JP2010119968A - 洗浄可能な電子機器およびその洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波洗浄器または超音波振動子を用意せずに、電子機器で超音波洗浄を行うことができる洗浄可能な電子機器およびその洗浄方法を提供する。
【解決手段】電子機器が、防水機能を有する筺体と、筺体内部に設けられている機能デバイス６と、超音波発生デバイス７と、筺体の枠の超音波発生デバイス７と隣接する位置に設けられている超音波放出口４とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄可能な電子機器およびその洗浄方法に関し、より具体的には超音波発生デバイスを有する電子機器およびその洗浄方法に関する。

携帯電話機やデジタルカメラなどの電子機器は世界中で幅広く利用されている。特に携帯電話機は、プライベートだけではなく、仕事中にも利用され、日常生活と切り離すことのできないものとなっている。携帯電話機は、衣服のポケットやカバンの中に直接入れられたり、あるいは直接手で持たれたりすることが多いために汚れやすい。さらに、携帯電話機で通話したり、メールを作成したりする際に、携帯電話機は使用者の皮膚と接触することから、皮脂や指の汚れなどが付着しやすい。このようなことは、衛生面からみて好ましくない。そのため、携帯電話機専用の除菌クリーナーなどが販売されている。

除菌クリーナーなどを使用することで、携帯電話機のディスプレイや入力キー、または外枠などの汚れを落としたり、除菌したりすることができる。しかし、入力キーと外枠との間の隙間などの細かな凹凸部分や溝の部分の汚れまで落とすことは困難である。そのため、除菌クリーナーなどでは汚れを落としたり、除菌したりすることが困難である部分までクリーニングできるような簡便な手段が必要である。

電子部品や精密部品、あるいは身近なものでは眼鏡や腕時計または指輪などの装飾品を洗浄する手段として超音波洗浄がある。超音波洗浄とは、超音波で洗浄液を振動させることで空孔（キャビティ）を生じさせ、そして、このキャビティが破裂するときに生じる衝撃力により、汚れを落とす方法である。また、超音波によって生じる洗浄液の振動によっても汚れを落としている。超音波洗浄は、洗浄液中に洗浄したいものを入れる必要がある。そのため、電子機器の一例である携帯電話機やデジタルカメラが、防水機能を有しているならば、それらの電子機器を超音波洗浄することが可能である。超音波洗浄を用いれば、除菌クリーナーなどではクリーニングしづらい部分までクリーニングすることができる。しかし、超音波洗浄を行うためには、超音波洗浄器を用意する必要がある。

これに対し、図６および図７に示す関連技術では、電子レンジ２１や携帯電話機など、マイクロ波２４を発生させることができる装置を利用して、物体２３を洗浄する。図６は電子レンジ２１を使用した例である。洗浄槽２２として用いる容器の底部に、マイクロ波２４を照射されるとマイクロ波２４の周波数に反応して微小な変形を繰り返して超音波２７を発生させる超磁歪振動子２５を配設し、かつ、この洗浄槽２２内に洗浄液２６を注入してから、洗浄したい物体２３を洗浄槽２２内に入れる。そして洗浄槽２２を電子レンジ２１内に配置し、電子レンジ２１を作動させて、電子レンジ２１内でマイクロ波２４を洗浄槽２２に照射する。または、携帯電話機を利用し、携帯電話機が基地局からの呼び出し信号を受信した際に発する応答信号を含んだマイクロ波２４を洗浄槽２２に照射する。マイクロ波２４を照射された洗浄槽２２内の超磁歪振動子２５は、高速で変形を繰り返し、超音波２７を発生させる。この発生した超音波２７によって洗浄槽２２内の物体２３を超音波洗浄することができる（例えば特許文献１）。
特開２００６−１５９０１５号公報

上述した関連技術の一例では、物体２３を洗浄するための超音波洗浄器は不要であるが、物体２３および洗浄槽２２とは別に、超磁歪振動子２５を用意する必要がある。また、電子レンジ２１を使用する場合、超磁歪振動子２５が配設されている洗浄槽２２の底部以外をマイクロ波遮断部材で覆っても、洗浄槽２２底部からマイクロ波２４が洗浄槽２２内に進入してしまう。そのため、洗浄槽２２内の物体２３にマイクロ波２４が照射されることになり、金属部品を含む電子機器を洗浄しようとすると過剰な放電や発熱が生じるため、とても危険である。また、携帯電話機が発するマイクロ波を使用する場合は、電子レンジ２１を用いる場合のような危険は小さいが、超音波洗浄を行う間は携帯電話機と基地局が常に応答しあっている状態にしなければならず、無意味な通信を続けて電力を消費するため、とても不便である。

