JP3783343B2 - 携帯端末装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電気信号により振動または発音する電気−機械−音響変換器を装着した携帯電話機、ポケットベル、PHS等の携帯端末装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話機等の携帯端末装置では着信を知らせる手段として、ベル音を発生するための小型発音体である電気−機械−音響変換器や振動を引き起こす回転軸に偏芯して重りを取り付けたマイクロモータをそれぞれ個別に取り付けて使用してきた。
【0003】
図9は上記携帯端末装置に使用される電気−機械−音響変換器の側断面図であり、これにより従来の携帯端末装置について説明する。なお、図9の電気−機械−音響変換器は携帯端末装置の更なる小型、軽量化を図るため、部品点数の削減を目的として、発音と振動とを一つの電気−機械−音響変換器で実現したものである。
【0004】
同図によると、円形の振動板1の外周部がケース2に取り付けられている。このケース2には底板5があり、ヨーク3は底板5に固定されている。サスペンション6はケース2に支持されており、マグネット4はサスペンション6で支持されている。
【0005】
ボイスコイル7は、ヨーク3の内周面とマグネット4の外周面で構成される磁気ギャップに挿入され一端が振動板1に固定されている。
【0006】
なお、上記ヨーク3と上記マグネット4で磁気回路部を構成し、サスペンション6とマグネット4で機械振動系を構成している。
【0007】
次に動作について説明すると上記の電気−機械−音響変換器では、ボイスコイル7に電気信号が加えられると、ボイスコイル7と磁気回路部との間には、作用・反作用の力が働く。仮にボイスコイル7に働く力を作用の力とすると、その力によって、ボイスコイル7が取り付けられている振動板1が振動する。
【0008】
また、磁気回路部に働く反作用の力によって、サスペンション6で支持されたマグネット4が振動し、サンペンション6を介してケース2に振動が伝わり、ケース2が振動するものである。
【0009】
なお、上記電気−機械−音響変換器は特に図示しないが携帯端末装置内の回路基板等に半田付け等により電気回路との電気的接続を図ると共に回路基板等に機械的にも固着されているものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯電話器等の携帯端末装置はその携帯性により持ち運び時に落とす可能性を有し、落下などの衝撃に対して内装されている電気−機械−音響変換器が変形損傷する可能性を有していた。
【0011】
本発明は上記課題を解決して電気−機械−音響変換器を落下などによる衝撃から保護するとともに、内装されている電気−機械−音響変換器の外部への発音または振動の伝達が効率よく行われる携帯端末装置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の携帯端末装置は、放音用開口部を形成した外枠樹脂体とこの外周外枠樹脂体に取り付けられた振動板と一端がこの振動板に取り付けられたボイスコイルと、ヨークと一体に設けられた重り部と上記ヨークの中央部に固着されたマグネットとこのマグネット上に固着されたプレートとで形成され、上記ヨーク内周と上記プレート間に上記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを設けた磁気回路と、上記重り部に固定されると共に他端が上記外枠樹脂体に固定されたサスペンションから成る電気−機械−音響変換器と、少なくとも音響放射開口部を有するケースと、この音響放射開口部と上記電気−機械−音響変換器の放音用開口部を連結する粘弾性体で形成された保持部材からなる音響ダクトとで構成するものであり、携帯電話機、ポケットベル、PHS等の携帯端末装置を落下させ衝撃を受けた場合でも、上記弾性体のダクトによって携帯端末装置が落下衝突した瞬間にも電気−機械−音響変換器が落下速度を継続し、保持部材の変形により停止に要する時間を長引かせることができ、電気−機械−音響変換器が受ける加速度を携帯端末装置自体が受けた加速度よりも低く低減して保護するとともに、また粘弾性体のスチフネスが電気−機械−音響変換器の振動系スチフネスより遥かに大きく設定されているため、携帯端末装置の装置本体への機械振動エネルギーの効率的伝達や電気−機械−音響変換器の放音用開口部からの音をリークすることなくケース外部に導くことができる携帯端末装置を提供するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載のものは、放音用開口部を形成した外枠樹脂体とこの外周外枠樹脂体に取り付けられた振動板と一端がこの振動板に取り付けられたボイスコイルと、ヨークと一体に設けられた重り部と上記ヨークの中央部に固着されたマグネットとこのマグネット上に固着されたプレートとで形成され、上記ヨーク内周と上記プレート間に上記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを設けた磁気回路と、上記重り部に固定されると共に他端が上記外枠樹脂体に固定されたサスペンションから成る電気−機械−音響変換器と、少なくとも音響放射開口部を有するケースと、この音響放射開口部と上記電気−機械−音響変換器の放音用開口部を連結する粘弾性体で形成された保持部材からなる音響ダクトとで構成したものであり、電気−機械−音響変換器が発生する音をリークすることなくケース外部に導くことができ、更に電気−機械−音響変換器を落下などによる衝撃から保護するものである。
