壓電致動器和具有安裝在其上的壓電致動器的電子裝置製造方法
2023-12-09 10:22:06 2
壓電致動器和具有安裝在其上的壓電致動器的電子裝置製造方法
【專利摘要】一種壓電致動器，包括：壓電陶瓷振動器（2），其在向電極施加電壓時振動；第一保持器（3），其結合至面板（502），並且支撐壓電陶瓷振動器（2）的一個端部；和第二保持器（4），其結合至面板（502），並且支撐壓電陶瓷振動器（2）的另一個端部。在壓電陶瓷振動器（2）中產生的振動經由壓電陶瓷振動器（2）的該一個端部和第一保持器（3）傳遞至面板（502），並且壓電陶瓷振動器（2）的該另一個端部在縱向和橫向方向上相對於面板（502）的相對運動被第二保持器（4）約束。
【專利說明】壓電致動器和具有安裝在其上的壓電致動器的電子裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用作振動器以振動電子裝置的壓電致動器，以及一種其上安裝有壓電致動器的電子裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，正積極使用具有便攜性的緊湊電子裝置，諸如行動電話設備、筆記本大小的個人計算機、PDA等等。裝置的方便性隨著網絡系統和軟體的發展而增加。每種裝置都設置有振動部件，以通過振動向裝置施加振動，並且強烈需要包括該振動部件的內部部件的質量提高和小型化。作為這種振動部件，例如，已知在非專利文獻I中公開的一種使用壓電陶瓷振動器的壓電致動器。
[0003]引用列表
[0004]非專利文獻
[0005]非專利文獻I !「Applications of piezoelectric ceramics」(壓電陶瓷的應用),Gakken-sha, 1989, p.71.
【發明內容】
[0006]技術問題
[0007]在非專利文獻I中公開的壓電致動器中，通過結合至外殼的保持器，將壓電陶瓷振動器支撐在壓電陶瓷振動器的一端。通過壓電陶瓷振動器的彎曲振動等等產生的振動經由保持器傳遞至外殼。
[0008]當壓電陶瓷振動器振動時，根據該振動，在壓電陶瓷振動器中產生慣性力。該慣性力作為振動傳遞至壓電陶瓷振動器`固定到的保持器。慣性力在平行於外殼的主表面方向上的分量無助於將振動從保持器傳遞至外殼。當壓電陶瓷振動器的振動能量被平行方向上的振動消耗時，從壓電陶瓷振動器傳播至外殼的振動量減小，導致能量損失。
[0009]已經考慮到上述實際條件實現了本發明，並且本發明的目標在於提供一種能夠有效傳遞振動的壓電致動器，以及一種其上安裝有該壓電致動器的電子裝置。
[0010]問題的解決方案
[0011]為了實現該目標，根據本發明第一方面的壓電致動器包括:
[0012]壓電陶瓷振動器，其在被供應有電力時在預定方向上振動；
[0013]第一保持器，其連接至板狀構件，並且支撐壓電陶瓷振動器中的第一部分；和
[0014]第二保持器，其連接至板狀構件，並且支撐壓電陶瓷振動器中的第二部分，
[0015]其中，第一保持器由如下材料製成，該材料具有使得其受來自壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性，第二保持器由如下材料製成，該材料具有使得其不受來自壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性，
[0016]壓電陶瓷振動器經由壓電陶瓷振動器和第一保持器將振動傳遞至板狀構件，並且壓電陶瓷振動器的第二部分中相對於板狀構件的相對運動被第二保持器約束。[0017]根據本發明第二方面的電子裝置包括具有顯示器的外殼，其中
[0018]該板狀構件是保護顯示器的面板，以及
[0019]根據第一方面的壓電致動器被設置在該面板中。
[0020]根據本發明，能夠提供一種有效傳遞振動的壓電致動器，以及一種其上安裝有該壓電致動器的電子裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是例示根據本發明第一實施例的壓電致動器的透視圖；
[0022]圖2是例示根據本發明實施例的壓電陶瓷的示意性構造圖；
[0023]圖3是例示其上安裝根據第一實施例的壓電致動器的電子裝置的分解透視圖；
[0024]圖4是例示根據本發明第二實施例的壓電致動器的透視圖；
[0025]圖5是例示其上安裝根據第二實施例的壓電致動器的行動電話設備的分解透視圖；
[0026]圖6A是例示根據本發明第三實施例的壓電致動器的透視圖；
[0027]圖6B是例示根據本發明第三實施例的壓電致動器的變型的透視圖；
[0028]圖7是例示其上安裝根據第三實施例的壓電致動器的行動電話設備的分解透視圖；
[0029]圖8是例示根據本發明第三實施例的壓電致動器的變型的透視圖；
