壓電振動裝置製造方法
2023-04-27 00:12:21 1
壓電振動裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種體感性優異且振動的收斂時間短的壓電振動裝置。對振動板(1)的一端(1a)進行固定。在振動板(1)上面形成壓電振動體(3)。在振動板(1)的一端(1a)以殘留壓電振動體(3)的端子部(3d)的方式固定安裝用支架(9)。在振動板(1)的另一端(1c)固定錘部件(5)。錘部件(5)的剛性比振動板(1)大。錘部件(5)的固有頻率被定為大於等於形成了壓電振動體(3)的振動板(1)的固有頻率的3倍。錘部件(5)具有有與振動板(1)接觸的接觸面(5b)的基部(5c)，和與基部(5c)設置成一體且沿振動板(1)延伸的本體部(5d)。在本體部(5d)的與振動板(1)相向的面(5e)上形成有傾斜面(5f)。
【專利說明】壓電振動裝直
【技術領域】
[0001]本發明涉及在一端被固定的振動板上面形成壓電振動體、在振動板的另一端固定錘部件而成的壓電振動裝置。
【背景技術】
[0002]近年，作為移動通信設備可攜式電話的一個形態的智慧型電話得到廣泛普及。在可攜式電話中，採用了因使用環境取代呼叫聲而代之以使設備自身振動來通知使用者的方法。作為振動構件，通常使用電磁式振蕩器。電磁式振蕩器通過把偏心錘與電磁馬達的軸接合來構成，呼叫時，設置在電磁馬達的軸上的偏心錘旋轉而產生振動，其使設備本體振動來告知使用者，但是，存在響應速度慢，使用者遲一些檢測到，而且耗費電力大、電池使用時間短的問題。。
[0003]在日本特開平11 - 244783號公報(專利文獻I)的圖1中，公開了一種在一端2被固定了的板簧I上面形成壓電體5，在板簧I的另一端3固定了重錘4的壓電振蕩器的構造。
[0004]而且，在日本特開平8 — 314467號(專利文獻2)的圖3中，公開了一種具備一端被固定的壓電振動板2、在固定在壓電振動板2的另一端的錘3，和通過導體7、7與壓電振動板2連接的連接端子部5、5的壓電振動發生裝置的構造。
[0005]這些壓電振動裝置，為了解決電磁式振蕩器的問題，用於可攜式電話、智慧型電話等的小型電子設備，用來在壓電部件上施加電壓時使振動板沿厚度方向振動，對電子設備產生振動，由此對電子設備的使用者賦予基于振動的體感性。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平11 - 244783號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平8 - 314467號公報
【發明內容】
[0010]發明要解決的課題
[0011]但是，可攜式電話等的電子設備以薄型化、小型化、輕量化作為商品開發的前提，而且，在以往的壓電振動裝置中，僅僅把錘構成在振動部的端頭部，因此，對於固定在振動板上錘的體積，即重量的增加是有限度的。進而，由於壓電體的破壞極限，無法加大振動板的振動幅度，由於壓電振動裝置產生的振動能量與重量和振動振幅的2乘方成正比，所以，存在體感性欠缺的問題。
[0012]在近年的智慧型電話等的採用了觸控螢幕的電子設備中，要求當觸摸畫面時即時產生振動，並在短時間內收斂振動。
[0013]而且，在以往的壓電振動裝置中，容易因振動板的振動而在壓電部件與外部連接用的連接端子的連接部分發生連接不良，因此，要解決耐久性不良的問題。
[0014]即，本發明的目的是提供一種體感性優異，且振動的收斂時間短的壓電振動裝置。
[0015]本發明的其它目的是提供一種耐久性高的壓電振動裝置。
[0016]用於解決課題的技術手段
[0017]成為本發明改良對象的壓電振動裝置，具備一端被固定的振動板、形成在振動板上面的壓電振動體，和固定在振動板的另一端的錘部件。在此，振動板上面，其含義是指振動板的與錘部件相向的面上及振動板的與錘部件相向的面的相反側的面上中的任意一方，或雙方。即，作為壓電振動體的配置結構，可以採用將壓電振動體設置在振動板的厚度方向的表面或背面的單表面幾何形狀結構、設置在振動板的厚度方向的表面及背面的雙方的雙表面幾何形狀結構中的任意一種配置結構。而且在設置在振動板的單面的情況下，壓電振動體也可以為多層結構。
[0018]在本發明的壓電振動裝置中，固定在振動板的另一端部的錘部件的剛性比振動板大，具有在與振動板之間隔開間隔朝振動板的一端側延伸的形狀。採用剛性比振動板大的錘部件，則可以防止振動板與錘部件共振而造成振動板的振動能量被錘部件吸收，因此可以縮小振動板的振動幅度。而且，可以縮短振動的收斂時間。
