JP2000295833A - 報知装置 - Google Patents
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- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
振動板8を設置した報知装置において、簡易な構成で充
分な音圧の報知音を発生させる。 【解決手段】 本体ケース10及びカバー11からなる
ケーシングの内面に、振動板8の振動空間内へ突出する
凸部11eが形成されている。磁気回路はコイル7とマ
グネット3とから構成され、コイル7には、振動板8の
共振周波数f1の信号成分を含む報知信号を発生する第
1信号発生回路と、音声信号を出力する第2信号発生回
路とが切り換え可能に接続されている。凸部11eは、
コイル7に第1信号発生回路が接続されたときの振動板
8の振動空間に達し、且つ、コイル7に第2信号発生回
路が接続されたときの振動板8の振動空間に達しない高
さに突出している。
Description
ジャー等の携帯用通信機器、或いは腕時計、玩具等の小
型機器に内蔵する報知装置に関するものである。
響によって報知するための音響発生装置(リンガー)が内
蔵されると共に、着信を電話機本体の振動によって報知
するための振動発生装置が内蔵されており、状況に応じ
て両者を使い分けることが可能となっている。しかしな
がら、携帯電話機の様な小型機器には、音響発生装置と
振動発生装置の両者を内蔵するためのスペースに十分な
余裕がなく、これら両装置の装備によって機器が大型化
する問題があった。そこで出願人は、図11及び図12
に示す如き、音響発生装置と振動発生装置の機能を併せ
持つコンパクトな音響・振動発生装置を提案している
(特開平10-14194号)。
ング(110)内に2つの振動系を具えている。該ケーシン
グ(110)は、第1振動系を支持する下ケース(110a)と、
第2振動系を支持する上ケース(110b)とから構成され、
上ケース(110b)の中央部には放音口(111)が開設されて
いる。第1振動系は、第1振動板(112)と、永久磁石(11
3)を具えた第1振動体(116)とから構成され、第1振動
板(112)の内周側に、第1振動体(116)が接着等によって
取り付けられ、第1振動板(112)の外周側が下ケース(11
0a)に接着等によって取り付けられる。これによって、
第1振動系は、下ケース(110a)に対して上下に振動可能
となる。第1振動体(116)には、永久磁石(113)の上下
に、それぞれ上ヨーク(114)と下ヨーク(115)が配備さ
れ、これによって磁気回路が形成される。永久磁石(11
3)は、上面がN極、下面がS極となる様に着磁されてい
る。上ヨーク(114)は内周に垂直壁を有するリング状に
形成される一方、下ヨーク(115)は、中央に隆起部を有
する円板状に形成されている。上ヨーク(114)の垂直壁
と下ヨーク(115)の中央隆起部との間には、第2振動体
(117)が上下動可能となるような磁気ギャップ(121)が形
成されている。
と、コイル(118)を具えた第2振動体(117)とから構成さ
れ、第2振動板(122)の内周側に、第2振動体(117)が接
着等によって取り付けられ、第2振動板(122)の外周側
が上ケース(110b)に接着等によって取り付けられる。こ
れによって、第2振動系は、上ケース(110b)に対して上
下に振動可能となる。第2振動体(117)のコイル(118)
は、第2振動板(122)の裏面に、円筒状のボビン(119)を
介して支持されており、コイル(118)及びボビン(119)
は、第1振動体(116)の磁気ギャップ(121)内を移動可能
に配備されている。
えば2kHz程度)を有するのに対し、上記第1振動系
は第2振動系よりも低い固有振動数(例えば100Hz
程度)を有している。そこで、コイル(118)の一対の自由
端(123)(123)に駆動回路(図示省略)を接続して、コイル
(118)に第2振動系の固有振動数を有する駆動信号を供
給することによって、第2振動系が共振し、音響が発せ
られる。これに対し、コイル(118)に第1振動系の固有
振動数を有する駆動信号を供給することによって、第1
振動系が共振し、体感可能な振動が発せられる。
響・振動発生装置の如き小型の報知装置においては、小
