JP3619814B2 - 振動式器報知器に用いる板バネ及び音響・振動併用式報知器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブザー音等の放音と低振動数の振動とを選択的に行う音響・振動併用式報知器に関し、特に、携帯電話機，ポケットベル等の携帯型電子機器に内蔵して携帯者に着信を音響又は振動で喚起するに好適な音響・振動併用式報知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブザーを用いた音響報知器や振動モータ等を用いた振動報知器は、それぞれ感覚別の個別機器として構成されているのが普通であるが、放音と振動を選択的に行う音響・振動併用式報知器は、携帯電話機等の情報通信関連機器の分野だけに留まらず、目覚し時計等の日用品や聴覚障害者等の福祉関連機器の分野まで広い実用化が期待されている。その実用化開発においては、音響報知器と振動報知器との単なる組み合わせ型ではなく、空気振動の音圧と無音又は静音での固体振動材の振動振幅とが相互に充分得られる条件下において、装置の小型化や低コスト化などを満足するものでなければならない。
【０００３】
このような条件をある程度満足するものとして、図１６に示す音響・振動併用式報知器が開発された。図１６に示す小型構成の音響・振動併用式報知器は、いわば円筒状ケース２の一方開口側に被せて固定した円板状の板バネ３の上に扁平円柱状のブザー本体（電気音響素子）を載せて固定し、その電磁コイル９が内面側に固定されたリンガ振動板８を円筒状ケース２の他方開口側に被せて固定した扁平構造となっている。即ち、この報知器は、円形の空圧抜き孔１ａを持つ樹脂製下蓋１と円環状の樹脂製ケース２の下端との印籠式合わせ面に周囲部分が挟み込まれた円板状のステンレス製板バネ３と、板バネ３上に固定されたカップ状の純鉄製下ヨーク４と、下ヨーク４の底面に固定された円盤状磁石５と、この磁石５の上に固定された円盤状の純鉄製上ヨーク６と、円形の放音孔７ａを持つ樹脂製上蓋７と樹脂製ケース２の上端との印籠式合わせ面に周囲部分が挟み込まれた円板状のステンレス製リンガ振動板８と、このリンガ振動板８の裏面に固着されており、下ヨーク４の周壁４ａの内周面と上ヨーク６の外周面との間隙に位置する電磁コイル（ソレノイド）９とを有している。
【０００４】
この電磁コイル９は下ヨーク４の周壁４ａと上ヨーク６との隙間の磁界（磁路）中に置かれているため、電磁コイル９の１対の引出し線９ａに外部から高周波数（２５００Ｈｚ〜３５００Ｈｚ）の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル９が軸方向に微振幅で振動するため、固有振動数が高いリンガ振動板８がその固有振動数（数ｋＨｚ）で共振する。そして、このリンガ振動板８（ブザー自身）の固有周波数ｆ０と共鳴室Ｓの共振周波数ｆｖ（＞ｆ０）とでヘルムホルツの共鳴効果により周波数帯域が拡がり、音圧がアップする。他方、電磁コイル９の１対の引出し線９ａに低周波数（１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル９が軸方向に微振幅で振動すると共に、その反作用として下ヨーク４，磁石５，上ヨーク６から成る磁路形成体も微振動するため、固有振動数が低い板バネ３が加振される。このため、板バネ３は低固有振動数の大きな振幅で共振することになるので、ケース２全体は感知可能な低振動数の振幅で振動する。かかる構造の音響・振動併用式報知器の外観形態は、直径約１５ｍｍ，高さ約５ｍｍの小径扁平円柱を呈している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の音響・振動併用式報知器にあっては、次のような問題点がある。
【０００６】
即ち、いわば電気音響素子の取付背板として、下ヨーク４の底部が嵌合する中央孔３ａを持つステンレス製の円環状の板バネ３を用い、高弾性支持により振動性を高めたものであるが、何分、板バネ３の直径は１４ｍｍ程度の小径であるため、板バネ３の中心軸線方向の固有振動数は、恰も小太鼓のように、高振動数となっている。良好に人体に感知できる剛体振動の振動数としては１００Ｈｚ程度の低振動数が好適であるものの、上記の報知器ではその高すぎる振動数の故、振動に対する慣れ等により、振動自体がなお感知し難い。ここで、振動を感知し易くするには、低振動数化と共に振動エネルギーを高めることであり、大振幅化や被搭載物の重量化も重要となる。板バネ３の板地部分に肉抜き部を増やせば、小径の板バネ３でも撓み振動の固有振動数を低くできるが、肉抜き部を無闇に増やすと、下ヨーク４等の被搭載物を支持する支持強度が落ち、またバネ性も損なわれる。
【０００７】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題は、小型構成でありながら、感知し易い振動数で剛体振動をする音響・振動併用式報知器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の手段は、振動式報知器に用いる板バネとしては、中央孔を取り囲む略環状帯板であり、その略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成ることを特徴とする。
【０００９】
このような形状の板バネを用いると、複数条の板地分離孔による肉抜き部分により、小径の板バネでありながら、その撓み振動の固有振動数を１００Ｈｚ程度の低振動数にまで下げることができる。また、複数条の略渦巻き状の板地分離孔が形成されているため、残余の内周側板地部は略渦巻き状の複数の中側板地部を介して外周側板地部に繋がっている。このため、略渦巻き状の複数の中側板地部を介して電気音響素子を分配支持できるから、支持強度を高めることができる。
【００１０】
更に、内周側板地部が外周側板地部に対して中心軸線方向へ繰り出し易く、ばね性を劣化させずに、撓み量（振幅）の最適化を実現できる。従って、低振動数で大きな振幅が得られるから、小型構成でありながら、振動を感知し易い振動式報知器を実現できる。
【００１１】
略渦巻き状の板地分離孔が細長く、周回角度が大きくなると、ばね定数が低くなり、振幅が大きくなるが、逆に、肉抜き部分が多くなるので、支持強度が低下する。また、略渦巻き状の板地分離孔の条数が多くなると、略環状帯板の帯幅が幅狭である場合、板地分離孔が混み過ぎ、板地分離孔の長さ（周回角度）を大きくできないため、撓み振幅を大きくできない。また、板地分離孔が１条又は２条である場合は、振動方向が中心軸線上からずれ、撓み運動に２次元成分が混ざりアンバランスになり易い。
【００１２】
そこで、複数条の略渦巻き状の板地分離孔としては３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されていることが好ましい。三つ巴紋状では、各板地分離孔の周回角度は１周回（３６０°）に満たない。望ましくは、１８０°〜２４０°を好適とする。周回角度を大きくすると、固有振動数を低くできる。このような三つ巴紋状の板地分離孔を持つ板バネによれば、支持強度の維持，ばね定数最適化，軸上振動方向の斉一化を実現でき、より一層、剛体振動が感知し易くなる。
【００１３】
上記構成において、本発明は、各板地分離孔の内周側部分が幅広の孔であって、各板地分離孔の外周側部分が幅狭の孔となっている。このため、板地分離孔の頭部の孔縁部分の応力が低減されている。また、各板地分離孔の途中が直線部として形成されているため、捩じれ難く、連結強度が高まる。
【００１４】
なお、このような形状の板バネは、音響・振動併用式報知器に限らず、振動式報知器に用いる場合も好適である。
