【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腕装着型電子機器に係わり、より詳しくは、腕装着型電子機器のブザー機構に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
腕装着型電子機器としての腕時計にブザー機構を設けることは、周知である。従来の典型的な腕時計１０１では、図１１に示したように、ほぼ環状の時計ケース本体１０２にステンレス鋼の如き金属製で平板状の裏蓋１０３が取外し可能に装着されることにより時計ケース１０４が形成され、この時計ケース１０４の裏蓋１０３の内面に薄板状の圧電素子１０５が固着されてブザー機構１０６の機械系が形成されている。
【０００３】
腕時計１０１は、図１１の（ｃ）に示したように、ブザー機構１０６の駆動手段１０７として、更に、２０〜３０ｍＨ程度のインダクタンスの昇圧コイル１０８を圧電素子１０５に並列に有する共に該圧電素子１０５及びコイル１０８の駆動制御信号源１０９を有する。駆動制御信号源１０９からは数ｋＨｚ程度（典型的には２ｋＨｚや４ｋＨｚ程度）の矩形波の形態の駆動制御信号Ｓｐが出され、該駆動制御信号Ｓｐに従った電流が昇圧コイル１０８に流されて昇圧コイル１０８により昇圧された駆動電圧が圧電素子１０５にかかることにより、圧電素子１０５が駆動電圧に応じて変形・振動し同時に該圧電素子１０５が固着された平板状裏蓋１０３を振動させて、ブザー音が発生する。
【０００４】
この種の従来の時計１０１では、大きなブザー音を発生させようとする場合、振動し易いように裏蓋１０３を薄くしたり、駆動力を上げるべく圧電素子１０５の面積を大きくしたり、圧電素子１０５にかける駆動電圧を上げるべく昇圧コイル１０８のインダクタンスを大きくしていた。
【０００５】
一方、最近では、多様化した用途やデザイン上の要求を満たすために、底壁部の底面が腕の外周に沿うように湾曲するなど形状が複雑で、周壁部と底壁部とが一体化されたケースを備えた腕時計の開発が進められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、周壁部と底壁部とが一体成形されたこの種のケースにおいて底壁部の内面に平板状圧電素子を貼着したものでは、十分な音圧のブザー音が得られなかった。圧電素子の駆動を強めるべく昇圧コイルのインダクタンスを大きくする等の従来の処置を取ってもブザー音の音圧は十分には高くならなかった。なお、腕時計のような腕装着型電子機器では、そのケースのサイズにおのずから制限があることから、底壁部を利用しないようなブザー機構を配設することは、多くの場合、難しい。
【０００７】
このような状況下で、本発明者は、周壁部と一体成形された底壁部を備えるタイプの時計ケースの振動ないし発音の特性（実質的には、ケースの底壁部の振動の特性）を、別体の裏蓋１０３を環状ケース本体１０２に固定するタイプの従来の時計ケース１０６での圧電素子１０４や裏蓋１０３の振動ないし発音の特性と対比して詳細に検討した。
【０００８】
この検討により、一方では、従来の時計１０１のケース１０６の場合、例えば、図１２において特性曲線Ａｃで示したように、５〜６ｋＨｚ程度の周波数領域に音圧（出力振動）のピークＱｃを有する音圧特性（振動特性）を有することが確認された。この種の従来の時計１０１では、裏蓋１０３が周縁部でケース本体１０２に取付けられているとはいえ別体で形成されていることから、比較的振動しやすいので、コイル１０８のインダクタンスを適宜大きくすることによって、昇圧コイル１０８により圧電素子１０５に強制的にかけられる駆動電圧（振幅）を上げ、これによって圧電素子１０５の強制振動を大きくし、圧電素子１０５が固着された裏蓋１０３を大きく強制振動させることにより、所望の音圧を得ていたことが確認された。
【０００９】
これに対して、周壁部と底壁部とが一体成形された種類のケースにおいて底壁部の内面に平板状圧電素子を固着したものでは、図５において特性曲線Ａ１で示したように、７ｋＨｚ前後のところに音圧のピークＱｐ２０があるものの、そのピークＱｐ２０がせいぜい４０〜５０ｄＢと低く、ブザーとしての要求（例えば、音圧が６０ｄＢ以上）を十分には満たし難いことがわかった。また、このようなケースの場合、底壁部が周壁部と一体化されることにより底壁部の振動が小さくなり易く音圧が元々低いので、ケース本体とは別体の裏蓋を備えた従来の腕時計のブザー機構に準じて、圧電素子の駆動電圧を上げるべく、コイルのインダクタンスを大きくしても、ブザーとして利用するに足る程大きな音は得られなかったことが判明した。
【００１０】
また、本発明者は、図５に示した振動の周波数特性を表わすグラフからして、より高い周波数領域にケースの振動（音圧）が大きい領域がある可能性があること、及びケースの周波数特性曲線がピークを持つ周波数領域で圧電素子を駆動することによって所望の音圧出力を得ることができる可能性があることに、気づいた。
【００１１】
本発明は、前記諸点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、可聴周波数領域で十分な音圧を与え得るブザー機構を備えた腕装着型電子機器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の腕装着型電子機器は、前記目的を達成すべく、周壁部及び底壁部が一体成形されてなるケースと、該ケースの底壁部に貼着けられた薄板状圧電素子と、ケースの底壁部の振動による音圧が可聴周波数範囲内でピークになる周波数領域に共振周波数を有する共振回路を圧電素子の容量成分と協働して形成するコイルとを備える。
【００１３】
本発明の腕装着型電子機器では、「圧電素子の容量成分と協働して共振回路を形成するコイルが、ケースの底壁部の振動による音圧が可聴周波数範囲内でピークになる周波数領域に、該共振回路の共振周波数を与えるような容量を有する」ので、ケースの底壁部の振動による音圧のピークがある周波数領域で圧電素子がコイルにより駆動されるから、ケースの底壁部が効率的に振動せしめられ得る。ここで、周壁部及び底壁部が一体成形されてなるケースでは、底壁部が外周縁で周壁部に強固に固定されていることから、底壁部が着脱可能な裏蓋からなる従来の腕時計等のケースの周波数特性と比較して、底壁部の振動は大きく規制されたものになるけれども、該底壁部が振動し易い周波数領域で励振されることにより、底壁部が最大限に且つ効率的に振動せしめられ得る。また、周壁部及び底壁部が一体成形されてなるケースでは、底壁部が外周縁で周壁部に強固に固定されていることから、底壁部が着脱可能な裏蓋からなる従来の腕時計等のケースの周波数特性と比較して、底壁部の振動の周波数特性の高いピークが大きく高周波数側にずれたものとなる。その結果、圧電素子の容量成分と協働して高い周波数領域で共振をおこすコイルは、昇圧コイルとして出来るだけ大きな電圧を圧電素子に印加して強制振動を生じさせようとする従来のものとは異なり、そのインダクタンスが従来は利用されなかったような小さいものであり得る。ここで、ブザー機構は、実質的に、圧電素子とコイルとからなる。
