JPH08294674A - 圧電振動体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低電力消費、小型・軽量・低背化、他の電子回
路めの影響がなく、ポケットベルや携帯用電話などの着
信を伝える呼出装置に適した圧電振動体を提供する。 【構成】 円形状の振動板２の一方主面に、該振動板２
の直径よりも小さな外径を有するリング状の圧電素子１
を貼着した圧電振動体１０であり、特に、前記リング状
の圧電素子１は、前記振動板２の所定振動における変曲
点Ｘ部分を含む領域に貼着されている。また、前記リン
グ状の圧電素子１の内径部に相当する振動板２の外面
に、重量付加部材３が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポケットベル、携帯用
電話などの振動呼出装置に用いられる圧電振動体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、ポケットベル、携帯用電話では、
携帯者以外の呼出音の不快さから、呼出音から呼出振動
を用いる場合が増加している。

【０００３】従来の呼出装置に用いられる圧電振動体
は、特開平５−３０５２７０号公報で提案されているよ
うに、振動子を振動させるための永久磁石と発振コイ
ル、復元用バネとで構成されていた。

【０００４】即ち、振動子の発振コイル側である一端に
永久磁石を貼着し、振動子の他端を復元用バネで保持し
て、振動子の一端の近傍に発振コイルを配置していた。
そして、発振コイルに所定交番周波数の信号を与えるこ
とにより、発生したコイルの磁界が、永久磁石と共動し
て、振動子が復元用バネで保持された部分他端を中心に
所定共振周波数で振動するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の圧電
振動体を有する振動呼出装置を用いた例えばポケットベ
ルや携帯用電話は、消費電流が少なく、これに伴い、連
続通話時間や連続待受け時間が充分に長いこと、さら
に、軽量・小型であること、さらに、安定した動作信頼
性があることが重要である。

【０００６】しかし、上述のように、発振用コイルでも
って、振動板を振動させなければならず、コイルに流れ
る消費電流が大きいことから、連続通話時間や連続待受
け時間が短くなってしまうという問題点があった。

【０００７】また、永久磁石を用いているため、重量が
増大してしまい、軽量化が達成できなという問題があっ
た。

【０００８】さらに、発振用コイルから発生する磁束
が、ポケットベル、携帯用電話などを構成する他の電子
回路に影響を与え、その結果、動作信頼性が低下してし
まうなどの問題点があった。

【０００９】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、構造が非常に簡素となり、
組立が非常に簡単となり、消費電流が少なく、軽量化が
可能であり、他の回路に与える影響が少なく、さらに、
充分な振動を発生させることができ、ポケットベルや携
帯用電話の呼出装置に適した圧電振動体を提供すること
になる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、円形状
の振動板の一方主面に、該振動板の直径よりも小さな外
径を有するリング状の圧電素子を貼着した圧電振動体で
ある。

【００１１】特に、前記リング状の圧電素子は、前記振
動板の所定振動における変曲点部分を含む領域に貼着さ
れている。

【００１２】また、前記リング状の圧電素子の内径部分
の振動板に、重量部材が配置されている。

【００１３】

【作用】本発明の圧電振動体によれば、従来のように、
復元用コイル、発振用コイル、永久磁石などを一切用い
ず、基本的には、振動板と圧電素子とからなっており、
必要に応じて、重量付加部材を有している。

【００１４】従って、構造が非常に簡素化することがで
き、組立が非常に簡単となる。また、振動を発生させる
振動源が圧電素子であり、所定交番電圧の印加で所定振
動を発生させることができるため、従来の発振用コイル
に比較して、消費電力が非常に小さくすることができ
る。このため、ポッケットベル、携帯用電話において
は、消費電力が減少して、長連続通話時間、長待受け時
間に寄与でき、さらに、バッテリィー装置の小型化にも
つながり、小型化が可能となる。

【００１５】また、従来のように永久磁石などを用いて
いないこと、構造が非常に簡素化され、平板状部材で構
成できることから、軽量・小型が可能となる。特に、円
形状の振動板の主面に、圧電素子が貼着される構造であ
るため、低背化が可能となる。

【００１６】また、従来のように振動板を磁界を利用し
て振動させていないため、漏れ磁界による他の電子回路
への影響が一切なく、動作信頼性が飛躍的に向上する。

【００１７】特に、圧電素子が、所定振動における振動
板の変曲点部分に貼着されているため、圧電素子の振動
モードを効率的に振動板に伝えることができるととも
に、圧電素子の機械的な負担を最小限にすることがで
き、安定した振動及び長寿命化が可能となる。

