CN101742386A - 具有定位结构的压电致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有定位结构的压电致动器，该压电致动器由至少一振动传动体、一压电元件、一中心轴所组成，其中该压电元件的中央至少有一具方向性构造的穿设孔，以利于定位，又该中心轴的断面形状搭配该穿设孔的方向性设计，使其可穿过该穿设孔及固定该压电元件，另该中心轴再向上凸出该压电元件，以及连接该振动传动体，又该中心轴的底端以一固定端向上顶住该压电元件的下方，当信号激发该压电元件时，形成一压电激发器的作用；据此，通过该压电元件的易于定位组装，而能产生最大的振动效能，使压电元件依音频信号振动，进而产生最佳的振动效果，而可应用于以固体传音传出声音或以骨传导接触人颅骨方式传出声音。

Description

具有定位结构的压电致动器

技术领域

本发明涉及一种具有定位结构的压电致动器，特别是涉及可方便正确组装压电元件而有效增加该压电元件振动效率的技术领域。

背景技术

传统的压电激发器、压电致动器、压电喇叭均是用一些夹持架构固定陶瓷片中心或是边缘，使陶瓷片依音频信号振动，但此种架构在陶瓷片上固定，可能因位置的略为偏移而影响声音振动的传递，无法有效传递振动能量。

另如中国台湾专利公告第129100号“压电式扬声器”的专利，其公开一种压电式扬声器，其特征为将平板状的发音元件放置于平板状的板的贯穿孔或凹处的地方，同时，用内侧形成凹部，且在该凹部的天花板部分开设着贯穿的声音放出孔的合成树脂制盖子构件，覆盖于该板的贯穿孔或凹处，在该发音元件与该盖子构件之间，设置支持构件，使之以弹簧系合设置于前述盖子构件的内侧的至少一个突起而压向发音元件的方向，并使设置于该支持构件的发音元件的至少一个支持点，接触发音元件的规定位置。然而，以支持点接触发音元件，在组装或发音元件振动时，会导致发音元件因支持点的压力而破裂的机会增加，另外以弹簧压向发音元件，须注意弹簧的弹性疲乏问题，以上的缺点会造成产品可靠度的降低，增加成本。

再者，如中国台湾专利公告第348362号“音响用压电振动体及使用压电振动体的扬声器”的专利(亦即美国发明专利第6088464号“Acoustic piezoelectric vibrator and loudspeaker using the same”)，其公开一种压电振动体，其特征在于：在压电振动板的周边部，安装由弹性体所构成的振动控制片，对连接压电振动板的中心与振动控制片的重心的直线成为垂直，且，通过压电振动板的中心的轴线与振动控制片的质量中心线的距离，可沿着前述轴线变化地设定控制片的形状。然而，该专利是将压电振动体的压电振动板以安装组合体组装时，并未考虑方向定位的问题(此可由其图示中的杆与螺母的圆形穿组关系而得知)，所以在组装时可能会因旋转而使压电振动板无法都完全定位在同一个方向，进而影响压电振动体将振动有效传送至音响振动板的功能。

为了解决上述问题，有需要提供一种具有定位结构的压电致动器以达到有效传递振动，并同时让使用者佩戴时感到舒适，以达到听的功能，而克服现有技术的缺点。

发明内容

由上可知，本发明的目的是提供一种具有定位结构的压电致动器，其可以使压电元件易于定位组装，并能产生最大的振动效能，使压电元件依音频信号振动，进而产生最佳的振动效果。

为达成上述目的，本发明的具有定位结构的压电致动器，其至少包含一振动传动体、一压电元件及一中心轴；其中该压电元件可通过压电效应产生振动力量，其主要具有一振动片，在该振动片的单侧或是两侧贴上单层压电片或是多层压电片，另在振动片的中央设有至少一具方向性构造的穿设孔；而该中心轴的断面形状与该穿设孔具有相同的形状，以利具有方向性地穿过该穿设孔，且可固定该压电元件，并该中心轴在凸出压电元件而延伸一段距离后，再连接该振动传动体，将该压电元件产生的振动力量，通过该中心轴传送到该振动传动体；其主要在于该穿设孔与中心轴的穿组构造具有方向性，当该中心轴穿过该穿设孔，以固定该压电元件时，能使该压电元件因该穿设孔的具方向性而确实定位，不会偏移，且该中心轴固定在该压电元件的正中心，能激发该压电元件的最大压电效应，使该压电元件能产生最大的振动效能，并将振动能量直接沿着中心轴传到该振动传动体，使振动传动体亦能传送出最佳的振动效能，将振动的信号传送给听觉神经接收。

