JPH10258253A - 振動発生方法と振動発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯機器への振動発生装置の取り付け場所な
どに係わらず確実に体感振動を発生して通報できる振動
発生方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 携帯機器に組み込んだ振動発生装置を動
作させて振動によって通報するに際し、振動発生装置の
振動周波数を掃引させて携帯機器のケーシングを振動さ
せる。これによると、振動発生装置の振動周波数を掃引
させるので、駆動信号周波数の掃引が携帯機器のケーシ
ングの共振周波数の付近になったときにピークの大きな
体感振動が発生し、確実に通報することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯が可能なぺー
ジャーや小型情報伝達装置において使用されている通報
用の振動発生装置に関し、より詳しくは、呼出音を鳴ら
して通報したり、呼出音に代わって体感振動を発生して
情報を伝達する振動発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】元来、ぺージャーでは内部受信機が無線
呼び出し信号を受信すると、呼び出し音を発生して携帯
者に電話の呼び出しがあったことを知らせていたが、音
による呼び出しは前記の携帯者の周囲の人に迷惑をかけ
たり、連絡の必要性を他人に知られてしまうという問題
点がある。

【０００３】その対策として、現在では、呼び出し音で
知らせる以外に、体感振動を発生させて携帯者に知らせ
る機能が備えられており、発音と振動の何れかの呼出信
号を携帯者が選択できるようになっている。

【０００４】図１０に示すように、ぺージャーのケーシ
ング１の内部には、スピーカ２と、このスピーカ２とは
別にぺージャーモータ３が内蔵されている。無線呼び出
し信号を受信すると身体に感じる程度の振動を発生させ
るぺージャーモータ３は、図１１に示すように円筒形の
コアレスモータ４の回転軸５に、タングステン等の高比
重の合金製の分銅６を取り付けて構成されている。ＩＣ
₁ ，ＩＣ₂ は半導体集積回路である。

【０００５】分銅６は半円状または扇板形状に形成され
ており、コアレスモータ４に通電されると、偏芯して取
り付けられた分銅６が回転し、ぺージャーのケーシング
１に２次的に振動を発生させる。ぺージャーのケーシン
グ１にはスピーカ２の実装位置に対応して放音口７が穿
設されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、ぺージャー等の携帯用機器の小型化の傾向に対し
て、以下のような課題を有する。

【０００７】（１） 円筒形のコアレスモータに偏芯分
銅を取り付けた構成では、回転軸に大きな負荷がかかる
ため、これ以上の小型化や長期使用の要請に十分応えき
れない。また、この構成では偏芯分銅が回転軸から抜け
やすいという課題があり、品質管理に多大な時間を費や
して組み立てを行う必要がある。

【０００８】（２） 従来の構成では、呼び出し音を発
生するスピーカ２とは別にぺージャーモータ３を必要と
し、部品点数の削減の障害となっているのが現状であ
る。このような課題を解決するものとして、既に、本発
明者らは特願平７−２２８１３８号において呼び出し音
による呼び出しと、体感振動による呼び出しとをひとつ
の振動発生装置で可能とした振動発生装置を提案してい
る。

【０００９】しかし、系の共振を利用するという特徴が
ある振動発生装置のため、以下のような課題がある。 （１）ページャー、携帯電話などの携帯機器に組み込ん
だ際、機器の固定状態もしくは使用状態の違いによっ
て、振動系の共振周波数が振動発生装置固有の共振周波
数と異なる。具体的には、胸ポケットに入れたり、腰に
つけたり、手で握ったりして使用状態が異なる際に、最
大の振動量が得られる共振周波数が異なるため、特定の
周波数で振動を発生できない。

【００１０】別の表現をすれば、ある特定の共振周波数
で駆動するように発振回路を合わせると、使用状態の違
いによって、振動が身体に対して感じやすかったり、感
じにくかったりする。つまり、使用状態の違いによって
振動の大きさが変化する。

【００１１】（２）ページャー、携帯電話などの携帯機
器に組み込んだ際、振動発生装置の携帯機器への取り付
け位置によって、振動系の共振周波数が振動発生装置固
有の共振周波数と異なる。具体的には、例えば携帯機器
の中央に取り付けるか、端に取り付けるかで、最大の振
動量が得られる共振周波数が異なる。

