JP2000350292A

JP2000350292A - 振動発生装置

Info

Publication number: JP2000350292A
Application number: JP11156857A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shibata; 治柴田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成からなり、大きな呼出音声
及び呼出振動を発生し得る振動発生装置を提供する。【解決手段】振動板３の両面に圧電素子４，５が貼り
合わされた圧電振動子２において、振動板３の両端に設
けられた延長部３ａ，３ｂの端部に圧電振動子の振動を
増幅するために質量付加部材７，８が固定されており、
振動板３の固定部３ｄ，３ｅに、圧電振動子２の振動の
ノード点となる部分において保持部材６が固定されてい
る、振動発生装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話な
どにおいて着信を報知するための呼出音声や呼出振動を
発生するのに用いられる振動発生装置に関し、より詳細
には、圧電振動子の振動を利用した振動発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話などの通信機器では、着信を使
用者に報知する手段として、呼出音声が広く用いられて
いる。また、呼出音声が周囲の人の迷惑となる場所で
は、呼出振動が用いられている。

【０００３】しかしながら、従来の携帯電話の着信報知
手段では、呼出音声を発生させるために、電磁スピーカ
が用いられており、かつ呼出振動を発生させるために電
磁モータなどの磁界を発生させる部品が用いられてい
た。従って、呼出音声発生装置と呼出振動発生装置とが
別部品であるため、部品点数が増加し、かつ携帯電話器
の小型化の妨げとなっていた。

【０００４】加えて、呼出振動を発生するのに用いられ
る電磁モータの消費電力が大きいという問題もあった。
さらに、電磁モータや電磁スピーカが発生する磁界によ
り、電気回路等への影響も問題視されていた。

【０００５】上記のような問題を解決するものとして、
１つの圧電振動子を用いて、呼出音声及び呼出振動の双
方を発生させ得る圧電報知器が、特開平７−２７４２３
０号公報に開示されている。

【０００６】図７は、上記先行技術に記載の圧電報知器
を示す断面図である。圧電報知器６１では、ケース６２
内に間仕切り壁６２ａが設けられている。間仕切り壁６
２ａの下方の空間に、圧電振動子６３が収納されてい
る。圧電振動子６３は、金属板６４の下面に圧電素子６
５を貼り合わせた構造を有する。すなわち、圧電振動子
６３は、ユニモルフ型圧電振動子である。

【０００７】圧電振動子６３は、金属板６４の上面にお
いて、支持台６６，６７を介して間仕切り壁６２ａの下
面に固定されている。圧電振動子６３は、細長い矩形形
状を有し、その長さ方向中央では、圧電素子６５の下面
に振動誘導体６８が固定されている。

【０００８】圧電振動子６３に交流電界を印加すると、
圧電振動子６３は、その長さ方向両端近傍において固定
台６６，６７により固定されているので、該固定台６
６，６７と連結されている部分を支点として屈曲振動す
る。

【０００９】可聴周波数帯域の駆動電界が印加される
と、圧電振動子６３は可聴周波数域の振動を発生し、す
なわち呼出音声を発生する。また、可聴周波数域よりも
低い周波数の駆動電界が印加されると、圧電振動子６３
は該周波数で屈曲振動し、該振動が振動誘導体６８によ
り増幅され、振動誘導体６８の振動が使用者に伝えられ
る。すなわち、呼出振動が発生される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−２７４２３
０号公報に記載の圧電報知器６１では、単一の圧電振動
子６３により、呼出音声及び呼出振動が発生される。従
って、例えば携帯電話器などの通信機器に用いた場合、
呼出音声及び呼出振動を発生させるための構造の簡略化
及び部品点数の低減を果たし得る。

【００１１】しかしながら、振動誘導体６８を、圧電振
動子６３の長さ方向中央に固定しているため、呼出振動
の発生に際し、振動誘導体６８の質量により振動が抑制
され、強い呼出振動を発生させることが困難であった。

【００１２】さらに、呼出音声を発生させる場合にも、
上記振動誘導体６８が圧電振動子６３の長さ方向中央に
付加されているので、効率が十分でなく、大きな呼出音
声を発生させ難かった。