承上，该振动片的穿设孔具有方向性，其可为非圆形，例如椭圆形孔、葫芦形孔、矩形孔(如正方形孔、长方形孔)..等，且该中心轴的断面形状对应该穿设孔而设，使其穿组构造具有方向性而利于穿组且确实定位。或者，该穿设孔亦可为圆形，但必须为至少二穿设孔的构造，且该中心轴亦必须对应设计为可穿组该至少二穿设孔的构造，使其穿组构造具有方向性。

另外，在该中心轴的底端具有一固定端，且中心轴穿过穿设孔后是由该固定端顶住该压电元件的下方，而构成一由下方顶住压电元件的结构，当信号激发该压电元件时，形成一压电激发器的作用，可以从振动片以固体传音传出声音或以骨传导接触人颅骨方式传出声音。

再者，该中心轴的底端的固定端往上延伸一大径部，且中心轴穿过穿设孔后，是由该大径部的顶端顶住该压电元件的下方。而该振动传动体在底面对应该中心轴的断面形状而设有一凹室，以供中心轴的顶面纳置。另该中心轴的顶面向下设有一穿结孔，且由一穿组元件穿过该振动传动体而组入该穿结孔。又该压电元件在穿设孔的上方套设一固定环，该固定环用以压住该压电元件固定在大径部的上方，使该压电元件产生的振动力量，通过该中心轴传送到该振动传动体。

此外，该压电片的上下两侧面更分别具有一电极层，该电极层连接一导线，该导线可传输信号以驱动压电片。

又者，振动传动体的外侧边可为供接触配戴者的身体(如头部的颅骨)的一弧面(凹弧面或凸弧面)；另外，该中心轴的穿结孔可为上、下贯穿状，而振动传动体的组孔未向上透空，且由一穿组元件由下往上穿过该中心轴的穿结孔，穿组元件的顶端再组入振动传动体的组孔中而组固。

再者，该振动传动体的断面形状可与中心轴的断面形状相同，且该振动传动体仅设有组孔，而没有凹室，并由穿组元件向下穿过组孔而组接于中心轴的穿结孔后，该中心轴的顶面顶接于振动传动体的底面。

据由上述，可知本发明可方便及正确组装压电元件，由结构设计可有效增加该压电元件的振动效率，可通过骨头的振动作为声音传导的途径，将该具有定位结构的压电致动器接触人类颅骨，可使人通过骨头的传导而听见声音，不须经由人耳来收听声音，在搭配有线、无线等通讯产品时，即可达到聆听音乐或收音等功能。本发明在应用方面，除了可运用在骨传导的产品外，亦可利用其优异的振动效果，运用在振动扬声器、手机用的小型振动喇叭等。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的立体分解示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的组合平面示意及其部分放大图。