【００１４】
なお、ケースは、その振動の周波数特性が鋭いピークをもつ必要はなく、典型的には、むしろ、ピーク自体が比較的広い周波数領域に拡がっていたり、ピークの両側（高周波数側及び低周波数側）で振動の大きさ乃至音圧が徐々に下がるような特性を有する。
【００１５】
従って、共振周波数も、厳密にピークの周波数に合わせる必要はなく、典型的には、ピークに近い振動の大きさまたは音圧が得られる周波数領域に入っていればよい。また、コイルが「ケースの底壁部の振動による音圧が可聴周波数範囲内でピークになる周波数領域に共振周波数を有する共振回路を圧電素子の容量成分と協働して形成する」に際して、各種の迷容量や迷インダクタンスがある場合には、それらによる影響を加味して、共振条件を満たせばよい。更に、コイルのインダクタンスや圧電素子等の容量に周波数依存性がある場合には、該周波数依存性も考慮して、実際に利用する周波数領域で、上述のような条件が実質的に満たされればよい。
【００１６】
なお、このケースの振動のピークとしては、典型的には、可聴周波数領域内で最大になるものが選ばれるけれども十分に大きいときには場合によっては最大のピークでなくてもよい。また、このようなピークは、周壁部及び底壁部が一体成形されてなるケースでは、通常は、１０ｋＨｚよりも相当高いものになり、典型的には、１５ｋＨｚに近い周波数領域になる。
【００１７】
本発明の腕装着型電子機器では、典型的には、ケースが金属製又は樹脂製のケースであり、底壁部の下面が腕の周方向に湾曲しており、周壁部及び底壁部により規定される凹部が腕の延在方向に対して斜め方向に向いた長軸を有する長円形状である。但し、底壁部の下面が腕の周方向に湾曲して且つ周壁部及び底壁部により規定される凹部が腕の延在方向に対して沿う方向（平行）に向いた長軸を有していてもよい。金属としては、例えば、チタン又はその合金が用いられるけれども、他の金属又は合金でもよい。
【００１８】
なお、「ケースの底壁部の下面が腕の周方向に湾曲している」場合、ケースの底壁部の中央部が十分な剛性を有し且つケースの底壁部の下面が腕の周方向に湾曲することに起因して底壁部が厚くなり易く、底壁部の剛性が高くなって、ケースの剛性が一層高くなり、ケースの振動特性のピークも高周波数側にズレ易い。従って、仮りに、ケースの振動特性のピーク周波数に共振周波数を合わせ込まない場合には、ケースが殆ど振動しなくなり、十分な音圧が得られ難くなる。
【００１９】
圧電素子は、基本的には、底壁部のうち固着可能な領域内でできるだけ大きいことが好ましい。この場合、圧電素子が底壁部に対して最大限の振動エネルギを与えることが可能になる。但し、ケースの底壁部の振動の仕方は極めて複雑になり得るので、圧電素子は、典型的には、底壁部の全面に拡がるように貼着けられるのではなくて、底壁部の広い範囲で且つケースの底壁のうちの一部に貼着けられる。この拡がりの形状や部位は、最終的には、他の設計条件を考慮して、ケースに応じて、実験的に、決定される。いずれにしても、圧電素子の面積の増大は該面積に実質的に比例して共振回路の静電容量を増加させることになるから、共振回路の共振周波数を実質的に一定に保つためには、コイルのインダクタンスを小さくすることになる。すなわち、本発明の腕装着型電子機器では、典型的には、静電容量を出来るだけ大きくする一方で、従来の腕装着型電子機器のブザー機構と比較した場合には、インダクタンスをそれ以上に減少させることになる。
【００２０】
平板状圧電素子は、典型的には、ＰＺＴの如きセラミック圧電体の薄板と該薄板の両主面に形成された電極層とからなる。但し、圧電体は、所望に応じて他の材料からなっていてもよい。また、各電極層は、典型的には、圧電体の薄板の主面と実質的に同一の大きさの一枚の電極薄板や金属堆積層などからなるけれども、所望ならば、複数の小領域に分かれているなど他の構造を備えていてもよい。
【００２１】
また、本発明の腕装着型電子機器において、ケースの底壁部のうち圧電素子によって振動が生起せしめられる部分ができる限り振動し易いように、ケースの底壁部のうち圧電素子の固着領域が薄肉化された底壁部分になるようにサライ等により形成された凹所になっていてもよい。この薄肉化底壁部分は、圧電素子の振動が容易に生じ得るように圧電素子の大きさ（面積、円形の場合には直径）よりも十分に大きいことが好ましい。なお、圧電素子の固着領域が振動しやすくするためには、周壁部に対して底壁部が振動し易いように、底壁を補強する手段が少ない方が通常は好ましい。但し、底壁部の下面が腕の周方向に湾曲し、周壁部及び底壁部により規定される凹部が腕の延在方向に対して斜め方向に向いた長軸を有する長円形状である等の複雑な形状を有する場合には、圧電素子が固着された底壁部分の振動の仕方は極めて複雑になり得るので、場合によっては、圧電素子を薄肉化底壁部分のうちの中央部よりも周壁（側壁）の一部に近接した領域に貼着する方がよいこともある。
【００２２】
圧電素子の底壁部への固着は、接着剤に接着ないし貼着でも、ハンダ付やロウ付けの如き金属間接合手段による接合（底壁部が特定種類の金属からなる場合）でもよい。
【００２３】
なお、圧電素子は、典型的には、ケースの底壁部に直接固着される。但し、所望ならば、圧電素子をケースと同一の材料又はケースよりも剛性の高い材料からなる薄板状の振動板に固着し、この振動板をケースの底壁部に固着するようにしてもよい。その場合、圧電素子と振動板とを固着する層が振動板のケースの底壁部とを固着する層よりも剛性が高いときには、圧電素子と振動板との振動特性がケースの底壁によって変調されたような振動を生起させることも可能である。
【００２４】
以上のような腕装着型電子機器では、凹所の径が２〜４ｃｍ程度の大きさである場合、コイルのインダクタンスは、典型的には、１０ｍＨより小さく、例えば、６〜７ｍＨ程度である。但し、インダクタンスがより小さくても７以上で１０ｍＨより小さい範囲でもよい。また、圧電素子等の静電容量の大きさやケースの底壁部等のサイズ（大きさ及び厚さ）や材質やその振動の周波数特性次第では、コイルのインダクタンスが、１０ｍＨ以上でもよい。
【００２５】
以上においては、一枚の圧電素子を固着する例について説明したけれども、所望ならば、サイズ等の異なる複数の圧電素子をケースの底壁部の複数箇所に固着したり、一部の圧電素子をケースの底壁部以外の箇所（例えば電池蓋の内面等）に固着し、夫々の圧電素子と協働して該圧電素子の取付部位に応じた共振周波数を規定するコイルを設けることにより、複数のブザー機構を組込んでもよい。
