(57)【要約】  所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができ、かつ小型化を進めることができる、振動装置を提供する。  振動装置１は、第１の平板部２ａ１と、第１の連結部２ａ２と、接合部２ａ３とを有する第１の性板２ａと、接合部２ａ３に接合されており、第１の平板部２ａ１に対向している第２の平板部２ｂ１を有する第２の弾性板２ｂと、第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１に設けられた圧電振動素子３と、第１の弾性板２ａに取り付けられた質量付加部材８とを備える。第１の弾性板２ａが屈曲モードの振動により複数種の周波数の音を発生させることができるように構成されており、第１の平板部２ａ１のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数において、第１の弾性板２ａが屈曲モードにより振動することによって音を発生させることができるように、第１の平板部２ａ１及び連結部２ａ２が構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部を含む第１の平板部と、前記第１の平板部に連なっている連結部と、前記連結部に連なっている接合部と、を有する第１の弾性板と、
前記第１の弾性板の前記接合部に接合されており、前記第１の弾性板の前記第１の平板部に対向している第２の平板部を有する第２の弾性板と、
前記第１の弾性板の前記第１の平板部における前記第２の弾性板側の面に設けられている圧電振動素子と、
前記第１の弾性板の前記先端部側に取り付けられている質量付加部材と、
を備え、
前記第１の弾性板が、屈曲モードの振動により複数種の周波数の音を発生させることができるように構成されており、
前記第１の平板部のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数において、前記第１の弾性板が屈曲モードにより振動することによって音を発生させることができるように、前記第１の平板部及び前記連結部が構成されている、振動装置。
【請求項２】
前記第１の平板部のみが屈曲モードにより振動することによっても音を発生させることができるように、前記第１の平板部及び前記連結部が構成されている、請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記第１の平板部のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数が、屈曲モードにおける基本モードの倍数の周波数以外の周波数である、請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
音を発生させる前記第１の弾性板の振動において、節が前記第１の弾性板の前記質量付加部材が取り付けられている部分に位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項５】
前記第１の弾性板においては、前記連結部が前記第１の平板部から前記第２の弾性板側に向かって延びており、
前記接合部が、前記先端部から遠ざかる方向に、前記連結部から延びており、前記接合部が、前記第２の弾性板の前記第２の平板部に平行に延びている面を有し、かつ該面において前記第２の弾性板に接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項６】
前記第２の弾性板の曲げ剛性が前記第１の弾性板の曲げ剛性よりも高い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項７】
前記第２の弾性板の前記第２の平板部の厚みが、前記第２の弾性板が前記第１の弾性板に接合されている部分の厚みよりも薄い、請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項８】
前記圧電振動素子を駆動するための回路部をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項９】
