JP2016086358A

JP2016086358A - 電子機器

Info

Publication number: JP2016086358A
Application number: JP2014219494A
Authority: JP
Inventors: 匡彦西脇; Masahiko Nishiwaki; 康夫南部; Yasuo Nanbu; 祥平岩本; Shohei Iwamoto
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-19
Also published as: US20170134546A1; US10009447B2; WO2016067888A1

Abstract

【課題】パネルを振動させる圧電振動素子が割れることを抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられている。圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０上に設けられている。圧電振動素子１９０の割れを抑制するクッション材１４０は、圧電振動素子１９０と、それに対向する前面側ケース３との間において、圧電振動素子１９０との間に隙間が形成されるように設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器に関する。

特許文献１及び２にも記載されているように、従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。

特開２０１４−５７２６４号公報特開２００３−１４５０４８号公報

特許文献１に記載されているように、電子機器の表面に設けられたパネルが圧電振動素子によって振動させられることがある。このような電子機器では、外部からの衝撃により圧電振動素子が割れることがある。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、パネルを振動させる圧電振動素子が割れることを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器の一態様は、前記電子機器の表面に設けられたパネルと、前記パネルの内側主面上に設けられた圧電振動素子と、前記圧電振動素子と対向する部品と、前記圧電振動素子と前記部品との間において、当該圧電振動素子との間に隙間が形成されるように設けられた、当該圧電振動素子の割れを抑制するクッション材とを備える。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記隙間の大きさは、振動中の前記圧電振動素子に前記クッション材が接触しないように設定されている。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記隙間の大きさは、前記圧電振動素子の振幅と、前記圧電振動素子の厚みのばらつきと、前記部品の厚みのばらつきとに基づく値である。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記電子機器に加わる衝撃により、前記圧電振動素子が撓みかつ当該圧電振動素子に前記クッション材が当たる場合には、当該圧電振動素子の撓みにより当該圧電振動素子が割れる前に当該クッション材が当該圧電振動素子に当たる。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記部品は、前記電子機器の外装の一部を成すケースである。

本発明の一態様によれば、圧電振動素子が割れにくくなる。

電子機器の外観を示す前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の断面構造を示す図である。電子機器の断面構造を示す図である。電子機器の電気的構成を示す図である。圧電振動素子の構造を示す上面図である。圧電振動素子の構造を示す側面図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。電子機器の断面構造を拡大して示す図である。電子機器の断面構造を拡大して示す図である。第１の比較対象装置の断面構造を拡大して示す図である。第１の比較対象装置の断面構造を拡大して示す図である。電子機器の断面構造を拡大して示す図である。落下試験結果を示す図である。

＜電子機器の外観＞
図１及び図２は、それぞれ、実施の形態に係る電子機器１の外観を示す前面図及び裏面図である。図３は、図１に示される電子機器１の矢視Ａ−Ａにおける断面構造の概略図である。図４は、図１に示される電子機器１の矢視Ｂ−Ｂにおける断面構造の概略図である。本実施の形態に係る電子機器１は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機である。

図１〜４に示されるように、電子機器１は、表示パネル１２０（図３）の表示面１２０ａを覆う透明のカバーパネル２と、カバーパネル２を支持する前面側ケース３と、前面側ケース３に取り付けられる背面側ケース４とを備えている。カバーパネル２、前面側ケース３及び背面側ケース４のそれぞれは、電子機器１の外装の一部を成している。背面側ケース４は、前面側ケースに取り付けられる、電池２００を収納するケース本体４０と、ケース本体４０に対して電子機器１の裏面１０側から取り付けられるカバー部材４１とで構成されている。ケース本体４０に収納された電池２００はカバー部材４１で覆われている。本実施の形態では、カバーパネル２、前面側ケース３及び背面側ケース４が、電子機器１の外装ケース５を構成している。電子機器１の形状は、平面視で略長方形の板状となっている。