【００１３】本発明の目的は、単一の圧電振動子を用い
て、より大きな呼出振動及び呼出音声を発生させること
ができる振動発生装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動周波数を
選択的に切り換えることにより、可聴周波数域では音声
振動を発生し、可聴周波数域よりも低い周波数域では呼
出振動を発生させる振動発生装置であって、振動板と、
前記振動板の少なくとも片面に貼り合わされた圧電素子
とを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を保持する保
持部材と、前記圧電振動子の端部に固定されており、圧
電振動子の振動量を増幅するための質量付加部材とを備
え、前記圧電振動子の振動のノードとなる部分におい
て、前記保持部材が前記圧電振動子の振動板に固定され
ていることを特徴とする。

【００１５】本発明の特定の局面では、振動板が保持部
材に固定される位置が、圧電振動子において圧電素子が
貼り合わされている部分以外の振動板部分とされる。ま
た、上記圧電素子の形状については、特に限定されない
が、本発明のある特定の局面では円板状の形状を有する
ように構成される。

【００１６】また、本発明に係る振動発生装置では、上
記保持部材の数は特に限定されないが、本発明のより特
定の局面では、保持部材は複数設けられており、複数の
保持部材が圧電振動子の振動板に固定される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
係る振動発生装置の実施例を説明することにより、本発
明を明らかにする。

【００１８】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の
実施例に係る振動発生装置の要部を説明するための斜視
図及び平面図である。振動発生装置１では、矩形板状の
圧電振動子２が用いられている。

【００１９】圧電振動子２は、振動板３の両面に圧電素
子４，５を貼り合わせた構造を有する。振動板３は、圧
電素子４，５を貼り合わせてバイモルフ構造の圧電振動
子２を構成し得る限り、その材料については特に限定さ
れないが、振動効率を高めることができるので、金属板
が好ましい。

【００２０】振動板３は、圧電素子４，５よりもその平
面形状が大きく、圧電素子４，５が貼り合わされている
部分よりも両端に延びる延長部３ａ，３ｂと、延長部３
ａ，３ｂの側方に切欠３ｃ，３ｄを介して配置された固
定部３ｅ，３ｆとを有する。固定部３ｅ，３ｆの下面に
は、保持部材６，６が固定されている。すなわち、圧電
振動子２は、保持部材６により支持されている。また、
振動板３の固定部３ｅ，３ｆにおいて保持部材６が固定
されている部分は、圧電振動子２の振動のノードとされ
ている。

【００２１】他方、振動板３の延長部３ａ，３ｂの外側
端には質量付加部材７，８が固定されている。質量付加
部材７，８は、圧電振動子２の振動を増幅するために設
けられている。質量付加部材７，８を構成する材料につ
いては特に限定されず、圧電振動子２の振動を増幅し得
るように質量を付加し得る限り特に限定されない。例え
ば、金属、プラスチックまたはセラミックスなどにより
質量付加部材７，８を構成することができる。また、質
量付加部材７，８の形状についても限定されず、図示の
ような直方体状であってもよく、あるいは圧電振動子２
の外周を取り囲むような円環もしくは角環状であっても
よい。

【００２２】また、圧電素子４，５についても、圧電振
動子２をバイモルフ型振動子として駆動し得る限り、適
宜の圧電材料からなるものを用いることができる。例え
ば、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電
セラミックスにより圧電素子４，５を構成することがで
きる。圧電素子４，５の外側表面には、特に図示はしな
いが、外部から交流電界を印加するための電極が形成さ
れている。また、圧電素子４，５の内側面にも電極が形
成されるが、振動板３を金属で構成する場合には、内側
面の電極は省略してもよい。

【００２３】上記のように、振動板３を金属板で構成し
た場合、本実施例の振動発生装置１では、振動板３に圧
電素子４，５を貼り合わせ、保持部材６を固定し、質量
付加部材７を連結するだけで、容易に振動発生装置１を
構成することができる。また、振動板３を金属板で構成
する場合、金属板を打抜き加工するだけで、容易に延長
部３ａ，３ｂ及び固定部３ｅ，３ｆが設けられた振動板
３を得ることができる。