前記回路部が、前記圧電振動素子に入力する入力信号の周波数を変化させるように構成されている、請求項８に記載の振動装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動装置の前記圧電振動素子に、外部から入力信号を入力し、該入力信号の周波数を変化させることにより、前記第１の弾性板の振動によって異なる高さの音を同時に発生させる、振動装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板などの弾性板に圧電振動素子が固定されている振動装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、着信を報知する目的などに用いられる振動装置として、種々の振動装置が提案されている。下記の特許文献１には、このような振動装置の一例が開示されている。特許文献１に記載の振動装置では、金属板を側面から見てＵ字状の形状となるように曲げ加工された、弾性板が用いられている。この弾性板は、屈曲部を介して一方側が板状の固定部、他方側が板状の振動部とされている。特許文献１の振動装置はバイブレータとして動作する。【０００３】
下記の特許文献２には、圧電振動板が片持ち梁で支持された圧電振動発音装置が開示されている。圧電振動板の先端には錘が取り付けられている。この圧電振動発音装置は、圧電振動板の振動により、体感振動やブザー音を発生させる。１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの駆動電圧を印加した場合には、錘の重さにより圧電振動板の先端はほぼ振動しないため、両持ちにより支持された状態とほぼ同じ状態となる。この状態において圧電振動板が共振し、ブザー音を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１６３１６６号
【特許文献２】特開平８−３１４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、振動装置の小型化が求められている。特許文献１の振動装置は、小型化を進め得る振動装置として記載されている。しかしながら、特許文献１には、音を発生させる構成については何ら記載されていない。【０００６】
他方、特許文献２に記載のような圧電振動板を有する圧電振動発音装置では、圧電振動板の基本モードやその高調波の周波数における振動により音を発生させることが考えられる。ここで、圧電振動発音装置においては、２ｋＨｚや４ｋＨｚの音を発生させることを求められることが多い。しかしながら、従来の圧電振動発音装置などにおいては、基本モードの３倍波や５倍波などの周波数を共振周波数とすることはできたが、上記のような特定の倍数以外の周波数を共振周波数とすることは困難であった。そのため、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚの音を１つの圧電振動発音装置により発生させることは困難であった。上記要求を満たす場合、例えば、音を共鳴させる共鳴空間に工夫が施されたケースなどを別途用意する必要があった。上記のようなケースを用いる場合、小型化は困難となる。【０００７】
本発明の目的は、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができ、かつ小型化を進めることができる、振動装置を提供することにある。【０００８】
本発明の他の目的は、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができる、振動装置の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る振動装置は、先端部を含む第１の平板部と、前記第１の平板部に連なっている連結部と、前記連結部に連なっている接合部と、を有する第１の弾性板と、前記第１の弾性板の前記接合部に接合されており、前記第１の弾性板の前記第１の平板部に対向している第２の平板部を有する第２の弾性板と、前記第１の弾性板の前記第１の平板部における前記第２の弾性板側の面に設けられている圧電振動素子と、前記第１の弾性板の前記先端部側に取り付けられている質量付加部材とを備え、前記第１の弾性板が、屈曲モードの振動により複数種の周波数の音を発生させることができるように構成されており、前記第１の平板部のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数において、前記第１の弾性板が屈曲モードにより振動することによって音を発生させることができるように、前記第１の平板部及び前記連結部が構成されている。【００１０】
本発明に係る振動装置の駆動方法では、本発明に従い構成された振動装置の前記圧電振動素子に、外部から入力信号を入力し、該入力信号の周波数を変化させることにより、前記第１の弾性板の振動によって異なる高さの音を同時に発生させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る振動装置によれば、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができ、かつ小型化を進めることができる。【００１２】