[0019]另外，優選為，錘部件的固有頻率被定為大於等於形成了壓電振動體的狀態的振動板的固有頻率的3倍。在此，「形成了壓電振動體的狀態的振動板的固有頻率」，是指在振動板上形成了壓電振動體的狀態下得到的振動板的固有頻率。如果使用固有頻率不足形成了壓電振動體的狀態的振動板的3倍的錘部件,則振動板與錘部件容易共振而使振動板的振動能量被錘部件吸收，為了加大振動板的整體振動而需要大的驅動能量。也就是說,驅動效率降低，耗費電力變大。而且，還存在錘部件自身的共振造成的振動對振動板施加過渡的力，誘發振動板的機械損失的問題。進而，優選為，錘部件的固有頻率被定為形成了壓電振動體的狀態的振動板的固有頻率的10倍以內(即，3倍至10倍)。這是由於，如果使用固有頻率超過形成了壓電振動體的狀態的振動板的固有頻率的10倍的錘部件，則振動板的振動模式會改變，結果，就無法產生大的振動能量。而且，是由於從錘部件施加到振動板上的力變大會誘發機械破壞。加之，是由于振動的收斂時間變長因而不好。另外，為了可靠解決這些問題，進一步優選為，將錘部件的固有頻率定為小於等於形成了壓電振動體的狀態的振動板的固有頻率的7倍(即，3倍至7倍)。
[0020]另外，如果在固定了錘部件的狀態下使振動板振動，則振動板的撓曲，傾向於與錘部件相向的面的撓曲大於與錘部件相向的面的相反側的面的撓曲。於是，如果在撓曲更大的振動板的與錘部件相向的面上形成壓電振動體，就可以對壓電振動體施加更大的驅動力。即，通過將壓電振動體形成在與錘部件相向的面上，就可以提高使用壓電振動裝置的人的體感性。
[0021]而且，如果在振動板的與錘部件相向的面的相反側的面上形成壓電振動體，跟在振動板的與錘部件相向的面上形成壓電振動體的場合相比，儘管壓電振動體得到的驅動力降低，但可以延長壓電振動體的壽命。即，通過把壓電振動體形成在振動板的與錘部件相向的面的相反側的面上，可以提高壓電振動裝置的長期可靠性。
[0022]而且，如果使錘部件的形狀成為在與振動板之間隔開間隔朝振動板的一端側延伸的形狀，即便錘部件的體積大，錘部件也難以碰到振動板，因此，不會對壓電振動體造成損傷，可以加大振動板的振動幅度。進而，如果使錘部件的形狀成為朝振動板的一端側變細的形狀，可以提高同一體積(同一)時的共振頻率因而設計範圍寬。
[0023]將錘部件固定在振動板上的方式是任意的。例如，在振動板的另一端形成大於等於一個沿厚度方向貫通振動板的貫通孔。而且，將錘部件由包含可熱變形的材料形成，而且，在錘部件上設置與大於等於一個貫通孔嵌合且端頭從振動板的貫通孔突出的大於等於一個突起。而且也可以為，通過使與大於等於一個貫通孔嵌合的大於等於一個突起的端頭進行熱變形，將錘部件固定在振動板上。作為可熱變形的材料，優選使用將高比重且高強度的金屬(例如鎢、鑰、黃銅、鐵類合金等)的粉末與高耐熱性及高強度的熱可塑性樹脂(例如聚醯胺、環氧樹脂等)混合成形了的材料。如果採用這樣的方法，就可以將錘部件簡單且可靠地安裝在振動板上。
[0024]錘部件可以為具有基部和本體部的形狀，該基部具有突出大於等於一個突起且與振動板接觸的接觸面的基部，該本體部與該基部設置成一體且沿振動板延伸。而且，在此情況下，在本體部的與振動板相向的面上，形成以一定角度傾斜的傾斜面。傾斜面以使振動板的與錘部件相向的面和本體部的與振動板相向的面之間的間隔從振動板的另一端側朝振動板的一端側逐漸變大的方式進行傾斜。如果在錘部件上設置這樣的傾斜面，則即便振動板的振動幅度變大，振動板也難以與錘部件接觸，因此可以防止振動幅度的降低。而且，由於可以在振動板與錘部件之間確保空間，因此，即便在振動板的與錘部件相向的面上形成壓電振動體的情況下，錘部件也難以與壓電振動體接觸，可以防止壓電振動體發生損傷。
[0025]對振動板的一端進行固定的方式是任意的。在本發明中，作為振動板，採用以使振動板的一端構成壓電振動體的端子部的方式形成的金屬板，進而，採用以使在振動板的一端留有端子部的方式進行固定的金屬制的安裝用支架。在此情況下，優選為，在安裝用支架上形成板狀的被焊接部和與該被焊接部設置成一體的被安裝部，該被焊接部具備焊接在振動板的在厚度方向上相向的一對側面的一方上的焊接面。在此，「振動板的在厚度方向上相向的一對側面的一方上」是指振動板的與錘部件相向的面上及振動板的與錘部件相向的面的相反側的面上其中的任一個。在安裝用支架的被焊接部(焊接面)上，通過焊接接合著金屬制的振動板(金屬板)，因此，能夠可靠地固定振動板的一端。而且，安裝用支架的被安裝部成為了能將本發明的壓電振動裝置安裝在電子設備上的結構。由於被安裝部與被焊接部設置成一體，因此，可以通過採用此安裝用支架將壓電振動裝置可靠地安裝在電子設備上。