[0030]圖9是例示其上安裝根據第四實施例的壓電致動器的行動電話設備的透視圖；
[0031]圖1OA是例示根據本發明變型的壓電陶瓷的示意圖；
[0032]圖1OB是例示根據本發明變型的壓電陶瓷的示意圖；
[0033]圖1lA是例示根據本發明變型的將壓電致動器結合至外殼的方法的橫截面圖；
[0034]圖1lB是例示根據本發明變型的將壓電致動器結合至外殼的方法的橫截面圖；和
[0035]圖12是例示其上安裝根據本發明實施例的壓電致動器的行動電話設備的透視圖。
【具體實施方式】
[0036]下文中，將參考附圖描述一種根據本發明實施例的壓電致動器和一種其上安裝有該壓電致動器的電子裝置。
[0037](第一實施例)
[0038]如圖1中例示的，第一實施例的壓電致動器I包括具有矩形板狀的壓電陶瓷振動器2，和分別支撐壓電陶瓷振動器2兩端的第一保持器3和第二保持器4。壓電致動器I經由第一保持器3和第二保持器4結合至具有矩形板狀的面板(板狀構件)502。
[0039]如圖2例示的，壓電陶瓷振動器2包括具有矩形板狀的壓電陶瓷板20，和每個都具有矩形板狀並且將壓電陶瓷板20夾在中間的兩個電極21a和21b。壓電陶瓷板20由鋯鈦酸鉛製成，並且在厚度方向上經受極化處理。電極21a和21b由銀製成，並且分別形成在壓電陶瓷板20的厚度方向上的兩個主表面上(圖2中例示的壓電陶瓷板20的前表面和後表面)。端子22a和22b分別連接至電極21a和21b。當向端子22a和22b施加電壓時，如上所述構造的壓電陶瓷板20在縱向方向(矩形板的長邊方向)上振動。[0040]第一保持器3以基本長方體形狀而由諸如矽橡膠的彈性材料製成。第一保持器3具有如下程度的剛性，使得第一保持器3能夠受壓電陶瓷振動器2的振動而柔性變形。在第一保持器3的一個側面(面對壓電陶瓷板20的面)中形成槽口 3a，該槽口 3a在圖1的垂直方向(在下文說明書中將類似地描述)中的寬度幾乎等於壓電陶瓷振動器2的厚度。壓電陶瓷振動器2的一端被適配在第一保持器3中的槽口 3a中，並且例如通過環氧樹脂粘合劑固定在該適配部中。第一保持器3的底部表面是平的，並且例如通過環氧樹脂粘合劑結合至面板502的主表面。
[0041]第二保持器4以基本長方體形狀而由和第一保持器3相同的材料(這裡是矽橡膠等等)製成。與第一保持器3相同，在第二保持器4的一個側表面(面對壓電陶瓷板20的面)中形成槽口 4a，其在垂直方向上的寬度幾乎等於壓電陶瓷振動器2的厚度。壓電陶瓷振動器2的另一端被適配在第二保持器4中的槽口 4a中，並且例如通過環氧樹脂粘合劑而被固定在該適配部中。第二保持器4的底部表面是平的，並且例如經由環氧樹脂粘合劑結合至面板。第二保持器4形成為使得底部表面的面積大於第一保持器3的面積，並且高度幾乎等於第一保持器3的高度。因此，第二保持器4具有比第一保持器3更大的體積，並且具有比第一保持器3高的機械剛性。具體地，第二保持器4難以受壓電陶瓷振動器2的振動而在圖1的前後方向以及左右方向(在下文說明書中將類似地描述)上變形。因此，第二保持器4具有如下程度的剛性，使得能夠約束壓電陶瓷振動器2的另一端對於面板502在前後方向以及左右方向上的相對運動。
[0042]然後，將描述如上所述構造的第一實施例的壓電致動器I的操作。
[0043]在該第一實施例中，壓電陶瓷板20在厚度方向上極化。當分別經由電極2Ia和2Ib從電端子22a和22b向壓電陶瓷板20施加AC電壓時，壓電陶瓷板20在縱向方向上膨脹/收縮。通過在壓電陶瓷板20的縱向方向上的膨脹/收縮，在壓電陶瓷振動器2中發生縱向振動。結果，壓電陶瓷振動器2的振動被傳遞至固定在兩端處的第一和第二保持器3和4。
[0044]第一保持器3由樹脂材料、橡膠或彈性體材料製成，其剛性低至使得其受來自壓電陶瓷振動器2的振動而變形的程度。因此，當從壓電陶瓷振動器2傳遞振動時，第一保持器3受振動而變形。由變形導致的振動被傳遞給面板502。由於壓電陶瓷振動器2的一端被適配在第一保持器3的槽口 3a中，所以壓電陶瓷振動器2的該一端的側面以及兩個主表面的一部分與第一保持器3接觸。因此，壓電陶瓷振動器2的振動被從壓電陶瓷振動器2的側面以及兩個主表面有效地傳遞至第一保持器3。
[0045]另一方面，第二保持器4由樹脂材料製成，其剛性高至使得其難以受來自壓電陶瓷振動器2的振動而變形的程度。因此，即使當從壓電陶瓷振動器2傳遞振動時，第二保持器4也難以受振動而在前後方向以及左右方向上變形。由於壓電陶瓷振動器2的另一端由具有高剛性的第二保持器4支撐，所以約束了壓電陶瓷振動器2的另一端相對於面板502在前後方向以及左右方向上的相對運動。結果，抑制了由慣性力導致的前後方向以及左右方向上的振動分量。當如上所述抑制在前後方向以及左右方向上產生振動分量時，來自壓電陶瓷振動器2的振動被有效地傳遞給第一保持器3。結果，來自壓電陶瓷振動器2的振動經由第一保持器3被有效地傳遞給面板502。由於來自壓電陶瓷振動器2的振動被有效地傳遞給面板502，壓電陶瓷振動器2在寬頻域中振動。此外，由於壓電陶瓷振動器2的另一端被適配在第二保持器4中的槽口 4a中，所以壓電陶瓷振動器2的該另一端的側面以及兩個主表面的一部分與第二保持器4接觸。壓電陶瓷振動器2的側面以及兩個主表面由具有高剛性的第二保持器4支撐，使得穩固地固定了壓電陶瓷振動器2的該另一端，並且有效地抑制了該另一端相對於面板502在前後方向以及左右方向上的相對運動。