【００１５】
円筒状ケースの一方開口側に被せて固定した上記の板バネの上に電気音響素子を載せて固定し、その電気音響素子の電磁コイルが固定されたリンガ振動板を上記ケースの他方開口側に被せて固定した音響・振動併用式報知器において、大きな振幅で低振動数で振動する板バネ上の電気音響器では反作用的に電磁コイルとリンガ振動板との固着に大きなストレスが印加する。このため、本発明では、電磁コイルとリンガ振動板とがリンガ振動板に形成された樹脂流通孔を介して電磁コイルに連結した樹脂層で一体成形されて成る。リンガ振動板と電磁コイルとを接着剤で固着する場合に比べ、接着の剥離等がなく、信頼性を高めることができ、また組付けの部品点数を削減できる。
【００１６】
また、本発明では、ケースとリンガ振動板との固定は、リンガ振動板の上に共鳴室を空けて被せた蓋板の周囲部分でリンガ振動板を押さえ、ケースの他方開口側を周囲部分に加締めて固着して成る。共鳴室を設けるのは、共鳴効果でリンガ振動板の音圧をアップさせるためであるが、ケースの他方開口側を蓋板の周囲部分に加締めることにより蓋板の固定とリンガ振動板の固定を同時に達成できる。接着剤を用いる場合に比し、信頼性が高まる。
【００１７】
更に、ケースの一方開口側の内周鍔部とケースに内嵌されたスペーサの一方開口側端面との間には板バネの周囲部分が挟み付けられて成る。板バネの固定は、接着剤を用いずに、ケースとスペーサとの挟み付けで実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施形態に係る音響・振動併用式報知器の外観を示す斜視図、図２は同報知器の左半分を縦断した部分切断図、図３は同報知器の分解斜視図、図４は、同報知器におけるケースと端子台と中継端子ピンとを示す分解斜視図、図５は同報知器における板バネを示す斜視図、図６は同板バネを示す平面図、図７は同報知器における円環状錘体を示す斜視図、図８は同報知器におけるカップ状下ヨークを示す斜視図、図８は同報知器における円盤状磁石を示す斜視図、図１０は同報知器における円盤状上ヨークを示す斜視図、図１１は同報知器における円環状スペーサを示す斜視図、図１２は同報知器における電磁コイルを示す斜視図、図１３は同報知器におけるリンガ振動板を示す斜視図、図１４は同報知器における蓋板を示す斜視図である。
【００２８】
本例の音響・振動併用式報知器１０の外観は、図１に示す如く、側面に端子台８０を具備する小径扁平円柱状（直径約１５ｍｍ，高さ約５ｍｍ）を呈している。この報知器１０の構造も、基本的には図１６に示す報知器の構造を踏襲している。概略的には、この報知器１０は、鉄製の略円筒状ケース２０の下方開口側に被せて固定したステンレス（ＳＵＳ３０４）製略円形薄板の板バネ３０の上に、略カップ状の純鉄製下ヨーク４２，略円盤状磁石４３，略円盤状の純鉄製上ヨーク４４等からなる扁平略円柱状の電気音響素子４０を載せて固定し、その電気音響素子４０の電磁コイル（ソレノイド）４５が内側面に固定されたステンレス（ＳＵＳ３０４）製略円形薄板のリンガ振動板４６をケース２０の上方開口側に被せて固定した扁平構造であって、その上方開口には樹脂製略円盤状の上蓋５０を被せてある。
【００２９】
円筒状ケース２０の下方端は、図２に示す如く、板バネ３０の空気振動圧を抜くための圧空抜き孔２０ａを備え、プレス成形により２段縮径状の内周鍔部２１として形成されており、１段目鍔部２１ａに続く最内周の２段目鍔部２１ｂのうち円周上の相対向位置には基板孔差し込み用脚片２２，２２が切り起こされている。円筒状ケース２０の周壁の一部は、端子台８０を取り付けるために、矩形状の切欠き２３となっている。また円筒状ケース２０の周壁上端側にはリンガ振動板４６の周囲部分を受けるための位置決め用の内周段差２４が形成されており、上端側は上端肉薄部２５となっている。
【００３０】
端子台８０は、２本の角柱状の中継端子ピン８５，８５が軸方向に圧入して取り付くピン取付孔８２，８２を具備する台本体８１と、これを円筒状ケース２０の切欠き２３に取り付ける係合部８６との樹脂一体成形品である。係合部８６には切欠き２３の両側縁の上部から差し込んで落とし込むための係合溝８７，８７が形成されている。
【００３１】
ケース２０の１段目鍔部２１ａとケース２０に内嵌された樹脂製の円環状スペーサ６０の下端面との間に、板バネ３０の周囲部分が挟み付けられている。この円環状スペーサ６０の周壁の一部は、端子台８０を取り付けるために、図１１に示す如く、矩形状の切欠き６１となっている。
【００３２】
ステンレス製の円形（直径１４ｍｍ，板厚０．１０〜０．１２ｍｍ程度）薄板の板バネ３０は、図５及び図６に示す如く、下ヨーク４２の円形底台４２ａが嵌合する直径８ｍｍ程度の中央孔３１を取り囲む帯幅３ｍｍ程度の略円環状帯板３２であり、その円環状帯板３２の板板部分には３条の略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５が穿たれている。略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５は中心に対して１２０°の回転対称関係で相互配置されており、いわば三つ巴紋状の配置関係で形成されている。そして、第１の板地分離孔３３の頭部（鞆部に相当）３３ａと第２の板地分離孔３４の尾部３４ｂとの間の板地部分を第３の板地分離孔３５が内周側板地部３６と外周側板地部３７に分離しているが、その内周側板地部３６のうち中央孔３１の孔縁には半月状切欠き３６ａが形成されている。２条の板地分離孔（３３と３４，３４と３５，３５と３３）で挟まれた部分は中側板地部３８となっている。略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５のいずれもは略同一の孔形状となっているが、螺旋曲線と直線で孔縁が縁取られている。第１の板地分離孔３３の頭部３３ａと第２の板地分離孔３４の尾部３４ｂとの間の板地部分を内周側板地部３６と外周側板地部３７とに分離する第３の板地分離孔３５の孔縁は直線部分Ｌとなっており、その他の螺旋孔縁と接続する部分は折れ目Ｘが形成されている。
【００３３】
板バネ３０とその上の下ヨーク４２とはレーザー溶接で固着されている。下ヨーク４２の周壁４２ｂにはタングステン製の円環状錘体４１が外嵌されて、レーザー溶接で固着されている。また、下ヨーク４２の底面４２ｃ上には円盤状磁石４３が接着等で固着されている、更に、この円盤状磁石４３の上には上ヨーク４４が接着等で固着されている。
【００３４】
リンガ振動板４６も円形（直径１４ｍｍ，板厚０．０４〜０．０５ｍｍ程度）薄板で、図１３に示す如く、複数の円弧状肉抜き孔４６ｂが離散的に周回するように形成されており、それらの内側部分が実質的な振動領域となっている。また、リンガ振動板４６には円形の透孔４６ａが形成されている。更に、リンガ振動板４６はケース２０の切欠き２３に係合する張出片４６ｃを有している。リンガ振動板４６の裏面には、下ヨーク４２の周壁４２ｂの内周面と上ヨーク４４の外周面との間隙に位置する電磁コイル４５が接着等で固着されている。電磁コイル４５の２本の引出し線４５ａはリンガ振動板４６の透孔４６ａを介して共鳴室Ｓへ出し、リンガ振動板４６上を半径方向に這わせ、蓋板５０の通し孔５０ａを介し、中継端子ピン８５の上端側８５ａに絡げてある。なお、引出し線４５ａが貫通した透孔４６ａに接着剤等を注入して封止しても良い。
【００３５】
