの裏面の周囲エッジセクションと構成材とに直接結合する第２の 両面接着テープを含む。 防水 ベンチレーション フィルムの水 圧力 抵抗は50 kPa 以上であり,第１の 両面接着テープの基材は 発泡体である。
【０００８】
米国特許番号 6,188,773 防水 タイプマイクロホンを開示し,それは音受開口部を有するユニットアコモデートチャンバを備えたマイクケーシング, ユニットアコモデートチャンバに収容されたマイクユニット, および音受開口部にきつく積載された防水 メンブレンを含む。 防水 マイクロホンは、 ユニットアコモデートチャンバをマイクケーシングの外側と通信するためのマイクケーシングに形成された通気孔、および通気孔に積載した圧力 平衡 メンブレンをさらに含む。
【０００９】
米国特許出願番号 2014/0270273は、 MEMS マイクロホンの低周波 レスポンスを制御し調整する方法とシステムを開示する。MEMS マイクロホンは、メンブレンと複数のエアベントを含む。メンブレンは、メンブレンで作動する音響 圧力がメンブレンの動きを生じるように構成される。エアベントは、メンブレンに近いところに配置される。 各エアベントは、開放位置または閉鎖位置に選択的に配置されるように構成される。コントローラーは、閉鎖位置に配置されるエアベントの数を決定し、閉鎖位置に配置されるエアベントの数を生じる信号を発生し、残りのエアベント開放位置に配置させる。
【００１０】
米国特許出願番号2015/0163572 は、音響 メンブレンと少なくとも一つの圧力ベントを含むマイクロホン モジュールまたはスピーカーを開示する。圧力 ベントは、音響 メンブレンの第１の 側辺の気圧 圧力と音響 メンブレンの第２の 側辺の気圧 圧力を平衡にする。 さらに,圧力 ベントは、スピーカー または マイクロホン モジュールの音響 経路に配置される。このやり方では, 音響 メンブレン の異なる側辺の気圧 圧力差は音響 メンブレンの動きの邪魔にならない。 一以上の実施では,圧力 ベントは音響的に不明瞭になることがある。圧力 ベントはスピーカー またはマイクロホン モジュールの音響 経路に配置されるので, 音響的に不明瞭であることは、圧力ベント自体はスピーカー または マイクロホン モジュールの操作を邪魔しないことを確実にすることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
存在する続いている問題は、多くの音響カバーデザインがいくつかの環境には適切でいことが分かっていることである。 例えば, 水 浸透に対するデザインの回復力を高めると、音響デバイス廻りのエア圧力を平衡にするデザインの能力が下がり得る,これは温度, 環境圧力の変化, または他の環境変化によって引き起こされることがある。 圧力 差は、音響 カバーのメンブレンの音響 レスポンスを遅らせるか影響を与えることができ、音響 変換器 バイアスにつながり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
いくつかの例示的態様の簡単なまとめ
本発明の一態様によれば ,音響デバイスのための圧力 平衡 アセンブリが、外部 ハウジングとそこの音響キャビティとの間を音響波通過させるための開口部を有するハウジング によって提供される。 音響 キャビティに面する第１の 側辺および開口部に面する第２の 側辺を有する非多孔質 メンブレンは、 ハウジングで接続される。非多孔質 メンブレンの第１の 側辺の少なくとも一部と接続された通気性層（breathable 層）は、音響 キャビティを画定するように構成される。 音響デバイスはキャビティに接続することができ,音響デバイスは音響 波を発生および/または受け取ることができる。 The 通気性層は、6.9 kPa で500 mL/min 以下の気流を音響 キャビティの中または外に提供することができ、音響 キャビティと音響 キャビティ の外側の環境の間の圧力を平衡にする。
【００１３】
ある態様では, 圧力 平衡 アセンブリの構成材構成材 (または層) は、音響 エネルギーの吸収または方向変更によって引き起こされる, 圧力 平衡 アセンブリと組み立てられた音響デバイスの音響 感度 の低下（ここで 挿入損失と記載される）を導入することができる。 挿入損失 は、音響 圧力 (例えば、 dB) の低下として測定されてもよく、それは圧力 平衡 アセンブリの音響 変換器で測定され、同様の変換器（ただし非多孔質 メンブレン または通気性層を有さない）と比較される。 好ましくは, いくつかの態様がある範囲の周波数にわたって最小の挿入損失（つまり、挿入損失がないかまたは低い挿入損失)を生じる(つまり, ある範囲の 周波数を横切る広さ（amplitude）で一貫している（consistent）、低い挿入損失)。 いくつかの態様は、一以上の周波数または周波数範囲の広さでピークとなる挿入損失を生じてもよい。 いくつかの態様では, 圧力 平衡 アセンブリ は、30 dB以下, 25 dB以下, 20 dB以下, 15 dB以下, 10 dB以下, または5 dB以下の挿入損失ピークを有することができる。圧力 平衡 アセンブリの様々な 態様は、通気性層を介して, 6.9 kPaで250 mL/min以下, 6.9 kPaで100 mL/min以下の気流を音響 キャビティの中または外に提供することができる。
【００１４】
いくつかの態様では,圧力 平衡 アセンブリは、十分に高く気流を音響 キャビティの中または外に提供することができ 、 音響 キャビティ と環境との間の圧力 上昇または 圧力差を防ぐかまたは急速に除去する。圧力 平衡 アセンブリは、音響 キャビティ と,例えば音響 キャビティの外側のデバイス ハウジングの内部環境との間の圧力を平衡にすることができる。 圧力 平衡 アセンブリは、音響 キャビティに水分が入ることを防ぐように構成されている通気性層を含むことができる。
【００１５】
いくつかの態様では, 圧力 平衡 アセンブリは、微細電気機械 (MEMs) マイクロホン, 変換器, 音響 センサー,音響 スピーカー, そこにMEMS 音響 変換器を有するフレックス回路, または類似のデバイスを含む音響デバイスを含むことができる。
【００１６】
いくつかの態様では,圧力 平衡 アセンブリは、音響 キャビティと結合している通気性層を含むことができる。 いくつかの場合において,通気性層は、音響 キャビティのまわりにリングを含むことができる。通気性層は、そこを空気が通過できる、ポリマー材料, 金属材料, セラミック材料, 複合材料, 繊維材料, または 接着材料であることができる。 いくつかの場合において,通気性層は、 正のゼロでない 入水 圧力 抵抗, 例えば。0.2 psi以上を有する。 いくつかの場合において,通気性層は、多孔質 ePTFE 層,  織布 または 織布 複合物を含むことができる。
【００１７】
いくつかの態様では, 圧力 平衡 アセンブリは、非多孔質 メンブレンの第１の 側辺と 通気性層の少なくとも一部との間に第１の 接着 層を含むことができる。 いくつかの場合において, 第２の 接着 層は、 通気性層と音響デバイスとの間に取り付けられてもよい。第３の 接着 層 が、非多孔質 メンブレン と ハウジングの内部表面 との間に取り付けられてもよい。
【００１８】
本開示のいくつかの態様によれば,音響デバイスのための圧力 平衡 アセンブリは、音響 経路に第１の 側辺 および第２の 側辺を有する非多孔質 メンブレンのアセンブリを備えており, 第１の 側辺 は音響 キャビティに面しており、非多孔質 メンブレンの第２の 側辺 はハウジングの開口部に面している。 層構造 アセンブリは、音響 キャビティの壁を画定することができ,層構造 アセンブリは通気性層を含み, ここで通気性層の第１の 側辺 は非多孔質 メンブレンの第１の 側辺の少なくとも一部に取り付けられ,通気性層の第２の 側辺は音響デバイスに取り付けられるように構成される。通気性層 は、6.9 kPaで500 mL/min 以下の気流を音響 キャビティの中または外に提供することができ、」音響 キャビティ と 音響 キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする。
【００１９】
いくつかの態様では, 圧力 平衡 アセンブリは、音響 キャビティを通気性層の一部と流体的に 接続するチャネルを含み、 これは 部分的に通気 経路を画定し、その通気経路は音響 経路から横方向にオフセットしている 。 いくつかの態様では,接着層は通気性層と音響デバイスとの間で接続されることができ, チャネルが接着層に存在してもよく,例えば ボイド, 溝, または他のチャネルを形成する接着 層のネガティブな形状として存在してもよい。 いくつかの態様では, ガスケットが、通気性層と音響デバイスとの間を接続してもよく, チャネルがガスケットに存在してもよい。
【００２０】