图3为图1的压电元件与中心轴穿组后的俯视参考图。

图4为本发明的第二较佳实施例的立体分解示意图。

图5为图4的压电元件与中心轴穿组后的俯视参考图。

图6为本发明的第三较佳实施例的立体分解示意图。

图7为图6的压电元件与中心轴穿组后的俯视参考图。

图8为本发明的第四较佳实施例的立体分解示意图。

图9为图8的压电元件与中心轴穿组后的俯视参考图。

图10为本发明的第五较佳实施例的立体分解示意图。

图11为图10的组合平面示意图。

图12为本发明的第六较佳实施例的立体分解示意图。

图13为图12的组合平面示意图。

主要元件符号说明：

1----振动传动体           11----组孔

12、12′----凹室          13----弧面

2----压电元件             21----振动片

22----压电片              221----电极层

222----导线               23、23′----穿设孔

3、3′----中心轴          31----穿结孔

32----穿组元件            33、33′----固定环

34----固定端              341----大径部

具体实施方式

首先，请参考图1，为本发明的第一较佳实施例的分解示意图，主要指本发明“具有定位结构的压电致动器”，其至少包含一振动传动体1、一压电元件2及一中心轴3；其中：

振动传动体1，其外侧边即用以接触配戴者的身体，如可接触使用者的颅骨..等，使把振动经由接触而传递给配戴者的身体。该振动传动体1设有一组孔11，及在组孔11下端的振动传动体1底面设有一凹室12。

压电元件2，通过压电效应而产生振动力量，其主要具有一振动片21，该振动片21的单侧或是两侧贴上单层的压电片22或是多层的压电片22(见图2，该图中是以上层的单侧具单层的压电片为例)，另外，该振动片21的中央设有至少一具方向性构造的穿设孔23(图1～图7中是以一穿设孔为例)，其为非圆形，例如椭圆形孔(如图1、图3)、葫芦形孔(如图4、图5)、矩形孔(如图6、图7)..等。此外，该压电片22的上下两侧面更分别具有一电极层221(另如图2)，该电极层221连接一导线222，该导线222可传输信号以驱动压电片22。

中心轴3，用以穿设固定该压电元件2以及组接该振动传动体1，该中心轴3的断面形状与该振动片21的穿设孔23具有相同的形状(如图1、图4、图6分别所示的椭圆形、葫芦形、矩形)，以利其具有方向性地穿过该穿设孔23，且可固定该压电元件2，并该中心轴3在凸出压电元件2而延伸一段距离后，再连接该振动传动体1(如图2)，而该振动传动体1底面的凹室12亦对应中心轴3的断面形状而设，使中心轴3的顶端可纳置组接振动传动体1，而中心轴3的顶面向下设有一穿结孔31(如螺孔)，且由一穿组元件32(如螺栓)穿过该振动传动体1的组孔11而组入该穿结孔31中而组固，其中该压电元件2在穿设孔23的上方套设一固定环33，该固定环33用以压住压电元件2，使该压电元件2产生的振动力量，通过该中心轴3传送到该振动传动体1。

此外，在该中心轴3的底端具有一固定端34，且中心轴3穿过穿设孔23后是由该固定端34顶住该压电元件2的下方(如图2)，而构成一由下方顶住压电元件2的结构，当信号激发该压电元件2时，形成一压电激发器的作用，使其可以固体传音传出声音或以骨传导接触人颅骨方式传出声音。又该中心轴3的底端的固定端34往上延伸一大径部341，且中心轴3穿过穿设孔23后，是由该大径部341的顶端顶住该压电元件2的下方，且由穿设孔23上方的固定环33将压电元件2固定在大径部341的上方，而不会因振动而松脱。

再者，如图8、图9，该穿设孔23亦可为圆形，其为至少二穿设孔23、23′的构造(图8、图9中是以二穿设孔为例)，而该中心轴3则对应设计为可穿组该至少二穿设孔23、23′的构造，即该中心轴3另具一可穿透该穿设孔23′的定位杆3′，使其穿组构造具有方向性。当然，此时该固定环33及振动传动体1底面的凹室12均必须对应设置为二固定环33、33′及二凹室12、12′(如图8)。

又者，如图10、图11，振动传动体1的外侧边可为一弧面13，凹弧面或凸弧面均可，图中是以凹弧面为例，以供接触配戴者的身体(如头部的颅骨)时更为服贴；另外，图10、图11所示者为本发明的又一组合结构实施例，其中，该中心轴3的穿结孔31(如螺孔)为上、下贯穿状，而振动传动体1的组孔11未向上透空，且由一穿组元件32(如螺栓)由下往上穿过该中心轴3的穿结孔31，而穿组元件32的顶端再组入振动传动体1的组孔11中而组固(如图11)。