本発明の目的は、上述した課題である、電子機器の超音波洗浄を行うためには超音波洗浄器または超磁歪振動子を用意する必要がある、という問題を解決する、洗浄可能な電子機器およびその洗浄方法を提供することにある。

本発明の電子機器は、筺体が防水機能を有しており、筺体内部には機能デバイスと超音波発生デバイスとが設けられている。また、筺体の枠の超音波発生デバイスと隣接する位置に超音波放出口が設けられている。

本発明によると、電子機器自体が超音波発生デバイスを有しているため、電子機器とは別に超音波洗浄器や超音波振動子を用意しなくても、電子機器を超音波洗浄することができる。

以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略する場合もある。

図１は、本発明に係る電子機器の実施形態の一例である携帯電話機の概略図を示したものである。図１（ａ）は、外面図を、図１（ｂ）は断面図を示している。

携帯電話機１０の筺体は、主に外枠３によって構成され、その表面には表示装置であるディスプレイ１と入力装置である入力キー２が設けられ、裏面には電池カバー（図示せず）が設けられ、側面には超音波放出口４が設けられている。また、筺体内部には、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（図示せず）等を含む電気回路を有する機能デバイス６、電池収容部８および超音波発生デバイス７などが設けられている。超音波発生デバイス７と超音波放出口４とは超音波発生デバイス７の振動板を介して隣接している。また、本発明に係る電子機器は洗浄液１１中に入れられるため、脱着可能部の嵌合い部分（電池カバーと電池収容部８との嵌合いなど）および隙間（外枠３と入力キー２との間など）には、パッキンやＯリングなどを設けることで筺体内部へ液体が浸入しないように防水処理が施されている。

この携帯電話機１０について、より具体的に説明する。

携帯電話機１０の筺体内部には超音波発生デバイス７が設けられている。この超音波発生デバイス７は、超音波を発生させる超音波振動子７ａを有している。超音波振動子７ａは圧電振動子や磁歪振動子（超磁歪振動子を含む）でよい。また、適宜に設定することにより超音波振動子７ａから任意の周波数および音圧を発生させることができる。入力キー２が操作されることで超音波発生デバイス７が作動し、超音波振動子７ａが振動する。この振動で超音波が発生し、振動板を介して超音波放出口４から携帯電話機１０の外部へ超音波が放出される。

図２に携帯電話機の構成をブロック図で示す。

携帯電話機１０は、主に超音波発生デバイス７と、機能デバイス６と、電源（電池）９と、時計（タイマー）１６と、ディスプレイ１と、入力キー２とを有している。超音波発生デバイス７は超音波振動子７ａを有している。機能デバイス６は、電源９から電力を供給されて、通話およびメール等の通信を可能にする通信機能を有しており、一般的な電話機としての中核をなす装置である。この機能デバイス６は、ディスプレイ１および入力キー２にも接続されており、これらの制御も行う。また、超音波発生デバイス７は、電源９および入力キー２と接続されるとともに、時計（タイマー）１６とも接続されてそれと連動している。

次に図１および図２に示す携帯電話機１０の洗浄方法について説明する。図３はこの洗浄方法について示した図である。

洗浄液１１の入ったガラス製の水槽１２を用意する。入力キー２を操作し、携帯電話機１０の超音波発生デバイス７を作動させて、超音波を発生させる。そして超音波発生デバイス７で生じた超音波を超音波放出口４から放出させて、その状態のままで携帯電話機１０を洗浄液１１の中に入れる。または、携帯電話機１０の有するタイマー機能を利用し、携帯電話機１０を洗浄液１１の中に入れてから、設定したタイミングで（例えばタイマーをセットしてから所定時間経過後に）超音波発生デバイス７を作動させて、超音波を発生させるようにしてもよい。