【００２４】次に、振動発生装置１の動作を説明する。
圧電振動子２に可聴周波数域の交流駆動電界を印加する
と、圧電振動子２が該周波数の振動を発生させる。この
場合、圧電振動子２は、保持部材６と振動板３とが固定
されている部分を振動のノードとして振動する。すなわ
ち、複数の保持部材６間の圧電振動子部分が大きく変位
し、この変位が質量付加部材７，８の存在により増幅さ
れるので、大きな呼出音声を発生させることができる。

【００２５】また、可聴周波数域よりも低い周波数域の
駆動電界を印加すると、圧電振動子２は該周波数に応じ
た振動を発生させる。この場合においても、質量付加部
材７，８の振動増幅作用により、大きな呼出振動が得ら
れる。

【００２６】すなわち、振動のノードよりも外側に、質
量付加部材７，８が配置されているので、大きな呼出音
声及び呼出振動を発生させることができる。特に、低周
波域の駆動電界を印加した場合には、上記質量付加部材
７，８の振動増幅作用と、振動板３の弾性により、大き
な呼出振動を発生させることができる。

【００２７】よって、上記のような少ない点数の部品を
用いた比較的単純な構造により、大きな呼出音声及び呼
出振動を発生させることができる。さらに、本実施例の
振動発生装置１では、圧電振動子２の振動板３が保持部
材６に固定されている部分が、圧電振動板において圧電
素子４，５が配置されている部分の外側とされている。
従って、圧電素子４，５が拘束されないため、呼出音声
を発生させる場合の効率も低下し難い。

【００２８】なお、保持部材６の他端は、図示しないケ
ースに固定されているが、保持部材６自体がケースの一
部を構成してもよい。また、振動発生装置１を囲繞する
ケースについても特に限定されず、図７に示したケース
６２のような直方体状のケースを用いることができる。

【００２９】図２は、第１の実施例に係る振動発生装置
１の変形例を説明するための平面図である。図２に示す
変形例の振動発生装置１１では、振動板３において、固
定部が延長部３ａ，３ｂの側方ではなく、振動板３の長
さ方向中央において圧電素子４の外側に設けられてい
る。すなわち、固定部３ｈ，３ｉが、振動板３の長手方
向中央において、圧電素子４の側方に延びるように設け
られている。この固定部３ｈ，３ｉの下面に保持部材
（図示せず）が固定されている。固定部３ｈ，３ｉは、
振動板３に一体に形成されている。

【００３０】本実施例においても、振動板３が保持部材
に固定されている部分は、圧電振動子２の振動のノード
とされている。すなわち、振動のノードとなる位置で、
固定部３ｈ，３ｉの下面に保持部材が固定されている。

【００３１】振動発生装置１１は、その他の点について
は、振動発生装置１と同様に構成されている。従って、
振動発生装置１と同様に、振動発生装置１１において
も、圧電素子４に振動板以外の部材が接触していないの
で、呼出音声発生時に効率の低下が生じ難い。加えて、
呼出振動発生時には、質量付加部材７，８の振動増幅作
用により、かつ振動板３の弾性により、強い呼出振動を
発生させることができる。

【００３２】振動発生装置１１から明らかなように、圧
電振動子２において、保持部材に固定される部分に相当
する振動板３の固定部の位置については、振動のノード
位置で保持部材に連結され得る限り、特に限定されるも
のではない。

【００３３】図３は、本発明の第２の実施例に係る振動
発生装置を示す平面図である。振動発生装置２１では、
圧電振動子２２が、振動板２３の両面に圧電素子２４
（下面側の圧電素子については図示されず）を貼り合わ
せた構造を有する。

【００３４】第１の実施例と異なる点は、圧電素子２４
が円板状の平面形状を有すること、並びに振動板２３の
形状が振動板３と異なることにある。その他の点につい
ては同様であるため、同一の部分については、同一の参
照番号を付することとする。

【００３５】振動板２３は全体が略矩形の形状を有する
金属板により構成されており、第１の実施例の場合と同
様に圧電素子２４が貼り合わされている部分の側方に延
長部２３ａ，２３ｂを有する。また、圧電素子２４が貼
り合わされている部分の側方には、延長部２３ａ，２３
ｂに対して切欠２３ｃ，２３ｄを隔てて、固定部２３
ｅ，２３ｆが構成されている。固定部２３ｅ，２３ｆに
は、円板状の圧電素子２４の形状に応じた円弧状の切欠
２３ｇ，２３ｈが形成されている。すなわち、固定部２
３ｅ，２３ｆは、該切欠２３ｇ，２３ｈの側方の狭い部
分を介して振動板２３の中心部分に連結されている。