【0014】
本発明の請求項2に記載のものは、請求項1の構成に加えケース裏面の音響放射開口部の周辺に配設されたガイドリブと、電気−機械−音響変換器の振動板側と接触する段部を内側に有し、上記ガイドリブ内に嵌合挿入され上記音響放射開口部から振動板まで貫通する音響ダクトとを形成するとともに、上記電気−機械−音響変換器の側面から背面に回り込む肉厚部を有する粘弾性体で形成された保持部材と、上記保持部材の肉厚部を押さえる押圧部を設けたものであり、電気−機械−音響変換器の装着を携帯端末装置本体のケースと粘弾性体の挟み込みで簡単に実現できるものである。
【0017】
本発明の請求項3に記載のものは、請求項1に記載の携帯端末装置において、電気−機械−音響変換器を構成する外枠樹脂体にリードフレームまたはフープをインサート成形して上記電気−機械−音響変換器の板状弾性体を形成し、この板状弾性体の延出された固定端をケースに固定された回路基板に固定したものであり、この板状弾性体によっても電気−機械−音響変換器を落下などによる衝撃から保護するものである。
また、板状弾性体はリードフレームまたはフープ状の金属板を打抜くだけで形成できるので比較的簡単にできるものであるとともにフープ状の金属板で形成したものは、外枠樹脂体をインサートでフープ状に連続的に成形して、後工程での組立を極力このフープの状態で行い、機械組立化・生産性の向上も図れるものである。
【0018】
本発明の請求項4に記載のものは、請求項3に記載の板状弾性体の幅が徐々に狭くなる形状としたものであり、落下衝撃に対し幅の狭い、即ち柔らかい部分から徐々に曲がり加速度が徐々に変化して急激な大きな加速度がかかるのをより短い移動距離内で防止し、機械的破壊を防止できるものである。
【0019】
本発明の請求項5に記載のものは、請求項3に記載の板状弾性体に90度以上のネジリを与えた形状としたものであり、あらゆる方向からの落下衝撃に対し弾性体が落下方向と垂直な面で曲がり、電気−機械−音響変換器の衝突したときの速度を初速度としてそれが停止するまでの時間が長くなるために加速度が低減でき機械的破壊を防止できるものである。
【0020】
本発明の請求項6に記載のものは、請求項3に記載の板状弾性体を棒状の形状としたものであり、あらゆる方向から落下衝撃に対し棒状弾性体が曲がり衝突したときの速度を初速度とし停止するまでの時間が長くなるために加速度が低減でき機械的破壊を防止できるものである。
【0022】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図8(b)により説明する。
(実施の形態1)
本発明の携帯端末装置の一実施の形態について、図1、図2(a),(b)により説明する。図1は携帯端末装置の側断面図であり、図2(a)は要部である電気−機械−音響変換器の側断面図であり、図2(b)は同分解斜視図である。図2によりまず要部である電気−機械−音響変換器について説明する。同図によると、21は2モード対応の電気−機械−音響変換器であり、22は厚さ10μmから50μm程度の非磁性体であるチタン材等よりなる振動板であり、外周でプラスチック等の外枠樹脂体23に取り付けられている。ヨーク24は軟鉄等の強磁性体で外周が円筒状の形状をしている。マグネット25は例えばネオジウムの永久磁石であって、円柱状の形状をしており、ヨーク24の中央部に固着されている。
【0023】
強磁性体のプレート26はマグネット25の振動板22の側に配置固着されており、重り部27がヨーク24と一体に設けられている。サスペンション28は、円周方向に円弧状の2個の腕を延ばした形状であり、ヨーク24の上下面に1対配設され、一端が重り部27に固定され他端が外枠樹脂体23に固定されている。
【0024】
なお、上記振動板22は上記外枠樹脂体23によって周縁を固着されているが、上記振動板22の外方に向かっては開放された放音用開口部23aが形成されている。
【0025】
なお、ヨーク24、マグネット25およびプレート26は磁気回路部29を構成し、上記ヨーク24の内周面とプレート26の外周面で磁気ギャップが構成されている。そして、円筒状のボイスコイル30が上記磁気ギャップに挿入され、ボイスコイル30の一端は振動板22に取り付けられている。磁気回路部29は外枠樹脂体23に対して相対的に動作する可動部31を構成し、サスペンション28と可動部31は機械振動系を構成する。
【0026】