【００２６】
腕装着型電子機器は、例えば、腕装着型の電子時計即ち腕時計であっても、該腕時計機能を備えた携帯情報端末であっても、時計機能を一切持たない他の電子機器でもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
【００２８】
【実施例】
図１及び図２には、本発明による好ましい一実施例の腕装着型電子機器としての腕時計１が示されている。この腕時計１は、収容凹部２１を備えたケース２０び凹部２１の開口２２を閉じる蓋２に加えて、図２に示したように、回路ブロック３及び液晶表示部４を備える。回路ブロック３は回路保持枠５に保持される。回路ブロック３を担持した回路保持枠５及び液晶表示部４は、モジュール固定板６に係止された状態で、ケース２０の凹部２１内に収容される。液晶表示部４は、フレキシブル液晶パネル７と、該液晶パネル７を湾曲状態で保持する一組の保持部材８，９とを有する。
【００２９】
蓋２のガラス板１１や液晶パネル７やケース２０の凹部２１の底壁部２３の背面２４は、図１に示したように、腕時計１が腕ないし手首Ｗに取付られた際、手首Ｗの延在方向Ｗ１（以下では、この方向の手先に向かう向きをＸ軸とするＸ−Ｙ直交座標系を採る）に対して斜め方向に長軸ないし長径Ｒ０１を備えこれに略直角な方向に短軸ないし短径Ｒ０２を備えた長円形状を有し、更に、手首Ｗの周方向Ｙに沿う方向に最大曲率を採るように湾曲している。１２，１３は、一組のバンドである。
【００３０】
本発明の好ましい一実施例の場合、図３の（ａ）及び（ｂ）並びに図４に示したように、ケース２０の凹部２１の底壁部２３のうちボタン型電池１４の収容領域１５を除く領域の中央部にＰＺＴの如き圧電素子４０が貼着されている。図４において、１６は回路ブロック３から圧電素子４０の表面側電極への給電用のコイルばねであり、このコイルばね１６のように圧電素子４０の振動を規制することになる部材の配置は、圧電素子４０の振動のし易さを考慮して、適宜選択される。
【００３１】
腕時計１のうち圧電素子４０を含むブザー機構５０の電気系６０は、図７に示したように、圧電素子４０に並列に配置された圧電素子４０の駆動及び共鳴用のコイル６１と、圧電素子４０及びコイル６１を含む共振部６２に駆動信号Ｓを与える信号源６３と、駆動信号Ｓに従って共振部６２を駆動させるためのトランジスタ６４とを含む。圧電素子４０の静電容量Ｃは圧電素子４０の大きさ（面積）等に依存するけれども、面積が１ｃｍ２程度（例えば直径が１０ｍｍ程度の円形）の場合、典型的には、１０ｎＦ程度である。６５は電流制限用等のための抵抗である。電源電圧Ｖｚは、例えば、数Ｖ（例えば１〜３Ｖ）程度〜１０数Ｖ程度の範囲内の所望の大きさである。
【００３２】
信号源６３は、典型的には水晶発振子の出力を分周する分周回路を含む集積回路からなり、信号源６３は、駆動信号Ｓとして、例えば、図４の（ｂ）に示したように、繰返し周波数が２ｋＨｚでデューティ比が１の矩形波信号Ｓ１と繰返し周波数が４ｋＨｚでデューティ比が１の矩形波信号Ｓ２とを例えば０．１秒程度〜１秒程度の間の所望の期間毎に交互に出力する。二つの信号Ｓ１，Ｓ２の間には、典型的には、１周期分程度以上の所望の休止期間がある。二つの信号Ｓ１，Ｓ２は、高調波成分を十分に含む波形である限り、矩形波の代わりに、三角波など他の波形でもよい。また、信号Ｓ（又はＳ２）は、以下に詳述するケース２０の音圧（振動）がピークになる周波数よりも小さい限り、一方又は両方の繰返し周波数は、より高くてもより低くてもよい。また、一方が他方の倍調波になっている代わりに、例えば、２ｋＨｚと３ｋＨｚの如く、一方が他方の倍調波とは異なる周波数でもよい。また、単純なブザー音でよい場合には、二つの異なる繰返し周波数の変わりに、単一の繰返し周波数の信号でもよい。また、所望ならば、三つ以上の異なる繰返し周波数の信号を順番に与えるようになっていてもよい。
【００３３】
ケース２０は、０〜１０ｋＨｚの周波数領域では、図５に示したような周波数特性の音圧出力Ａ１を有する。図５において、横軸はｋＨｚ単位での振動の周波数ｆ、縦軸はｄＢ単位での音圧Ｐｓないし振動の大きさを表す。ここで、ケース２０の音圧出力Ａ１の周波数特性Ａ１（ｆ）は、ケース２０の凹部２１の底壁部２３の所定位置に圧電素子４０を貼着けた状態で、圧電素子４０に電源から一定の周波数ｆ（ｋＨｚ）の正弦波の形態の駆動電圧を与えたときの圧電素子４０付のケース２０の振動による音圧Ｐｓをマイクで検出することを、電源からの駆動電圧の振幅を実質的に一定にした状態で周波数ｆを変えつつ繰返すことにより得られたものであり、圧電素子４０付のケース２０自体（実質的にはその底壁部２３自体）の振動特性ないし発音特性Ｐｓ（ｆ）＝Ａ１（ｆ）を表したものである。
【００３４】
一方、図６には、圧電素子４０付のこのケース２０について、１０ｋＨｚより上の可聴周波数領域を含めて、０〜２０ｋＨｚまでの周波数領域について、ケース２０の音圧Ｐｓの周波数ｆに関する特性Ａ１を測定した結果を示したものである。図６の特性Ａ１から、可聴周波数領域のうちでは比較的高い周波数領域であり且つ音圧の割には聴取り難くなるけれども、ケース２０が１６ｋＨｚ付近に音圧のピークＱｐ１１を有することがわかる。従って、このピーク周波数ｆ０の近傍でケース２０をより詳しくは圧電素子４０を強制振動させるように、回路系６０を調整しておけば、底壁部２３が周壁部２５と共に一体成形されてなり且つ底壁部２３が比較的厚いケース２０であっても、ある程度の音圧出力を得ることが可能になる。この周波数ｆ０は従来の時計１０１のケース１０６を強制振動させた周波数よりも２倍程度又はそれ以上高い周波数になり、従来は利用することを予想しなかったような高い周波数領域に属する。
【００３５】
従って、例えば、ケース２０のピーク周波数ｆ０が、ｆ０〜１５ｋＨｚ＝１．５×１０４Ｈ，圧電素子４０の静電容量Ｃ〜２０ｎＦ＝２０×１０−９Ｆとすると、ピーク周波数ｆ０はｆ０＝１／｛２π（Ｌ・Ｃ）１／２｝故、コイル６１のインダクタンスＬは、１／｛（ｆ０）２・（２π）２・Ｃ｝〜５．６×１０−３Ｈ程度になる。
【００３６】
すなわち、このケース２０及び圧電素子４０を備えた腕時計１において、ケース２０の振動特性Ａ１がピークＱｐ１１を有する１６ｋＨｚ付近で共振部６２の電気的共振が生じるように、圧電素子４０の静電容量Ｃに応じて、コイル６１のインダクタンスＬを調整する。この例の場合、圧電素子４０は、その直径が１８ｍｍ程度で、静電容量Ｃが２０ｎＦ程度であり、コイル６１としては、例えば、インダクタンスＬが６ｍＨという従来の数分の１の大きさのコイルを用いた。
【００３７】
以上においては、腕時計１の回路ブロック３で従来から通常生成される２ｋＨｚ及び４ｋＨｚの矩形波（夫々デューティ比が１）を用いたけれども、１０〜１５ｋＨｚ程度に２倍調波があったり、繰返し周波数がケース２０の音圧の周波数特性Ａ１のピークＱｐ１１の近傍にあるような駆動信号Ｓで駆動制御することにより更に音圧を高めるようにしてもよい。
