(57)【要約】【課題】筐体に内蔵された部品の冷却と、筐体に組み込まれたスピーカの能力向上。【解決手段】スピーカと、前記スピーカが組み込まれる筐体と、前記筐体の内部で発生した熱を前記筐体の外部に放出するための一又は複数の通気孔と、を備え、少なくとも一つの前記通気孔は、前記スピーカから前記筐体の内部に送出される音波をヘルムホルツ共鳴させる共鳴器の音孔を構成する。【選択図】図２
2014120853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカと、
前記スピーカが組み込まれる筐体と、
前記筐体の内部で発生した熱を前記筐体の外部に放出するための一又は複数の通気孔と、
を備え、
少なくとも一つの前記通気孔は、前記スピーカから前記筐体の内部に送出される音波をヘルムホルツ共鳴させる共鳴器の音孔を構成する、
ことを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記音孔となる前記通気孔は、ヘルムホルツ共鳴を発生させる孔径および孔長さを有することを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項３】
前記音孔となる一又は複数の前記通気孔と、
前記音孔とならない一又は複数の前記通気孔と、
を備える、ことを特徴とする請求項２記載の端末装置。
【請求項４】
一対の前記通気孔を備え、
前記一対の前記通気孔のうち、一方の前記通気孔が外気の取入口となり、他方の前記通気孔が放熱口となり、
前記一対の前記通気孔は、前記筐体の内部に対流が発生するよう、前記筐体の離間した位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項５】
前記一対の通気孔は、前記筐体の上下縁部に設けられることを特徴とする請求項４記載の端末装置。
【請求項６】
前記放熱口となる他方の前記通気孔が、前記音孔となることを特徴とする請求項４記載の端末装置。
【請求項７】
前記通気孔内に、通気性を有する防水膜が設けられることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項８】
前記端末装置は、携帯端末であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末装置、特に、スピーカを搭載する携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンをはじめとする携帯端末の高機能化は日進月歩のスピードで進んでおり、特に、ＬＴＥ（Long Term Evolution、ロング・ターム・エボリューション）やＷｉｍａｘ（Worldwide Interoperability for Microwave Access、ワイマックス）といった大容量・高速の通信方式への移行とともに、これらの高速通信回線を使って、インターネットのＷＥＢ閲覧や動画視聴などが携帯端末でも利用できるようになっている。
【０００３】
また、特許文献１〜３には、ヘルムホルツ共鳴を利用するスピーカが組み込まれた携帯端末が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４８１７６号公報
【特許文献２】特開２００４−１２９１９２号公報
【特許文献３】特開平６−２２３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
【０００６】
上述したような、携帯端末の高機能化に伴い、通信ピーク時ないし演算処理ピーク時、ベースバンドプロセッサ（通信制御を司る信号処理ＩＣ）、ＲＦ送信パワーアンプ、又はＣＰＵ（中央演算処理ＩＣ）といった各種デバイスからは、高レベルの熱が発生するおそれがある。
【０００７】
特許文献１〜３に開示された携帯端末においては、上記デバイスの冷却に関する問題が考慮されていない。
【０００８】
また、携帯端末のさらなる高密度実装化により、大型のスピーカを実装することが困難になっている。このため、高機能化によって、携帯端末向けデジタルＴＶ放送やＷＥＢ動画といったマルチメディアコンテンツが楽しめるようになったものの、その音声と音楽再生レベルは貧弱である。特に、低音域の再生レベルが極端に小さくなり、音楽であればベースのような低音楽器、映画であれば役者のセリフがうまく聞き取れないといった問題がある。
