JP3785587B2 - 報知用振動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯装置に装備される報知用振動装置に関し、特に、振動板を保護する報知用振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポケットベルや携帯電話などの携帯装置には、着信を受信者に知らせる方法として、報知用リンガ装置や報知用振動装置が用いられている。ところが、報知用リンガ装置は、音を発生するために、周りの人に迷惑がかかるという問題がある。したがって、携帯装置は、報知用振動装置を用いて着信を受信者に知らせる傾向がでてきている。
図１０は従来の報知用振動装置の概略斜視図であり、図１１は図１０に示す従来の報知用振動装置の概略平面図（Ａ）およびそのＡ１−Ａ２断面図（Ｂ）である。図において、１は振動素子であり、この振動素子１はバネ性を有する真鍮などの平板の金属からなる振動板２と、この振動板２を挟み込んだ支柱部３と、上記振動板２の両面に接着した駆動用圧電セラミックス４と、上記振動板２の先端に取り付けた鉛などからなる重り５と、電極（図示せず）を有したフレキシブルプリントケーブル６（以下、ＦＰＣとする）からなる。７は電池であり、この電池７は駆動用圧電セラミックス４を動かす動力源である。８はＩＣであり、このＩＣ８は駆動用圧電セラミックス４を動かすための電気回路部品である。９は昇圧トランスであり、この昇圧トランス９は、上記ＩＣ８と同じく、駆動用圧電セラミックス４を動かすための電気回路部品である。１０はケースであり、このケース１０は振動素子１の支柱部３を固定する。１１はボルトであり、このボルト１１はケース１０に支柱部３を固定する。
【０００３】
次に、上記報知用振動装置の振動の発生方法について説明する。まず、公知の回路を利用して、駆動用圧電セラミックス４に交番電圧を印加すると、この駆動用圧電セラミックス４が伸縮し、振動板２が曲げ振動する。そして、この振動が支柱部３からケース１０に伝達される。
しかし、上記報知用振動装置は、支柱部３で振動板２を直接挟持した構造のため、振動をケース１０に伝達しやすいが、振動板２がこの振動板２の長手方向に位置する支柱部３の端を支点にして動くので、この支点に接した振動板２の箇所に応力が集中し、金属疲労が起きやすくなる問題があった。
そこで、概略断面図を図１２に示すような従来の他の報知用振動装置、すなわち、支柱部で振動板を弾性体を介して挟持した構造のものが提案されている。図において、１２は弾性体であり、この弾性体１２は振動板２と支柱部３の間に設けられる。その他の構成は、図１０に示す振動素子１と同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性体を介して支柱部で振動板を挟持した構造の従来の報知用振動装置は、支柱部とＦＰＣもしくは振動板が接触する全面に設けた弾性体が、スプリングとダッシュポットの組み合わせからなるマックスウェルのモデルで表されると仮定した場合、ダッシュポットの働きをするので、振動板の振動が一部吸収され、ケースに伝達する振動が小さくなるという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る報知用振動装置は、平板形の振動板と、この振動板を挟持した支柱部と、上記振動板の一端に取り付けた重りと、上記振動板の少なくとも一方の面に接着固定した駆動用圧電セラミックスと、この駆動用圧電セラミックスに交番電圧を供給する電気回路と、この電気回路と支柱部の他端とを固定したケースからなる報知用振動装置において、上記支柱部は振動板の長手方向の先端のみに弾性体を設けたものである。
【０００６】
【作用】
本発明は、振動板が振動したときに応力が集中する箇所のみに弾性体を設けたので、応力の集中を分散でき、振動板の耐久性が向上する。また、上記応力が集中する箇所以外には弾性体を設置していないから、ケースに伝達される振動はほとんど阻害されない。また、ケースを床に落としたときに生じる振動板の一定以上の動きを、ケースの突部もしくはケースから突出した弾性体で規制したので、振動板に１次衝撃が加わっても塑性変形しない。また、１次衝撃によって重りがケースに当たった時、この重りもしくはケースの弾性体が振動板にかかる２次衝撃を吸収するので、振動板が塑性変形しにくくなり、この振動板の耐久性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る報知用振動装置の一実施例を示す概略平面図（Ａ）およびそのＢ１−Ｂ２断面図（Ｂ）である。図において、１３は弾性体であり、この弾性体１３は、振動板の長手方向に位置する支柱部１４の先端のみに設けられる。その他の構成は、図１１と同様である。なお、弾性体１３は、ゴムやスポンジや軟らかい樹脂などであり、支柱部１４は、振動の伝達がよい金属や硬い樹脂などである。