いくつかの態様では,層構造 アセンブリが通気 経路の壁を画定し, その通気性層通気 経路を横切って配置され、通気 経路を通過する空気が通気性層の少なくとも一部を通過する。 いくつかの態様では, 通気 経路が、音響 キャビティと音響 キャビティの外側の環境を流体的に接続して,音響 キャビティ と音響 キャビティの外側の環境との圧力を平衡にする。ハウジングは、非多孔質 メンブレン, 層構造 アセンブリ, および音響デバイスを含んで,音響 経路がハウジングの開口部を介してハウジングの外部と接続し; および 通気 経路が音響 キャビティとハウジングの内部 環境とを接続してもよい。
【００２１】
多くの利点と特性を伴う、これらおよびその他の態様は, 以下の記載および添付の図面と関連してより詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
図面の簡単な説明
本発明は、添付の非限定的な図面を参照してより理解される。
【００２３】
【図１】図 1 は、複数の態様による圧力 平衡 アセンブリを有する音響デバイスの断面図を示す。
【００２４】
【図２】図 2 は、複数の態様によるに配置された図 1のアセンブリのような圧力 平衡 アセンブリの分解斜視図を示す。
【００２５】
【図３】図 3 は、圧力平衡 アセンブリの別の態様を有する音響デバイスの断面図を示す。
【００２６】
【図４】図 4 は、圧力平衡 アセンブリの第２の別の態様を有する音響デバイスの断面図を示す。
【００２７】
【図５】図 5 は、圧力 平衡 アセンブリの様々な 態様を有する音響 キャビティの外側の環境と音響 キャビティとの間の時間にわたる圧力差を示す例示的チャートを示す。
【００２８】
【図６】図 6は、圧力 平衡 アセンブリの様々な 態様についての異なる周波数での音響 広さ (つまり dBでの音 圧力レベル)
【００２９】
【図７】図 7は、圧力 平衡 アセンブリの様々な 態様についての異なる周波数での挿入損失(つまり、遮るもののないマイクロホンと比べた、音圧力レベル差)を示す例示的チャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
詳細な説明
ここに記載される様々な 態様は、音響デバイスのための圧力 平衡 アセンブリに取り組むものである。圧力 平衡 アセンブリは、水分および 水 侵入からの保護を提供する非多孔質 メンブレン 、ならびに通気経路を提供することにより圧力平衡を提供する通気性層を含む。一態様では,音響カバーが、高浸水用途のための非多孔質 メンブレンを含む。有利には、非多孔質メンブレンが水分に対して耐性を提供し、音響デバイスを外部環境から生じうるダメージから保護する。
【００３１】
通気性層は、非多孔質 メンブレンとは異なるものであってもよく、水 侵入からの保護を損なうことなく音響デバイスでの圧力平衡を提供する。通気性層は、通気経路に向かうことができ、それは外部環境に直接遭遇しない。 例えば 、通気経路は、音響デバイスを収容するハウジング内の圧力平衡アセンブリから出てくることができ, そこでは概して音響 経路が外部環境へのハウジングの開口部に向けられている。 この理由により,通気 経路 は必ずしも防水である必要はなく, 通気 経路を介して所望の圧力伝送速度を提供するように調節可能である。 例えば、通気 経路は、通気性層によって少なくとも部分的に画定されることができ、そこを介して音響 経路の保護部分, すなわち音響 キャビティと, ハウジングの内側の通気経路の反対の端にある環境との間で圧力が平衡になる。
【００３２】
圧力 平衡
【００３３】
通気 経路 は、 音響デバイスを収容するハウジングの内部 環境のような、音響 キャビティの外側の環境と音響 キャビティとの間の圧力平衡を提供する。 特に, a 通気 経路は、通気経路を横切る圧力差によって引き起こされる、特定の通気速度または 平衡 速度を提供するように、調整されてもよい。 平衡速度は、指数関数的減衰時定数 τで記載されてもよく, これはアセンブリが初期圧力値から初期圧力値の1/e 倍の値すなわち約63%までに平衡になるのに必要な時間として定義される。 平衡 速度は、別の第２の値、例えば 95% または99%までを参照して記載されてもよい。 一態様では, 通気 経路を横切る平衡速度は、通気 経路を形成する通気性層の材料特性,  通気性層の表面積, および/または通気性層の厚さを選択することにより、調整されてもよい。 一般的に、a 空気が通過することができる面積が多い通気性層は、薄い通気性層よりも速い平衡速度を有し, 多孔質性の程度が大きい材料は、相対的に多孔質性の低い材料より速い平衡速度を伝える。いくつかの場合において,通気性層の通気性または平衡速度は、多孔質性, 厚さ, または表面積とは独立に、通気性層の構造に関係してもよい。 例えば 、通気性層 は、空気が通ることができるチャネルまたはボイドを含んでもよい。非多孔質 材料は、概して 非常に遅い平衡速度を有するが, 拡散メカニズムを通じてゆっくりと空気を通過させる。
【００３４】
一態様では,平衡速度は、音響 キャビティ内の圧力が環境変化とともに平衡にできるように十分に高くなるように調整されてもよい。 例えば 、 音響 キャビティ での温度変化は、may cause an音響 キャビティ内で空気の拡張または収縮を引き起こしてもよく、それは音響 キャビティの空気の圧力を増加または減少させる傾向にある。 圧力は,環境 圧力よりも高いまたは低いにかかわらず,音響 キャビティにおいて、変換器 の能力に影響を与えることができ、空気中で変換器が屈折させるやり方よりも、屈折させる。この影響は、MEMs 変換器で特に顕著である場合がある。 したがって,音響 キャビティでの圧力変化は、変換器の音波に対するレスポンスを変えることにより、変換器バイアスを引き起こすことが可能である。環境 圧力に対して増加または減少した音響 キャビティの圧力は 、非多孔質 メンブレンの変形または応力につながることがあり,それは非多孔質 メンブレンの音響 レスポンスを遅らせたり、非多孔質 メンブレンによって引き起こされる明確な挿入損失の増加を引き起こしたりすることができる。平衡速度は、大きな環境との圧力差につながる圧力上昇または損失を実質的に防ぐまたは小さくするのに十分素早く、通気経路を介して音響 キャビティに空気が入るまたは出ることができるように、十分に高くてもよい。 圧力上昇または損失を防ぐまたは小さくすることは、変換器 バイアスを小さくするまたは防ぐことができる。圧力上昇または損失を防ぐまたは小さくすることは、さもなければ非多孔質 メンブレンの音響 レスポンスを遅らせる、非多孔質 メンブレンの変形を小さくするまたは防ぐこともできる。
【００３５】
いくつかの態様では,平衡速度は特定の条件の用途のために調整されてもよい。 第１の 限定されない例では, 輸送の用途（例えば輸送コンテナの監視）のために構成された音響デバイスの場合,圧力 は８時間にわたって13.8 kPa (2 psi) のオーダーで変動することがある。そのような用途では、圧力平衡 アセンブリは、約9600の指数関数的減衰時定数 τで、約0.034 kPa/min (0.005 psi/min)の速度で平衡になることのみ必要なことがある。第２の 限定されない例では,乗客または貨物輸送機での用途のために構成された音響デバイスの場合, 圧力は離陸の間２０分間にわたって22.8 kPa (3.3 psi) のオーダーで変動することがある。 そのような用途では、圧力平衡アセンブリは、約 400の音響 減衰時定数 τで、約1.14 kPa/min (0.165 psi/min) の速度で平衡になることが必要なことがある。第３の 限定されない例では,高速で高層のエレベータでの用途のための音響デバイスの場合, 圧力は、66 秒にわたって約 7.6 kPa (1.1) psiのオーダーで変動することがある。そのような用途では、圧力平衡アセンブリは、より速く、例えば、約 22の音響 減衰時定数 τで、6.89 kPa/min (1 psi/min) で平衡になることが必要なことがある。他の用途は、より速いまたは遅い平衡速度を必要としてもよい。 特定の通気性層は、挿入損失を最小にしながら、所望の平衡速度を得るように、用途に応じて選択されてもよい。
【００３６】
一態様では,平衡速度は、通気経路によって吸収および/または反射される音波によって、音響挿入損失を小さくするように、十分に小さくなるよう調整されてもよい。 実際のところは,発生器と受取器の間の音響 経路での任意の挿入は、挿入損失を引き起こすことがある (例えば、音響 キャビティの壁または非多孔質 メンブレンでの音圧損失)。音響経路での高い通気性の通気層は、ある周波数範囲を横切る挿入損失の一以上のピークをもたらすことが示されてきている。 したがって, 好ましくは通気性層は、過剰な挿入損失または挿入損失ピークを引き起こす通気性ではないが、平衡を可能にするように、十分に通気性である。したがって, 好ましい態様では,平衡速度は 、音響 キャビティの壁の音響不透過度(つまり挿入損失 または挿入損失ピークを小さくすること) を十分提供しながら、環境変化とともに平衡になることができる範囲内になるように調整されてもよい(つまり変換器バイアスまたはメンブレンのレスポンスの問題を小さくする) 。