【０００９】
かくして、携帯端末等の端末装置においては、筐体に内蔵された部品の冷却と、筐体に組み込まれたスピーカの能力向上が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の視点の端末装置は、筐体の内部で発生した熱を前記筐体の外部に放出するための一又は複数の通気孔を備え、少なくとも一つの前記通気孔は、スピーカから前記筐体の内部に送出される音波をヘルムホルツ共鳴させる共鳴器の音孔を構成する。
【発明の効果】
【００１１】
第１の視点によれば、筐体に内蔵された部品の冷却と、筐体に組み込まれたスピーカの能力向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、実施形態１に係る携帯端末の外観図である。
【図２】図１に示した携帯端末の断面図である。
【図３】ヘルムホルツ共鳴器の条件を説明する図である。
【図４】図１に示した携帯端末の音響特性図である。
【図５】図１に示した携帯端末におけるスピーカ機能を説明するための図である。
【図６】図１に示した携帯端末における冷却機能およびスピーカ機能を説明するための図である。
【図７】実施形態２に係る携帯端末の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態の概要について、図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１４】
図１および図２を参照すると、端末装置、例えば、携帯端末１は、スピーカ１８と、スピーカ１８が組み込まれる筐体１０と、筐体１０の内部で発生した熱を筐体１０の外部に放出するための通気孔（冷却孔）１６，１７と、を備えている。通気孔１７は、スピーカ１８から筐体１０の内部に送出される音波をヘルムホルツ共鳴させる共鳴器の音孔１７を構成する。すなわち、放熱用の通気孔１７が音孔１７となる。
【００１５】
好ましくは、一方の通気孔１６が、外気の取入口となり、他方の通気孔（音孔）１７が放熱口となって、対流効果によって、筐体１０に内蔵された熱源の放熱を促進する。
【００１６】
一対の通気孔１６，１７を設けることによって、筐体１０の内部には対流が発生しやすくなり、この対流が筐体１０に内蔵された各種デバイスを効率的に冷却する。この結果、携帯端末１において、冷却を考慮して、無理にクロックダウンを行ったり、処理速度を落としたり、といったパフォーマンスを犠牲にするような処理を実行することが可及的に防止される。
【００１７】
また、通気孔１６，１７の少なくとも一つ、好ましくは、放熱用の通気孔１７が、音孔１７を兼ねることによって、筐体１０の肥大化が抑制されると共に、低音再生能力が強化される。したがって、携帯端末１は、ＷＥＢ動画やデジタルＴＶコンテンツの音楽・音声を広い帯域で再生することが可能になり、ユーザは携帯端末の高機能化を享受することができる。
【００１８】
このように、冷却機能と音声再生機能が兼用された構造を有するスマートフォン等の携帯端末によれば、簡素な構造によって、電子回路が発する熱を放熱することができると共に、ヘルムホルツ共鳴によって低音再生レベルが向上される。したがって、高密度実装化と厳しいデザイン条件によって、より大型のスピーカを筐体に実装することが困難な場合であっても、ある程度余裕を持った低音再生が可能となり、ＷＥＢ動画やデジタルＴＶコンテンツの音楽・音声を広い帯域で再生することが可能となる。この結果、マルチメディアコンテンツを充分に楽しめ、携帯端末の高機能化を十分に享受できる携帯端末を設計することができる。
【００１９】
好ましくは、音孔となる通気孔は、ヘルムホルツ共鳴が発生するよう、孔径および孔長さが調整される。
【００２０】
好ましくは、端末装置は、音孔となる一又は複数の通気孔と、音孔とならない一又は複数の通気孔と、を備える。
【００２１】