[0026]當金屬制的安裝用支架通過金屬加工來製造時，有時會在安裝用支架的焊接面與側面之間產生角部及/或毛刺。這樣的角部或毛刺因振動而使振動板變形或磨耗，會改變振動板的振動特性。為此，這樣的角部及/或毛刺的存在成為了壓電振動裝置的性能降低的原因。於是，最好在被焊接部，進而在位于振動板的一端側的側面跟焊接面之間及位于振動板的另一端側的側面跟焊接面之間分別形成不具有稜邊的彎曲面。如果形成這樣的彎曲面，則在位于振動板的一端側的側面與焊接面之間及位于振動板的另一端側的側面與焊接面之間，不會形成稜邊(角部或毛刺)，因此，可以提供振動板的振動幅度不易改變的壓電振動裝置。另外，彎曲面的形狀，只要是例如加工成了 R面或在振動板側不出現毛刺的C面的形狀那樣的、難以因振動板的振動而產生變形或磨耗的形狀即可，為哪種形狀都可以。
[0027]在以本發明為對象的壓電振動裝置中，需要把用來對壓電振動體施加(輸入)電壓的導線與壓電振動體電連接。但是，在以往的壓電振動裝置中，把導線與壓電振動體的輸入電力直接連接，因此，振動板的振動會對壓電振動體與導線的連接部分反覆施加彎曲力，所以存在容易產生連接不良的問題。而且，這樣的接觸不良的問題在振動板的振動幅度加大的情況下更加顯著。於是，為了解決這樣的問題，最好在壓電振動體與導線的連接部分採用導電性刷。具體來說，壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在與此壓電陶瓷層的錘部件相向的面上的I個電極層。在此情況下，振動板構成壓電振動體的第I輸入電極，I個電極層構成壓電振動體的第2輸入電極。進一步設置與此第2輸入電極接觸的導電性刷。此導電性刷可以為具備能與第2輸入電極滑動地接觸的接觸部、與該接觸部設置成一體且產生將接觸部朝第2輸入電極推壓的推壓力的板簧部，和與該板簧部設置成一體且安裝在被固定于振動板的一端的固定部件上與導線連接的連接用端子部。如果壓電振動體與導線的連接部分採用這樣的導電性刷，即便振動板的振動幅度變大，導電性刷也可以與壓電振動體的第2輸入電極可靠地接觸而確保電導通，因此在壓電振動體與導線的電連接部分難以發生連接不良。而且，由於通過導電性刷的板簧部，即便振動板的振動時也可以使導電性刷的刷部的接觸部與壓電振動體的第2輸入電極可靠地接觸，因此，可以有效防止壓電振動體與導線的連接部分的接觸不良的發生。為了實現更高的可靠性，在與壓電振動體的第2輸入電極接觸的導電性刷的刷部的接觸部形成導電性橡膠。
[0028]固定部件，最好將一對導電性刷作為插入物，由電絕緣材料進行嵌插成形。如果把固定部件如此構成，就可以將導電性刷可靠地固定在固定部件上。
[0029]而且，也可以取代導電性刷採用具有導電性的柔性配線基板。此柔性配線基板具備與第2輸入電極連接且與振動板不接觸的配線。具體來說，具有柔性配線基板的一端與第2輸入電極連接，柔性配線基板及配線越過振動板的一端延伸的結構。柔性配線基板其自身具有柔性，因此可以相應于振動板的撓曲進行變形。為此，如果將壓電振動體與導線的連接部分採用使用了這樣的柔性配線基板的結構，那麼即便振動板的振動幅度變大，導電性刷也可以與壓電振動體的第2輸入電極可靠地接觸而確保電導通，因此，難以在壓電振動體與導線的電連接部分產生連接不良。而且，與採用導電性刷的場合相同，即便振動板振動時，也可以將柔性配線基板的接觸部與壓電振動體的第2輸入電極可靠地接觸，因此，可以有效防止壓電振動體與導線的連接部分發生接觸不良。進而，通過使用柔性配線基板，與使用導電性刷的場合相比較，第2輸入電極的柔性配線基板的接觸部分的磨耗變少，所以進一步提高了長期可靠性。
[0030]而且，當取代導電性刷使用柔性配線基板時，將柔性配線基板作為插入物進行嵌插成形，就可以把柔性配線基板可靠地固定在固定部件上。
[0031]另外，把嵌插了導電性刷的固定部件固定在振動板的一端的方式是任意的。在本發明中，在振動板的一端形成大於等於一個在振動板的厚度方向上貫通的貫通孔。而且，在安裝用支架上，在把振動板固定在安裝用支架上的狀態下，朝安裝用支架的厚度方向形成與振動板的貫通孔呈同心圓狀貫通的大於等於一個貫通孔。進而，作為電絕緣材料，用可熱變形的材料(例如，尼龍、ABS、PET、PPS等多種塑料材料)形成固定部件。在固定部件上設有大於等於一個突起，該突起在振動板的一端安裝在安裝用支架上的狀態下與振動板的貫通孔及安裝用支架的貫通孔嵌合，且從振動板的貫通孔及安裝用支架的貫通孔突出。而且，只要通過把從振動板的貫通孔及安裝用支架的貫通孔突出的大於等於一個突起的端頭熱變形，在振動板被固定安裝用支架上的狀態下，將固定部件固定在振動板的一端即可。如果使用這樣的固定部件，可以通過固定部件將導電性刷固定在固定了振動板的安裝用支架上。為此，可以防止因導電性刷的刷部的接觸部與壓電振動體的輸入電極的接觸位置錯位造成的接觸不良。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發明的壓電振動裝置的實施方式的立體圖。
[0033]圖2是圖1的立體圖分解了的分解立體圖。
[0034]圖3是從正面側看圖1的立體圖時的正面圖。