【００３８】
ここで、圧電素子４０については、単なる膜振動と同様に考え得る場合には、その振動の駆動のためには、できる限り大きい方が好ましい。但し、ケース２０の場合、底壁部２３が周壁部２５に一体的につながり且つ底壁部２３の周縁部が比較的厚くなっていることから、圧電素子４０を大きくしても、振動に殆ど寄与し難い虞れがある。
【００３９】
これらの点を考慮して、周壁部２５と一体的な底壁部２３を有するケースであっても、底壁部２３が圧電素子４０の振動に従ってできるだけ振動し易くすることが好ましい場合が多い。この観点でみた本発明の別の好ましい一実施例の時計のケースが図８に示されている。図８において、図３及び図４に示した部材や要素と同様であるけれども異なる点を含む部材には、符号の後に添字ａが付され、実際上同一の部材ないし要素には同一の符号が用いられている。
【００４０】
図８のケース２０ａの場合、ケース２０ａは、図８の（ａ）及び（ｂ）に示したように、凹部２１の底壁部２３のうちボタン型電池１４の収容領域１５を除く領域の中央部に、サライにより形成された広い凹所３０を備え、この凹所３０の薄肉化された底壁部分３１に、圧電素子４０が固着されている。
【００４１】
ケース２０ａは、図９及び図１０に示したような周波数特性Ａ２の音圧出力を有する。圧電素子４０付のケース２０ａの音圧出力Ａ２は、図９及び図１０の特性曲線Ａ２（ｆ）からわかるように、１０ｋＨｚ以下の領域では比較的小さく、１４ｋＨｚあたりまで、周波数ｆが大きいほど音圧Ａ２が大きくなるように、比較的なだらかに増加し、１４ｋＨｚ付近に６０ｄＢを大きく越える６５ｄＢ程度のピークＱｐ２１がある。なお、この例の場合、１６ｋＨｚ付近のもう一つのピークＱｐ２２を越えると急激に小さくなる。
【００４２】
従って、このケース２０ａでは、１４ｋＨｚ付近で共振部６２の電気的共振が生じ得るように、圧電素子４０の静電容量Ｃに応じて、コイル６１のインダクタンスＬを調整する。この例の場合、圧電素子４０は、その直径が１８ｍｍ程度で、静電容量Ｃが２０ｎＦ程度であり、コイル６１としては、例えば、インダクタンスＬが６ｍＨという従来の１／４〜１／５程度のインダクタンスのコイルを用いた。なお、駆動信号Ｓは、前述の場合と同様に、繰返し周波数が２ｋＨｚでデューティ比が１の矩形波Ｓ１と繰返し周波数が４ｋＨｚでデューティ比が１の矩形波Ｓ２とを用いた。
【００４３】
このようにして、周壁部２５と底壁部２３とが一体化されたケース２０ａであっても、インダクタンスＬが６ｍＨのコイル６１を用いることにより、比較的高い音ではあるけれども、通常の使用には十分な大きさのブザー音が得られた。
【００４４】
なお、このケース２０ａの場合、圧電素子４０の貼着された底壁部分３１がサライによって薄肉化されているので、該薄肉底壁部分３１がその周縁部を除いてほぼ独立に膜振動し得るから、該薄肉底壁部分３１のほぼ全域に拡がるような大面積の圧電素子４０を用いて駆動し得る。また、圧電素子４０が大面積になっていることから、その面積に実質的に比例して圧電素子４０の静電容量が増大するので、共鳴条件を満たすコイル６１のインダクタンスＬは更に低下することになる。
【００４５】
以上においては、圧電素子４０がケース２０又は２０ａの底壁部２３又はその薄肉部分３１に直接貼着けられているかのごとく説明したけれども、板状圧電素子４０は、ケース２０又は２０ａに直接貼着される代わりに、金属製の振動板を構成する薄板にはんだ付の如き金属間接合により接合されてもよい。その場合、振動板が圧電素子４０がケース２０又は２０ａの底壁部２３又はその薄肉部分３１に接着剤等で貼着けられることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例の腕装着型電子機器としての腕時計を示したもので、ａ）は腕時計を腕に装着した状態の外観の斜視説明図、（ｂ）は（ａ）の腕時計の概要の上面説明図、（ｃ）は腕時計の湾曲状態を示す側面説明図、（ｄ）は（ａ）の腕時計の表示の通常の視認状態を説明するための説明図。
【図２】図１の腕時計の蓋以外の部分の分解斜視説明図。
【図３】図１の腕時計の一例のケース及び圧電素子を示したもので、（ａ）は平面説明図、（ｂ）はＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面説明図（但し、電池収容凹部は想像線で示した）。
【図４】図１の腕時計についての図３の（ｂ）と同様な断面説明図。
【図５】図３のケースの振動（音圧）について０〜１０ｋＨｚの周波数領域における周波数特性を示したグラフ。
【図６】図３のケースの振動（音圧）について０〜２０ｋＨｚの周波数領域における周波数特性を示したグラフ。
【図７】図１の腕時計のブザー機構を駆動するための電気系について示したもので、（ａ）は模式的な回路図、（ｂ）は駆動信号の波形を示した図（タイムチャート）。
【図８】図１の腕時計についての好ましい別の一例のケース及び圧電素子を示したもので、（ａ）は平面説明図、（ｂ）はＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面説明図（但し、電池収容凹部は想像線で示した）。
【図９】図８のケースの振動（音圧）について０〜１０ｋＨｚの周波数領域における周波数特性を示したグラフ。
【図１０】図８のケースの振動（音圧）について０〜２０ｋＨｚの周波数領域における周波数特性を示したグラフ。
【図１１】従来の腕時計を示したもので、（ａ）は圧電素子が貼着された裏蓋の斜視説明図、（ｂ）は従来の腕時計を斜め下方から見た斜視説明図、（ｃ）はブザー機構の電気系の模式的な回路図。
【図１２】図１１の腕時計についての図５や図９と同様な周波数特性を示したグラフ。
【符号の説明】
１ 腕時計（腕装着型電子機器）
３ 回路ブロック
２０，２０ａ ケース
２１ 凹部
２３ 底壁部
２５ 周壁部
３０ 凹所
３１ 薄肉底壁部分
４０，４０ａ 圧電素子
６１ コイル
６２ 共振部
６３ 駆動信号発生器
Ａ１，Ａ２ ケースの振動（音圧）の周波数特性曲線
Ｃ 静電容量
ｆ 周波数
Ｌ インダクタンス
Ｐａ 音圧（振動の大きさ）
Ｑｐ１１，Ｑｐ２１，Ｑｐ２２ ピーク
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ 駆動信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an arm-mounted electronic device, and more particularly, to a buzzer mechanism of an arm-mounted electronic device.