好ましくは、端末装置は、一対の通気孔を備え、一対の通気孔のうち、一方の通気孔が外気の取入口となり、他方の通気孔が放熱口となり、一対の前記通気孔は、筐体の内部に対流が発生するよう、前記筐体の離間した位置に配置される。さらに好ましくは、一対の通気孔は、筐体の上下縁部に設けられる。さらに好ましくは、放熱口となる他方の通気孔が、音孔となる。
【００２２】
好ましくは、通気孔内に、通気性を有する防水膜が設けられる。この防水膜によって、通気孔を通じた筐体内部への水の侵入を防ぎつつ、筐体内部の通気状態を保つことができる。この防水膜は、防水が要求される端末装置に有効である。
【００２３】
本発明は、携帯端末などの携帯電子機器全般に好適に適用され、例えば、携帯電話、スマートフォン、ゲーム機、タブレットＰＣ(Personal Computer)、ノートＰＣ、ＰＤＡ(Personal Data Assistants：携帯情報端末)、デジタルカメラ等に好適に適用される。
【００２４】
続いて、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以降の記述において、多くの具体的事項は、説明のため、本発明の理解を助けるためになされたものである。
【００２５】
（実施形態１）
図１（Ａ）および（Ｂ）は、実施形態１に係る携帯端末の外観図であって、図１（Ａ）は端末の表面側を示し、図１（Ｂ）は端末の裏面側を示している。図２は、図１に示した携帯端末の断面図であり、又、冷却機能の説明図である。
【００２６】
図１（Ａ）および（Ｂ）並びに図２を参照すると、携帯端末１は、スピーカ１８が組み込まれると共に電子回路基板２２を内蔵する筐体１０と、電子回路基板２２上の各種デバイスから発生した熱を筐体１０の外部に放出するための一対の通気孔１６，１７と、を備えている。
【００２７】
なお、筐体１０の表面側には、受話口１１、表示ディスプレイ１２、送話マイク１３が配置され、筐体１０の背面側には、バッテリ１４、カメラ１５および上述したスピーカ１８が配置されている。
【００２８】
電子回路基板２２上には、ベースバンドプロセッサ（通信制御を司る信号処理ＩＣ）、ＲＦ送信パワーアンプ、ＣＰＵ（中央演算処理ＩＣ）といった消費電力の大きい電子回路が搭載されている。
【００２９】
一方の通気孔１６は、筐体１０の内部への外気の取入口となり、他方の通気孔１７が筐体１０内の電子回路基板２２から発生した熱１９を放出する放熱口となる。特に、図２を参照すると、一方の通気孔１６から筐体１０内部に取り込まれる空気の流れが、吸入流２３であり、筐体１０内部で熱交換をして他方の通気孔１７から放出される空気の流れが放出流２４である。
【００３０】
一対の通気孔１６，１７は、筐体１０の内部に対流が発生して、筐体１０の内部の熱源が十分に冷却されるよう、筐体１０において、間隔ｘ分離間した位置に配置されている。特に、図１（Ｂ）を参照すると、一対の通気孔１６，１７は、筐体１０の背面上、上下縁部に配置されている。或いは、一対の通気孔１６，１７を、筐体１０の対向する面、例えば、表面側と背面側に配置してもよい（図６参照）。
【００３１】
加えて、他方の通気孔１７は、スピーカ１８の背部側から筐体１０の内部に送出される音波をヘルムホルツ共鳴させる共鳴器の音孔１７を構成している。放熱口となる他方の通気孔１７が、音孔１７となることによって、冷却能力に加えて音声再生能力の向上が図られている。場合によっては、一対の通気孔１６，１７の両方を音孔としてもよい。
【００３２】
図３は、ヘルムホルツ共鳴器の条件を説明する図である。図３を参照すると音孔１７となる他方の通気孔１７は、ヘルムホルツ共鳴を発生可能な孔径ｒおよび孔長さＩを有している。すなわち、他方の通気孔１７がヘルムホルツ共鳴器の音孔１７を構成し、筐体１０の内部の空間がヘルムホルツ共鳴器の容量Ｖ０を構成し、かくして、バスレフダクトが形成される。
【００３３】
なお、図３中の式１は、筐体１０内部の空気容量Ｖ０（ｍｍ３）に対し、他方の通気孔が“ヘルムホルツ共鳴”の共鳴周波数ｆＨ（Ｈｚ）を満たす音孔径ｒ（ｍｍ）、音孔長さｌ（ｍｍ）となる関係式を示している。式１中、ｖは音速、Ｓは孔断面積である。例えば、共鳴周波数ｆＨを５００Ｈｚとなるよう、音孔径ｒと音孔長さ（音孔の奥行き）ｌを設定することにより、既存の携帯端末向けスピーカでは、再生が困難である５００Ｈｚ近辺又はそれ以下の低音域を再生できる。
