JP4866987B2 - 振動発生装置の携帯端末機器への実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、主として携帯端末機器（携帯電話、ＰＨＳ、小型無線通信機器、その他携帯型の各種情報通信端末などの電子機器を含む）に搭載される無音アラーム機能で動作する振動発生装置の携帯端末機器への実装構造に関する。

例えば、図書館、美術館、コンサートホール、式典等の人が集まる静粛な公衆の場や、一般の公共交通機関の車内においては、携帯端末機器の突然の着信音が、周囲の人に多大な迷惑となる場合がある。そのため、着信報知をバイブレーションにより体感振動で知らせる振動発生装置を用いた無音アラーム機能が、各種携帯端末機器内に搭載されている。

前記振動発生装置は、その構造上、大きく分けて振動モータ型と振動アクチュエータ型の２種類がある。前者は、小型モータの出力回転軸に偏重心の分銅を取り付けて、ロータ部の回転動作時に偏心分銅等の重心が振れ回る不均等な力を利用し、携帯電話等の携帯端末機器本体を振動させるもので、以前から携帯電話等に搭載されている。

また後者は、例えば図１２に示すように、マグネット206、ヨーク207、ポールピース208を組み合わせた錘部となる磁気回路部Wを、対向するダイヤフラム209側のコイル210の電磁力により共振させ、サスペンション211で支持した状態で往復運動させて振動力を得る、いわゆるスピーカー機能を兼ね備えた振動アクチュエータ201である。

この振動アクチュエータは近年、スピーカー・ブザー・バイブレーションのマルチファンクション機能が一体となった振動発生装置として注目を集め、最新の携帯電話に搭載され始めている。

一方、携帯端末機器内においては、機器側電源部（主に回路基板）から振動発生装置への給電方法と実装構造が種々改良されている。その一例としてリード線を半田付けする配線方法に換わり、板バネによる押圧力を用いた給電端子構造や、最近では半田リフローによる回路基板側への直接半田取付構造が、一部のメーカーで新規に採用されている。

例えば一般的な振動発生装置である振動モータの給電方法と実装構造としては、図１０と図１１に示すような板バネ状の給電端子構造があげられる。

前記板バネ状の給電端子構造は、製造ラインの組立作業上において、前記振動モータを携帯端末機器本体（以下、必要に応じて単に機器本体という）内に、比較的簡単な作業工程で組み込むことができ、またモータ本体を十分に保持しつつ、回路基板側から直接給電することを可能にする。

図１０で示される給電端子104は、分銅106を有する振動モータ101のハウジングケース103一端の端子片の取付部となる端子台105の一面に配置されており、接続部104eでモータ内部のブラシ片と接続して半田付けされ、端子片固定部104aから接点部104dに続く一部を、屈曲部104bで折り曲げた形態の板バネ状のプラスマイナス２個の金属製の端子片で構成される。

この屈曲部104bやその近傍の可動部104cでのバネ弾性によって前記給電端子104の接点部104dを、機器本体側に設けられた電極又は回路基板の給電ランド（以下、単に給電ランドという)に押し当てる方法（例えば、特許文献１参照)がある。

これは図１１に示すように、給電端子104とハウジングケース103との間に、前記ハウジングケース103の外周の一部を覆う弾性押圧体30・30gを介在させ、機器本体側の筐体100B側のボックス形状の枠内に入れ込み、筐体100A側を回路基板50と共に蓋を閉じるように組み合わせることにより、板バネ状の給電端子104と前記弾性押圧体30g部分の弾性押圧体の、板バネ弾性応力とゴム弾性応力との相互作用の和で、給電端子104の接点部104dを回路基板50の給電ランド55に押し当てる方法（例えば、特許文献２又は特許文献３参照)である。

特開平１１−１３６９０１（第４−５頁、第５図、第６図) 特開２０００−７８７９０（第４−５頁、第１図、第５図) 再公表特許ＷＯ９９／２３８０１（第１３−１６頁、第３図、第４図)