【００１２】本発明ではこの課題を解決できる振動発生
方法ならびに装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の振動発生方法
は、携帯機器に組み込んだ振動発生装置を動作させて振
動によって通報するに際し、単一周波数で振動発生装置
を駆動するのではなく、周波数が掃引する信号で駆動す
ることを特徴とする。

【００１４】この構成によると、振動発生装置から発生
する振動周波数が携帯機器の共振周波数に一致したタイ
ミングに大きな体感振動が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１記載の振動発生方法は、
携帯機器に組み込んだ振動発生装置を動作させて振動に
よって通報するに際し、振動発生装置の振動周波数を掃
引させて携帯機器のケーシングを振動させることを特徴
とする。

【００１６】請求項２記載の振動発生方法は、請求項１
において、振動発生装置の共振周波数の前後の周波数に
わたって掃引させることを特徴とする。請求項３記載の
振動発生装置は、筐体内部に、一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石を有す
る磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方
の板状弾性体には前記の磁界発生体の発生磁界と磁気結
合したコイルを設けて第２の振動系を構成し、前記コイ
ルを周波数の異なる駆動信号で駆動して第１の振動系ま
たは第２の振動系を選択的に共振させるように構成する
とともに、駆動信号を発生する発振回路を、出力信号が
時間経過に伴って変化する繰り返す掃引信号を出力する
ように構成したことを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の振動発生装置は、請求項３
において、第１の振動系の板状弾性体は、中央部および
外周部が第２の振動系の板状弾性体に向け突出するヨー
クの外周部を浮かした状態で筐体に取り付けられ、この
ヨークの外周部の内側に磁石を配置して構成し、第２の
振動系のコイルは、前記磁石の内周側で前記ヨークの中
央部の外周側に位置するように配設して構成したことを
特徴とする。

【００１８】請求項５記載の振動発生装置は、請求項３
または請求項４において、駆動信号を発生する発振回路
を、第１の振動系もしくは第２の振動系の共振周波数の
０．９５倍〜１．２倍の間で掃引することを特徴とす
る。

【００１９】請求項６記載の振動発生装置は、請求項３
〜請求項５の何れかにおいて、一方の板状弾性体の共振
周波数が２５０Ｈｚ以下であり、他方の板状弾性体の共
振周波数が６００Ｈｚ以上であることを特徴とする。

【００２０】請求項７記載の携帯機器は、請求項３〜請
求項６の何れかの振動発生装置を内蔵したことを特徴と
する。以下、本発明の振動発生方法を具体的な実施の形
態を示す図１から図９に基づいて説明する。

【００２１】図１と図２は本発明の振動発生装置を示
し、図３はこの振動発生装置の駆動回路を示す。筒状の
枠体８は上部円筒体８ａと板状の底部カバー８ｂとで構
成されている。上部円筒体８ａの外周面には呼び出し音
の共鳴効果用の共鳴孔８ｃが形成されている。

【００２２】第１の板状弾性体９は、平面からみて渦巻
型形状で、断面からみて中央部９ａが盛り上がったハッ
ト状をしており、中央部９ａの中心に取付穴９ｂが形成
されている。この第１の板状弾性体９の大径部は上部円
筒体８ａと板状の底部カバー８ｂとで挟持されている。

【００２３】この底部カバー８ｂを設けることにより、
第１の板状弾性体９を支持できると共に第１の板状弾性
体９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。

【００２４】第１の板状弾性体９には、ヨーク１０と環
状の磁石１１とからなる磁界発生体１２が取り付けられ
ている。具体的には、図２に示すように第１の板状弾性
体９の上面中央に設けられたヨーク１０の形状は、外周
部１０ａと、中央から上方に突出するセンターポール１
０ｂと有している。ヨーク１０の外周部１０ａの内周に
は磁石１１が取り付けられている。

【００２５】上部円筒体８ａの上部開口を閉塞する第２
の板状弾性体１３には円筒型のコイル１４が取り付けら
れており、コイル１４はセンターポール１０ｂの外周部
と磁石１１の内周部との間に形成されている磁界の中に
配置されている。