本発明に係る振動装置の駆動方法によれば、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の側面断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電振動素子の側面図であり、図４（ｂ）は、第１の実施形態における圧電振動素子の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の第１の弾性板における振動の周波数と音圧との関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明における第１の振動モードを説明するための模式図である。
【図７】図７は、本発明における第２の振動モードを説明するための模式図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例における第１の弾性板及び第２の弾性板の斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例における第１の弾性板及び第２の弾性板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１５】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の外観を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る振動装置の側面断面図である。図３は、第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【００１７】
図１〜図３に示す振動装置１は、携帯型電子機器の振動による報知機能や音による報知機能などに用いることができる。図２に示すように、振動装置１は、第１の弾性板２ａを有する。第１の弾性板２ａは、第１の端部２ａ４及び第２の端部２ａ５を有する。なお、第１の端部２ａ４は本発明における先端部である。本実施形態では、平面視において、第１の端部２ａ４と第２の端部２ａ５とを結ぶ方向が、第１の弾性板２ａの長手方向である。
【００１８】
本実施形態の振動装置１は、第１の弾性板２ａが、屈曲モードにおける第１の振動モード及び第２の振動モードによって振動するように構成されている。これにより、複数種の周波数の音を容易に発生させることができる。なお、詳細は後述する。
【００１９】
振動装置１は、第１の弾性板２ａの第２の端部２ａ５側に接続されている第２の弾性板２ｂを有する。より具体的には、第１の弾性板２ａは、第２の端部２ａ５側に位置している、本発明における接合部としての第１の接合部２ａ３を有する。第１の接合部２ａ３において、第１の弾性板２ａは第２の弾性板２ｂに接合されている。
【００２０】
第２の弾性板２ｂは、第３の端部２ｂ４及び第４の端部２ｂ５を有する。第２の弾性板２ｂは、第４の端部２ｂ５側に位置している第２の接合部２ｂ３を有する。第２の弾性板２ｂは、第２の接合部２ｂ３において第１の弾性板２ａに接合されている。本実施形態では、第３の端部２ｂ４と第４の端部２ｂ５とを結ぶ方向が、第２の弾性板２ｂの長手方向である。なお、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂにおける長手方向は上記に限定されない。
【００２１】
本実施形態では、第１の弾性板２ａはＳＵＳ３０４からなり、第２の弾性板２ｂはＳＵＳ３０１からなる。なお、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂは、上記以外の金属や合成樹脂などの、弾性を有する他の材料からなっていてもよい。もっとも、本実施形態のように、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂはステンレス鋼などの金属からなることが好ましい。それによって、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂにおける、振動の強度の低下をより一層抑制することができる。
【００２２】
第１の弾性板２ａは、第１の端部２ａ４及び第２の端部２ａ５の間に位置している第１の平板部２ａ１、連結部２ａ２及び上記第１の接合部２ａ３を有する。第１の平板部２ａ１は平面状である。第１の平板部２ａ１の先端部が上記第１の端部２ａ４に位置する。連結部２ａ２は、第１の平板部２ａ１と第１の接合部２ａ３とを接続している。第１の接合部２ａ３の先端部が第２の端部２ａ５に位置する。
【００２３】