【００３４】
図４は、図１に示した携帯端末の音響特性図である。図１、図３および図４を参照すると、スピーカ１８の正面側から送出される周波数ｆ１の音声と、音孔１７から送出される周波数ｆｂの音声（スピーカ１８の背部側からの送出される音声に基づく）とが重畳され、低音帯域が増強された周波数ｆｔの音声が出力されることが分かる。
【００３５】
図５は、図１に示した携帯端末におけるスピーカ機能を説明するための図である。スピーカ１８の背面から送出される逆位相音は、上述したヘルムホルツ共鳴によって反転されて他方の通気孔１７から送出され（スピーカ背面側からの音波３３参照）、スピーカ１８正面から送出される正位相音（スピーカ正面側からの音波３２参照）と重畳され、特に、低音領域の再生レベルが高められる。換言すると、本実施形態によれば、スピーカ１８の背面から送出される逆位相音が、通気孔１７から漏れることによる、音圧低下が防止されている。
【００３６】
図６は、図１に示した携帯端末による冷却機能およびスピーカ機能を説明するための図である。図１および図６を参照すると、筐体１０の内部で対流を発生されて冷却能力を高めるため、携帯端末１ないし筐体１０は、複数個の通気孔１６，１７を備えている。換言すると、通気孔が二分割されている。このような場合、たとえば、通気孔を一個にした場合と比べて、音孔１７となる他方の通気孔１７の断面積を、例えば、半分（ｒ／２）にしても、十分な冷却能力を確保できる。一対の通気孔１６，１７は、筐体１０内の熱源を挟んで、対向するよう配置することが好ましい。
【００３７】
なお、本実施形態による低音増強効果は、既存の比較的小型なスピーカを筐体に搭載した場合も、十分に享受される。
【００３８】
以上説明した本実施形態では、音孔とならない通気孔と音孔となる通気孔がそれぞれ一個の場合について説明したが、要求される冷却能力又は音声再生能力に応じて、音孔とならない通気孔と音孔となる通気孔の一方又は両方をそれぞれ複数個、設けてもよい。
【００３９】
（実施形態２）
本実施形態２では、特に、防水型の携帯端末に好適な実施形態を説明する。なお、本実施形態２と前記実施形態１の共通点に関しては、前記実施形態１の記載を適宜参照することができるものとし、以下、主として、実施形態２と実施形態１の相違点について説明する。
【００４０】
図７は、実施形態２に係る携帯端末の断面図である。図７を参照すると、通気孔１６，１７内の内側開口部には、通気性を有する防水膜６１がそれぞれ設けられている。防水膜６１は、ゴアテックス（商標）などから形成することができる。防水膜６１は、水の侵入を防ぎつつ通気状態を保持する。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態等を説明したが、本発明は、上記した一実施形態等に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。
【００４２】
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１  携帯端末、端末装置
１０  筐体
１１  受話口
１２  表示ディスプレイ
１３  送話マイク
１４  バッテリ
１５  カメラ
１６  通気孔（冷却孔）、一方の通気孔、取入口
１７  通気孔（冷却孔）、他方の通気孔、音孔、放熱口
１８  スピーカ
１９  熱
２２  電子回路基板
２３  吸入流
２４  放出流
３２  スピーカ正面側からの音波
３３  スピーカ背面側からの音波
６１  防水膜
ｘ  通気孔間の距離
ｒ  音孔径
ｌ  音孔長さ，孔の奥行き
Ｓ  音孔断面積
Ｖ０  筐体内部の空気容量
ｖ  音速
ｆＨ  共鳴周波数
ｆ１  スピーカ正面側から送出される音声の周波数
ｆｂ  音孔から送出される音声の周波数
ｆｔ  重畳周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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