【００１８】また、振動板の中心に重量付加部材を取り
つけることにより、振動板の振動周波数を簡単に制御で
き、低周波数で大きな振幅の振動が可能となる。

【００１９】以上のように、各作用により、ポッケット
ベルや携帯用電話の着信を伝える呼出装置の圧電振動体
として適したものとなる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の圧電振動体を図面に基づいて
詳説する。

【００２１】図１は本発明に係る圧電振動体を、例えば
ポッケットベルに取着した状態の断面図であり、図２は
本発明に係る圧電振動体の分解斜視図である。

【００２２】圧電振動体１０は、圧電素子１、振動板２
とから主に構成され、必要に応じて重量付加部材３を有
して構成されている。

【００２３】圧電素子１は、リング状のＰＺＴなどの圧
電基板１１からなり、その形状は外径１０〜３０ｍｍ、
内径５〜２０ｍｍ、厚み５０〜５００μｍである。この
圧電基板の両主面には、Ａｇ系導体膜からなる電極が形
成されている。例えば、振動板２に貼着される貼着側主
面には、リング状のアース電極１２が形成されており、
図２に示す露出側主面には、一部が分割された２つ電極
１３、１４が形成されている。電極１３は、圧電素子１
に所定振動を発生させるための主電極であり、電極１４
は振動板２の変形状態を検出するためのセンサ電極であ
る。各電極の厚みは例えば３〜１５μｍである。

【００２４】振動板２は、リン青銅、４２アロイなどか
ら成る金属振動板などであり、平面形状が円形となって
いる。尚、図に示すように、ポッケットベルなどの外装
体４に振動板２の周囲で固定しても、安定した振動が可
能とするため、その周囲がツバ部２１が周設された皿形
状となっている。即ち、ツバ部２１で囲まれた窪んだ平
面部分は、振動板２の最大振幅よりも大きく窪んでお
り、その形状は、少なくともリング状の圧電素子１の外
径よりも若干大きな形状となっている。尚、ツバ部２１
の一部には切り欠き部２１ａが形成されている。

【００２５】このような加工は、金属平板のプレス成型
やシボリ加工によって簡単に形成することができる。

【００２６】上述の圧電素子１と振動板２とは、圧電素
子１のアース電極１２と振動板２の一方主面、例えば、
ツバ部２１で囲まれた窪んだ内面側主面との間を導電性
接着材５などを介して貼着されている。

【００２７】そして、圧電素子１の露出側に存在する主
電極１３、センサー電極１４に、さらに、振動板２の一
部に夫々リード線が半田などによって接続されている。

【００２８】尚、主電極１３、センサー電極１４に接続
したリード線は、ツバフィルタ２１の形成した切り欠き
部２１ａを介して、外部に延出する。また、振動板２に
接続されるリード線は、圧電素子１を貼着した面と反対
の面で接続することが望ましい。

【００２９】また、振動板２の中央部分、即ち、圧電素
子１の内径から露出している振動板２の中央部分には、
重量付加部材３が配置されている。重量付加部材３は、
直接振動板２に貼着してもよいし、また、図２に示すよ
うに、振動板の中央にハトメ孔２２を形成しておき、圧
電素子１と接触しなように、平板状の重量付加部材３を
ハトメ２３によって加締め処理して振動板２に固定して
も構わない。尚、図では、重量付加部材３は、振動板２
の外部側に配置した。

【００３０】このような構造の圧電振動体１０は、ポッ
ケットベルなどの外装体４に振動板２のツバ部２１を利
用して直接固定される。この固定方法は、ネジによる螺
着、接着剤による接着、外装体４に超音波を与えて固定
する超音波融着などの種々の方法が挙げられる。

【００３１】このような圧電振動体１０において、アー
ス電極１２と主電極１３との間に所定交番電圧を加える
と、圧電素子１に振動が発生し、これによって、振動板
２が上下に振動を始める。この振動が例えばポケットベ
ルなどの外装体４に伝わり、着信を伝える呼出信号とす
ることができる。

【００３２】以上のように本発明の圧電振動体１０によ
れば、圧電素子１と振動板２とから成り、必要に応じ
て、重量付加部材３を有している構造であり、圧電振動
体１０自身のケースが不要であるなど、構造が非常に簡
素化することができ、その組立が非常に簡単となる。

【００３３】また、振動板２の振動を発生させる振動源
が圧電素子１であり、所定交番電圧の印加で所定振動を
発生させることができるため、従来のように、消費電流
が大きい発振用コイルを用いる必要がなく、消費電力が
非常に小さい圧電振動体１０を形成することかできる。

【００３４】また、圧電素子１による電わい効果で振動
板２を振動させているため、従来のように磁界を利用し
ていないため、漏れ磁界による他の電子回路への影響が
一切なく、他の電子回路の動作信頼性が飛躍的に向上す
る。