他方、第２の弾性板２ｂは、第３の端部２ｂ４及び第４の端部２ｂ５の間に位置している第２の平板部２ｂ１と、上記第２の接合部２ｂ３とを有する。第２の平板部２ｂ１は平面状である。第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１と、第２の弾性板２ｂの第２の平板部２ｂ１とは対向している。
【００２４】
第１の弾性板２ａは、連結部２ａ２において、第２の弾性板２ｂ側に曲がっている。第１の弾性板２ａにおいては、連結部２ａ２が第１の平板部２ａ１から第２の弾性板２ｂ側に向かって延びている。第１の接合部２ａ３は、第１の端部２ａ４から遠ざかる方向に、連結部２ａ２から延びている。第１の接合部２ａ３は、第２の弾性板２ｂの第２の平板部２ｂ１に平行に延びている面を有する。該面において、第１の接合部２ａ３は第２の弾性板２ｂに接合されている。第１の弾性板２ａと第２の弾性板２ｂとは、溶接により接合されていることが好ましい。それによって、接合強度を効果的に高めることができる。
【００２５】
上記溶接は、例えば、レーザー光の照射などにより行うことができる。なお、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂの接合は、上記には限定されず、例えば、ろう材用金属や接着剤などにより果たされていてもよい。
【００２６】
図２に示すように、連結部２ａ２は、一点鎖線Ａ及び一点鎖線Ｂの間に位置する。連結部２ａ２の両端部は湾曲している。なお、連結部２ａ２の両端部の内の少なくとも一方が、角部を有するように屈曲していてもよい。
【００２７】
第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１に、圧電振動素子３が設けられている。より具体的には、第１の平板部２ａ１における第２の弾性板２ｂ側の面に圧電振動素子３が設けられている。圧電振動素子３は、熱硬化性樹脂系接着剤などの適宜の接着剤を用いて第１の弾性板２ａに固定されている。圧電振動素子３は、矩形板状の形状を有する。
【００２８】
図４（ａ）は、第１の実施形態における圧電振動素子の側面図である。図４（ｂ）は、第１の実施形態における圧電振動素子の平面図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、圧電振動素子３は、圧電体層４を有する。圧電体層４は、第１の主面４ａと、第１の主面４ａと対向している第２の主面４ｂとを有する。圧電振動素子３は、第１の主面４ａ側から第１の弾性板に固定されている。
【００３０】
図４（ｂ）中の破線で示すように、圧電体層４の第２の主面４ｂ上に、第１の電極５ａと第２の電極５ｂとが設けられている。図４（ａ）に示すように、第１の電極５ａと圧電体層４を介して対向するように、第３の電極５ｃが第１の主面４ａ上に設けられている。第３の電極５ｃは、ビアホール電極または圧電体層４の側面を経由した接続電極（図示せず）により、第２の電極５ｂに電気的に接続されている。
【００３１】
圧電体層４を構成する材料としては、ＰＺＴ系セラミックスのような適宜の圧電セラミックスを用いることができる。第１の電極５ａ、第２の電極５ｂ及び第３の電極５ｃは、適宜の金属もしくは合金からなる。もっとも、本発明において圧電振動素子３の構成は特に限定されない。
【００３２】
圧電振動素子３の第１の電極５ａ及び第３の電極５ｃ間に交流電界を印加することにより、圧電振動素子３が面内方向に伸縮する。それに伴って、図２に示す第１の弾性板２ａは屈曲モードにより振動する。第１の弾性板２ａの振動は、第１の接合部２ａ３を介して第２の弾性板２ｂに伝搬する。ここで、振動装置１は、第２の弾性板２ｂ側から搭載される。振動装置１の振動は、第２の弾性板２ｂから外部に伝搬する。第１の弾性板２ａの振動の周波数を、人が振動を感知し得る周波数とすることにより、振動による報知機能などが果たされる。他方、第１の弾性板２ａの振動の周波数を、可聴域の周波数とすることにより、人が感知し得る音を発生させることができ、音による報知機能などが果たされる。
【００３３】
図２に示すように、第１の弾性板２ａの第１の端部２ａ４側には、質量付加部材８が取り付けられている。なお、第１の弾性板２ａは、第１の端部２ａ４付近に位置しており、質量付加部材８が取り付けられている取り付け部２ａ６を有する。本実施形態においては、質量付加部材８は取り付け部２ａ６に溶接されている。なお、質量付加部材８は、例えば、接着剤などにより取り付け部２ａ６に接合されていてもよい。
【００３４】
質量付加部材８を加えることで、第１の弾性板２ａからなる振り子の先端質量を大きくし、振動装置１の振動を大きくすることができる。質量付加部材８により、振動装置１の共振周波数を調整することもできる。質量付加部材８は、適宜の金属または、金属と樹脂の合成材料、セラミックスなどからなる。好ましくは、質量付加作用が高いため、質量付加部材８はタングステンなどの密度の高い金属からなることが望ましい。