[0046]然後，將使用行動電話設備500作為實例，描述其上安裝有如上文所述構造的第一實施例的壓電致動器I的電子裝置。
[0047]如圖3中例示的，行動電話設備500具有:外殼主體(外殼)501，其具有輸入鍵、屏幕顯示器等等；面板502，其被設置成重疊在外殼主體501上；和外殼蓋板503。外殼主體501由樹脂材料以矩形板狀形成。在外殼主體501的主表面中，形成有底凹進501a，其具有矩形外部形狀並且在其中心部分中具有矩形開口。面板502和外殼蓋板503適配在有底凹進501a中。在有底凹進501a中形成狹縫501b，壓電致動器I進一步接合和固定在狹縫501b 中。
[0048]面板502由透明材料製成，諸如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、石英玻璃等等，並且保護外殼主體501的屏幕顯示器等等不受外部接觸。面板502適配在外殼主體501中的有底凹進501a中，並且面板502的周邊部分例如經由環氧樹脂粘合劑結合至外殼主體501。壓電致動器I的第一和第二保持器3和4的底部表面例如經由環氧樹脂粘合劑而結合至面板502與外殼主體501相對的面。壓電致動器I接合和固定在外殼主體501中的狹縫501b中。
[0049]外殼蓋板503以類似於外殼主體501的方式由樹脂材料形成，並且以其中心部分中具有矩形開口的矩形板狀形成。外殼蓋板503例如經由環氧樹脂粘合劑結合至面板502的周邊部分，並且適配在外殼主體501中的有底凹進501a中。
[0050]當使壓電致動器I的壓電陶瓷振動器2振動時，壓電陶瓷振動器2的振動被傳遞至固定在兩端處的第一和第二保持器3和4中的每一個。由於第一保持器3具有低於第二保持器4的剛性，所以當傳遞壓電陶瓷振動器2的振動時，第一保持器3受振動而變形。結果，由變形導致的振動經由第一保持器3被傳遞至面板502。另一方面，第二保持器4具有高於第一保持器3的剛性。因此，即使從壓電陶瓷振動器2傳遞振動時，也難以發生在前後方向上以及左右方向上的變形。在壓電陶瓷振動器2中，通過第二保持器4約束由具有高剛性的第二保持器4支撐的另一端相對於面板502在前後方向上以及左右方向上的相對運動。
[0051]由於如上所述約束了在平行於壓電陶瓷振動器2的另一端的面板502方向上的相對振動，所以抑制了由壓電陶瓷振動器2中的慣性力而在平行方向上產生振動分量。結果，來自壓電陶瓷振動器2的振動被有效地傳遞至第一保持器3，並且經由第一保持器3傳遞至面板502。由於來自壓電陶瓷振動器2的振動被有效地傳遞至面板502，所以壓電陶瓷振動器2能夠在寬頻域內振動。因此，在使用壓電致動器I作為行動電話設備500中的振動構件的情況下，能夠導致壓電致動器I起通知用戶接收到呼叫的振動器的作用。
[0052](第二實施例)
[0053]在第一實施例中，通過將被製成平的第一和第二保持器3和4的底部表面結合至面板502，來將壓電致動器I固定至面板502。然而，本發明不限於將第一和第二保持器3和4與面板502結合的該方法。下文中，將描述另一結合方法。在下文將參考的附圖中，相同的參考數字被指定到具有相同結構和相同功能的部件，並且不再給出重複說明。[0054]在第二實施例中，如圖4例示的，分別在壓電致動器10的第一保持器30和第二保持器40的底部表面中形成槽口 30b和40b。槽口 30b和40b的每一個形成為具有幾乎與面板502相同的厚度。通過將面板502的一端適配到第一和第二保持器30和40中的槽口30b和40b中，來將第一和第二保持器30和40與面板502固定。
[0055]在將第二實施例的壓電致動器10安裝在行動電話設備600上的情況下，如圖5例示的，第一和第二保持器30和40中的槽口 30b和40b適配在面板502的兩側面上，並且例如經由環氧樹脂粘合劑結合。與第一實施例相比，通過將第一和第二保持器30和40與面板502適配，進一步提高了在第一和第二保持器30和40與面板502之間的結合強度，並且能夠更有效地將壓電致動器10的振動傳遞給面板502。
[0056](第三實施例)
[0057]在第一和第二實施例的每一個中，一個壓電致動器I或10結合至面板502。相反，在第三實施例中，將描述提供多個壓電致動器的模式。下文中，將描述提供兩個壓電致動器IOOa和IOOb的實施例。在下文參考的附圖中，相同的參考數字被指定到具有相同結構和相同功能的部件，並且不再給出重複說明。