電磁コイル４５とリンガ振動板４６との別の固定方法としては、図１５に示す如く、リンガ振動板４６に形成された樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄを介してインサート成形法で電磁コイル４５の周囲を樹脂被覆層４８で覆った一体成形品を用いることができる。リンガ振動板４６の表面側で樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄに跨がる架橋樹脂部４８ａを以て電磁コイル４５が抜け止めされている。樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄは引出し線４５ａを通す透孔として利用することができる。また、インサート成形の際、リンガ振動板４６の表面半径方向に這う引出し線４５ａの部分を架橋樹脂部４８ａの樹脂で延長被覆しても良い。
【００３６】
樹脂製円盤状の蓋板５０は中央に円形の放音孔５０ｂを有しており、リンガ振動板４６と蓋板５０との間は共鳴室Ｓとなっている。蓋板５０の通し孔５０ａは、ケース２０の切欠き２３に係合する張出部５０ｃ，５０ｃの挾間にて開口している。そして、ケース２０とリンガ振動板４６との固定は、上蓋５０の周囲部分でリンガ振動板４６を内周段差２４上に押さえ、上端肉薄部２５を内周側へ加締めて固着している。
【００３７】
本例の音響・振動併用式報知器１０は、図２に示す如く、基板孔差し込み用脚片２２と中継端子ピン８５の下端８５ｂを基板９０のランド孔に差し込み、半田リフローによる半田９１で固着する。このため、報知器１０をしっかり基板９０に固定でき、剛体振動を確実に伝達できる。報知器１０は中継端子ピン８５を具備しているため、リード線を用いずに、基板９０との電気的な接続が可能となっている。基板実装の容易化に寄与する。
【００３８】
このような構成の音響・振動併用式報知器１０においても、電磁コイル４５が下ヨーク４２の周壁４２ｂと上ヨーク４４との隙間の磁界（磁路）中に位置しているため、基板９０上の報知器駆動回路から中継端子ピン８５，引出し線４５ａを介して電磁コイル４５へ高周波数の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル４５自身が中心軸線方向に微振幅で振動するため、リンガ振動板４６がその固有振動数（２８００〜３０００Ｈｚ）で共振する。そして、このリンガ振動板４６の固有周波数ｆ０と共鳴室Ｓの共振周波数ｆｖ（＞ｆ０）とでヘルムホルツの共鳴効果により周波数帯域が拡がり、音圧がアップする。携帯電話機，ポケットベル等の呼出し音に利用できる。
【００３９】
他方、引出し線４５ａを介して電磁コイル４５へ低周波数の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル４５自身が中心軸線方向に微振幅で振動するため、反跳として下ヨーク４２，磁石４３，上ヨーク４４から成る磁路形成体側も微振動する。これにより板バネ３０が低振動数（１１０Ｈｚ程度）で加振され、ケース２０全体は感知可能な振幅で振動する。
【００４０】
ここで、板バネ３０の略円環状帯板３２には、３条の板地分離孔３３，３４，３５で肉抜き部分が形成されているため、その内周側板地部３６の撓み振動（中心軸線Ｏ方向）の固有振動数は約１１０Ｈｚの低振動数に設定されている。また、板地分離孔３３，３４，３５が略渦巻き状に形成されているため、下ヨーク４２が固定される可動部としての内周側板地部３６は３条の略渦巻き状の中側板地部分３８を介して固定部としての外周側板地部３７に繋がっている。このため、３条の略渦巻き状の中側板地部分３８を介して３本吊り状態で電気音響素子４０を分配支持できるから、支持強度を高くできる。更に、板地分離孔３３，３４，３５の尾部３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ側の外周側連結部Ｍを基端として略渦巻き状の中側板地部分３８自身の捩じれ作用が内周側連結部Ｎに重畳されるため、内周側板地部３６は外周側板地部３７に対して中心軸線Ｏへ繰り出し易くなっている。中側板地部分３８の曲げ変形ばかりか、捩じれバネ性も活かしているので、ばね定数を大きく落とさずに、好適な撓み量（振幅）を得ることができる。従って、低振動数で大きな振幅が得られるから、小型構成でありながら、感知し易い振動を起こす音響・振動併用式報知器１０を実現できる。
【００４１】
３条の略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５は三つ巴紋状の配置関係で形成されている。この三つ巴紋状では、各板地分離孔３３，３４、３５の周回角度は約半周回（１９０°）である。周回角度が２４０°以上になると、略円環状帯板３２の帯幅が最多３条の板地分離孔３３，３４，３５で分割されるため、４筋の残余の板地部分は幅狭に失し、支持強度が劣化する。２条の略渦巻き条の板地分離孔から二つ巴紋状の配置関係で形成された板バネも考えられるが、振動方向が軸線上からズレ易く、２次元振動を起こし易い。４条以上の板地分離孔を用いた板バネも考えられるが、中側板地部分の長さを確保し、捩じれバネ性を活かそうとすれば、円環状帯板３２の帯幅の分割数が４以上となる部分が出てくるため、支持強度が劣化する。従って、三つ巴紋状の板地分離孔を持つ板バネ３０によれば、支持強度の維持及びばね定数最適化と軸上振動方向の斉一化を実現でき、より一層、易感知性の剛体振動となる。
【００４２】
外周側連結部Ｍや内周側連結部Ｎの領域は、片持ち梁の支持端として連結強度を高めるため、比較的広い面積を確保する必要がある。また、中側板地部３８が図５の二点鎖線で示す渦巻き曲線部分で外周側連結部Ｍや内周側連結部Ｎに連結していると、その連結部分に耐力以上の応力が作用するため、降伏点を超えて塑性変形や破断を生じ易い。そこで、本例では、このような渦巻き曲線部分を直線部Ｌとして形成し、捩じれ難く、連結強度を高めてある。
【００４３】
内周側連結部Ｎは、他に比べて広すぎるため、内周側板地部３６の円周方向の中で多少撓み難くく、また孔縁側に捩じれ変形が波及し易い。しかし、本例では、孔を形成するのではなく、切欠き３６ａを中央孔３１の孔縁に形成してあるので、支持強度を確保しながら、孔縁側への捩じれを波及し難くして内周側板地部３６の円周に沿った部分の撓みを平等化している。
【００４４】
なお、板地分離孔３３，３４，３５のうち外周側板地部３７に臨む外周側部分は幅狭の部分円周孔となっているのに対し、内周側板地部３６に臨む内周側部分は幅広の渦巻き孔となっており、板地分離孔３３，３４，３５の頭部３３ａ，３４ａ，３５ａの孔縁部分の応力が低減されている。
【００４５】
このような振幅の大きな板バネ３０を持つ報知器１０においては、リンガ板４６上に電磁コイル４５が固定されているため、電磁コイル４５とリンガ振動板４６との固着部分に大きなストレスが印加する。その固着部が接着剤である場合、繰り返し応力による疲労等で剥離等の不具合が生じ易い。しかし、本例では、図１５に示す如く、電磁コイル４５とリンガ振動板４６とが樹脂流通孔４６ｄを介して電磁コイル４５の周囲を覆った樹脂被覆層４８や架橋樹脂部４８ａで一体成形品となっているため、接着剤で固着する場合に比べ、信頼性を高めることができ、また組付けの部品点数を削減できる。
【００４６】
また、ケース２０とリンガ振動板４６との固定構造は、リンガ振動板４６の上に共鳴室Ｓを空けて被せた蓋板５０の周囲部分でリンガ振動板４６をスペーサ６０の上端に押さえ、ケース２０の上端肉薄部２５を加締めて固着して成る。共鳴室Ｓを設けるのは、共鳴効果で音圧をアップさせるためである。また、ケース２０の上方開口側を上蓋５０の周囲部分に加締めることにより上蓋５０の固定とリンガ振動板４６の固定を同時に達成できる。接着剤を用いる場合に比し、信頼性が高まる。
【００４７】
更に、ケース２０の１段目鍔部２１ａとケース２０に内嵌されたスペーサ６０の面との間には板バネ３０の周囲部分が挟み付けられて成る。板バネ３０の固定は、接着剤を用いずに、ケース２０とスペーサ６０との挟み付けで実現できる。