超音波放出口４から放出された超音波の進行波１３が洗浄液１１中を伝わって、水槽１２のガラス壁面に到達する。洗浄液１１の有する音響インピーダンスと水槽１２のガラス壁面の有する音響インピーダンスの違いにより、超音波の進行波１３は水槽１２のガラス壁面で反射波１４を返す。そして、この反射波１４が携帯電話機１０の表面に照射されることにより、携帯電話機１０の表面で空孔（キャビティ）の発生および破裂を生じさせることができ、携帯電話機１０を洗浄することができる。また、超音波により水槽１２内の洗浄液１１も振動するため、この洗浄液１１の振動によっても携帯電話機１０は洗浄される。

図３においては、説明を簡略化するために超音波の進行波１３および反射波１４を１つしか示さなかったが、実際は様々な方向へ超音波の進行波１３は出ており、また、水槽１２のガラス壁面で反射した反射波１４も、反射したガラス壁面の位置とは異なる位置でガラス壁面にぶつかって再び反射する場合があるため、反射波１４も無数に発生している。そのため、携帯電話機１０の表面全体に超音波が照射されることになり、携帯電話機１０の表面を隅々まで洗浄することができる。

超音波を発することのできる携帯電話機１０を用いてその携帯電話機１０自体を洗浄する例を説明したが、例えば図４に示すように、超音波を発することのできる携帯電話機１０と、防水機能を有するが、超音波を発することのできない携帯電話機１５とを同時に洗浄液１１の中に入れ、携帯電話機１０により超音波を発生させて携帯電話機１０の外部に放出することで、超音波を発することのできる携帯電話機１０だけではなく、同時に洗浄液１１中にいれた携帯電話機１５も洗浄することができる。また、眼鏡や指輪など超音波洗浄したいものを、超音波を発することのできる携帯電話機１０と一緒に洗浄液１１中に入れ、携帯電話機１０により超音波を発生させて放出することで、超音波を発することのできる携帯電話機１０と一緒に洗浄液１１中に入れたものも超音波洗浄することができる。

超音波放出口４を携帯電話機１０の側面に設けたが、超音波発生デバイス７と隣接する位置であるならば超音波放出口４は携帯電話機１０の前面、背面など、任意の位置に設けることができる。超音波発生デバイス７専用の作動ＯＮ／ＯＦＦスイッチを携帯電話機に設けてもよい。

本発明の他の実施形態として、前記した構成の携帯電話機１０を本体とし、この本体（携帯電話機１０）とは別部材として、超音波発生デバイス７を作動および停止させるための作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７を用意することもできる。この場合、携帯電話機１０と作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７との２つの部材によって本発明の電子機器が構成される。図５に作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７を使用して、携帯電話機１０を洗浄している様子を示す。洗浄液１１中に携帯電話機１０を入れ、洗浄液１１外に用意した、赤外線送信デバイスを有する作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７の信号を赤外線１８にて携帯電話機１０へ送信する。赤外線の受信デバイスを有する携帯電話機１０が作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７からの赤外線１８を受信すると、携帯電話機１０の超音波発生デバイス７が作動する。同様に作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ１７から信号を携帯電話機１０へ送信することで、超音波発生デバイス７を停止させることもできる。

なお、洗浄液１１としては、水、有機溶剤、中性洗剤またはアルカリ洗剤などから選ぶことができる。また、本実施例においては、洗浄液１１を入れる容器としてガラス製の水槽１２を用いたが、容器の材質は、洗浄液１１の有する音響インピーダンスとは近似しておらず異なる音響インピーダンスを有する材料で構成されていることが好ましい。しかし、洗浄液１１の有する音響インピーダンスと近似しておらず異なる音響インピーダンスを有する物体を洗浄液１１中に配置すれば、洗浄液１１を入れる容器の材質はプラスチックや金属、またはセラミックなど任意のもので構わない。容器のサイズも、携帯電話機を覆うことのできる量の洗浄液１１が入れば、任意のサイズで構わない。

電子機器の一例として携帯電話機について説明したが、デジタルカメラ、携帯用音楽プレイヤー、携帯ゲーム機などの電子機器にも応用することもできる。

以上説明したように、本発明によると電子機器（携帯電話機１０）自体に超音波発生デバイス７を設けたため、電子機器とは別に超音波洗浄器や超音波振動子７ａを用意しなくても、電子機器を超音波洗浄して良好に汚れ落としすることができる。したがって、本発明の電子機器の完成品を購入した使用者が、別途洗浄用の装置（超音波洗浄器や超音波振動子７ａ）を用意する必要がなく、超音波洗浄による優れた洗浄効果が得られるため、使用者にとって非常に便利である。