[0035]圖4是從上側看圖1的立體圖時的俯視圖。
[0036]圖5是將圖2的分解立體圖的一部分放大表示的放大立體圖。
[0037]圖6是將圖4沿V — V線剖切的截面放大並從正面看時的剖切截面圖。
[0038]圖7是從下側看圖1的立體圖時的仰視圖。
[0039]圖8是表示本發明的壓電振動裝置的另外的實施方式的立體圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。圖1為本發明的壓電振動裝置的一實施方式的立體圖。圖2是將圖1的壓電振動裝置(立體圖)分解進行表示的分解立體圖。圖3是從正面側看圖1的立體圖時的正面圖。圖1至圖3所示的壓電振動裝置包括振動板1、壓電振動體3、錘部件5、導電性刷7及安裝用支架9而構成。
[0041]振動板I由磷青銅、鐵系材料、不鏽鋼、鎳合金等構成的金屬板構成，從而使振動板I的一端Ia構成壓電振動體3的端子部，並被固定在後文中詳細說明的金屬制的安裝用支架9上。
[0042]壓電振動體3包含鈦酸鋯酸鉛(PZT)制、鈦酸鉛(PT)制等的壓電陶瓷層3a，具有在此壓電陶瓷層3a上面形成I個電極層3b的結構。壓電振動體3用粘接劑接合在振動板I上面。在本例中，作為壓電振動體3，採用設置在振動板I的厚度方向的背面(與後述的錘部件5相向的面)Ib上的單表面幾何形狀結構的壓電振動體。振動板I的撓曲，較之後述的振動板I的厚度方向的表面(與錘部件5相向的面的相反側的面)le，背面Ib的撓曲更大(即，較之壓電振動體3被形成在振動板I的厚度方向的表面Ie的場合，在壓電振動體3被形成在振動板I的厚度方向的背面Ib的場合，壓電振動體3得到的驅動力更大)，因此，可以提高用戶的體感性。
[0043]而且，儘管沒有特別進行圖示，但是，也可以採取壓電振動體3形成在振動板I的厚度方向的表面Ie上的單表面幾何形狀結構。振動板I的撓曲，較之振動板I的厚度方向的背面lb，表面Ie的撓曲更大(即，較之壓電振動體3被形成在振動板I的厚度方向的背面Ib的場合，在壓電振動體3被形成在振動板I的厚度方向的表面Ie上的場合，壓電振動體3得到的驅動力更小)。為此，通過把壓電振動體3形成在振動板I的厚度方向的表面le，儘管使用壓電振動裝置的人的體感性降低，但是可以延長壓電振動裝置的製品壽命。而且，當然也可以為把壓電振動體由第I壓電振動體與第2壓電振動體構成的兩個壓電振動體構成，將第I壓電振動體形成在振動板I的厚度方向的表面le，進而將第2壓電振動體形成在振動板I的厚度方向的背面Ib的雙表面幾何形狀結構。
[0044]錘部件5固定在振動板I的另一端Ic (具體的固定方法後述)。錘部件5如後文中將要詳細說明的那樣，包含可熱變形的材料而形成。作為可熱變形的材料，在本例中，使用將鎢的粉末與聚醯胺樹脂、環氧樹脂等(高耐熱性及高強度的熱可塑性樹脂)混合的成形材料。鎢為非常硬的重的金屬。因此，以這樣的高強度及高比重的金屬為為主要成份的錘部件5，通過以厚度為中心的形狀設計，具有比振動板I大的彎曲剛性。具體來說，錘部件5的固有頻率,被定為形成了壓電振動體3的振動板I的固有頻率的3倍?10倍。如本例那樣，如果錘部件5的彎曲剛性大于振動板I的彎曲剛性，則振動板I與錘部件5的共振難以發生(即，振動板I的振動能量難以被錘部件5吸收)。其結果，以小的電氣輸入就可以增大振動板I的振動幅度，而且振動的收斂時間變短。
[0045]錘部件5具有在與振動板I之間隔開間隔朝振動板I的一端Ia側延伸的形狀。具體來說，錘部件5的形狀為具有:具有與振動板I接觸的接觸面5b的基部5c，和與基部5c設置成一體且沿振動板I延伸的本體部5d的形狀。如圖2至圖4所示，從基部5c的接觸面5b形成有I個突起5a。與本體部5d的振動板I (振動板I的背面Ib)相向的面(相向面)5e成為以一定角度傾斜的傾斜面5f。此傾斜面5f以使振動板I的背面Ib與錘部件5 (本體部5d)的相向面5e之間的間隙從振動板I的另一端Ic側朝振動板I的一端Ib側逐漸變大的方式傾斜。振動板I的背面Ib與錘部件5 (本體部5d)的相向面5e之間的角度Θ被設定成，當振動板I的振動使錘部件5振動時，兩者不接觸。因此，在本例中，由於存在形成在錘部件5上的傾斜面5f，因而，即便振動板I的振動幅度變大，振動板I與錘部件5也不接觸。而且，通過在錘部件5上設置傾斜面5f，可以在振動板I與錘部件5之間確保空間。為此，如本例那樣，即便壓電振動體3形成在振動板I的背面lb，由於錘部件5與壓電振動體3不接觸，因此壓電振動體3不會受到損傷。
