JPH09172763A

JPH09172763A - 振動発生装置

Info

Publication number: JPH09172763A
Application number: JP7327536A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shimakawa; 伸一島川; Noriyuki Fujiwara; 憲之藤原; Masaru Nagaike; 勝長池; Shinichiro Inukai; 真一郎犬飼
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-30
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: JP3271884B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクト、軽量な構造のものでありながら、
呼び出し音と体感振動という２種類の呼び出し信号を、
使い分け自在に発生させることができると共に、生産性
の向上及びコスト低減を図った振動発生装置の提供。【解決手段】筐体６内部に、１対の板状弾性体１、２を
相対向するように配置し、一方の板状弾性体１には、中
央部３ｂ及び多角形状の外周部３ｃからなるヨーク３と
このヨーク３の外周部３ｃの内側面に配置した複数の板
状磁石４とからなる磁界発生体７を、ヨーク３の外周部
３ｃを浮かした状態で、相手側の板状弾性体２に向け突
出するように取り付けて第１の振動系を構成し、他方の
板状弾性体２には、角筒コイル５を取付けて第２の振動
系を構成して、第１の振動系の共振周波数を低く、第２
の振動系の共振周波数を高くし、前記角筒コイル５を前
記磁界発生体７の磁界内に配し、この角筒コイル５に発
振回路を通じて周波数の異なる電流を切換え可能に与
え、第１の振動系または第２の振動系を選択的に共振さ
せて、夫々の共振周波数の振動を発生させることを特徴
とする振動発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はページャー（ポケッ
トベル）、腕時計型の携帯可能な小型情報伝達装置等の
振動発生装置に関するものである。より詳しくは、ペー
ジャー、時報及びアラーム等を知らせる時計、及び人体
に振動を伝えたり、音を鳴らしたりして情報を伝達する
信号受信機の機能を持つその他の携帯機器における振動
発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の振動を発生する装置のう
ちでも、ページャーは代表的なものとなっており、取分
けページャーの普及率は高い。よって以下においてペー
ジャーを中心に説明する。

【０００３】従来、ページャーは電話の呼び出しがあっ
たことを携帯者に知らせるため、無線呼び出し信号をペ
ージャーの内部受信機が受信したときに、呼び出し音を
発生させていた。

【０００４】しかし、音による呼び出しは場所を選ばず
鳴り出すため、周囲に迷惑をかけたり、他人に連絡の必
要性を知られてしまうという問題点があった。

【０００５】その対策として、今日では音で呼び出す以
外に体感振動によって呼び出しがあったことを知らせる
機能が備えられており、呼び出し音と体感振動のいずれ
かの呼び出し信号を選択できるようにしている。

【０００６】そこで従来から用いられている体感振動を
発生する振動発生装置について説明する。図４のように
円筒形コアレスモータ１２の端面に突出した回転軸１４
にタングステン等の高比重合金でできた偏心した分銅１
３を取り付けて形成したものである。この偏心分銅１３
は、部分円運動して偏心振動させるため、半円状または
扇形状になっている。コアレスモータ１２に通電し、偏
心した分銅１３を回転させて、２次的に振動を発生させ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の振動発生装置は
ページャー等の携帯用機器の小型化に対して、以下のよ
うな課題を有する。

【０００８】（１）円筒形コアレスモータ１２に偏心し
た分銅１３をつけた構成では、その遠心力により回転軸
１４に大きな負荷が作用するので、これ以上の小型化や
長期使用の要請に充分応えきれない。

【０００９】（２）従来の構成では、呼び出し音と体感
振動とのいずれかを選択できるようにするためには、音
を発生する小型スピーカを別に必要とし、この小型スピ
ーカと、前記振動発生装置が別々に組み込まれており、
小型化の際の省スペース化の障害となっている。