【００４８】
本例の電気音響素子４０は、板バネ３０の上に固定された下ヨーク４２と、その底面４２ｃに固定された磁石４３と、この磁石４３の上に固定された上ヨーク４４とを有しているが、下ヨーク４２の周壁部４２ｂにはタングステン等の重金属等から略円環状錘体４１が外嵌されている。このため、振動慣性が高まり、板バネ３０の撓み量（振幅）を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、板バネ３０は撓み変形で激しく振動するため、下ヨーク４２と板バネ３０との固定を接着剤で行う場合、接着剤剥離等の不具合の虞れがあるが、本例では、下ヨーク４２と板バネ３０の固定はレーザー溶接で固着されている。このため、下ヨーク４２が純鉄で、板バネ３０がステンレスの場合でも、固着信頼性が高く、剥離等の不具合を解消できる。また、下ヨーク４２の周壁部４２ｂと錘体４１との固定もレーザー溶接で固着されている。下ヨーク４２が純鉄で、錘体４１がタングステンの場合でも、固着信頼性が高く、剥離等の不具合を解消できる。
【００５０】
上述したように、本例の板バネ３０の振幅は従前のものに比し大きくなっているため、板バネ３０が自由に振動するための余裕空間をケース２０に確保しなければならない。そこで、内周鍔部２１は、２段縮径状の鍔部として形成されている。ケース２０の端部が２段縮径状の鍔部となっていると、図２に示す如く、ケース板厚の２倍以上が余裕空間の厚みとなる。従って、大きな振幅で板バネ３０を振動させる余裕が増す。更に、ケース２０の強度を高くできる。
【００５１】
なお、上記実施例においては、扁平円筒状のケースを用いてあるが、角筒状のケースや楕円状のケースを用いることも可能である。
【００５２】
本例で説明した板バネ３０は、音響・振動併用式報知器１０に限らず、振動式報知器だけに用いることができる。その振動式報知器としては、例えば、電磁コイル４５をリンガ振動板４６に固定せず、リンガ振動板４６を排除して、電磁コイル４５を蓋板５０又はケース２０等の固定部に固定した構造で良い。また、リンガ振動板４６を音波発生のためでなく、板バネ３０と同様に、低固有振動数とすることで、異なる固有振動数で選択的に振動する振動式報知器も構成できる。勿論、板バネ３０を高固有振動数のリンガ振動板とすることで、異なる音色で選択的に放音する音響報知器も構成できる。
【００５３】
そして、このような音響・振動併用式報知器１０又は振動式報知器は、直径１０ｍｍ，厚さ４ｍｍ程度の小径薄型化も可能であるため、携帯電話機、ポケットベルは勿論のこと、目覚し時計等の日用品や腕時計などにも内蔵可能であり、各種の携帯型電子機器に用いるに好適である。振動振幅としては１ｍｍ程度が必要とする場合は、板バネ３０が搭載する磁路形成体を薄くすることで、厚さ３ｍｍ程の超薄型も可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
（１） 以上説明したように、本発明においては、振動併用式報知器に用いる板バネが中央孔を取り囲む略環状帯板であり、その略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成る。複数条の略渦巻き状の板地分離孔は３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されており、各板地分離孔の内周側部分は幅広の孔であって、各板地分離孔の外周側部分は幅狭の孔である。このため、板地分離孔の頭部の孔縁部分の応力が低減されている。
【００５５】
（２） また、各板地分離孔の途中が直線部として形成されているため、捩じれ難く、連結強度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る音響・振動併用式報知器の外観を示す斜視図である。
【図２】同報知器の左半分を縦断した部分切断図である。
【図３】同報知器の分解斜視図である。
【図４】同報知器におけるケースと端子台と中継端子ピンとを示す分解斜視図である。
【図５】同報知器における板バネを示す斜視図である。
【図６】同板バネを示す平面図である。
【図７】同報知器における円環状錘体を示す斜視図である。
【図８】同報知器におけるカップ状下ヨークを示す斜視図である。
【図９】同報知器における円盤状磁石を示す斜視図である。
【図１０】同報知器における円盤状上ヨークを示す斜視図である。
【図１１】同報知器における円環状スペーサを示す斜視図である。
【図１２】同報知器における電磁コイルを示す斜視図である。
【図１３】同報知器におけるリンガ振動板を示す斜視図である。
【図１４】同報知器における上蓋を示す斜視図である。
【図１５】同報知器における電磁コイルとリンガ振動板との別の固定方法を説明するための部分断面図である。
【図１６】従来の音響・振動併用式報知器の左半分を縦断した部分切断図である。
【符号の説明】
１０…音響・振動併用式報知器
２０…円筒状ケース
２０ａ…圧空抜き孔
２１…内周鍔部
２１ａ…１段目鍔部
２２ａ…２段目鍔部
２２…基板孔差し込み用脚片
２３…切欠き
２４…内周段差
３０…板バネ
３１…中央孔
３２…円環状帯板
３３，３４，３５…略渦巻き状の板地分離孔
３３ａ，３４ａ，３５ａ…頭部
３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ…尾部
３６…内周側板地部
３６ａ…半月状切欠き
３７…外周側板地部
３８…中側板地部
Ｌ…直線部分
Ｘ…折れ目
Ｍ…外周側連結部
Ｎ…内周側連結部
４０…電気音響素子
４１…円環状錘体
４２…下ヨーク
４２ａ…円形底台
４２ｂ…周壁
４２ｃ…底面
４３…円盤状磁石
４４…上ヨーク
４５…電磁コイル（ソレノイド）
４５ａ…引出し線
４６…リンガ振動板
４６ａ…透孔
４６ｂ…円弧状肉抜き孔
４６ｃ…張出片
４６ｄ…樹脂流通孔
４８…樹脂被覆層
４８ａ…架橋樹脂部
Ｓ…共鳴室
５０…蓋板
５０ａ…通し孔
５０ｂ…放音孔
６０…円環状スペーサ
６１…切欠き
８０…端子台
８１…台本体
８２…ピン取付孔
８５…中継端子ピン
８５ａ…上端側
８５ｂ…下端側
８６…係合部
８７…係合溝
９０…基板
９１…半田
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブザー音等の放音と低振動数の振動とを選択的に行う音響・振動併用式報知器に関し、特に、携帯電話機，ポケットベル等の携帯型電子機器に内蔵して携帯者に着信を音響又は振動で喚起するに好適な音響・振動併用式報知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブザーを用いた音響報知器や振動モータ等を用いた振動報知器は、それぞれ感覚別の個別機器として構成されているのが普通であるが、放音と振動を選択的に行う音響・振動併用式報知器は、携帯電話機等の情報通信関連機器の分野だけに留まらず、目覚し時計等の日用品や聴覚障害者等の福祉関連機器の分野まで広い実用化が期待されている。その実用化開発においては、音響報知器と振動報知器との単なる組み合わせ型ではなく、空気振動の音圧と無音又は静音での固体振動材の振動振幅とが相互に充分得られる条件下において、装置の小型化や低コスト化などを満足するものでなければならない。
【０００３】