[0046]接著，對將錘部件5固定在振動板I上的結構進行說明。圖4是表示本發明的壓電振動裝置的實施方式的俯視圖(從上側看圖1的立體圖時的俯視圖)。如圖2所示，首先在振動板I的另一端Ic形成朝厚度方向貫通振動板I的I個貫通孔Id。而且，如圖3及圖4所示，構成錘部件5的突起5a,使錘部件5的突起5a與振動板I的貫通孔Id嵌合,使突起5a的端頭從振動板I的貫通孔Id突出。如上所述，錘部件5由以聚醯胺(高耐熱性及高強度的熱可塑性樹脂)為主要成份的材料形成，因此，通過把與振動板I的貫通孔Id嵌合的錘部件5的突起5a的端頭熱變形並在室溫冷卻，從而，可以把錘部件5簡單且可靠地安裝在振動板I上。另外，使貫通孔Id的形狀為非圓形，且使突起5a的橫截面形狀為非圓形，可以謀求錘部件5的止轉。
[0047]圖5將圖2的壓電振動裝置(分解立體圖)的一部分(安裝用支架)放大進行表示的放大立體圖。圖6是將圖4的壓電振動裝置(俯視圖)沿V — V線剖切的截面放大並從正面看到的剖切截面圖。如圖2、圖4、圖5及圖6所示，在本實施方式中，以使壓電振動體3的端子部3d殘留在振動板I的一端Ia的方式固定安裝用支架9。在安裝用支架9上，板狀的被焊接部9a與被安裝部9b形成一體。被焊接部9a，如圖5所示，具備:焊接在振動板I的厚度方向的表面(與錘部件5相向的面的相反側的面)Ie上的焊接面9c，和用來在被焊接部9a的大致中心部固定後述的固定部件11的I個貫通孔9d。振動板I的表面le，藉助焊接面9c，例如通過點焊焊接與被焊接部9a接合。而且，在被安裝部9b上，如圖5所示，設有用來把本例的壓電振動裝置安裝在電子設備上的I個貫通孔9e。
[0048]在被焊接部9a上，進而，在位于振動板I的一端Ia側的側面9f與焊接面9c之間及位于振動板I的另一端Ic側的側面9g與焊接面9c之間，分別形成有彎曲面9h及9i。在本例中，由於彎曲面9h及9i被倒角加工成形成為C面，因此，在位于振動板I的一端Ia側的側面9f與焊接面9c之間及位于振動板I的另一端Ic側的側面9g與焊接面9c之間，不會形成稜邊(角部或毛刺)。其結果，即便振動板振動，安裝用支架9也難以變形或磨耗，可以確保振動板I的振動幅度固定。在此，當然也可以不是C面而是R面。
[0049]接著，對壓電振動體3和未圖示的導線的連接部分的構造進行說明。圖7是表示壓電振動裝置的實施方式的仰視圖(從下側看圖1的立體圖時的仰視圖)。如圖1、圖2及圖7所示，在本例中，振動板I構成壓電振動體3的第I輸入電極，構成壓電振動體3的一部分的I個電極層3b構成壓電振動體3的第2輸入電極。
[0050]導電性刷7的接觸部7a與此第2輸入電極(I個電極層3b)接觸。具體來說，導電性刷7的接觸部7a與第2輸入電極(I個電極層3b)的端部3c接觸。導電性刷7由磷青銅、鐵、不鏽鋼等構成，具有接觸部7a、板簧部7b、連接用端子部7c形成一體的結構。導電性刷7的接觸部7a能滑動地與電極層3b接觸。而且板簧部7b與接觸部7a設置成一體且產生將接觸部7a朝電極層3b推壓的推壓力。進而，連接用端子部7c與板簧部7b設置成一體且固定在固定部件11上，導線與連接用端子部7c連接。在本例中，把導電性刷7(具體來說，把連接用端子部7c)作為插入物，固定部件11由電絕緣材料(絕緣樹脂)嵌插成形。為此，將導電性刷7可靠地固定在固定部件11上。另外，固定部件11用可熱變形的電絕緣材料(例如，尼龍、ABS、PET、PPS等各種塑料材料)形成。
[0051]如圖2所示，在本例中，在振動板I的一端Ia形成有朝振動板I的厚度方向貫通的I個貫通孔If。而且，在固定部件11上設有I個突起11a，該突起Ila在振動板I的一端Ia安裝在安裝用支架9上的狀態下與振動板I的貫通孔If及安裝用支架9的貫通孔9d嵌合，且從振動板I的貫通孔If及安裝用支架9 (被焊接部9a)的貫通孔9d突出。在本例中，如圖2，圖4及圖6所示，在將突起Ila與振動板I的貫通孔If及安裝用支架9的貫通孔9d嵌合，突起Ila的端頭從貫通孔If及貫通孔9d突出的狀態下，通過使突起Ila的端頭熱變形，將固定部件11固定在被固定在安裝用支架9上的振動板I的一端la。S卩，將導電性刷7藉助固定部件11固定在固定了振動板I的安裝用支架9上。其結果，可以防止導電性刷7的接觸部7a與形成在振動板I上的壓電振動體3的電極層3b (第2輸入電極3b)的接觸位置的錯位造成的接觸不良。
[0052]這樣，在在本例中，把振動板I作為壓電振動體3的第I輸入電極，把導電性刷7與電極層3b接觸，因此，即便振動板I的振動幅度變大，通過使導電性刷7與壓電振動體3的電極層3b(第2輸入電極)滑動接觸，就可以可靠地確保電導通。而且，在本例中，通過導電性刷7的板簧部7b，即便振動板I振動時，也可以將導電性刷7的刷部的接觸部7a與壓電振動體3的電極層3b可靠地接觸。為此，在本例的壓電振動裝置中，壓電振動體3與導線的電連接部分難以發生連接不良。在此，為了提高長期可靠性，可以在導電性刷7的電極層3b的接觸面實施鍍金，或採用導電性的橡膠。