【００３７】
音響 キャビティの中または外への気流 は、平衡速度と相関してもよい。高い気流は、通気性の高い材料であることを示唆し,それは圧力平衡速度を伝えて変換器 バイアスを十分に防ぐ。 低い気流は、通気性が低い材料であることを示唆し,それは 一般的に、低減された挿入損失ピークになる。有利には, 本発明の態様は、音響 キャビティの中または外への気流 を中間の範囲で提供し、それは適度な圧力平衡となり、変換器 バイアスを低下するが, 挿入損失ピークを低下するのに十分に低い気流である。 一態様では,通気性層は、音響 キャビティの中または外への気流を6.9 kPa (1 psi) で500 mL/min以下, 例えば,  250 mL/min以下, または100 mL/min以下で提供し,音響 キャビティ と音響 キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする。通気変換器 バイアスを防ぎながら,気流は挿入損失または 挿入損失ピークが 30 dB以下,例えば, 15 dB以下, 10 dB以下,または 5 dB以下の割合で維持されてもよい。気性層を通る気流は、変換器 バイアスを防ぐのに十分に高い。気流は、圧力が音響 キャビティと音響 キャビティの外側の環境との間でバランスでき、圧力 不均衡 または環境との圧力差を防ぐまたは低くするように、十分なものであるべきである。 一態様では, 通気性層を通る気流および音響 キャビティの中または外への気流は、 6.9 kPa (1 psi) で 0 mL/minより大きいが、好ましくはゼロでないかまたはゼロに近い。非多孔質 メンブレンを通る気流は無視できる。
【００３８】
いくつかの特定の例では, 平衡速度は特定の用途のために選択されてもよい。 例えば 、 外部 圧力または温度が急速に変化すると予想される用途で使用されるセンサーは、外部 圧力または温度が比較的ゆっくりと変化する用途で使用するためのセンサーに対して、通気性を高めてもよい。
【００３９】
圧力 平衡 アセンブリ
【００４０】
図 1 は、複数の態様による音響デバイス 14のための圧力 平衡 アセンブリ 10の断面図を示す。音響デバイス 14 は、音響 波を発生および/または受取るための電子 デバイスであってもよい。音響デバイス 14は、音響デバイスによって発生した音響 波が音響 キャビティ 12 を直接通過し、音響デバイスによって受取られた音響 波が音響 キャビティ 12 から音響デバイス 14へ直接広まるように、音響 キャビティ 12 と接続される。 例えば、音響デバイス 14 は、 変換器 18を有する回路を含んでもよい。 いくつかの態様では,変換器 18 は、マイクロホン または他の音響 センサー,スピーカー,  圧力 センサー,または他の匹敵するタイプのセンサーであってもよい。 いくつかの態様では,変換器 18 は、マイクロホン, 音響 センサー または音響 スピーカーのような微細電気機械 (MEMs) デバイスであってもよい。音響デバイス 14 は、電子回路基板,例えばそこに変換器 18を収容するフレックス回路,であってもよい。 いくつかの態様では,音響デバイス 14は、 例えば携帯電話,スマートフォン,タブレット, ポータブル マイクロホン, ハンドヘルドコンピュータデバイスまたは他の匹敵するデバイスのようなポータブル 電子 デバイスのための感知モジュール または制御回路であってもよい。
【００４１】
音響デバイス 14は、少なくとも部分的にハウジング 16で取り囲まれ, それは 音響デバイス 14を外部 環境から保護し,および 少なくとも部分的にシールされるかおよび/または 防水であってもよい。 いくつかの場合において,ハウジング 16は、プラスチックまたは金属のケースであってもよい。 ハウジング 16は、内部 環境 22を収容し、それは少なくとも部分的に音響デバイス 14を取り巻く。
【００４２】
音響 経路 32は、これらの態様によるハウジング 16の開口部 36によって部分的に画定される。 単一の開口部が図 1に示されるが, 別の態様では音響経路または個別の音響経路を選択的に画定するハウジングの複数の開口部が存在してもよい。ハウジング 16の開口部 36 は、ハウジング 16の外部とそこの音響 キャビティ 12 との間を音響波を通過させるためのものである。 一態様では, 音を検知したときに、圧力波, つまり 音響波が, ハウジング16の外部から音響デバイス 14 の変換器 18へ広がることができるように、音響 経路 32 が配置される。 同様に、他の態様では,音響デバイス 14で創られた圧力波がハウジング 16の外部に向かって広がることができるように、音響 経路 32 が配置される。音響 経路 32は、非多孔質 メンブレン 20によって横切られ,それはさらに音響 キャビティ 12を画定する。非多孔質 メンブレン 20が音響 経路 32を横切るので、非多孔質 メンブレン 20はここで非多孔質音響 メンブレンと呼ばれてもよい。非多孔質 メンブレン 20は、音響 キャビティ 12に面する第１の 側辺 20a および 開口部 36に面する第２の 反対側辺 20bを有する。音響 キャビティ 12 は、非多孔質 メンブレン 20 および変換器 18を含む音響デバイス 14の一部の間に配置される。十分な音響 カバーを提供するために, 非多孔質 メンブレン 20の最小径 は、開口部 36の最大径と少なくとも等しいかまたはそれより大きい。開口部 36の最大径は 、ハウジングの用途および構造に応じて変化してもよい。本発明の圧力平衡アセンブリは、あらゆるサイズの開口部に適しており、特に限定されない。一つの例示的な態様では,開口部 36の径は、0.1 mmから500 mm,例えば, 0.3 mm to 25 mm, 例えば, 0.5 mmから10 mmである。これらの例示的な開口部の径に基づけば,非多孔質 メンブレンの最小径は少なくとも 0.1 mm, 例えば,少なくとも0.3 mm, 例えば,少なくとも 0.5 mmである。そのようなサイズの関係であることにより、非多孔質 メンブレン 20は音響 経路 32を十分に横切り、音響 キャビティ 12への流体または水分の侵入を防ぐことができる。ハウジング16の内部環境 22は、また少なくとも部分的に非多孔質 メンブレン 20によって、外部環境からの流体または水分の侵入からシールされる。
【００４３】
いくつかの態様では,層構造 アセンブリ38 の合計厚さは、 約 25 μm から約 2500 μmのオーダーであってよい。 いくつかの場合において,層構造 アセンブリの合計厚さ は、 約 100 μm から 1000 μm未満のオーダーであってよい。様々な設定を有する音響デバイスのいくつかの用途が存在する。限定するものではないが, いくつかの例示的な用途では、音響デバイスは、比較的薄い厚さ,例えば100 μm から 1000 μmのオーダーを有するMEMs 変換器と組み合わせて使用されてもよい。したがって,層構造 アセンブリ 38を組み込んでいる音響デバイスは、0.2から1.2 mmのオーダーで非常に薄くてもよく,それはハンドヘルド電子 デバイスのような、多くの小さい形態の要素の用途で含むのに適している。
【００４４】
一態様では 、非多孔質 メンブレンは、非多孔質 ポリマー 複合物の層であってもよい。 様々な 非多孔質 メンブレン 材料は、ポリマー フィルム (例えば TPU, PET, シリコーン, ポリスチレンブロック コポリマー, FEP, およびそれに類似するもの) またはポリマー 複合物を含んでもよい。 延伸ポリテトラフルオロエチレン (ePTFE) 複合物 構造は、音響と水保護の良好なバランスを提要する。 様々な 非多孔質 材料は、非常に薄くて且つ軽量であることに加えて、優れた音響移動を有し、且つ優れた水 保護を提供する。 例えば 非多孔質 材料は、低表面張力流体に対して格別な保護を提供する。 一態様では、非多孔質 メンブレン は、500 μm以下, 例えば, 200 μm以下, または100 μm以下の厚さを有してもよい。 いくつかの態様では,非多孔質 メンブレンは、100 μm以下, 50 μm以下, または20 μm以下の厚さを有してもよい。非多孔質 メンブレンは、外部 圧力が変動することおよび/または音響 キャビティ内で温度が変動することによって引き起こされる圧力でのバーストに抵抗するために、十分に厚く, 一方で非多孔質メンブレンを通過する音響 エネルギーを邪魔するのが最小になるように、十分に薄い。 非多孔質 メンブレンは、音響性能に決定的に影響をあたえるであろうメンブレンの過度の変形に抵抗するために、十分に厚い。
【００４５】