[0058]在第三實施例中，如圖6A例示的，第一和第二致動器IOOa和IOOb這兩個致動器結合至面板502。以類似於第一實施例的壓電致動器I的方式，第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb分別包括壓電陶瓷振動器200a和200b、固定至壓電陶瓷振動器200a和200b的一端的第一保持器300a和300b，以及固定至壓電陶瓷振動器200a和200b另一端的第二保持器400a和400b。第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb的壓電陶瓷振動器200a和200b、第一保持器300a和300b以及第二保持器400a和400b的尺寸可能彼此不同。
[0059]第一壓電致動器IOOa設置在面板502的短邊方向，並且第二壓電致動器IOOb設置在面板502的長邊方向，該方向作為垂直於第一壓電致動器IOOa的縱向方向。如上所述將第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb這兩個致動器結合至面板502使得能夠進一步提高面板502的振動量。通過這種振動量提高，使得第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb能夠在更寬頻域中振動。
[0060]如圖6B例示的，能夠共同使用第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb的第二保持器400，並且通過單一第二保持器400將第一和第二壓電陶瓷振動器200a和200b的每一個的一端固定在第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb中。在該情況下，槽口 44a形成在第二保持器400的一個側面中，並且槽口 44b形成在另一側面中。第一和第二壓電陶瓷振動器200a和200b分別適配在槽口 44a和44b中，並且通過粘合劑等等結合至第二保持器400。
[0061]在將第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb安裝在行動電話設備700上的情況下，如圖7例示的，兩個第一保持器300a和300b以及共享的第二保持器400的每一個的底部表面例如經由環氧樹脂粘合劑而結合至面板502與外殼主體501相對的面。在外殼主體501中的帶底凹進501a中，形成匹配第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb的形狀的狹縫501b，並且第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb被適配在該狹縫501b中。
[0062]如圖6B例示的，在第二保持器400由第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb共享的情況下，三個保持器，即第一保持器300a和300b以及第二保持器400已足夠。由於集成了第一和第二壓電致動器IOOa和100b，所以與單獨將第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb結合至面板502的情況相比，能夠縮短結合時間，並且降低製造成本。[0063]在第三實施例中，第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb兩者都結合至面板502的一個面。然而，如圖8例示的，能夠將第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb彼此平行設置。如圖8例不的,第一和第二壓電致動器IOOa和IOOb可以結合至面板502的不同面。壓電致動器的數目不限於2個。三個或更多壓電致動器可以結合至面板502。三個或更多壓電致動器可以共享一個第二保持器400。
[0064](第四實施例)
[0065]在第一至第三實施例中，行動電話設備500、600和700的每一個具有外殼主體501、被設置成重疊外殼主體501的面板502以及外殼蓋板503。然而,行動電話設備的構造不限於上述。下文中，將描述具有第一和第二彈性構件504a和504b的行動電話設備800。在下文參考的圖中，相同的參考數字被指定到具有相同結構和相同功能的部件，並且不再給出重複說明。
[0066]如圖9例不的,行動電話設備800具有外殼主體501、面板502、外殼蓋板503、第一彈性構件504a和第二彈性構件504b。第一彈性構件504a設置在外殼主體501和面板502之間。第二彈性構件504b設置在面板502和外殼蓋板503之間。