このような条件をある程度満足するものとして、図１６に示す音響・振動併用式報知器が開発された。図１６に示す小型構成の音響・振動併用式報知器は、いわば円筒状ケース２の一方開口側に被せて固定した円板状の板バネ３の上に扁平円柱状のブザー本体（電気音響素子）を載せて固定し、その電磁コイル９が内面側に固定されたリンガ振動板８を円筒状ケース２の他方開口側に被せて固定した扁平構造となっている。即ち、この報知器は、円形の空圧抜き孔１ａを持つ樹脂製下蓋１と円環状の樹脂製ケース２の下端との印籠式合わせ面に周囲部分が挟み込まれた円板状のステンレス製板バネ３と、板バネ３上に固定されたカップ状の純鉄製下ヨーク４と、下ヨーク４の底面に固定された円盤状磁石５と、この磁石５の上に固定された円盤状の純鉄製上ヨーク６と、円形の放音孔７ａを持つ樹脂製上蓋７と樹脂製ケース２の上端との印籠式合わせ面に周囲部分が挟み込まれた円板状のステンレス製リンガ振動板８と、このリンガ振動板８の裏面に固着されており、下ヨーク４の周壁４ａの内周面と上ヨーク６の外周面との間隙に位置する電磁コイル（ソレノイド）９とを有している。
【０００４】
この電磁コイル９は下ヨーク４の周壁４ａと上ヨーク６との隙間の磁界（磁路）中に置かれているため、電磁コイル９の１対の引出し線９ａに外部から高周波数（２５００Ｈｚ〜３５００Ｈｚ）の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル９が軸方向に微振幅で振動するため、固有振動数が高いリンガ振動板８がその固有振動数（数ｋＨｚ）で共振する。そして、このリンガ振動板８（ブザー自身）の固有周波数ｆ０と共鳴室Ｓの共振周波数ｆｖ（＞ｆ０）とでヘルムホルツの共鳴効果により周波数帯域が拡がり、音圧がアップする。他方、電磁コイル９の１対の引出し線９ａに低周波数（１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル９が軸方向に微振幅で振動すると共に、その反作用として下ヨーク４，磁石５，上ヨーク６から成る磁路形成体も微振動するため、固有振動数が低い板バネ３が加振される。このため、板バネ３は低固有振動数の大きな振幅で共振することになるので、ケース２全体は感知可能な低振動数の振幅で振動する。かかる構造の音響・振動併用式報知器の外観形態は、直径約１５ｍｍ，高さ約５ｍｍの小径扁平円柱を呈している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の音響・振動併用式報知器にあっては、次のような問題点がある。
【０００６】
即ち、いわば電気音響素子の取付背板として、下ヨーク４の底部が嵌合する中央孔３ａを持つステンレス製の円環状の板バネ３を用い、高弾性支持により振動性を高めたものであるが、何分、板バネ３の直径は１４ｍｍ程度の小径であるため、板バネ３の中心軸線方向の固有振動数は、恰も小太鼓のように、高振動数となっている。良好に人体に感知できる剛体振動の振動数としては１００Ｈｚ程度の低振動数が好適であるものの、上記の報知器ではその高すぎる振動数の故、振動に対する慣れ等により、振動自体がなお感知し難い。ここで、振動を感知し易くするには、低振動数化と共に振動エネルギーを高めることであり、大振幅化や被搭載物の重量化も重要となる。板バネ３の板地部分に肉抜き部を増やせば、小径の板バネ３でも撓み振動の固有振動数を低くできるが、肉抜き部を無闇に増やすと、下ヨーク４等の被搭載物を支持する支持強度が落ち、またバネ性も損なわれる。
【０００７】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題は、小型構成でありながら、感知し易い振動数で剛体振動をする音響・振動併用式報知器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の手段は、振動式報知器に用いる板バネとしては、中央孔を取り囲む略環状帯板であり、その略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成ることを特徴とする。
【０００９】
このような形状の板バネを用いると、複数条の板地分離孔による肉抜き部分により、小径の板バネでありながら、その撓み振動の固有振動数を１００Ｈｚ程度の低振動数にまで下げることができる。また、複数条の略渦巻き状の板地分離孔が形成されているため、残余の内周側板地部は略渦巻き状の複数の中側板地部を介して外周側板地部に繋がっている。このため、略渦巻き状の複数の中側板地部を介して電気音響素子を分配支持できるから、支持強度を高めることができる。
【００１０】
更に、内周側板地部が外周側板地部に対して中心軸線方向へ繰り出し易く、ばね性を劣化させずに、撓み量（振幅）の最適化を実現できる。従って、低振動数で大きな振幅が得られるから、小型構成でありながら、振動を感知し易い振動式報知器を実現できる。
【００１１】
略渦巻き状の板地分離孔が細長く、周回角度が大きくなると、ばね定数が低くなり、振幅が大きくなるが、逆に、肉抜き部分が多くなるので、支持強度が低下する。また、略渦巻き状の板地分離孔の条数が多くなると、略環状帯板の帯幅が幅狭である場合、板地分離孔が混み過ぎ、板地分離孔の長さ（周回角度）を大きくできないため、撓み振幅を大きくできない。また、板地分離孔が１条又は２条である場合は、振動方向が中心軸線上からずれ、撓み運動に２次元成分が混ざりアンバランスになり易い。
【００１２】
そこで、複数条の略渦巻き状の板地分離孔としては３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されていることが好ましい。三つ巴紋状では、各板地分離孔の周回角度は１周回（３６０°）に満たない。望ましくは、１８０°〜２４０°を好適とする。周回角度を大きくすると、固有振動数を低くできる。このような三つ巴紋状の板地分離孔を持つ板バネによれば、支持強度の維持，ばね定数最適化，軸上振動方向の斉一化を実現でき、より一層、剛体振動が感知し易くなる。
【００１３】
上記構成において、本発明は、各板地分離孔の内周側部分が幅広の孔であって、各板地分離孔の外周側部分が幅狭の孔となっている。このため、板地分離孔の頭部の孔縁部分の応力が低減されている。また、各板地分離孔の途中が直線部として形成されているため、捩じれ難く、連結強度が高まる。
【００１４】
なお、このような形状の板バネは、音響・振動併用式報知器に限らず、振動式報知器に用いる場合も好適である。
【００１５】
円筒状ケースの一方開口側に被せて固定した上記の板バネの上に電気音響素子を載せて固定し、その電気音響素子の電磁コイルが固定されたリンガ振動板を上記ケースの他方開口側に被せて固定した音響・振動併用式報知器において、大きな振幅で低振動数で振動する板バネ上の電気音響器では反作用的に電磁コイルとリンガ振動板との固着に大きなストレスが印加する。このため、本発明では、電磁コイルとリンガ振動板とがリンガ振動板に形成された樹脂流通孔を介して電磁コイルに連結した樹脂層で一体成形されて成る。リンガ振動板と電磁コイルとを接着剤で固着する場合に比べ、接着の剥離等がなく、信頼性を高めることができ、また組付けの部品点数を削減できる。
【００１６】
また、本発明では、ケースとリンガ振動板との固定は、リンガ振動板の上に共鳴室を空けて被せた蓋板の周囲部分でリンガ振動板を押さえ、ケースの他方開口側を周囲部分に加締めて固着して成る。共鳴室を設けるのは、共鳴効果でリンガ振動板の音圧をアップさせるためであるが、ケースの他方開口側を蓋板の周囲部分に加締めることにより蓋板の固定とリンガ振動板の固定を同時に達成できる。接着剤を用いる場合に比し、信頼性が高まる。
【００１７】