以下の 態様により、非多孔質 メンブレン 20は、音響 経路 32を横切って、音響デバイス 14 とハウジング 16とを接続する。 ここで記載されるように、非多孔質 メンブレン 20の第１の 側辺 20aの少なくとも一部と接続された通気性層 24が存在する。通気性層 24はまた音響 キャビティ 12を画定する。通気性層 24 は、音響経路には配置されず、音響 キャビティ 12の通気を提供する。通気性層 24の配置により、通気は少なくとも部分的に音響 経路 32に対して横向きである。 例えば非多孔質 メンブレン 20は、第１の 接着 層 26,通気性層 24, および第２の 接着 層 28を含む層構造 アセンブリ 38によって、音響デバイス 14に接続されることができる。層構造 アセンブリ 38は、音響 キャビティ 12の壁を画定する。非多孔質 メンブレン 20は、さらに 第３の 接着 層 30によって、音響デバイス 14の反対でハウジング16と接続されることができる。 第３の 接着 層 30および非多孔質 メンブレン 20は、ハウジング 16 をシールして、液体が内部 環境 22が侵入しないようにする。第１のおよび 第２の 接着 層 26, 28 ならびに通気性層 24 は、音響 キャビティ 12 と内部 環境 22との間に通気 経路 22を提供する。通気性層 24 は、allows of 空気 into and out of the 音響 キャビティ 12 の中と外への空気の通気を例えば, 500 mL/min以下の速度で可能にし,  これは音響 キャビティ 12からの挿入損失ピークを小さくするまたは防ぐのに十分に遅いが;音響 キャビティ 12と音響 キャビティの外側の環境との間で圧力がバランスすることができ、圧力 不均衡または圧力差を防ぐまたは小さくするのには十分に低い。 例えば通気性層 24 は、音響 キャビティ 12と内部 環境 22との間で圧力がバランスできるようなものであってもよい。
【００４６】
通気性層 24は、ポリマー複合物, 繊維, 金属, またはセラミック材料, ならびに通気性接着材または接着テープを含む、多くの材料から製造されることができる。通気性層 24は、通気特性, 例えば 内在する多孔質性, 表面 特性, およびそれに類似するものを有する材料を含んでもよい。 例えば通気性層は、ポリアミド, ポリエステル, ポリオレフィン例えばポリエチレンおよびポリプロピレン,またはフルオロポリマーを含む、多くのポリマー材料から製造されることができる。 フルオロポリマーは、それの内在する疎水性, 化学不活性, 温度抵抗, およびプロセス特性のために使用されてもよい。 例示的なフルオロポリマーは、ポリビニリデンフルオライド(PVDF), テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレンコポリマー (FEP), テトラフルオロエチレン-(ペルフルオロアルキル) ビニルエーテルコポリマー (PFA), ポリテトラフルオロエチレン (PTFE), およびそれに類似するものを含む。 通気性層は、内在的な疎水性 材料から製造されていなければ, 公知の水-および油をはじくフッ素含有材料で処理することにより、多孔質性を大きく損なうことなく、疎水性 の性質をそこに有することができる。例えば、米国特許番号5,116,650; 5,286,279; 5,342,434; 5,376,441; およびその他の特許に開示されている水- および油をはじく材料および方法が、使われてもよい。 繊維通気性層は、織り, 不織り, およびニット材料を含んでもよい。 一態様では, 繊維通気性層は、通気性 繊維材料または繊維 / ポリマー 複合材料を含むことができる。 例示的な 通気性層は、Gore（登録商標） ePTFE part #AM1XX, Milliken（登録商標） (170357) 織布, Ahlstrom Hollytex（登録商標） (3254) 不織布, Saatifil Acoustex（登録商標） (160) 織布, Saatifil Acoustex（登録商標） (90) 織布, およびPrecision Fabrics（登録商標） (B6700) 不織布を含む。一態様では, 通気性層は、ゼロでない正の入水 圧力 抵抗 を有し、水分/水の侵入に対する第２の保護を提供する。
【００４７】
特定の通気性層は、面通気性, 横方向の浸透性, および他の材料および/または部品特性を通じて、広い範囲の気孔サイズ, 気孔体積, 入水圧力を有してもよい。 比較目的では,多孔質ePTFE 通気性層は、約 10から1000 マイクロメートルの範囲, 例えば, 約 180 マイクロメートルの厚さであってもよい。
【００４８】
図 2は、これらの態様による、図 1 に示された圧力 平衡 アセンブリ 10 の単純化された組み立て図を示す。圧力平衡アセンブリ 10は、ケース16の外側からオーディオデバイス 14の変換器 18へ,またはその逆に音波が広がるための音響経路 32を形成するように、配置される。圧力平衡 アセンブリ10の個々の構成材構成材は、様々な 形状, 幅, または厚さを有することができる。 示されている例示的な アセンブリ10では,接着層 26, 28, 30, および通気性層 24が、中空の楕円または円形形状であるが, 他の中空形状が本開示の範囲内にあることが可能である。通気性層 24は、リング であって、それが非多孔質メンブレン 20の周囲に沿って配置され、通気性層 24 が音響経路になくてもよい。非多孔質 メンブレン20は、中空でない円形または楕円形状であり、その上の層の形状と合致するが、同様に, 他の形状であることも可能である。アセンブリ10の個々の構成材構成材は、アセンブリの機能特性を変化させるために、繰り返されてもよい。 例えば第１の および 第２の 接着 層 26, 28は、音響 キャビティ 12の体積を増やすために、スペース層 (図示しない)を含んだりまたは厚くしたりすることができる。体積が大きい音響 キャビティは、体積の小さい音響 キャビティより、圧力がゆっくり変化する傾向にある。通気性層 24 の厚さ(つまり, 音響経路 32の方向の厚さ) は、それぞれ、層の通気速度を目標にしてもよい。 一態様では, 通気性層 24の厚さ は、1 μmから2000 μm, 例えば, from 10 μmから1000 μmまたは50 μmから500 μmである。 同様に, 通気性層 24の幅 (つまり 音響経路 32に垂直な幅) は、その用途に応じて変化してもよい。 幅が増えるにつれて、通気速度は 低下してもよく、その反対でもよい。 一態様では, 通気性層 24の幅 は、0.1 mmから250 mm, 例えば, 0.2 mmから 25 mm, または 0.5 mm から5 mmである。様々な 態様では,上述の層のいくつかのサブセット, 例えば接着 層 26, 28, 30は、他の接続手段で置き換えられてもよい。
【００４９】
接着 層, 例えば接着 層 26, 28, 30は、２つの部品を接続するための各々の側辺に接着表面を有する任意の公的な層から形成されることができる。 例えば接着層は、両面プラスティックテープに似た、接着表面処理で浸透されたポリマー 層であることができる。 接着 層 は、PET 裏地および粘着付与したアクリル系接着材 (例えば TESA（登録商標） 4972)を含む両面自己接着テープを含んでもよい。接着層は、圧力平衡 アセンブリの所望の厚さに応じて、様々な 厚さを有することができる。 例示的な 接着 層は、 5 から1000 μmのオーダーで任意の好適な厚さであってもよい。接着層の特定の例は、約30 μm 厚, または 約 48 μm 厚である。 一般的に、接着層は、防水 かつ非多孔質である。 しかしながら, いくつかの場合において, 外部環境に隣接する接着層のみを防水にしなければならないことがあってもよい。
【００５０】
図 3は、これらの態様による接着層を有さない、別の圧力 平衡 アセンブリ 110 の側辺断面図を示す。圧力平衡 アセンブリ 110では,音響デバイス 114 はハウジング 116に収容される。音響デバイス 114は、変換器 118を含む。変換器 118 は、音響デバイス 114,非多孔質 メンブレン 120, および 通気性層 124と結合される。ハウジング 116は、非多孔質 メンブレン120に対してバイアスされるか、または接触する。非多孔質メンブレン120 は通気性層 124に対してバイアスされるか、または接触し、通気性層 124はさらに変換器 118のまわりの音響デバイス 114と接触する。 いくつかの場合において,ハウジング 116は、非多孔質 メンブレン 120に対してハウジングをバイアスするために、内部突起 102を含むことができる。非多孔質 メンブレンによるシールを形成するために、圧力平衡アセンブリ 110は、補強材 104も含むことができ、それはケース116に対して音響デバイスを強固に保持するために音響デバイス 114 を押す。図 3に一つの補強材が示されるが, 他の態様では, 複数の補強材が存在してもよい。
【００５１】
図 4は、これらの態様による、代わりの通気 経路 232を有する別の圧力 平衡 アセンブリの側辺断面図を示す。そこに積載された変換器 218を有する音響デバイス 214 は、音響 経路 232を介して音響 波を検知(および/または 伝送する)ように配置される。音響 経路 232 は、少なくとも部分的に音響デバイス 214を取り囲むハウジング 216の開口部 236および圧力 変換器 218と位置合わせされる。変換器 218に隣接する一部の音響 経路 232 は、音響 キャビティ 212を画定する。通気 経路 234は、音響 経路 232からオフセットしており、且つ音響 キャビティ 212 とハウジング 216の内部部分222との間の圧力が平衡にできるように構成される。