[0067]第一和第二彈性構件504a和504b的每一個由諸如矽橡膠的彈性材料製成，並且形成環狀矩形板狀。第一和第二彈性構件504a和504b的外周邊比面板502的外周邊大，並且第一和第二彈性構件504a和504b的內周邊比面板502的外周邊小。第一和第二彈性構件504a和504b設置在面板502的兩個主表面的周邊部分的垂直方向上的兩側上。由於第一彈性構件504a結合至外殼蓋板503,並且第二彈性構件504b結合至外殼主體501,所以面板502經由第一和第二彈性構件504a和504b結合至外殼主體501和外殼蓋板503。
[0068]在第四實施例的行動電話設備800中，外殼主體501、面板502和外殼蓋板503經由第一和第二彈性構件504a和504b結合。因此，面板502的周邊部分被設置在外殼主體501和外殼蓋板503之間，以便放大由第一和第二彈性構件504a和504b導致的振動。因此，與不具有第一和第二彈性構件504a和504b而結合面板502的情況相比，能夠進一步放大壓電致動器10的振動導致的面板502的振動。
[0069]如上所述，已經不同地描述了本發明的實施例，在不偏離本發明廣泛意義的精神和範圍的情況下，其他各種實施例和變型是可能的。提供上述實施例是為了解釋本發明，而非限制本發明的範圍。
[0070]例如，在第一至第四實施例中，壓電陶瓷振動器2、200a和200b的每一個都包括一個壓電陶瓷板20和在壓電陶瓷板20的厚度方向上的兩個主表面上形成的兩個電極21a和21b。然而，如圖1OA例示的，壓電陶瓷振動器201可以通過交替堆疊兩個壓電陶瓷板120a和120b以及三個電極121a、121b和121c來構造。如圖1OB例示的，壓電陶瓷振動器202可以由一個壓電陶瓷板220和在壓電陶瓷板220的長邊方向(縱向方向)中的兩個側面上形成的兩個電極221a和221b構成。此外，通過在多個壓電陶瓷振動器之間夾入加固構件，並且將其整體結合，可以構造一組壓電陶瓷振動器。如上所述地改進壓電陶瓷振動器的構造使得能夠改變壓電致動器的振動模式。
[0071]在第一至第四實施例中，通過將第二保持器4、40、400、400a和400b的形狀設定為比第一保持器3、30、300a和300b的形狀大，使得第二保持器4、40、400、400a和400b的剛性比第一保持器3、30、300a和300b的剛性大。替代地，可以通過改變結合至板狀構件的方法來改變剛性。
[0072]例如，如圖1lA例示的，面板602設置有適配突出部602a，並且第二保持器401設置有適配凹進部401a，該適配凹進部401a適配在突出部602a上。通過使第二保持器401的適配凹進部401a適配在面板602的突出部602a上，能夠提高第二保持器401的剛性。如圖1lB例示的，通過在第二保持器402和面板702上執行螺紋切割作業，並且通過螺釘50等等將第二保持器402與面板702擰緊，能夠提高第二保持器402的剛性。
[0073]通過使用不同的材料，可以將第二保持器的剛性設定為比第一保持器的剛性大。例如，通過使用例如具有低彈性(低楊氏模量)的橡膠作為第一保持器的材料，並且使用例如具有高彈性(高楊氏模量)的聚碳酸酯作為第二保持器的材料，能夠使第二保持器的剛性高於第一保持器的剛性。
[0074]在第四實施例中，第一彈性構件504a被設置在外殼主體501和面板502之間，並且第二彈性構件504b被設置在面板502和外殼蓋板503之間。然而，能夠將彈性構件設置在外殼主體501和面板502之間或者面板502和外殼蓋板503之間，或者能夠將三個或更多彈性構件設置在外殼主體501和面板502之間以及面板502和外殼蓋板503之間。
[0075]雖然已經在第四實施例中描述了在行動電話設備500、600、700、800和900上安裝壓電致動器l、10、100a和IOOb的實例，但是只要採用壓電致動器作為振動器等等，就能夠將第四實施例應用於其他電子裝置，諸如小型個人計算機、遊戲機、PDA、平板終端等等。
[0076]實例
[0077]下文中，將更具體地基於實例來描述本發明。本發明的創造性概念不限於下列實例。在下列實例I至4中，作為效果的比較對象，使用傳統的壓電致動器，其中僅壓電陶瓷振動器的一端由娃橡膠構件的保持器支撐，該娃橡膠構件的長度為5_、寬度為5mm並且厚度為3mm。
[0078](實例I)
[0079]作為用於第一實施例的壓電致動器，形成圖1例示的第一實施例的壓電致動器I。作為壓電陶瓷板20，製備由具有鋯鈦酸鉛作為組分的壓電陶瓷材料製成的、長度為15mm、寬度為5mm並且厚度為Imm的板,在兩個主表面上形成銀電極21a和21b,並且執行極化工藝，由此產生壓電陶瓷振動器2。
