| 【発明の名称】 |
磁気遮蔽装置およびこれを備えた携帯情報機器 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐藤 則喜
【氏名】加藤 一郎
【氏名】曽布川 敦
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| 【要約】 |
【課題】第１または第２の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐための磁気遮蔽手段を設けるようにして、如何なる位置に磁石を有する電子部品を設けてもこの磁石の劣化を招かないようにして設計制約を排除し、機器の小型、薄型化を図ることができる磁気遮蔽装置を提供する。
【解決手段】プリント基板９と、このプリント基板９を挟むように設けられ、第１の磁石を有する第１の電子部品例えばアイソレータ48と第２の磁石を有する第２の電子部品例えば受話器の円盤状磁石21とを備え、前記第１と第２の電子部品との間に磁気遮蔽手段例えば受話器ホルダー29及び又は薄板状磁石30を配設ようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリント基板と、このプリント基板を挟むように設けられ、第１と第２の磁石を有する第１と第２の電子部品とを備え、前記第１と第２の電子部品との間に磁気遮蔽手段を配設したことを特徴とする磁気遮蔽装置。
【請求項２】 プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装され、第１の磁石を有した第１の電子部品と、前記プリント基板の他方の面側に設けられ、第２の磁石を有した第２の電子部品とを備え、前記プリント基板と前記第２電子部品との間に磁気遮蔽手段を配設したことを特徴とする磁気遮蔽装置。
【請求項３】 プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装され、磁石を有した第１の電子部品と、前記プリント基板の他方の面側に設けられ、磁石を有した第２の電子部品と、前記第２の電子部品を保持し磁性体で形成された保持部材とを備え、前記プリント基板と前記第２電子部品との間に前記保持部材を配設したことを特徴とする磁気遮蔽装置。
【請求項４】 プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装され、第１の磁石を有した第１の電子部品と、前記プリント基板の他方の面側に設けられ、第２の磁石を有した第２の電子部品と、前記第２の電子部品を保持し磁性体で形成された保持部材と、前記プリント基板と前記保持部材との間に磁気遮蔽手段を配設したことを特徴とする磁気遮蔽装置。
【請求項５】 前記磁気遮蔽手段は、前記第１または第２いずれか一方の磁石に同極を向けて配設した第３の磁石である請求項１、請求項２、請求項４のいずれかに記載の磁気遮蔽装置。
【請求項６】 前記第３の磁石は粘着材によって固定されている請求項５記載の磁気遮蔽装置。
【請求項７】 請求項１乃至請求項６記載の磁気遮蔽装置を備えていることを特徴とする携帯情報機器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機やポケットベルなどの携帯情報機器に関し、さらに詳しくは磁石を備えた電子部品の磁気を遮蔽する方法を備えた磁気遮蔽装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁石を備えた電子部品が搭載された携帯情報機器として、例えば図４に示されるような携帯電話機がある。プリント基板43の表面側に音声を出力する受話器44が設けられ、裏面側にはシールドケース45の内側に無線回路部46が形成されるようにした構成は例えば特開平10−126070号公報にて開示されている。
【０００３】図７は、上記に示した受話器44、無線回路46、プリント基板43およびシールドケース45のそれぞれの位置関係を示した一部拡大した分解斜視図である。
【０００４】図６は、無線回路46の一般的な回路構成を示すものである。図６に示されるように無線回路46は、共用器47、アイソレータ48、送信部49、変調部50、送話部51、受信部52、復調部53、受話部(図番なし)、制御部(図番なし)を備え、これに関連して送話器54、アンテナ55、受話器44が設けられている。
【０００５】次に動作について説明する。送話器54に加えられた音声は電気信号に変換され、送話部51で増幅された後、変調部50で送信波に重畳され、アイソレータ48、共用器47を通過し、アンテナ55から放射される。
【０００６】また、アンテナ55で受信された受信波は、共用器47を通過後、受信部52で増幅され、復調部53で受信波を復調して受話部(図番なし)で増幅してから受話器44で音声に変換される。
【０００７】図５は、受話器44近傍の部分拡大図である。図５において受話器44は、振動板19、振動板19に固着されたコイル20、コイル20の内側に配設された円盤状磁石21、円盤状磁石21を保持するヨーク22、磁石を保持するヨーク22とともにフレーム23と蓋24、外部に突出した一対のリード線57とから構成され、上ケース１に対し、受話器クッション26が所定量圧縮されて組付けられる。