【００２６】第１の板状弾性体９と磁界発生体１２とで
第１の振動系を構成し、第２の板状弾性体１３とコイル
１４で第２の振動系を構成している。ここでは第１の振
動系の共振周波数を５０〜１５０Ｈｚに設定している。
また、中心部が盛り上がった、断面からみてハット状を
しており、中心部が上下することによって、磁界発生体
１２が振動する構成になっている。

【００２７】第２の振動系の共振周波数を２〜３ｋＨｚ
に設定している。底部カバー８ｂは鋼板などの金属板で
構成され、その形状を渦巻型形状とし、中心部の凹部で
ヨーク１０の底面の凸部を挿入して位置決めできる構成
にして、ヨーク１０の底面の凸部が第１の板状弾性体９
の中心凹部と嵌合でき、生産性向上とコスト低減を図る
ことができる。

【００２８】磁石１１のＮ極側はヨーク１０の外周部１
０ａの内面に接し、Ｓ極側はセンターポール１０ｂの外
周側に向け一定間隔を保持して設けられている。ヨーク
１０は純鉄やパーマロイ等の軟磁材料からなり、磁石１
１は、例えば希土類系磁石材料からなるものを用いると
好適である。

【００２９】このように、磁界発生体１２を円環状に構
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、磁気効率の点で有利で
ある。また磁界発生体１２およびコイル１４を円環状に
することのより、第１の振動系での質量のアンバランス
による不安定な振動を防止でき、さらに生産性の向上が
図ることができる。

【００３０】なお、コイル１４は、銅線の表面に樹脂を
焼き付けたエナメル線を用いて円筒形状で構成してい
る。図３はコイル１４に印加する駆動信号の周波数を切
り替え可能に与える構成の一例を示している。

【００３１】１５は直流電源、１６は発振回路で、トラ
ンジスタ１７とマイクロコンピュータ１８などで構成さ
れている。ＣＰＵ１８からトランジスタ１７には、通電
と通電停止を繰り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コイル１４に流れ
る。このようにコイル１４に通電することにより磁石１
１を備えたヨーク１０と、コイル１４が電磁力により振
動し、結果的に第１の振動系と第２の振動系が振動す
る。

【００３２】ＣＰＵ１８は前記パルス信号の周波数を、
第１の振動系の共振させる第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。

【００３３】さらに、パルス信号の周波数を一定の時間
間隔で掃引している。具体的には、ある周波数幅でパル
ス信号の変化を行うことができる。ＣＰＵ１８が第１の
周波数のパルス信号をトランジスタ１７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７０Ｈｚで振動させると、第１の板状弾性体
９を介して装置自体が前記共振周波数に同期して共振
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である。

【００３４】また、ＣＰＵ１８が第２の周波数のパルス
信号をトランジスタ１７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．
７ｋＨｚ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
作用を営む。

【００３５】そして第１の振動系と第２の振動系の共振
周波数の設定を変えることにより、身体に感じる振動呼
び出しの周波数を２５０Ｈｚ以下とし、呼び出し音の周
波数を６００Ｈｚ以上にすると好適である。周波数の設
定を６００Ｈｚ以上にしたのは、ＩＳＯ２２６（１９６
１）の等ラン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。

【００３６】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、２５０
Ｈｚ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。

【００３７】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。

【００３８】このような振動発生装置は、ページャーや
携帯電話など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り替えスイ
ッチで、呼び出し音と身体に感じる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。

【００３９】また、ＣＰＵ１８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、身体に感じる振動の両方が交互に生
じるように構成することができる。

【００４０】（実施例１）（実施例１）では本発明の振
動発生装置２０を図４に示すようにページャー内部の中
央に取り付けた場合の、駆動周波数の違いによって発生
する体感振動の大きさの変化を測定した。振動発生装置
２０の全体の大きさは直径φ１７ｍｍ，高さ６ｍｍで、
振動する磁界発生体１２の重さは４．２ｇである。

【００４１】本発明の振動発生装置の第１の振動系の共
振周波数が６６Ｈｚのときに図４のような構成で、図５
の（ａ）に示すように荷重計１９を介して完全に固定し
た状態と、図５の（ｂ）に示すように吊り下げてフリー
な状態で加速度計２１で測定した状態での振動レベル、
いわゆる加振力と共振周波数の関係を測定した。