次に図1で、携帯電話機等の携帯端末装置への電気−機械−音響変換器21への取り付け手段を説明する。32は音響ダクト33の形成と電気−機械−音響変換器21の保持を兼ねた高分子エラストマー或いは軟質ゴムなどの粘弾性体からなる保持部材である。34は携帯端末装置35のケース36に設けられた音響放射開口部である。ケース36の裏面には上記音響放射開口部34周辺に配設されたガイドリブ37があり、ここに上記粘弾性体からなる保持部材32が嵌合挿入される。保持部材32の形状は電気−機械−音響変換器21が振動板22と並行な面を底面にして段部38aと接触するように嵌合挿入される凹み38と、上記ガイドリブ37内に嵌合挿入される挿入部と、ケース裏面に接触する面から上記凹み38の底面に貫通する音響ダクト33を形成し、かつ上記電気−機械−音響変換器21の背面に回り込む肉厚部39からなる。
【0027】
そして、携帯端末装置のケース36と押圧部40が肉厚部39を含む保持部材32を挟持するように構成されている。
【0028】
以上のように構成された電気−機械−音響変換器について、その動作を説明する。ボイスコイル30に電気信号が加えられると、ボイスコイル30と磁気回路部29の間に作用・反作用の力が働く。仮に、磁気回路部29に働く力を反作用の力とすれば、この反作用の力がサンペンション28に支持された重り部27と磁気回路部29からなる可動部31に加わり、可動部31は、振動をすることになる。
【0029】
特に、ボイスコイル30に加える電気信号の周波数がこの機械振動系の共振周波数と一致する場合には、可動部31は大きく振動することになる。この可動部31の振動は、サスペンション28から外枠樹脂体23に伝わり、外枠樹脂体23は振動する。
【0030】
そして、機械振動系の振動の大きさは、可動部31の質量と加速度の積に比例する。従って、磁気回路部29に重り部27を設けることによって、機械振動系の質量は大きくなり、大きな振幅の振動を取り出すことができるとともに、外枠樹脂体23を、例えば携帯端末装置の筐体に固定すればその筐体を振動させて呼び出し等の作用を行うことができる。
【0031】
また、携帯端末装置を落下させた場合の衝撃に対しては、粘弾性体からなる保持部材32が変形し、電気−機械−音響変換器21が落下衝撃を受けてから完全停止するまでの時間を長くすることができるために加速度が緩和できて電気−機械−音響変換器21をより確実に保護するとともに、携帯端末装置などの機器本体へ機械振動エネルギーを効率よく伝達できるものである。
【0032】
一方、ボイスコイル30に加えられる電気信号により振動板22は振動し、振動板22から音が発生し、音響ダクト33を通じて音響放射開口部34に効率よく導かれ外部に放射される。
【0033】
従って、本実施の形態のように振動板22が発生する音をリークすることなくケース外部に導くことができ、更に電気−機械−音響変換器21を落下などによる衝撃から保護するとともに、携帯端末装置などの機器本体へ機械振動エネルギーを効率よく伝達できる取り付け手段を一つの部品で構成でき、更に本体機器のケースの挟み込みで簡単に取り付けが実現できるものである。
【0034】
(実施の形態2)
本発明の他の実施の形態の携帯端末装置を図3(a),(b)により説明する。図3(a)は携帯端末装置の側断面図であり、図3(b)は図3(a)のA−A’断面矢視上面図である。同図により実施の形態1と同一部分は同一番号を付して説明を省略して相違点のみ説明する。
【0035】
高分子エラストマー或いは軟質ゴムなどの粘弾性体からなる保持部材32は、電気−機械−音響変換器21が嵌合挿入される凹み38の側壁の面41および/またはガイドリブ37内に嵌合挿入される外形面42に、先端が細く下部が広い断面が三角形または台形の微細リブ45を配設して構成されている。
【0036】
上記電気−機械−音響変換器21は振動方向が一軸(振動板或いは磁気回路部の振動方向のみ)であり、この振動軸以外からの落下衝撃に対し先端が細く下部が広い断面が三角形または台形の微細リブ45を設けたため、電気−機械−音響変換器21にかかる加速度は微細リブ45の先端から徐々に形状変形し加速度が徐々に増加して最終的に停止することにより、大きな加速度がかかるのを電気−機械−音響変換器21の短い移動距離で防止できるものである。
【0037】
従って、実施の形態1に比較して、更に電気−機械−音響変換器を落下などによる衝撃から加速度を緩和できて電気−機械−音響変換器をより確実に保護できるものである。
【0038】
(実施の形態3)
本発明の他の実施の形態の携帯端末装置を図4,図5(a),(b)により説明する。図4は携帯端末装置の側断面図であり、図5(a)は要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図、同(b)は同180°回転させた状態の斜視図である。同図により実施の形態1および2と同一部分は同一番号を付して説明を省略して相違点のみ説明する。
【0039】