【００３５】
図２及び図３に示すように、回路部としての回路基板６が、第２の弾性板２ｂの第２の平板部２ｂ１に設けられている。より具体的には、回路基板６は、第２の平板部２ｂ１における第１の弾性板２ａ側の面上に設けられている。回路基板６には、ガラスエポキシ基板やポリイミドなどの合成樹脂からなる適宜の基板材料を用いることができる。この回路基板６には、上記圧電振動素子３に給電し、駆動するための駆動回路の少なくとも一部が形成されている。
【００３６】
回路基板６は、圧電振動素子３に、フレキシブルプリント配線板７により電気的に接続されている。フレキシブルプリント配線板７は、熱硬化性ポリイミドなどの柔軟性を有する樹脂フィルムを用いて構成されている。回路基板６及び圧電振動素子３と、フレキシブルプリント配線板７との接続には、導電性接着剤や、半田などを用いることができる。フレキシブルプリント配線板７は、回路基板６に接続されている部分と圧電振動素子３に接続されている部分とを連結している配線連結部７ｄを有する。ここで、フレキシブルプリント配線板７は、外部接続部７ａ１，７ａ２を有する。さらに、フレキシブルプリント配線板７は、回路基板６が接続される第１配線部７ｂと、圧電振動素子３が接続される第２配線部７ｃと、第１配線部７ｂ及び第２配線部７ｃを接続する上記配線連結部７ｄとを有する。第１配線部７ｂと第２配線部７ｃとの同一主面が対向するように、フレキシブルプリント配線板７は、配線連結部７ｄにおいて折り曲げられている。
【００３７】
なお、回路部は回路基板６には限定されない。回路部は、圧電振動素子３を駆動するための回路の少なくとも一部を形成していればよい。例えば、回路部は、配線エレメントなどからなっていてもよい。また、回路部と圧電振動素子３との接続の構成も特に限定されない。例えば、リード線などにより回路部と圧電振動素子３とが接続されていてもよい。振動装置１は、回路部を必ずしも有しなくともよい。この場合には、外部からの入力信号により圧電振動素子３を駆動させればよい。
【００３８】
振動装置１は、カバー材９を有する。カバー材９は、圧電振動素子３及び質量付加部材８が取り付けられた第１の弾性板２ａを収納するように設けられている。
【００３９】
図１に示すように、カバー材９は、天板部９ａと、天板部９ａに一方端が連ねられている第１の側面部９ｂ、第２の側面部９ｃ、第３の側面部９ｄ及び第４の側面部９ｅとを有する。第１の側面部９ｂと第３の側面部９ｄとは互いに対向し合っている。第２の側面部９ｃと第４の側面部９ｅとは互いに対向し合っている。
【００４０】
第１の側面部９ｂは第１の弾性板２ａの第１の端部２ａ４側に位置している。第３の側面部９ｄは第２の端部２ａ５側に位置している。なお、カバー材９は、第１の側面部９ｂ及び第３の側面部９ｄの内の少なくとも一方を有していなくともよい。
【００４１】
カバー材９は、適宜の金属もしくは合成樹脂からなる。好ましくは、機械的強度に優れているため、金属が望ましい。より好ましくは、防錆性に優れているためステンレス鋼が望ましい。
【００４２】
本実施形態の特徴は、以下の点にある。１）第１の弾性板２ａが、屈曲モードの振動により複数種の周波数の音を発生させることができるように構成されている。２）第１の平板部２ａ１のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数において、第１の弾性板２ａが屈曲モードにより振動することによって音を発生させることができるように、第１の平板部２ａ１及び連結部２ａ２が構成されている。より具体的には、第１の弾性板２ａは、屈曲モードにおける上記第１の振動モード及び上記第２の振動モードにより振動するように構成されている。それによって、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができ、かつ小型化を進めることができる。これを以下において説明する。
【００４３】
上述したように、従来、振動装置においては、基本モードの３倍波や５倍波などの、特定の倍数以外の周波数を共振周波数とすることは困難であった。そのため、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚの音を１つの振動装置によって発生させることは困難であった。
【００４４】
図５は、第１の実施形態に係る振動装置の第１の弾性板における振動の周波数と音圧との関係を示す図である。
【００４５】
