JPH1066937A - 加振器 - Google Patents
加振器Info
- Publication number
- JPH1066937A JPH1066937A JP26222696A JP26222696A JPH1066937A JP H1066937 A JPH1066937 A JP H1066937A JP 26222696 A JP26222696 A JP 26222696A JP 26222696 A JP26222696 A JP 26222696A JP H1066937 A JPH1066937 A JP H1066937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- piezoelectric element
- elastic plate
- mass body
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】加振器のエネルギー消耗の大幅低減及び長寿命
化を図ることに加えて一段と小型軽量化を可能ならしめ
た加振器を提供すること。 【解決手段】加振器における加振源として左右交互に一
又は二以上の切欠きを設けた帯状片でなる弾性板の一端
近傍の片面又は両面に圧電素子を貼着し，他端近傍の片
面又は両面に質量体を取着する構成と前記圧電素子貼着
側の弾性板の一端を支持固定部所とし，質量体取着側の
弾性板の他端を自由端とする構成でならしめるものを内
蔵する加振器。
化を図ることに加えて一段と小型軽量化を可能ならしめ
た加振器を提供すること。 【解決手段】加振器における加振源として左右交互に一
又は二以上の切欠きを設けた帯状片でなる弾性板の一端
近傍の片面又は両面に圧電素子を貼着し，他端近傍の片
面又は両面に質量体を取着する構成と前記圧電素子貼着
側の弾性板の一端を支持固定部所とし，質量体取着側の
弾性板の他端を自由端とする構成でならしめるものを内
蔵する加振器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，携帯電話やポケッ
トベルあるいは時計に内蔵し，着信や時刻を人体に感知
させる加振器に関するものである。
トベルあるいは時計に内蔵し，着信や時刻を人体に感知
させる加振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来，腕時計の時刻やポケットベルの着
信を発音ではなく機械的振動により人体に感知させる技
術には，図４に示すようなコアレスモータ１に偏心した
分銅２を装着してなる加振器がある。当該技術は，振動
モータあるいはペジャーモータ利用の加振器とも称さ
れ，コアレスモータ１の回転によって分銅２が機械的振
動を惹起するものである。
信を発音ではなく機械的振動により人体に感知させる技
術には，図４に示すようなコアレスモータ１に偏心した
分銅２を装着してなる加振器がある。当該技術は，振動
モータあるいはペジャーモータ利用の加振器とも称さ
れ，コアレスモータ１の回転によって分銅２が機械的振
動を惹起するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した振動モータで
は機械的振動を惹起させる駆動源はコアレスモータ１の
回転運動であり，これを機械的振動に変換させることか
らエネルギー損失が大きかった。このためこれを装着し
た携帯機器においては振動モータの給電源である電池の
消耗は激しく電池交換を頻繁に行う必要があった。ま
た，分銅２の回転によってコアレスモータ１の軸受けに
は過度の偏荷重がかかり，寿命を著しく縮めていた。ま
た別の問題点として，人体に感知可能なレベルの振動を
惹起させる回転力を得るためには，コアレスモータ１に
おいては銅線コイルの占有容積および中心に挿入した永
久磁石の直径を相当程度大きくしなければならない。よ
って従来の振動モータにおいては更なる小型軽量化の要
求に応えることは極めて困難であった。
は機械的振動を惹起させる駆動源はコアレスモータ１の
回転運動であり，これを機械的振動に変換させることか
らエネルギー損失が大きかった。このためこれを装着し
た携帯機器においては振動モータの給電源である電池の
消耗は激しく電池交換を頻繁に行う必要があった。ま
た，分銅２の回転によってコアレスモータ１の軸受けに