同図によると、電気−機械−音響変換器21は連続的に製造するためにステンレス等に半田、錫メッキを施したリードフレームで上記電気−機械−音響変換器21の給電端子46a,46bや外枠樹脂体23から延出する板状弾性体47a,47b,47cをインサート成形によって形成し、さらに板状弾性体47a,47b,47cの先端に固定端48a,48b,48cを形成している。
【0040】
49は音響ダクト33を形成する高分子エラストマー或いは軟質ゴムなどの粘弾性体からなる保持部材である。ケース36の裏面には上記音響放射開口部34周辺に配設されたガイドリブ50があり、ここに上記粘弾性体からなる保持部材49が挿入される。保持部材49の形状は電気−機械−音響変換器21が振動板22と並行な面の底面と段部38aで接触するように嵌合挿入される凹み38と、上記ガイドリブ50内に挿入される部分とで、ケース裏面に接触する面から上記凹み38の底面に貫通する音響ダクト33を形成している。
【0041】
そして、携帯端末装置のケース36に固定された回路基板51に上記電気−機械−音響変換器21の板状弾性体47a,47b,47cの先端の固定端48a,48b,48cが半田などで固定されている。
【0042】
以上の構成よる落下衝撃に対する動作について説明すると、板状弾性体47a,47b,47cが変形し、電気−機械−音響変換器21が落下衝撃を受けてから完全停止するまでに時間を要するために加速度が緩和できて電気−機械−音響変換器21を確実に保護するとともに、携帯端末装置などの機器本体へ機械振動エネルギーを効率よく伝達できるものである。
【0043】
一方、ボイスコイル30に加えられる電気信号により振動板22は振動し、振動板22から音が発生し、音響ダクト33を通じて音響放射開口部34に効率よく導かれ外部に放射される。
【0044】
従って、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、振動板22が発生する音をリークすることなくケース外部に導くことができ、更に電気−機械−音響変換器21を落下などによる衝撃から保護するとともに、携帯端末装置などの機器本体へ機械振動エネルギーを効率よく伝達できる携帯端末装置が実現できるものである。
【0045】
(実施の形態4)
本発明の他の実施の形態の携帯端末装置について、図6(a),(b)により説明する。図6(a)は要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図、同(b)は同180°回転させた状態の斜視図である。同図により実施の形態3と同一部分の説明は省略し、要部であり、且つ相違点である電気−機械−音響変換器の弾性体の構成についてのみ説明する。
【0046】
同図によると、ステンレス等に半田、錫メッキを施したリードフレームで上記電気−機械−音響変換器21の給電端子46a,46bや外枠樹脂体23から延出する板状弾性体47d,47e,47fを形成し、さらにこの板状弾性体の形状は中央部で幅が狭く、根元、および先端部で幅が広く、さらに板状弾性体47d,47e,47fの先端側に固定端48a,48b,48cを形成している。
【0047】
以上の板状弾性体47d,47e,47fの形状としたことによって、バネ係数が幅の狭い部分は柔らかく広い部分は硬くなるため電気−機械−音響変換器21にかかる加速度を幅の狭い柔らかい部分から徐々に形状変形し加速度が徐々に増加して幅の広い硬い部分の変形に至るまでに最終的に停止することにより、大きな加速度がかかるのを電気−機械−音響変換器21の短いストロークで防止できるものである。
【0048】
(実施の形態5)
本発明の他の実施の形態の携帯端末装置について、図7(a),(b)により説明する。図7(a)は要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図、同(b)は同180°回転させた状態の斜視図である。なお、説明にあたっては実施の形態3との相違点である本実施の形態の要部である電気−機械−音響変換器の弾性体の構成についてのみ、実施の形態3の同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【0049】
同図によると、外枠樹脂体23から延出する板状弾性体52a,52b,52cの幅は同一であるが、根元および先端部の間で90度以上捻れて構成されている。このような板状弾性体を実施することにより、あらゆる方向からの衝撃に対してもその方向に垂直な部分が形状変形するため電気−機械−音響変換器21にかかる加速度を緩和できるものである。
【0050】
(実施の形態6)
本発明の他の実施の形態の携帯端末装置について、図8(a),(b)により説明する。図8(a)は要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図、同(b)は同180°回転させた状態の斜視図である。なお、説明にあたっては実施の形態3との相違点である本実施の形態の要部である電気−機械−音響変換器の弾性体の構成についてのみ、実施の形態3と同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【0051】