【００５２】
通気性層 224は、変換器 218の上方に配置される。通気性層 224 は、音響 経路 232と位置合わせされた第１の ボイド224aを有する。in the 通気性層 224 の第１の ボイド 224a は、音響 経路 232に沿って音響波の伝送を促進する。通気経路234 は、音響 経路 232からオフセットしている通気性層 224の閉鎖部分224bを通過する。ここで使用されるように、オフセットとは、非多孔質 メンブレンを通って、音響 経路 232内に配置されていない、通気 経路 234を指す。 スペース層 228は、変換器 218の反対で通気性層 224に隣接して配置される。スペース層 228 は、 例えば,接着材によって, 機械的な 圧力によって, またはそれに匹敵する手段によって通気性層 224と接続されてもよい。スペース 層 228は、音響 経路 232 と位置合わせされた第１の ボイド 228a および通気経路 234と位置合わせされた第２の ボイド 228bを有する。 スペース 層 228の第２の ボイド 228bは、第２の ボイドと位置合わせする通気性層 224の一部を通る所望の圧力通気速度を促進するようなサイズにされる。非多孔質メンブレン層 220は、通気性層 224の反対でスペース 層 228に隣接して配置される。非多孔質 メンブレン 層 220は、例えば 接着材, 機械的な 圧力, またはそれに類するものによって、スペース 層 228と接続されることができる。非多孔質 メンブレン 層 220 は、スペース 層 228の第１の ボイド 228aにわたって音響 経路 232を横切り,非多孔質 メンブレン 層 220の少なくとも一部が音響 経路 232に音響 メンブレン 220aを形成する。非多孔質 メンブレン層 220は、さらに通気経路 234を画定するボイド 220bを有し, ボイド 220b はスペース 層 228の第２の ボイド 228bと位置合わせされる。音響 経路 232は、音響デバイス 214の近くで通気 経路 234と流体的に接続されることができる。 例えばスペーサー226は、音響 経路 232 を通気経路 234と流体的に接続することができる。音響経路 232は、任意の他の好適な手段, 例えば音響デバイス 214のネガティブな 表面形態 (例えば 溝または経路), 通気性層 224のネガティブな 表面 形態, 音響デバイス 214と通気性層 224との間のガスケット または接着 層, またはそれに類似する手段によって、通気 経路 234 と流体的に接続されてもよい。
【００５３】
非多孔質 メンブレン 層 220 は、ハウジング 216の開口部 236と接続し、開口部 さらに音響 経路 232を画定する。非多孔質 メンブレン 層 220は、例えば接着コーティング, O-リング, ガスケット,または類似するシーリング手段で,ハウジング 216の開口部 236に接着またはさもなければシールされてもよい。いくつかの場合において,非多孔質 メンブレン 層 220 は、シールを形成するための機械的な力で、ハウジング 216の開口部 236に対して押しつけられてもよい。例えば非多孔質 メンブレン 層 220は、ケーシング 216の内部突起 230に隣接してもよい。非多孔質 メンブレン 層 220は、通気 経路 234 を, 例えば,ハウジング 216の内部 部分222と接続することもできる。 様々な 追加層が、異なる機能特性を提供するために、上述した層と間レインして使用されてもよい。 例えば 追加スペース 層は、音響 キャビティ 212の体積を増やすため、または非多孔質 メンブレン層 220と空間をあけさらに開口部 236から遠ざけるために、使用されてもよい。
【実施例】
【００５４】
本発明 は、以下の 限定されない例および試験結果を参照して、より理解される。
【００５５】
試験結果
【００５６】
圧力 平衡 試験
【００５７】
マイクロホン キャビティ 圧力 平衡 は、模擬 音響 キャビティと環境との間で高められた圧力差を平衡にするのにかかる時間を計測するための試験方法である。圧力 容器は、圧力入口を介して圧力をかけられ、２つのフリースケール半導体 MPX4250A 圧力 変換器を含む。 模擬 音響 キャビティ (マイクロホン キャビティ) は、音響 圧力 平衡アセンブリと圧力 変換器のインターフェースに創られ,圧力平衡アセンブリは非多孔質 メンブレン および通気性層を含む。圧力平衡アセンブリは、圧力変換器に環境圧力で取り付けられ、その後圧力容器に置かれる。圧力平衡 アセンブリを取り付けた圧力変換器は、模擬 マイクロホン キャビティの圧力を測定し、一方で他の圧力変換器は圧力容器の環境の圧力を測定する。圧力容器は、圧縮空気 とレギュレーターを使って、27.6 kPa (4 psi)の圧力にされる。圧力変換器で測定した圧力は、圧力が等しくなるまでまたは予め定められた時間がたつまで記録される。２つの変換器の間の経時圧力差のデータは、その後指数関数的減衰時定数, τ, のようなパラメータによって記述されることができ、それは材料性能の測定として使用可能である。 3τは、初期圧力の95%が平衡になる時間に相当する。高いτは、遅い平衡および低い通気性に相当する。
【００５８】
挿入損失 検知試験
【００５９】
挿入損失ピークは、各圧力平衡アセンブリを 鋼板のオリフィスと接続し、アセンブリをサポートピース内に十分に入れ、且つスピーカーで発生した音をオリフィスとアセンブリ通過後に測定することにより、検知することができる。 Knowles（登録商標） SPU0410LR5H MEMS 測定マイクロホンは、各サンプルアセンブリの裏側に対して押しつけられ,サポートピースに埋め込まれたショア“O” 硬度18のフォームピースを用いて適所に保持される。 サポートピースは、サポートピースに埋め込まれた 1/8 インチ円筒N42 グレード NdFeB 磁石を介して、鋼板と十分に接触して保持される。 各々の全体サンプルアセンブリは、内部のドライバーまたはスピーカーから6.5 cmの距離で、Bruel & Kjaer （登録商標） 4232 無エコー性 ボックス内に置かれる。スピーカーは、周波数範囲 100 Hz から11.8 kHzにわたって88 dB 音圧レベルで周波数掃引をする。測定7マイクロホンは、音響 レスポンスを周波数範囲にわたるin dBの音圧レベルとして測定する。 一般に,通気性層を有するアセンブリは、周波数範囲を横切る音圧レベルにおいて、一貫して小さい落下を示す。挿入損失ピークは、任意の周波数または周波数範囲で、音圧レベルにおける大きな落下が存在することに基づいて、同定された。
【００６０】
ATEQ 気流
【００６１】
ATEQ 気流は、圧力 平衡 アセンブリ サンプルを通る層流体積流速を測定するための試験方法である。挿入損失検知試験方法で使用されるサンプルアセンブリ (固定具およびサンプル配置)もATEQ 気流試験のために使用される、ただしその部品は反転され通気性層が音響デバイスではなく鋼板の開口部に面するようにされる。サンプル アセンブリは、O-リングを用いて鋼板の上面に対してシールをし、鋼板に圧縮を適用するだけのやり方で二つの板の間にクランプされる。ATEQ プレミアDコンパクトフロー テスターを使用し、鋼板のオリフィスを通る空気圧力6.9 kPa (1 psi)で 、音響 カバーを通る気流 速度(mL/min)が測定される。
【００６２】
例 1
【００６３】
図 1のアレンジメントに類似するアセンブリは、下記表1で詳述されるとおり、様々な追加の通気性層 材料の通気速度を評価するために組み立てられた。気流試験では, 空気がオリフィスを通って音響 キャビティへ通過できるように、サンプルアセンブリが反転され、鋼板のオリフィスに対してクランプされる。ATEQ（登録商標） プレミアDコンパクトフロー テスター を使用して、鋼板のオリフィスを通る空気圧力が1 psiで、音響 キャビティの外への(つまり通気性層を通って)気流速度(mL/min)を測定する。
【００６４】
圧力平衡試験では, 各サンプル アセンブリを、第１の 圧力 変換器を収容する模擬 マイクロホン キャビティと接続し,環境 圧力で模擬 マイクロホンキャビティに取り付け（シール）した。 模擬マイクロホンキャビティおよびサンプルアセンブリを、模擬マイクロホンキャビティの外側の第２の圧力変換器に沿って、圧力容器に挿入した。圧力容器を、圧縮空気およびレギュレーターを用いて4 psiに加圧した。各々の第１の および第２の 圧力 変換器 によって記録された圧力は、圧力が等しくなるまでまたは予め定められた時間が経過するまで経時的に記録した。 経時的な圧力平衡データは、例えば指数関数的減衰時定数 τ（それはアセンブリが初期圧力値から初期圧力値 の1/e 倍の値(または約 63%)に平衡になるまでに必要な時間として定義される）のようなパラメータによって, 表現されてもよい。