[0002]
[Prior art]
It is well known to provide a buzzer mechanism in a wristwatch as an arm-mounted electronic device. In a conventional typical wristwatch 101, as shown in FIG. 11, a flat back cover 103 made of a metal such as stainless steel is detachably attached to a substantially annular watch case main body 102, so that the watch case 104 The thin plate-shaped piezoelectric element 105 is fixed to the inner surface of the back cover 103 of the watch case 104 to form the mechanical system of the buzzer mechanism 106.
[0003]
As shown in FIG. 11C, the wristwatch 101 further includes a booster coil 108 having an inductance of about 20 to 30 mH in parallel with the piezoelectric element 105 as the driving means 107 of the buzzer mechanism 106. And a drive control signal source 109 for the coil 108. A drive control signal Sp in the form of a rectangular wave of about several kHz (typically about 2 kHz or 4 kHz) is output from the drive control signal source 109, and a current according to the drive control signal Sp is supplied to the booster coil 108. When the driving voltage boosted by the boosting coil 108 is applied to the piezoelectric element 105, the piezoelectric element 105 is deformed and vibrated according to the driving voltage, and at the same time, the flat back lid 103 to which the piezoelectric element 105 is fixed is vibrated. , A buzzer sounds.
[0004]
In this type of conventional timepiece 101, when a large buzzer sound is to be generated, the back cover 103 is thinned so as to easily vibrate, the area of the piezoelectric element 105 is increased to increase the driving force, or the piezoelectric element In order to increase the drive voltage applied to 105, the inductance of the booster coil 108 is increased.
[0005]
On the other hand, recently, in order to meet diversified applications and design requirements, the bottom wall has a complicated shape, such as a curved bottom surface along the outer circumference of the arm, and the peripheral wall and the bottom wall are integrated. The development of a wristwatch equipped with a case is proceeding.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this type of case in which the peripheral wall and the bottom wall are integrally formed, a buzzer sound having a sufficient sound pressure cannot be obtained by attaching a flat piezoelectric element to the inner surface of the bottom wall. Even if conventional measures such as increasing the inductance of the booster coil in order to enhance the driving of the piezoelectric element, the sound pressure of the buzzer sound has not become sufficiently high. In addition, in a wrist-worn electronic device such as a wristwatch, it is difficult in many cases to provide a buzzer mechanism that does not use a bottom wall portion because the size of the case is naturally limited.
[0007]
Under such circumstances, the inventor of the present invention has proposed a vibration or sound generation characteristic of a watch case of a type having a bottom wall integrally formed with a peripheral wall (substantially, a characteristic of vibration of the bottom wall of the case). Was examined in detail in comparison with the vibration or sound generation characteristics of the piezoelectric element 104 and the back cover 103 in the conventional watch case 106 of the type in which the separate back cover 103 is fixed to the annular case main body 102.
[0008]
According to this study, on the other hand, the case 106 of the conventional timepiece 101 has a sound pressure (output vibration) peak Qc in a frequency range of about 5 to 6 kHz, for example, as shown by the characteristic curve Ac in FIG. It was confirmed to have sound pressure characteristics (vibration characteristics). In this type of conventional timepiece 101, since the back cover 103 is formed separately from the case body 102 at the periphery thereof, it is relatively easy to vibrate. By increasing the voltage, the drive voltage (amplitude) forcibly applied to the piezoelectric element 105 by the booster coil 108 is increased, whereby the forced vibration of the piezoelectric element 105 is increased, and the back lid 103 to which the piezoelectric element 105 is fixed is forcibly increased. It was confirmed that the desired sound pressure was obtained by vibrating.
[0009]
On the other hand, in the case where the peripheral wall portion and the bottom wall portion are integrally formed and the plate-shaped piezoelectric element is fixed to the inner surface of the bottom wall portion, as shown by the characteristic curve A1 in FIG. Although there is a sound pressure peak Qp20 before and after, the peak Qp20 is as low as 40 to 50 dB at most, and it has been found that it is difficult to sufficiently satisfy the requirement as a buzzer (for example, sound pressure of 60 dB or more). In addition, in the case of such a case, since the bottom wall portion is integrated with the peripheral wall portion, the vibration of the bottom wall portion is easily reduced and the sound pressure is originally low, so a back cover separate from the case body is provided. According to the buzzer mechanism of a conventional wristwatch, it was found that even if the inductance of the coil was increased in order to increase the drive voltage of the piezoelectric element, a loud sound enough to be used as a buzzer was not obtained.
[0010]
Further, the present inventor has found that there is a possibility that there is a region where the vibration (sound pressure) of the case is large in a higher frequency region based on the graph showing the frequency characteristics of the vibration shown in FIG. It has been found that there is a possibility that a desired sound pressure output can be obtained by driving the piezoelectric element in a frequency region where the characteristic curve has a peak.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an arm-mounted electronic device having a buzzer mechanism capable of providing a sufficient sound pressure in an audible frequency range.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an arm-mounted electronic device of the present invention includes a case in which a peripheral wall portion and a bottom wall portion are integrally formed, a thin plate-shaped piezoelectric element adhered to the bottom wall portion of the case, and a case. And a coil that forms a resonance circuit having a resonance frequency in a frequency region where the sound pressure due to the vibration of the bottom wall of the piezoelectric element peaks within the audible frequency range in cooperation with the capacitance component of the piezoelectric element.
[0013]
In the wrist-mounted electronic device of the present invention, "the coil forming the resonance circuit in cooperation with the capacitance component of the piezoelectric element is a frequency region where the sound pressure due to the vibration of the bottom wall of the case peaks within the audible frequency range. Since the piezoelectric element is driven by the coil in a frequency region where the peak of the sound pressure due to the vibration of the bottom wall of the case is provided, the capacitance is given to provide the resonance frequency of the resonance circuit. Can be vibrated efficiently. Here, in the case where the peripheral wall portion and the bottom wall portion are integrally formed, since the bottom wall portion is firmly fixed to the peripheral wall portion at the outer peripheral edge, the bottom wall portion is formed of a detachable back cover. Compared to the frequency characteristics of the case of a wristwatch or the like, the vibration of the bottom wall is greatly regulated, but the bottom wall is excited in a frequency region where the bottom wall is likely to vibrate, so that the bottom wall is maximized. And efficiently vibrated. Further, in the case where the peripheral wall and the bottom wall are integrally formed, since the bottom wall is firmly fixed to the peripheral wall at the outer peripheral edge, a conventional wristwatch in which the bottom wall has a detachable back cover. As compared with the frequency characteristics of the cases such as the above, the peak of the frequency characteristics of the vibration of the bottom wall portion is largely shifted to the high frequency side. As a result, a coil that resonates in a high frequency range in cooperation with the capacitance component of the piezoelectric element is different from a conventional coil that applies a voltage as large as possible to the piezoelectric element as a step-up coil to generate forced vibration. Alternatively, the inductance may be as small as previously not utilized. Here, the buzzer mechanism substantially includes a piezoelectric element and a coil.