【００４２】入力は１．５Ｖである。図６はこの２つの
状態での各周波数毎での加振力を表したものである。こ
の図のよると、特定の周波数のみのパルス信号の電流で
は使用状態や固定状態の違いによって、共振周波数が異
なるため、振動レベルに差があり、場合によっては着信
が通報できないことがあり得る。本発明品では、この場
合、共振周波数６６Ｈｚの０．９５〜１．２倍の約６３
〜７９Ｈｚで１〜３秒程度の短い時間でパルス信号電流
の周波数をスイープさせて振動させるので、固定状態で
は、駆動信号周波数の掃引が６６Ｈｚ付近になったとき
にピークの大きな体感振動が発生している。吊り下げ状
態では、駆動信号周波数の掃引が６９Ｈｚ付近になった
ときにピークの大きな体感振動が発生している。

【００４３】このように何れの状態においても、振動発
生装置を内蔵したぺージャーのケーシング１に大きな振
動を発生させることができる。 （実施例２）（実施例１）の場合に加えて、ページャー
本体を手で持った場合を加えて振動レベルを比較する。
ここでは実際に手で持った状態に近い状態として、図５
の（ｃ）に示すように多孔質の弾性体（スポンジ）２２
とアルミプレート２３と荷重計１９を介して取り付けた
モデルを使用して（実施例１）と同じ構成のページャー
本体の加振力を測定した。

【００４４】図７は各周波数と加振力との関係を表した
ものである。完全に固定した状態と、つり下げてフリー
な状態の間に手で持った状態を想定した弾性固定状態で
の共振周波数はある。また減衰のため、共振周波数での
加振力のレベルは下がっている。本発明品では、この場
合、共振周波数６６Ｈｚの０．９５〜１．２倍の約６３
〜７９Ｈｚで１〜３秒程度の短い時間でパルス信号電流
の周波数をスイープさせることで、振動発生装置を内蔵
した携帯機器のケーシング１に大きな振動を発生させる
ことができる。

【００４５】（実施例３）図８は本発明の本発明品の振
動発生装置をページャー内部の端部に取り付けた状態を
示している。振動発生装置の第１の振動系の共振周波数
は６６Ｈｚである。（実施例１）でのページャー内部の
中央部に取り付けた場合（図４）と比較する。両方の場
合とも、吊り下げた状態でページャーの重心で加速度セ
ンサを取り付け、加振力を測定した。図９はこの２つの
状態での各周波数毎での加振力の測定結果を示してい
る。

【００４６】この図のよると、特定の周波数のみのパル
ス信号の電流ではページャー本体への取り付け位置や取
り付け状態の違いによって、共振周波数が異なるため、
振動レベルに差があり、場合によっては着信が知らせな
いことのあり得る。本発明品では、この場合、共振周波
数６６Ｈｚの０．９５〜１．２倍の約６３〜７９Ｈｚで
１〜３秒程度の短い時間でパルス信号電流の周波数をス
イープさせて、振動させた。

【００４７】図４に示すようにケーシングの中央に振動
発生装置２０を取り付けた場合には、駆動信号周波数の
掃引が６９Ｈｚになったときにピークの大きな体感振動
が発生している。

【００４８】図８に示すようにケーシング１の端に振動
発生装置２０を取り付けた場合には、駆動信号周波数の
掃引が７６Ｈｚ付近になったときにピークの大きな体感
振動が発生している。

【００４９】このように何れの位置に振動発生装置を取
り付けた場合でも大きな体感振動が得られることが分か
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明の振動発生方法によると、携帯機
器に組み込んだ振動発生装置を動作させて振動によって
通報するに際し、振動発生装置の振動周波数を掃引させ
るので、駆動信号周波数の掃引が携帯機器のケーシング
の共振周波数の付近になったときにピークの大きな体感
振動が発生し、確実に通報することができる。

【００５１】具体的には、振動発生装置の共振周波数の
前後の周波数にわたって掃引させる。本発明の振動発生
装置は、筐体内部に、一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石を有する磁界発
生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾
性体には前記の磁界発生体の発生磁界と磁気結合したコ
イルを設けて第２の振動系を構成し、前記コイルを周波
数の異なる駆動信号で駆動して第１の振動系または第２
の振動系を選択的に共振させるように構成するととも
に、駆動信号を発生する発振回路を、出力信号が時間経
過に伴って変化する繰り返す掃引信号を出力するように
構成したため、上記の振動発生方法を実現できる。