【０００８】円盤状磁石21はヨーク22と対向する面にＳ極が、この反対面にＮ極が着磁されており、また、アイソレータ48と受話器44とは平面的に重畳しないようになっている。
【０００９】ここにおいて受話器44の円盤状磁石21はフレミングの左手の法則を利用して振動板19を起振させ、また、アイソレータ48の磁石もファラデー効果を利用した単向管作用をさせるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、受話器44とアイソレータ48はともに磁石を有しており、外部から磁界の影響を受けると各々性能の劣化を招くため、プリント基板43を挟んで配置した場合、重畳しないように所定量離隔させなければならなかった。または、表面実装しない受話器44をプリント基板43より離れる方向に設け、両者の磁界中に夫々配置されないようにしなければならなかった。
【００１１】そのため、機器の厚みを厚くさせたり、或いはアイソレータ48の実装位置に制約を受け、このアイソレータ48を覆うシールドケース45の大型化を招くなど、機器の小型化を妨げていた。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１または第２の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐための磁気遮蔽手段を設けるようにして、如何なる位置に磁石を有する電子部品を設けてもこの磁石の劣化を招かないようにして設計制約を排除し、機器の小型、薄型化を図ることができる磁気遮蔽装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明における請求項１記載の発明は、プリント基板と、このプリント基板を挟むように設けられ、第１と第２の磁石を有する第１と第２の電子部品とを備え、前記第１と第２の電子部品との間に磁気遮蔽手段を配設したものである。
【００１４】従って、請求項１記載の発明によれば、第１または第２の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるという作用を有する。
【００１５】また、請求項２記載の発明は、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装された第１の磁石を有した第１の電子部品(アイソレータ)と、プリント基板の他方の面側に設けられ、第２の磁石を有した第２の電子部品(受話器)とを備え、前記プリント基板と前記第２の電子部品(受話器)との間に磁気遮蔽手段を配設したものである。
【００１６】従って、請求項２記載の発明によれば、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるという作用を有する。
【００１７】また、請求項３記載の発明は、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装され、磁石を有した第１の電子部品(アイソレータ)と、前記プリント基板の他方の面側に設けられ、磁石を有した第２の電子部品(受話器)と、前記第２の電子部品(受話器)を保持し磁性体で形成された保持部材とを備え、前記プリント基板と前記第２の電子部品(受話器)をとの間に前記保持部材を配設したものである。
【００１８】従って、請求項３記載の発明によれば、特別な磁気遮蔽部材を設けなくとも受話器を保持する保持部材を磁性体で形成するだけで、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるという作用を有する。
【００１９】また、請求項４記載の発明は、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装された第１の磁石を有した第１の電子部品(アイソレータ)と、前記プリント基板の他方の面側に設けられた第２の磁石を有した第２の電子部品(受話器)と、この第２の電子部品(受話器)を保持する磁性体で形成された保持部材と、前記プリント基板と前記保持部材との間に磁気遮蔽手段を配設したものである。
【００２０】従って、請求項４記載の発明によれば、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力が大きくてもこの磁気遮蔽手段によってプリント基板の通過を防ぐことができるという作用を有する。
【００２１】また、請求項５記載の発明は、磁気遮蔽手段は、前記第１または第２いずれか一方の磁石に同極を向けて配設した磁石によって構成されるものである。
【００２２】従って、請求項５記載の発明によれば、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力が大きくてもこの磁石によってプリント基板の通過を完全に防ぐことができるという作用を有する。