【００１０】本発明はこのような課題を解決し、ひとつ
の振動発生装置で、呼び出し音による呼出しと体感振動
による呼び出しを可能にし、ページャー等の携帯機器の
小型化に寄与すると共に、より大きな呼び出し音または
体感振動を発生する振動発生装置を提供すること、及び
このような振動発生装置の生産性の向上とコスト低減を
図ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の振動発生装置は
上述した目的を達成するため、筐体内部に、１対の板状
弾性体を相対向するように配置し、一方の板状弾性体に
は、中央部及び多角形状の外周部からなるヨークとこの
ヨークの外周部の内側面に配置した複数の板状磁石とか
らなる磁界発生体を、ヨークの外周部を浮かした状態
で、相手側の板状弾性体に向け突出するように取り付け
て第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体には、コイ
ルを取付けて第２の振動系を構成して、第１の振動系と
第２の振動系のうちの一方の共振周波数を低く、他方の
振動系の共振周波数を高くし、前記コイルを前記磁界発
生体の磁界内に配し、このコイルに発振回路を通じて周
波数の異なる電流を切換え可能に与え、第１の振動系ま
たは第２の振動系を選択的に共振させて、夫々の共振周
波数の振動を発生させることを特徴とする。

【００１２】さらに、第１の振動系のヨーク外周部の多
角形状を構成する各辺の側面部を、それぞれ切り離し、
その各辺の側面部が独立に振動可能とすると好適であ
る。

【００１３】また、本発明の振動発生装置は上述した目
的を達成するため、外周面に共鳴孔を有する筐体の内部
に、１対の板状弾性体を相対向するように配置し、一方
の板状弾性体には、磁界発生体を取り付けて第１の振動
系を構成し、他方の板状弾性体には、コイルを取付けて
第２の振動系を構成して、第１の振動系と第２の振動系
のうちの一方の共振周波数を低く、他方の振動系の共振
周波数を高くし、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内
に配し、このコイルに発振回路を通じて周波数の異なる
電流を切換え可能に与え、第１の振動系または第２の振
動系を選択的に共振させて、夫々の共振周波数の振動を
発生させることを特徴とする。

【００１４】そして、本発明の振動発生装置において、
低い方の振動系の共振周波数が２５０Ｈｚ以下であり、
高い方の振動系の共振周波数が６００Ｈｚ以上であるよ
うにするとなお好適である。

【００１５】しかも、本発明の振動発生装置を、ページ
ャー等の携帯機器に内蔵すると好適である。

【００１６】本発明の振動発生装置の作用を、第１の振
動系の共振周波数を低く、第２の振動系の共振周波数を
高く設定した場合を例にとって説明する。

【００１７】発振回路を通じて、第１の振動系または第
２の振動系の一方を共振させる周波数の電流を第２の振
動系のコイルに通電すると、第１の振動系の磁界発生体
と、その磁界内に配された前記コイルとの相互磁気作用
により、両振動系は振動し、一方の振動系が共振を行な
うので、その振幅は圧倒的に大となり、例えばその共振
周波数が６００Ｈｚ以上の所定値である場合には、第２
の振動系が共振して、呼び出し音を発生させることにな
る。又発振回路を通じて電流の周波数を切替えて、他方
の振動系を共振させ、例えば、その共振周波数が２５０
Ｈｚ以下の所定値になるようにすると、第１の振動系が
共振して体感振動を発生させることができる。

【００１８】ここで、第１の振動系の共振周波数を低
く、第２の振動系の共振周波数を高くしたのは、第１の
振動系の磁界発生体が振動発生装置の質量の大部分を占
めるため、第１の振動系の質量が第２の振動系の質量に
比較してかなり大きくなり、第１の振動系の共振周波数
は、第２の振動系の共振周波数に比較してかなり低くな
るからである。

【００１９】また、第１の振動系のヨーク形状を多角形
状とすることにより、その外周部の内側面に配置する磁
石を板状とでき、円環状磁石等を用いた場合に比較し、
生産性の向上及びコスト低減が図れる。