[0080]作為第一保持器3,製備具有長度為3mm、寬度為5mm並且厚度為3mm的娃橡膠構件。作為第二保持器4，製備具有長度為5_、寬度為5_並且厚度為3_的矽橡膠構件。在第一和第二保持器3和4的側面中，分別形成槽口 3a和4a。壓電陶瓷振動器2的端部分別適配到槽口 3a和4a中。此外，壓電致動器I通過使用例如環氧樹脂粘合劑粘合構成。
[0081]如上所述構成的壓電致動器I安裝在圖3中所述的行動電話設備500上，由此構成圖12例示的行動電話設備900。行動電話設備900中除了壓電致動器I之外的構造都類似於典型的行動電話設備。壓電致動器I安裝在面板502與外殼主體501相對的面上，並且接合併固定在外殼主體501中的狹縫501b中。
[0082]為了確認實例I的壓電致動器I的效果，製備具有除了壓電致動器外類似於行動電話設備900的構造的行動電話設備，並且將傳統的壓電致動器安裝在與壓電致動器I相同的位置中。向壓電致動器I和傳統的壓電致動器施加電壓有效值IV的10Hz、200Hz和500Hz的正弦AC電場，並且使用雷射都卜勒振動計測量幾乎處於面板502中心的測量點A處的振動速度和位移。
[0083]作為測量結果，識別到產生了在IOHz下為傳統壓電致動器的10倍，在200Hz下為20倍，並且在500Hz下為25倍的振動量。確認了與傳統的壓電致動器相比，在任何頻率下，壓電致動器I的振動速度和位移都提高，並且已經發現壓電致動器I在更寬的頻域中可操作。
[0084](實例2)
[0085]作為實例2，構成圖4例示的第二實施例的壓電致動器10。壓電陶瓷振動器2、第一保持器3、保持器4等等的尺寸都類似於實例I的那些。構成的壓電致動器10安裝在圖5例示的行動電話設備600上，由此形成圖12例示的行動電話設備900。壓電致動器10安裝在面板502的側面上，並且接合併固定在外殼主體501中的狹縫501b中。
[0086]為了確認通過實例2的壓電致動器10獲得的效果，構造以類似於行動電話設備600的方式構成的行動電話設備，並且傳統的壓電致動器安裝在與壓電致動器10相同的位置中。分別向壓電致動器10和傳統的壓電致動器施加電壓有效值IV的10Hz、200Hz和500Hz的正弦AC電場，並且通過使用雷射都卜勒振動計測量幾乎處於面板502中心的測量點A處的振動速度和位移。
[0087]作為測量結果，確認了在實例2的壓電致動器10中，產生了在IOHz下為傳統壓電致動器的15倍，在200Hz下為30倍，並且在500Hz下為40倍的振動速度和位移。發現與傳統的壓電致動器相比，在上述任何頻率下，實例2的壓電致動器I的振動速度和位移都提高，並且發現壓電致動器I在更寬的頻域中可操作。
[0088](實例3)
[0089]作為實例3，構成圖6B例示的第三實施例的壓電致動器IOOa和100b。壓電陶瓷振動器200a和200b、第一保持器300a和300b、保持器400a和400b等等的尺寸都類似於實例I和2的那些。構成的壓電致動器IOOa和IOOb安裝在圖7例示的行動電話設備700上，由此形成圖12例示的行動電話設備900。壓電致動器IOOa和IOOb安裝在面板502的側面上，並且接合和固定在外殼主體501中的狹縫501b中。
[0090]為了確認通過實例3的壓電致動器IOOa和IOOb獲得的效果，構造以類似於行動電話設備700的方式構成的行動電話設備，並且安裝傳統的壓電致動器。向壓電致動器IOOa和IOOb以及傳統的壓電致動器施加電壓有效值IV的10Hz、200Hz和500Hz的正弦AC電場，並且通過使用雷射都卜勒振動計測量幾乎處於面板502中心的測量點A處的振動速度和位移。
[0091]作為上述測量的結果，確認了在實例3的壓電致動器IOOa和IOOb中，產生了在IOHz下為傳統壓電致動器的30倍，在200Hz下為40倍，並且在500Hz下為55倍的振動量。發現與傳統的壓電致動器相比，在上述頻率的任何頻率下，實例3的壓電致動器IOOa和IOOb的振動速度和位移都提高，並且使得壓電致動器IOOa和IOOb能夠在更寬的頻域中操作。
[0092](實例4)
[0093]作為實例4，通過使用圖9例示的第四實施例的行動電話設備800，構成圖12例示的行動電話設備900。作為第一和第二彈性構件504a和504b中的每一個，製備具有Imm厚度的矽橡膠。壓電致動器10的構造類似於實例2。[0094]為了確認具有實例4的第一和第二彈性構件504a和504b的行動電話設備800的效果，構造以類似於實例1、2和3的行動電話設備500、600和700的方式構成的典型行動電話設備，並且安裝傳統的壓電致動器。向壓電致動器10和傳統的壓電致動器施加電壓有效值IV的10Hz、200Hz和500Hz的正弦AC電場，並且通過使用雷射都卜勒振動計測量幾乎處於面板502中心的測量點A處的振動速度和位移。