【００２３】また、請求項６記載の発明は、磁気遮蔽手段として設けた磁石は両面粘着材によって固定させたものである。
【００２４】従って、請求項６記載の発明によれば、同極が対向することによる反発力の作用によって磁石が移動するのを粘着材の粘着力によって防止できるという作用を有する。
【００２５】また、本発明における請求項７記載の発明は、請求項１乃至６記載の磁気遮蔽装置を備えていることを特徴とする携帯情報機器としたものである。
【００２６】従って、請求項７記載の発明によれば、限られた容量が充電された電池が装着されるが、アイソレータの性能劣化を防止することで消費電流が増えるのを防止するという作用を有する。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明における実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態を示す全体構成図である。なお、ここでは本発明の実施の磁気遮蔽装置を備えた携帯電話機（以下、機器という）の断面図として例示してある。
【００２８】図１において、上ケース１と下ケース２とより形成された筐体内には、送受信用アンテナ３、受信用アンテナ４、音声を出力する受話器５、文字や記号等を表示する液晶表示部６、文字、記号が印刷されたキーシート７、送話器８、本体プリント基板９などが収容されており、筐体の外部には電源を供給する電池10が装着されている。
【００２９】上ケース１には、受話器５より発生した音声を筐体外に導く音孔11、キーシート７の突起12が挿入されこの突起12と同数のキー穴13、液晶表示部６の大きさと同等な開口14などが設けられ、この開口14には透明窓15によって蓋がなされており、使用者が液晶表示部６に表示される文字、記号等が認識、判読できるようになっている。
【００３０】本体プリント基板９の裏面には電圧で発信周波数を制御する発振器（以下、ＶＣＯという）や周波数を安定制御する温度補償水晶発信器（以下、VC-TCXOという）や複数の抵抗、コンデンサなどが実装され、ローノイズアンプやファーストミキサなどからなる受信回路部16が形成され、また、変調器、パワーアンプ（以下、PAという）やアイソレータ、複数の抵抗、コンデンサなどが表面実装されて送信回路部17が形成されている。これら受信回路部16や送信回路部17は外部からの電磁波の侵入を防止する樹脂製のシールドケース18が装着されて覆われる。
【００３１】シールドケース18はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンなどの樹脂材料で成形され、表面には無電解銅めっきが施されることにより電磁波の通過が阻止され、さらにその表面には無電解ニッケルめっきが施されて無電解銅めっきの防錆処理がなされている。
【００３２】次に、受話器５について説明する。図２は受話器近傍の部分拡大図である。図２において、受話器５は、振動板19、振動板19に固着されたコイル20、コイル20の内側に配設された円盤状磁石21、円盤状磁石21を保持するヨーク22、磁石を保持するヨーク22とともにフレーム23と蓋24、外部に突出した一対の給電端子25とから構成され、上ケース１には、受話器クッション26が所定量圧縮されて組付けられるようにするために、上ケース１に形成された係止部27と嵌合する引掛け爪28が形成された受話器ホルダー29によって保持されている。
【００３３】円盤状磁石21はヨーク22と対向する面にＳ極が、この反対面にＮ極が着磁されている。この受話器ホルダー29は磁性を有するばね鋼鋼材（SUP）や磁性を有するステンレス鋼板（例えばSUS 430など）、珪素鋼板などの板金をプレス加工によって形成され、引掛け爪28は絞り加工にて形成されている。この受話器ホルダー29には、鉄と樹脂が含まれた薄板状磁石30が粘着材によって粘着され、非粘着面はプリント基板９と当接するようになっている。この薄板状磁石30は両面着磁パターンであり、粘着面はＳ極、非粘着面はＮ極となっており、薄板状磁石30と円盤状磁石21の同極が互いに向き合うように配設されている。
【００３４】なお、一般に磁石の材料として希土類コバルト焼結磁石があるが、焼結品は機械的に脆弱である。この種の携帯機器は使用者が誤って落下する場合が多々有り、その時の衝撃力が内部部品に作用することにより損壊を招き、磁石としての機能維持ができなくなる。
【００３５】そこで、本実施形態では、Fe-B-R系急冷微細片（RはNdおよび／またはPr）とエポキシ樹脂などの樹脂材料を結合剤にし、薄板状に圧縮形成された樹脂磁石を用いている。また希土類コバルト焼結磁石に比べ樹脂が含まれているので、比較的軽く、携帯用としての機器に用いる場合、重くする要因とはならないものを選択した。
【００３６】次に、受話器５の動作について説明する。コイル20に電気信号が加わると、円盤状磁石21とこの円盤状磁石21によって形成された磁界中に設けられたコイル20とはフレミングの左手の法則に従い、固定された円盤状磁石21は不動であり、コイル20には電気信号に応じた力が発生し、この力がコイル20と一体に設けられた振動板19を振動させ、この振動が疎密波を形成することにより、音声が生じるようになっている。