型のケーシング内に多数の部材が配置されるため、各部
材の寸法や電圧仕様が限られることになり、充分な音圧
の報知音(リンガー音)を発生させることが困難である問
題があった。
の報知音を発生させることが出来る報知装置を提供する
ことである。
ケーシング内に、磁気回路により駆動されて振動する振
動板(8)が設置されて、該振動板(8)の振動によって、
ケーシングの外部へ向けて音響を発生させるものであ
り、ケーシングの内面には、振動板(8)の振動空間内へ
突出する凸部(11e)が形成されている。
路によって振動板(8)を駆動すると、振動板(8)の振動
によって可聴帯の音響が発生すると共に、振動板(8)が
ケーシングの凸部(11e)に衝突し、このときの衝撃によ
って振動板(8)から大きな音圧の音響が発生する。又、
ケーシングも衝撃力を受けて振動し、音響を発生するこ
とになる。この結果、従来よりも大きな音圧の報知音が
発生する。
に、ケーシングの凸部(11e)は静止状態の振動板(8)に
接触する高さに形成される。該具体的構成においては、
振動板(8)がケーシングの凸部(11e)に対して接触して
いる状態から、離間、衝突を繰り返すことによって、報
知音が発生する。
停止時に、ケーシングの凸部(11e)は静止状態の振動板
(8)から所定距離だけ離間する高さに形成される。該具
体的構成においては、振動板(8)がケーシングの凸部(1
1e)に対して離間している状態から、衝突、離間を繰り
返すことによって、報知音が発生する。
は、振動板(8)に固定されたコイル(7)と、該コイル
(7)に磁力線を鎖交させるべきマグネット(3)とから構
成され、コイル(7)には、振動板(8)の共振周波数f1
の信号成分を含む報知信号を発生する第1信号発生回路
と、音声信号を出力する第2信号発生回路とが、選択手
段によって切り換え可能に接続され、凸部(11e)は、コ
イル(7)に第1信号発生回路が接続されたときの振動板
(8)の振動空間に達し、且つ、コイル(7)に第2信号発
生回路が接続されたときの振動板(8)の振動空間には達
しない高さに突出している。
換えにより、コイル(7)に第1信号発生回路を接続する
ことによって、コイル(7)に報知信号が供給されて、振
動板(8)が共振周波数f1で駆動される。これによっ
て、振動板(8)が共振して、大きな音響(報知音)を発生
する。又、振動板(8)は共振による大きな振幅に伴っ
て、ケーシングの凸部(11e)に対する衝突を繰り返し、
このときの衝撃によって大きな音圧の音響が発生する。
一方、選択手段の切り換えにより、コイル(7)に第2信
号発生回路を接続することによって、コイル(7)に音声
信号が供給されて、振動板(8)が駆動される。これによ
って、振動板(8)が振動して、音声が発せられる。この
際、振動板(8)の振幅は小さく、振動板(8)がケーシン
グの凸部(11e)に衝突することはない。従って、音声に
ノイズが加わることはない。
声信号に含まれる周波数f1の信号成分を抑圧して出力
するフィルタを具えている。従って、音声信号に含まれ
る周波数f1の信号成分が振動板(8)の共振によって大
きく増幅されることはなく、共振による音質の変化が防
止される。
ングに凸部(11e)を形成するだけの簡易な構成によっ
て、大きな音圧の報知音を発生させることが出来る。
・振動発生装置に実施した形態につき、図面に沿って具
体的に説明する。本発明の携帯電話機は、図8に示す如
く、アンテナ(100)が突設された小型のケーシング(101)
の表面に、ディスプレイ(102)、操作釦(103)、及び送話
部(104)を配備すると共に、ケーシング(101)の内部に
は、本発明の音響・振動発生装置(20)を設置して、受話
部を構成している。又、ケーシング(101)の内部には、
図9に示す回路が配備されている。該回路の構成につい
ては後述する。
装置(20)においては、両端が開口した円筒状を呈する樹
脂製の本体ケース(10)と、本体ケース(10)の上方開口部
に取り付けれた円盤状の樹脂製のカバー(11)と、本体ケ
ース(10)の下方開口部に取り付けられた円盤状の金属製
の底板(12)とによって、扁平なケーシングが構成されて
おり、該ケーシング内には、可聴帯の固有振動数(例え
ば2.5kHz)を有し、該固有振動数で駆動されて音響