は過度の偏荷重がかかり，寿命を著しく縮めていた。ま
た別の問題点として，人体に感知可能なレベルの振動を
惹起させる回転力を得るためには，コアレスモータ１に
おいては銅線コイルの占有容積および中心に挿入した永
久磁石の直径を相当程度大きくしなければならない。よ
って従来の振動モータにおいては更なる小型軽量化の要
求に応えることは極めて困難であった。
【０００４】そこで本発明が解決しようとする課題は前
記した従来技術の問題点の解決を図ること，即ち加振器
のエネルギー消耗の大幅低減及び長寿命化を図ることに
加えて一段と小型軽量化を可能ならしめた加振器を提供
することにある。
記した従来技術の問題点の解決を図ること，即ち加振器
のエネルギー消耗の大幅低減及び長寿命化を図ることに
加えて一段と小型軽量化を可能ならしめた加振器を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る加振器は加
振器における加振源として左右交互に一又は二以上の切
欠きを設けた帯状片でなる弾性板の一端近傍の片面又は
両面に圧電素子を貼着し，他端近傍の片面又は両面に質
量体を取着する構成と前記圧電素子貼着側の弾性板の一
端を支持固定部所とし，質量体取着側の弾性板の他端を
自由端とする構成でならしめるものを内蔵するものであ
る。
振器における加振源として左右交互に一又は二以上の切
欠きを設けた帯状片でなる弾性板の一端近傍の片面又は
両面に圧電素子を貼着し，他端近傍の片面又は両面に質
量体を取着する構成と前記圧電素子貼着側の弾性板の一
端を支持固定部所とし，質量体取着側の弾性板の他端を
自由端とする構成でならしめるものを内蔵するものであ
る。
【０００６】
【発明の実施形態】本発明の加振器における加振源に用
いられる圧電素子にはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
などの二成分系または三成分系の複合ペロブスカイト酸
化物セラミックスが好適なものの一つであり，長方形の
薄板が用いられる。この圧電素子貼着基板となる弾性板
はバネ鋼やリン青銅などの弾性を具有する帯状片でな
り，当該弾性板には左右交互に一又は二以上の短形状，
半円形状，三角形状，一端が半円形の短形状の切欠きを
設ける。そして圧電素子は，弾性板の支持固定部所近傍
の片面又は両面にエポキシ系有機接着剤等を用いて貼着
され，屈曲振動するバイモルフあるいはモノモルフ振動
体を形成する。ところで前記弾性板に切欠きを設けたの
は発音なくして人体に確実に感知せしめることのできる
機械的振動は５０〜２００Ｈｚの周波数であり，この条
件を満たすためには弾性板の実効長はある一定以上の長
さが必要であり，また弾性板のばね定数はある一定値以
下でなければならない。しかるに弾性板において求めら
れる前記条件を満たし且つ小型軽量化を実現せしめるた
めに案出したのが本発明である。
いられる圧電素子にはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
などの二成分系または三成分系の複合ペロブスカイト酸
化物セラミックスが好適なものの一つであり，長方形の
薄板が用いられる。この圧電素子貼着基板となる弾性板
はバネ鋼やリン青銅などの弾性を具有する帯状片でな
り，当該弾性板には左右交互に一又は二以上の短形状，
半円形状，三角形状，一端が半円形の短形状の切欠きを
設ける。そして圧電素子は，弾性板の支持固定部所近傍
の片面又は両面にエポキシ系有機接着剤等を用いて貼着
され，屈曲振動するバイモルフあるいはモノモルフ振動
体を形成する。ところで前記弾性板に切欠きを設けたの
は発音なくして人体に確実に感知せしめることのできる
機械的振動は５０〜２００Ｈｚの周波数であり，この条
件を満たすためには弾性板の実効長はある一定以上の長
さが必要であり，また弾性板のばね定数はある一定値以
下でなければならない。しかるに弾性板において求めら
れる前記条件を満たし且つ小型軽量化を実現せしめるた
めに案出したのが本発明である。
【０００７】前記弾性板の一端は加振器を内蔵する携帯
電話などの電子機器の一部所に支持固定され，他端には
質量体が固定される。この質量体は加振源の給電源であ
る電池と電池収納ケースを弾性板の他端に取付したこと
によって置換してもよい。質量体をかかる構成によらし