カバーパネル２は、電子機器１の前面部分における、周端部（周縁部）以外の部分を構成している。前面側ケース３及び背面側ケース４は、電子機器１の前面部分の周端部、側面部分及び裏面部分を構成している。前面側ケース３及び背面側ケース４のそれぞれは、例えば、樹脂及び金属で形成されている。当該樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用され、当該金属としては、例えばアルミニウムなどが採用される。前面側ケース３と背面側ケース４とで囲まれた空間には、後述するＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種部品が搭載されたプリント基板（図示せず）が設けられている。

カバーパネル２は、板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル２の長手方向は電子機器１の上下方向と一致する。図３に示されるように、カバーパネル２は、表示パネル１２０の表示面１２０ａと対向する内側の第１主面２０と、第１主面２０とは反対側に位置する外側の第２主面２１とを有している。第２主面２１は、電子機器１の前面の一部を構成している。以後、第１主面２０を「内側主面２０」と呼び、第２主面２１を「外側主面２１」と呼ぶことがある。

カバーパネル２は、例えば、アクリル樹脂、ガラスあるいはサファイアなどから成る。ここで、サファイアとは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶のことをいい、本明細書では、Ａｌ_２Ｏ_３純度が約９０％以上の単結晶のことをいう。傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、Ａｌ_２Ｏ_３純度は９９％以上であることが好ましい。カバーパネル２の材料としては他に、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなどの結晶性材料が挙げられる。これらも、傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。また、カバーパネル２は、複数層構造の複合パネル（積層パネル）であっても良い。例えば、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）とで構成された２層構造の複合パネルであっても良い。また、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）と、当該層に貼り付けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）とで構成された３層構造の複合パネルであっても良い。

カバーパネル２には、表示パネル１２０の表示が透過する透明の表示部分（表示窓とも呼ばれる）２ａが設けられている。表示部分２ａは例えば平面視で長方形を成している。表示パネル１２０から出力される可視光は表示部分２ａを通って電子機器１の外部に取り出される。使用者は、電子機器１の外部から、表示部分２ａを通じて、表示パネル１２０に表示される情報が視認可能となっている。

カバーパネル２における、表示部分２ａを取り囲む周端部（周縁部）２ｂの大部分は、例えばフィルム等が貼られることによって黒色となっている。これにより、周端部２ｂの大部分は、表示パネル１２０の表示が透過しない非表示部分となっている。

図３に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０にはタッチパネル１３０が貼り付けられている。そして、表示部である表示パネル１２０は、タッチパネル１３０における、内側主面２０側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示パネル１２０は、タッチパネル１３０を介してカバーパネル２の内側主面２０に取り付けられている。そして、表示パネル１２０はカバーパネル２と前面側ケース３とで挟まれている。カバーパネル２では、表示パネル１２０と対向している部分が表示部分２ａとなる。使用者は、カバーパネル２の表示部分２ａを指等で操作することによって、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

図１に示されるように、カバーパネル２の下側端部にはマイク穴５０があけられている。また、図２に示されるように、電子機器１の裏面１０には、具体的には背面側ケース４のカバー部材４１の外側の面には、スピーカ穴８０があけられている。

外装ケース５内には、後述する、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０及び圧電振動素子１９０が設けられている。圧電振動素子１９０は、図３に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０上に設けられている。また外装ケース５内には、クッション材１４０が設けられている。クッション材１４０は、圧電振動素子１９０と、それに対向する部品との間に配置されている。本実施の形態では、クッション材１４０は、圧電振動素子１９０と、それに対向する前面側ケース３との間に配置されている。クッション材１４０は、圧電振動素子１９０と接触しないように前面側ケース３上に設けられている。クッション材１４０の役割については後で詳細に説明する。

カバーパネル２の上側端部には、外装ケース５内の前面側撮像部１６０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための前面レンズ用透明部７０が設けられている。電子機器１の裏面１０には、外装ケース５内の裏面側撮像部１７０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部９０が設けられている。