【００３６】なお、図３では明瞭ではないが、固定部２
３ｅ，２３ｆの下面の一部に、保持部材（図示せず）が
固定されている。また、保持部材が固定部２３ｅ，２３
ｆに固定されている部分は、圧電振動子２２の振動のノ
ード点に相当する。

【００３７】本実施例においても、圧電素子２４及び振
動板２３の下面に貼り合わされた圧電素子の外側表面に
は、他の部材が接触しない。従って、第１の実施例と同
様に呼出音声発生時の効率の低下が生じ難い。

【００３８】加えて、延長部２３ａ，２３ｂの外側に質
量付加部材７，８が連結されているので、第１の実施例
と同様に、質量付加部材７，８の振動増幅作用及び振動
板２３の弾性により大きな呼出振動を発生させることが
できる。

【００３９】さらに、固定部２３ｅ，２３ｆが保持部材
に連結されている部分が圧電振動子２２の振動のノード
点であるため、保持部材による圧電振動子２２の支持構
造によって、振動効率が低下し難い。

【００４０】また、固定部２３ｅ，２３ｆと圧電素子２
４が貼り合わされている部分との間に円弧状の切欠２３
ｇ，２３ｈが形成されているので、保持部材により支持
された圧電振動子２２の圧電素子２４が貼り合わされて
いる部分がより大きく変位し得る。すなわち、圧電素子
２４が貼り合わされている部分が圧電効果により変位す
るが、圧電素子２４が貼り合わされている部分が、固定
部２３ｅ，２３ｆに対して、切欠２３ｇ，２３ｈの両側
の細い部分で連結されているだけであるため、より大き
な変位を得ることができる。

【００４１】従って、第１の実施例に比べて、より大き
な呼出振動を発生させることができる。さらに、圧電素
子２４が円板状であるため、呼出音声発生時の圧電スピ
ーカとしての効率をより効果的に高めることができ、よ
り大きな呼出音声を発生させることができる。

【００４２】図４〜図６は、第２の実施例の振動発生装
置２１の変形例を示す各平面図である。図４に示す変形
例の振動発生装置３１では、固定部２３ｅ，２３ｆが、
それぞれ、円弧状の切欠２３ｊ，２３ｋ，２３ｌ，２３
ｍを介して圧電素子２４が貼り合わされている部分に連
結されている。すなわち、固定部２３ｅ側を例にとる
と、固定部２３ｅは、切欠２３ｊ，２３ｋ間の振動板部
分２３ｏのみにより、圧電素子２４が貼り合わされてい
る振動板部分に連結されている。このように、固定部２
３ｅ，２３ｆと圧電素子２４が貼り合わされている振動
板部分との連結態様については、様々に変形することが
できる。

【００４３】図５に示す変形例の振動発生装置４１で
は、４個の延長部２３ａ，２３ｂ，２３ｐ，２３ｑが形
成されている。すなわち、延長部２３ａ，２３ｂ，２３
ｐ，２３ｑは、円板状の圧電素子２４の外周方向におい
て互いに９０°の角度をなすように配置されている。延
長部２３ｐ，２３ｑの外側端にも、質量付加部材７，８
が連結されている。

【００４４】また、延長部２３ａ，２３ｂ，２３ｐ，２
３ｑ間において、それぞれ、固定部２３ｒ，２３ｓ，２
３ｔ，２３ｕが配置されている。固定部２３ｒ〜２３ｕ
には、それぞれ、円弧状の切欠２３ｖが形成されてい
る。各固定部２３ｒ〜２３ｕの下面の一部に、保持部材
が固定されている。もっとも、全ての固定部２３ｒ〜２
３ｕの下面に保持部材が固定されている必要は必ずしも
ない。

【００４５】振動発生装置４１から明らかなように、本
発明に係る振動発生装置では、固定部及び質量付加部材
の数については特に限定されない。図６に示す振動発生
装置５１では、図５に示した振動発生装置４１における
円弧状の切欠２３ｖに代えて、中央で分断された一対の
円弧状切欠２３ｗ，２３ｘが形成されており、それによ
って切欠２３ｗ，２３ｘ間の振動板部分２３ｙにより、
各固定部２３ｒ〜２３ｕが振動板の中央部分に連結され
ている。その他の点については、振動発生装置４１と同
様である。