[0053]圖8是本發明的壓電振動裝置的另外的實施方式的立體圖。另外，在圖8中，對於與在圖1至7中說明了的構成部分共通的構成部分，把在圖1至7中使用了的附圖標記數加上100當作附圖標記並省略其說明。而且，為了使另外的實施例的說明容易，省略了固定部件111的圖示。在圖8所示的例子中，取代導電性刷7，採用了導電性的柔性配線基板107，該柔性配線基板107具有一端與第2輸入電極(I個電極層103b)連接且與振動板101不接觸的配線(未圖示)。柔性配線基板107，由聚醯亞胺、聚酯、聚乙烯對苯二甲酸、液晶聚合物等構成，具有接觸部107a、非接觸部107b、連接用端子部107c形成一體的結構。接觸部107a設置在柔性配線基板107的另一端，與電極層103b接觸。而且，非接觸部107b與接觸部107a設置成一體，且被構成為能與接觸部一起變形，從而能維持接觸部107a與第2輸入電極的接觸。進而，連接用端子部107c在柔性配線基板107的一端與非接觸部107b設置成一體且被固定在固定部件111上，未圖示的配線(導線)與連接用端子部107c連接。柔性配線基板107 (連接用端子部107c)及配線(導線)越過振動板101的一端1la延伸地構成。
[0054]在此另外的例子中，將柔性配線基板107 (具體來說，為連接用端子部107c)作為插入物，固定部件111由電絕緣材料(絕緣樹脂)嵌插成形。為此，能將柔性配線基板107可靠地固定在固定部件111上。
[0055]如該另外的例子所示，如果使具有柔性的柔性配線基板107與電極層103b接觸，則柔性配線基板107相應于振動板101的撓曲進行變形。其結果，即便振動板101的振動幅度變大，也可以通過使柔性配線基板107與壓電振動體103的電極層103b (第2輸入電極)接觸，可靠地確保電導通。而且，在此另外的例子中，通過柔性配線基板107的非接觸部107b，即便在振動板101振動時，也可以使柔性配線基板107的刷部的接觸部107a與壓電振動體103的電極層103b可靠地接觸。為此，在本例的壓電振動裝置中，壓電振動體103與導線的電連接部分難以發生連接不良。在使用柔性配線基板107的場合，與使用導電性刷7的場合相比較，第2輸入電極(電極層103b)的柔性配線基板107的接觸部分的磨耗變少，所以能進一步提高長期可靠性。
[0056]另外，本發明還可以按如下表達。
[0057](I) 一種具備一端被固定的振動板、形成在上述振動板上面的壓電振動體，和固定在上述振動板的另一端的錘部件的壓電振動裝置，其特徵在於，
[0058]上述錘部件具有比上述振動板大的剛性，且具有在與上述振動板之間隔開間隔朝上述振動板的上述一端側延伸的形狀。
[0059](2)如上述(I)記載的壓電振動裝置，上述錘部件的固有頻率被定為上述形成了壓電振動體的狀態的上述振動板的固有頻率的3倍至10倍。
[0060](3)如上述(I)或⑵記載的壓電振動裝置，上述壓電振動體形成在上述振動板的與上述錘部件相向的面的相反側的面上。
[0061](4)如上述⑴或⑵記載的壓電振動裝置，上述壓電振動體形成在上述振動板的與上述錘部件相向的面上。
[0062](5)如上述(I)或(2)記載的壓電振動裝置，在上述振動板的上述另一端形成有朝厚度方向貫通上述振動板的大於等於一個貫通孔，
[0063]上述錘部件包含可熱變形的材料地形成，且具有與上述大於等於一個貫通孔嵌合、端頭從上述貫通孔突出的大於等於一個突起，
[0064]與上述大於等於一個貫通孔嵌合的上述大於等於一個突起的上述端頭熱變形，將上述錘部件固定在上述振動板上。
[0065](6)如上述(5)記載的壓電振動裝置，上述錘部件具有:具有突出上述大於等於一個突起且與上述振動板接觸的接觸面的基部，和與該基部設置成一體且沿上述振動板延伸的本體部，
[0066]在上述本體部的與上述振動板相向的面上，形成有以一定角度傾斜的傾斜面。
[0067](7)如上述(I)至(6)中的任一項記載的壓電振動裝置，上述振動板由上述一端構成上述壓電振動體的端子部的金屬板形成，
[0068]在上述振動板的上述一端還具備以殘留上述端子部的方式固定著的金屬制的安裝用支架，
[0069]上述安裝用支架具備板狀的被焊接部及與該被焊接部設置成一體的被安裝部，該被焊接部具備焊接在上述振動板的在厚度方向上相向的一對側面的一方上的焊接面，
[0070]在上述被焊接部上，在位於上述振動板的上述一端側的側面與上述焊接面之間及位於上述振動板的上述另一端側的側面與上述焊接面之間，分別形成有不具有稜邊的彎曲面。
[0071](8)如上述(I)至(7)中的任一項記載的壓電振動裝置，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層，
[0072]上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極，