なお、弾性体１３は支柱部１４に接着してもよく、接着せずに支柱部１４で挟持してもよいことは勿論である。
図２は本発明に係る報知用振動装置の他の実施例を示す概略平面図（Ａ）およびそのＣ１−Ｃ２断面図（Ｂ）である。図において、１５は支柱部であり、この支柱部１５は振動板２の中心をボルト１１で固定している。１６は弾性体であり、この弾性体１６は振動板２の長手方向に位置する支柱部１５の先端の２箇所に設けられる。１７は重りであり、この重り１７は、振動板２の両端に取り付けられる。その他の構成は図１と同様である。したがって、両端に重り１７を取り付けた振動板２を支柱部１５で挟持するときは、振動板２の長手方向に位置する支柱部１５の先端の２箇所のみ、すなわち、振動板２の支点近傍の２箇所に弾性体１６を設ければよい。
【０００８】
図３は本発明に係る報知用振動装置の他の実施例を示す概略平面図（Ａ）及びＤ１−Ｄ２断面図（Ｂ）である。図において、１８はリード線であり、このリード線１８はＦＰＣ６の代わりに使用してもよいことは勿論である。その他の構成は、図１と同様である。
【０００９】
次に、振動板２の耐久性について、実施例として図１、比較例１として図１１、比較例２として図１２の振動素子を用いて説明する。まず、公知の回路を利用して、駆動用圧電セラミックス４に交番電圧を印加させる。すると、この駆動用圧電セラミックス４が伸縮し、振動板２が曲げ振動する。この時、比較例１は、５０時間で振動板２が割れた。しかし、実施例と比較例２は、２５０時間経過しても振動板２が割れなかった。すなわち、実施例と比較例２は、弾性体１２，１３によって、振動板２にかかる応力集中を分散することができるので、金属疲労が小さくなる。
したがって、本発明の報知用振動装置の振動素子１は、比較例２と同様に耐久性が良い。
【００１０】
次に、ケース１０への振動の伝達効率と振動板２の耐久性について説明する。まず、ケース１０への振動の伝達効率を考慮した場合、振動板２の振動を阻害しないように支柱部３で振動板２を挟持すると、支柱部３で振動板２を挟持したところの図１１の部分拡大断面図を図４に示すように、振動板２の支点１９に応力が集中するので、振動板２の耐久性が悪くなる。また、振動板２の耐久性を考慮した場合、図１２に示すように、弾性体１２を介して支柱部３で振動板２を挟持すると、スプリングとダッシュポットの組み合わせからなるマックスウェルのモデルに相当する弾性体１２がダッシュポットの働きをして振動板２の振動の伝達を阻害するためケース１０に効率よく振動を伝達できない。
したがって、支柱部１４で振動板２を挟持したところの図１の部分拡大断面図を図５に示すように、振動板２の支点２０近傍のみ、言い換えれば、振動板２の応力が集中する箇所のみに支柱部１４より軟らかい弾性体１３を用いることによって、振動板２の応力が集中する箇所が振動板２の支点１９（図４参照）より広くなるので、この振動板２の応力が分散し、かつ、ケース１０に伝達される振動をできるだけ阻害しないようにすることができる。
【００１１】
図６は本発明に係る報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。図において、２１は弾性体であり、この弾性体２１は、ゴムやスポンジなどを重り５と対向するケース１０の面に設けられる。その他の構成は、図１と同様である。
次に、図６に示す報知用振動装置を床などに落とした時の振動素子の動きについて説明する。まず、ケース１０が床に当たったときに、重り５によって加速がついた振動板２が上下のどちらか一方にたわんで、この振動板２の支点に大きな応力がかかる。この現象を１次衝撃とする。そして、振動板２がさらに大きくたわむと、重り５とケース１０が衝突する。弾性体２１がない場合、重り５とケース１０が衝突して離れるまでの僅かな時間に、重り５を支点として振動板が変形する。この現象を２次衝撃とする。この時の２次衝撃力は、重り５がケース１０に衝突するまでの重り５の加速度に比例し、２次衝撃の強さによっては、振動板２が塑性変形する。このように振動板２が塑性変形すると、固有振動数が変わったり、重り５がケース１０に接近して振動板２の振り幅が十分でなくなったり、振動板２の中立点近傍に微小な亀裂が発生し易くなる。しかし、弾性体２１がある場合、重り５が弾性体２１に衝突した後、２次衝撃をこの弾性体２１が吸収する。このため、重り５を支点として振動板２が変形しにくくなるので、振動板２が塑性変形しない。
【００１２】