【００２０】また、ヨーク外周部における各辺の側面部
を切り離した構成とすると、板金の打ち抜き等からでも
製作でき、一層の生産性の向上及びコスト低減が図れ
る。そして、各側面部が独立に振動するようになり、相
互磁気作用による振動がさらに増幅し、低エネルギでも
十分大きな振動を発生させることができる。

【００２１】また、振動発生装置の筐体外周面に共鳴孔
を設けることにより、第２の振動系の共振により発生す
る呼び出し音も増幅し、低エネルギでも十分大きな呼び
出し音を得ることができる。

【００２２】このように本発明の振動発生装置は、コン
パクト軽量な構造のものでありながら、呼び出し音と体
感振動という２種類の呼び出し信号を、使い分け自在に
発生させることができ、しかも、増幅された呼び出し信
号を得ることができると共に、この振動発生装置の生産
性の向上及びコスト低減も図れるものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図３
を参照して説明する。

【００２４】本発明の振動発生装置は、筐体６と、この
筐体６に支持された１対の第１の板状弾性体１と第２の
板状弾性体２と、筐体６内部で、第１の板状弾性体１に
取り付けられた磁界発生体（ヨーク３と板状磁石４とか
らなる）７と、第２の板状弾性体２に取り付けられた角
筒コイル５とからなり、第１の板状弾性体１と磁界発生
体７とで第１の振動系を構成し、第２の板状弾性体２と
角筒コイル５とで第２の振動系を構成する。

【００２５】前記筐体６は上部円筒体６ａと下部円筒体
６ｂとからなる。上部円筒体６ａは、その上端に第２の
板状弾性体２を嵌入支持するための円環状の段付き６ｅ
を有し、その外周面には呼び出し音の共鳴効果用の共鳴
孔６ｃを有し、その下端には第１の板状弾性体１の突起
１ａを嵌入するための一対の対向する凹部６ｄが設けら
れている。下部円筒体６ｂは、上部円筒体６ａに比較し
て背の低い有底円筒形状のものであり、この下部円筒体
６ｂの上面と前記上部円筒体６ａの凹部６ｄとで第１の
板状弾性体１の突起１ａが挟持される。この下部円筒体
６ｂを設けることにより、第１の板状弾性体１を支持で
きると共に、第１の板状弾性体１が他の障害物に接触
し、その振動が妨害されるのを防ぐことができる。ここ
で上部円筒体６ａと下部円筒体６ｂは樹脂や金属によっ
て構成すると好適である。

【００２６】筐体６の下側に位置する第１の板状弾性体
１は、鋼板等の金属板で構成され、その形状は「Ｓ」字
型形状とし、この第１の板状弾性体１のバネ定数を第２
の板状弾性体２のものに比較して小さくした。これは、
本発明の振動発生装置においては、この第１の板状弾性
体１と第２の板状弾性体２とを全く同形状としても、そ
の効果を十分得られるが、上記形状にすることにより、
第１の振動系はより低い共振周波数を得ることができ、
第１の振動系と第２の振動系の共振周波数の相違をより
明確にするためである。

【００２７】また第１の板状弾性体１の中央には、後記
するヨーク３の突起３ｅを嵌入し、ヨーク３を取り付け
するための取付穴１ｂを設け、第１の板状弾性体１の外
周には前記したように、上部円筒体６ａの凹部６ｄに嵌
入される突起１ａを対向するように一対設けてある。従
って、第１の板状弾性体１はこの一対の突起１ａにより
筐体６に支持され、この支持構造により、第１の板状弾
性体１が振動し易くなると共に、振動発生装置の製作時
の位置決めが容易となり生産性の向上が図れる。また、
筐体６の上側に位置する第２の板状弾性体２は、鋼板等
の金属板で構成された円盤形状であり、第１の板状弾性
体１に比較して、そのバネ定数を大きく設定することに
より、上記の第１の振動系とは逆に、第２の振動系の共
振周波数は高くなる。そして第２の板状弾性体２は、そ
の周縁部により筐体６に支持されている。