を発生する音響発生ユニット(9)と、音響発生ユニット
(9)の固有振動数よりも低い固有振動数(例えば130
Hz)を有し、該固有振動数で駆動されてケーシングを
振動させる振動発生ユニット(6)とが配備されている。
又、本体ケース(10)の端部には、ホルダー(10i)が一体
に成形され、該ホルダー(10i)に、音響発生ユニット
(9)及び/又は振動発生ユニット(6)を駆動するための
駆動信号を入力すべき一対の中継端子(13)(14)が取り付
けられている。
な構造について、その組立工程と共に詳述する。図2
は、振動発生ユニット(6)の構造を表わしており、リン
グ状の第1振動板(1)には、同心位置に、純鉄製の下ヨ
ーク(2)が接着固定される。ここで、第1振動板(1)の
中央開口(1a)と下ヨーク(2)の裏面に突設された凸部(2
a)とが互いに嵌合することによって、正確な位置決めが
為される。次に、軸方向に単極着磁された円板形のマグ
ネット(3)を、下ヨーク(2)の底面(2b)の同心位置に固
定する。固定はマグネット(3)の吸引力のみで行なわ
れ、治具(図示せず)を用いることによって、同心位置に
位置決めすることが出来る。更に、円板状を呈する純鉄
製の上ヨーク(4)が、マグネット(3)の上面に、同様に
治具を用いて同心位置に位置決めされると共に、マグネ
ット(3)の吸引力によって固定される。
料からなるリング状の錘片(5)が、下ヨーク(2)の外周
面(2c)に嵌合し、接着固定される。ここで接着剤として
は、紫外線及び熱によって硬化するアクリル系嫌気性の
接着剤を採用することが、組立性、及びリフロー時の熱
に耐える耐熱性の点から適切である。斯くして、振動発
生ユニット(6)が構成されることになる。
度、厚さ0.12mm程度のステンレス鋼製の板バネで
あって、図3に示す様に、前記下ヨーク(2)の凸部(2a)
が嵌合すべき直径8mm程度の中央開口(1a)を包囲し
て、帯幅3mm程度の渦巻き状の3条のバネ部(1b)(1c)
(1d)が形成されている。従って、図4に示すように、前
記本体ケース(10)との間で第1振動板(1)を挟持すべき
外周部(1e)が固定端となり、下ヨーク(2)、マグネット
(3)、上ヨーク(4)、及び錘片(5)が一体のマグネット
装置として、軸方向に振動することになる。
わしており、円筒状に巻かれたコイル(7)の一方の端面
(7a)に、第2振動板(8)が治具(図示省略)によって同心
位置に位置決めされ、接着固定される。ここで、コイル
(7)の一対の自由端(7b)(7b)は、第2振動板(8)に開設
された長孔(8a)を貫通し、その先端部が第2振動板(8)
の表面(8b)に突出する。尚、第2振動板(8)は、直径1
4mm程度、厚さ0.04mm程度のステンレス鋼製の
板バネであって、本体ケース(10)とカバー(11)との間に
挟持されるべき外周部(8c)が固定端となって、中央部(8
d)が軸方向に振動する。
カバー(11)の更に具体的な構造、及び音響発生ユニット
(9)の本体ケース(10)に対する取付け構造について説明
する。本体ケース(10)はPPS、LCP等のリフロー時
の温度に耐える耐熱性樹脂によって形成されている。こ
れらの樹脂材は、金属に比べて接着性が低いので、本体
ケース(10)には予め硬化促進剤を塗布しておく。
振動空間内へ突出するリング状の凸部(11e)が一体に形
成されている(図1参照)。該凸部(11e)は、音響発生ユ
ニット(9)の動作停止時には、図7の如く静止状態の振
動板(8)から所定距離d(例えば数十μm)だけ離間して
いる。
部(8c)が本体ケース(10)の内周段差部(10a)に面接触さ
れ、接着によって固定される。ここで、第2振動板(8)
の突片(8e)がケースの切欠き(10b)と嵌合して、第2振
動板(8)の周方向の位置決めが為され、更に外周端面(8
f)が本体ケース(10)の内周面(10c)と嵌合することによ
って、第2振動板(8)が本体ケース(10)と同心位置に位
置決めされる。コイル(7)の自由端(7b)(7b)は鎖線で示
す様に、本体ケース(10)の切欠き(10b)へ向けて折り曲
げられる。
成型されたカバー(11)が、第2振動板(8)の上面を被っ
て、本体ケース(10)に固定される。ここで、カバー(11)
の突片(11a)が本体ケース(10)の切欠き(10b)と嵌合し、