更に、ケースの一方開口側の内周鍔部とケースに内嵌されたスペーサの一方開口側端面との間には板バネの周囲部分が挟み付けられて成る。板バネの固定は、接着剤を用いずに、ケースとスペーサとの挟み付けで実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施形態に係る音響・振動併用式報知器の外観を示す斜視図、図２は同報知器の左半分を縦断した部分切断図、図３は同報知器の分解斜視図、図４は、同報知器におけるケースと端子台と中継端子ピンとを示す分解斜視図、図５は同報知器における板バネを示す斜視図、図６は同板バネを示す平面図、図７は同報知器における円環状錘体を示す斜視図、図８は同報知器におけるカップ状下ヨークを示す斜視図、図８は同報知器における円盤状磁石を示す斜視図、図１０は同報知器における円盤状上ヨークを示す斜視図、図１１は同報知器における円環状スペーサを示す斜視図、図１２は同報知器における電磁コイルを示す斜視図、図１３は同報知器におけるリンガ振動板を示す斜視図、図１４は同報知器における蓋板を示す斜視図である。
【００２８】
本例の音響・振動併用式報知器１０の外観は、図１に示す如く、側面に端子台８０を具備する小径扁平円柱状（直径約１５ｍｍ，高さ約５ｍｍ）を呈している。この報知器１０の構造も、基本的には図１６に示す報知器の構造を踏襲している。概略的には、この報知器１０は、鉄製の略円筒状ケース２０の下方開口側に被せて固定したステンレス（ＳＵＳ３０４）製略円形薄板の板バネ３０の上に、略カップ状の純鉄製下ヨーク４２，略円盤状磁石４３，略円盤状の純鉄製上ヨーク４４等からなる扁平略円柱状の電気音響素子４０を載せて固定し、その電気音響素子４０の電磁コイル（ソレノイド）４５が内側面に固定されたステンレス（ＳＵＳ３０４）製略円形薄板のリンガ振動板４６をケース２０の上方開口側に被せて固定した扁平構造であって、その上方開口には樹脂製略円盤状の上蓋５０を被せてある。
【００２９】
円筒状ケース２０の下方端は、図２に示す如く、板バネ３０の空気振動圧を抜くための圧空抜き孔２０ａを備え、プレス成形により２段縮径状の内周鍔部２１として形成されており、１段目鍔部２１ａに続く最内周の２段目鍔部２１ｂのうち円周上の相対向位置には基板孔差し込み用脚片２２，２２が切り起こされている。円筒状ケース２０の周壁の一部は、端子台８０を取り付けるために、矩形状の切欠き２３となっている。また円筒状ケース２０の周壁上端側にはリンガ振動板４６の周囲部分を受けるための位置決め用の内周段差２４が形成されており、上端側は上端肉薄部２５となっている。
【００３０】
端子台８０は、２本の角柱状の中継端子ピン８５，８５が軸方向に圧入して取り付くピン取付孔８２，８２を具備する台本体８１と、これを円筒状ケース２０の切欠き２３に取り付ける係合部８６との樹脂一体成形品である。係合部８６には切欠き２３の両側縁の上部から差し込んで落とし込むための係合溝８７，８７が形成されている。
【００３１】
ケース２０の１段目鍔部２１ａとケース２０に内嵌された樹脂製の円環状スペーサ６０の下端面との間に、板バネ３０の周囲部分が挟み付けられている。この円環状スペーサ６０の周壁の一部は、端子台８０を取り付けるために、図１１に示す如く、矩形状の切欠き６１となっている。
【００３２】
ステンレス製の円形（直径１４ｍｍ，板厚０．１０〜０．１２ｍｍ程度）薄板の板バネ３０は、図５及び図６に示す如く、下ヨーク４２の円形底台４２ａが嵌合する直径８ｍｍ程度の中央孔３１を取り囲む帯幅３ｍｍ程度の略円環状帯板３２であり、その円環状帯板３２の板板部分には３条の略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５が穿たれている。略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５は中心に対して１２０°の回転対称関係で相互配置されており、いわば三つ巴紋状の配置関係で形成されている。そして、第１の板地分離孔３３の頭部（鞆部に相当）３３ａと第２の板地分離孔３４の尾部３４ｂとの間の板地部分を第３の板地分離孔３５が内周側板地部３６と外周側板地部３７に分離しているが、その内周側板地部３６のうち中央孔３１の孔縁には半月状切欠き３６ａが形成されている。２条の板地分離孔（３３と３４，３４と３５，３５と３３）で挟まれた部分は中側板地部３８となっている。略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５のいずれもは略同一の孔形状となっているが、螺旋曲線と直線で孔縁が縁取られている。第１の板地分離孔３３の頭部３３ａと第２の板地分離孔３４の尾部３４ｂとの間の板地部分を内周側板地部３６と外周側板地部３７とに分離する第３の板地分離孔３５の孔縁は直線部分Ｌとなっており、その他の螺旋孔縁と接続する部分は折れ目Ｘが形成されている。
【００３３】
板バネ３０とその上の下ヨーク４２とはレーザー溶接で固着されている。下ヨーク４２の周壁４２ｂにはタングステン製の円環状錘体４１が外嵌されて、レーザー溶接で固着されている。また、下ヨーク４２の底面４２ｃ上には円盤状磁石４３が接着等で固着されている、更に、この円盤状磁石４３の上には上ヨーク４４が接着等で固着されている。
【００３４】
リンガ振動板４６も円形（直径１４ｍｍ，板厚０．０４〜０．０５ｍｍ程度）薄板で、図１３に示す如く、複数の円弧状肉抜き孔４６ｂが離散的に周回するように形成されており、それらの内側部分が実質的な振動領域となっている。また、リンガ振動板４６には円形の透孔４６ａが形成されている。更に、リンガ振動板４６はケース２０の切欠き２３に係合する張出片４６ｃを有している。リンガ振動板４６の裏面には、下ヨーク４２の周壁４２ｂの内周面と上ヨーク４４の外周面との間隙に位置する電磁コイル４５が接着等で固着されている。電磁コイル４５の２本の引出し線４５ａはリンガ振動板４６の透孔４６ａを介して共鳴室Ｓへ出し、リンガ振動板４６上を半径方向に這わせ、蓋板５０の通し孔５０ａを介し、中継端子ピン８５の上端側８５ａに絡げてある。なお、引出し線４５ａが貫通した透孔４６ａに接着剤等を注入して封止しても良い。
【００３５】
電磁コイル４５とリンガ振動板４６との別の固定方法としては、図１５に示す如く、リンガ振動板４６に形成された樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄを介してインサート成形法で電磁コイル４５の周囲を樹脂被覆層４８で覆った一体成形品を用いることができる。リンガ振動板４６の表面側で樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄに跨がる架橋樹脂部４８ａを以て電磁コイル４５が抜け止めされている。樹脂流通孔４６ｄ，４６ｄは引出し線４５ａを通す透孔として利用することができる。また、インサート成形の際、リンガ振動板４６の表面半径方向に這う引出し線４５ａの部分を架橋樹脂部４８ａの樹脂で延長被覆しても良い。
【００３６】
樹脂製円盤状の蓋板５０は中央に円形の放音孔５０ｂを有しており、リンガ振動板４６と蓋板５０との間は共鳴室Ｓとなっている。蓋板５０の通し孔５０ａは、ケース２０の切欠き２３に係合する張出部５０ｃ，５０ｃの挾間にて開口している。そして、ケース２０とリンガ振動板４６との固定は、上蓋５０の周囲部分でリンガ振動板４６を内周段差２４上に押さえ、上端肉薄部２５を内周側へ加締めて固着している。
【００３７】
本例の音響・振動併用式報知器１０は、図２に示す如く、基板孔差し込み用脚片２２と中継端子ピン８５の下端８５ｂを基板９０のランド孔に差し込み、半田リフローによる半田９１で固着する。このため、報知器１０をしっかり基板９０に固定でき、剛体振動を確実に伝達できる。報知器１０は中継端子ピン８５を具備しているため、リード線を用いずに、基板９０との電気的な接続が可能となっている。基板実装の容易化に寄与する。
【００３８】