【００２８】このように第１の板状弾性体１と第２の板
状弾性体２は、筐体６の上下部分で並行に相対向するよ
うに配置される。

【００２９】さらに、磁界発生体７はヨーク３と板状磁
石４とからなり、第１の板状弾性体１の上面中央に設け
られる。ここでヨーク３は、正方形板状の基体部３ａ
と、この基体部３ａの各４辺から上方に突出する外周部
３ｃと、その基体部３ａの中央から上方に突出する正方
形状の中央部３ｂと、その基体部３ａの中央から下方に
突出する円柱状の脚部３ｄとからなり、この脚部３ｄの
中央下面には突起３ｅが設けられている。

【００３０】第１の板状弾性体１の取付穴１ｂにヨーク
３の突起３ｅを嵌入することにより、ヨーク３を第１の
板状弾性体１に取り付けることができ、これら取付穴１
ｂと突起３ｅとの嵌合により、ヨーク３取り付け時の位
置決めが容易となり、生産性の向上が図れる。

【００３１】また、ヨーク３には脚部３ｄが設けられ
て、ヨーク３の外周部３ｃは浮いた状態となっているた
めに、直接に第１の板状弾性体１に接触することがな
く、その外周部３ｃの振動が妨げられることはない。

【００３２】外周部３ｃの４側面部はその下端において
基体部３ａに接続してはいるが、その４側面部自体はそ
れぞれ切り離されており、各側面部が隣接する他の側面
部に干渉されることなく独立に振動して、より大きな振
動を発生させることができる。また、このような４側面
部で外周部３ｃを構成することにより、十字型に型抜き
した金属板の４辺を折り曲げることのみで基体部３ａと
外周部３ｃとを同時に形成でき、上記効果と共に、生産
性の向上、コスト低減が図れる。

【００３３】そしてこの外周部３ｃのそれぞれの側面部
の内面には、板状磁石４が１枚づつ固着されており、磁
界発生体７が構成されるが、この板状磁石４のＮ極側は
外周部３ｃの内面に接し、Ｓ極側は前記中央部３ｂの外
周側に向け一定間隔を保持して設けられている。またこ
の板状磁石４の下端は基体部３ａには接することなく、
一定の隙間を保持して外周部３ｃに固着されている。前
記ヨーク３は純鉄等の軟磁材料からなり、板状磁石４
は、例えば希土類磁石材料からなるものを用いると好適
である。

【００３４】このように、磁界発生体７を構成すること
により、磁石をヨークの中心に配置する構成と比較し
て、漏れ磁束が少なく、後記する角筒コイル５をショー
トコイル形とすることができ、磁気効率及びコンパクト
化の点で有利になると共に、ヨーク３の外周部３ｃを正
方形状としたため、磁石とし板状磁石４を用いることが
でき、円環状の外周部と円環状磁石とで磁界発生体を構
成した場合に比較して、生産性の向上及びコストの削減
が図れる。

【００３５】なお、本実施形態ではヨーク３の外周部３
ｃを正方形状としたが、３角形状、６角形状等の多角形
としても同様の効果を得ることができる。また、本実施
形態では、外周部３ｃの各側面部を互いに切り離した構
成としているが、各側面部が一体に連続する構成とする
ことも可能である。

【００３６】さらに、角筒コイル５は、銅線の表面に樹
脂を焼き付けたエナメル線を用いて略正方形状に形成さ
れ、前記板状磁石４の内周側とヨーク３の中央部３ｂの
外周側の間に位置する大きさであり、ヨーク３及び板状
磁石４からなる磁界発生体７の磁界における磁束密度の
高い箇所に配置できるように、第２の板状弾性体２の下
面中央部から下方に突設している。