[0014]
In the case, the frequency characteristic of the vibration does not need to have a sharp peak. Typically, the peak itself spreads over a relatively wide frequency range, or both sides of the peak (the high frequency side and the low frequency side). ) Has the characteristic that the magnitude of the vibration or the sound pressure gradually decreases.
[0015]
Therefore, the resonance frequency does not need to be strictly adjusted to the peak frequency, but typically only needs to be in the frequency range where the magnitude of the vibration close to the peak or the sound pressure can be obtained. When the coil forms a resonance circuit having a resonance frequency in a frequency region where the sound pressure due to the vibration of the bottom wall of the case peaks in the audible frequency range in cooperation with the capacitance component of the piezoelectric element, If there is any stray capacitance or stray inductance, the resonance condition may be satisfied in consideration of the influence of these. Further, when the inductance of the coil or the capacitance of the piezoelectric element has a frequency dependency, in consideration of the frequency dependency, if the above-described condition is substantially satisfied in a frequency region to be actually used. Good.
[0016]
The peak of the vibration in this case is typically selected to be the maximum in the audible frequency range, but may not be the maximum in some cases when it is sufficiently large. In the case where the peripheral wall and the bottom wall are integrally formed, such a peak is usually considerably higher than 10 kHz, and typically has a frequency region close to 15 kHz.
[0017]
In the arm-mounted electronic device of the present invention, typically, the case is a metal or resin case, the lower surface of the bottom wall is curved in the circumferential direction of the arm, and the peripheral wall and the bottom wall define The defined concave portion has an elliptical shape having a major axis oriented obliquely to the extending direction of the arm. However, the lower surface of the bottom wall portion is curved in the circumferential direction of the arm, and the concave portion defined by the peripheral wall portion and the bottom wall portion has a long axis oriented in a direction (parallel) along the extending direction of the arm. May be. As the metal, for example, titanium or an alloy thereof is used, but other metals or alloys may be used.
[0018]
In the case of “the lower surface of the bottom wall of the case is curved in the circumferential direction of the arm”, the center of the bottom wall of the case has sufficient rigidity and the lower surface of the bottom wall of the case is Due to the bending in the direction, the bottom wall is likely to be thick, the rigidity of the bottom wall is increased, the rigidity of the case is further increased, and the peak of the vibration characteristic of the case is easily shifted to the high frequency side. Therefore, if the resonance frequency is not adjusted to the peak frequency of the vibration characteristics of the case, the case hardly vibrates, and it becomes difficult to obtain a sufficient sound pressure.
[0019]
Basically, it is preferable that the piezoelectric element is as large as possible in a region where the bottom wall can be fixed. In this case, the piezoelectric element can give maximum vibration energy to the bottom wall. However, since the manner of vibration of the bottom wall of the case can be extremely complicated, the piezoelectric element is typically not attached so as to spread over the entire bottom wall, but rather has a wide bottom wall. Affixed to the area and to a portion of the bottom wall of the case. The shape and location of the spread are ultimately determined experimentally according to the case in consideration of other design conditions. In any case, the increase in the area of the piezoelectric element increases the capacitance of the resonance circuit substantially in proportion to the area, and therefore, in order to keep the resonance frequency of the resonance circuit substantially constant, Therefore, the inductance of the coil is reduced. That is, in the wrist mounted electronic device of the present invention, typically, while the capacitance is increased as much as possible, the inductance is further increased when compared with the buzzer mechanism of the conventional wrist mounted electronic device. Will be reduced.
[0020]
The plate-shaped piezoelectric element typically includes a thin plate of a ceramic piezoelectric material such as PZT and electrode layers formed on both main surfaces of the thin plate. However, the piezoelectric body may be made of another material as desired. Each electrode layer is typically composed of a single electrode thin plate or a metal deposition layer having substantially the same size as the main surface of the piezoelectric thin plate. It may have another structure such as divided into two.
[0021]
Further, in the wrist-mounted electronic device of the present invention, the area where the piezoelectric element is fixed in the bottom wall of the case may be such that a portion of the bottom wall of the case where vibration is generated by the piezoelectric element is as easy as possible to vibrate. It may be a recess formed by Sarai or the like so as to form a thinner bottom wall portion. It is preferable that the thinned bottom wall portion is sufficiently larger than the size (area, diameter in case of circular shape) of the piezoelectric element so that the vibration of the piezoelectric element can easily occur. In order to facilitate the vibration of the fixed region of the piezoelectric element, it is usually preferable that there are few means for reinforcing the bottom wall so that the bottom wall is easily vibrated relative to the peripheral wall. However, the lower surface of the bottom wall portion is curved in the circumferential direction of the arm, and the concave portion defined by the peripheral wall portion and the bottom wall portion has an elliptical shape having a long axis directed obliquely to the extending direction of the arm. When the piezoelectric element has a complicated shape, the manner in which the bottom wall portion to which the piezoelectric element is fixed can vibrate very complicatedly. In some cases, it may be better to stick it to a region close to a part of the peripheral wall (side wall).
[0022]
The piezoelectric element may be fixed to the bottom wall by bonding or sticking to an adhesive or by a metal-to-metal bonding means such as soldering or brazing (when the bottom wall is made of a specific type of metal).
[0023]
The piezoelectric element is typically fixed directly to the bottom wall of the case. However, if desired, the piezoelectric element may be fixed to a thin diaphragm made of the same material as the case or a material having higher rigidity than the case, and the diaphragm may be fixed to the bottom wall of the case. . In this case, when the layer fixing the piezoelectric element and the diaphragm is higher in rigidity than the layer fixing the diaphragm to the bottom wall of the case, the vibration characteristics of the piezoelectric element and the diaphragm are modulated by the bottom wall of the case. It is also possible to cause such a vibration.
[0024]
In such an arm-mounted electronic device, when the diameter of the recess is about 2 to 4 cm, the inductance of the coil is typically smaller than 10 mH, for example, about 6 to 7 mH. However, the inductance may be smaller or may be in the range of 7 or more and less than 10 mH. Further, the inductance of the coil may be 10 mH or more depending on the size of the capacitance of the piezoelectric element or the like, the size (size and thickness) of the bottom wall of the case, the material, and the frequency characteristics of the vibration.
[0025]
In the above, an example in which one piezoelectric element is fixed has been described. However, if desired, a plurality of piezoelectric elements having different sizes or the like may be fixed to a plurality of locations on the bottom wall of the case, or some of the piezoelectric elements may be fixed. By providing a coil that is fixed to a portion other than the bottom wall portion of the case (for example, the inner surface of the battery cover) and cooperates with each of the piezoelectric elements to define a resonance frequency corresponding to a mounting portion of the piezoelectric element, May be incorporated.