このような構成の音響・振動併用式報知器１０においても、電磁コイル４５が下ヨーク４２の周壁４２ｂと上ヨーク４４との隙間の磁界（磁路）中に位置しているため、基板９０上の報知器駆動回路から中継端子ピン８５，引出し線４５ａを介して電磁コイル４５へ高周波数の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル４５自身が中心軸線方向に微振幅で振動するため、リンガ振動板４６がその固有振動数（２８００〜３０００Ｈｚ）で共振する。そして、このリンガ振動板４６の固有周波数ｆ０と共鳴室Ｓの共振周波数ｆｖ（＞ｆ０）とでヘルムホルツの共鳴効果により周波数帯域が拡がり、音圧がアップする。携帯電話機，ポケットベル等の呼出し音に利用できる。
【００３９】
他方、引出し線４５ａを介して電磁コイル４５へ低周波数の交番電流を流すと、交番電磁力の発生によりその交番周期に同期して電磁コイル４５自身が中心軸線方向に微振幅で振動するため、反跳として下ヨーク４２，磁石４３，上ヨーク４４から成る磁路形成体側も微振動する。これにより板バネ３０が低振動数（１１０Ｈｚ程度）で加振され、ケース２０全体は感知可能な振幅で振動する。
【００４０】
ここで、板バネ３０の略円環状帯板３２には、３条の板地分離孔３３，３４，３５で肉抜き部分が形成されているため、その内周側板地部３６の撓み振動（中心軸線Ｏ方向）の固有振動数は約１１０Ｈｚの低振動数に設定されている。また、板地分離孔３３，３４，３５が略渦巻き状に形成されているため、下ヨーク４２が固定される可動部としての内周側板地部３６は３条の略渦巻き状の中側板地部分３８を介して固定部としての外周側板地部３７に繋がっている。このため、３条の略渦巻き状の中側板地部分３８を介して３本吊り状態で電気音響素子４０を分配支持できるから、支持強度を高くできる。更に、板地分離孔３３，３４，３５の尾部３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ側の外周側連結部Ｍを基端として略渦巻き状の中側板地部分３８自身の捩じれ作用が内周側連結部Ｎに重畳されるため、内周側板地部３６は外周側板地部３７に対して中心軸線Ｏへ繰り出し易くなっている。中側板地部分３８の曲げ変形ばかりか、捩じれバネ性も活かしているので、ばね定数を大きく落とさずに、好適な撓み量（振幅）を得ることができる。従って、低振動数で大きな振幅が得られるから、小型構成でありながら、感知し易い振動を起こす音響・振動併用式報知器１０を実現できる。
【００４１】
３条の略渦巻き状の板地分離孔３３，３４，３５は三つ巴紋状の配置関係で形成されている。この三つ巴紋状では、各板地分離孔３３，３４、３５の周回角度は約半周回（１９０°）である。周回角度が２４０°以上になると、略円環状帯板３２の帯幅が最多３条の板地分離孔３３，３４，３５で分割されるため、４筋の残余の板地部分は幅狭に失し、支持強度が劣化する。２条の略渦巻き条の板地分離孔から二つ巴紋状の配置関係で形成された板バネも考えられるが、振動方向が軸線上からズレ易く、２次元振動を起こし易い。４条以上の板地分離孔を用いた板バネも考えられるが、中側板地部分の長さを確保し、捩じれバネ性を活かそうとすれば、円環状帯板３２の帯幅の分割数が４以上となる部分が出てくるため、支持強度が劣化する。従って、三つ巴紋状の板地分離孔を持つ板バネ３０によれば、支持強度の維持及びばね定数最適化と軸上振動方向の斉一化を実現でき、より一層、易感知性の剛体振動となる。
【００４２】
外周側連結部Ｍや内周側連結部Ｎの領域は、片持ち梁の支持端として連結強度を高めるため、比較的広い面積を確保する必要がある。また、中側板地部３８が図５の二点鎖線で示す渦巻き曲線部分で外周側連結部Ｍや内周側連結部Ｎに連結していると、その連結部分に耐力以上の応力が作用するため、降伏点を超えて塑性変形や破断を生じ易い。そこで、本例では、このような渦巻き曲線部分を直線部Ｌとして形成し、捩じれ難く、連結強度を高めてある。
【００４３】
内周側連結部Ｎは、他に比べて広すぎるため、内周側板地部３６の円周方向の中で多少撓み難くく、また孔縁側に捩じれ変形が波及し易い。しかし、本例では、孔を形成するのではなく、切欠き３６ａを中央孔３１の孔縁に形成してあるので、支持強度を確保しながら、孔縁側への捩じれを波及し難くして内周側板地部３６の円周に沿った部分の撓みを平等化している。
【００４４】
なお、板地分離孔３３，３４，３５のうち外周側板地部３７に臨む外周側部分は幅狭の部分円周孔となっているのに対し、内周側板地部３６に臨む内周側部分は幅広の渦巻き孔となっており、板地分離孔３３，３４，３５の頭部３３ａ，３４ａ，３５ａの孔縁部分の応力が低減されている。
【００４５】
このような振幅の大きな板バネ３０を持つ報知器１０においては、リンガ板４６上に電磁コイル４５が固定されているため、電磁コイル４５とリンガ振動板４６との固着部分に大きなストレスが印加する。その固着部が接着剤である場合、繰り返し応力による疲労等で剥離等の不具合が生じ易い。しかし、本例では、図１５に示す如く、電磁コイル４５とリンガ振動板４６とが樹脂流通孔４６ｄを介して電磁コイル４５の周囲を覆った樹脂被覆層４８や架橋樹脂部４８ａで一体成形品となっているため、接着剤で固着する場合に比べ、信頼性を高めることができ、また組付けの部品点数を削減できる。
【００４６】
また、ケース２０とリンガ振動板４６との固定構造は、リンガ振動板４６の上に共鳴室Ｓを空けて被せた蓋板５０の周囲部分でリンガ振動板４６をスペーサ６０の上端に押さえ、ケース２０の上端肉薄部２５を加締めて固着して成る。共鳴室Ｓを設けるのは、共鳴効果で音圧をアップさせるためである。また、ケース２０の上方開口側を上蓋５０の周囲部分に加締めることにより上蓋５０の固定とリンガ振動板４６の固定を同時に達成できる。接着剤を用いる場合に比し、信頼性が高まる。
【００４７】
更に、ケース２０の１段目鍔部２１ａとケース２０に内嵌されたスペーサ６０の面との間には板バネ３０の周囲部分が挟み付けられて成る。板バネ３０の固定は、接着剤を用いずに、ケース２０とスペーサ６０との挟み付けで実現できる。
【００４８】
本例の電気音響素子４０は、板バネ３０の上に固定された下ヨーク４２と、その底面４２ｃに固定された磁石４３と、この磁石４３の上に固定された上ヨーク４４とを有しているが、下ヨーク４２の周壁部４２ｂにはタングステン等の重金属等から略円環状錘体４１が外嵌されている。このため、振動慣性が高まり、板バネ３０の撓み量（振幅）を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、板バネ３０は撓み変形で激しく振動するため、下ヨーク４２と板バネ３０との固定を接着剤で行う場合、接着剤剥離等の不具合の虞れがあるが、本例では、下ヨーク４２と板バネ３０の固定はレーザー溶接で固着されている。このため、下ヨーク４２が純鉄で、板バネ３０がステンレスの場合でも、固着信頼性が高く、剥離等の不具合を解消できる。また、下ヨーク４２の周壁部４２ｂと錘体４１との固定もレーザー溶接で固着されている。下ヨーク４２が純鉄で、錘体４１がタングステンの場合でも、固着信頼性が高く、剥離等の不具合を解消できる。
【００５０】
上述したように、本例の板バネ３０の振幅は従前のものに比し大きくなっているため、板バネ３０が自由に振動するための余裕空間をケース２０に確保しなければならない。そこで、内周鍔部２１は、２段縮径状の鍔部として形成されている。ケース２０の端部が２段縮径状の鍔部となっていると、図２に示す如く、ケース板厚の２倍以上が余裕空間の厚みとなる。従って、大きな振幅で板バネ３０を振動させる余裕が増す。更に、ケース２０の強度を高くできる。
【００５１】