【００５２】好ましくは、第１の振動系の板状弾性体
は、中央部および外周部が第２の振動系の板状弾性体に
向け突出するヨークの外周部を浮かした状態で筐体に取
り付けられ、このヨークの外周部の内側に磁石を配置し
て構成し、第２の振動系のコイルは、前記磁石の内周側
で前記ヨークの中央部の外周側に位置するように配設し
て構成する。

【００５３】また、駆動信号を発生する発振回路を、第
１の振動系もしくは第２の振動系の共振周波数の０．９
５倍〜１．２倍の間で掃引することが好ましい。また、
一方の板状弾性体の共振周波数が２５０Ｈｚ以下であ
り、他方の板状弾性体の共振周波数が６００Ｈｚ以上で
あることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動発生方法の具体的な実施の形態の
振動発生装置の断面図

【図２】同実施の形態の振動発生装置の分解斜視図

【図３】同実施の形態のコイルを駆動する回路の構成図

【図４】同実施の形態の振動発生装置をページャーの中
央に組み込んだ分解斜視図

【図５】完全固定状態，吊り下げ状態，弾性支持状態の
ページャーの振動測定状態の説明図

【図６】振動発生装置をページャーの中央に組み込んだ
ページャーの２つの支持状態の振動測定特性図

【図７】振動発生装置をページャーの中央に組み込んだ
ページャーの３つの支持状態の振動測定特性図

【図８】振動発生装置をページャーの端に組み込んだ分
解斜視図

【図９】振動発生装置を中央と端に組み込んだそれぞれ
のページャーを吊り下げて駆動した場合の駆動周波数に
対する加振力の変化の測定図

【図１０】従来のページャーの分解斜視図

【図１１】従来のページャー用振動発生装置の斜視図

【符号の説明】

１ 携帯機器のケーシング ８ 枠体 ９ 第１の板状弾性体 １０ ヨーク １１ 磁石 １２ 磁界発生体 １３ 第２の板状弾性体 １４ コイル １６ 発振回路 １８ マイクロコンピュータ ２０ 振動発生装置

フロントページの続き (72)発明者 横山 敏信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 犬飼 真一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯機器に組み込んだ振動発生装置を動
   作させて振動によって通報するに際し、振動発生装置の
   振動周波数を掃引させて携帯機器のケーシングを振動さ
   せる振動発生方法。
2. 【請求項２】 振動発生装置の共振周波数の前後の周波
   数にわたって掃引させる請求項１記載の振動発生方法。
3. 【請求項３】筐体内部に、一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石を有する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前記の磁界発生体の発生磁界と磁
   気結合したコイルを設けて第２の振動系を構成し、 前記コイルを周波数の異なる駆動信号で駆動して第１の
   振動系または第２の振動系を選択的に共振させるように
   構成するとともに、 駆動信号を発生する発振回路を、出力信号が時間経過に
   伴って変化する繰り返す掃引信号を出力するように構成
   した振動発生装置。
4. 【請求項４】第１の振動系の板状弾性体は、中央部およ
   び外周部が第２の振動系の板状弾性体に向け突出するヨ
   ークの外周部を浮かした状態で筐体に取り付けられ、こ
   のヨークの外周部の内側に磁石を配置して構成し、 第２の振動系のコイルは、前記磁石の内周側で前記ヨー
   クの中央部の外周側に位置するように配設して構成した
   請求項３記載の振動発生装置。
5. 【請求項５】駆動信号を発生する発振回路を、第１の振
   動系もしくは第２の振動系の共振周波数の０．９５倍〜
   １．２倍の間で掃引する請求項３または請求項４記載の
   振動発生装置。
6. 【請求項６】一方の板状弾性体の共振周波数が２５０Ｈ
   ｚ以下であり、他方の板状弾性体の共振周波数が６００
   Ｈｚ以上である請求項３〜請求項５の何れかに記載の振
   動発生装置。
7. 【請求項７】請求項３〜請求項６の何れかの振動発生装
   置を内蔵した携帯機器。