同図によると、外枠樹脂体23から延出する弾性体53a,53b,53cの幅は極めて幅が狭く、棒状になっている。このように弾性体53a,53b,53cを形成することにより、あらゆる方向からの衝撃に対してもその方向に垂直な部分が形状変形するため電気−機械−音響変換器21にかかる加速度を緩和できるものである。
【0052】
なお、上記各実施の形態においては、携帯端末装置の音響放射開口部34を振動板の軸上前面に配置した場合で説明しているが、携帯端末装置の側面に音響放射開口部34を設けた場合においても音響ダクト33を横に伸ばして対応することで目的は達成でき、本願の技術範囲にあることは勿論である。
【0053】
また、上記実施の形態3〜実施の形態5に記載の板状弾性体を外枠樹脂体にインサート成形されたリードフレームの金属板から形成したものと説明したが、フープ状の金属板で形成したものであっても良く、外枠樹脂体をインサート成形でフープ状に連続的に形成して、後工程での組立を極力このフープ状態で行い、機械組立化・生産性の向上が図れるという更なる効果も有するものである。
【0054】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、携帯電話機、ポケットベル、PHS等の携帯端末装置を落下させた場合にも電気−機械−音響変換器を衝撃から保護するとともに、音響振動板が発生する音をリークすることなくケース外部に導くことができる優れた携帯端末装置の実現を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の携帯端末装置の一実施の形態の側断面図
【図2】(a)同要部である電気−機械−音響変換器の側断面図
(b)同分解斜視図
【図3】(a)同他の実施の形態の側断面図
(b)同図3(a)のA−A’断面矢視上面図
【図4】同他の実施の形態の側断面図
【図5】(a)同要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図
(b)同180°回転させた状態の斜視図
【図6】(a)本発明の他の実施の形態の要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図
(b)同180°回転させた状態の斜視図
【図7】(a)本発明の他の実施の形態の要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図
(b)同180°回転させた状態の斜視図
【図8】(a)本発明の他の実施の形態の要部である電気−機械−音響変換器の上面方向からの斜視図
(b)同180°回転させた状態の斜視図
【図9】従来の携帯端末装置の要部である電気−機械−音響変換器の側断面図
【符号の説明】
21 電気−機械−音響変換器
23 外枠樹脂体
23a 放音用開口部
32,49 保持部材
33 音響ダクト
34 音響放射開口部
35 携帯端末装置
36 ケース
37,50 ガイドリブ
38a 段部
39 肉厚部
40 押圧部
45 微細リブ
47a,47b,47c,52a,52b,52c 板状弾性体
53a,53b,53c 棒状の弾性体
Claims (6)
- 放音用開口部を形成した外枠樹脂体とこの外周外枠樹脂体に取り付けられた振動板と一端がこの振動板に取り付けられたボイスコイルと、ヨークと一体に設けられた重り部と上記ヨークの中央部に固着されたマグネットとこのマグネット上に固着されたプレートとで形成され、上記ヨーク内周と上記プレート間に上記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを設けた磁気回路と、上記重り部に固定されると共に他端が上記外枠樹脂体に固定されたサスペンションから成る電気−機械−音響変換器と、少なくとも音響放射開口部を有するケースと、この音響放射開口部と上記電気−機械−音響変換器の放音用開口部を連結する粘弾性体で形成された保持部材からなる音響ダクトとで構成された携帯端末装置。
- ケース裏面の音響放射開口部の周辺に配設されたガイドリブと、電気−機械−音響変換器の振動板側と接触する段部を内側に有し、上記ガイドリブ内に嵌合挿入され上記音響放射開口部から振動板まで貫通する音響ダクトとを形成するとともに、上記電気−機械−音響変換器の側面から背面に回り込む肉厚部を有する粘弾性体で形成された保持部材と、上記保持部材の肉厚部を押さえる押圧部からなる請求項1に記載の携帯端末装置。
- リードフレームまたはフープを電気−機械−音響変換器を構成する外枠樹脂体にインサート成形して上記電気−機械−音響変換器の板状弾性体を形成し、延出されたこの板状弾性体の固定端をケースに固定された回路基板に固定した請求項1に記載の携帯端末装置。
- 板状弾性体の幅が徐々に狭くなるテーパ形状とした請求項3に記載の携帯端末装置。
- 板状弾性体に90度以上のネジリを与えた形状とした請求項3に記載の携帯端末装置。
- 弾性体を棒状の形状とした請求項3に記載の携帯端末装置。
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