なお、上記実施例においては、扁平円筒状のケースを用いてあるが、角筒状のケースや楕円状のケースを用いることも可能である。
【００５２】
本例で説明した板バネ３０は、音響・振動併用式報知器１０に限らず、振動式報知器だけに用いることができる。その振動式報知器としては、例えば、電磁コイル４５をリンガ振動板４６に固定せず、リンガ振動板４６を排除して、電磁コイル４５を蓋板５０又はケース２０等の固定部に固定した構造で良い。また、リンガ振動板４６を音波発生のためでなく、板バネ３０と同様に、低固有振動数とすることで、異なる固有振動数で選択的に振動する振動式報知器も構成できる。勿論、板バネ３０を高固有振動数のリンガ振動板とすることで、異なる音色で選択的に放音する音響報知器も構成できる。
【００５３】
そして、このような音響・振動併用式報知器１０又は振動式報知器は、直径１０ｍｍ，厚さ４ｍｍ程度の小径薄型化も可能であるため、携帯電話機、ポケットベルは勿論のこと、目覚し時計等の日用品や腕時計などにも内蔵可能であり、各種の携帯型電子機器に用いるに好適である。振動振幅としては１ｍｍ程度が必要とする場合は、板バネ３０が搭載する磁路形成体を薄くすることで、厚さ３ｍｍ程の超薄型も可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
（１） 以上説明したように、本発明においては、振動併用式報知器に用いる板バネが中央孔を取り囲む略環状帯板であり、その略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成る。複数条の略渦巻き状の板地分離孔は３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されており、各板地分離孔の内周側部分は幅広の孔であって、各板地分離孔の外周側部分は幅狭の孔である。このため、板地分離孔の頭部の孔縁部分の応力が低減されている。
【００５５】
（２） また、各板地分離孔の途中が直線部として形成されているため、捩じれ難く、連結強度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る音響・振動併用式報知器の外観を示す斜視図である。
【図２】同報知器の左半分を縦断した部分切断図である。
【図３】同報知器の分解斜視図である。
【図４】同報知器におけるケースと端子台と中継端子ピンとを示す分解斜視図である。
【図５】同報知器における板バネを示す斜視図である。
【図６】同板バネを示す平面図である。
【図７】同報知器における円環状錘体を示す斜視図である。
【図８】同報知器におけるカップ状下ヨークを示す斜視図である。
【図９】同報知器における円盤状磁石を示す斜視図である。
【図１０】同報知器における円盤状上ヨークを示す斜視図である。
【図１１】同報知器における円環状スペーサを示す斜視図である。
【図１２】同報知器における電磁コイルを示す斜視図である。
【図１３】同報知器におけるリンガ振動板を示す斜視図である。
【図１４】同報知器における上蓋を示す斜視図である。
【図１５】同報知器における電磁コイルとリンガ振動板との別の固定方法を説明するための部分断面図である。
【図１６】従来の音響・振動併用式報知器の左半分を縦断した部分切断図である。
【符号の説明】
１０…音響・振動併用式報知器
２０…円筒状ケース
２０ａ…圧空抜き孔
２１…内周鍔部
２１ａ…１段目鍔部
２２ａ…２段目鍔部
２２…基板孔差し込み用脚片
２３…切欠き
２４…内周段差
３０…板バネ
３１…中央孔
３２…円環状帯板
３３，３４，３５…略渦巻き状の板地分離孔
３３ａ，３４ａ，３５ａ…頭部
３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ…尾部
３６…内周側板地部
３６ａ…半月状切欠き
３７…外周側板地部
３８…中側板地部
Ｌ…直線部分
Ｘ…折れ目
Ｍ…外周側連結部
Ｎ…内周側連結部
４０…電気音響素子
４１…円環状錘体
４２…下ヨーク
４２ａ…円形底台
４２ｂ…周壁
４２ｃ…底面
４３…円盤状磁石
４４…上ヨーク
４５…電磁コイル（ソレノイド）
４５ａ…引出し線
４６…リンガ振動板
４６ａ…透孔
４６ｂ…円弧状肉抜き孔
４６ｃ…張出片
４６ｄ…樹脂流通孔
４８…樹脂被覆層
４８ａ…架橋樹脂部
Ｓ…共鳴室
５０…蓋板
５０ａ…通し孔
５０ｂ…放音孔
６０…円環状スペーサ
６１…切欠き
８０…端子台
８１…台本体
８２…ピン取付孔
８５…中継端子ピン
８５ａ…上端側
８５ｂ…下端側
８６…係合部
８７…係合溝
９０…基板
９１…半田
Claims (8)
- 中央孔を取り囲む略環状帯板であり、前記略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成る、振動式報知器に用いる板バネにおいて、
前記複数条の略渦巻き状の板地分離孔は３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されており、各板地分離孔の内周側部分は幅広の孔であって、各板地分離孔の外周側部分は幅狭の孔であることを特徴とする振動式器報知器に用いる板バネ。 - 中央孔を取り囲む略環状帯板であり、前記略環状帯板には複数条の略渦巻き状の板地分離孔が穿たれて成る、振動式報知器に用いる板バネにおいて、
前記複数条の略渦巻き状の板地分離孔は３条から成り、三つ巴紋状の配置関係で形成されており、各板地分離孔の途中が直線部として形成されていることを特徴とする振動式器報知器に用いる板バネ。 - 筒状ケースの一方開口側に被せて固定した板バネの上に電気音響素子を載せて固定し、その電気音響素子の電磁コイルが固定されたリンガ振動板を前記ケースの他方開口側に被せて固定した音響・振動併用式報知器であって、前記板バネとしては、請求項１又は請求項２に規定する板バネを用いて成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
- 請求項３において、前記電気音響素子は、前記板バネの上に固定された第１のヨークと、この第１のヨークの底面に固定された磁石と、この磁石の上に固定された第２のヨークとを有しており、前記第１のヨークの周壁部には略環状の錘体が外嵌されて成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
- 請求項４において、前記板バネと前記第１のヨークとの固定、及び前記第１のヨークの周壁部と前記略環状の錘体との固定のいずれか又は両者はレーザー溶接で固着されて成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
- 請求項３乃至請求項５のいずれか一項において、前記電磁コイルと前記リンガ振動板との固定は、前記リンガ振動板に形成された樹脂流通孔を介して前記電磁コイルに連結した樹脂層で一体成形されて成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
- 請求項３乃至請求項６のいずれか一項において、前記ケースと前記リンガ振動板との固定は、前記リンガ振動板の上に共鳴室を空けて被せた蓋板の周囲部分で前記リンガ振動板を押さえ、前記ケースの他方開口側を前記周囲部分に加締めて固着して成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
- 請求項３至請求項７のいずれか一項において、前記ケースの前記一方開口側の内周鍔部と前記ケースに内嵌されたスペーサの一方開口側端面との間に、前記板バネの外周側部分が挟み付けられて成ることを特徴とする音響・振動併用式報知器。
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