【００６５】
挿入損失ピークは、挿入損失 検知 試験に関して上述した技術を用いて検知される。
【００６６】
例 A
【００６７】
音響保護カバー アセンブリは、５つの層を使って構築された。第１の層は、PET 裏地 および粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4972, 48 μm 厚)からなる両面自己接着テープのリングであった。第２の 層は、第１の 層の上に積層された。第２の 層は、 連続する 非多孔質 ポリマーフィルムであった。 第３の 層は、第１の および第２の 層の上に積層された。第３の 層は、PET 裏地 および 粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4983, 30 μm厚)からなる両面自己接着テープのリングであった。 第４の 層は、はじめの３つの層の上に積層された。第４の 層は、織材料 (Milliken & Company, 部品番号 170357)のリングであった。 第５の層は、はじめの４つの層の上に積層された。第５の層 は、PET 裏地 および 粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4983, 30 μm 厚)からなる両面自己接着テープのリングであった。 このアセンブリは、圧力平衡, ATEQ 気流, および音響 挿入損失について試験された。サンプルの向きは、第４の 層 が圧力 変換器, 空気圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。 このサンプルは、3.24 秒指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力 平衡 時間 を有した。 このサンプル はまた、挿入損失ピークが存在することなく、21 mL/minの受け入れ可能な 気流 速度および音響 レスポンスを有した。
【００６８】
例 B。
【００６９】
音響 保護カバーは、例 Aに記載されたように、５つの層で構築された。 しかしながら, サンプルの層４は、ポリエステル 不織 材料 (Hollytex（登録商標）, Ahlstrom Corporation, グレード: 3254, 0.102 mm 厚)であった。 この アセンブリ は、圧力 平衡, ATEQ 気流, および音響 挿入損失について試験された。 サンプルの向きは、第４の 層が圧力変換器, 空気 圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。 この サンプルは、 3.06 秒指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力 平衡 時間を有した。 このサンプルはまた、挿入損失ピークが存在することなく、受け入れ可能な22 mL/minの気流 速度 および音響 レスポンスを有した 。
【００７０】
例 C。
【００７１】
音響保護カバー は、例 Aに記載されたように、５つの層で構築された。しかしながら,  サンプル の層４は、160 Rayls の空気 抵抗を有するポリエステル 織材料 (Saatifil Acoustex（登録商標）, SaatiTech, Saati Group, Inc.の一部門, アイテム名: Acoustex 160, 0.06 mm 厚)であった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。サンプルの向き、第４の 層が圧力変換器, 空気 圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。 この サンプル は 、1.21 秒指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力 平衡 時間を有した。 この サンプル はまた、挿入損失ピークが存在することなく、受け入れ可能な 13 mL/minの気流 速度 および音響 レスポンスを有した。
【００７２】
例 D。
【００７３】
音響 保護カバーは、例 Aに記載されたように、５つの層で構築された。 しかしながら, サンプルの層４は、Gore ePTFE 材料 (Gore（登録商標） ePTFE part #AM1XX, W.L. Gore & Associates, Inc., 190 g/m2, 0.185 mm 厚)であった。 この アセンブリは、圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。サンプルの向きは、第４の 層が圧力変換器, 空気 圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。 この サンプルは、100.7 秒指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力 平衡 時間を有した。気流試験は、気流を測定するには十分に敏感ではなく,音響 レスポンスは挿入損失ピークを示さなかった。
【００７４】
比較例
【００７５】
例 W。
【００７６】
音響 保護カバー アセンブリ、３つの層で構築された。 第１の 層は、PET 裏地 および 粘着付与したアクリル系接着材(TESA（登録商標） 4972, 48 μm 厚)からなる両面自己接着テープ のリングであった。第２の 層は、第１の 層の上に積層された。第２の 層は、 連続する 非多孔質 ポリマーフィルムであった。第３の 層は、第１の および 第２の 層の上に積層された。第３の 層は、PET 裏地 および 粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4972, 48 μm 厚) からなる両面自己接着テープのリングであった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。このサンプルは、75,758 秒指数時定数によって証明されるように、不適当な圧力 平衡 時間を有した。 このサンプルは、挿入損失ピークが存在せずに、1 mL/minの気流速度(試験ミス/プアなシール) および音響レスポンスを有した。
【００７７】
例 X。
【００７８】
音響 保護カバー は、例 Aに記載されたように、５つの層で構築された。しかしながら,  サンプルの層４は、90 Rayls の空気 抵抗を有するポリエステル 織 材料 空気 抵抗(Saatifil Acoustex（登録商標）, SaatiTech, Saati Group, Inc.の一部門, アイテム名: Acoustex 90, 0。12 mm 厚)であった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。サンプルの向きは、第４の 層が圧力変換器, 空気 圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。この サンプルは、 0.28 秒指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力 平衡 時間を有した。 この サンプルはまた、363 mL/minの気流 速度を有し且つ 音響 レスポンスでの挿入損失ピークを示した。
【００７９】
例 Y-1。
【００８０】
音響 保護カバー アセンブリは、４つの層で構築された。 第１の 層 は、PET 裏地 および シリコーン 接着材 (Avery Dennison Corporation, 140 μm 厚)からなる両面自己接着テープのリングであった。第２の 層 は 、第１の 層の上に積層された。第２の 層 は、市販の非多孔質 FEP フィルムであった。第３の 層 は、第１ および 第２の 層の上に積層された。第３の 層は、PET 裏地 およびシリコーン 接着 (Avery Dennison Corporation, 140 μm 厚) からなる両面自己接着テープのリングであった。第４の 層は、はじめの ３つの層の上に積層された。第４の 層 は、織材料 (Precision Fabrics Group, Inc., 部品番号: B6700) のリングであった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。この サンプルは、1.04 秒指数時定数に示されるように、適当な 圧力 平衡 時間を有した。 この サンプル は、 677 mL/minの気流 速度を有し且つ 音響 レスポンスでの挿入損失ピークを示した。
【００８１】
例 Y-2。
【００８２】