[0095]作為測量的結果，確認了在實例4的行動電話設備800中，產生了在IOHz下為其上安裝有傳統的壓電致動器而構造的典型行動電話設備的30倍，在200Hz下為40倍，並且在500Hz下為60倍的振動量。已確認，與其上安裝有傳統壓電致動器的典型行動電話設備相比，在任何頻率下，具有實例4的第一和第二彈性構件504a和504b的行動電話設備800的振動速度和位移都提高，並且使得行動電話設備800能夠在更寬的頻域中操作。
[0096]上述實施例的一部分或全部也能夠描述為下列補充說明，但是本發明不限於下述。
[0097](補充說明I)
[0098]一種壓電致動器，包括:
[0099]壓電陶瓷振動器，所述壓電陶瓷振動器在被供應電力時在預定方向上振動；
[0100]第一保持器，所述第一保持器連接至板狀構件，並且支撐所述壓電陶瓷振動器中的第一部分；以及
[0101]第二保持器，所述第二保持器連接至所述板狀構件，並且支撐所述壓電陶瓷振動器中的第二部分，
[0102]其中，所述第一保持器由如下材料製成，該材料具有使得其受來自所述壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性，所述第二保持器由如下材料製成，該材料具有使得其不受來自所述壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性，
[0103]所述壓電陶瓷振動器經由所述壓電陶瓷振動器和所述第一保持器將振動傳遞至所述板狀構件，並且所述壓電陶瓷振動器中的第二部分中相對於所述板狀構件的相對運動被所述第二保持器約束。
[0104](補充說明2)
[0105]根據補充說明I所述的壓電致動器，其中，所述壓電陶瓷振動器以矩形板狀形成，並且在厚度方向上極化，並且當向形成在所述壓電陶瓷振動器的兩面上的電極施加電壓時，所述壓電陶瓷振動器在縱向方向上振動，
[0106]所述第一和第二保持器分別支撐所述壓電陶瓷振動器的縱向方向上的一端和另
一端，
[0107]所述壓電陶瓷振動器經由所述壓電陶瓷振動器和所述第一保持器將振動傳遞至所述板狀構件，並且所述另一端中相對於所述板狀構件的相對運動被所述第二保持器約束。
[0108](補充說明3)
[0109]根據補充說明2所述的壓電致動器，其中，第一和第二適配部被分別形成在所述
第一和第二保持器中，並且
[0110]所述第一和第二保持器經由所述第一和第二適配部適配並且固定在所述板狀構件中。[0111](補充說明4)
[0112]根據補充說明I至3中的任何一項所述的壓電致動器，其中，第一和第二槽口被分別形成在所述第一和第二保持器中，並且
[0113]所述壓電陶瓷振動器中的所述一端和所述另一端分別適配在所述第一和第二槽口中，以便所述壓電陶瓷振動器被所述第一和第二保持器支撐。
[0114](補充說明5)
[0115]根據補充說明I至4中的任何一項所述的壓電致動器，其中，所述第一和第二保持器兩者由相同材料形成，並且
[0116]所述第二保持器的體積大於所述第一保持器的體積。
[0117](補充說明6)
[0118]一種電子裝置，具有提供有顯示器的外殼，
[0119]其中，所述板狀構件是面板，所述面板被設置在所述外殼中，並且保護所述顯示器不受外部接觸，並且
[0120]根據補充說明I至5中的任何一項所述的壓電致動器被設置在所述面板中。
[0121](補充說明7)
[0122]根據補充說明6所述的電子裝置，其中，多個壓電致動器被設置在所述面板中，並且為所述壓電致動器的每一個設置用於將所述壓電致動器固定至所述面板的兩個保持器。
[0123](補充說明8)
[0124]根據補充說明6或7所述的電子裝置，其中，用於放大所述壓電致動器的振動的彈性構件被設置在所述面板和所述外殼之間。
[0125](補充說明9)
[0126]根據補充說明I至4中的任何一項所述的壓電致動器，其中，所述多個壓電致動器包括具有拉長形狀並且彼此正交的第一和第二壓電致動器，
[0127]為所述第一和第二壓電致動器的每一個設置用於將所述壓電致動器的每一個支撐並且固定至所述面板的兩個保持器，
[0128]所述第一壓電致動器的一端和所述第二壓電致動器的一端被設置為彼此靠近，並且一個保持器在彼此靠近的一個端部處支撐所述第一和第二壓電致動器。
[0129](補充說明10)
[0130]一種電子裝置，具有提供有顯示器的外殼，
[0131]其中，所述板狀構件是面板，所述面板被設置在所述外殼中，並且保護所述顯示器不受外部接觸，並且
[0132]根據補充說明9所述的第一和第二壓電致動器被設置在所述面板中。
[0133]本申請基於2011年4月19日提交的日本專利申請N0.2011-93276。通過引用，將日本專利申請N0.2011-93276的說明書、專利權利要求範圍和全部附圖併入本說明書。
[0134]工業適用性