[0073]上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極，
[0074]還具備與上述第2輸入電極接觸的導電性刷，
[0075]上述導電性刷具備能滑動地與上述第2輸入電極接觸的接觸部、與該接觸部設置成一體且產生將上述接觸部朝上述輸入電極推壓的推壓力的板簧部，和連接用端子部，該連接用端子部與該板簧部設置成一體且安裝在固定部件上，該固定部件固定在上述振動板的上述一端。
[0076](9)如上述(8)記載的壓電振動裝置，上述固定部件由電絕緣材料形成，
[0077]上述固定部件將上述導電性刷作為插入物被嵌插成形。
[0078]以上對本發明的實施方式進行具體說明，但是本發明不限於這些實施方式及實施例，在本發明的技術思想的範圍內當然可以進行改變。
[0079]工業上的可利用性
[0080]根據本發明，採用彎曲剛性比振動板大的錘部件，因此，可以防止振動板與錘部件共振而導致錘部件吸收振動板的振動。為此，不僅可以減少振動板的振動幅度的降低，而且可以縮短振動的收斂時間。而且，錘部件的形狀為在與振動板之間空開間隔朝振動板的一端側延伸的形狀，所以即便錘部件的體積加大，錘部件也難以碰到振動板。為此，不會對壓電振動體造成損傷，可以加大振動板的振動幅度。
[0081]附圖標記說明
[0082]I振動板(第I輸入電極)
[0083]Ia 一端
[0084]Ic 另一端
[0085]Id貫通孔
[0086]3壓電振動體
[0087]3a壓電陶瓷層
[0088]3b電極層(第2輸入電極)
[0089]3d端子部
[0090]5錘部件
[0091]5a 突起
[0092]5b接觸面
[0093]5c 基部
[0094]5d本體部
[0095]5f傾斜面
[0096]7導電性刷
[0097]7a接觸部
[0098]7b板簧部
[0099]7c連接用端子部
[0100]9安裝用支架
[0101]9a被焊接部
[0102]9b被安裝部
[0103]9c焊接面
[0104]9f、9g 側面
[0105]9i彎曲面
[0106]11固定部件
【權利要求】
1.一種壓電振動裝置，具備: 一端被固定的金屬制的振動板； 形成在上述振動板上面的壓電振動體，和 固定在上述振動板的另一端的錘部件，所述壓電振動裝置的特徵在於: 上述錘部件的剛性比上述振動板大，上述錘部件的固有頻率被定為形成了上述壓電振動體的狀態的上述振動板的固有頻率的3倍至10倍， 上述錘部件具備具有與上述振動板接觸的接觸面的基部，和與該基部設置成一體並沿上述振動板延伸的本體部，在上述本體部的與上述振動板相向的面上形成有傾斜面， 上述壓電振動體被形成在上述振動板的與上述錘部件相向的面的相反側的面上及/或上述振動板的與上述錘部件相向的面上， 在上述振動板的上述另一端，形成有大於等於一個沿厚度方向貫通上述振動板的貫通孔， 上述錘部件包含可熱變形的材料地被形成，而且，具有與上述大於等於一個貫通孔嵌合且端頭從上述貫通 孔突出的大於等於一個突起， 與上述大於等於一個貫通孔嵌合的上述大於等於一個突起的上述端頭進行熱變形，而將上述錘部件固定在上述振動板上， 上述振動板的上述一端由構成上述壓電振動體的端子部的金屬板形成， 在上述振動板的上述一端還具備以留有上述端子部的方式固定著的金屬制的安裝用支架， 上述安裝用支架具備板狀的被焊接部，及與該被焊接部設置成一體的被安裝部，該被焊接部具備焊接在上述振動板的在厚度方向上相向的一對側面的一方上的焊接面， 在上述被焊接部上，在位於上述振動板的上述一端側的側面與上述焊接面之間及位於上述振動板的上述另一端側的側面與上述焊接面之間，分別形成有不具有稜邊的彎曲面，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在與該壓電陶瓷層的上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極， 上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極。
2.一種壓電振動裝置，具備: 一端被固定的金屬制的振動板； 形成在上述振動板上面的壓電振動體，和 固定在上述振動板的另一端的錘部件，所述壓電振動裝置的特徵在於: 上述錘部件的剛性比上述振動板大，上述錘部件的固有頻率被定為大於等於形成了上述壓電振動體的狀態的上述振動板的固有頻率的3倍， 上述錘部件具備具有與上述振動板接觸的接觸面的基部，和與該基部設置成一體且沿上述振動板延伸的本體部，在上述本體部的與上述振動板相向的面上形成有傾斜面。
3.如權利要求2所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述錘部件的固有頻率，被定為形成了上述壓電振動體的狀態的上述振動板的固有頻率的3倍至10倍。