[0026]
The wrist-worn electronic device may be, for example, an wrist-worn electronic timepiece or wristwatch, a portable information terminal having the wristwatch function, or another electronic device having no clock function.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0028]
【Example】
FIGS. 1 and 2 show a wristwatch 1 as an arm-mounted electronic device according to a preferred embodiment of the present invention. This wristwatch 1 includes a circuit block 3 and a liquid crystal display unit 4 as shown in FIG. 2 in addition to a case 20 having a housing recess 21 and a lid 2 for closing an opening 22 of the recess 21. The circuit block 3 is held in a circuit holding frame 5. The circuit holding frame 5 carrying the circuit block 3 and the liquid crystal display unit 4 are housed in the recess 21 of the case 20 while being locked by the module fixing plate 6. The liquid crystal display unit 4 has a flexible liquid crystal panel 7 and a pair of holding members 8 and 9 for holding the liquid crystal panel 7 in a curved state.
[0029]
As shown in FIG. 1, the glass plate 11 of the lid 2, the liquid crystal panel 7, and the back surface 24 of the bottom wall 23 of the concave portion 21 of the case 20 hold the wrist W when the wristwatch 1 is attached to the arm or the wrist W. A major axis or major axis R01 is provided obliquely with respect to the extending direction W1 (hereinafter, an XY orthogonal coordinate system in which the direction toward the hand in this direction is the X axis) is provided and short in a direction substantially perpendicular thereto. It has an oval shape having an axis or a short diameter R02, and is further curved so as to have a maximum curvature in a direction along the circumferential direction Y of the wrist W. 12 and 13 are a set of bands.
[0030]
In a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3A and 3B and FIG. 4, the housing area 15 of the button type battery 14 in the bottom wall 23 of the concave portion 21 of the case 20 is formed. A piezoelectric element 40 such as PZT is adhered to a central portion of the region except for the above. In FIG. 4, reference numeral 16 denotes a coil spring for supplying power from the circuit block 3 to the surface-side electrode of the piezoelectric element 40, and the arrangement of members that restrict the vibration of the piezoelectric element 40 like the coil spring 16 is as follows. It is appropriately selected in consideration of the easiness of vibration of the piezoelectric element 40.
[0031]
As shown in FIG. 7, the electric system 60 of the buzzer mechanism 50 including the piezoelectric element 40 in the wristwatch 1 includes a driving and resonance coil 61 for driving the piezoelectric element 40 arranged in parallel with the piezoelectric element 40, and a piezoelectric element 61. It includes a signal source 63 that supplies a drive signal S to the resonance unit 62 including the coil 40 and the coil 61, and a transistor 64 that drives the resonance unit 62 according to the drive signal S. Although the capacitance C of the piezoelectric element 40 depends on the size (area) of the piezoelectric element 40, the area is 1 cm. 2 In the case of about (for example, a circle having a diameter of about 10 mm), it is typically about 10 nF. Reference numeral 65 denotes a resistor for limiting current. The power supply voltage Vz has a desired magnitude within a range of, for example, about several V (for example, 1 to 3 V) to about 10 several V.
[0032]
The signal source 63 is typically formed of an integrated circuit including a frequency divider that divides the output of the crystal oscillator. The signal source 63 serves as the drive signal S, for example, as shown in FIG. And a rectangular wave signal S1 having a repetition frequency of 2 kHz and a duty ratio of 1 and a rectangular wave signal S2 having a repetition frequency of 4 kHz and a duty ratio of 1 for each desired period between about 0.1 second and about 1 second, for example. Output alternately. Typically, there is a desired rest period of about one cycle or more between the two signals S1 and S2. The two signals S1 and S2 may be other waveforms such as a triangular wave instead of a rectangular wave as long as the waveforms sufficiently include harmonic components. Further, as long as the signal S (or S2) is smaller than the frequency at which the sound pressure (vibration) of the case 20 described below in detail peaks, one or both repetition frequencies may be higher or lower. . Also, instead of one being the other harmonic, one may have a frequency different from the other harmonic, such as 2 kHz and 3 kHz. When a simple buzzer sound is sufficient, a signal having a single repetition frequency may be used instead of two different repetition frequencies. If desired, signals of three or more different repetition frequencies may be applied in order.
[0033]
The case 20 has a sound pressure output A1 having a frequency characteristic as shown in FIG. 5 in a frequency range of 0 to 10 kHz. In FIG. 5, the horizontal axis represents the vibration frequency f in kHz and the vertical axis represents the sound pressure Ps or the magnitude of the vibration in dB. Here, the frequency characteristic A1 (f) of the sound pressure output A1 of the case 20 is constant from a power supply to the piezoelectric element 40 in a state where the piezoelectric element 40 is attached to a predetermined position of the bottom wall 23 of the concave portion 21 of the case 20. The detection of the sound pressure Ps due to the vibration of the case 20 with the piezoelectric element 40 when a drive voltage in the form of a sine wave having a frequency f (kHz) is given by the microphone means that the amplitude of the drive voltage from the power supply is substantially It is obtained by repeating while changing the frequency f while keeping the frequency constant, and the vibration characteristic or sound generation characteristic Ps (f) of the case 20 with the piezoelectric element 40 itself (substantially, the bottom wall portion 23 itself) is obtained. ) = A1 (f).
[0034]
On the other hand, FIG. 6 shows the characteristic A1 relating to the frequency f of the sound pressure Ps of the case 20 for the case 20 with the piezoelectric element 40 in the frequency range from 0 to 20 kHz, including the audible frequency range above 10 kHz. It is a result of the measurement. From the characteristic A1 in FIG. 6, it can be seen that the case 20 has a sound pressure peak Qp11 near 16 kHz, though it is a relatively high frequency region in the audible frequency region and it is difficult to hear the sound pressure. Therefore, this peak frequency f 0 If the circuit system 60 is adjusted so as to forcibly vibrate the case 20 in the vicinity of the bottom wall 23, the bottom wall 23 is integrally formed with the peripheral wall 25 and the bottom wall 23 is Even if the case 20 is thick, it is possible to obtain a certain level of sound pressure output. This frequency f 0 Is about twice or more higher than the frequency at which the case 106 of the conventional timepiece 101 is forcibly vibrated, and belongs to a high frequency range where use was not expected in the past.
[0035]
Thus, for example, the peak frequency f of case 20 0 Is f 0 ~ 15kHz = 1.5 × 10 4 H, the capacitance C of the piezoelectric element 40 to 20 nF = 20 × 10 -9 Let F be the peak frequency f 0 Is f 0 = 1 / ｛2π (LC) 1/2 Therefore, the inductance L of the coil 61 is 1 / ｛(f 0 ) 2 ・ (2π) 2 ・ C｝ ~ 5.6 × 10 -3 About H.
[0036]
That is, in the wristwatch 1 including the case 20 and the piezoelectric element 40, the capacitance C of the piezoelectric element 40 is set so that the vibration characteristic A1 of the case 20 causes electrical resonance of the resonance section 62 near 16 kHz having the peak Qp11. , The inductance L of the coil 61 is adjusted. In the case of this example, the piezoelectric element 40 has a diameter of about 18 mm, a capacitance C of about 20 nF, and the coil 61 is, for example, a coil having an inductance L of 6 mH, which is a fraction of the conventional size. Was used.