しかしながら、前記特許文献１の場合、例えば図１０に示される給電端子104形状と同様に、板バネ状の給電端子104は主に屈曲部104bで弾性変形するため、振動モータ101を単独で機器本体に取り付けた状態では、前記屈曲部104bと接点部104dとの間に距離があり、バイブレーション機能の使用時に端子片自身が揺動してしまう問題が発生する。

また落下衝撃等に、短期間でバネとしての弾性力が低下して、給電機構の接続の信頼性が著しく低下するという問題点があった。特に振動モータにおいては、常に振動が伴う悪条件のもと、上記問題が発生することが多い。

一方、特許文献２及び３の場合には、前記理由による給電端子104のバネ弾性力の低下問題は、特許文献２記載の弾性押圧体30gによって抑制されるとともに補足されるものとしている。しかし基本的には給電端子104単体としては、上述のように弾性力が低下しやすい折り曲げた屈曲部104bから接点部104dまでの距離、つまり長さ寸法が大きな薄板状の板バネを用いていることに変わりなく、抜本的な解決とはなっていない。

これらに共通する一連の給電端子構造の考えは、ともに回路基板平面を接触基準面とする給電ランドと、そこに接する給電端子の接点部とを、前記弾性押圧体を間に介して回路基板面に押しつけるものであり、機器側の筐体の組み込み押圧力によって、前記板バネの弾性力の低下分を、ゴム等による弾性押圧体によって補いながら、同時に端子片自身の電気的接点の押圧力の信頼性を維持させ、問題を解決していた。しかしこれについても幾つかの新たな問題が生じていた。

つまり、この従来の取付構造においては、板バネ端子と弾性押圧体とモータ本体とが厚さ方向に積み重なるように配置されるので、常に間に挟む弾性押圧体の厚み分、機器本体の総厚寸法が厚くなるという問題を抱えていた。

特に最近の携帯端末機器として代表的な携帯電話は、クラムシェル型の二つ折りタイプの機種が主流であり、その使用形態において機器本体の薄型化が常に要望されている。

本発明は上記各問題に対し、振動発生装置側の給電端子と、搭載する携帯端末機器側の回路基板の給電ランドとの接続構造における高い信頼性と、長期間の安定給電（長寿命）を可能にし、振動発生装置の薄型化を図ることを目的とする。さらに、回路基板に対し無理な応力の負荷が生じない振動発生装置の携帯端末機器への実装構造と、確実に携帯端末機器側の筐体に振動を伝える保持構造を両立して可能にすることを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の発明では、
振動発生機構と、振動発生機構の少なくとも一部を収容するハウジングケースと、前記ハウジングケースの端子台から突出して、携帯端末機器に搭載される回路基板の給電ランドに電気接続し、前記振動発生機構に電力を供給する一対の給電端子と、を備える振動発生装置の携帯端末機器への実装構造において、
前記給電端子が、
バネ弾性力を有する導電性の帯板状部材の端子片からなり、
端子片の一方が端子台に固定され、回路基板の給電ランドの面に対して垂直方向に位置する前記端子片の一部分に、端子台の端面の外方に突出する隆起部が設けられ、
他方が、前記回路基板の給電ランドの面に接触する接点部として曲げられた形状からなり、
前記携帯端末機器の筐体枠内に組み込まれる際、前記隆起部が、筐体枠壁により押され、前記隆起部が押しつぶされて弾性変形することにより、前記接点部が垂直方向に伸び、回路基板側へ押し出される構造、
であることを特徴とする振動発生装置の携帯端末機器への実装構造としている。

また請求項２に記載の発明では、
前記振動発生機構が、偏心分銅を有する振動モータであることを特徴とする請求項１に記載の給電端子構造を備えた振動発生装置の携帯端末機器への実装構造としている。

また請求項３に記載の発明では、
前記振動発生機構が、往復運動型の振動子を有する振動アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の給電端子構造を備えた振動発生装置の携帯端末機器への実装構造としている。