【００３７】図３に本発明の実施の形態における携帯電話機の回路構成図を示す。図３において、アンテナ31、共用器32、アイソレータ33、送信部34、変調部35、送話部36、送話器37、制御部38、受信部39、復調部40、受話部41、受話器42を備えている。
【００３８】次に動作について説明する。送話器37に加えられた音声は電気信号に変換され、送話部36で適当な出力に増幅される。次に、変調部35で送話部36からの電気信号を送信波に重畳し、送信部34で十分な出力に増幅された後、アイソレータ33、共用器32を通過し、アンテナ31から送信波が放射される。
【００３９】また、アンテナ31で受信された受信波は共用器32を通過後、受信部39で十分に増幅される。次に、復調部40で受信波を復調し、受話部41で適当に増幅され、受話器42で音声に変換される。
【００４０】次に、アイソレータ33について詳述する。アイソレータ33は受信回路部16の中に設けられ、プリント基板９の裏面に表面実装されている。このアイソレータ33は反対面に設けられた受話器５と重畳する位置に配設されており、上方はシールドケース18に覆われている。
【００４１】アイソレータ33の特徴は、ファラデー効果を利用した単向管である。入射波を磁力により偏波面を回転させ、出力波を取出す機能を有し、かつ入力側、出力側の偏波面を適当に設定することによる単向性を実現するものである。アイソレータ33はこの特徴を利用し、出力側のインピーダンスの変動を入力側に伝達しないため、アンテナ送信時の負荷変動安定性を確保するために設けられるが、外部の磁界を受けた場合、加える磁力が変化し、入力波の波長により偏波面の回転量が変化し、所望の作用が得られなくなる。
【００４２】従って、受話器５とアイソレータ33がプリント基板９を挟んで近傍に配置されると、いずれか一方の劣化を招く。
【００４３】なお、プリント基板９のパターンを形成する銅箔は非磁性体であるため、電磁波の遮蔽に有効ではあるが、磁気遮蔽には効果がない。
【００４４】そこで、プリント基板９と受話器５の間に磁性体である受話器ホルダー29や薄板状磁石30を設けて、受話器５に収容された円盤状磁石21の磁力がプリント基板９を通過させないようにしてある。
【００４５】ここで、発明者の実験結果について説明する。以下に示す表１は本発明の実施の形態における携帯電話機の消費電流と受話器５からの漏洩磁束との相関の実験結果である。
【００４６】
【表１】
【００４７】上記表について説明する。
【００４８】状態１は受話器５が具備されないときの携帯電話機の状態とする。前記状態１の消費電流を基準とし、次に記す各状態の消費電流を状態１からの変動分で記している。
【００４９】状態２は受話器５と重畳する位置にアイソレータ33が実装されている状態である。前記状態２では受話器５からの漏洩磁束は70ガウスであった。
【００５０】状態３は受話器５と重畳する位置にアイソレータ33が実装され、かつ磁性体である受話器ホルダー29を設けた状態である。前記状態３では受話器５からの漏洩磁束は30ガウスであった。
【００５１】状態４は受話器５と重畳する位置にアイソレータ33が実装され、かつ磁性体である受話器ホルダー29とともに薄板状磁石30を設けた状態である。前記状態３では受話器５からの漏洩磁束は−10ガウスであった。
【００５２】すなわち磁性体である受話器ホルダー29は受話器５からの漏洩磁束を40ガウス減少させる作用を持つ。また、薄板状磁石30は受話器５からの漏洩磁束を40ガウス減少させる作用を持つ。
【００５３】従って、実験結果より重畳しているときはプリント基板９と受話器５の間に磁性体とともに薄板状磁石30を設けるとよく、漏洩磁束が40ガウス以下であればこの薄板状磁石30を設けなくとも磁性体である受話器ホルダー29を設ければアイソレータ33の劣化を防止できることが理解される。
【００５４】すなわち、受話器５の円盤状磁石21からの漏洩磁束がアイソレータ33の劣化を招来するため、プリント基板９と受話器５の間に磁性体を介在させたり、或いは薄板状磁石30を設け、受話器５の円盤状磁石21と同極が対向するように設ければ良い。
【００５５】なお、この場合、薄板状磁石30の異極がアイソレータ32と対向するようになるが、薄板状磁石30の磁力を適当な値に定めることによって、受話器５の円盤状磁石21からの漏洩磁束と相殺される。このため、アイソレータ33に加えられる薄板状磁石30の異極からの漏洩磁束の影響は排除できる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、第１に、プリント基板と、このプリント基板を挟むように設けられ、第１と第２の磁石を有する第１と第２の電子部品とを備え、前記第１と第２の電子部品との間に磁気遮蔽手段を配設したものであり、第１または第２の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるので、磁石の作用を利用した電子部品の機能の低下を防止でき、またこの効果により第１と第２の電子部品の配置位置が設計的に制約を受けることなく任意に決定できる。従って、装置の小型化を図る上でデザインへの影響も排除できる。