次に、２次衝撃に対する振動板の耐久性について、図１および図６の報知用振動装置を用いて説明する。まず、図１及び図６の報知用振動装置を地上１０ｍの高さから床に自由落下させる。そして、これを繰り返す。その結果、図１に示す報知用振動装置は３回床に落下したときに振動板２の中点近傍に微小な亀裂が入ったのに対し、図６に示す報知用振動装置は、６回床に落下しても振動板２に亀裂が入らなかった。
したがって、弾性体２１が存在することによって、振動板２にかかる２次衝撃が小さくなるから、この振動板２に亀裂が生じにくくなる。
【００１３】
図７は本発明に係る報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。図において、２２は重りであり、この重り２２は、金属２３の表面に弾性体２４を接着してなる。このように、重り２２と対向するケース１０の面に弾性体２１を設けないで、重り２２の少なくとも表面に弾性体２４を設けてもよいことは勿論である。また、重り２２を全て弾性体２４で形成すれば、金属２３を使用しないので、部品点数を削減できる。
【００１４】
図８は本発明に係る報知用振動装置の振動素子の他の実施例を示す概略断面図である。図において、２５は弾性体であり、この弾性体２５は、ゴムやスポンジなどを重り５と対向するケース１０の面から突出して設けられる。その他の構成は、図１と同様である。
図９は本発明に係る報知用振動装置の振動素子の他の実施例を示す概略断面図である。図において、２６は突部であり、この突部２６は、重り２２と対向するケース１０面から突出して設けられる。その他の構成は図１と同様である。
なお、ケース１０から突出した弾性体を設けることによって、もしくは、金属２３に弾性体２４を接着した重り２２を取り付け、ケース１０に突部２６を設けることによって、ケース１０を床などに落としたときの振動板２の変形を非常に小さく抑えることができる。すなわち、１次衝撃による振動板２の動きが規制されるので、この振動板２が塑性変形を起こさず、振動板２の耐久性が非常によい。
【００１５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る報知用振動装置によれば、振動板が振動したときに応力が集中する箇所のみに弾性体を設けたので、応力の集中を分散でき、振動板の耐久性が向上する。また、上記応力が集中する箇所以外には弾性体を設置していないから、ケースに伝達される振動はほとんど阻害されないなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の報知用振動装置の一実施例を示す概略平面図（Ａ）およびそのＢ１−Ｂ２断面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略平面図（Ａ）およびそのＣ１−Ｃ２断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略平面図（Ａ）およびそのＤ１−Ｄ２断面図（Ｂ）である。
【図４】従来の報知用振動装置の振動素子の部分拡大断面図である。
【図５】図１の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図９】本発明の報知用振動装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図１０】従来の報知用振動装置の概略斜視図である。
【図１１】図１０の概略平面図（Ａ）およびそのＡ１−Ａ２断面図（Ｂ）である。
【図１２】従来の他の報知用振動装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１３ 弾性体

Claims (5)

1. 平板形の振動板と、この振動板を挟持した支柱部と、上記振動板の一端に取り付けた重りと、上記振動板の少なくとも一方の面に接着固定した駆動用圧電セラミックスと、この駆動用圧電セラミックスに交番電圧を供給する電気回路と、この電気回路と支柱部の他端とを固定したケースからなる報知用振動装置において、
   上記支柱部は振動板の長手方向の先端のみに弾性体を設けたことを特徴とする報知用振動装置。
2. 上記重りは少なくとも表面が弾性体であることを特徴とする請求項１記載の報知用振動装置。
3. 上記ケースは重りと対向する箇所が弾性体であることを特徴とする請求項１記載の報知用振動装置。
4. 上記ケースは重りと対向する箇所がケースの面から突出した突部を有することを特徴とする請求項２記載の報知用振動装置。
5. 上記弾性体はケースの面から突出した突部を有することを特徴とする請求項３記載の報知用振動装置。

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