めれば加振器の小型軽量化に更に寄与せしめることにな
る。
電話などの電子機器の一部所に支持固定され，他端には
質量体が固定される。この質量体は加振源の給電源であ
る電池と電池収納ケースを弾性板の他端に取付したこと
によって置換してもよい。質量体をかかる構成によらし
めれば加振器の小型軽量化に更に寄与せしめることにな
る。
【０００８】本発明の加振器に内蔵される加振源を構成
する圧電素子には弾性板，質量体及び圧電素子の三者で
構成される振動系の固有振動数とする５０〜２００ＨＺ
の正弦波の交番電圧が，駆動電子回路から印加される。
ここで正弦波の交番電圧の発生は，正弦波の数値情報を
記憶したＲＯＭから読み出したデータをＤ−Ａコンバー
タで合成，或いは矩形波をトランス結合することによっ
て得られる。なお実験結果によれば圧電素子に印加され
る交番電圧の波形が矩形波や台形波あるいは三角波では
高調波が発生し，不快な騒音を発生した。また，同じ入
力電圧に対して正弦波の交番電圧の方が振幅は１０〜２
０％大きい値を示している。
する圧電素子には弾性板，質量体及び圧電素子の三者で
構成される振動系の固有振動数とする５０〜２００ＨＺ
の正弦波の交番電圧が，駆動電子回路から印加される。
ここで正弦波の交番電圧の発生は，正弦波の数値情報を
記憶したＲＯＭから読み出したデータをＤ−Ａコンバー
タで合成，或いは矩形波をトランス結合することによっ
て得られる。なお実験結果によれば圧電素子に印加され
る交番電圧の波形が矩形波や台形波あるいは三角波では
高調波が発生し，不快な騒音を発生した。また，同じ入
力電圧に対して正弦波の交番電圧の方が振幅は１０〜２
０％大きい値を示している。
【０００９】加振源を構成する圧電素子に交番電圧を印
加すると，圧電素子は正の半サイクルで伸張し，負の半
サイクルで収縮する。これを受けて圧電素子貼着基板で
ある弾性板は交番電圧の周波数に応じた周期の屈曲振動
をする。しかるに前記加振源はこの屈曲振動が周期的外
力となり，弾性板に取着される質量体と弾性板全体のば
ね係数で定まる固有振動数で共振する。このように惹起
された振動によって固定部所で取り付けられた携帯機器
は加振され，外部からの着信または所定時刻を人体に皮
膚刺激として感知させるのである。
加すると，圧電素子は正の半サイクルで伸張し，負の半
サイクルで収縮する。これを受けて圧電素子貼着基板で
ある弾性板は交番電圧の周波数に応じた周期の屈曲振動
をする。しかるに前記加振源はこの屈曲振動が周期的外
力となり，弾性板に取着される質量体と弾性板全体のば
ね係数で定まる固有振動数で共振する。このように惹起
された振動によって固定部所で取り付けられた携帯機器
は加振され，外部からの着信または所定時刻を人体に皮
膚刺激として感知させるのである。
【００１０】
【実施例】実施例を図２を用いて説明する。圧電素子貼
着基板である弾性板７はその材質をステンレス鋼，ばね
鋼，りん青銅，工具鋼等のいずれかとする帯状片でなる
ものであり，その長手方向の左右から交互に一又は二以
上の短形状，半円形状，三角形状，その一端が半円形の
短形状の切欠き，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，を設けて振
動平面９ａ，９ｂ，９ｃを形成する。振動平面９ｂには
長方形の薄板でなる圧電素子１０がエポキシ系有機接着
剤等で貼着され，弾性板７の両端部は上方に折り曲げら
れて加振器への支持固定部所１１ａ，１１ｂとされる。
圧電素子１０の表面には交番電圧を印加するための主電
極１２ａと，振動状態を検出する小さく区分された面積
のセンサー電極１２ｂが設けられている。振動平面９
ａ，９ｃは幅および長さとも同じにして同値のバネ係数
を有し，端部を下方に折り曲げて，最下部に電池収納ケ
ース１３を固定している。この電池収納ケース１３に電
池（図示せず）が装入されたとき，電池収納ケース１３
と電池は質量体１４になるのである。
着基板である弾性板７はその材質をステンレス鋼，ばね
鋼，りん青銅，工具鋼等のいずれかとする帯状片でなる
ものであり，その長手方向の左右から交互に一又は二以
上の短形状，半円形状，三角形状，その一端が半円形の
短形状の切欠き，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，を設けて振
動平面９ａ，９ｂ，９ｃを形成する。振動平面９ｂには