図３に示されるように、カバーパネル２は前面側ケース３に対して貼付部材２６０によって貼り付けられる。具体的には、カバーパネル２の内側主面２０が、貼付部材２６０を介して前面側ケース３に貼り付けられる。本実施の形態では、カバーパネル２の内側主面２０の周端部の全周囲が、貼付部材２６０によって前面側ケース３に貼り付けられる。貼付部材２６０としては、両面テープあるいは接着剤が採用される。

＜電子機器の電気的構成＞
図５は電子機器１の電気的構成を主に示すブロック図である。図５に示されるように、電子機器１には、制御部１００、無線通信部１１０、表示パネル１２０、タッチパネル１３０及び圧電振動素子１９０が設けられている。さらに電子機器１には、マイク１５０、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０、外部スピーカ１８０及び電池２００が設けられている。電子機器１に設けられた、カバーパネル２以外のこれらの構成要素は外装ケース５内に収められている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えている。制御部１００は、電子機器１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１の動作を統括的に管理する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、制御部１００（ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２）が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１０３には、電子機器１を制御するための、具体的には電子機器１が備える無線通信部１１０、表示パネル１２０等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１００の各種機能は、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が記憶部１０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。

なお記憶部１０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部１０３は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えていても良い。

無線通信部１１０は、アンテナ１１１を有している。無線通信部１１０は、電子機器１とは別の携帯電話機からの信号、あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を基地局を介してアンテナ１１１で受信する。無線通信部１１０は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部１００に出力する。制御部１００は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号（音情報）などを取得する。

また無線通信部１１０は、制御部１００で生成された、音信号等を含む送信信号に対して、アップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ１１１から無線送信する。アンテナ１１１からの送信信号は、基地局を通じて、電子機器１とは別の携帯電話機、あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。

表示パネル１２０は、例えば、液晶表示パネルあるいは有機ＥＬパネルである。表示パネル１２０は、制御部１００によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示する。表示パネル１２０に表示される情報は、カバーパネル２の表示部分２ａを通じて、電子機器１の使用者に視認可能となる。

タッチパネル１３０は、カバーパネル２の表示部分２ａに対する指等の操作子による操作を検出する。タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルである。ユーザが指等の操作子によって表示部分２ａに対して操作を行ったとき、その操作に応じた電気信号がタッチパネル１３０から制御部１００に入力される。制御部１００は、タッチパネル１３０からの電気信号に基づいて、表示部分２ａに対して行われた操作の内容を特定して、その内容に応じた処理を行う。

前面側撮像部１６０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。前面側撮像部１６０は、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。前面側撮像部１６０の撮像レンズは、電子機器１の前面に設けられた前面レンズ用透明部７０から視認可能となっている。したがって、前面側撮像部１６０は、電子機器１の前面側（カバーパネル２側）に存在する物体を撮像することが可能である。

裏面側撮像部１７０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。裏面側撮像部１７０は、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。裏面側撮像部１７０の撮像レンズは、電子機器１の裏面１０に設けられた裏面レンズ用透明部９０から視認可能となっている。したがって、裏面側撮像部１７０は、電子機器１の裏面１０側に存在する物体を撮像することが可能である。

マイク１５０は、電子機器１の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部１００に出力する。電子機器１の外部からの音は、カバーパネル２の前面に設けられたマイク穴５０から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１５０に入力される。なお、マイク穴５０は、電子機器１の側面に設けても良いし、裏面１０に設けても良い。

外部スピーカ１８０は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ１８０は、制御部１００からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ１８０から出力される音は、電子機器１の裏面１０に設けられたスピーカ穴８０から外部に出力される。スピーカ穴８０から出力される音については、電子機器１から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。

圧電振動素子１９０は、上述のように、電子機器１の前面に設けられたカバーパネル２の内側主面２０上に設けられている。圧電振動素子１９０は、制御部１００から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１００は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１９０に与える。圧電振動素子１９０が、制御部１００によって音信号に基づいて振動させられることによって、カバーパネル２が音信号に基づいて振動する。その結果、カバーパネル２から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者がカバーパネル２に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。カバーパネル２から使用者に伝達される受話音については後で詳細に説明する。