【００５７】第２に、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装されたアイソレータと、プリント基板の他方の面側に設けられ、第２の磁石を有した受話器とを備え、前記プリント基板と前記受話器との間に磁気遮蔽手段を配設したものであり、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるので、磁石の作用を利用したアイソレータまたは受話器の機能の低下を防止でき、またこの効果によりこれらアイソレータや受話器の配置位置が設計的に制約を受けることなく任意に決定できる。従って、装置の小型化を図る上でデザインへの影響も排除できる。
【００５８】第３に、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装されるアイソレータと、前記プリント基板の他方の面側に設けられ、磁石を有した受話器と、前記受話器を保持し磁性体で形成された保持部材とを備え、前記プリント基板と前記受話器をとの間に前記保持部材を配設したものであり、特別な磁気遮蔽部材を設けなくともアイソレータまたは受話器の磁石の磁力がプリント基板の通過を防ぐことができるので、磁石の作用を利用したアイソレータまたは受話器の機能の低下を防止でき、またこの効果によりこれらアイソレータや受話器の配置位置が設計的に制約を受けることなく任意に決定できる。従って、装置の小型化を図る上でデザインへの影響も排除できる。
【００５９】第４に、プリント基板と、このプリント基板の一方の面に実装されたアイソレータと、前記プリント基板の他方の面側に設けられた受話器と、この受話器を保持する磁性体で形成された保持部材と、前記プリント基板と前記保持部材との間に磁気遮蔽手段を配設したものであり、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力が大きくてもこの磁気遮蔽手段によってプリント基板の通過を防ぐことができるので、磁石の作用を利用したアイソレータまたは受話器の機能の低下を防止でき、またこの効果によりこれらアイソレータや受話器の配置位置が設計的に制約を受けることなく任意に決定できる。従って、装置の小型化を図る上でデザインへの影響も排除できる。
【００６０】第５に、磁気遮蔽手段は、受話器の磁石に同極を向けて配設した磁石であり、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力が大きくてもこの磁石によってプリント基板の通過を完全に防ぐことができるので、磁石の作用を利用したアイソレータまたは受話器の機能の低下を防止でき、またこの効果によりこれらアイソレータや受話器の配置位置が設計的に制約を受けることなく任意に決定できる。従って、装置の小型化を図る上でデザインへの影響も排除できる。
【００６１】第６に、磁気遮蔽手段として設けた磁石は両面粘着材によって固定されているので、同極が対向することによる反発力の作用によって磁石が移動するのを防止でき、常に同じ位置に配設されるので、アイソレータまたは受話器の磁石の磁力が大きくてもこの磁石によってプリント基板の通過を完全に防ぐことができ、磁石の作用を利用したアイソレータまたは受話器の機能の低下を防止できる。
【００６２】第７に、これら磁気遮蔽手段を備えた携帯情報機器では、限られた容量が充電された電池が装着されるが、アイソレータの性能劣化を防止することで消費電流が増えるのを防止するため、通話時間や待ち受け時間を短くさせることはない。
【００６３】すなわち、機器に電源を供給する電池の容量は有限なので、電池を充電してから空になるまでの時間すなわち使用時間や待ち受け時間をを短くしなくて済むといった効果を有する。
【００６４】さらに、この種の機器は小型軽量化とともに薄型化が望まれており、部品配置の制約があればその妨げとなる。しかし、本発明の実施の形態ではその制約を排除することができるといった効果を有するので、この種の機器に好適である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２４日（１９９９．３．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９２５４
【弁理士】
【氏名又は名称】役 昌明 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７７９７０（Ｐ２０００−２７７９７０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月６日（２０００．１０．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８０３４８ |
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