カバー(11)の周方向の位置決めが為され、更に外周面(1
1b)が本体ケース(10)の内周面(10c)と軽い圧入状態で嵌
合し、同心位置に位置決めされ、接着固定される。接着
剤は、前記硬化促進剤の働きにより、数分以内に初期硬
化が得られる。尚、カバー(11)は、図1に示す断面形状
を有しており、下面外周部(11d)が第2振動板(8)の上
面外周部(8g)と面接触し、本体ケース(10)の内周段差部
(10a)との間で、第2振動板(8)の外周部を挟持する。
の位置関係は図1に示す通りであって、コイル(7)は、
下ヨーク(2)の内周面(2d)と上ヨーク(4)の外周面の間
に形成される磁気ギャップ(磁界)中に位置するため、コ
イル(7)に交番電流を流すことによって、軸方向の交番
電磁力が発生する。ここで、振動発生ユニット(6)の固
有振動数(約130Hz)に一致した周波数の交番電流を
流すことによって、振動発生ユニット(6)が軸方向に振
動し、ケーシングを振動させて、着信を報知する。又、
音響発生ユニット(9)の固有振動数(約2.5kHz)に
一致する周波数の交番電流を流すことによって、音響発
生ユニット(9)が軸方向に振動し、カバー(11)の放音口
(11c)から音響を放出して、着信を報知する。
回路が接続される。該回路において、送話用マイクロホ
ン(108)から入力されたアナログ音声信号は、音声処理
回路(111)にてデジタル音声信号に変換された後、信号
処理回路(112)にて信号処理され、無線回路(113)にて周
波数変換及び変調が施された後、所定の送信出力にてア
ンテナ(100)から送信される。一方、アンテナ(100)によ
って受信された信号は、無線回路(113)にて周波数変換
及び復調が施され、更に信号処理回路(112)にてデジタ
ル音声信号が取り出され、該デジタル音声信号は、音声
信号処理回路(111)にてアナログ音声信号に変換された
後、フィルター回路(114)を経て、3つの端子a、b、
cを有するスイッチ手段(115)の端子aに印加される。
フィルタ回路(114)は、ローパスフィルターから構成さ
れて、第2振動板(8)の共振周波数f1付近の周波数成
分をカットするものである。
び出しを検出する着信検出回路(116)が接続され、着信
検出信号は制御回路(120)へ供給される。又、操作釦(10
3)によって、着信時の報知を音響で行なうか、振動で行
なうかを設定する呼出設定手段(117)が構成され、その
設定信号は制御回路(120)へ供給される。スイッチ手段
(115)の端子bには第1信号発生手段(118)が接続され、
端子cには第2信号発生手段(119)が接続されており、
制御回路(120)は、着信検出時にスイッチ手段(115)を端
子b又は端子cに切り換える。
号は、周波数が130Hzの矩形波であり、前記振動発
生ユニット(6)の固有振動数と等しい周波数に設定され
る。従って、スイッチ手段(115)を端子bに切り換え
て、第1信号を経て音響・振動発生装置(20)へ供給する
ことによって、振動発生ユニット(6)を共振させること
が出来る。
第2信号は、2.5kHzの信号を一定周期で含んでい
る。従って、スイッチ手段(115)を端子cに切り換え
て、第2信号を音響・振動発生装置(20)へ供給すること
によって、音響発生ユニット(9)を共振させて、リンガ
ー音を発生させることが出来る。ここで、第2信号の電
圧は3V程度と充分に高いため、第2振動板(8)には、
図7に破線で示す様に共振による大きな振幅が発生し
て、図7に破線で示す様に第2振動板(8′)がカバー(1
1)の凸部(11e)に対して衝突を繰り返すことになる。こ
のときの衝撃によって、第2振動板(8)から大きな音響
が発生すると共に、カバー(11)にも振動が発生して、音
響が発生する。この結果、大きな音圧の着信報知音が得
られることになる。
て、スイッチ手段(115)を端子aに切り換え、音声処理
回路(111)から供給される音声信号を、フィルタ(114)及
びスイッチ手段(115)を経て、音響・振動発生装置(20)
へ供給する。これによって、音響発生ユニット(9)が振
動し、音響発生ユニット(9)が受話スピーカとなって、
音声(受話音)が発せられることになる。ここで、音声処
理回路(111)から供給される音声信号は、振幅が100
mV程度で、略300Hz〜3kHzの周波数帯域を有