本発明に係る電子機器の一実施形態を示す概略図であり、（ａ）は外面概略図であり、（ｂ）は概略断面図である。 図１に示す電子機器の構成を表すブロック図である。 本発明の一実施例を示す概略図であり、図１における電子機器で超音波洗浄を行う様子を示した概略図である。 本発明の他の実施形態を示す概略図であり、図１における電子機器と超音波発生デバイスを有さない電子機器とを同時に超音波洗浄を行う様子を示した概略図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す概略図であり、図１における電子機器の超音波発生デバイスをコントローラで作動させる様子を示した概略図である。 関連技術の一例である超音波洗浄方法を示した概略図である。 図４の超音波洗浄方法を行っている様子を示した概略図である。

符号の説明

１ ディスプレイ
２ 入力キー
３ 外枠
４ 超音波放出口
６ 機能デバイス
７ 超音波発生デバイス
７ａ超音波振動子
８ 電池収容部
９ 電源（電池）
１０超音波発生機能を有する携帯電話機（本体）
１１洗浄液
１２水槽
１３超音波の進行波
１４超音波の反射波
１５超音波発生機能を有さない携帯電話機
１６時計（タイマー）
１７作動ＯＮ／ＯＦＦコントローラ
１８赤外線通信
２１電子レンジ
２２洗浄槽
２３物体
２４マイクロ波
２５超磁歪振動子
２６洗浄液
２７超音波

Claims (12)

1. 防水機能を有する筺体と、前記筺体内部に設けられている機能デバイスと、前記筺体内部に設けられている超音波発生デバイスと、前記筺体の枠の前記超音波発生デバイスと隣接する位置に設けられている超音波放出口とを有する、電子機器。
2. 前記電子機器は、設定されたタイミングで前記超音波発生デバイスを作動させることができるタイマー機能を有している、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記電子機器は、前記超音波発生デバイスを作動および停止するためのスイッチを有している、請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記超音波発生デバイスは、超音波振動子として圧電振動子あるいは磁歪振動子を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記機能デバイスは携帯電話機能および／またはデジタルカメラ機能を有するデバイスである、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器は、
   前記筺体、前記機能デバイス、前記超音波発生デバイス、前記超音波放出口および前記筺体内部に設けられている赤外線通信用の受信デバイスを有している本体と、
   前記本体とは別部材として設けられ、赤外線通信用の送信デバイスを有しており、前記超音波発生デバイスを作動および停止させるためのコントローラと、
   によって構成されている電子機器。
7. 電子機器の洗浄をする洗浄方法であり、洗浄液で満たされた容器の中に前記電子機器を配置し、前記電子機器の筺体内部に設けられた超音波発生デバイスで超音波を発生させる、電子機器の洗浄方法。
8. 前記筺体の枠の前記超音波発生デバイスと隣接する位置に設けられた超音波放出口から前記容器内に前記超音波を放出して、前記超音波により前記容器内の前記洗浄液中にキャビティの発生および破裂を繰り返し生じさせる、請求項７に記載の電子機器の洗浄方法。
9. 前記筺体の枠の前記超音波発生デバイスと隣接する位置に設けられた超音波放出口から前記容器内に前記超音波を放出して、前記超音波により前記容器内の前記洗浄液を振動させる、請求項７に記載の電子機器の洗浄方法。
10. 前記洗浄液として、水、有機溶剤、中性洗剤、あるいはアルカリ洗剤のいずれかを使用する、請求項７から９のいずれか１項に記載の電子機器の洗浄方法。
11. 前記洗浄液とは異なる音響インピーダンスを有する材質からなる前記容器を用いる、請求項７から１０のいずれか１項に記載の電子機器の洗浄方法。
12. 前記容器が有する音響インピーダンスと前記洗浄液が有するインピーダンスとが同じ場合には、前記電子機器のそばに前記洗浄液とは異なった音響インピーダンスを有する物体を配置する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の電子機器の洗浄方法。

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