【００３７】図３は、前記角筒コイル５に発振回路１５
を通じて周波数の異なる電流を切替え可能に与える構成
の１例を示している。図３において５は角筒コイル、１
１は直流電源、１５はＣＰＵ１０、トランジスタ９、抵
抗８ａ、８ｂ等で構成される発振回路である。

【００３８】ＣＰＵ１０からトランジスタ９には、通電
と通電停止を繰返すパルス信号が与えられ、このパルス
信号の周波数と同周波数の電流が角筒コイル５に流れ
る。このように角筒コイル５に通電すると、板状磁石４
を備えたヨーク３と、角筒コイル５が電磁力により振動
し、結果的に第１の振動系及び第２の振動系が振動す
る。ＣＰＵ１０は前記パルス信号の周波数を、第１の振
動系を共振させる第１の周波数と、第２の振動系を共振
させる第２の周波数のいずれをも選択できるように構成
されている。

【００３９】ＣＰＵ１０が第１の周波数のパルス信号を
トランジスタ９に与えることにより、振動発生装置を例
えば第１の振動系の共振周波数に合わせて１００Ｈｚで
振動させると、第１の板状弾性体１を介して装置自体が
前記共振周波数と同期して共振し、体感振動を発生す
る。これにより、無音で他人に迷惑のかからない呼び出
しを行うことが可能となる。

【００４０】他方、ＣＰＵ１０が第２の周波数のパルス
信号をトランジスタ９に与えることにより、振動発生装
置を例えば第２の振動系の共振周波数に合わせて２．７
ｋＨｚで振動させると、装置自体が前記共振周波数と同
期して共振し、呼び出し音を発生し、スピーカとしての
作用を営む。

【００４１】ここで、第１の振動系の共振周波数が第２
の振動系の共振周波数に比較して低いのは、第１の振動
系を構成する第１の板状弾性体１のバネ定数が小さく、
かつ振動発生装置の質量の大部分を占める磁界発生体７
が第１の振動系に属するために、第１の振動系の質量が
大きくなっているからである。

【００４２】逆に、第２の振動系の共振周波数が比較的
高いのは、第２の振動系を構成する第２の板状弾性体２
のバネ定数が大きく、かつ第２の振動系は質量の小さな
角筒コイル５と第２の振動系のみで構成されているた
め、第２の振動系の質量が小さいからである。

【００４３】ここで、本実施形態では特に、筐体６に共
鳴孔６ｃが設けられているため、共鳴効果により、前記
第２の板状弾性体２の共振により発生した呼び出し音
を、より一層大きくすることができ、低エネルギーで十
分な呼び出し音を得ることができる。

【００４４】本実施形態では、下記のヘルムホルツの理
論式及び実験結果からこの共鳴孔６ｃの断面積を０．１
〜４ｍｍ²とすると適当であった。

【００４５】なおヘルムホルツの理論式において周波数
ｆは、Ｓ：共鳴孔６ｃの断面積、Ｖ：筐体６の容積、
Ｌ：共鳴孔６ｃの筐体６外周面から内周面までの距離、
ｃ：空気の音速として、Ｓ＝Ｖ＊Ｌ＊（２πｆ）²／ｃ^２で表現されるものである。

【００４６】そして第１の振動系による体感振動の周波
数を２５０Ｈｚ以下とし、第２の振動系に呼び出し音の
周波数を６００Ｈｚ以上となるように、それぞれの振動
系の共振周波数を設定すると好適である。周波数の設定
を６００Ｈｚ以上にしたのは、ＩＳＯ２２６（１９６
１）の等ラウドネス曲線に基づき、６００Ｈｚ以上で振
動すると低い音圧レベルで人間の耳で聴くことが可能で
あるからである。つまり低い振動エネルギーで人間の耳
が聴くことができる音を発生できる。さらに２５０Ｈｚ
以下にしたのは同じく等ラウドネス曲線に基づき、２５
０Ｈｚ以下の振動は人間の耳には聴こえず、機械的振動
のみ身体に伝えることができるからである。