電池２００は、電子機器１の電源を出力する。電池２００から出力された電源は、電子機器１が備える制御部１００及び無線通信部１１０などに含まれる各電子部品に対して供給される。

＜圧電振動素子の詳細＞
図６，７は、それぞれ、圧電振動素子１９０の構造を示す上面図及び側面図である。図６，７に示されるように、圧電振動素子１９０は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１９０は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１９０は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子１９０は、シム材１９０ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂを備えている。

圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図８に示されるように、圧電振動素子１９０は、第１圧電セラミック板１９０ａを外側にして山状に撓むようになる。

一方で、圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図９に示されるように、圧電振動素子１９０は、第２圧電セラミック板１９０ｂを外側にして山状に撓むようになる。

圧電振動素子１９０は、図８の状態と図９の状態とを交互にとることによって、長手方向に沿って撓み振動を行う。制御部１００は、第１圧電セラミック板１９０ａと第２圧電セラミック板１９０ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１９０を長手方向に沿って撓み振動させる。

このような構造を有する圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０の周端部に配置される。具体的には、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における、当該カバーパネル２の短手方向（電子機器１の左右方向）の中央部に配置される。また、圧電振動素子１９０は、その長手方向が、カバーパネル２の短手方向に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の短手方向に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子１９０の長手方向の中心は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における、当該カバーパネル２の短手方向の中心と一致している。

ここで、上述の図８，９に示されるように、撓み振動を行う圧電振動素子１９０では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子１９０の長手方向の中心が、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における短手方向の中心と一致することによって、圧電振動素子１９０における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における短手方向の中心に一致するようになる。

なお、図６〜９に示される圧電振動素子１９０では、シム材１９０ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。この場合には、圧電振動素子１９０の積層構造の層数は、２８層以上が好ましく、４４層以上がさらに好ましい。これにより、十分な振動をカバーパネル２に伝達することができる。

また、圧電振動素子１９０は、圧電セラミック材料の他に、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸などの有機圧電材料などから構成されても良い。具体的には、例えば、圧電振動素子１９０は、互いに積層された、ポリ乳酸フィルムから成る第１及び第２圧電板で構成されても良い。圧電板に設ける電極としては、例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide、すなわちインジウム錫酸化物）などの透明電極が用いられることが可能である。

＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９０がカバーパネル２を振動させることによって、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子１９０自身の振動がカバーパネル２に伝わることにより、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。

ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。

図１０は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１０には、電子機器１の使用者の耳の構造が示されている。図１０においては、波線４００は気導音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示している。実線４１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。

カバーパネル２に取り付けられた圧電振動素子１９０が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、カバーパネル２が振動して、当該カバーパネル２から音波が出力される。使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に近づけると、あるいは当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると（接触させると）、当該カバーパネル２から出力される音波が外耳道孔３１０に入る。カバーパネル２からの音波は、外耳道孔３１０内を進み、鼓膜３２０を振動させる。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わって、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して気導音が伝達される。

また、使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると、耳介３００が、圧電振動素子１９０によって振動させられているカバーパネル２によって振動させられる。耳介３００の振動は鼓膜３２０に伝わり、鼓膜３２０が振動する。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わり、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１０では、耳介３００内部の耳介軟骨３００ａも示されている。

なお、骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１０においては、例えば下顎骨５００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。

このように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０が前面のカバーパネル２を適切に振動させることによって、カバーパネル２から電子機器１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を近づけることによって当該カバーパネル２からの気導音を聞くことができる。また使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を接触させることによって当該カバーパネル２からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１９０では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１を構成することによって様々メリットが発生する。

例えば、使用者は、カバーパネル２を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。

また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。

また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル２を当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。