又如图12、图13，其为本发明的再一组合结构实施例，其与图1、图2的结构实施例差异在于：该振动传动体1的断面形状与中心轴3的断面形状相同，此时该振动传动体1仅有组孔11，而没有凹室12的设置，且通过穿组元件32向下穿过组孔11而组接于中心轴3的穿结孔31后，该中心轴3的顶面顶接于振动传动体1的底面(如图13)。

承上的构件组成而实施时，该压电元件2因该穿设孔23、中心轴3的具方向性穿组而确实定位，不会偏移，且该中心轴3固定在该压电元件2的正中心，故能激发该压电元件2的最大压电效应，使该压电元件2能产生最大的振动效能，并将振动能量直接沿着中心轴3传到该振动传动体1，使振动传动体1亦能传送出最佳的振动效能，将振动的信号传送给听觉神经接收，以改善现有技术的相关缺陷。本发明的设计可通过骨头的振动做为声音传导的途径，可使人通过骨头的传导而听见声音，不须经由人耳来收听声音，在搭配有线、无线等通讯产品时，即可达到聆听音乐或收音等功能。除了可运用在骨传导的产品外，亦可利用其优异的振动效果，运用在振动扬声器、手机用的小型振动喇叭等。

虽然前述的描述及图示已公开本发明的较佳实施例，必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离权利要求书所界定的本发明保护范围。本领域技术人员将可体会本发明可能使用于很多形式、结构、布置、比例、材料、元件和元件的修改。因此，本申请在此所公开的实施例，应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的保护范围应由权利要求书的范围所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。

Claims (15)

1.一种具有定位结构的压电致动器，至少包含：

一振动传动体；

一压电元件，该压电元件可通过压电效应而产生振动力量，其具有一振动片，该振动片在其两侧面具有至少一压电片，又该振动片的中央具有至少一穿设孔；

一中心轴，该中心轴穿过上述振动片的该穿设孔而组接该压电元件，并在延伸一段距离后，再连接该振动传动体；

其特征在于：

该振动片的该穿设孔具有方向性，且该中心轴的断面形状对应该穿设孔而设，以致该中心轴穿过该穿设孔而组接该压电元件时，该压电元件因该穿设孔的具有方向性而定位。

2.根据权利要求1所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该振动片的该穿设孔为非圆形。

3.根据权利要求2所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该穿设孔可为一椭圆形孔。

4.根据权利要求2所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该穿设孔可为一葫芦形孔。

5.根据权利要求2所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该穿设孔可为一矩形孔。

6.根据权利要求1所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该振动片的该穿设孔为圆形，且为至少二穿设孔的构造，又该中心轴对应设计为可穿组该至少二穿设孔的构造。

7.根据权利要求1所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该中心轴的底端具有一固定端，且该中心轴穿过该穿设孔后是由该固定端顶住该压电元件的下方。

8.根据权利要求7所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该压电片的上下两侧面更分别具有一电极层，该电极层连接一可传输信号以驱动压电片的导线。

9.根据权利要求8所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该中心轴底端的固定端往上延伸一大径部，且该中心轴穿过该穿设孔后，是由该大径部的顶端顶住该压电元件的下方。

10.根据权利要求9所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该压电元件在该穿设孔的上方套设一固定环，该固定环用以压住该压电元件，且固定在大径部的上方。

11.根据权利要求10所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该振动传动体在底面对应该中心轴的断面形状而设有一凹室，以供该中心轴的顶面纳置。

12.根据权利要求11所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：振动传动体的外侧边为一弧面。

13.根据权利要求11所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该中心轴的顶面向下设有一穿结孔，且由一穿组元件穿过该振动传动体而组入该穿结孔。

14.根据权利要求11所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该中心轴设有一上、下贯穿状的穿结孔，另该振动传动体设有一组孔，该组孔下端的该振动传动体底面设置该凹室，且由一穿组元件由下往上穿过该中心轴的该穿结孔，该穿组元件的顶端组入该振动传动体的该组孔中。

15.根据权利要求1所述的具有定位结构的压电致动器，其特征在于：该振动传动体的断面形状与中心轴的断面形状相同。

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