[0037]
In the above description, a rectangular wave of 2 kHz and 4 kHz (duty ratio 1 respectively) conventionally generated by the circuit block 3 of the wristwatch 1 is conventionally used, but there is a double harmonic at about 10 to 15 kHz or a repetition frequency. May be further controlled by controlling the drive signal S so as to be near the peak Qp11 of the frequency characteristic A1 of the sound pressure of the case 20.
[0038]
Here, in the case where the piezoelectric element 40 can be considered as a mere film vibration, it is preferable that the piezoelectric element 40 be as large as possible for driving the vibration. However, in case 20, the bottom wall 23 is integrally connected to the peripheral wall 25 and the peripheral edge of the bottom wall 23 is relatively thick. There is a possibility that it is difficult to contribute.
[0039]
In consideration of these points, it is often preferable to make the bottom wall 23 as easy as possible to vibrate according to the vibration of the piezoelectric element 40 even in the case having the bottom wall 23 integrated with the peripheral wall 25. FIG. 8 shows a case of a timepiece according to another preferred embodiment of the present invention from this viewpoint. In FIG. 8, members that are the same as those shown in FIGS. 3 and 4 but include different points are denoted by a suffix a after the reference numerals, and the same reference numerals are assigned to actually the same members or elements. Used.
[0040]
In the case of the case 20a of FIG. 8, as shown in FIGS. 8A and 8B, the case 20a is located at the center of the area of the bottom wall 23 of the recess 21 excluding the housing area 15 of the button-type battery 14. The portion has a wide recess 30 formed by Sarai, and a piezoelectric element 40 is fixed to a thinned bottom wall portion 31 of the recess 30.
[0041]
The case 20a has a sound pressure output having a frequency characteristic A2 as shown in FIGS. As can be seen from the characteristic curves A2 (f) of FIGS. 9 and 10, the sound pressure output A2 of the case 20a with the piezoelectric element 40 is relatively small in the region of 10 kHz or less, and the sound becomes higher as the frequency f increases up to around 14 kHz. As the pressure A2 increases, the peak Qp21 relatively gradually increases, and has a peak Qp21 of about 65 dB which largely exceeds 60 dB around 14 kHz. In the case of this example, when the value exceeds another peak Qp22 near 16 kHz, the value rapidly decreases.
[0042]
Therefore, in this case 20a, the inductance L of the coil 61 is adjusted according to the capacitance C of the piezoelectric element 40 so that electric resonance of the resonance section 62 can occur around 14 kHz. In this example, the piezoelectric element 40 has a diameter of about 18 mm, a capacitance C of about 20 nF, and the coil 61 has, for example, an inductance L of 6 mH, which is about 1/4 to 1/5 of the conventional one. An inductance coil was used. As the drive signal S, a rectangular wave S1 having a repetition frequency of 2 kHz and a duty ratio of 1 and a rectangular wave S2 having a repetition frequency of 4 kHz and a duty ratio of 1 are used as in the case described above.
[0043]
Thus, even in the case 20a in which the peripheral wall portion 25 and the bottom wall portion 23 are integrated, the use of the coil 61 having the inductance L of 6 mH makes it possible to use the coil 61 for a relatively high sound but for normal use. Provided a sufficiently loud buzzer sound.
[0044]
In the case 20a, since the bottom wall portion 31 to which the piezoelectric element 40 is adhered is thinned by Sarai, the thin bottom wall portion 31 can vibrate almost independently except for the peripheral portion thereof. Therefore, it can be driven by using a large-area piezoelectric element 40 that spreads over almost the entire area of the thin bottom wall portion 31. Further, since the piezoelectric element 40 has a large area, the capacitance of the piezoelectric element 40 increases substantially in proportion to the area, and the inductance L of the coil 61 satisfying the resonance condition further decreases. become.
[0045]
In the above description, the piezoelectric element 40 is directly attached to the bottom wall 23 of the case 20 or 20a or the thin portion 31 thereof, but the plate-shaped piezoelectric element 40 is directly attached to the case 20 or 20a. Instead, it may be bonded to a thin plate constituting a metal diaphragm by metal-to-metal bonding such as soldering. In this case, the vibration plate is attached to the bottom wall portion 23 of the case 20 or 20a or the thin portion 31 of the piezoelectric element 40 with an adhesive or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a wristwatch as an arm-mounted electronic device according to a preferred embodiment of the present invention, wherein a) is a perspective explanatory view of the appearance of the wristwatch worn on an arm, and (b) is (a). FIG. 3C is a side view illustrating a curved state of the wristwatch, and FIG. 4D is a view illustrating a normal visual recognition state of the display of the wristwatch illustrated in FIG.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a portion other than the lid of the wristwatch of FIG. 1;
3A and 3B show a case and a piezoelectric element of an example of the wristwatch shown in FIG. 1; FIG. 3A is a plan view, and FIG. Indicated).
FIG. 4 is an explanatory sectional view similar to FIG. 3B of the wrist watch of FIG. 1;
5 is a graph showing frequency characteristics of a vibration (sound pressure) of the case of FIG. 3 in a frequency range of 0 to 10 kHz.
6 is a graph showing frequency characteristics in a frequency range of 0 to 20 kHz with respect to vibration (sound pressure) of the case of FIG. 3;
7A and 7B show an electric system for driving a buzzer mechanism of the wristwatch shown in FIG. 1; FIG. 7A is a schematic circuit diagram; and FIG. 7B is a diagram showing a waveform of a drive signal (time chart). .
8A and 8B show another preferred example of the case and the piezoelectric element of the wristwatch shown in FIG. 1; FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIB-VIIIB (however, the battery housing recess). Is shown with imaginary lines).
9 is a graph showing frequency characteristics in a frequency range of 0 to 10 kHz with respect to vibration (sound pressure) of the case of FIG.
FIG. 10 is a graph showing frequency characteristics in a frequency range of 0 to 20 kHz with respect to vibration (sound pressure) of the case of FIG. 8;
11A and 11B show a conventional wristwatch, wherein FIG. 11A is a perspective explanatory view of a back cover to which a piezoelectric element is adhered, FIG. 11B is a perspective explanatory view of the conventional wristwatch viewed from obliquely below, and FIG. () Is a schematic circuit diagram of the electric system of the buzzer mechanism.
12 is a graph showing frequency characteristics similar to those of FIGS. 5 and 9 for the wristwatch of FIG. 11;
[Explanation of symbols]
1 wristwatch (arm-mounted electronic device)
3 Circuit block
20, 20a case
21 recess
23 Bottom wall
25 Perimeter wall
30 recess
31 Thin bottom wall
40, 40a Piezoelectric element
61 coil
62 Resonant part
63 drive signal generator
A1, A2 Frequency response curve of case vibration (sound pressure)
C capacitance
f frequency
L inductance
Pa sound pressure (magnitude of vibration)
Qp11, Qp21, Qp22 peak
S, S1, S2 drive signal