なお、カバーパネル２のうち、圧電振動素子１９０が取り付けられている部分が比較的振動し易くなる。したがって、使用者は、カバーパネル２のうち圧電振動素子１９０が取り付けられている上側端部（特に上側端部の短手方向ＤＲ２の中央部）に対して、耳を近づけたり、耳を押し当てたりすると、カバーパネル２からの音が聞こえ易くなる。

＜クッション材について＞
図１１は、図３に示される断面構造において、圧電振動素子１９０及びクッション材１４０の付近を拡大して示す図である。図１２は、図４に示される断面構造において、圧電振動素子１９０及びクッション材１４０の付近を拡大して示す図である。

図１１，１２に示されるように、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０に対して、貼付部材２７０によって貼り付けられている。またクッション材１４０は、前面側ケース３における、カバーパネル２側の主面３０に対して、貼付部材２８０によって貼り付けられている。クッション材１４０としては、例えば発泡体が採用される。当該発泡体としては、例えば、ウレタン発泡体、ポリオレフィン系発泡体あるいはポリエステル系発泡体が使用される。貼付部材２７０，２８０のそれぞれは、例えば、両面テープあるいは接着剤である。

なお、タッチパネル１３０がカバーパネル２の上端部まで延びている場合には、圧電振動素子１９０は、タッチパネル１３０を介してカバーパネル２の内側主面２０上に設けられても良い。

クッション材１４０は、電子機器１の落下等によって、電子機器１に衝撃が加わった際に圧電振動素子１９０が割れることを抑制する部材である。クッション材１４０は、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との間において、圧電振動素子１９０との間に隙間２９０が形成されるように設けられている。圧電振動素子１９０とクッション材１４０とは互いに対向している。圧電振動素子１９０の厚みｔ１は、例えば、クッション材１４０の厚みｔ２よりも大きくなっている。クッション材１４０の厚みｔ２は例えば０．３ｍｍに設定されている。

本実施の形態では、圧電振動素子１９０とクッション材１４０との間の隙間２９０の大きさ（長さ）ｄは、制御部１００によって振動させられている圧電振動素子１９０（振動中の圧電振動素子１９０）にクッション材１４０が接触しないように設定されている。

また、隙間２９０の大きさｄは、圧電振動素子１９０の振幅と、圧電振動素子１９０の厚みｔ１のばらつきと、前面側ケースの厚みｔ３のばらつきとに基づく値である。例えば、本実施の形態では、圧電振動素子１９０の振幅が０．２ｍｍ程度、圧電振動素子１９０の厚みｔ１のばらつきの最大値と前面側ケースの厚みｔ３のばらつきの最大値とを足し合わせた値（以後、「ばらつき最大値」と呼ぶ）が０．１ｍｍ程度である。そして、本実施の形態では、圧電振動素子１９０の振幅と、ばらつき最大値とを足し合わせた値が０．３ｍｍ弱である。このような場合には、隙間２９０の大きさｄの設計値は、圧電振動素子１９０の振幅と、ばらつき最大値とを足し合わせた値よりも若干大きい値、例えば０．３ｍｍに設定される。これにより、圧電振動素子１９０及び前面側ケース３の厚みがばらついたとしても、クッション材１４０が、振動中の圧電振動素子１９０に接触することを抑制することができる。よって、圧電振動素子１９０の振動がクッション材１４０によって阻害されることが抑制され、電子機器１から使用者に対して音が伝わりにくくなることを抑制することができる。

このように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との間にはクッション材１４０が設けられているため、電子機器１の落下等によって、電子機器１に衝撃が加わった際に圧電振動素子１９０が割れることを抑制することができる。以下にこの点について詳細に説明する。

図１３は、クッション材１４０が設けられていない電子機器１（以後、「第１の比較対象装置」と呼ぶ）の断面構造の概略を示す図である。図１３に示される断面構造は図１２に示される断面構造に対応している。第１の比較対象装置では、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との距離が例えば０．３ｍｍに設定されている。