4.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體形成在上述振動板的與上述錘部件相向的面的相反側的面上或上述振動板的與上述錘部件相向的面上。
5.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體形成在上述振動板的與上述錘部件相向的面的相反側的面上及上述振動板的與上述錘部件相向的面上。
6.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，在上述振動板的上述另一端形成有大於等於一個沿厚度方向貫通上述振動板的貫通孔， 上述錘部件包含可熱變形的材料地形成，而且，具有與上述大於等於一個貫通孔嵌合且端頭從上述貫通孔突出的大於等於一個突起， 與上述大於等於一個貫通孔嵌合的上述大於等於一個突起的上述端頭進行熱變形而將上述錘部件固定在上述振動板上。
7.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述振動板的上述一端由構成上述壓電振動體的端子部的金屬板形成， 還具備以在上述振動板的上述一端留有上述端子部的方式固定著的金屬制的安裝用支架， 上述安裝用支架具備板狀的被焊接部及與該被焊接部設置成一體的被安裝部，該被焊接部具備焊接在上述振動板的在厚度方向上相向的一對側面的一方上的焊接面， 在上述被焊接部上，在位於上述振動板的上述一端側的側面與上述焊接面之間及位於上述振動板的上述另一端側的側面與上述焊接面之間，分別形成有不具有稜邊的彎曲面。
8.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極， 上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極， 所述壓電振動裝置還具備與上述第2輸入電極接觸的導電性刷， 上述導電性刷具備能滑動地與上述第2輸入電極接觸的接觸部、與該接觸部設置成一體且產生將上述接觸部朝上述輸入電極推壓的推壓力的板簧部，和連接用端子部，該連接用端子部與該板簧部設置成一體且安裝在固定部件上，該固定部件固定在上述振動板的上述一端。
9.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極， 上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極， 所述壓電振動裝置還具備與上述第2輸入電極接觸的導電性刷， 上述導電性刷具備能滑動地與上述第2輸入電極接觸的接觸部、與該接觸部設置成一體且產生將上述接觸部朝上述輸入電極推壓的推壓力的板簧部，和連接用端子部，該連接用端子部固定在固定部件上，該固定部件與該板簧部設置成一體且固定在上述振動板的上述一端， 上述固定部件由電絕緣材料形成， 上述固定部件以上述導電性刷為插入物被嵌插成形。
10.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極，上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極， 所述壓電振動裝置還具備與上述第2輸入電極連接且具有與上述振動板不接觸的配線的柔性配線基板。
11.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極， 上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極， 所述壓電振動裝置還具備一端與上述第2輸入電極連接且具有與上述振動板不接觸的配線的柔性配線基板， 上述柔性配線基板及上述配線越過上述振動板的上述一端延伸。
12.如權利要求2或3所述的壓電振動裝置，其特徵在於，上述壓電振動體具備壓電陶瓷層，和 形成在該壓電陶瓷層的與上述錘部件相向的面上的I個電極層， 上述振動板構成上述壓電振動體的第I輸入電極， 上述I個電極層構成上述壓電振動體的第2輸入電極， 所述壓電振動裝置還具備一端與上述第2輸入電極連接且具有與上述振動板不接觸的配線的柔性配線基板， 上述柔性配線基板及上述配線越過上述振動板的上述一端延伸， 上述固定部件由電絕緣材料形成， 上述固定部件以柔性配線基板為插入物被嵌插成形。
【文檔編號】B06B1/06GK104053511SQ201280067426
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年1月18日
【發明者】橫江哲司, 砂原忠男, 有澤清, 田村雅英, 川崎修 申請人:北陸電氣工業株式會社