本実施形態においては、図５に示すように、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚにおいて音圧が高いことがわかる。第１の弾性板は、第１の振動モードにおける共振周波数及び第２の振動モードにおける共振周波数をそれぞれ調整できるように構成されている。第１の振動モードにおける共振周波数は２ｋＨｚである。第２の振動モードにおける共振周波数は４ｋＨｚである。それによって、本実施形態では、１つの振動装置１により２ｋＨｚ及び４ｋＨｚの音を発生させることができる。このように、第１の振動モードにおける共振周波数及び第２の振動モードにおける共振周波数をそれぞれ調整することにより、所望とする複数種の周波数の音を発生させることができる。下記の図６及び図７を用いて、第１の振動モード及び第２の振動モードの詳細を説明する。
【００４６】
図６は、第１の振動モードを説明するための模式図である。図７は、第２の振動モードを説明するための模式図である。なお、図６及び図７においては、第１の弾性板と質量付加部材とを一体として模式的に振動モードを示している。本実施形態における基本モードとは、質量付加部材を加えた第１の弾性板の基本モードをいう。
【００４７】
図６に示すように、第１の振動モードは、第１の弾性板２ａにおける第１の平板部２ａ１のみが屈曲振動する振動モードである。第１の弾性板２ａは、第１の振動モードにより振動することによって、高調波により音を発生させる。第１の振動モードにおいては、連結部２ａ２はほぼ振動しない。第１の弾性板２ａが第１の振動モードのみによって振動する場合には、例えば、２ｋＨｚと、その２倍である４ｋＨｚとを両方とも共振周波数とすることは困難である。
【００４８】
本実施形態においては、図７に示す第２の振動モードによっても振動することができるように、第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１及び連結部２ａ２が構成されている。第２の振動モードは、第１の平板部２ａ１に加えて連結部２ａ２も屈曲振動する振動モードである。第２の振動モードにおける共振周波数は、第１の振動モードにおける共振周波数と異なる。このように、第１の弾性板２ａは、第１の振動モードにより音を発生し得る周波数とは異なる周波数においても、第２の振動モードにより振動することによって音を発生させることができる。
【００４９】
ここで、第１の弾性板２ａの各部分が延びる方向に沿う寸法を各部分の長さとする。連結部２ａ２の長さを長くするほど、第２の振動モードの共振周波数を低くすることができる。他方、連結部２ａ２の厚みを薄くするほど、第２の振動モードの共振周波数を低くすることができる。このように、連結部２ａ２により、第２の振動モードの共振周波数を容易に調整することができる。なお、第２の振動モードの共振周波数を、第１の振動モードの共振周波数の整数倍以外の周波数に調整することもできる。すなわち、本発明においては、第１の平板部のみが屈曲モードにより振動する場合の高調波の周波数とは異なる周波数が、屈曲モードにおける基本モードの倍数の周波数以外の周波数であってもよい。
【００５０】
本実施形態においては、所望の周波数の音を発生させるために、第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１及び連結部２ａ２の長さ及び厚みを調整すればよい。よって、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができる。加えて、周波数調整を行うための、音が共鳴する共鳴空間を設けることを要しないため、小型化を進めることができる。
【００５１】
ところで、図５に示すように、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚ以外においても、音圧が高くなる周波数が存在することがわかる。このように、本実施形態においては、基本モードの倍数の周波数以外の複数種の周波数における振動により音を発生させることができる。よって、多様な報知機能を果たすことができる。
【００５２】
なお、本実施形態の振動装置１においては、例えば、第１の弾性板２ａを２５０Ｈｚにおいて屈曲モードにより振動させることによって、振動による報知機能も果たすことができる。
【００５３】
図６に示すように、音を発生させる第１の弾性板２ａの振動において、振動の節が取り付け部２ａ６に位置することが好ましい。例えば、本実施形態においては、第１の振動モードよる２ｋＨｚにおける第１の弾性板２ａの振動において、振動の節が取り付け部２ａ６に位置していることが好ましい。同様に、図７に示すように、第２の振動モードによる４ｋＨｚにおける第１の弾性板２ａの振動において、振動の節が取り付け部２ａ６に位置していることが好ましい。それによって、質量付加部材８が取り付け部２ａ６から剥離し難く、振動装置１の信頼性を高めることができる。
【００５４】