本発明によれば、
振動発生機構と、振動発生機構の少なくとも一部を収容するハウジングケースと、前記ハウジングケースの端子台から突出して、携帯端末機器に搭載される回路基板の給電ランドに電気接続し、前記振動発生機構に電力を供給する一対の給電端子と、を備える振動発生装置、例えば振動モーターあるいは振動アクチュエータなどの振動発生装置の携帯端末機器への実装構造において、
前記給電端子が、
バネ弾性力を有する導電性の帯板状部材の端子片からなり、
端子片の一方が端子台に固定され、回路基板の給電ランドの面に対して垂直方向に位置する前記端子片の一部分に、端子台の端面の外方に突出する隆起部が設けられ、
他方が、前記回路基板の給電ランドの面に接触する接点部として曲げられた形状からなり、
前記携帯端末機器の筐体枠内に組み込まれる際、前記隆起部が、筐体枠壁により押され、前記隆起部が押しつぶされて弾性変形することにより、
前記接点部が垂直方向に伸び、回路基板側へ押し出される構造となるので、
給電端子は従来の弾性押圧体を介さずとも、高い信頼性と安定給電を可能にし、かつ振動発生装置の携帯端末機器への実装構造において、薄型化と省スペース化が可能となる。

また振動発生装置の携帯端末機器への実装構造において、回路基板側に対し無理な応力の負荷が生じることなく、ハウジングケース本体を保持するホルダー部品のみで、確実に携帯機器側の筐体に振動を伝える保持構造を両立して可能にすることができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施形態の構成を図1〜図７を参照しながら説明する。この第１の実施形態では、振動発生用装置の一形態として、回転軸に偏心分銅を備えた円筒型振動モータを例にとって説明する。

振動発生装置としての振動モータ1は、図１及び図２に示すように、回転軸7の一端に偏心分銅6が固定され、その回転軸7を駆動するロータ部駆動機構が、ホルダー2で保持された円筒型のハウジングケース（図ではホルダー2に被われてハウジングケースの形状が示されていない）内部で、軸受により軸支されている構造である。このロータ部駆動機構により、偏心分銅6が振り回されることで振動力が発生する。

前記モータ本体としての駆動機構は、大きく分けて、固定子側のハウジングケース、軸受、マグネットと、回転子側の回転軸、巻線コイル、及び回転駆動に必要な整流機構部と、さらにモータ本体外部から電力を給電するのための給電端子を配置する部品構成である。

給電端子4は、図１及び図２に示すように、前記ハウジングケースの一端側に設けられ、樹脂材料またはその他の絶縁材料によって形成された端子台5に取り付けられる。その給電端子4単体の端子片形状は、例えば図３(a),(b),(c)に示す斜視図及び側面図のように、帯板状部材の端子片を一部湾曲させて、一端を略９０度に曲げて形成したものであり、当然ながらバネ弾性力を有する導電性の金属材料からなる。

また給電端子4の端子片は、後述する回路基板の給電ランド面に対して垂直方向に位置する帯板状部材の長さ方向の一部分に、ハウジングケース一端側の端子台5の外方に突出する隆起部4cが設けられ、かつその隆起部4cの一端に続く、回路基板の給電ランド面に接触する先端側の接点部4dが、前記給電ランド面に対し、曲げられた形状となっている。

前記給電端子4の端子片は、図１(b)に示すように、前記端子台5に設けられた溝部5cに嵌め込まれ、さらに図２に示すように、端子台5の端面5a、5bから隆起部4cが突出する形で配置される。また給電端子4の端子片は、回路基板の給電ランド面に接触する先端側の接点部4d側が稼動し、他端側が電気的にモータの駆動機構に接続され、かつ端子台5に固定されている。

つまり給電端子4は、図４、図５、図７に示すように、携帯端末機器の筐体枠100C内に組み込まれる際、前記給電端子4の端子片の隆起部4cが、筐体枠100Cの外壁からの外力P及びより強い外力Q(Q')により押され、前記隆起部4cが、押しつぶされて長さ方向（図５に示す破線形状から実線形状）に弾性変形することにより、給電端子4の先端側が垂直R方向に伸び、前記接点部4dが回路基板50側へ押し出される構造である。