し、音響発生ユニット(9)の共振周波数を含んでいる
が、フィルタ(114)を通過することによって、2.5kH
zの周波数を有する信号成分が抑圧されるため、第2振
動板(8)には該振動成分による共振は発生しない。従っ
て、受話音の音質に変化はない。
いため、このときの第2振動板(8)の振幅は、着信報知
時の振幅に比べて充分に小さく、図7に鎖線で示す様
に、第2振動板(8″)がカバー(11)の凸部(11e)に衝突
することはない。従って、衝突によるノイズの発生はな
い。
たとき等に受ける衝撃力に対する安全機構について説明
する。図3に示すように第1振動板(1)は、大きな振幅
を発生させるべく渦巻状バネ構造を有しているので、衝
撃力に対する強度が十分とは言い難い。そこで、本実施
例では、振動発生ユニット(6)の上下にそれぞれストッ
パーを設けて、振動発生ユニット(6)の変位を規制する
ことによって、構成部品の安全を図っている。
内周面には、振動発生ユニット(6)の変位の上限を規制
すべき上ストッパー(10h)が突設されている。従って、
衝撃力を受けて、振動発生ユニット(6)が上方向に過度
に変位せんとするとき、その変位の途中で、錘片(5)の
外周段差部(5a)が上ストッパー(10h)に当接し、それ以
上の変位が阻止される。従って、第1振動板(1)自体が
過大な変位によって損傷を受けることがないばかりでな
く、上ヨーク(4)、下ヨーク(2)或いは錘片(5)が第2
振動板(8)と直接に衝突することが阻止されて、第2振
動板(8)の損傷も防止される。更に、コイル(7)の端面
(7c)と下ヨーク(2)の底面(2b)の衝突が阻止されるの
で、コイル(7)が損傷を受けることもない。
差を有する下ストッパー(12f)が突設されている。振動
発生ユニット(6)が下方向に過度に変位せんとすると
き、その変位の途中で、下ヨーク(2)の凸部(2a)が下ス
トッパー(12f)に当接し、それ以上の変位が阻止され
る。従って、第1振動板(1)が過大な変位によって損傷
を受けることはない。
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、図10に示す如く、本体ケ
ース(10)の上ストッパー(10h)に、着信報知時に第2振
動板(8)が衝突すべき凸部(10j)を突設してもよい。
又、音響・振動発生装置(20)を受話スピーカとして兼用
しない場合には、凸部(11e)(10j)を、静止状態の第2振
動板(8)と接触する高さに形成することも可能である。
る。
ニットの分解斜視図である。
解斜視図である。
拡大断面図である。
る。
る。
例を示す断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ケーシング内に、磁気回路により駆動さ
れて振動する振動板(8)が設置され、該振動板(8)の振
動によって、ケーシングの外部へ向けて音響を発生させ
る報知装置において、ケーシングの内面には、振動板
(8)の振動空間内へ突出する凸部(11e)が形成されてい
ることを特徴とする報知装置。 - 【請求項2】 ケーシングの凸部(11e)は、非駆動時の
振動板(8)に接触する高さを有している請求項1に記載
の報知装置。 - 【請求項3】 ケーシングの凸部(11e)は、非駆動時の
振動板(8)から所定距離だけ離間する高さを有している
請求項1に記載の報知装置。 - 【請求項4】 前記磁気回路は、振動板(8)に固定され
たコイル(7)と、該コイル(7)に磁力線を鎖交させるべ
きマグネット(3)とから構成され、コイル(7)には、振
動板(8)の共振周波数f1の信号成分を含む報知信号を
発生する第1信号発生回路と、音声信号を出力する第2
信号発生回路とが、選択手段によって切り換え可能に接
続され、凸部(11e)は、コイル(7)に第1信号発生回路
が接続されたときの振動板(8)の振動空間に達し、且
つ、コイル(7)に第2信号発生回路が接続されたときの
振動板(8)の振動空間には達しない高さを有している請
求項3に記載の報知装置。 - 【請求項5】 第2信号発生回路は、音声信号に含まれ
る周波数f1の信号成分を抑圧して出力するフィルタを
具えている請求項4に記載の報知装置。
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