図２に示すように、第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１及び第２の弾性板２ｂの第２の平板部２ｂ１は互いに対向し合っている。それによって、振動装置１の小型化を効果的に進めることができる。加えて、振動装置１は、第１の弾性板２ａの取り付け部２ａ６に取り付けられている質量付加部材８を有するため、振動装置１の振動を大きくすることができる。よって、報知機能を好適に果たすために要する振動装置１の大きさを小さくすることができ、振動装置１の小型化をより一層進めることができる。
【００５５】
ここで、本実施形態の質量付加部材８は、第１の弾性板２ａ側に位置している第１の主面８Ａと、第２の弾性板２ｂ側に位置している第２の主面８Ｂとを有する。質量付加部材８の第１の主面８Ａは、階段状の形状を有する。より具体的には、上記第１の主面８Ａは、段差を介して連ねられている第３の平板部８ａ、第４の平板部８ｂ及び第５の平板部８ｃを有する。
【００５６】
質量付加部材８は、第４の平板部８ｂにおいて、第１の弾性板２ａの取り付け部２ａ６に取り付けられている。より具体的には、第１の弾性板２ａは、上記段差近くに第１の端部２ａ４が配置されている。第４の平板部８ｂと第５の平板部８ｃも、別の段差を介して連ねられている。圧電振動素子３の先端部が上記別の段差近くに配置されている。なお、本実施形態においては、圧電振動素子３の上記先端部に至るように、圧電振動素子３にフレキシブルプリント配線板７が積層されている。
【００５７】
第３の平板部８ａと第４の平板部８ｂとの段差の高さは、第１の弾性板２ａの第１の平板部２ａ１の厚みと同等とされている。第４の平板部８ｂと第５の平板部８ｃとの段差の高さは、圧電振動素子３及びフレキシブルプリント配線板７の厚みの合計と同等とされている。それによって、振動装置１の小型化をより一層進めることができる。
【００５８】
第３の平板部８ａは傾斜面となっている。第２の主面８Ｂも、少なくとも一部が傾斜面となっている。それによって、第１の弾性板２ａの第１の端部２ａ４から遠ざかるにつれて、質量付加部材８の厚み（質量付加部材８の第１の主面８Ａと質量付加部材８の第２の主面８Ｂとの距離）が薄くなっている。これにより、第１の弾性板２ａの振動に際し、質量付加部材８が第２の弾性板２ｂ及びカバー材９の天板部９ａに衝突し難い。よって、小型化を進め、かつ振動を大きくすることができる。なお、質量付加部材８の形状は上記に限定されない。
【００５９】
図１に示すように、フレキシブルプリント配線板７は、外部に電気的に接続される外部接続部７ａ１及び外部接続部７ａ２を有する。外部接続部７ａ１及び外部接続部７ａ２は、第２の弾性板２ｂ及びカバー材９よりも側方にはみ出している。よって、外部との電気的接続を容易に行うことができる。なお、振動装置１における外部との電気的接続の形態は上記に限定されない。
【００６０】
本実施形態においては、上述したように、図２に示す回路基板６により圧電振動素子３が駆動される。回路基板６は、圧電振動素子３に入力する入力信号の周波数を変化させるように構成されている。それによって、第１の弾性板２ａの振動によって異なる高さの音を同時に、または連続して発生させることができ、報知機能などを多様化することができる。なお、振動装置１は、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚを含む複数種の周波数の音を発生させることができる。よって、異なる高さの音の組み合わせを多様化することができ、報知機能などをより一層多様化することができる。なお、回路基板６により、音を発生させるタイミングや音の強弱を変化させてもよい。
【００６１】
本発明の振動装置の駆動方法としては、圧電振動素子３に、外部から入力信号を入力し、該入力信号の周波数を変化させることにより、第１の弾性板２ａの振動によって異なる高さの音を同時に発生させる駆動方法であってもよい。また、本発明の振動装置の駆動方法として、外部からの入力信号の周波数を変化させることにより、異なる高さの音を連続して発生させる駆動方法であってもよい。なお、外部から入力信号を入力することにより、音を発生させるタイミングや音の強弱を変化させてもよい。この駆動方法によれば、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができる。振動装置１が回路基板６を有しない場合や、振動装置１が音を発生させるための入力信号を回路基板６が圧電振動素子３に入力しない場合であっても、報知機能などを多様化することができる。
【００６２】