長方形の薄板でなる圧電素子１０がエポキシ系有機接着
剤等で貼着され，弾性板７の両端部は上方に折り曲げら
れて加振器への支持固定部所１１ａ，１１ｂとされる。
圧電素子１０の表面には交番電圧を印加するための主電
極１２ａと，振動状態を検出する小さく区分された面積
のセンサー電極１２ｂが設けられている。振動平面９
ａ，９ｃは幅および長さとも同じにして同値のバネ係数
を有し，端部を下方に折り曲げて，最下部に電池収納ケ
ース１３を固定している。この電池収納ケース１３に電
池（図示せず）が装入されたとき，電池収納ケース１３
と電池は質量体１４になるのである。
【００１１】図３に示される実施例は前記のように圧電
素子１０を貼着した弾性板７と質量体１４から構成され
るような携帯機器の加振器を駆動する電子回路である。
正弦波の電圧波形に関する情報はＲＯＭ１５の中に記録
されており，携帯電話の着信などの検知と同時に指令が
発せられ，ＲＯＭ１５の正弦波の波形情報がＤ／Ａ変換
器１６に読み出される。Ｄ／Ａ変換器１６では滑らかな
正弦波が合成され，増幅器１７に送られて高圧の正弦波
交番電圧が作り出される。この高圧の正弦波交番電圧が
圧電素子１０の主電極１２ａに印加されると，圧電素子
１０が伸縮して前記のように弾性板７が曲げ振動し，加
振器が励振されるのである。弾性板７が曲げ振動をする
と，圧電素子１０のセンサー電極１２ｂには圧電効果に
より加振器の共振周波数の交流信号が発生する。この交
流信号と発振器１８の基準周波数の信号とを位相比較器
１９で比較し，位相差に応じた電圧をＶＣＯ２０に出力
する。ＶＣＯ２０において駆動周波数の共振点からズレ
を補正し，カウンタ２１を介して新たな駆動周波数をＲ
ＯＭ１５に規定する。このようなフィードバックのルー
プでもって加振器は常に共振周波数に近いところで駆動
される。
素子１０を貼着した弾性板７と質量体１４から構成され
るような携帯機器の加振器を駆動する電子回路である。
正弦波の電圧波形に関する情報はＲＯＭ１５の中に記録
されており，携帯電話の着信などの検知と同時に指令が
発せられ，ＲＯＭ１５の正弦波の波形情報がＤ／Ａ変換
器１６に読み出される。Ｄ／Ａ変換器１６では滑らかな
正弦波が合成され，増幅器１７に送られて高圧の正弦波
交番電圧が作り出される。この高圧の正弦波交番電圧が
圧電素子１０の主電極１２ａに印加されると，圧電素子
１０が伸縮して前記のように弾性板７が曲げ振動し，加
振器が励振されるのである。弾性板７が曲げ振動をする
と，圧電素子１０のセンサー電極１２ｂには圧電効果に
より加振器の共振周波数の交流信号が発生する。この交
流信号と発振器１８の基準周波数の信号とを位相比較器
１９で比較し，位相差に応じた電圧をＶＣＯ２０に出力
する。ＶＣＯ２０において駆動周波数の共振点からズレ
を補正し，カウンタ２１を介して新たな駆動周波数をＲ
ＯＭ１５に規定する。このようなフィードバックのルー
プでもって加振器は常に共振周波数に近いところで駆動
される。
【００１２】
【発明の効果】本発明の第一の効果は，弾性板に切欠き
を設けることにより弾性板の長さを抑えながら実質的長
さを確保させ得たこと，あるいは電池収納ケースや電池
を質量体に置換せしめることにより加振器自体の小型軽
量化を実現させ得たことである。このことは、必然的に
当該加振器を内蔵する携帯電話などの携帯機器の小型軽
量化を図る上でも大きく寄与する。
を設けることにより弾性板の長さを抑えながら実質的長
さを確保させ得たこと，あるいは電池収納ケースや電池
を質量体に置換せしめることにより加振器自体の小型軽
量化を実現させ得たことである。このことは、必然的に
当該加振器を内蔵する携帯電話などの携帯機器の小型軽
量化を図る上でも大きく寄与する。
【００１３】本発明の第二の効果は極めて電力消費の少
ない圧電素子を振動源として用いたことから，加振器に
内蔵される加振源の電池消耗を従前に比して大幅に低減
させ得たことである。加えて，圧電素子を正弦波の交番
電圧で駆動せしめた場合，その効果はより顕著となる。
ない圧電素子を振動源として用いたことから，加振器に
内蔵される加振源の電池消耗を従前に比して大幅に低減
させ得たことである。加えて，圧電素子を正弦波の交番
電圧で駆動せしめた場合，その効果はより顕著となる。
【００１４】本発明の第三の効果は圧電素子に印加する