音響 保護カバー アセンブリは、４つの層で構築された。第１の 層は、PET 裏地 および 粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4972, 48 μm 厚)からなる両面自己接着テープのリングであった。第２の 層 は、第１の 層の上に積層された。第２の 層は、連続する 非多孔質 ポリマーフィルム。第３の 層 は、第１の および 第２の 層の上に積層された。第３の 層は、PET 裏地 および a 粘着付与したアクリル系接着材 (TESA（登録商標） 4983, 30 μm 厚) からなる両面自己接着テープのリングであった。第４の 層は、 はじめの ３つの層の上に積層された。第４の 層 は、織材料 (Milliken & Company, 部品番号 170357) のリングであった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。 この サンプルは、0.39 秒指数時定数によって証明されるように、適当な圧力 平衡 時間を有した。 この サンプル は、 2377 mL/minの気流 速度を有し且つ 音響 レスポンスでの挿入損失ピークを示した。
【００８３】
例 Z。
【００８４】
音響 保護カバーは、例１に記載されたように、５つの層で構築された。 しかしながら,  サンプルの層４は、ポリエステル オープンセルフォーム (Foamex（登録商標）, FXI, Inc., インチあたり90 気孔, 0.635 mm 厚)であった。 この アセンブリは、 圧力平衡, ATEQ 気流, および 音響 挿入損失について試験された。 サンプルの向きは、第４の 層が圧力変換器, 空気 圧力 源, またはマイクロホン それぞれに最も近接するようにされた。 この サンプル は、非常に小さい(0.5 秒未満) 指数時定数によって証明されるように、適当な 圧力平衡時間を有した。 このサンプルは、1190 mL/minの気流 速度を有し且つ 音響 レスポンスでの挿入損失ピークを示した。
【００８５】
比較 をともなったり、非多孔質 メンブレンまたは通気性層 (開放穴 制御) しなかったりする、これらの結果が、以下の表 1で詳述される。図 5-7 は、例示的なチャートであり、様々な 例 アセンブリの圧力平衡 および 音響 特性を示している。
【００８６】
図 5は、上で参照した例示的なアセンブリのそれぞれについての複数の試験の平均dP値の経時的圧力差曲線を描いている。 この 制御は、試験 期間にわたってdPが知覚できるほどに低下することはなかった。多孔質 メンブレンを有する各通気性アセンブリは、試験 期間にわたってdPが低下した。平衡は漸近的であるので、表1を参照して下記に示されるように 、効率的な平衡時間は、63% 圧力平衡になる平均時間として測定される 。 これらの値は、必要に応じて、95% 平衡 を示すために３倍したり、または 99% 平衡を示すために4.6 倍することができる。
【００８７】
図 6は、上述し且つ図 5を参照したものとは異なる試験アセンブリの音響 レスポンスを示している。 仮想的なケースと比較する目的で, “オープンマイク”すなわちカバーしていない変換器を、周波数レスポンスについて試験した。次に, 各アセンブリについて,その層構造アセンブリをフロントプレートに接着し、およびMEMS 試験 変換器をその層構造 アセンブリに接続した。アセンブリの初期周波数レスポンスを、各試験アセンブリについて試験した。
【００８８】
図 7は、上述し且つ図 5および 6を参照したものとは異なる試験アセンブリの挿入損失の広さを示している。 挿入損失は、各試験ケースおよび仮想ケース（つまり非多孔質層または通気性層のない“オープンマイク” 制御）の周波数レスポンスの違いに基づいて測定される 。
【表１】
2019514277.tif 000003
【００８９】
上記の表 1は、音響 キャビティ および音響 キャビティの外側の環境との間の圧力差を1 psiにしたときに通気性層を通る平均流速、および音響 キャビティ および音響 キャビティの外側の環境との間に１秒にわたって4 psi増加した圧力差を導入したときの平均圧力平衡時間、に関する試験データを示す。上記に示したように、一般に, 増加した流量速度は、より急速な圧力平衡に対応する。通気性層のない制御は、この通気性試験よりも、桁違いにゆっくりと通気した、これは接着層を介して、または小さな欠陥を介して、非多孔質メンブレンを横切る拡散の原因となることがある。通気性層よりもむしろ、開放穴を有する制御で、音響 キャビティに圧力が加えられるよりも速く通気した。 一般に, 大きい平均流量速度 (例えば 363 mL/min以上)を有する通気性材料を有するサンプルは、大きな挿入損失ピークを示し, および低い平均流量速度を有するサンプルはそうではなかった。
【００９０】
本発明について、明確性および理解の目的で、詳細に記載される。  しかしながら,或る変化および改良が請求項の範囲内で行われてもよいことを当業者は理解する。
【００９１】
前述の記載では、説明の目的で、様々な本発明の態様の理解を提供するために、多くの詳細が述べられる。 しかしながら, 或る態様は、詳細がなくとも、あるいは追加の詳細を伴って、実践されてもよいことを、当業者には明らかである。
【００９２】
いくつかの態様を開示するが、これらの態様の精神から逸脱することなく、様々な改良, 代替的な構造, および 等価物が使用されてもよいことが、当業者には理解される。 また, 不要に本発明をわかりにくくしないように、多くの既知のプロセスおよび 要素について記載していない。したがって、上記の記載は 、本発明または請求の範囲を限定するものとして捉えられるべきではない。
【００９３】
ある範囲の値が提供される場合、文脈で明確に指示されないかぎり、間にある値は、その範囲の上限値から下限値の間で、最小限度の最も小さい部分まで、具体的に開示されていると理解される。或る記載されている範囲の任意の記載されている値または記載されていない値と、その範囲の任意の他の記載されているまたは間にある値のとの間の、任意のより狭い範囲が含まれる。その記載された範囲で具体的に排除された限度を前提として、これらのより小さい範囲の上限値および下限値は、独立にその範囲に含まれてもよく含まれなくてもよく、および その小さい範囲内にいずれかまたは両方が含まれるかいずれも含まれないそれぞれ範囲も本発明に含まれる。記載された範囲が一方または両方の限界を含む場合、それらの限界のいずれかまたは一方を排除する範囲も含まれる。
【００９４】
ここでおよび請求項で使用されるとおり, 単数形 “a”, “an”,  “the” は、文脈で明確に指示しないかぎり、複数の参照を含む。また、用語“含む(comprise),” “含んでいる(comprising),” “収容する(contains),” “収容している(containing),” “含む(include),” “含んでいる(including),” および “含む(includes),”は、 この 明細書および 以下の 請求項で使用されるときは、記載された特徴, 整数, 構成材構成材, または工程が存在することを特定するように意図したものであるが, 一以上の他の特徴,整数, 構成材構成材, 工程,動き,またはグループの存在または追加を排除するものではない。
【００９５】
以下では, 本開示を進めるためにさらなる例が記載される:
【００９６】
E1。  音響デバイスのための圧力 平衡 アセンブリは,
ハウジングの外部とそこの音響キャビティの間で音響波を通過するための開口部を有するハウジング,音響 キャビティに面している第１の 側辺 および該開口部に面している第２の 側辺を有する非多孔質メンブレン ,該ハウジングと接続されている該非多孔質 メンブレン,該 非多孔質 メンブレンの該 第１の 側辺の少なくとも一部と接続され、 該 音響 キャビティを画定するように構成された通気性層, および該音響 キャビティと接続された音響デバイス,該音響 波を発生しおよび/または受け取ることができる該音響デバイス, を含み、ここで該通気性層は、該音響 キャビティ の中または外へat 6.9 kPaで500 mL/min以下の気流を提供し、該音響 キャビティとの該音響 キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする。
【００９７】
E2。  30 dB以下の挿入損失ピークを有する、上記または下記の例のいずれかのアセンブリ。
【００９８】
E3。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの中または外への気流は6.9 kPaで250 mL/min以下である。
【００９９】
E4。  30 dB以下の挿入損失ピークを有する、前記の例のアセンブリ。
【０１００】
E5。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響 キャビティの中または外への気流 は 6.9 kPaで100 mL/min以下である。
【０１０１】
E6。  30 dB以下の挿入損失ピークを有する、前記の例のアセンブリ。
【０１０２】
E7。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響 キャビティの中または外への気流は  変換器 バイアスを防ぐのに十分に高い。
【０１０３】