【００４７】このように１つの振動発生装置で２種類の
呼び出し信号を発生させることができるため、前記した
従来例と比較して、より小型で軽量、かつ振動の大きな
振動発生装置が可能となる。

【００４８】上記振動発生装置は、ページャーや腕時計
等の携帯機器に組み込んで用いることができる。そし
て、例えばページャーの携帯者が切替えスイッチで、呼
び出し音と体感振動のいずれか一方を選択できるように
構成することができる。又前記ＣＰＵ１０からの第１の
周波数のパルス信号と第２の周波数のパルス信号とを一
定時間毎に交互に発生させて、呼び出し音と体感振動の
両方が交互に生ずるように構成することもできる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の振動発生装置は、コンパクト、
軽量な構造のものでありながら、呼び出し音と体感振動
という２種類の呼び出し信号を、使い分け自在に発生さ
せることができる。

【００５０】そして、第１の振動系の磁界発生体のヨー
ク外周部を多角形状とし、その内側面に板状磁石を固着
することにより、振動発生装置の生産性の向上及びコス
ト低減が図れる。

【００５１】また、このヨーク外周部を切り離された側
面部で構成することにより、低エネルギでも十分大きな
振動を発生させることができる。

【００５２】さらに、筐体の外周面に適切な共鳴孔を設
けることにより、低エネルギでも十分大きな呼び出し音
を得ることができる。

【００５３】又本発明の振動発生装置をページャー、腕
時計などの携帯機器に内蔵させると、上記２種類の呼び
出し信号を備えた携帯機器のコンパクト化、軽量化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動発生装置の一実施形態を示す断面
図である。

【図２】その分解断面斜視図である。

【図３】その発振回路を示す概略図である。

【図４】従来のページャー用振動発生装置を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１第１の板状弾性体２第２の板状弾性体３ヨーク３ｂ中央部３ｃ外周部４板状磁石５角筒コイル６筐体６ｃ共鳴孔１５発振回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者犬飼真一郎神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内部に、１対の板状弾性体を相対向
するように配置し、一方の板状弾性体には、中央部及び
多角形状の外周部からなるヨークとこのヨークの外周部
の内側面に配置した複数の板状磁石とからなる磁界発生
体を、ヨークの外周部を浮かした状態で、相手側の板状
弾性体に向け突出するように取り付けて第１の振動系を
構成し、他方の板状弾性体には、コイルを取付けて第２
の振動系を構成して、第１の振動系と第２の振動系のう
ちの一方の振動系の共振周波数を低く、他方の振動系の
共振周波数を高くし、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、このコイ
ルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切換え可能
に与え、第１の振動系または第２の振動系を選択的に共
振させて、夫々の共振周波数の振動を発生させることを
特徴とする振動発生装置。
【請求項２】第１の振動系のヨーク外周部の多角形状
を構成する各辺の側面部を、それぞれ切り離し、その各
辺の側面部が独立に振動可能とした請求項１記載の振動
発生装置。
【請求項３】外周面に共鳴孔を有する筐体の内部に、
１対の板状弾性体を相対向するように配置し、一方の板
状弾性体には、磁界発生体を取り付けて第１の振動系を
構成し、他方の板状弾性体には、コイルを取付けて第２
の振動系を構成して、第１の振動系と第２の振動系のう
ちの一方の振動系の共振周波数を低く、他方の振動系の
共振周波数を高くし、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、このコイ
ルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切換え可能
に与え、第１の振動系または第２の振動系を選択的に共
振させて、夫々の共振周波数の振動を発生させることを
特徴とする振動発生装置。
【請求項４】低い方の共振周波数が２５０Ｈｚ以下で
あり、高い方の共振周波数が６００Ｈｚ以上である請求
項１、２又は３記載の振動発生装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の振動
発生装置を内蔵した携帯機器。