この時、給電端子4の端子片形状は、図６に示すように、前記図３で示した弾性変形前の形状に対して、突出する隆起部4cが伸ばされて、ほぼ平坦に弾性変形した形状となる。これに伴い、給電端子4の全長は、前記図３で示した弾性変形前の形状の時より伸びる。

この伸縮可能な端子構造により、携帯端末機器の枠内に搭載される際、前記給電端子4の端子片の先端側が回路基板50に向けて垂直R方向に伸びることで、ホルダー2の回路基板50側の一面Sから突出する給電端子4の接点部4dが、回路基板50の給電ランド55に対し、屈曲部4bと接点部4dとの間の短い距離で一定の弾性力（端子加圧力）をもって確実に電気接続し、前記モータのハウジングケース部内の駆動機構に、電力を安定供給することができる。

さらに、前記給電端子4の端子片と回路基板との間に弾性押圧体を介さないので、回路基板に対し無理な応力の負荷が生じない振動発生装置の取付構造と、ハウジングケース本体を保持するホルダー側で、確実に携帯機器側の筐体に振動を伝える保持構造を両立して可能にすることができる。

また、携帯端末機器の薄型化に対する課題も同時に解決することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図８及び図９を参照しながら説明する。この第２の実施形態では、振動発生用デバイスの別形態として、マグネット16、ヨーク17、ポールピース18を組み合わせた錘部となる磁気回路部Wを、対向するダイヤフラム19側のコイル20の電磁力により共振させ、サスペンション21で支持した状態で振動子を往復運動させて振動力を得る、いわゆるスピーカー機能を兼ね備えた振動アクチュエータ11を例にとって説明する。なお、前記第１の実施形態と同一箇所の部品の説明は、一部省略もしくは簡略化して説明することとする。

振動アクチュエータ11における端子台15は、図８(b)に示すように、ホルダー12により保持されたハウジングケース13の円形形状に対し、一部が突出している。その端子台15に取付られている給電端子14の端子片形状は、前記実施形態１に示したものとほぼ同一である。給電端子14の端子片形状が異なる箇所は、前記図３における固定部4a側に、直角方向に折り曲げて延長された部分として、図８(c)に示すような接続部14e部分が加えられている点である。

給電端子14は、図８及び図９に示すように、回路基板50の給電ランド面55に対して垂直方向に位置する帯板状部材の長さ方向の一部分に、端子台15の端面15a、15bの外方に突出する隆起部14cが設けられ、かつその一端に続く、回路基板50の給電ランド面55に接触する先端側の接点部14dが、前記給電ランド面55に対し、曲げられた形状となっている。

また給電端子14は、端子台15に設けられた溝部に嵌め込まれ、端子台15の端面15a、15bから隆起部14cが突出する形で配置される。また給電端子14は、回路基板50の給電ランド面55に接触する先端側の接点部14d側が稼動し、他端側が端子台15に固定されている。

つまり給電端子14は、図９に示すように、携帯端末機器の筐体枠100C内に組み込まれる際、前記給電端子14の端子片の隆起部14cが、筐体枠100Cの外壁からの外力により押され、前記隆起部14cが、押しつぶされて給電端子14の端子片の長さ方向に弾性変形することにより、接点部14dの先端側が長さ方向に伸び、前記接点部14dが回路基板50側へ押し出される端子構造となる。

この時、給電端子14の端子片形状は、前記突出する隆起部4cが伸ばされて、ほぼ平坦に弾性変形した形状となり、これに伴い、給電端子14の全長は弾性変形前の形状の時より長さ方向に伸びる。

この伸縮可能な給電端子14により、携帯端末機器の枠内に搭載される際、前記給電端子4の端子片の先端側が回路基板50に向けて垂直方向に伸びることで、ホルダー12の回路基板50側の一面Sから突出する給電端子14の接点部14dが、回路基板50の給電ランド55に対し、屈曲部14bと接点部14dとの間の短い距離で一定の弾性力（端子加圧力）をもって確実に電気接続し、前記モータのハウジングケース部内の駆動機構に、電力を安定供給することができる。