図１４は第１の比較対象装置が床等に落下して当該第１の比較対象装置に衝撃が加わった際の当該第１の比較対象装置の断面構造の概略を示す図である。第１の比較対象装置が床等に落下して当該第１の比較対象装置に衝撃が加わった際には、図１４に示されるように、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たることがある。その結果、圧電振動素子１９０が割れることがある。なお、図１４の例では、第１の比較対象装置に加わる衝撃によって、カバーパネル２及び前面側ケース３の両方が撓んでいるが、カバーパネル２及び前面側ケース３のどちらか一方だけが撓んで、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たることもある。

このように、クッション材１４０が設けられていない第１の比較対象装置では、第１の比較対象装置に加わる衝撃によって、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たって、圧電振動素子１９０が割れることがある。

そこで、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との距離を大きくすることによって、圧電振動素子１９０が前面側ケース３に当たりにくくすることが考えられる。例えば、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との距離を０．６ｍｍに設定した電子機器１（以後、「第２の比較対象装置」と呼ぶ）が考えらえる。

しかしながら、第２の比較対象装置においても、それに強い衝撃が加わった際には、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たって、圧電振動素子１９０が割れることがある。

また、前面側ケース３が圧電振動素子１９０と対向しないようにして、圧電振動素子１９０が前面側ケース３に当たらないようにすることも可能である。この場合には、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たって圧電振動素子１９０が割れることを抑制することができる。しかしながら、前面側ケース３が圧電振動素子１９０と対向しない電子機器１（以後、「第３の比較対象装置」と呼ぶ）においても、当該電子機器１に衝撃が加わった際に圧電振動素子１９０が割れることがある。具体的には、第３の比較対象装置に加わる衝撃によってカバーパネル２が撓み、その結果、圧電振動素子１９０が大きく撓むことがある。このとき、圧電振動素子１９０は自身の撓みによって割れることがある。

これに対して、本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との間にクッション材１４０が設けられているため、圧電振動素子１９０に前面側ケース３が当たって圧電振動素子１９０が割れることを抑制することができる。

さらに、クッション材１４０は、圧電振動素子１９０との間に隙間２９０が形成されるように当該圧電振動素子１９０と前面側ケース３との間に設けられているため、クッション材１４０が圧電振動素子１９０の振動を阻害することを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る電子機器１では、上述のように、圧電振動素子１９０の振幅と、圧電振動素子１９０の厚みｔ１のばらつきと、前面側ケースの厚みｔ３のばらつきとが考慮されて、隙間２９０の大きさｄの設計値が０．３ｍｍに設定されている。これにより、電子機器１に加わる衝撃により、図１５に示されるように、圧電振動素子１９０が撓みかつ当該圧電振動素子１９０にクッション材１４０が接触する場合には、当該圧電振動素子１９０の撓みにより当該圧電振動素子１９０が割れる前にクッション材１４０が当該圧電振動素子１９０に接触するようになっている。つまり、圧電振動素子１９０の撓みにより当該圧電振動素子１９０が割れる前にクッション材１４０が当該圧電振動素子１９０の撓みを抑制する。したがって、第３の比較対象装置とは異なり、電子機器１に加わる衝撃によって圧電振動素子１９０が撓み過ぎてしまうことをクッション材１４０によって抑制することができる。その結果、電子機器１に加わる衝撃により、圧電振動素子１９０が割れることをさらに抑制することができる。

図１６は、第１の比較対象装置、第２の比較対象装置、第３の比較対象装置及び本実施の形態に係る電子機器１のそれぞれに対して落下試験を行った結果を示す図である。図１６では、「○」は落下試験により圧電振動素子１９０が割れなかったことを示し、「×」は落下試験により圧電振動素子１９０が割れたことを示している。図１６には、試験対象の装置が、高さ１００ｃｍ、１５０ｃｍ、２００ｃｍのそれぞれから落下試験用プレートに落下した場合の結果が示されている。