【００３５】さらに、構造が非常に簡素化されるととも
に、圧電素子１、振動板２、さらに重量付加部材３を平
板状部材で構成することができるため、軽量・小型が可
能となる。特に低背化が可能となる。

【００３６】ここで、圧電素子１と振動板２との貼着位
置について検討する。

【００３７】振動板２は、圧電素子１に印加される交番
電圧による振動周波数と、振動板２の機械的共振周波数
が一致すると、特に、大きな振動が得られることにな
る。しかし、この大きな振動による機械変位が、貼着・
固定された圧電素子１に影響を及ぼすことがあり、例え
ば、圧電素子１の減極や圧電基板１１の破損が発生す
る。

【００３８】このため、圧電素子１の振動板２への貼着
位置を厳密に制御することが望ましい。ここで、振動板
２の周囲のツバ部２１は、固定端となっており、その中
央部で最大振幅が発生する（図３参照）。このため、圧
電素子１は、効率よく振動を振動板２に伝え、且つ機械
的な変位の最も少ない領域、即ち、振動板２の振動にお
ける変曲点Ｘ部分を含む領域に貼着することが重要とな
る。

【００３９】変曲点Ｘ部分を含む領域とは、例えば、図
３の「上に凸」状態で振動板２が変位した時点では、振
動板２の中心部分は、例えば負の曲率が発生し、固定端
である振動板２の周囲のツバ部２１の境界部分には、正
の曲率が発生することになるが、この固定端側の正の曲
率から負の曲率に変曲する点を含む領域である。

【００４０】即ち、所定振動における振動板２の振動状
態を２次曲線とした場合、２回微分によって求められる
点が変曲点であり、リング状の圧電素子１をこの変曲点
部分を覆うように貼着する。

【００４１】このように、圧電素子１が、所定振動にお
ける振動板２の変曲点部分に貼着されているため、圧電
素子１の振動モードを効率的に振動板２に伝えることが
できるとともに、圧電素子１の機械的な負担を最小限に
することができ、安定した振動及び圧電素子１の長寿命
化が可能となる。

【００４２】また、圧電振動体１０において、特に、ポ
ケットベルや携帯用電話においては、低周波数で且つ大
きな振幅が求められるが、振動板２の機械的共振周波数
と重量付加部材３の重量との関係を適切に設定すること
により、簡単に数Ｈｚ〜数１０Ｈｚの低周波数で振動板
２を振動させることができる。

【００４３】尚、上述の圧電素子１の表面に形成したセ
ンサ電極１４は、主に自励発振回路や振動状態のフィー
ドバック信号用に用いられるが、これを省略しても構わ
ない。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基本的に
は、振動板と圧電素子とから成り、必要に応じて重量付
加部材を含んで構成されているため、構造が非常に簡素
化することができ、組立が非常に簡単となる。特に、構
成する部材が、基本的には平板状部材であるため、構造
の簡素化とあいまって、軽量・小型・低背化が可能とな
る。

【００４５】また、振動を発生させる振動源が圧電素子
における消費電力が非常に小さくなり、振動板を圧電素
子の電わい効果で振動させているため、従来のように漏
れ磁界による他の電子回路への影響が一切なく、動作信
頼性が飛躍的に向上する。

【００４６】特に、圧電素子を所定振動における振動板
の変曲点部分に貼着することにより、圧電素子の振動を
効率的に振動板に伝え、且つ圧電素子の機械的な負担を
最小限にすることができ、安定した振動及び長寿命化が
可能となる。

【００４７】また、振動板の中心に重量付加部材を取り
つけることにより、振動板の振動周波数を簡単に制御で
き、低周波数で大きな振幅の振動が可能となる。

【００４８】結局、ポッケットベルや携帯用電話の着信
を伝える呼出装置の圧電振動体として非常に適したもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電振動体の構造を示す断面図で
ある。

【図２】本発明に係る圧電振動体の分解斜視図である。

【図３】本発明に係る振動板の振動状態における概略図
である。

【符号の説明】

１０・・・圧電振動体 １ ・・・圧電素子 １１・・・圧電基板 １２・・・アース電極 １３・・・主電極 １４・・・センサー電極 ２・・・・振動板 ２１・・・ツバ部 ２１ａ・・切り欠き部 ３・・・・重量付加部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形状の振動板の一方主面に、該振動板
   の直径よりも小さな外径を有するリング状の圧電磁器を
   貼着したことを特徴とする圧電振動体。
2. 【請求項２】 前記リング状の圧電素子は、前記振動板
   の所定振動における変曲点部分を含む領域に貼着されて
   いることを特徴とする請求項１記載の圧電振動体。
3. 【請求項３】 前記振動板には、重量付加部材が配置さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動体。