【００４６】上述した各実施例及び変形例の振動発生装
置から明らかなように、本発明に係る振動発生装置で
は、質量付加部材の数及び配置態様並びに質量付加部材
を連結するための固定部の配置態様についても、本発明
の範囲内で適宜変形してもよい。

【００４７】さらに、前述したように、質量付加部材を
円環状または角環状とし、複数の延長部を質量付加部材
により連結してもよい。また、本発明においては、圧電
振動子として、振動板の両面に圧電素子が貼り合わされ
たバイモルフ型の圧電振動子に代えて、振動板の片面に
のみ圧電素子が貼り合わされたユニモルフ型圧電振動子
を用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る振動発生装置では、圧電振
動子の振動板の端部に質量付加部材が固定されており、
該質量付加部材により圧電振動子の振動が増幅されるの
で、強い呼出振動を得ることができる。加えて、圧電振
動子を保持する保持部材は、圧電振動子の振動のノード
となる部分において振動板に固定されているので、保持
部材による保持構造によって圧電振動子の振動が拘束さ
れ難いことによっても、より強い呼出振動及び呼出音声
を発生させることができる。

【００４９】従って、振動板及び圧電素子を有する圧電
振動子に、上記保持部材並びに質量付加部材を組み合わ
せるだけの比較的簡単な構成で、強い呼出音声及び呼出
振動を発生し得る振動発生装置を提供することが可能と
なる。

【００５０】振動板が保持部材に固定される位置が、圧
電振動子において圧電素子が貼り合わされている部分以
外の振動板部分である場合には、圧電素子に他の部材が
接触しないので、呼出音声発生時の効率の低下を抑制す
ることができ、より大きな呼出音声を発生させることが
できる。

【００５１】圧電素子が円板状の形状を有する場合に
は、呼出音声発生時の効率をより一層高めることができ
る。保持部材が複数設けられており、複数の保持部材が
圧電振動子の振動板に固定されている場合には、圧電振
動子を保持部材により、より安定に支持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、第１の実施例に係る振動発
生装置の斜視図及び平面図。

【図２】第１の実施例の変形例に相当する振動発生装置
の平面図。

【図３】本発明の第２の実施例に係る振動発生装置を説
明するための平面図。

【図４】第２の実施例の振動発生装置の第１の変形例を
示す平面図。

【図５】第２の実施例の振動発生装置の第２の変形例を
示す平面図。

【図６】第２の実施例の振動発生装置の第３の変形例を
示す平面図。

【図７】従来の圧電報知器の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１…振動発生装置２…圧電振動子３…振動板３ａ，３ｂ…延長部３ｄ，３ｅ…固定部３ｈ，３ｉ…固定部４，５…圧電素子６…保持部材７，８…質量付加部材１１…振動発生装置２１…振動発生装置２２…圧電振動子２３ａ，２３ｂ…延長部２３ｅ，２３ｆ…固定部２３ｒ〜２３ｕ…固定部３１，４１，５１…振動発生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 7/26 １０９Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動周波数を選択的に切り換えることに
より、可聴周波数域では音声振動を発生し、可聴周波数
域よりも低い周波数域では呼出振動を発生させる振動発
生装置であって、振動板と、前記振動板の少なくとも片面に貼り合わされ
た圧電素子とを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を保持する保持部材と、前記圧電振動子の端部に固定されており、圧電振動子の
振動量を増幅するための質量付加部材とを備え、前記圧電振動子の振動のノードとなる部分において、前
記保持部材が前記圧電振動子の振動板に固定されている
ことを特徴とする、振動発生装置。
【請求項２】前記振動板が保持部材に固定される位置
が、圧電振動子において圧電素子が貼り合わされている
部分以外の振動板部分である、請求項１に記載の振動発
生装置。
【請求項３】前記圧電素子が円板状の形状を有する、
請求項１または２に記載の振動発生装置。
【請求項４】前記保持部材が複数設けられており、複
数の保持部材が、前記圧電振動子の振動板に固定されて
いる、請求項１〜３のいずれかに記載の振動発生装置。