E8。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響 キャビティの中または外への気流は 、さもなければ非多孔質 メンブレンの音響 レスポンスを遅らせることがある圧力差を防ぐのに十分に高い。
【０１０４】
E9。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの中または外への気流は、変換器 バイアスを防ぐのに十分である。
【０１０５】
E10。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの中または外への気流は、さもなければ非多孔質 メンブレンの音響 レスポンスを遅らせることがある圧力差を防ぐのに十分である。
【０１０６】
E11。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの外側の環境がハウジングの内部 環境を含む。
【０１０７】
E12。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,非多孔質 メンブレン は、水分が音響 キャビティに入ることを防ぐように構成されている。
【０１０８】
E13。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響デバイスは 微細電気機械 (MEMs) マイクロホンを含む。
【０１０９】
E14。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響デバイス は変換器を含む。
【０１１０】
E15。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響デバイスは 音響 センサーを含む。
【０１１１】
E16。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響デバイスは 音響 スピーカーを含む。
【０１１２】
E17。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響デバイスは 、そこにMEMS 音響 変換器を有するフレックス回路を含む。
【０１１３】
E18。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気性層 は リングを含む。
【０１１４】
E19。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気性層 は、そこを空気が通過することができる、ポリマー材料, 複合材料, 繊維材料, 金属材料, セラミック材料, または 接着材料の一つを含む。
【０１１５】
E20。  上記の例のアセンブリであって,ここで通気性層は正のゼロでない 入水 圧力 抵抗を有する。
【０１１６】
E21。  例19のアセンブリであって,ここで通気性層は 0.2 psi以上の入水 圧力 抵抗を有する。
【０１１７】
E22。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気性層 は 多孔質 ePTFE 層を含む。
【０１１８】
E23。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 通気性層は織布または織布複合物を含む。
【０１１９】
E24。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気性層は不織布または不織布 複合物を含む。
【０１２０】
E25。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,非多孔質 メンブレンの第１の 側辺と 通気性層の少なくとも一部との間に第１の 接着 層をさらに含む。
【０１２１】
E26。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気性層と音響デバイスとの間に第２の 接着 層をさらに含む。
【０１２２】
E27。  上記の例のいずれかのアセンブリであって, 非多孔質 メンブレンを  ハウジングの内部 表面と接続する第３の 接着 層をさらに含む。
【０１２３】
E28。  音響デバイスのための音響 平衡 アセンブリであって,音響 経路に第１の 側辺と第２の 側辺を有する非多孔質 メンブレンを含み,第１の 側辺は音響 キャビティに面しており、非多孔質 メンブレンの第２の 側辺は音響 経路の開口部に面しており, および 層構造 アセンブリが音響 キャビティの壁を画定し,層構造 アセンブリが通気性層を含み, ここで 通気性層の第１の 側辺は非多孔質 メンブレンの第１の 側辺の少なくとも一部に取り付けられ, 通気性層の第２の 側辺は音響デバイスに取り付けられるように構成され, ここで通気性層は音響 キャビティの中または外へ6.9 kPaで500 mL/min以下 の気流 を提供して、音響 キャビティ と音響 キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする。
【０１２４】
E29。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, さらに音響 キャビティと通気 経路を部分的に画定する通気性層の一部とを流体的に 接続するチャネルを含み,通気経路は音響 経路から横方向にオフセットしている。
【０１２５】
E30。  前記の例のアセンブリであって,通気性層と音響デバイスとの間を接続する接着層をさらに含み, ここで 接着 層はチャネルを含む。
【０１２６】
E31。  前記の例のアセンブリであって, さらに通気性層 と音響デバイスとの間に接続されるガスケットを含み, ここでガスケットはチャネルを含む。
【０１２７】
E32。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,層構造 アセンブリは通気 経路の壁を画定し,通気性層は通気 経路を横切って 配置され、通気 経路を通過する空気が通気性層の 少なくとも一部を通過する。
【０１２８】
E33。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,通気 経路は音響 キャビティ を音響 キャビティの外側の環境と流体的に接続し,音響 キャビティと音響 キャビティの外側の環境との間の圧力を平衡にする。
【０１２９】
E34。  前記の例のアセンブリであって, さらに非多孔質 メンブレンを収容するハウジング, 層構造 アセンブリ, および音響デバイスを含み, ここで音響経路が ハウジングの開口部を介してハウジングの外部に接続し,通気 経路が音響 キャビティ をハウジングの内部 環境に接続する。
【０１３０】
E35。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、30 dB以下の挿入損失ピークを有する。
【０１３１】
E36。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの中または外への気流 は 6.9 kPaで250 mL/min以下である。
【０１３２】
E37。  前記の例のアセンブリであって, 30 dB以下の挿入損失ピークを有する。
【０１３３】
E38。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで, 音響 キャビティの中または外への気流 は 6.9 kPaで100 mL/min以下である。
【０１３４】
E39。  前記の例のアセンブリであって, 30 dB以下の挿入損失ピークを有する。
【０１３５】
E40。  前記の例のアセンブリであって, ここで 音響 キャビティの中または外への気流は 変換器 バイアスを防ぐのに十分に高い。
【０１３６】
E41。  前記の例のアセンブリであって, ここで音響キャビティの中または外への気流 は、さもなければ非多孔質 メンブレンの音響 レスポンス遅らせる圧力差を防ぐのに十分に高い。
【０１３７】
E42。  上記または下記の例のいずれかのアセンブリであって、ここで,音響 キャビティの中または外への気流は 変換器 バイアスを防ぐのに十分である。
【０１３８】
E43。  前記の例のいずれかのアセンブリであって,ここで音響 キャビティの中または外への気流は、 さもなければ非多孔質 メンブレンの音響 レスポンス遅らせる圧力差を防ぐのに十分に高い。
【図１】
2019514277.tif 000004
【図２】
2019514277.tif 000005
【図３】
2019514277.tif 000006
【図４】
2019514277.tif 000007
【図５】
2019514277.tif 000008
【図６】
2019514277.tif 000009
【図７】
2019514277.tif 000010
【国際調査報告】
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2019514277.tif 000012