[0135]本發明在應用於用作用于振動電子裝置的振動器的壓電致動器，以及其上安裝有壓電致動器的電子裝置時是有用的。
[0136]參考數字列表
[0137]1、10、100a、IOOb 壓電致動器[0138]2、200a、200b、201、202 壓電陶瓷振動器
[0139]3、30、300a、300b 第一保持器
[0140]3a、4a、44a、44b 槽口
[0141]4、40、400、400a、400b、401、402 第二保持器
[0142]20、120a、120b、220 壓電陶瓷板
[0143]21a、21b、121a、121b、121c、221a、221b 電極
[0144]22a、22b 電端子
[0145]30a、30b 槽口
[0146]50 螺釘
[0147]401a適配凹進部
[0148]500、600、700、800、900 行動電話設備
[0149]501 外殼主體
[0150]501a帶底部的凹進
[0151]501b 狹縫
[0152]502、602、702 面板
[0153]503外殼蓋板
[0154]504a第一彈性構件
[0155]504b第二彈性構件
[0156]602a適配突出部
【權利要求】
1.一種壓電致動器，包括: 壓電陶瓷振動器，所述壓電陶瓷振動器在被供應電力時在預定方向上振動； 第一保持器，所述第一保持器連接至板狀構件，並且支撐所述壓電陶瓷振動器中的第一部分；以及 第二保持器，所述第二保持器連接至所述板狀構件，並且支撐所述壓電陶瓷振動器中的第二部分， 其中，所述第一保持器由下述材料製成，所述材料具有被來自所述壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性，所述第二保持器由下述材料製成，所述材料具有不被來自所述壓電陶瓷振動器的振動而變形的程度的剛性， 所述壓電陶瓷振動器經由所述壓電陶瓷振動器和所述第一保持器將振動傳遞至所述板狀構件，並且所述壓電陶瓷振動器中的第二部分中相對於所述板狀構件的相對運動被所述第二保持器約束。
2.根據權利要求1所述的壓電致動器，其中，所述壓電陶瓷振動器以矩形板形狀形成，並且在厚度方向上被極化，並且當向形成在所述壓電陶瓷振動器的兩面上的電極施加電壓時，所述壓電陶瓷振動器在縱向方向上振動， 所述第一和第二保持器分別支撐所述壓電陶瓷振動器的縱向方向上的一端和另一端， 所述壓電陶瓷振動器經由所述壓電陶瓷振動器和所述第一保持器將振動傳遞至所述板狀構件，並且所述另一端中相對於所述板狀構件的相對運動被所述第二保持器約束。
3.根據權利要求2所述的壓電致動器，其中，第一和第二適配部被分別形成在所述第一和第二保持器中，並且 所述第一和第二保持器經由所述第一和第二適配部適配並且固定在所述板狀構件中。
4.根據權利要求1至3中的任何一項所述的壓電致動器，其中，第一和第二槽口被分別形成在所述第一和第二保持器中，並且 所述壓電陶瓷振動器中的所述一端和所述另一端分別適配在所述第一和第二槽口中，以便所述壓電陶瓷振動器被所述第一和第二保持器支撐。
5.根據權利要求1至4中的任何一項所述的壓電致動器，其中，所述第一和第二保持器由相同材料形成，並且 所述第二保持器的體積大於所述第一保持器的體積。
6.一種電子裝置，包括提供有顯示器的外殼， 其中，所述板狀構件是面板，所述面板被設置在所述外殼中，並且保護所述顯示器不受外部接觸，並且 根據權利要求1至5中的任何一項所述的壓電致動器被設置在所述面板中。
7.根據權利要求6所述的電子裝置，其中，多個壓電致動器被設置在所述面板中，並且為所述壓電致動器的每一個設置用於將所述壓電致動器固定至所述面板的兩個保持器。
8.根據權利要求6或7所述的電子裝置，其中，用於放大所述壓電致動器的振動的彈性構件被設置在所述面板和所述外殼之間。
9.根據權利要求1至4中的任何一項所述的壓電致動器，其中，所述多個壓電致動器包括具有拉長形狀並且彼此正交的第一和第二壓電致動器， 為所述第一和第二壓電致動器的每一個設置用於將所述壓電致動器的每一個支撐和固定至所述面板的兩個保持器， 所述第一壓電致動器的一端和所述第二壓電致動器的一端被設置為彼此靠近，並且一個保持器在彼此靠近的所述一端處支撐所述第一和第二壓電致動器。
10.一種電子裝置，包括提供有顯示器的外殼， 其中，所述板狀構件是面板，所述面板被設置在所述外殼中，並且保護所述顯示器不受外部接觸，並且 根據權利要求9所述 的第一和第二壓電致動器被設置在所述面板中。
【文檔編號】B06B1/04GK103492091SQ201280018900
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月19日 優先權日:2011年4月19日
【發明者】佐佐木康弘, 高橋尚武, 酒井浩, 內川達也, 山口嘉之, 川島信弘 申請人:日本電氣株式會社