交番電圧を正弦波状の交番電圧とすることにより，高調
波による不快な雑音の発生を抑止し，純粋な機械的振動
のみを惹起せしめて所望の信号を人体に感知させること
を可能ならしめたことである。
交番電圧を正弦波状の交番電圧とすることにより，高調
波による不快な雑音の発生を抑止し，純粋な機械的振動
のみを惹起せしめて所望の信号を人体に感知させること
を可能ならしめたことである。
【００１５】本発明の第四の効果は加振器に内蔵される
加振源の構成部品がわずか数点にすぎないため，製造原
価を安価に抑えることが可能になったばかりか，従来品
のように回転機構要素がないことから故障がほとんどな
く，よって長寿命化が実現できたことである。
加振源の構成部品がわずか数点にすぎないため，製造原
価を安価に抑えることが可能になったばかりか，従来品
のように回転機構要素がないことから故障がほとんどな
く，よって長寿命化が実現できたことである。
【図１】は本発明の加振器に内蔵される加振源の斜視図
である。
である。
【図２】は本発明の加振器の実施例を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】は本発明の加振器の駆動電子回路のブロック図
である。
である。
【図４】は従来の加振器の側面図である。
１ コアレスモータ ２ 分銅 ３，１０ 圧電素子 ４，７ 弾性板 ５，１４ 質量体 ６，１１ａ，１１ｂ 支持固定部所 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 切り込み ９ａ，９ｂ，９ｃ 振動平面 １２ａ 主電極 １２ｂ センサー電極 １３ 電池収納ケース １５ ＲＯＭ １６ Ｄ／Ａ変換器 １７ 増幅器 １８ 発振器 １９ 位相器 ２０ ＶＣＯ ２１ カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠田 隆男 東京都あきる野市引田13番地 株式会社セ ラテック内
Claims (3)
- 【請求項１】加振器における加振源として左右交互に一
又は二以上の切欠きを設けた帯状片でなる弾性板の一端
近傍の片面又は両面に圧電素子を貼着し，他端近傍の片
面又は両面に質量体を取着する構成と前記圧電素子貼着
側の弾性板の一端を支持固定部所とし，質量体取着側の
弾性板の他端を自由端とする構成でならしめるものを内
蔵する加振器。 - 【請求項２】弾性板に設ける切欠きの形状を短形状，半
円形状，三角形状，一端が半円形の短形状のいずれかと
する請求項１の加振器。 - 【請求項３】加振源の構成部品である質量体を加振源の
給電源である電池と電池収納ケースに置換させた請求項
１の加振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26222696A JPH1066937A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 加振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26222696A JPH1066937A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 加振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1066937A true JPH1066937A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=17372837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26222696A Pending JPH1066937A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 加振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1066937A (ja) |
-
1996
- 1996-08-28 JP JP26222696A patent/JPH1066937A/ja active Pending
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