主として携帯端末機器（携帯電話、ＰＨＳ、小型無線通信機器、その他携帯型の各種情報通信端末などの電子機器を含む）に搭載される電子電機部品の給電機構に応用でき、携帯端末機器内部における回路基板側電源部と前記振動発生用電動機本体との電気接続箇所に適用できる。

本発明の第１の実施形態に係る振動モータの外観斜視図(a)、及び部分拡大図(b)。 本発明の第１の実施形態に係る振動モータの正面外観図(a)、及び部分拡大図(b)。 本発明の給電端子構造に用いる端子片の外観斜視図(a),(c)、及び正面外観図(b)。 本発明の第１の実施形態に係る給電端子構造における端子片の動きを説明する振動モータの外観斜視図(a)、及び部分拡大図(b)。 本発明の第１の実施形態に係る給電端子構造における端子片の動きを説明する振動モータの正面外観図(a)、及び部分拡大図(b)。 本発明の給電端子構造における端子片の変形後の形状を説明する外観斜視図(a),(c)、及び正面外観図(b)。 本発明の第１の実施形態に係る振動モータと回路基板と機器筐体との相対的な位置関係を示す概略図。 本発明の第２の実施形態に係る振動アクチュエータの正面外観図(a)、及び上面図(b)、及び内部構造を示す断面図(c)。 本発明の第２の実施形態に係る振動アクチュエータと回路基板と機器筐体との相対的な位置関係を示す概略図。 従来の振動モータにおける板バネ端子構造を示す上面図(a)、及び正面図(b)、及び右側面図(c)。 従来の板バネ端子構造の振動モータを機器内部に取り付けた時の振動モータと回路基板と機器筐体との相対的な位置関係を示す概略図。 従来のリード線取付部を有する端子構造をもつ振動アクチュエータの正面図(a)、及び上面図(b)、及び内部構造を示す断面図(c)。

符号の説明

1、101 振動モータ
2、12 ホルダー
3、13、103 ハウジングケース
4、14、104 給電端子（端子片）
4a、104a 固定部
4b、104b 屈曲部
4c、14c 隆起部
4d、14d、104d 接点部
14e、104e 接続部
104c 可動部
5、15、105 端子台
5a、5b、15a、15b 端面
5c 溝部
6、106 偏心分銅
7 回転軸
11、201 振動アクチュエータ
16、206 マグネット
17、207 ヨーク
18、208 ポールピース
19、209 ダイヤフラム
20、210 コイル
21、211 サスペンション
30、30g 弾性押圧体
50 回路基板
55 給電ランド
100A、100B 筐体
100C 筐体枠
100d 放音孔
W 磁気回路部

Claims (3)

1. 振動発生機構と、振動発生機構の少なくとも一部を収容するハウジングケースと、前記ハウジングケースの端子台から突出して、携帯端末機器に搭載される回路基板の給電ランドに電気接続し、前記振動発生機構に電力を供給する一対の給電端子と、を備える振動発生装置の携帯端末機器への実装構造において、
   前記給電端子が、
   バネ弾性力を有する導電性の帯板状部材の端子片からなり、
   端子片の一方が端子台に固定され、回路基板の給電ランドの面に対して垂直方向に位置する前記端子片の一部分に、端子台の端面の外方に突出する隆起部が設けられ、
   他方が、前記回路基板の給電ランドの面に接触する接点部として曲げられた形状からなり、
   前記携帯端末機器の筐体枠内に組み込まれる際、前記隆起部が、筐体枠壁により押され、前記隆起部が押しつぶされて弾性変形することにより、前記接点部が垂直方向に伸び、回路基板側へ押し出される構造、
   であることを特徴とする振動発生装置の携帯端末機器への実装構造。
2. 前記振動発生機構が、偏心分銅を有する振動モータであることを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置の携帯端末機器への実装構造。
3. 前記振動発生機構が、往復運動型の振動子を有する振動アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置の携帯端末機器への実装構造。

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