落下試験では、各高さにおいて、試験対象の装置が落下試験用プレート上に１８回落とされる。具体的には、試験対象の装置は、その前面（カバーパネル２側の面）が落下試験用プレート側に向くようにして（下側にして）３回落とされ、その裏面（カバー部材４１側の面）が落下試験用プレート側に向くようにして３回落とされる。さらに、試験対象の装置は、その上側の側面が落下試験用プレート側に向くようにして３回落とされ、その下側の側面が落下試験用プレート側に向くようにして３回落とされる。そして、試験対象の装置は、その右側の側面が落下試験用プレート側に向くようにして３回落とされ、その左側の側面が落下試験用プレート側に向くようにして３回落とされる。このようにして、試験対象の装置が１８回落下試験用プレートに落とされた後、圧電振動素子１９０が割れていれば「×」となり、割れていなければ「○」となる。落下試験で使用した落下試験用プレートは、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚み２５ｍｍのプレートであって、Ｓ５０Ｃと呼ばれる炭素鋼から形成されている。また、落下試験用プレートの表面はユニクロメッキされている。

図１６に示されるように、クッション材１４０が無く、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との距離が０．３ｍｍに設定された第１の比較対象装置では、１００ｃｍの高さから落とされた場合には圧電振動素子１９０は割れないものの、１５０ｃｍ、２００ｃｍの高さから落とされた場合には圧電振動素子１９０が割れてしまう。

また、クッション材１４０が無く、圧電振動素子１９０と前面側ケース３との距離が０．６ｍｍに設定された第２の比較対象装置では、１００ｃｍ、１５０ｃｍの高さから落とされた場合には、圧電振動素子１９０は割れないものの、２００ｃｍの高さから落とされた場合には、圧電振動素子１９０が割れてしまう。同様に、クッション材１４０が無く、圧電振動素子１９０が前面側ケース３に対向していない第３の比較対象装置では、１００ｃｍ、１５０ｃｍの高さから落とされた場合には、圧電振動素子１９０は割れないものの、２００ｃｍの高さから落とされた場合には、圧電振動素子１９０が割れてしまう。

これに対して、本実施の形態に係る電子機器１では、２００ｃｍの高さから落とされた場合であっても圧電振動素子１９０は割れない。したがって、図１６に示される落下試験結果からも、本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９０が非常に割れにくくなっていると言える。

上記の例では、圧電振動素子１９０と対向する部品が、前面側ケース３であったが、他の部品であっても良い。例えば、圧電振動素子１９０と対向する部品は、前面側ケース３上に設けられた電子部品等であっても良い。

また上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、他の電子機器にも適用することができる。例えば、本願発明は、タブレット端末、腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。

以上のように、電子機器１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１電子機器
２カバーパネル
３前面側ケース
１４０クッション材
１９０圧電振動素子

Claims

電子機器であって、
前記電子機器の表面に設けられたパネルと、
前記パネルの内側主面上に設けられた圧電振動素子と、
前記圧電振動素子と対向する部品と、
前記圧電振動素子と前記部品との間において、当該圧電振動素子との間に隙間が形成されるように設けられた、当該圧電振動素子の割れを抑制するクッション材と
を備える、電子機器。
請求項１に記載の電子機器であって、
前記隙間の大きさは、振動中の前記圧電振動素子に前記クッション材が接触しないように設定されている、電子機器。
請求項２に記載の電子機器であって、
前記隙間の大きさは、前記圧電振動素子の振幅と、前記圧電振動素子の厚みのばらつきと、前記部品の厚みのばらつきとに基づく値である、電子機器。
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記電子機器に加わる衝撃により、前記圧電振動素子が撓みかつ当該圧電振動素子に前記クッション材が当たる場合には、当該圧電振動素子の撓みにより当該圧電振動素子が割れる前に当該クッション材が当該圧電振動素子に当たる、電子機器。
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記部品は、前記電子機器の外装の一部を成すケースである、電子機器。