図２に示す第２の弾性板２ｂの曲げ剛性は、第１の弾性板２ａの曲げ剛性よりも高いことが好ましい。なお、曲げ剛性とは、物体に力が加わったとき、物体の曲げ変形のし難さを示す性質をいう。曲げ剛性が高いとは、曲げ変形し難いことをいう。本実施形態では、第２の弾性板２ｂの方が第１の弾性板２ａよりも曲げ剛性が高いため、第２の弾性板２ｂは第１の弾性板２ａの振動により屈曲し難い。そのため、第２の弾性板２ｂに伝搬した振動の強度が減衰し難い。従って、薄型化及び小型化を進めても、振動の強度の低下が生じ難く、振動による報知機能を好適に果たすことができる。
【００６３】
本実施形態では、第２の弾性板２ｂの厚みは第１の弾性板２ａの厚みよりも厚い。さらに、第２の弾性板２ｂの材料は、第１の弾性板２ａの材料よりも曲げ剛性が高い。これにより、第２の弾性板２ｂの曲げ剛性は、第１の弾性板２ａの曲げ剛性よりも高い。
【００６４】
第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂは同じ材料からなっていてもよい。この場合には、厚みなどを異ならせることにより、第２の弾性板２ｂの曲げ剛性を第１の弾性板２ａの曲げ剛性よりも高くすることができる。あるいは、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂの厚みが同じであってもよい。この場合には、材料などを異ならせることにより、第２の弾性板２ｂの曲げ剛性を第１の弾性板２ａの曲げ剛性よりも高くすることができる。
【００６５】
第１の弾性板２ａと第２の弾性板２ｂとが接合されている部分が、第１の弾性板２ａの第２の端部２ａ５及び第２の弾性板２ｂの第４の端部２ｂ５の内の少なくとも一方を含むことが好ましい。それによって、振動装置１の小型化を進めることができる。もっとも、本実施形態のように、第１の弾性板２ａ及び第２の弾性板２ｂが接合されている部分が、第２の端部２ａ５及び第４の端部２ｂ５の両方を含むことがより好ましい。それによって、振動装置１の小型化をより一層進めることができる。
【００６６】
下記の図８及び図９において、第１の実施形態の第１の変形例及び第２の変形例に係る振動装置を示す。第１の変形例及び第２の変形例に係る振動装置においては、第１の実施形態の振動装置１と同様に、所望とする複数種の周波数の音を容易に発生させることができ、かつ小型化を進めることができる。なお、図８及び図９では、振動装置の第１の弾性板及び第２の弾性板の構成のみを示す。
【００６７】
図８は、第１の実施形態の第１の変形例における第１の弾性板及び第２の弾性板の斜視図である。
【００６８】
本変形例は、第２の弾性板１２ｂの第２の平板部１２ｂ１の厚みが、第２の接合部１２ｂ３の厚みよりも薄い点において、第１の実施形態と異なる。第２の平板部１２ｂ１の厚みは第２の接合部１２ｂ３の厚みよりも薄いため、振動に際し、質量付加部材が第２の弾性板１２ｂに、より一層衝突し難い。従って、小型化及び薄型化に伴う振動の強度の低下が生じ難い。
【００６９】
図９は、第１の実施形態の第２の変形例における第１の弾性板及び第２の弾性板の斜視図である。
【００７０】
本変形例は、第１の弾性板２２ａにおいて、連結部２２ａ２から、第１の接合部２２ａ３が第１の端部２２ａ４に近づく方向に延びている点で、第１の実施形態と異なる。より具体的には、第１の接合部２２ａ３は、第２の弾性板２ｂの第２の平板部２ｂ１に平行に延びている面を有する。第１の接合部２２ａ３は、該面において第２の弾性板２ｂに接合されている。第１の接合部２２ａ３は、平面視において、第１の平板部２２ａ１と重なっている部分を有する。よって、振動装置の小型化を進めることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…振動装置
２ａ…第１の弾性板
２ａ１…第１の平板部
２ａ２…連結部
２ａ３…第１の接合部
２ａ４，２ａ５…第１，第２の端部
２ａ６…取り付け部
２ｂ…第２の弾性板
２ｂ１…第２の平板部
２ｂ３…第２の接合部
２ｂ４，２ｂ５…第３，第４の端部
３…圧電振動素子
４…圧電体層
４ａ，４ｂ…第１，第２の主面
５ａ〜５ｃ…第１〜第３の電極
６…回路基板
７…フレキシブルプリント配線板
７ａ１，７ａ２…外部接続部
７ｂ，７ｃ…第１，第２配線部
７ｄ…配線連結部
８…質量付加部材
８Ａ，８Ｂ…第１，第２の主面
８ａ〜８ｃ…第３〜第５の平板部
９…カバー材
９ａ…天板部
９ｂ〜９ｅ…第１〜第４の側面部
１２ｂ…第２の弾性板
１２ｂ１…第２の平板部
１２ｂ３…第２の接合部
２２ａ…第１の弾性板
２２ａ１…第１の平板部
２２ａ２…連結部
２２ａ３…第１の接合部
２２ａ４…第１の端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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